8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

1/18

  X-1

10. Processo di produzione di caramelle

Una caramella è un prodotto dolciario ottenuto mediante cottura di una miscela di sciroppo di

glucosio e di zucchero, successivamente addizionata di essenze ed estratti di erbe e piante

aromatiche, frutta, succhi, aromi.Il termine caramella sembra derivare dal latino Canna Mellis, ovvero tubo-di-miele, con

riferimento a dei bastoncini di zucchero di canna, conosciuti in Siria ed importati in Italia da

Goffredo di Buglione in occasione della prima crociata (1097-1099). Il nome viene anche

fatto derivare dai vocaboli arabi kora (piccolo globo) e mochalla (cosa dolce).

Cenni storici

La diffusione popolare delle caramelle avvenne nel XV grazie alla diffusione, in Europa, della

coltivazione della barbabietola da zucchero. La maggiore quantità di materia prima

disponibile permise di produrre confetti, tondini di zucchero aromatizzati, oltre alle già presenti pasticche di orzo che all’epoca erano famose per "mollificare la tosse". I confettieri

 piemontesi, infatti, all’inizio della diffusione delle caramelle, facevano largo uso del "sucher

d’ördi" (zucchero d’orzo) per la loro realizzazione. La pasta utilizzata era ottenuta da uno

sciroppo di zucchero e una decozione di farina d’orzo che, una volta cotta, veniva versata su

una pietra unta d’olio in modo da formarne dei bastoni. Questi erano lasciati raffreddare e,

dopo la solidificazione, venivano divisi in pezzetti formando così dei bastoncini. Ne "Il

confetturiere piemontese" (1790) un anonimo autore spiega come produrre "caramelle d’ogni

sorta" facendo "cuocere il zuccaro alla cottura detta caramel […], si bagna il dito nel zuccaro

e subito si mette nell’acqua fresca, indi si mette sotto i denti, e se non si attacca ai medesimi, e

che sii alquanto croccante, allora sarà cotto, e si versa poco per volta, sopra una pietra, indi si

mette cadun pezzetto in carta. Se volete dargli qualche gusto, od odore, bisogna metterlo nelzuccaro quando bolle".

Per molto tempo le caramelle e in generale tutti i prodotti della confetteria furono consumati

esclusivamente in ambienti reali ed aristocratici. La loro diffusione tra la massa avvenne solo

nella seconda metà dell’800 quando i piccoli laboratori aumentarono la loro produzione, fino

a diventare delle piccole industrie. Tra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo, i confettieri

iniziarono ad incartarle per proteggerle ed abbellirle. Il periodo considerato di maggior

successo per le caramelle è quello successivo alla prima guerra mondiale. In quegli anni i

confettieri idearono una gamma infinita di caramelle dalle forme, dai sapori e dai tipi svariati.

 Ingredienti

Sono ammesse varie tipologie di zuccheri1 (Legge 139 del 31 marzo 1980), ovvero:

-   zucchero di fabbrica 

1 Lo zucchero è la denominazione comune del disaccaride saccarosio:

Il legame interessa la funzione aldeidica del glucosio e quella chetonica del fruttosio: poiché entrambe le funzioni riducentisono impegnate nel legame glicosidico, il saccarosio è uno zucchero non riducente.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

2/18

  X-2

-   zucchero raffinato 

-   zucchero liquido  (soluzione acquosa di saccarosio, con almeno il 62% in peso di

sostanza secca, e con un contenuto di zucchero invertito2 al massimo del 3% in peso

sulla sostanza secca)

- 

 zucchero liquido invertito  (soluzione acquosa di saccarosio, parzialmente invertitomediante idrolisi, con almeno il 62% in peso di sostanza secca, e con un contenuto di

zucchero invertito superiore al 3% in peso ed inferiore al 50% in peso sulla sostanza

secca)

-  sciroppo di zucchero invertito (soluzione acquosa, di saccarosio parzialmente invertito

mediante idrolisi, nella quale la porzione di zucchero invertito è preponderante: la

sostanza secca deve essere almeno il 62% in peso, ed il contenuto di zucchero

invertito è superiore al 50% in peso sulla sostanza secca)

-  sciroppo di glucosio3 (soluzione acquosa depurata e concentrata di saccaridi alimentari

ottenuta da idrolisi di amido e/o da fecola4, con almeno il 70% in peso di sostanza

secca, ed un equivalente in destrosio5

 pari almeno al 20% in peso sulla sostanza secca)

2 Lo zucchero invertito è il risultato dell'azione della idrolisi del saccarosio mediante acidi diluiti. Per reazione di idrolisi si

ottiene una molecola di glucosio ed una di fruttosio.

La miscela ha chimicamente un potere rotatorio (della luce polarizzata) negativo, opposto a quello del saccarosio che èinvece positivo e per questo prende il nome di zucchero invertito. Lo zucchero invertito è presente naturalmente nei succhi dialcuni frutti, principalmente quello d'uva.

Il suo utilizzo da parte dell'industria alimentare in sostituzione dello zucchero da tavola è dovuto a vari motivi. Innanzitutto lasolubilità in acqua dello zucchero invertito è superiore a quella del saccarosio circa del 75 per cento a temperatura ambiente

ed anche il suo potere dolcificante è circa 1.3 – 1.4 volte maggiore di quello del saccarosio.

La presenza di glucosio e soprattutto di fruttosio nello zucchero invertito, conferisce una forte tendenza ad assorbire acqua eda trattenerla; da qui ne deriva che i prodotti a cui viene addizionato si mantengono più umidi, e quindi si possono ottenere

 prodotti dalle caratteristiche più plastiche e più soffici.

Lo zucchero invertito oltre ad abbassare il punto di congelamento, ha un'azione riducente capace di ritardare il processo di

ossidazione e quindi di alterazione dei prodotti alimentari nei quali viene aggiunto.

Lo zucchero invertito si trova allo stato di sciroppo denso e per le sue caratteristiche è ampiamente utilizzato in sostituzione

dello zucchero nell'industria dolciaria, sopratutto per la realizzazione di gelati, ma anche nella fabbricazione di marmellate,conserve, frutta sciroppata. Viene usato anche nella produzione della birra, e nello zuccheraggio dei mosti. Per la sua proprietà di evitare o ritardare la cristallizzazione è molto utilizzato in pasticceria per la preparazione di glasse e coperture.

3 Il glucosio è un monosaccaride aldeidico

 presente in natura in due enantiomeri con la forma destrogira (D-glucosio o destrosio) più diffusa.

4 Nel linguaggio comune, il termine fecola identifica l'amido contenuto nei tuberi di patata. Nel processo produttivo, i tuberi

vengono lavati e ridotti in polpa, poi lasciati macerare in acqua. La fecola viene quindi ricavata dal setacciamento del liquidolattiginoso che ne fuoriesce, ricchissimo di amido e di altri nutrienti (proteine solubili e sali minerali), poi separati per

centrifugazione. Come tutti gli amidi, la fecola è costituita da due polimeri di glucosio differenti: amilopectina (80%) edamilosio (20%). Rispetto all'amido di frumento, e ancor più a quello di mais, la fecola è più ricca di amilopectina (70% nel

mais, 75% nel frumento), mentre la temperatura di gelatinizzazione si attesta intorno ai 60 - 65 °C.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

3/18

  X-3

-  sciroppo di glucosio disidratato  (sciroppo di glucosio parzialmente essiccato, con

almeno il 93% in peso di sostanza secca, ed un equivalente in destrosio pari almeno al

20% in peso sulla sostanza secca)

-  destrosio monoidrato  (destrosio depurato e cristallizzato contenente una molecola

d'acqua di cristallizzazione, con almeno il 99.5% in peso sulla sostanza secca di

destrosio, ed almeno il 90% in peso di sostanza secca)

-  destrosio anidro  (destrosio depurato e cristallizzato, non contenente acqua di

cristallizzazione, con almeno il 99.5% in peso sulla sostanza secca di destrosio, ed

almeno il 98% in peso di sostanza secca)

Sono esclusi i dolcificanti e gli edulcoranti sintetici ed artificiali (come l’aspartame,

l’acesulfame, la saccarina, ecc.); sono ammessi solo i polialcoli che derivino dalla

trasformazione dell’amido di mais e dal saccarosio.

La quantità minima di zucchero (saccarosio) in percentuale non deve essere inferiore al 60%.

 per le caramelle dure. Per le caramelle con ripieno la percentuale minima di zucchero

(saccarosio) non deve essere inferiore al 40%.Secondo la legislazione vigente è ammesso l’uso di additivi e di aromi.

Tipologie di caramelle e processi di produzione

Le caramelle tradizionali, dure o ripiene, a base prevalentemente di zucchero e aromi, hanno

un processo di lavorazione che si compie, spesso, in breve tempo. Zucchero e glucosio

(sciroppo di glucosio), la cui presenza impedisce che la caramella cristallizzi, formando

screpolature sulla superficie, vengono dosati automaticamente, insieme a semplice acqua. Lo

sciroppo viene riscaldato a circa 110°C, perché gli zuccheri siano sciolti del tutto; passa

quindi, in un "cuocitore" (dove raggiungere in breve i 130°C) e da qui finisce in una camerasotto vuoto. E’ proprio la combinazione di temperatura e vuoto che favorisce la perdita di

quasi tutta l’acqua (l’umidità residua è solo del 3-4%). A questa massa zuccherina, così

concentrata, vengono aggiunti gli aromi, sostanze responsabili dei diversi gusti. La massa

zuccherina, una volta aromatizzata viene distribuita su una banda metallica e raffreddata. Si

forma così, un “nastro” di prodotto, la cui temperatura scende a 75-80°C. L’impasto viene

quindi stirato fino a formare un cordone di 2-3 cm di diametro, che a sua volta entra nella

stampatrice, dove appositi stampi, che ruotano ad alta velocità, lo tagliano dando la forma

voluta. Nell’ultimo tratto della filiera, un graduale raffreddamento dà alla caramella il classico

aspetto vetroso, tipico della sua struttura amorfa.

La figura seguente mostra un esempio di sistema per pesare e miscelare gli ingredienti

(Coolmix, Hosokawa):

5 Il Destrosio Equivalente sta ad indicare livello di equivalenza, di un dato carboidrato, in rapporto al glucosio (valore 100): èuna misura del grado di idrolisi di amidi e derivati.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

4/18

  X-4

 

La cottura può avvenire o in apparecchiature discontinue (ad es. TBK 50, Hosokawa)

o in apparecchiature continue, aventi scarico discontinuo (ad es. TBK 750, Hosokawa)

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

5/18

  X-5

o di tipo continuo (ad es. TBK-C, Hosokawa)

La figura seguente mostra un esempio di nastro raffreddatore (Cooling Conveyor, Hosokawa)

su cui il prodotto può essere raffreddato; il profilo di temperatura può essere controllato

mediante l’acqua di raffreddamento.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

6/18

  X-6

Altro esempio di tunnel di raffreddamento è il seguente:

La formatura della caramella può anche avvenire mediante deposito in opportuni stampi, il cui

materiale è scelto in relazione al tipo di caramella prodotta:

Stampi in alluminio,

rivestiti di teflon, con

eiettori a molla, per

caramelle preparate ad

alta temperatura.

Stampi in alluminio per

lecca-lecca.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

7/18

  X-7

 

 Nel caso delle caramelle ripiene  il ciclo di lavorazione è assai simile a quello descritto, con

l’unica variante di una follatrice dotata di un tubo distributore della crema interna. Il cordone

di massa zuccherina, quindi, quando va alla stampatrice, ha già al suo interno il ripieno. Le

creme del ripieno possono essere a base grassa o zuccherina; alla prima appartengono la

crema al caffè, al cioccolato, alle mandorle o nocciole, del secondo tipo fanno parte quelle a base di confetture e marmellate, miele, liquore. Il ripieno rappresenta circa il 15% della

caramella totale. La conservabilità delle caramelle ripiene è leggermente inferiore, perché

 proprio il cuore morbido può subire, nel tempo, qualche alterazione.

Stampi in silicone per

caramelle preparate a

 bassa temperatura

(fondant, toffee,...)

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

8/18

  X-8

 

Assai più lungo il processo di lavorazione delle caramelle fondenti: tra la preparazione e il

confezionamento passano anche cinque giorni. Si tratta, infatti, di un procedimento

complementare diverso, che richiede una conoscenza specifica del processo di

cristallizzazione dello zucchero. Perché la consistenza di questo prodotto sia perfetta (econsenta uno scioglimento rapido), si procede a due fasi distinte: la prima, di base, appena

descritta, permette di ottenere uno sciroppo molto concentrato, che viene raffreddato su un

tamburo ruotante e successivamente sottoposto a una azione meccanica in una battitrice. Il

saccarosio cristallizza in minutissimi cristalli, dando origine a una massa bianca, il fondant. Si

aggiungono gli aromi e, quindi, il fondant aromatizzato viene colato in stampi della forma

voluta. Segue un raffreddamento ad aria, in un tunnel ventilato. Perché queste caramelle

"fondono"? Perché il saccarosio è presente in minutissimi cristalli, avvolti da un sottile film di

sciroppo residuo. Se le caramelle venissero confezionate subito, perderebbero, nel giro di

 poco tempo, la loro umidità e diventerebbero molto dure. Prima del confezionamento, quindi,

si procede alla "brillantatura", che consiste nel dotarle di un rivestimento di cristalli di

zucchero. La brillantatura viene ripetuta il giorno successivo. Seguono l’essiccazione finale e

il confezionamento.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

9/18

  X-9

 

Le caramelle mou  furono inventate, pare, da un confettiere parigino agli inizi di questo

secolo, per festeggiare la visita ufficiale in Francia dell'imperatore Menelik. Oltre

all’immancabile zucchero, ingrediente essenziale delle caramelle mou è la panna, o crema di

latte, accompagnata da grassi vegetali. L’impasto viene lavorato e quindi estruso, cioè fatto

 passare attraverso fori che gli danno la forma di grossi spaghetti o lunghi parallelepipedi,

quindi viene tagliato e fatto raffreddare, ottenendo il classico colore tra il bruno e il marrone.

Le caramelle gommose  sono caratterizzate da una notevole morbidezza ed elasticità, datadalla presenza di gomme anche in alte percentuali. La più utilizzata è la gomma arabica,

ottenuta dall’essudato della corteccia di un’acacia che cresce in Africa. La gomma arabica

viene purificata e quindi aggiunta alla miscela di sciroppo di glucosio e altri zuccheri. La

gomma arabica non deve essere in percentuale, inferiore al 45%; gli zuccheri non devono

essere inferiori al 45%. Sono ammessi gli edulcoranti come i polialcoli; sono vietati gli amidi

modificati. Sono ammessi gli acidificanti consentiti dalle normative in vigore. Vietato l’uso di

conservanti, emulsionanti e gelatine animali. Anche in questo caso le materie prime vengono

dosate, miscelate, riscaldate e sciolte per ottenere una massa fluida. Dopo l’aggiunta di

essenze, estratti, aromi o acidificanti, l’impasto ottenuto viene colato in "cassetti" stampati per

dare forma alle caramelle. Si passa dunque all’essiccazione, seguita dall’eventuale aggiunta di

zucchero in granelli.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

10/18

  X-10

Per la produzione delle  pastiglie  si adotta un processo di lavorazione differente da quello

utilizzato per le caramelle. I produttori di pastiglie applicano un procedimento a freddo:

impastano zucchero a velo (in percentuale non inferiore al 90%), gomma adragante e gomma

arabica aggiungendo aromi e altri ingredienti caratterizzanti. Una volta reso omogeneo

l’impasto, questo viene laminato fino a formare una sfoglia. La sfoglia viene dunque pressata

con uno stampo che dà la forma, quindi le pastiglie passano all’essiccazione.

La liquirizia  fu usata dai Babilonesi per curare la peste, dai romani contro le anemie, nel

medioevo contro le ulcerazioni e infine dalla confetteria moderna come rinforzante dei sapori.

La liquirizia viene ricavata dalle radici della pianta che è pulita e poi estratta in acqua. Il

succo passa in soluzione e, una volta purificato e concentrato, è pronto per entrare a far parte

dei diversi tipi di caramella alla liquirizia. Per realizzare le liquirizie morbide, all’estratto di

liquirizia si aggiungono zucchero e farina: la pasta viene lavorata e formata in lunghi nastri.

Per le liquirizie gommose oltre all’estratto e allo zucchero entrano nella ricetta lo sciroppo di

glucosio e la gomma arabica. L’estratto di liquirizia pura a cubetti, poi, può essere ottenuto

semplicemente essiccando l’estratto in piccoli pezzi.

 Nel caso delle gelatine di frutta alla miscela base di sciroppo di glucosio e di zuccheri vieneaggiunta pectina di frutta6  successivamente acidificata e addizionata con polpa e succhi di

frutta caratterizzante e aromi naturali. La polpa di frutta non deve essere inferiore al 15% del

 prodotto finito. Sono vietati i conservanti ed emulsionanti. Sono ammessi gli acidificanti

consentiti dalla normativa in vigore.

6 La pectina è un eteropolisaccaride costituito da una catena base di molecole di acido galatturonico,

lungo la quale sono intercalati in proporzione variabile residui di ramnosio

In corrispondenza di tali residui di ramnosio si innestano catene laterali più o meno lunghe, che contengono ancora ramnosio,e anche galattosio e arabinosio. Le pectine formano dei colloidi gelatinosi, abbondanti nella parete cellulare della frutta: essi

vengono idrolizzati con la maturazione da alcuni enzimi come la pectasi e la pectinasi (sono presenti soprattutto nelle mele enelle pere). Ogni frutto ha una percentuale di pectina variabile a seconda della specie e della sua età di maturazione. La

 pectina cementifica lo spazio tra una cellula e l'altra, tenendole unite e dando croccantezza a frutta o verdura. Con il procedere della maturazione questo legame si scioglie e il frutto perde consistenza. La pectina trova impiego nell'industria

alimentare come gelificante, soprattutto nella realizzazione di marmellate e confetture, assumendo la denominazione di E440.

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

11/18

  X-11

Esercizio: Dimensionamento di un impianto per la preparazione di caramelle ( fondant )

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

12/18

  X-12

Sistema di dosaggio ingredienti

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

13/18

  X-13

Sistema di solubilizzazione degli zuccheri

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

14/18

  X-14

 

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

15/18

  X-15

 

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

16/18

  X-16

 

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

17/18

  X-17

 

8/18/2019 10 Processo Produzione Caramelle Rev

18/18

X 18

Si consideri il dimensionamento di un impianto avente una produttività di 500 kg/h a partire

da zucchero, glucosio ed acqua demineralizzata.

La ricetta che viene utilizzata prevede 100 parti (in peso) di zucchero, 100 parti di glucosio

(85°Brix) e 18 parti di acqua.

Le tre materie prime si trovino in 3 serbatoi, alle seguenti temperature: Tacqua = 80°C, Tzucchero 

= 20°C e Tglucosio = 40°C.

Da lì, esse vengono inviate nel serbatoio (del volume di 300 l) in cui sono miscelate, per poi

andare all’apparecchiatura in cui viene allontanata parte dell’acqua. In quest’ultima il

serpentino usato per il riscaldamento abbia un volume di 34 l, il diametro esterno sia di 40

mm (lo spessore di parete è di 2 mm), e sia disposto secondo una spirale di 0.6 m di diametro

e con un passo di 0.05 m. Il riscaldamento viene effettuato con vapore a 10 bar (relativi).

-  il volume dei serbatoi di stoccaggio delle materie prime (si consideri una densità di

mucchio pari a 850 kg/m3 per il saccarosio, e pari a 650 kg/m3 per il glucosio);- 

la temperatura alla quale può essere riscaldata la miscela acqua-glucosio-zucchero;

-  la pressione di lavoro, ed il consumo della pompa;

-  il consumo di vapore;

-  il grado di concentrazione della soluzione che si può ottenere quando la miscela venga

 portata a pressione atmosferica dopo riscaldamento.

Proprietà di zuccheri e soluzioni zuccherine

Densità (equazione di Kimball): ( )2

330.872524.484exp170435

 B ρ  ⎛ ⎞+=   ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

 

ρ : densità, kg/m3

 B : concentrazione, °Brix

Calore specifico: ( )1 0.632 0.001 0.0011 100100

 p

 Bc T P= − − + −⎡ ⎤⎣ ⎦  

c p : calore specifico, kcal/kg K

T : temperature, °C

P: purezza (saccarosio puro = 100)

Viscosità (equazione di Wagnerowski):4120

ln 11.75 2.191

 N T 

η ⎛ ⎞= − −⎜ ⎟+⎝ ⎠

 

η  : viscosità, P

T  : temperatura, °C

1900 18

 B N 

 B=

−