Anno 72 - n. 8
TECNICA
agosto 2021
MOLITORIA sili - molini - mangimifici - pastifici
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ISSN0040-1862
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legumi
I legumi: materie prime versatili per la produzione di pane e pasta Andrea Bresciani - Giovanni Chiesa - Elena Dossi Stefano Baroffio - Alessandra Marti*
Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione e l’Ambiente (DeFENS), Università degli Studi di Milano - Via G. Celoria 2 - 20133 Milano - Italia *email: alessandra.marti@unimi.it
Parole chiave: legumi, pane, pasta, proteine vegetali
vol. LXXII - Tecnica Molitoria
SOMMARIO Per rispondere alle richieste del consumatore, sempre più attento ad alimenti sostenibili e ad elevato valore nutrizionale, l’industria alimentare ha iniziato a proporre prodotti contenenti legumi (ceci, lenticchie e piselli). Considerando il grande interesse verso questi prodotti e la repentina risposta dell’industria alimentare, occorre definire quali legumi risultino più adatti a specifiche trasformazioni. Questo lavoro si prefigge l’obiettivo di descrivere le caratteristiche dei principali legumi impiegati nelle trasformazioni alimentari, il loro processo di macinazione e le caratteristiche di prodotti quali pane e pasta, arricchiti o riformulati a base di legumi.
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glutine
(Moscaritolo et al., 2016) che conserva le principali proprietà tecnologiche. Tuttavia, il supernatante che segue la fase di centrifugazione, denominata frazione proteica solubile (spf), contenente glutine completamente transamidato e solubile (Mazzeo et al., 2013), non è stato finora considerato come possibile coadiuvante tecnologico. Pertanto, nel presente lavoro abbiamo affrontato questo argomento specifico stabilendo inoltre nuove condizioni di reazione enzimatica al fine di ottimizzare il processo dalla scala laboratorio a quella pilota in reattore da 1 L. In particolare, ci siamo concentrati sul recupero quantitativo della frazione proteica solubile (spf) e sulla cinetica complessiva del processo. È riportato che il 100% dell’attività di mTG a pH neutro permane a 40°C mentre si riduce al 74% a 50°C (Ando et al., 1989). Pertanto, con l’obiettivo di ottimizzare la resa di glutine completamente transamidato in spf, abbiamo aumentato la temperatura di reazione da 30° a 45°C. Abbiamo inoltre
eliminato la fase di centrifugazione intermedia per accelerare l’intero processo e condotto la reazione per 6 h (Fig. 1). La spf è stata infine recuperata dopo centrifugazione e sottoposta ad analisi biochimiche e tecnologiche. È stato possibile confermare che anche il trattamento con mTG su scala pilota riduce drasticamente la resa di gliadina insolubile (Fig. 2A), in quanto questa frazione viene quasi completamente solubilizzata dopo una reazione di 6 ore a 45°C. Inoltre, solo il 20% delle glutenine è rimasto insolubile (Fig. 2A). In aggiunta, in linea ancora con i nostri risultati precedenti su scala laboratorio (Mazzeo et al., 2013), la percentuale di proteine solubilizzate diminuisce nella sospensione di farina dalla quale viene preventivamente allontanata la frazione albumina/globulina. La quota di proteine recuperate nel supernatante dopo il trattamento enzimatico è di 88 mg/mL (Fig. 2B). L’analisi Western blot con anticorpi anti-spf (Mazzeo et al., 2013) dimostra che le proteine spf prodotte su scala
Fig. 1 - Diagramma di flusso della produzione su scala pilota della frazione proteica solubile (spf) in seguito al trattamento della farina di frumento con transglutaminasi microbica.
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mento della torbidità iniziale, è risultata variare ampiamente tra i diversi campioni testati, con spf che mostrava un valore di 1 min 38 sec (Fig. 3B, riquadro). Nel loro insieme i risultati suggeriscono una peculiarità di spf rispetto ai campioni commerciali esaminati, quella di possedere entrambe le proprietà funzionali, anche se a livelli non ottimali se confrontati con le migliori prestazioni di un campione commerciale. Applicazioni tecnologiche di spf La farina di riso, a causa dell’assenza di glutine, non può formare un impasto visco-elastico quando viene impastata con acqua. Pertanto, i gas prodotti durante la fermentazione non vengono trattenuti in modo adeguato ed il pane di riso risulta possedere un basso volume specifico. Abbiamo quindi valutato se l’aggiunta di spf alla farina di riso consente di produrre un pane GF innovativo con migliorate proprietà tecnologiche. Cento millilitri di spf sono stati mescolati con 200 g di farina di riso insieme a 15,0 g di saccarosio, 4,0 g di NaCl, 12 mL di olio d’oliva, 6,0 g di lievito di birra ed acqua (concentrazione finale 38,5%). Come mostrato in Fig. 4, l’impasto addizionato con spf (+spf) è stato in grado di lievitare rispetto al controllo negativo (no spf). In particolare, dopo la cottura, il pane contenente spf ha mostrato una struttura dei pori classica ed un aumento di altezza e volume specifico significativamente più elevati (Fig. 4). Ciò indicava che l’impasto miscelato con spf era stato in grado di formare una rete di glutine sufficiente a trattenere l’anidride carbonica prodotta durante il processo di fermentazione.
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A
B
Fig. 4 - Effetti tecnologici di spf nella produzione del pane di riso. Impasto di riso miscelato con spf (+ spf) o impasto controllo (no spf) dopo il processo di lievitazione (A) e dopo cottura (B).
Per stimare meglio la qualità di panificazione di spf abbiamo anche eseguito una prova di cottura con farina di frumento. Come riportato in Tab.1, non sono state osservate differenze significative tra pane di riso addizionato con spf e pane di grano per i diversi parametri esaminati. Inoltre, in una valutazione preliminare Tabella 1 - Parametri tecnologici di cottura. Parametroa
riso + spf
riso
grano
peso impasto (g) 345±10 337±9 345±2 peso pane (g) 324±8 303±6* 324±4 bake loss (%) 6±1 10±1* 6±0,5 incremento h (cm) 3±1 0,1±0,1* 4,1±1 volume specifico (cm3/g) 2,9±0,5 2±0,1* 3,5±0,5 a : i valori rappresentano la media ± deviazione standard. *: P<0,05, riso+spf vs. altro gruppo.
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cereali Il 53° Consiglio Internazionale dei Cereali Lo scorso giugno i membri dell’International Grains Council (IGC) si sono riuniti per la 53a edizione dell’assemblea. Dall’incontro è emerso che la produzione mondiale totale di cereali nel 2021/22 aumenterà di 72 milioni di t, fino a raggiungere un picco di 2.292 milioni, segnando i nuovi record per grano e mais. Tuttavia, è stato previsto un quinto prelievo annuale consecutivo delle scorte di cereali, specie
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su un’ulteriore diminuzione per il mais. Sebbene le importazioni cinesi di cereali siano rimaste elevate, potrebbero non corrispondere al record della stagione precedente, contribuendo al primo calo del commercio mondiale di cereali in tre anni. Con prezzi elevati, che dovrebbero incoraggiare semine più grandi, si prevede che la produzione mondiale di semi di soia nel 2021/22 aumenterà del 6%, fino a raggiungere un nuovo picco, ma sebbene i riporti globali potrebbero mettere in scena una modesta ripresa, le disponibilità nei principali esportatori sono rimaste limitate. Riflettendo i maggiori raccolti in India e Cina, si prevede che la produzione mondiale di riso nel 2021/22 aumenterà del 2%, che le scorte globali riprenderanno una tendenza al rialzo e che ingenti spedizioni verso l’Africa subsahariana manterranno elevati i volumi commerciali. Il Consiglio ha preso in considerazione i recenti cambiamenti nelle politiche nazionali, nonché le attività di altre organizzazioni
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panificazione Germe di grano fermentato per migliorare la qualità del pane La fermentazione è considerata un modo efficace per migliorare la qualità nutrizionale e sensoriale degli alimenti. Nel lavoro di ricercatori cinesi sul Journal of Food Quality, il germe di grano fermentato (FWG) è stato preparato mediante fermentazione con Lactobacillus plantarum dy-1 e aggiunto come ingrediente nella produzione di pane per migliorarne caratteristiche nutrizionali e qualità. Le quantità aggiunte agli ingredienti variano dall’1 al 6% di FWG e quantità simili di germe di grano crudo (RWG) sono state usate come controllo; la farina di grano senza aggiunta di germe è stata usata come bianco. La qualità del pane è stata valutata attraverso analisi di caratteristiche nutrizionali, consistenza e sapore. I risultati hanno mostrato che il 4% di aggiunta di FWG aveva la capacità di aumentare il volume specifico, rallentare il processo di raffermamento e migliorare colore e lucentezza del pane. Un aumento significativo del contenuto di aminoacidi liberi è stato osservato nel pane FWG, che potrebbe essere utile per potenziare le sostanze aromatiche. L’analisi del sapore ha mostrato che erano presenti nel pane FWG rispetto al RWG più composti volatili, specie alcoli e aldeidi. Nel processo di fermentazione, il valore del pH è diminuito e l’acidità totale titolabile (TTA) è aumentata per inibire la crescita dei microrganismi. Pertanto, l’aggiunta di FWG potrebbe non solo aumentare le proprietà nutrizionali, ma anche migliorare sapore, qualità e caratteristiche strutturali del pane, compreso il prolungamento della conservazione.
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panificazione
Trattamento a radiofrequenza sulle farine bianche e integrali Gli alimenti a bassa umidità con la loro bassa attività idrica non favoriscono la crescita microbica, ma sono soggetti a contaminazione. Pertanto, è necessario un processo di decontaminazione e la radiofrequenza (RF) è un possibile approccio grazie all’efficienza di riscaldamento. Considerando la farina di frumento nella lavorazione degli alimenti e la RF come un promettente approccio termico, il fine dello studio turco pubblicato su LWT - Food Science and Technology era trattare farine bianche e integrali con riscaldamento RF e determinarne i cambiamenti fisico-chimici (valore di sedimentazione, numero di caduta, contenuto fenolico, attività antiossidante e farinografica, e proprietà estensografiche). Inoltre, le pagnotte di pane prodotte dalle farine trattate con radiofrequenza sono state analizzate anche per peso, volume, proprietà strutturali e variazioni di colore. I risultati hanno indicato che il processo RF non ha causato un cambiamento nelle proprietà fisico-chimiche e reologiche delle farine, ma nell'intervallo di temperatura di 75°/85°C si sono determinati alcuni cambiamenti. In generale, è stato verificato il processo RF per il trattamento termico delle farine e si è concluso che si dovrebbe prendere in considerazione uno studio di progettazione e ottimizzazione del processo per valutare i cambiamenti di qualità dei prodotti finali.
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pasta
0,7 mg GAE/ge 13,4%, fino al 12,7%, 1,5 mg GAE/ge 28,8%, rispettivamente. È stato osservato un incremento significativo (p<0,05) nel contenuto di Ca, Fe, K, Mg, P e Z nella pasta senza glutine e in tutti i rapporti di aggiunta della farina di quinoa. Di conseguenza, una quantità crescente di farina di quinoa ha arricchito la composizione nutrizionale della pasta senza glutine, ma un elevato rapporto di utilizzo ha comportato leggere perdite sensoriali.
Prezzo e qualità nutrizionale dei prodotti con e senza glutine Le ricerche hanno dimostrato che la qualità nutrizionale dei prodotti senza glutine (GFP) è inferiore a quella dei non GFP. Su Food & Function è stato pubblicato un lavoro spagnolo il cui obiettivo era confrontare i profili nutrizionali degli alimenti riportati nell’etichetta Nutri-Score sulla parte frontale della confezione e il prezzo dei GFP rispetto ai non GFP e valutare se esiste una correlazione tra i due parametri. Le informazioni nutrizionali sono state ottenute dal database Celiacbase, mentre il prezzo attraverso i siti web dei supermercati spagnoli. I GFP non hanno sempre una qualità inferiore rispetto ai loro omologhi. Una migliore qualità della pasta senza glutine era correlata al prezzo più alto, ma anche una qualità peggiore del muesli senza glutine era correlata al prezzo più alto. Il prezzo dei GFP rispetto ai non GFP è stato superiore fino al 391,5%. In generale, il prezzo dei GFP non era correlato a una migliore qualità nutrizionale. Nutri-Score faciliterebbe l’identificazione della qualità nutrizionale, responsabilizzando i consumatori e potrebbe anche stimolare i produttori a migliorare la qualità nutrizionale dei GFP. Al giorno d’oggi, dato che molti GFP hanno una scarsa qualità nutrizionale, dovrebbero essere inclusi solo occasionalmente in una dieta priva di glutine equilibrata.
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pasta
Pasta arricchita con polvere di germogli di moringa In uno studio spagnolo su Food Chemistry sono state prodotte cinque formulazioni di fettuccine contenenti il 5 (5MSP), 10 (10MSP), 15 (15MSP), 20 (20MSP) e 30% (30MSP) di polvere di germogli di moringa (MSP), volte a migliorare il valore nutritivo e il profilo bioattivo della pasta convenzionale. Nelle fettuccine è stato osservato un graduale aumento del contenuto di proteine, lipidi, fibre e minerali all’aumentare della quantità di MSP, mentre i carboidrati so-
no stati ridotti. L’aggiunta di MSP ha anche aumentato i livelli di tiamina, riboflavina, acido gamma-aminobutirrico, glucosinolati e l’attività antiossidante nella pasta. Tutti gli impasti mostravano parametri reologici simili. Le proprietà strutturali sono diminuite dopo l’inclusione di MSP, ma i valori ottenuti erano vicini a quelli del controllo. L’incorporazione di MSP fino al 10% non ha modificato gli attributi sensoriali delle fettuccine, ma quantità maggiori hanno avuto un impatto negativo. Pertanto, l’aggiunta di MSP fino al 10% è un approccio tecnologico promettente per migliorare le proprietà nutrizionali e funzionali della pasta, senza compromettere l’accettazione da parte dei consumatori.
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mangimi
One Health a tutto campo “One Health/Benessere animale: il valore dell’impegno e della ricerca di MSD Animal Health per la salute di tutti”: è questo il titolo dell’evento di MSD Animal Health, tenutosi online in maggio, che ha permesso ai principali esponenti di istituzioni e associazioni di condividere le proprie esperienze rispetto al One Health, offrendo una panoramica sul tema e fornendo spunti di riflessione e accrescimento. Un’occasione di dialogo e scambio, per lavorare verso uno stesso obiettivo: applicare a tutto campo l’approccio One Health e assicurare la salute di uomini, animali e ambiente. L’evoluzione della filiera e l’importanza dell’approccio Proprio sull’attualità del tema si è espresso anche Romano Marabelli, consigliere della Direttrice Generale, OIE – Organisation Mondiale de la Santé Animale, che ha ricordato come il 70-80% delle malattie umane siano trasmesse all’uomo dall’animale. Non solo, ha ricollegato il tema a quello della salubrità e della sicurezza delle produzioni animali, ricordando l’importanza della ricerca scientifica nel settore: “Oggi il consumatore chiede prodotti realizzati in maniera eticamente adeguata. È fondamentale assicurare che le produzioni seguano un percorso che sia il più naturale possibile e che usufruiscano di tutti gli avanzamenti e i traguardi raggiunti dal punto di vista scientifico e tecnologico”. Su
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mangimi
questo, sia importante consumare cibi che tengano conto della sostenibilità ambientale e del benessere animale. Ha ricordato quindi la centralità del concetto di equilibrio: non solo tra entrate caloriche e uscite energetiche ed in relazione al nostro stile di vita, ma l’equilibrio di ogni organismo vivente con l’ambiente e con tutte le forme viventi che lo circondano. Flachi si è poi concentrata sulle qualità nutritive di due alimenti: l’uovo – miniera di nutrienti, dal basso valore calorico e alto valore proteico – e il pollo – ricco di proteine nobili e minerali, povero di grassi e altamente digeribile. Due esempi virtuosi che per apportare tutti i loro benefici devono avere come prerogativa il benessere degli animali stessi e degli allevamenti. Proprio sulla sicurezza degli allevamenti – di quelli avicoli in particolare – e sul benessere degli animali si è focalizzata Deborah Temple, professoressa presso l’Università di Barcellona, che ha parlato di una delle infestazioni più frequenti e pericolose: quella dovuta agli acari rossi, problema diffuso che crea ripercussioni sia comportamentali che fisiologiche anche gravi. Un vero fattore di stress, dunque, per la cui prevenzione è fondamentale monitorare i comportamenti e i cambiamenti degli animali, per essere in grado di riconoscere i sintomi e agire per tempo.
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Il mais nel latte di capra Nell'ottica di una migliore sostenibilità ambientale, le diete del bestiame non devono superare il fabbisogno proteico, come spesso accade con le capre in lattazione allevate in sistemi semi-intensivi. Lo scopo dell’esperimento condotto dall’Università di Milano e pubblicato su Animals era quello di verificare in condizioni reali di allevamento l'influenza di due diete con diversi contenuti proteici (% di proteina grezza (CP) sulla sostanza secca (DM)): 16,0 (dieta ad alto contenuto proteico; HP) vs 12,2 (basso - contenuto proteico; LP) sulla produzione di latte nelle capre. Le diete differivano solo per la sostituzione, nella dieta LP, di 250 g di farina di soia con 250 g di farina di mais. Ventitré capre sono state divise in due gruppi e impiegate in una prova di alimentazione incrociata per 2 mesi. Gli animali sono stati pesati all'inizio di ogni mese, mentre assunzione di mangime, produzione e composizione del latte sono state registrate settimanalmente. HP e LP non differivano statisticamente per resa e composizione del latte (3,32 vs 3,42 kg di latte/g, 3,21% vs 3,27% di grassi, 3,31% vs 3,27% di proteine per HP e LP, rispettivamente), ma la dieta HP ha determinato un latte con contenuto di urea più elevato (51,2 vs 36,6 mg/dL, p<0,001) e una peggiore efficienza di utilizzo dell'azoto (28,0% vs 37,2%). In conclusione, la dieta LP ha comportato una riduzione dell'escrezione urinaria di azoto del 28% e del costo del mangime di circa il 10%.
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Se Behn + Bates opera da tempo nei sistemi di riempimento di prodotti che si situano nelle due porzioni inferiori della piramide – ovvero idonei a quelli che non richiedono particolari requisiti igienici – per il segmento superiore, ad esempio per i baby food, ha sviluppato l’edizione Care-Line, una confezionatrice caratterizzata dalla riduzione al minimo delle superfici dove può accumularsi polvere e da soluzioni di pulizia ottimizzate. In questo concetto di macchina vengono utilizzati principalmente componenti certificati dall’EHEDG (European Hygienic Engineering & Design Group). Prove di confezionamento effettuate presso L’Haver Institut della casa madre consentono di testare altri prodotti alimentari altamente sensibili per migliorare sempre più le soluzioni fornite. Per i prodotti di maggiore qualità crescono anche i requisiti richiesti per i sacchi o sacchetti che li contengono, che devono essere ermetici, durevoli e in grado di proteggerli dalle contaminazioni. Al fine di soddisfare il migliore standard igienico possibile e garantire la sicurezza del prodotto, i sacchetti FFS utilizzati per l’edizione Care-Line consistono in un foglio tubolare a doppio strato, dove la sigillatura a tenuta stagna delle saldature garantisce una sicurezza del prodotto ancora migliore.
Insacchettatrice Care-Line per prodotti con elevati requisiti igienici (Behn + Bates).
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notizie Accordo di collaborazione per supportare l’espansione nel mercato globale di stoccaggio e industria molitoria AGCO, leader mondiale nella progettazione, produzione e distribuzione di macchine agricole e tecnologia agricola di precisione, e Ocrim, specializzata nella progettazione e costruzione di
molini per la lavorazione di grano, mais e cereali, hanno annunciato un accordo di collaborazione, per unire l’esperienza nell’industria delle sementi, dei cereali e dei prodotti alimentari dei marchi
Da sinistra, Alberto Antolini, CEO di Ocrim e Stefan Caspari, senior vice president AGCO Grain&Protein, visitano il Milling Hub.
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Aria ed energia solare più efficienti della coltivazione in terra Un team di ricercatori dell’Istituto di Fisiologia Molecolare Vegetale Max Planck, dell’Università degli Studi di Napoli Federico II, del Weizmann Institute of Science e della Porter School of the Environment and Earth Sciences ha scoperto che produrre cibo all’aria sarebbe
molto più efficiente del coltivarlo in terra. In un articolo pubblicato su Proceedings of the National Academy of Sciences si analizzano e confrontano l’efficienza delle colture in terra (soia) e ottenute con una tecnica all’aria. Per diversi anni, i ricercatori di tutto il mondo hanno esaminato l’idea di combinare una fonte energetica rinnovabile con il carbonio dall’aria per fornire nutrimento ad un tipo di batteri capaci di produrre proteine commestibili. Uno di questi progetti è Solar Foods, intrapreso
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in Finlandia, dove si intende costruire un impianto dimostrativo entro il 2023. In questo nuovo lavoro, i ricercatori hanno cercato di confrontare l’efficienza della coltivazione di una coltura di base, la soia, con la crescita di cibo all’aria. Per fare i confronti, gli scienziati hanno utilizzato un sistema alimentare all’aria che utilizza pannelli di energia solare per produrre elettricità, combinata con l’anidride carbonica presente nell’aria per fornire il nutrimento necessario ai microbi cresciuti in un bioreattore. La proteina prodotta dai microbi viene quindi trattata per rimuovere gli acidi nucleici ed essiccata per ottenere una polvere adatta al consumo umano ed animale. I ricercatori hanno confrontato l’efficienza del sistema con un campo di soia di 10 km2: l’analisi ha mostrato che la coltivazione di cibo all’aria è 10 volte più efficiente di quella di semi di soia in terra, suggerendo che un appezzamento di terra di 10 km2 in Amazzonia usato per coltivare la soia potrebbe essere convertito in uno spazio di terra di 1 km2 per produrre cibo dall’aria, mentre gli altri nove potrebbero essere riconvertiti in foresta vergine. Lo studio evidenzia inoltre che la proteina prodotta utilizzando questo approccio ha un valore calorico doppio della maggior parte delle altre colture come mais, grano e riso.
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notizie
L’evoluzione dei consumatori di prodotti da forno Quando si valuta la risposta dei consumatori ai prodotti da forno, è impossibile mettere pane e dolci nello stesso paniere. Il primo è visto come un alimento quotidiano con benefici salutistici e nutrizionali, mentre i secondi sono piacevoli coccole da relegare ad un uso più occasionale. In linea con questa visione, è anche chiaro che i consumatori di dolci sono più sperimentatori rispetto a quelli di pane. Il 44% dei primi afferma che proverebbe sapori innovativi contro il 33% dei consumatori di pane. Inoltre, se si evidenziano preferenze chiare per sapori forti e innovativi nelle torte, chi mangia pane tende a preferire gusti più delicati e familiari. Possono poi esserci differenze regionali tra i consumatori di prodotti da forno. Ad esempio, fra le occasioni di consumo, la colazione è in media il momento più importante per mangiare pane, mentre in alcune parti d’Europa è il pranzo. Invece, le torte vengono spesso consumate come merenda nel pomeriggio, ma anche qui si evidenziano differenze regionali. Secondo Lu Ann Williams, Direttore dell’innovazione di Innova Market Insights, nell’Europa orientale le torte vengono spesso consumate durante la cena, mentre è più probabile che i nordamericani le scelgano come snack serali. Tuttavia, sarebbe sbagliato affermare che non esistono somiglianze tra pane e dolci. Ad esempio, il gusto è ancora il fattore di scelta più importante in entrambe le categorie, e anche la fre-
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schezza è un attributo molto apprezzato nei prodotti da forno, anche se leggermente di più per il pane che per i dolci. Il 59% dei consumatori ha espresso una netta preferenza per il pane fresco contro solo il 16% che preferiva prodotti con una durata di conservazione più lunga. Oltre la metà dei consumatori sarebbe anche disposto a pagare di più per i prodotti freschi, percentuale che aumenta con l’età. Si evidenziano poi similitudini nelle abitudini di acquisto dei consumatori di prodotti da forno. Nonostante i supermercati tradizionali siano il principale canale per l’acquisto di pane e dolci, poco più di un terzo dei consumatori li compra ancora nei panifici locali, un aspetto particolarmente evidente in America Latina e nell’Europa continentale, dove oltre il 40% degli intervistati frequenta punti vendita specializzati.
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