Nei prossimi decenni, l'aumento delle temperature globali dovuto ai cambiamenti climatici può ostacolare la produzione di grano in molte regioni temperate dove oggi viene coltivato il raccolto. La materia prima per il pane, uno degli alimenti più consumati al mondo, può diventare scarso e di conseguenza più costoso.

La farina di manioca potrebbe sostituire parzialmente la farina di frumento nel pane, in particolare in Africa e America Latina, ma le sue proprietà di cottura sono scarse rispetto a quelle della farina di frumento, secondo gli esperti.

Per superare questa limitazione, negli ultimi anni, un gruppo di ricerca ha eseguito una serie di studi volti a utilizzare gli enzimi per migliorare le proprietà di cottura della farina di manioca nella panificazione. "La farina di manioca contiene più amido e meno proteine, compreso il glutine. Anche, assorbe più acqua. Tutti questi fattori probabilmente spiegano le sue proprietà di cottura relativamente scarse, " spiega il ricercatore principale Leif Horsfeld Skibsted, professore al Dipartimento di Scienze dell'Alimentazione dell'Università di Copenhagen.

Durante un evento di agosto presso la sede di FAPESP che ha celebrato i risultati della sua cooperazione con le agenzie danesi, Skibsted ha presentato alcuni risultati degli studi condotti con i colleghi dell'Università di Aarhus e delle aziende danesi Easy Foods e Novozymes. "Lo scopo del progetto era scoprire se la farina di manioca potesse essere utilizzata nella produzione sostenibile del pane, " Egli ha detto.

I ricercatori hanno iniziato stimando fino a che punto la farina di manioca potrebbe sostituire la farina di frumento nella composizione di una pagnotta senza alterare le proprietà sensoriali come la consistenza, aroma, sapore e colore rispetto al pane di sola farina di frumento.

I risultati dell'analisi, dettagliato in un articolo pubblicato sulla rivista LWT - Scienze e tecnologie alimentari , indicato che, a seconda del tipo, la farina di manioca potrebbe sostituire tra il 20 e il 30 per cento della farina di frumento tipicamente utilizzata per fare il pane senza alterarne in modo significativo le caratteristiche organolettiche e senza pregiudicare il processo di lievitazione che fa lievitare l'impasto.

"Al di sopra del limite del 30 percento, l'apparenza, la consistenza e il gusto del pane fatto con una miscela di farina di frumento e manioca iniziano a mostrare differenze rispetto al pane fatto con la sola farina di frumento, " ha detto Skibsted.

Potenziamento enzimatico

Però, la farina di manioca ha influito sulle proprietà dell'impasto come la viscosità e la retrogradazione (cristallizzazione delle molecole di amido) dopo il raffreddamento, entrambi aumentati rispetto al solo frumento. Secondo Skibsted, questo potrebbe essere dovuto alla mancanza di glutine, differenze nella composizione della frazione di amido nella farina di manioca rispetto alla farina di frumento, e l'attività limitata dell'enzima amilasi nella farina di manioca.

Per vedere se questi effetti negativi della farina di manioca potevano essere attenuati, i ricercatori hanno testato se gli enzimi utilizzati oggi dall'industria potrebbero migliorare le proprietà sensoriali e alterare le caratteristiche strutturali del pane prodotto con fino al 30 percento di farina di manioca. Gli enzimi di panificazione vengono utilizzati dai produttori di pane per aumentare il volume, colore e freschezza della crosta, tra le altre qualità, ma fino ad allora era stato testato solo nella pasta di frumento.

Frammentando polisaccaridi come l'amido, l'alfa-amilasi aumenta il volume del pane con la stessa proporzione di ingredienti e arricchisce il colore della pagnotta. L'amilasi scompone anche l'amido in brevi catene di destrina (carboidrati a basso peso molecolare) per catalizzare l'azione del lievito.

La xilanasi aumenta il volume della pagnotta migliorando la solubilità dell'emicellulosa (un altro polisaccaride) in acqua. Aiuta a legare l'acqua e l'impasto per aumentare il volume e produrre una pasta più fine, struttura della mollica più uniforme, Skibsted ha spiegato. "Il nostro obiettivo era testare diversi enzimi per cercare di identificare la migliore soluzione per la produzione di pane utilizzando manioca e grano, " Egli ha detto.

Nel loro primo studio, i ricercatori hanno testato gli effetti dell'alfa-amilasi fungina e maltogena, xilanasi, lipasi, laccasi (polifenolo ossidasi) e glucosio ossidasi nel pane di frumento e amido di manioca acido al 30%, quale, senza enzimi, visualizza meno volume, una consistenza più grossolana e pori di mollica più piccoli.

I risultati dello studio, pubblicato sulla rivista Ricerca e tecnologia alimentare europea , hanno dimostrato che la glucosio ossidasi non ha alcun effetto sulla qualità del pane, mentre l'alfa-amilasi ha chiaramente migliorato le caratteristiche sensoriali e la struttura fisica. La lipasi aumenta il volume della pagnotta garantendo una migliore ritenzione del gas anidride carbonica nell'impasto, e laccase rendeva il pane più morbido.

I migliori risultati, però, sono stati ottenuti utilizzando la xilanasi. "Questo enzima ha migliorato la struttura e la consistenza della pagnotta rendendo l'impasto più malleabile, " ha detto Skibsted. In uno studio successivo, pubblicato anche su Ricerca e tecnologia alimentare europea , i ricercatori hanno valutato gli effetti individuali e combinati dell'aggiunta di acqua con xilanasi e acqua con laccasi sulla qualità del pane fatto con il 70% di farina di frumento e il 30% di farina di manioca. La loro analisi ha mostrato che un aumento dell'acqua aggiunta in combinazione con la xilanasi ha prodotto una pagnotta con più volume. "Il pane era anche più morbido e la sua struttura più uniforme, " ha detto Skibsted.

In un altro studio pubblicato sulla stessa rivista, i ricercatori hanno cercato di vedere se i componenti della farina di frumento potrebbero attivare enzimi per migliorare le caratteristiche del pane in cui la farina di manioca ha sostituito parte della farina di frumento. Hanno scoperto che un elemento sconosciuto resistente al calore nel grano aumentava l'attività della xilanasi.

"Questa scoperta apre la prospettiva di utilizzare gli enzimi in modo più razionale per migliorare la qualità del pane, soprattutto quando viene utilizzata una combinazione di fonti di amido, come nel caso delle miscele di farina di frumento e manioca, " ha detto Skibsted.