Qual è il segreto del cuore morbido di alcuni cioccolatini?

Vi siete mai chiesti come vengono prodotti su scala industriale i cioccolatini caratterizzati da un cuore di cioccolato più morbido rispetto allo strato più esterno? Ebbene, il segreto si basa su uno degli enzimi fondamentali dell’industria alimentare: l’invertasi, o saccarasi o glucosidasi o β-D-fruttofuranoside fruttoidrolasi (EC 3.2.1.26) (Fig. 1), proteina appartenente alla classe degli enzimi idrolitici che rompe il legame O-C del fruttosio.

Figura 1 – Modello 3D della struttura dell’enzima invertasi.
Figura 1 – Modello 3D della struttura dell’enzima invertasi

Si tratta di un enzima endocellulare in grado di catalizzare la reazione di idrolisi del saccarosio (disaccaride) in glucosio e fruttosio (monosaccaridi) (Fig. 2).

Figura 2 – Rappresentazione della reazione di idrolisi del saccarosio catalizzata dall'enzima invertasi
Figura 2 – Rappresentazione della reazione di idrolisi del saccarosio catalizzata dall’enzima invertasi

Da un punto di vista chimico, il saccarosio, noto comunemente come zucchero, è un disaccaride costituito dall’alfa-D-glucosio e dal beta-D-fruttosio legati tra loro tramite un legame alfa-1,4-glicosidico. La rottura del legame glicosidico presente nel saccarosio porta a una miscela equimolecolare di glucosio e fruttosio. A livello industriale, l’invertasi viene utilizzata prevalentemente per convertire il saccarosio da barbabietola o canna da zucchero in miscele contenenti fruttosio e glucosio, definite commercialmente zucchero invertito (Fig. 3). Il termine “invertito” si riferisce al diverso comportamento che la luce polarizzata mostra quando viene fatta passare attraverso una soluzione di saccarosio oppure di zucchero invertito.

Figura 3 – Fotografia dello zucchero invertito prodotto commercialmente
Figura 3 – Fotografia dello zucchero invertito prodotto commercialmente

Lo zucchero invertito viene usato soprattutto in gelateria e in pasticceria. Abbassa il punto di congelamento; ha una affinità per l’acqua più alta del saccarosio, e quindi mantiene più umidi i prodotti, specialmente le torte. Questo significa che le torte fatte con lo zucchero invertito si seccano meno facilmente quando esposte all’aria.

A queste applicazioni si aggiunge anche la produzione di cioccolatini caratterizzati da un ripieno più morbido o del tutto fuso che rappresentano un prodotto a valore aggiunto rispetto al normale cioccolato, e quindi più redditizi per le aziende produttrici e più gustosi per i consumatori.

Per realizzare tali prodotti dolciari, il ripieno di cioccolato deve essere abbastanza solido per la manipolazione e la lavorazione automatizzata, ma morbido e cremoso quando consumato. La biotecnologia attualmente utilizzata per raggiungere questo obiettivo si basa sull’uso dell’invertasi. Essa viene aggiunta al cioccolato al fine di convertire il saccarosio, contenuto nel ripieno, in glucosio e fruttosio. Questa modifica di natura chimica si traduce in una trasformazione di natura fisica poiché il ripieno passa da solido a liquido durante la fase di stoccaggio del prodotto.

Inoltre, l’elevata solubilità del fruttosio aiuta a prevenire la comparsa di cristalli di zucchero nel cuore dei cioccolatini in modo che il ripieno continui ad avere una consistenza morbida e cremosa.

Un ulteriore vantaggio dell’utilizzo dell’enzima invertasi consiste nel fatto che esso può prolungare la durata di conservazione del prodotto finale assicurando la consistenza richiesta nel tempo. Infine, la conversione del saccarosio in glucosio e fruttosio riduce fortemente il rischio di contaminazione e crescita microbica che porterebbero ad un deterioramento del cioccolato.

I microrganismi usati per la produzione su scala industriale di questo enzima sono i lieviti, in particolar modo la specie Saccharomyces cerevisiae. Il processo di produzione dell’enzima avviene in ambiente acquoso, a pH 6 e temperatura ottimale compresa tra i 35 e i 40 °C.

Nicola Di Fidio

Sitografia

Bibliografia

  • Warsono El Kiyat, Audrey Monica, Noor Qomariyah, Brian Saputra Manurung. Enzymes Involving in Chocolate Processing. J. Food Pharm. Sci. 6, 1–6, 2018.
  • Schiweck, H., Clarke, M. and Pollach, G. 2012. Sugar, in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 34, John Wiley and Sons, Inc., New Jersey, USA.

Crediti immagini

  • https://www.indiamart.com/proddetail/soft-centered-chocolates-9436226255.html
  • https://www.indiamart.com/proddetail/invertase-10881342248.html
  • https://www.chimicamo.org/chimica-organica/zucchero-invertito.html
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Inverted_sugar_syrup
Foto dell'autore

Nicola Di Fidio

Nicola Di Fidio, autore di Microbiologia Italia dal 2017 (94 articoli pubblicati). Laureato in Biotecnologie Industriali e Ambientali, Dottore di Ricerca in Scienze Chimiche e dei Materiali. Ricercatore Junior in Chimica Industriale presso il Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell'Università di Pisa. Coordinatore nazionale dell'Area Tematica "Riconoscimento del Dottorato di Ricerca" presso l'Associazione Dottorandi e Dottori di Ricerca in Italia (ADI). Settori di ricerca: biotecnologie industriali, microbiologia industriale, catalisi chimica, biocatalisi, chimica verde, chemiometria, sviluppo e ottimizzazione di processi di bioraffineria, valorizzazione di biomasse agroindustriali. Progetti di ricerca: sviluppo e ottimizzazione di processi catalitici chimici e biologici per la conversione di biomasse lignocellulosiche (canna gigante, cardo, scarti dell'industria della carta) in zuccheri di seconda generazione (glucosio, xilosio, arabinosio, cellobiosio), acidi organici (acido acetico, acido levulinico, acido formico), composti furanici (5-idrossimetilfurfurale, 2-furfurale), trigliceridi e metilesteri di acidi grassi a lunga catena. Tel.: +39 3299740251 E-mail istituzionale: nicola.difidio@unipi.it Scopus Author ID: 57194336585 ResearcherID: H-2409-2016 Orcid ID: orcid.org/0000-0001-8037-6355 ResearchGate Profile: https://www.researchgate.net/profile/Nicola_Di_Fidio2

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