Yangchao Luo, professore associato presso il College of Agriculture, Health and Natural Resources di UConn. Credito:Jason Shelton/UConn Photo
Il vecchio adagio che olio e acqua non si mescolano non è del tutto esatto. Sebbene sia vero che i due composti non si combinano naturalmente, è possibile trasformarli in un prodotto finale. Hai solo bisogno di un emulsionante, un ingrediente comunemente usato nell'industria alimentare.
Yangchao Luo, professore associato presso il College of Agriculture, Health and Natural Resources di UConn, sta utilizzando un innovativo processo di emulsionamento per lo sviluppo di un grasso più sano e stabile a scaffale per la produzione alimentare.
Luo sta lavorando con qualcosa noto come emulsioni Pickering ad alta fase interna (HIPE). Una fase interna elevata significa che la miscela contiene almeno il 75% di olio. Le emulsioni Pickering sono quelle stabilizzate da particelle solide.
La ricerca precedente sulle emulsioni Pickering si è concentrata sulle particelle non commestibili, ma Luo è interessata a portare gli HIPE nell'industria alimentare come alternativa ai grassi trans e saturi.
Questo nuovo approccio potrebbe avere un impatto importante sul modo in cui viene prodotto il cibo e potrebbe rendere più facile per i produttori alimentari includere grassi più sani.
Molti alimenti trasformati sono carichi di grassi saturi e trans per insaporire e prolungare la durata di conservazione di un prodotto. Il consumo di questi grassi può aumentare il rischio di malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2 e colesterolo LDL.
Tuttavia, non tutti i grassi sono cattivi. Abbiamo bisogno di grassi nella nostra dieta per supportare la normale funzione cellulare ed esistono alternative salutari, come gli oli di oliva, avocado e girasole.
Il grasso saturo e il grasso trans sono solidi a temperatura ambiente, il che significa che anche un sostituto adeguato dovrebbe essere solido. Gli oli sani sono liquidi a temperatura ambiente. Luo sta affrontando questa sfida utilizzando nanoparticelle commestibili per trasformare questi oli in gel.
Luo ha lavorato per combinare oli sani, come girasole, soia o olio di avocado con acqua e nanoparticelle per creare HIPE commestibili. Le nanoparticelle che Luo usa per creare questa emulsione provengono da fonti alimentari come tuorli d'uovo, proteine di soia e proteine del latte. Una volta che l'olio si è stabilizzato, diventa un blocco gelatinoso.
"La cosa interessante è che in questo sistema abbiamo nanoparticelle commestibili per uso alimentare", afferma Luo, che è un membro del Dipartimento di scienze nutrizionali. "Stiamo cercando di estrarre e purificare quelle nanoparticelle dal cibo e quindi riutilizzarle in questo tipo di struttura dell'emulsione in modo che possano fornire massimi benefici nutrizionali e anche qualità del cibo ai consumatori".
Le nanoparticelle con cui lavora Luo devono essere estraibili dalla fonte di cibo senza utilizzare solventi chimici non commestibili. Inoltre devono essere digeribili e avere una struttura molto uniforme. Quest'ultimo è fondamentale per garantire che ricoprano completamente le molecole di olio in modo che si possa formare il gel, altrimenti potrebbe essere troppo liquido per imitare la consistenza dei grassi saturi e trans.
Luo sta testando le emulsioni per la fluidità o per quanto siano liquide rispetto a solide. Luo sta attualmente lavorando per trovare il giusto equilibrio tra il petrolio e le nanoparticelle stabilizzanti.
"Se hai troppo olio lì, il gel potrebbe essere molto rigido e difficile da masticare", dice Luo. "Ma se c'è troppo poco, potrebbe essere abbastanza fluido, quindi non imita la consistenza del grasso solido."
In un recente studio, pubblicato su Food Hydrocolloids , Luo ha determinato la temperatura di cottura e il pH ottimali per queste emulsioni.
La temperatura di cottura ideale, ha scoperto Luo, è di 80 gradi Celsius, che è la temperatura a cui i prodotti alimentari sono spesso esposti durante la pastorizzazione. Il pH ideale è leggermente acido, tra 4 e 5.
Una delle sfide che Luo sta affrontando è che, a differenza dei grassi saturi e trans, gli oli con cui sta lavorando sono soggetti a ossidazione. L'aggiunta di antiossidanti naturali come la vitamina E e C all'emulsione aiuta a contrastare questo.
Una delle considerazioni più importanti per rendere gli HIPE un'opzione interessante per l'industria alimentare è garantire che i prodotti in cui vengono utilizzati abbiano una lunga durata, inclusa la possibilità di essere congelati e scongelati. Inoltre, molti prodotti alimentari utilizzano molto sodio, che può destabilizzare un'emulsione.
Il superamento di queste sfide è il passo successivo nello sviluppo di HIPE come valida alternativa per l'industria alimentare.
Oltre ai benefici per la salute intrinseci derivanti dalla sostituzione dei grassi trans e saturi con opzioni più salutari, Luo afferma che i ricercatori possono anche aggiungere sostanze nutritive agli HIPE.
Luo sta lavorando con i docenti della School of Engineering per stampare in 3D gli HIPE per creare un prodotto alimentare autonomo ricco di nutrienti essenziali. Questo potrebbe essere un grande vantaggio per coloro che hanno difficoltà a deglutire, come i bambini piccoli o gli anziani.
Questo sviluppo potrebbe anche avere applicazioni per la nutrizione di precisione, poiché sia il contenuto di acqua che quello di olio sono facilmente regolabili per fortificare i nutrienti idrosolubili e liposolubili in un unico prodotto alimentare.
"Speriamo nel prossimo futuro di poterlo fare davvero stampando in 3D e mettendo insieme diversi nutrienti in modo da poter personalizzare questo prodotto per popolazioni diverse", afferma Luo. + Esplora ulteriormente
