Processo di produzione della gomma di carruba: metodi di sbucciatura
La gomma di fagiolo di locusta (E410) si ottiene macinando il tessuto interno del chicco di carrubo, chiamato endosperma. Tuttavia, non è facile raggiungere questo tessuto; il guscio duro e resistente che circonda il seme deve essere rimosso senza danneggiare l'endosperma e il germe. La fase più critica e discussa della produzione della gomma è questo processo di sbarkamento.
In questo articolo discutiamo come viene effettuata la scrostata con acido, il metodo di tostatura (termica) e acqua calda, le successive fasi di separazione e macinazione dei germi, gli effetti di questi metodi sul colore, la viscosità e la purezza del gamut, e la ricerca su alternative più sostenibili, basate sulle fonti.
La struttura dei semi di carruba: perché hai bisogno di sbucciare?
Durante la lavorazione del frutto di carruba, il primo passo è separare il chicco dalla polpa. Come menzionato nella compilazione di Martins-Loução et al. (2024), il primo passo nella valutazione del frutto è il processo di schizzatura, che separa il chicco dalla polpa. Il chicco separato è composto da tre parti principali: il guscio, l'endosperma e il germe (embrione).
Secondo Medronho et al. (2025), il guscio è un rivestimento duro e marrone che costituisce circa il 30–35 percento del peso secco del chicco. Il germe al centro del chicco costituisce circa il 15–30 percento del peso secco ed è ricco di proteine. L'endosperma, situato tra il guscio e il germe, costituisce circa il 40–50 percento del peso totale ed è la principale fonte del gamut della carruba.
Nel rapporto di rivalutazione del 2017 dell'Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA), si afferma che i chicchi di carruba sono difficili da processare perché il guscio è molto duro e resistente, secondo le informazioni ricevute dall'industria. Secondo il rapporto, i chicchi vengono sbucciati con processi speciali senza danneggiare endosperma e germe. Se l'abbaiamento fallisce, i frammenti di guscio diventano parte della gomma; questo scurisce il colore, aumenta il contenuto di sostanze estranee e riduce il rapporto di galattomaniano, che è il principale componente funzionale della gomma.
Peeling acido (metodo dell'acido solforico)
Il metodo più diffuso nel settore è il peeling acido. Il processo descritto nel rapporto EFSA è il seguente:
- I chicchi vengono riscaldati con acido solforico e il guscio è carbonizzato.
- I frammenti rimanenti di guscio vengono rimossi dal "sandwich" dell'endospermo pulito lavando e spazzolandoli.
- I panini sono secchi e spezzati; il germe, che è più croccante, si sbriciola in questo momento.
- I frammenti germogliali sbriciolati vengono separati setacciandoli dalle metà dell'endosperma che rimangono intatte.
Medronho et al. affermano inoltre che nel metodo del peeling acido la corteccia viene carbonizzata con acido solforico ad alta temperatura, i residui vengono rimossi lavando e spazzolando, ottenendo una gomma bianca. Nello stesso studio, si è riscontrato che la gomma ottenuta da fagioli sbucciati con acido mostrava un contenuto di galattomanano più elevato, migliore solubilità ad alte temperature, dimensioni molecolastici maggiori e viscosità intrinseca più elevata; pertanto, si riporta che la caratteristica di ispessimento sia superiore. L'effetto dello sbucamento con acido e acqua sulla composizione e sulle proprietà fisicochimiche della gomma è stato oggetto di ricerche come quello di Dakia et al. (2008).
Esiste anche uno studio importante su questo argomento proveniente dalla Turchia. Nella tesi di master preparata presso l'Università Süleyman Demirel (Kıvrak, 2011), le guscie dei semi di carruba sono state sbucciate con il 60% di acido solforico, 30% di acido cloridrico e acqua bollente; è stato stabilito che le gomme ottenute mostravano differenze significative in termini di colore, umidità, proteine, cenere, zucchero, particelle estranee, cenere acido-insolubile e viscosità. La gomma ottenuta con il metodo dell'acido solforico aveva i valori più bassi di proteine (5,01%), i valori più bassi di cenere insolubile in acido (1,29%) e la viscosità più alta (533,9 mPa·s). L'autore ha concluso che il metodo dell'acido solforico è più adatto rispetto ad altri metodi per la produzione di gomma di buona qualità. Lo stesso gruppo di ricerca ha anche pubblicato i risultati su una rivista internazionale (Kıvrak et al., 2015).
Metodo di sbucciatura tramite tostata (termica)
Il secondo approccio di base si basa sul trattamento termico. Secondo il rapporto EFSA, nel metodo di tostatura i chicchi vengono tostati in un forno rotante e il guscio viene separato dal seme e cade. Le metà germe e endosperma vengono poi separate in modo simile al metodo dell'acido.
Il metodo presenta due caratteristiche distinte:
| Caratteristiche | Metodo di tostatura (secondo EFSA 2017 e Medronho et al. 2025) |
|---|---|
| Vantaggio | Poiché non viene utilizzato acido solforico, non espelle acque reflue acide dal processo. |
| Colore | Il prodotto risultante è leggermente più scuro nel colore. |
| Viscosità | Temperature elevate di lavorazione possono ridurre la capacità del gamut di raggiungere un'elevata viscosità. |
| Posto di blocco | EFSA ha osservato che la conoscenza degli idrocarburi aromatici policiclici può essere importante per le specifiche perché si utilizza la tostatura. |
In breve, sebbene il metodo termico offra vantaggi ambientali, richiede un controllo attento del processo sia dal lato del colore che della viscosità.
Sbucciare con acqua calda
Il terzo metodo è la scrostatura, che viene fatta con acqua bollente senza l'uso di sostanze chimiche. Secondo Medronho et al., in questo metodo i fagioli vengono conservati in acqua bollente per circa un'ora, poi lavati e il guscio si rompe facilmente e si separa manualmente dall'endosperma; il risultato è una squama giallastra.
Nella tesi di Kıvrak (2011), la gomma ottenuta con il metodo dell'acqua ha mostrato la viscosità più bassa (260,9 mPa·s) con i valori più alti di cenere (1,94 percento) e proteine (6,65 percento). Questo risultato suggerisce che il mancato rimozione adeguata dei residui di guscio e germi dalla gomma può ridurre le prestazioni di ispessimento della scala. Sebbene il metodo dell'acqua sia pratico per esperimenti su piccola scala e studi di laboratorio, non è così comune come i metodi acidi e termici su scala industriale.
Separazione, macinazione e screening dei germi
Dopo il completamento della scorteccia, l'intero endosperma-germe ottenuto continua a essere lavorato. La definizione nella legislazione UE è inclusa anche nel rapporto EFSA: Il germe viene separato dai chicchi sbucciati, poi l'endosperma viene macinata e setacciata per ottenere la gomma naturale (nativa) di carruba. La gomma può essere lavata con etanolo o isopropanolo per controllare il carico microbiologico; questo prodotto è chiamato "gomma di carruba lavata".
L'importanza della separazione dei germi è direttamente legata alla purezza del prodotto. Secondo il rapporto EFSA, le preparazioni commerciali di galattomanano possono ancora contenere residui di germi e gusci ricchi di proteine e fibre; questo riduce il contenuto di galattomanano. Il contenuto di galattomannano è quindi un importante indicatore di qualità. Il germe separato non è uno spreco: secondo la compilazione di Martins-Loução et al., la farina germinale contiene circa il 50 percento di una proteina insolubile in acqua chiamata "carubin", che mostra proprietà reologiche simili al glutine.
Quando si desidera un prodotto più puro, si produce una gomma "chiarificata". Nel rapporto EFSA, facendo riferimento a JECFA e Barak e Mudgil (2014), si afferma che la gomma chiarificata viene recuperata sciogliendola in acqua calda e precipitandola con etanolo o isopropanolo.
Parametri che determinano la qualità del prodotto finale
Il rapporto EFSA afferma che la gomma di carruba è composta da polisaccaridi ad alto peso molecolare (galattomannani) con circa l'87–88 percento di materia secca e mannosio e galattosio in un rapporto di circa 4:1, mentre il restante 12–13 percento è costituito principalmente da proteine e residui di germi, guscio e parete cellulare. Nella definizione della legislazione UE, il peso molecolare è indicato nell'intervallo di circa 50.000–3.000.000. Secondo le conoscenze del settore, il contenuto proteico nell'additivo è inferiore al 7 percento.
Il metodo del peeling influisce direttamente su questi valori. Quando le sorgenti vengono lette insieme, i principali parametri che il produttore deve seguire possono essere elencati come segue:
- Contenuto di galactomannan e viscosità
- Valori di cenere insolubile in proteine, cenere e acido
- Rapporto tra particelle estranee (guscio e residuo germinale)
- Colore
- Carico microbiologico e possibili contaminanti
Il rapporto EFSA afferma inoltre che, secondo le conoscenze del settore, l'attività enzimatica residua (amilasi, galattidosasi, mannosidasi) può essere presente nella gomma a seconda del metodo di produzione (acido solforico o trattamento termico); si presume che questa sia in gran parte inattivata durante la solubilizzazione e il riscaldamento pre-utilizzo. Sono inoltre citati dati sulla stabilità dello stoccaggio: in un test di 12 mesi con sei campioni di diversi produttori, il calo della viscosità è stato inferiore al 5 percento a 20 °C e del 10 percento a 40 °C.
Missioni di Peeling più sostenibili
Sebbene il metodo dell'acido solforico sia efficace, è stato criticato in termini di sicurezza ambientale e sul lavoro. Medronho et al. affermano che il processo tradizionale dell'acido solforico solleva preoccupazioni economiche e ambientali a causa della sua natura corrosiva e ossidante, della possibilità di formazione di gas SOₓ tossici, della necessità di trattare le acque reflue e dei rischi per i lavoratori. Osservano inoltre che i valori di temperatura e concentrazione utilizzati su scala industriale sono spesso informazioni specifiche per le aziende e non sono inclusi in dettaglio nella letteratura.
I ricercatori hanno testato l'acido metanassolfonico, meno tossico e più facilmente biodegradabile, come alternativa. In condizioni ottimate, 24,5 g di fagioli sono stati trattati con una miscela da 50 mL di acido metanassolfonico al 41% e 59% di acido solforico a 90 °C per 10 minuti, quindi lavati con acqua. È stato riportato che i fagioli lavorati sono rimasti morfologicamente intatti e le loro caratteristiche di colore erano paragonabili a quelle dei campioni commerciali. Tali studi sono su scala di laboratorio; nello stesso studio si sottolinea che questioni come l'analisi dei costi e il recupero dei solventi dovrebbero essere studiate separatamente per il loro trasferimento all'industria.
Domande Frequenti
Da quale parte del chicco si ottiene la gomma di carruba?
Viene ottenuto dalla parte endospermica del seme tra il guscio e il germe.
C'è differenza tra la squama sbucciata dall'acido e la squama da tostatura?
Secondo le fonti, il metodo acido può conferire una caratteristica più bianca e addensante con una gamma intensa, mentre il metodo di tostata produce un prodotto leggermente più scuro; invece, non crea acque reflue acide.
Cosa succede al guscio e al germe separati?
Il germe è ricco di proteine e può essere considerato un prodotto separato. Il guscio è oggetto di diversi studi di valutazione dei sottoprodotti.
Cos'è il gamut chiaro di carruba?
È la forma più pura della gomma, che si ottiene sciogliendola in acqua calda e precipitandola con alcol.
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Risorse interne
Kıvrak, N. E., "Determinazione di alcune proprietà fisiche e chimiche della gomma prodotta dai semi di carruba utilizzando diversi metodi di corteccia", Tesi di laurea magistrale, Süleyman Demirel University Institute of Natural and Applied Sciences, 2011. Ho fame.
SDU. Edu. en/ Handle/ 123456789/ 28782 Kıvrak, E., Aşkın, B., Küçüköner, E., "Confronto di alcune proprietà fisicochimiche della gomma dei semi di fagiolo di locusta estratta con pretrattamenti acidi e acquatici", Food and Nutrition Sciences, 6(2), 278–286, 2015. doi.
org/ 10. 4236/ FNS. 2015. 62028 Fonti straniere
Panel EFSA ANS (Mortensen, A. et al.), "Rivalutazione della gomma di fagioli di locusta (E 410) come additivo alimentare", EFSA Journal, 15(1), e04646, 2017. doi.
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Risorse scientificheorg/ 10. 3390/ piante13091188
