project - EIP-AGRI Operational Group
The agronomic and technological strategies to be adopted to increase the "shelf-life" of the Tuscan bread PDO (PANE+DAYS)
Le metodologie agronomiche e tecnologiche atte ad incrementare la “shelf-life” del Pane Toscano DOP (PANE+DAYS)
Objectives
The Strategic Plan is aimed at testing an Innovative Protocol that allows to lengthen the conservation times of Tuscan bread with natural DOP rising, keeping the high quality and nutritional level as unaltered as possible. Since dehydration is the phenomenon directly responsible for the starch retrogradation and therefore the organoleptic degradation of the preserved bread, we aim to act on the one hand on the chemical-compositional characteristics of the soft wheat, on the other hand to increase the resistances that are opposed to the diffusion / water evaporation by using plastic films with suitable permeability.
Objectives
Il Piano Strategico è finalizzato al collaudo di un Protocollo Innovativo che permetta di allungare i tempi di conservazione Pane Toscano a lievitazione naturale DOP mantenendone il più possibile inalterato l’elevato livello qualitativo e nutrizionale. Poiché è la disidratazione il fenomeno direttamente responsabile della retrogradazione dell’amido e quindi del degrado organolettico del pane conservato, ci si prefigge di agire da un lato sulle caratteristiche chimico-composizionali del frumento tenero dall’altro di incrementare le resistenze che si contrappongono alla diffusione/evaporazione dell’acqua utilizzando, nel confezionamento, film plastici con idonee permeabilità.
Activities
- Influence the amylopectin / amylose ratio of the starch contained in the grain of the wheat through the agronomic inputs of the fertilizations and the density of sowing on 4 varieties of wheat provided for by the specification of the Tuscan Bread PDO;
- Definition of an agronomic production protocol to direct the company in the production of grains with better characteristics for the preservation of bread;
- Identification of plastic films and polymeric films able to control the phenomenon of water vapor condensation and modified atmosphere packaging (MAP);
- Implementation of short training courses, workshops, dissemination of results
Activities
- Influenzare il rapporto amilopectina/amilosiodell’amido contenuto nella granella del frumento attraverso gli input agronomici delle concimazioni e delle densità di semina su 4 varietà di frumento previste dal disciplinare di produzione del Pane Toscano DOP;
- Definizione di un protocollo agronomico di produzione per indirizzare l’azienda nella produzione di grani con migliori caratteristiche per la conservabilità del pane;
- Individuazione di film plastici e film polimerici in grado di controllare il fenomeno della condensazione del vapore d’acqua e confezionamento in atmosfera modificata (MAP);
- Realizzazione di corsi brevi di formazione, workshop, diffusione risultati.
Kontext
Baked products are perishable foods that undergo severe physical, physiochemical, sensory and microbial changes during storage. In particular, bread staling results in a decrease of consumer acceptance and in great economic losses also for Tuscan producers of the raw material (soft wheat) involved in the production of the "Tuscan Bread Protected Designation of Origin (PDO)".
As well described in Tuscan Bread PDO regulation, the use of sourdough has a long tradition and still plays an important role in bread-making. Its use in baking and its ability to improve the quality and extend the shelf life of bread have been widely described in literature. Furthermore it seems possible to further improve the shelf-life of the "Tuscan Bread PDO" by suitably modifying the composition of the flour and therefore the wheats used in bread, but also making and using the most suitable conditions and conservation methods.
The staling of bread is defined as bread firming over time and results in a loss textural and sensory properties. The retrogradation of starch and water migration are fundamental for staling as they increase bread firming and they directly limit the bread "commercial life".
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014IT06RDRP010 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Toscana
Ort
- Main geographical location
- Siena
€ 352314.5
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
2 Practice Abstracts
A field experiment was carried out during 2019-2020 and 2020-2021 crop seasons in Val D’Orcia area, central Tuscany. Different varieties were tested, three modern (Bologna, Bolero and Pandas) and one old variety (Verna). The treatments consisted of factorial combinations of three rates of N (45, 90, 135 kg N ha-1) and two P (46 and 92 kg P ha-1) laid down in a randomized complete block design (RCBD) with three replications.
During storage, the most significant influence on the bread shelf-life has been related to the different N/P fertilizations on wheat, in fact when Nitrogen is present in a dose equal to that of Phosphorus (90/92 kg/ha; 45/46 kg/ha) or in a higher but not excessive dose (90/46 kg/ha), the bread obtained tends to have better characteristics and to last longer over time, while when these ratios are unbalanced in favor of Nitrogen (135/46 kg/ha;135/92 kg/ha) and in favor of Phosphorus (45/92 kg/ha), the shelf-life of bread decreases considerably.
Further, the study highlighted the greater tendency of Nitrogen and Argon, compared to Air in gas atmosphere, to reduce the water loss, slow down the process of staling and allow the bread not only to last longer but also to maintain its initial organoleptic characteristics.
With the same composition of the flour used, the choice of the type of packaging together with the composition of the gaseous atmosphere inside the package appear to be two effective methods for ensuring the maintenance of a high level of organoleptic acceptability of the product over time, allowing in fact a extension of the shelf life of the bread itself.
Si è incrementato la shelf-life del Pane Toscano DOP agendo sulle caratteristiche chimico-composizionali del frumento e utilizzando condizioni e modalità di conservazione più idonee, mantenendo il più possibile inalterato l’elevato livello qualitativo e nutrizionale.
I test di panificazione con farine ottenute da 4 varietà di frumento (Verna, Bolero, Pandas e Bologna) prodotte con diversi protocolli agronomici di input chimici di azoto e fosforo a cui è seguita una valutazione della shelf-life del prodotto finito hanno evidenziato che farine prodotte impiegando bassi livelli di concimazione corrispondenti a rapporti N/P di 90/90, 90/45 e 45/45 consentono di ottenere pani con caratteristiche migliori ed in grado di durare più a lungo nel tempo soprattutto se confezionati in condizioni di atmosfera controllata. Lo studio ha evidenziato la maggiore efficacia dell'Azoto e dell'Argon rispetto all'aria nella conservazione delle fette di pane. Questi gas sono in grado di ridurre la perdita totale di acqua e la perdita di acqua libera, rallentare il processo di raffermamento e permettere al pane non solo di durare più a lungo ma anche di mantenere meglio le sue caratteristiche iniziali.
Le varie concimazioni effettuate hanno avuto un’importanza così significativa nella conservazione delle caratteristiche del pane che le prove con le farine conservate all’aria hanno avuto risultati molto simili alle prove in atmosfera protettiva di Argon e Azoto.
Per la commercializzazione a media distanza di questo prodotto si potrebbe, quindi, prolungare ancora di più la shelf-life mantenendo il pane in tutta la sua forma.
The main expected result is a market change both from a spatial and temporal point of view induced by an increase in the shelf life of PDO Tuscan Bread. To make this change, it is necessary to act on some critical points of the supply chain.
The first critical point concerns the qualitative characteristics of the grain itself which is intended to be improved by intervening on the agronomic protocols.
Since it is the onset of the smell of "stale" that makes the bread unacceptable to the consumer, and its appearance is linked to the proceeding of the "starch retrograde" which is favored by low temperatures and dehydration of the preserved bread format, the results obtained will make it possible to provide operators:
- the best protocol (times-temperatures) to follow during the bread cooling phase from the oven temperature to the ambient temperature. This will allow to minimize the amount of water vapor lost so as to slow down the kinetics of the starch retrogradation and therefore the onset of the "stale" smell;
the most suitable plastic film to slow down the loss of water suffered by the "PDO Tuscan Bread" packaged in a modified atmosphere packaging enriched with gas (CO2) able to avoid the formation of surface molds, to preserve almost unchanged its quality and significantly increase its shelf life. This will allow it to expand the market for the benefit of all operators and in particular the Tuscan producers of wheat which represent the weakest link in the production chain.
Il principale risultato atteso è un cambiamento del mercato inteso sia in senso spaziale sia temporale indotto da un aumento della conservabilità del Pane Toscano DOP. Per operare tale cambiamento occorre agire su alcuni punti critici della filiera.
Il primo punto critico riguarda le caratteristiche qualitative del grano stesso che si intendono migliorare intervenendo sui protocolli agronomici.
Poiché è l’insorgere del sentore di “raffermo” a far divenire il pane inaccettabile al consumatore, e la sua comparsa è legata al procedere della “retrogradazione dell’amido” che viene favorita dalle basse temperature e dalla disidratazione del formato di pane conservato, i risultati ottenuti permetteranno di fornire agli operatori di questa filiera:
- il miglior protocollo (tempi-temperature) da seguire durante la fase di raffreddamento del pane dalla temperatura di forno fino a raggiungere quella ambiente. Questo permetterà di minimizzare la quantità di vapore d’acqua perduto così da rallentare la cinetica della retrogradazione dell’amido e quindi dell’insorgere del sentore di “raffermo”;
- il film plastico più idoneo a rallentare la perdita di acqua subita dal “Pane toscano a lievitazione naturale DOP” confezionato in atmosfera modificata (modified atmosphere packaging) arricchita di gas (CO2) in grado di evitare la formazione di muffe superficiali, di preservare pressoché inalterata la sua qualità e di incrementarne significativamente la conservabilità. Questo permetterà di espanderne il mercato a beneficio di tutti gli operatori e in particolare dei produttori toscani di grano tenero che rappresentano l’anello più debole di questa filiera produttiva.
Contacts
Project coordinator
-
Pardini Roberto
Project coordinator
Project partners
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Congiu Tonino
Project partner
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Mancini Marco
Project partner
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Nardi Enzo
Project partner
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Orlandini Simone
Project partner
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Simoncini Laura
Project partner
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Zinnai Angela
Project partner