L’industria alimentare è uno dei settori più regolamentato al mondo, poiché l’uso improprio dei prodotti alimentari può avere effetti collaterali nocivi. Per ottenere le prestazioni e la sicurezza del prodotto desiderate, è necessario eseguire una serie di misurazioni analitiche, dalla ricerca e dallo sviluppo fino alla produzione, sulle materie prime e sul prodotto finale.
Stabilità, velocità di dissoluzione e di reazione, consistenza, sensazione al palato, spalmabilità, sapore sono parametri chiave per garantire qualità e coerenza del prodotto. Di seguito ci focalizzeremo sulla dissoluzione e sulle motivazioni per le quali è così importante caratterizzare questa proprietà dei materiali alimentari.
Dissoluzione: in che modo viene influenzata dalle proprietà dei materiali?
La dissoluzione di un solido in acqua dipende dalle collisioni che avvengono tra le molecole del solvente e le particelle solide. Aumentando la frequenza e/o l’energia di tali collisioni si accelererà la velocità di dissoluzione. Ad esempio, lo zucchero nell’acqua si dissolverà più rapidamente se l’acqua viene riscaldata o mossa: con il riscaldamento le molecole d’acqua acquisiscono energia cinetica e sono sottoposte a un movimento più veloce, aumentando le collisioni con le particelle di zucchero e il processo di dissoluzione. Il movimento consente alle nuove molecole di solvente di essere continuamente in contatto con le particelle di zucchero. Se non viene mossa, l’acqua si satura di molecole di zucchero disciolte, direttamente sulla superficie del soluto. Questo significa che è più difficile che lo zucchero aggiuntivo si dissolva.
La dimensione delle particelle è un altro parametro chiave per ottimizzare/controllare il processo di dissoluzione. Prendendo come esempio lo zucchero, la stessa quantità di zucchero semolato si scioglierà più velocemente di una zolletta di zucchero. La velocità con cui le particelle di zucchero si dissolvono dipende dalla dimensione di tali particelle. La dissoluzione è un fenomeno superficiale poiché dipende dalla collisione delle molecole del solvente con la superficie esterna del soluto (in questo caso lo zucchero). Quando una superficie più ampia viene esposta alle molecole di acqua, le particelle solide si dissolvono più velocemente.
La figura di seguito illustra la relazione tra la dimensione delle particelle e la superficie.
In Alfatestlab siamo esperti nella caratterizzazione delle particelle: su richiesta di un produttore di alimenti abbiamo misurato la distribuzione della dimensione delle particelle di diverse qualità di zucchero e l’abbiamo correlata alla velocità di dissoluzione.
Il test di dissoluzione dello zucchero ha mostrato che la dimensione delle particelle di 45 micron presenta una velocità di dissoluzione maggiore, come previsto dalla distribuzione della dimensione delle particelle.
Anche la forma delle particelle è un parametro chiave che influenza il processo di dissoluzione. Noi di Alfatestlab disponiamo delle attrezzature necessarie per misurare più di 20 parametri morfologici di materiale particellare. Per studiare il profilo di dissoluzione, il parametro di forma più importante è quello della convessità. La convessità rappresenta la ruvidità del bordo di una particella: minore è la convessità, maggiore è la superficie della particella, più rapida è la dissoluzione. L’esempio descritto di seguito mostra 2 tipi di campioni di particolato da sciogliere in acqua. Il campione con la convessità inferiore (curva verde) mostra un profilo di dissoluzione più rapido.
Non esitare a contattarci per discutere la tecnica per l’analisi per la caratterizzazione dei parametri chiave che influenzano la dissoluzione dei tuoi campioni!
