Analisi degli alimenti: Appunti 1

02/03/2012

Carboidrati

Glicide è il nome corretto per i carboidrati in generale, mentre con il termine glucide ci si riferisce in generale a carboidrati contenti residui di glucosio (glicoside è un carboidrato con la funzione acetalica completa,  i glicosidi del glucosio prendono il nome di glucidi).

Tutti gli zuccheri sono sintetizzati delle piante, utilizzando anidride carbonica ed acqua e producendo, oltre allo zucchero, anche ossigeno (l’energia richiesta per la reazione è fornita dalla luce). Da ciò ne consegue che lo sviluppo delle piante nel corso della storia ha notevolmente esaltato il carattere ossidante dell’atmosfera (prima era molto più riducete).

Il glucosio è lo zucchero più stabile dal punto di vista termodinamico, per questo motivo è il carboidrato più diffuso.

Il glucosio viene accumulato in strutture polimeriche, tra le quali troviamo l’amido, il glicogeno (funzioni di riserva energetica) e cellulosa (sostegno nelle piante).

Una prima classificazione dei carboidrati è relazionata alla struttura degli stessi:

·        Monosaccaridi: singole unità glicidiche;

·        Disaccaridi: due monosaccaridi uguali o diversi;

·        Oligosaccaridi: fino ad una decina di monosaccaridi uguali o diversi;

·        Polisaccaridi: catene di più di dieci monosaccaridi (uguali o diversi) che possono presentare anche ramificazioni.

I monosaccaridi ed i disaccaridi sono generalmente cristallini e generalmente solubili in acqua; sono anche variamente dolci. I polisaccaridi sono amorfi, generalmente insolubili in acqua, ma se ne vengono a contatto possono gonfiarsi per via di interazioni che si stabiliscono tra le molecole dell’acqua e le singole unità zuccherine componenti il polimero. 

Un’altra classificazione degli zuccheri prevede la loro suddivisione in ALDOSI ed in CHETOSI, in relazione alla presenza del gruppo aldeidico piuttosto che di quello chetonico.

In linea generale gli aldosi sono più reattivi dei chetosi!

Gli elementi caratteristici di uno zucchero sono già visibili nella gliceraldeide, un carboidrato costituito da tre atomi di carbonio, presentante il gruppo aldeidico. Tali elementi sono:  catena di carbonio, gruppo carbonilico (aldeidico o chetonico), gruppi alcolici sui carboni non carbonilici.

Dal punto di vista stereochimico si distinguono serie D e serie L, le quali sono stabilite a partire dalla configurazione assoluta  del secondo carbonio della gliceraldeide, che rimarrà sempre quello più lontano dal gruppo carbonilico, ovvero quello a minore stato di ossidazione. Ciò non è sicuramente dovuto a regole di priorità,  ma è una questione collegata con la biosintesi di tali composti. Ogni volta che si aggiunge un carbonio, partendo dalla gliceraldeide, si assiste all’aumento sequenziale dei centri chirali (la gliceraldeide possiede un solo centro chirale). I segni (+) e (-) si riferiscono solamente al senso in cui il piano della luce piano-polarizzata viene ruotato per mezzo di una soluzione dello zucchero in esame – si noti che questa caratterizzazione non ha nessun legam con la nomenclatura D/L

N.B. l’eritrosio è  importante per la biosintesi degli aa aromatici.

La diapositiva 7 mostra la serie completa degli aldo-esosi D: si notino il GLUCOSIO, il MANNOSIO ed il GALATTOSIO – si noti che il mannosio ed il galattosio sono epimeri del glucosio, infatti differiscono da esso per la configurazione di un solo C, in particolare il secondo per il mannosio ed il quarto per il galattosio.

La diapositiva 8 mostra la serie completa dei chetoesosi D: si notino il FRUTTOSIO ed il SORBOSIO (zucchero presente in alcuni frutti).

Il glucosio è diffuso nelle parti della pianta che sono più dolci.

E’ la principale fonte di energia e si presenta come cristalli bianchi insolubili in alcoli, ma solubili in acqua.

Negli alimenti, spesso, il glucosio subisce il fenomeno della fermentazione alcolica da parte di microrganismi, dando luogo ad etanolo ed anidride carbonica, passando attraverso l’acetaldeide.

Essendo uno dei monomeri più spesso presenti in disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi, si ottiene facilmente da idrolisi di questi.

Il glucosio ha proprietà riducenti, infatti presenta l’OH anomerico libero.

Le forme cicliche rappresentano la reale struttura dei glicidi ed inoltre sono decisamente importanti per comprendere cosa accade quando  gli zuccheri si legano tra loro – molte reazioni sono comprensibili solo in forma ciclica, tuttavia altre avvengono esclusivamente nella forma lineare, che all’equilibrio è sempre presente seppur in piccole concentrazioni (< 0.1%) – fenomeno della mutarotazione.

Quando si passa dalla forma aperta a quella emiacetalica i centri chirali aumentano di uno, ovvero si viene a formare il carbonio anomerico.

Il glucosio in soluzione è in equilibrio, dove è nettamente più favorita la forma beta rispetto alla alfa – per una questione di maggiore stabilità dell’OH anomerico in posizione equatoriale (beta) rispetto alla posizione assiale (alfa).

Gli omopolimeri sono formati da molecole di zucchero tutte alfa o tutte beta, questo non vale per gli eteropolimeri (però i singoli zuccheri sono in ugual configurazione).

Quando il si ha la cristallizzazione del glucosio si forma o l’anomero alfa o quello beta; se si prendono uguali quantità di entrambi e si mettono in soluzioni separatamente, quindi si lascia al sistema il tempo per riequilibrarsi si osserverà che misurando l’angolo di rotazione della luce piano-polarizzata al polarimetro, il valore ottenuto dalle due soluzioni è identico (questo perché si ristabilisce l’equilibrio tra i due anomeri, mediante il fenomeno della mutarotazione).

Il fruttosio può formare oltre anelli a 6 atomi - fruttopiranosio (70%) anche anelli a 5 atomi - fruttofuranosio (30%) – mentre il glucosio forma solo anelli a 6: glucopiranosio. Si noti che si formano anelli a 5 o 6 termini (non a 5 o 6 atomi di C, infatti un atomo è sempre ossigeno) perché sono i più stabili.

I disaccaridi si originano dalla condensazione di due zuccheri, anche diversi legati, da legame acetalico che impegna almeno in uno dei due zuccheri l’OH anomerico.

Non sono riducenti i disaccaridi nei quali i due monosaccaridi impegnano entrambi gli OH anomerici. Il legame che si forma è generalmente di tipo 1,2  1,4 oppure 1,6 – rari i casi di formazione di un legame 1,3. I monosaccaridi quando si legano possono essere, come detto, sia in configurazione alfa o in quella beta: per quanto riguarda la nomenclatura, sarà necessario indicare con la lettera greca la configurazione davanti a ciascun componente del disaccaride, o se ci si riferisce in generale al legame, prima della numerazione dello stesso (ad esempio β-1,4).

Sempre per quanto riguarda la nomenclatura, nei disaccaridi uno zucchero è quello principale, mentre l’altro è il sostituente, ad esempio il nome IUPAC del saccarosio è:

α-D-glucopiranoside-(1,2)-β-D-fruttofuranosio.

I principali disaccaridi sono saccarosio, maltosio e lattosio.

Il saccarosio si estrae dalla linfa della canna da zucchero (si estrae un cristallo di colore marrone non scurissimo, che può essere utilizzato tal quale o raffinato) o dalla barbabietola (in questoi caso poiché la barbabietola tende a rilasciare pigmenti, il saccarosio risulta essere molto scuro e quindi viene raffinato)– dipende dall’area geografica.

Il fatto che molti individui siano intolleranti al saccarosio non stupisce visto che non sono molto diffuse in natura sostanze così dolci ed inoltre l’introduzione del saccarosio nella dieta europea risale alla scoperta dell’America.

Il saccarosio viene utilizzato come riferimento per indicare la “dolcezza” di altre sostanze, anche non zuccherine.

Il saccarosio non è uno zucchero riducente.

Il maltosio è uno zucchero riducente, disaccaride di due molecole di glucosio legate con legame glicosidico α-1,4. Lo si trova come prodotto di idrolisi degli amidi: quindi l’amido basa la sua struttura su legami di tipo alfa. Supporta la crescita dei lieviti nella fermentazione per la produzione di pane.

Il lattosio lo si trova in natura solo nel latte e quindi nei latticini ed è un disaccaride costituito da una molecola di β-glucosio e una di β-galattosio, uniti da legame glicosidico β-1,4. Il lattosio è poco dolce (a differenza del saccarosio che è uno degli zuccheri più dolci, anche più del glucosio) – ha una dolcezza pari a 0.4 la dolcezza del saccarosio. Questo è importante per evitare l’imprinting di sostanze estremamente dolci nei lattanti.  La fermentazione del lattosio è alla base della produzione dello yogurt, si produce non etanolo ma acido lattico (quindi si forma un composto acido che dona il  classico sapore acido allo yogurt) – la fermentazione può avvenire solo dopo idrolisi. Il lattosio è uno zucchero riducente.

I polisaccaridi o glicani sono costituiti da monosaccaridi uniti da legame glicosidico, come i disaccaridi (e gli oligosaccaridi). 

Si classificano in omoglicani ed eteroglicani, ovvero polimeri costituiti da uguali e da diverse unità monosaccaridiche.

I polimeri degli zuccheri (riferimento agli eteropolimeri) sono formati da pochi diversi tipi di monomeri (3 è già raro) questo è ben diverso da quanto accade per le proteine, che ben o male sono costituite ciascuna da tutti e venti gli aa.

I polisaccaridi sono generalmente insolubili in acqua , ma assorbono l’acqua e possono anche gonfiarsi, questo perché si possono formare legami ad H tra le molecole d’acqua e le unità zuccherine. Danno soluzioni colloidali e non passano attraverso le membrane. Per idrolisi completa chimica piuttosto che enzimatica danno i monosaccaridi. A differenza di quanto detto per i glicidi precedenti non sono dolci. Infine, non sono riducenti.

I polisaccaridi si distinguono in pentosani (polimeri di pentosi, ad esempio xilani) ed esosani (polimeri di esosi, ad esempio glucani e fruttani).

Se si considerano i polimeri del glucosio, i glucani, possiamo distinguere gli alfa ed i beta glucani, in relazione al tipo di configurazione in cui si trovano le molecole di glucosio.

Tra i polimeri troviamo: l’amido, la cellulosa, il glicogeno, l’inulina, la pectina e gli alginati.

L’amido è un alfa glucano ed è una  delle più importanti risorse energetiche nel mondo vegetale. Molte piante accumulano amido nelle radici, mentre in alcune piante come le leguminose è depositato nei semi. Nel frumento ricopre circa il 70% del peso della cariosside. Osservando i granuli di amido al microscopio si possono distinguere le specie delle piante e, quindi, è possibile svelare eventuali frodi alimentari. L’amido si presenta come una polvere bianca sottilissima, non solubile in acqua ed in etanolo ed è amorfa.

In presenza di poca acqua si ottiene una soluzione gelatinosa, mentre se l’acqua è molta si ottiene una soluzione colloidale opaca.

L’amido è costituito dall’amilosio e dall’amilopectina (due polisaccaridi).

L’amilosio costituisce circa il 20% dell’amido nel frumento. Per la presenza di legami alfa-1,4 la sequenza tende ad arrotolarsi: si forma un’elica sinistrorsa come il DNA, anzi si forma una doppia elica. All’interno dell’elica si dispongono gli H assiali (mentre gli OH si disongono al di fuori), quindi l’interno è lipofilo: si possono inserire quindi alcuni acidi grassi (residui di acidi grassi – questi composti si chiamano clatrati e sono presenti nella cariosside del frumento).

Nell’amido del frumento l’amilopectina rappresenta l’80%. L’amilopectina è un polisaccaride del glucosio, come l’amilosio, ma presenta oltre ai legami alfa-1,4 anche i legami alfa-1,6 ogni 25 unità (nel frumento): quindi l’amilopectina è ramificata (N.B. le ramificazioni si dispongono anch’esse sono ad elica).

Le molecole d’acqua si pongono tra una catena e l’altra allontanandole tra loro: si forma un gel oltre gli 80 gradi (gelificazione). Questo succede anche quando la pasta da dura diventa molle durante la cottura.

La ramificazione è complessa: esistono ramificazioni primarie e secondarie, la ramificazione è tipica del tipo di pianta: questo spiega perché la forma dei grani di amido è caratteristica.

Le proporzioni reciproche di amido ed amilopectina dipendono dal tipo di pianta!

Il glicogeno è un alfa-glucano e rappresenta la maggiore forma di deposito del glucosio nei muscoli e nel fegato (quindi negli organismi animali). E’ più ramificato dell’amilopectina, questo perché permette di depositare in poco spazio tanti residui di glucosio. Il glicogeno è la forma di energia depositata che viene consumata più rapidamente – nei 100 metri viene consumato solo glicogeno, mentre per gli sforzi più prolungati si mobilitano i lipidi. Si presenta come polvere bianca, insapore ed è insolubile in acqua. Per idrolisi totale da il glucosio, mentre per idrolisi parziale da il maltosio. Come gli altri polisaccaridi risulta non riducente.

La cellulosa è un beta-glucano: le molecole di glucosio sono legate da legame glicosidico β-1,4. La cellulosa nel regno vegetale è più diffusa dell’amido perché il legame beta è più stabile di quello alfa, inoltre è un legame più inerte, ovvero è difficile da idrolizzare. Solo pochi microrganismi sono in grado utilizzare la cellulosa come fonte di carbonio. L’inerzia chimica da problemi di tipo digestivo agli animali che cercano di ricavare glucosio dalla cellulosa: i ruminanti sono in grado di farlo per mezzo della microflora batterica che si forma nello stomaco (1/5 del peso di un ruminante è stomaco per via dell’enorme flora batterica). Nello stomaco dei non ruminanti favorisce la peristalsi, perché rimane tal quale nel lume dell’apparato GI richiamando acuqa per osmosi. La cellulosa ha ruolo strutturale, anche per questo motivo è particolarmente diffusa.

La sua funzione strutturale è dovuta al fatto che è la componente principale della parte cellulare delle cellule vegetali e per questo motivo si ritrova in tutti gli alimenti vegetali. 

La cellulosa ha struttura lineare non particolarmente avvolta. Il peso molecolare è molto variabile, dipende dalle piante. Cristallizza con molta facilità.

La funzione strutturante della cellulosa è esaltata quando questa va in contro alla reazione con basi e cloruro dell’acido cloroacetico a dare carbossimetilcellulosa, un composto che è più strutturante e si usa nei gelati e nelle caramelle per ritardare la formazione dei cristalli grandi di acqua e di zucchero; questo composto è, inoltre, utilizzato nei cibi a basso contenuto calorico.

La cellulosa assorbe acqua e si gonfia.

I beta glucani sono polimeri del glucosio, caratterizzati da legati beta 1,3 e 1,4 (la cellulosa è solo 1,4), questo fa si che queste catene siano angolate. Sono strutturanti utilizzati al posto dei grassi, poco solubili in acqua (in acqua quelli a basso PM formano gel, mentre quelli ad elevato PM danno soluzioni viscose).Nella produzione della birra possono rendere difficoltosa la filtrazione del mosto.

Il termine emicellulose viene utilizzato per descrivere cellulose in cui si innestano ramificazione di pentosi ed esosi, ad esempio l’acido glucuronico (gluocsio ossidato in posizione  6); tuttavia altri polimeri possono essere considerati emicellulose (come i pentosani nei cereali, es. xilani). Questi polimeri possiedono minore resistenza della cellulosa ed anno consistenza gelatinosa.

L’inulina è un polisaccaride beta del fruttosio che non ha peso molecolare molto alto; abbondante nei tuberi delle dalie, ma si trova anche nella cicoria e nell’aglio. E’ indigeribile, quindi rimane nel lume dell’apparato GI tal quale, ove svolge (soprattutto a livello intestinale) funzione prebiotica, ovvero favorisce la crescita della microflora residente – inoltre ha anche effetto lassativo.

È un polisaccaride privo di glucosio e quindi va bene per produrre alimenti a basso indice glicemico.

E’ solubile in acqua calda ma poco in acqua fredda.

È usato anche per la produzione del fruttosio puro, perché non ci sono tracce di glucosio praticamente, che inquinano la purezza del fruttosio stesso.

Gli alginati sono polimeri dell’acido glucuronico e sono alla base dell’agar e sono quindi estratti dalle alghe. Chelano fortemente il calcio e sono utilizzati per stabilizzare gli alimenti. Chelando il calcio formano una struttura a scatola d’uova: dosando la quantità di calcio è possibile variare il potere gelificante di questi composti.

Quando il cardias non funziona tanto bene i succhi gastrici possono risalire nell’esofago (reflusso esofageo): si usano per contrastare ciò delle sostanze che contengono alginati che nello stomaco gelificano il succo gastrico sfavorendone la risalita.

Polimeri del metilestere dell’acido glucuronico  (con diverso grado di metilazione) sono le pectine, che sono i materiali che gelificano nella formazione delle marmellate. Sono presenti nella frutta e si utilizzano come additivi alimentari per favorire la gelificazione. Sono presenti anche nella buccia dell’uva. Quando sono sottoposte a fermentazione possono liberare metanolo che è tossico per il sistema nervoso perché colpisce il nervo ottico portando a cecità, quindi è necessario prestare particolare attenzione nella fermentazione del mosto per la produzione di vino (il metanolo è la prima frazione che distilla, quello che rimane è etanolo).

08/03/2012

Proteine

Le proteine sono polimeri di peso molecolare generalmente elevato, costituiti principalmente da aa.

Gli aa diffusi sono venti ma non è detto che tutte le proteine presentino tutti e venti gli aa, tuttavia si dice che per idrolisi di una proteina si ottengono circa 20 aa distinti – si noti la differenza con gli eteropolimeri dei carboidari, ove generalmente non sono presenti più di 3 diversi monosaccaridi.

Gli aa negli organismi superiori (in particolare negli animali) sono sempre L, mentre nei microrganismi si possono trovare anche aa D (soprattutto aspartico, glutammico ed alanina, i quali derivano da D per intervento di racemasi)– poiché molti alimenti derivano dalla fermentazione microbica è possibile trovare aa D nell’alimentazione.

Alcuni aa D sono dolci a differenza dei corrispondenti aa L.

Il parmigiano reggiano più viene stagionato più viene esposto all’azione dei microrganismi e più sono presenti aa della serie D (metodo per validare la stagionatura).

Nei succhi di frutta di origine tropicale è possibile trovare aa della serie D lasciati da muffe che vanno ad attaccare i frutti ancora attaccati alle piante.

Si tenga presente che gli aa liberi negli alimenti corrispondono ad un’eccezione, spesso derivante da incompleta sintesi proteica, infatti quasi tutti gli aa presenti negli alimenti sono polimerizzati in proteine.

Gli aa sono sostanze bianche, cristalline, di sapore variabile, alto-fondenti, insolubili in solventi apolari ma ben solubili in acqua.

Dal punto di vista chimico gli aa sono acidi organici che presentano gruppi amminici su uno o più carboni.

In base al sostituente, rappresentato dalla catena laterale R (legata al carbonio in alfa al gruppo carbossilico) si distinguono aa basici, neutri ed acidi.

I singoli aa si distinguono per la porzione R, che può essere:

-          Gruppi R alifatici non polari (es. R=H, glicina o glicocolla);

-          Gruppi R aromatici: proprietà lipofilica;

-          Gruppi R polari non carichi;

-          Gruppi R carichi +;

-          Gruppi R carichi -.

La cisteina è un aa solforato ed è un aa essenziale. La prolina è un aa ciclico, la catena laterale è richiusa se sé stessa – questo fa si che sia particolarmente inerte e per questo motivo è spesso accumulato tal quale in molti alimenti.

PROPRIETA’ CHIMICHE:

-          In ambiente neutro formano sali interni, questo è il motivo per il quale si solubilizzano in acqua – si trovano nella forma zwitterionica;

-          Sono tutti alfa, ovvero il gruppo amminico è sempre in posizione alfa;

-          In ambiente acido e basico formano sali;

-          Ad eccezione della glicina sono molecole chirali.

Molti aa sono sintetizzati dall’organismo, altri no, questi ultimi vengono detti essenziali – arginina ed istidina sono essenziali solo per i bambini.

Sebbene il nostro organismo sia in grado di sintetizzarli, molti aa vengono generalmente introdotti con l’alimentazione e quindi l’organismo risparmia energia non producendoli.

Gli aa che si ottengono praticamente sempre per idrolisi delle proteine alimentari sono detti ordinari, mentre quelli che si trovano solo saltuariamente sono detti occasionali.

REATTIVITA’:

-          Condensazioni tra aa: reazione tra il gruppo amminico di un aa ed il gruppo carbossilico di un altro amminoacido con perdita di una molecola d’acqua – formazione di un legame ammidico o peptidico.

-          Decarbossilazione: perdita di una molecola di anidride carbonica e quindi accorciamento di una unità di C – rimane il gruppo amminico, quindi rimane un’ammina. Tali ammine generalmente posseggono cattivo odore (odore pesci dopo qualche giorno – putrescine, cadaverine, …) e possiedono alta reattività. In alcuni formaggi la deposizione di queste ammine è normale per via della fermentazione – tuttavia alcune persone sono ipersensibili a tali ammine e possono avere mal di testa a seguito dell’assunzione. La decarbossilazione può avvenire per mezzo di enzimi endogeni, piuttosto che esogeni.

-          Reazione di Maillard (vedi oltre).

La denaturazione è un processo mediante il quale si ha variazione delle proprietà conformazionali delle proteine stesse – nei cibi praticamente tutte le proteine sono denaturate e, quindi, non si trovano mai nella forma nativa. La sensibilità delle proteine al calore deve essere tenuta di conto quando si progetta un trattamento termico.

Le proteine che contengono un grande numero di residui aa acidi o basici, la carica finale della proteina dipende dal pH. Cosa è il punto isoelettrico?

E’ il valore di pH per il quale la carica complessiva della proteina risulta essere nulla – questo è anche il punto di minore solubilità.

-          A pH elevato abbiamo il gruppo carbossilico deprotonato, mentre quello amminico è libero.

-          A pH acidi i gruppi amminici sono protonati, mentre quelli carbossilici si trovano come acidi indissociati.

-          Partendo da pH acido, aggiungendo goccia a goccia della base arriverò ad un punto in cui sulla proteina ho carica uguale a zero – punto isoelettrico.

A livello di preparazione di alimenti posso sfruttare il punto isoelettrico per far precipitare determinate proteine, separandole dalla miscela alimentare.

Nel latte sono presenti due diverse famiglie di proteine: le caseine con punto isoelettrico intorno a 4/5; mentre l’altra famiglia ha punto isoelettrico piuttosto alto.

Per preparare il formaggio si lavora acidificando il latte, questo comporta la precipitazione delle caseine, che si trascinano dietro anche i lipidi – infatti le caseine formano micelle entro le quali sono mantenuti in sospensione anche i lipidi. Le caseine sono ricche di aspartico, glutammico e di acido fosforico.

Le proteine di soia sono particolarmente acide perché sono ricche di aspartico e glutammico – questo è il primo passaggio per la produzione del tofù.

SISTEMI DI CLASSIFICAZIONE DELLE PROTEINE:

Uno di questi è basato sulla solubilità delle diverse proteine in condizioni controllate (Asburm).

-          Per prima cosa sono state separate tutte quelle proteine solubili a qualsiasi pH in acqua distillata (ALBUMINE) – se trattate a caldo queste proteine coagulano: albumine (ovalbumina, lattoalbumina presente abbondantemente nel latte di donna – questo le rende molto digeribili). Probabilmente sono a basso PM;

-          Proteine solubili in soluzioni acquose saline diluite (GLOBULINE), anch’esse coagulano a caldo: globuline, hanno forma sferica (lattoglobulina – molto presenti in latte bovino, sieroglobulina, ovoglobuline e globuline vegetali – presenti molto nella soia);

-          GLUTELINE: sono isnolubili in acuqa ed in soluzioni saline diluite, ma sono solubili in alcali ed acidi diluiti – molto comuni nel frumento, ove prendono il nome di glutemine.

-          PROLAMINE: insolubili in acqua ma solubili in etanolo, questo significa che sono proteine poco solubili (sono piuttosto lipofile, presentano ad esempio gruppi aromatici). Le prolamine danno problemi a persone ciliache;

-          SCLEROPROTEINE: insolubili nei solventi sopra indicati – alto peso molecolare. Sono utilizzate per la produzione di gelatine;

-          ISTONI: solubili in acqua ma insolubili in ammoniaca diluita. Hanno punto isoelettrico molto elevato perché sono ricche di lisina ed arginina.

Esistono anche proteine che presentano oltre agli amminoacidi anche degli altri residui (proteine coniugate):

-          Fosfoproteine;

-          Lipoproteine: importanti nei mammiferi perché permettono di trasportare i lipidi nel sangue;

-          Nucleoproteine: si trovano nel nucleo della cellula – il gruppo prostetico (ovvero il gruppo non aa) è costituito dagli acidi nucleici;

-          Cromoproteine: il gruppo prostetico è un pigmento colorato, es. emoglobina e citocromi;

-          Glicoproteiene: proteine che possiedono residui di zuccheri – alcune proteine della soia sono glicoproteine e gli anticorpi.

Lipidi

FUNZIONI:

-          Molecole strutturali delle membrane cellulari;

-          Riserva di energia;

-          Rivestimento e protezione dell’organismo;

-          Veicolo di vitamine e di alcuni ormoni;

-          Funzioni di comunicazioni tra le cellule.

COMPLESSI:

-          Semplici: per idrolisi di ottiene alcoli ad acidi (legame estere)

n  Gliceridi: acidi grassi esetrificati con un glicerolo (polialcol);

n  Ceridi: alcol a lunga catena + acido grasso.

-          Complessi:

n  Fosfogliceridi

n  Sfingosidi

-          Insaponificabili:

n  Composti steroidei;

n  Vitamine o provitamine liposolubili.

Lipidi semplici:

-          Trigliceridi: hanno nella struttura la glicerina (3 atomi di carbonio con cuiascuno una funziona alcolica) – ogni funzione alcolica è esterificata con un acido grasso (spesso tutti e tre diverse). In un trigliceride normale il peso della glicerina è il 5%. I trigliceridi sono i lipidi che normalmente vengono definiti grassi (sia animali che vegetali) e sono i più abbondanti.

Acidi grassi ubiquitari: palmitico, stearico, oleico, linoleico.

Altri acidi grassi: acido arachidico (olio d’arachide), acido euricico (olio di colza), acido butirrico (burro).

A pH=0 per HCl nello stomaco questi composti sono particolarmente stabili perché sono esteri, quindi si deve lavorare in ambienet basico – l’idrolisi dei trigliceridi avviene in ambienete basico. Quindi nello stomaco i trigliceridi non vengono idrolizzati (ma vengono idrolizzati a livelo dell’intestino mediante le lipasi pancreatiche. Nell’intestino sono presenti anche emulsionanti (acidi biliari) – questo è il motivo perché la digestione dei grassi è più difficoltosa rispetto a quella di carboidarti e proteine. Acidi grassi e glicerina dopo digestione vengono assorbiti separatamente. A livello del tessuto adiposo avviene deposizione di trigliceridi, che si riformano dopo l’assorbimento  e vengono utilizzati come riserva energetica.

-          Cere: lipidi semplici più stabili dei trigliceridi. La loro idrolisi avviene sempre in ambiente basico ma richiede catalizzatori più energici. Le cere vengono utilizzate dagli organismi con funzione di difesa – le cere sono idrorepellenti  (le mele ranette non si lucidano perché possiedono poca cera sulla superficie  - infatti diventano anche un po’ passe).

Lipidi complessi:

-          Fosfogliceridi (o fosfolipidi): sono poco abbondanti ma fondamentali. Sono definiti lipidi cellulari poiché rientrano nella composizione della cellula.

Fosfatidilcolina o lecitina: il fostao è coinvolto con due legami: lega la posizione 1 della glicerina, mentre l’altro lega la colina che è un etano con un ammonio in posizione due (è un sale interno, è uno zwitterione).

Fosfattidiletanolammina o cefalina è un altro fosfolipide importante..

Queste strutture sono tensioattivi poiché presentano una porzione lipofilca ed una porzione idrofilica. Sono importanti perché costituiscono il doppio strato delle membrane cellulari.

Altri fosfolipidi di membrna sono la fosfatidilserna e il fosfatidilinositolo (presenta un ciclo esano con OH come sostituenti sui C, detto inositolo – il fosfatidilinositolo è  molto presente negli alimenti).

Quando acquistiamo lecitina di soia in realtà si acquista la fosfatidilcolina estratta dalla soia con etanolo.

Le lecitine sono presenti anche in tutti gli organismi che presentano quantità irrilevanti di grasso.

Quotidianamente le assumiamo in quantità abbastanza grandi. A livello industriale si usano le lecitine di soia ma anche dell’uovo. La lecitina di soia oltre ad essere un tensioattivo ha anche proprietà antiossidante per i grassi.nei vegetali le lecitine le troviamo nelle leguminose e nei cereali, mentre negli animali nel tuorlo d’uovo, nel tessuto nervoso e nella membrana cellulare. Le cefaline, che non hanno funzione alimentare, accompagnano le lecitine nell’estrazione con etanolo.

-          Sfingolipidi: contengono sfingosina, un amminoalcol con una lunga catena insatura, lega come il glicerolo gli acidi grassi (1 solo) ma mediante legame ammidico. Negli organismi vegetali troviamo le fitosingosine (anche 20 C), mentre negli animali troviamo le sfingosine (principalmnte 10 atomi di C). Gli sfingolipidi principali sono: sfingomielina (forma la guaina protettiva dei neuroni) e gli sfingoglicolipidi (o cerebrossidi), che sono presenti nelle membrane delle cellule nervose, ma si accumulano anche nei cerali. Nelle cellule nervose troviamo il galattosio mentre nel latte il lattosio, nei cereali il glucosio.

-          Glicolipidi: sono costituiti da un glicerolo, esterificato con due acidi grassi e legante uno zucchero. Lo zucchero è spesso galattosio, ma può essere anche glucosio – nel mondo vegetale si può avere anche una piccola catena oligosaccaridica.

La composizione di lipidi negli alimenti varia molto: quando sono presenti molti grassi questi generalmente sono trigliceridi – funzione di accumulo, mentre meno ce ne sono maggiori sono quelli strutturali (ad esempio fosfolipi e glicolipidi).

Gli acidi grassi a catena più corta determinano maggiore fluidità delle membrane perché si instaurano meno interazioni di W.d.W – al contrario acidi grassi a catena più lunga determinano maggiore riditù e compattezza delle membrane.

09/03/2012

Il colesterolo e gli altri steroli deriva dallo squalene (deriva dall’assemblamento di 6 molecole di isoprene e presenta un evidente piano di simmetria). Il prototipo degli steroli è il colesterolo – molecola tipica degli organismi animali (scardinamento dei meccanismi di omeostasi del colesterolo causano patologie).

I vegetali possiedono sostanze con struttura simile al colesterolo, ma la catena R in posizione 24 presenta un metile derivante da metionina (il C prende il numero 28) – i medesimi enzimi permettono di aggiungere un altro metile dalla metionina (posizione 28 – di fatto si lega un etile in posizione 24).

Nelle catene R è possibile avere varie posizioni di saponificazione.

L’analisi degli steroli è abbastanza semplice e permette di comprendere l’origine di un certo olio.

Gli steroidi negli animali costituiscono i sali biliari, gli ormoni corticosurrenali e sessuali e la provitamina D.

Altre sostanze che derivano dallo squalene sono gli alcoli tri-terpenici (a differenza del colesterolo presentano 5 anelli a 6 termini) – possono presentare più funzioni alcoliche.

Nutrienti minori

Ci sono negli alimenti tutta una serie di componenti privi di valore nutritivo, che però:

-          Posseggono proprietà organolettiche (colore, sapore, ecc…)

-          Posseggono proprietà digestive;

-          Posseggono proprietà antiossidanti (quindi hanno effetto positivo sulla salute).

ETANOLO:

Se zuccheri e proteine forniscono 4 kcal/g ed i lipidi ne forniscono 9 kcal/g l’etanolo ne fornisce 7 di kcal/g – per questo motivo non può essere considerato a tutti gli effetti un nutriente minore. L’etanolo è una sostanza molto più ridotta di uno zucchero (viene, infatti, prodotta per mezzo della fermentazione alcolica al fine di riossidare il NAD.

L’alcol è uno stimolante del sistema nervoso, ma se assunto in quantità elevate è tossico.

Spesso gli alcolisti possono incorrere in problemi di malnutrizione, infatti le calorie dell’etanolo sono considerate “calorie vuote”, ovvero non portano a sazietà. Altre cause di malnutrizione negli alcolisti sono:

-          Carenze vitaminiche;

-          Alterato metabolismo epatico;

-          Carenze di Zn;

-          Malassorbimento.

Se l’alcol viene assunto a stomaco vuoto viene assorbito subito (unico alimento) e quindi da effetto immediato. L’assorbimento è rallentato dai cibi grassi ed aumentato dalle bevande gassate.

Effetti tossicologici acuti sul SNC – gli effetti dipendono dalla concentrazione in cui viene assunto etanolo:

-          50-100 mg/dL: sedazione, ansiolisi, disinibizione, aumento dei tempi di reazione, riduzione del campo visivo;

-          80-100 mg/dL: incapacità di guidare, atassia;

-          100-200: incordinazione motoria, dislali (difficoltà nel poter parlare correttamente)

-          200-300 mg/dL: emessi, stupore;

-          300-400 mg/dL: coma (che può essere reversibile);

-          >400 mg/dL: depressione respiratoria e morte.

Effetti cronici sul SNC:

-          Con la TAC è stato dimostrato che persone dedite all’alcol vedono una diminuzione della massa cerebrale (in modo particolare si riducono i lobi fronatli che sono importanti nell’intelligenza e nelle relazioni) – ciò è più accentuato nei soggetti anziani. Problematiche alla vista sono dovute pricipalmente alla copresenza di metanolo (il metanolo è tossico per il nervo ottico – sofisticazioni del vino con metanolo possono condurre ad effetti estremamente gravi);

-          Effetti neurotossici: alterazione del metabolismo cerebrale ed alterazioni a carico dei neurotrasmettitori;

-          Carenze vitaminiche e minerali: carenze vityamine del gruppo B, magnesio e tiamina;

-          Gravi effetti a carico del fegato che comportano una riduzione dell’azione di detossificazione.

PRODOTTI NERVINI:

Quasi tutte le popolazioni del mondo consumano dopo il pasto una bevanda che contiene sostanze note come nervine: caffeina, teobromina e teofillina.

Il tè (caffeina e teofillina), il caffè ed il cacao contengono queste sostanza.

I soggetti intolleranti alla caffeina sono persone che non presentano enzimi in grado di trattare queste molecole. I prodotti nervini agiscono a livello del SNC determinando un aumento della concentrazione e della veglia.

LIGNINA:

E’ un polimero che accompagna la cellulosa donandole resistenza (nelle strutture vegetali la cellulosa dona elasticità mentre la lignina dona resistenza). E’ un polimero molto complesso costituito da monomeri conteneteti molte funzioni alcoliche e anelli aromatici. Come la cellulosa, risulta essere indigeribili dall’apparato GI umano.

TANNINI:

Sono oligomeri che somigliano alla lignina (hanno comunque peso molecolare non elevatissimo) – se ne trovano di idrolizzabili e di non idrolizzabili. Alcuni tannini idrolizzabili sono presenti nel tè e si manifestano quando il tè caldo si raffredda (sono molto solubili in acqua calda). I tannini sono presenti anche nei vini.

FATTORI ANTINUTRIZIONALI:

Sono sostanze che si trovano soprattutto nelle piante, spesso con scopo di difesa all’interno dei semi. Queste sostanze rendono difficile la nutrizione, perché possono evere effetti tossici o allergizzanti, oppure possono determinare una difficoltosa assimilizazione di nutrienti importanti (quali ad es. le vitamine).

N.B. i tannini stessi sono considerati anti-nutrizionali

Cereali e legumi contengono moliti fatti anti-nutrizionali – fortunatamnete la loro azione viene inibita dalla cottura.

Fattori antinutrizionali – possono essere sia piccole molecole che sistemi complessi:

-          Acido fitico: inositolo con funzioni alcoliche sostituite con fosfato – quindi è un composto carico negativamente che lega ioni (anche con più carica positiva) formando sali insolubili e pesanti  (chelante dei metalli che ne limita la biodisponibilità);

-          Tannini: legano le proteasi nello stomaco impendendone la funzione – quindi è per questo motivo che alcune persone non riescono a bere il tè;

-          Lectine: sono glicoproteine presenti soprattutto nei fagioli che legano le cellule dell’epitelio intestinale ostacolando l’assorbimento di altre sostanze (rendendone quindi difficile la digestione).

-          Inibitori della tripsina: inibiscono la proteasi e quindi la digeribilità delle proteine;

-          Solanina, prodotta dalle patate (solanacee come pomodori, melanzane e peperoni) quando diventano verdi: deriva dallo squalene ma è un alcaloide per la presenza di N. La patata è un fusto sotterraneo in grado di fare fotosintesi come tutti i fusti delle solanacee, la fotosintesi viene fatta quando la patata viene esposta alla luce. Determina patologie intestinale.

-          Acido ossalico: chela Fe e Ca e li rende meno biodisponibili.

-          Goitrina contenuta nella colza: lega lo iodio rendendolo meno biodisponibile.

-          Linamarina presente nella cassava (nei noccioli di pesche e nelle mandorle amare, nei semi di mele e pere ): libera HCN durante la digestione causando possibile avvelenamento. La linamarina è una molecola di glucosio condensata legata ad una cianidrina in corrispondenza  dell’OH anomerico – in ambiente acido (gastrico) si libera la cianidrina per rottura la del legame O-glicosidico da cui puoi deriva l’acido cianidrico. La pianta quindi ha sviluppato un meccanismo per mascherare una sostanza tossica – concetto ripreseo nel pro-drug della Chimica Farmaceutica.

Metodiche analitiche generali

L’analisi quantitativa riferita agli alimenti è fondamentale sia per valutare la qualità del prodotto che per evidenziare eventuali frodi alimentari.

DETERMINAZIONE DELLA PERCENTUALE DI ACQUA:

La % di acqua è importante per determinare la conservabilità di un alimento. Determinare la quantità di acqua è più semplice per gli alimenti con poca acqua.

Vediamo l’esempio del latte:

-          Prendere 10g di latte (precisi);

-          Posti una capsula tarata;

-          Evaporare a secco in bagnomaria;

-          Si mette in stufa a 105°C per circa 2h;

-          Si raffredda, quindi si pesa.

-          Si controlla che dopo ulteriore riscaldamento non vi sia cambiamento di peso.

Peso secco % del campione =( peso/peso campione) x 100, dal peso secco per sottrazione si determina la percentuale di acqua.

Per gli alimenti secchi non è necessario evaporare nulla, tuttavia il campione deve essere finemente macinato, quindi posto in stufa.

DETERMINAZIONE DELLE CENERI:

La determinazione delle ceneri permette di valutare la quantità di materia inorganica presente nel campione.

Sul campione su cui è stata eseguita la determinazione dell’acuqa si procede alla determinazione delle ceneri.

-          Trasferire il campione in una capsula di platino;

-          Porre in stufa a 500°C per 2 o 3 h;

-          Raffreddare e pesare (verificare che il peso rimanga costante).

Questo metodo non è particolarmente preciso per la detrminazione del peso esatto dei sali minerali, perché alcuni cationi inorganici possono essere legati ad anioni organici che a queste temperature degradano – tuttavia siccome degradano sempre allo stesso modo si può avere un confronto.

DETERMINAZIONE DELLA FRAZIONE LIPIDICA:

Per la determinazione dei lipidi si usa il SOXHLET.

-          Nel pallone si pone il solvente – sotto il pallone è accesa una fiammo, o comunque una fonte di calore;

-          La porzione del sifone che accumula il solvente si  riempe fino all’altezza della curva – le prime gocce che che cadono risucchiano tutto il contenuto del sifone.

-          Nella porzione su menzionata si pone un ditale (una provetta di carta da filtro) che contiene una quantità ben nota di campione.

-          Il solvente quando rimane nel sifone solubilizza i lipidi del campione in esso solubili e poi li riversa nel pallone – il solvente evapora dal pallone senza lipidi, i quali si depositeranno sul fondo. Il solvente evaporato mediante un sistema a condensazione a ricaduta ritorna nel sifone.

-          Poi evaporo tutto il solvente e peso i lipidi.

Il SOXHELT permette di separare i lipidi da un campione senza scaldare il campione stesso e quindi senza danneggiarlo.

Questo strumento è utilizzato anche per l’analisi di quelle sostanze liposulbili negli alimenti(quindi anche inquinanti liposolubili) – tuttavia se il campione non è solido si miscela con sabbia.

Il SOXHLET permette analisi molto precise, tuttavia richiede tempi ore: l’estrazione viene fatta con etere per alcune ore.

DETERMINAZIONE DEGLI ZUCCHERI RIDUCENTI NEI CAMPIONI:
Gli zuccheri sono riducenti perché si ossidano facilmente – in particolare riducono il Cu(II) a Cu(I) in ambiente basico (si forma Cu2O che precipita come precipitato rosso mattone).

Fehling mise al punto la procedura di analisi, ma si accorse che il titolante non era stabile e quindi doveva essere preparato estemporaneamente – in realtà scoprì anche che il reattivo titolante potevano essere costituito mescolando due soluzioni separate, stabili: Fehling A e Fehling B.

Procedura (per la determinazione degli zuccheri riducenti nel latte):

-          5 g di latte diluito in 5 mL di acuqa;

-          Aggiungere qualche goccia di HAc per fare precipitare le caseine con i lipdi (i lipidi sono presenti nei globuli grassi ove le caseine costituiscono lo strato esterno che gli permette di rimanere in soluzione) – quindi rimane un siero (limpido – le proteine del siero non precipitano facilmente);

-          Porre il siero nella buretta;

-          Porre in una beuta 5mL di reattivo FA e 5 mL di FB poi aggiunere 40 mL di acqua;

-          Scaldare (per questo motivo non si può porre il titolante in beuta);

-          Aggiungere il siero goccia a goccia: si ha la precipitazione di Cu2O;

-          Aggiungere qualche goccia di blu di metilene  (indicatore redox) ottenendo un viraggio dal verdastro al rosso vivo (in realtà l’indicatore diventa incolore ed il rosso è dovtuo al precipitato) quando ci si avvicina all’equivalenza;

-          Completare la tutolazione – al punto di equivalenza la beuta si colora di rosso.

DETERMINAZIONE DI ZUCCHERI NON RIDUCENTI:

Negli alimenti essenzialmente è saccarosio – per analizzarlo è necessario idrolizzarlo ottenendo glucosio e fruttosio che sono riducenti e quindi possono essere analizzati come sopra. Sottraendo il nuovo valore ottenuto con quello della prima analisi degli zuccheri riducenti si ottiene la quantità di zuccheri non riducenti.

22/03/2012

DETERMINAZIONE DELLA FIBRA (METODO GRAVIMETRICO):

La fibra è qualcosa di molto resistende dal punto di vista chimico (non viene digerita dall’apparato gastroenterico umano) – è composta principalmente da cellulosa e lignina.

-          Si pesano 2g;

-          Si polverizzano finemente;

-          Si lava con solventi per eliminare la componente lipidica – se la componente lipidica supera il 10% si bolle per 30min in acido solforico all’1.25 per ottenere la completa idrolisi dei lipidi;

-          Si filtra;

-          Si lava con acqua calda per eliminare l’acido solforico e le altre sostanze disciolte;

-          Si bolle per un’altra mezzora con soda (questo elimina completamente i lipidi);

-          Si essicca;

-          Si pesa - tuttavia è possibile la presenza di sali minerali, quindi si ripesa.

Tutti questi trattamenti mirano a far rimanere nel campione solo la fibra, che come detto è caratetrizzata da una elevata inerzia chimica.

DETERMINAZIONE DELLE PROTEINE:

Un metodo per la determinazione della frazione proteica è quello di Kjeldahl, che prevede la determinazione dell’azoto nel campione in analisi, il quale poi permette la quantizzazione proteica per mezzo di opportuni fattori di conversione. In questo metodo sio trascura il quantitativo di azoto non proteico.

-          Pesare esattamente 2/3 g di campione;

-          In un pallone inseire acido solforico concentrato, solfato di sodio e quantità catalitiche di rame e selenio. Queste condizioni permettono sicuramente l’idrolisi proteica;

-          Introdurre il campione nel pallone, che verrà agganciato (successivamente) ad un sistema di condensazione a ricadere;

-          Scaldare il pallone per 2h, prestando massima attenzione – in questo processo si forma ammonio solfato;

-          Si aggiunge una base (NaOH) in modo tale che si formi ammoniaca, ma prima dell’acqua (per mezzo di un gocciolatore) per diluire. L’ammoniaca viene distillata insieme all’acqua (agganciare il sistema di distillazione a ricadere);

-          Nel recipiente di raccolta viene inserito una concentrazione nota di acido diluito che mi permette di trasformare tutta l’ammoniaca (volatile) in ione ammonio. Le moli di acido devono essere in eccesso rispetto a quelle di ammoniaca previste;

-          Si retro-titola l’acido in eccesso. Uso il metil-arancio perché mi da il viraggio a pH circa 4.5 – se usassi la fenolftaleina arriverei a titolare anche l’ammonio.

Per comodità è possibile utilizzare concentrazioni identiche di acido debole e soda.

Il fattore di conversione è intorno a 6 (quello generale è 6.25): il fattore per il latte è 6.38, mentre quello del frumento a 5.70 – ha chiaramente più N il frumento (dovuti a derivati ammidici dell’acido glutammico e dell’aspartato – quindi non dipende dalla lisina).

Esiste un metodo alternativo per la determinazione dell’N – anche perché la tecnica sopra scritta presenta due difetti:

-          Si utilizzano sostanze pericolose;

-          Impatto ambientale dei reflui.

Il metodo alternativo utilizza un gas-cromatografo (GC).

Il campione viene bruciato.

Dopo ossidazione si ha la formazione di una miscela complessa di ossidi di N; quindi si lavora successivamente in un reattore riducente a T più bassa rispetto a quella ossidante che produce N2 (che viene separato mediante una serie di filtri). I reattori di ossidazione e riduzione, come detto lavorano a temperature diverse e contengono catalizzatori che favoriscono nel primo l’ossidazione dell’analita, mentre nel secondo la riduzione dei prodotti di ossidazione.

La colonna gascromatografica è sempre termostatata.

Il rilevatore in uscita è basato sul fatto che i diversi gas hanno diversa conducibilità termica.

Anche qui si determina l’azoto, quindi poi va sempre utilizzato un fattore di conversione – i risultati dei due metodi sono analoghi, tuttavia questo secondo procedimento è decisamente più rapido, sicuro ed economico.

Effetti termici sugli alimenti

Quando prendiamo in considerazione gli alimenti dobbiamo utilizzare un’ottica ben diversa – infatti generalmente gli alimenti vengono cotti, quindi le molecole organiche non si trovano praticamente mai nella loro forma nativa.

Gli alimenti possono imbrunire per due motivi:

-          Enzimatico: ad esempio ossidasi nella mela lasciata tagliata e all’aria;

-          Termico: reazione di Maillard. Non è necessario raggiungere alte temperature, ma in tal caso ci vuole più tempo.

Generalmente l’imbrunimento dell’alimento non è un evento positivo, infatti oltre ad essere alterate le proprietà organolettiche è possibile che vengano prodotte .

Ling nel 1908 osservò che l’imbrunimento del malto (seme con radice) poteva essere dovuta ad una reazione tra un amminoacido ed uno zucchero.

L’entrata di acqua all’interno del seme scatena una serie di processi enzimatici che idrolizzano l’amido a glucosio e maltosio – questi, poi, in determinate condizioni possono reagire con gli aa.

Maillard (chimico organico puro) nel 1912 studiando un metodo per la sintesi di polichetidi partendeo da una miscela di aa, di alcoli e di zuccheri riducenti – osservò che si sviluppava anidride carbonica secondo una reazione non ancora nota. Egli si dedicò a studiare tale reazione.

La reazione di Maillard venne studiata, dopo la pausa della Prima Guerra Mondiale, ed in particolare durante la Seconda Guerra Mondiale con lo sviluppo della grande industria alimentare.

Zucceri riducenti + aa o proteine  -> basi di Schiff  -> per reazione di trasposizione si ha la formazione di composti detti “composti di Amadori” -> per fissione si producono composti volatilipolimeri e composti a basso PM ma non volatili – tali prodotti sono responsabili di conferire odore, sapore e colore all’alimento a seguito della reazione di Maillard.

Tali polimeri contengono N che Maillard determinò con il metodo di Kjendal.

Zucchero + ammina óammino-zucchero (N va sempre in posizione equatoriale).

Se si scrive il prodotto in Fischer si osserva che è una base di Shiff che può dare una serie di tautomerie cheto-enoliche, che tendono a formare un chetone, tuttavia se si ciclizza da capo si ottiene un fruttosio sostituito. Quindi in presenza di ammine è possibile convertire glucosio in fruttosio, in realtà non è indispensabile l’ammina.

Ciò comporta:

-          Frammentazione degli zuccheri;

-          Glicosilazione della lisina nelle proteine (la lisina è l’aa che possiede un ammina primaria come residuo R) – tale reazione non necessariamnete richiede alta T. Alte concentrazioni di glucosio nelle persone diabetiche possono andare a glicosilare le proteine, in particolare quelle del cristallino – catarratta.

La reazione di Strecker permette di capire il motivo per il quale si forma CO2:

Frammenti di zuccheri possono avere due gruppi carbonilici in posizone alfa fra di loro che se reagiscono con un aa comportano la formazione di una base di Shiff, che di fatto è un altro aa.

Decarbossilazione (perdita di anidride carbonica) della molecola con un meccanismo concertato con formazione di un enolo – che tenderà a dare chetoni ed aldeidi; tuttavia tale enolo è anche una base di Shiff.

Formazione delle pirazine: composti aromatici per i quali abbiamo una sensibilità olfattiva particolarmente sviluppata (nel caffè, nel pane tostato le molecole di impatto olfattivo sono queste). N.B. nel pane tostato non nell’impatto del pane – la pasta della pizza non ha particolare profumo prima di essere cotta!

Si formano comosti con proprietà antiosidande.

Si perde parte del valore nutrizionale: per distruzione di zuccheri (non ha particolare importanza visto l’eccesso col quale vengono consumati) e di lisina.

Inibizione della crescita di microrganismi  e sviliuppo di fattori tossici.

Quali sono i fattori che influenzano la reazione di Maillard?

-          Temperatura: alcune particolari reazioni comprese in quella di Maillard in realtà avvengono tranquillamente anche a T fisiologiche. Tuttavia più la temperatura è alta più la velocità aumenta (a 80°C la velocità di reazione è 4000 volte maggiore rispetto a quella di 0°C). A T ambiente si formano i composti di Amadori, tuttavia non si ha la formazione di alcun composto tossico o che possa compromettere le caratteristiche organolettiche del prodotto.

-          pH: più alto è il pH più veloce è la reazione. Genarlemnete gli alimenti sono neutri o acidi e quasi mai basici, alcuni frutti hanno pH che possono scendere sino a 3.5 (limite minimo). A pH elevato è favorita la formazione delle pirazine.

-          Contenuto di acqua: più basso è il contenuto di acqua più la velocità è alta (perché i reagenti sono più concentrati) –  però se manca acqua la reazione si blocca. Durante la disidratazione del latte si rischia di aumentare la velocità di reazione, nella produzione del latte in polvere per bambini.

REATTIVITA’ DEGLI ZUCCHERI:

Gli esosi sono più lenti dei pentosi, perché sono ad un livello energetico minore (sono infatti più stabili gli anelli a 6 termini rispetto a quelli a 5 termini). Chiaramente non possono reagire zuccheri disaccaridi non riducenti.

Nei disaccaridi lo zucchero che reagisce è quello posto a livello dell’estremità riducente – comunque la reazione con i monosaccaridi è più rapida (questo in realtà è un concetto del tutto generale). Saccarosio non reagisce perché non è riducente – reagisce solo se posto in condizioni di idrolizzarsi, ovvero quando libera fruttosio e glucosio.

Il fruttosio reagisce meno del gluociso perché i chetoni (chetosi) sono meno reattivi delle aldeidi (aldosi).

Alcuni alimenti non contengono zuccheri riducenti – sono necessarie reazioni di fermentazione per la produzione di zuccheri riducenti.

REATTIVITA’ DEGLI AMMINOACIDI:

Gli aa liberi sono piuttosto reattivi – tuttavia negli alimenti gli aa liberi sono poco frequenti (si trova la prolina, che però è poco rattiva perché ciclico). La lisina è molto reattiva. Aspartico e Glutamico sono particolarmente inerti.

Amminoacidi solforati liberi in piccole quantità sono presenti nell’uovo e nel latte. Il tipo di aa che reagisce determina variazioni nelle caratteristiche organolettiche del prodotto di reazione.

Anche le proteine posono reagire.

LA MAILLARD NEGLI ALIMENTI:

Nel caffè, nel cioccolato, nei prodotti da forno ed, entro certi limiti, nella carne è ricercata (sempre sotto controllo), mentre in prodotti quali il latte e succhi di frutta è strettamente evitata. La reazione di Maillard è effetto collaterale da evitare in processi quali la pastorizzazione, la sterilizzazione, la disidratazione e la conservazione.

In modo particolare nel latte si vuole attentamente evitare che occora tale reazione al fine di non modificare le caratteristiche proprie di tale alimento

Nel controllo di qualità degli alimenti l’osservazione della reazione di Maillard è importante.

Parametri:

Furosina: deriva dalla reazione del fruttosio (o lattosio) con la lisina  (fruttosil-lisina e lattulosil-lisina) all’interno di una sequenza proteica a seguito di idrolisi. Può essere analizzata con una certa facilità (generalmente utilizzando High Performance Liquid Cromatography – HPLC) ed inoltre è molto utile perché la quantità di furosina è proporzionale all’estensione della reazione di Maillard. In particolare questo parametro è utilizzato per valutare i trattamenti termici atti alla conservazione del latte. A tal proposito Reismini ha proposto un metodo per distinguere i diversi latti (crudo, basso pastorizzato, alto pastorizzato, UHT diretto, UHT indiretto, sterilizzato in bottiglia, disidratato mediante spray-drying e roller-drying) – in questo modo è, quindi, possibile valutare eventuali aggiunte di latte ricostituito (ovvero latte prima disidratato e quindi poi ridisciolto) ove non consentito. Tale metodo prevede la precipitazione delle proteine del latte non del siero (caseine), sulle quali, poi, viene eseguita l’analisi della furanosina per HPLC – ogni tipologia di latte ha determinati range di valori per la furanosina.

Anche la qualità del miele può essere valutata mediante il test della furanosina.

Aromi della reazione di Maillard:

-          Dagli zuccheri (o meglio i C sono solo degli zuccheri): ciclo pentanoni, acidi alifatici, aldeidi, chetoni, furani, furanoni e piranoni;

-          Dagli aa acidi: aldeidi di Strecker, composti solforati ed acido sulfidrico;

-          Da interazioni complessi: piridine, pirazine , pirroli, ...

Gli aromi della carne sono spesso solforati, molti di questi composti non erano mai stati osservate prima d’ora.

Per analizzare gli aromi si utilizza un gascromatografo con mascherina per annusare gli aromi che escono uno alla volta e si cronometra – sniffing port (è il detector!).

Formazione del colore: MELANOIDINE:

Nessun alimento viene trattato a T tanto elevate qaunto il caffè durante la tostatura.

Le melanoidine sono dei polimeri (conteneti N) strani perché si formano non per via enzimatica ma per via termica alla fine della reazione di Maillard – quindi non sono polimeri tutti uguali.

Hanno colore molto intenso, tra il marrone ed il nero. Legano i metalli rendendoli meno disponibili (alcuni metalli sono ossidanti e quindi le melanoidine hanno attività antiossidante). Non vengono assorbite dall’intestino ed in un certo senso, quindi, fanno parte della fibra alimantare. Le melanoidine sfavoriscono l’adesione dei batteri delle carie ai denti.

Le conseguenze della reazione di Maillard sono, come detto, l’imbrunimento, ma anche la fluorescenza.

A seguito di trattamenti termici, come ad  esempio la cottura, si possono liberare dagli alimenti sostanze tossiche, quali:

-          Imidazochinoline IQ;

-          Chinossaline IQx;

-          Composti correlati HA’s: carboline.

Tali composti sono classificati dallo IARC come possibili cancerogeni (classe 2B) – una imidazochinolina è, invece, classificata come cancerogeno probabile (classe 2A). Il potere cancerogeno è riferito al colon-retto. Tali dati derivano da indagini che osservano le correlazioni consumo di carne molto cotta tumore e da esperimenti condotti su cavie animali.

HA’s si formano in diversi metodi di cottura di carne e pesce, in particolare in relazione al tipo di cottura si osserva:

-          Lessatura-umido: la temperatura è troppo bassa per la loro formazione;

-          Frittura: l’olio ha funzione isolante efficace;

-          Scottatura con poco condimento: favorita la loro formazione;

-          Forno: la formazione è discreta – ma la cottura lunga favorisce;

-          Ai ferri: metodo che più di tutti favorisce la loro formazione per contatto diretto con la griglia arroventata;

Questi composti si formano in modo particolare sulla superficie della carne e si accumulano nel fondo di cottura, che non va mai reciclato!

L’acrilamide è considerata dallo IARC un cancerogeno probabile – WHO e FAO hanno evidenziato la necessità di nuovi studi che permettano di dimostrare chiaramenti il rischio su esposto sull’uomo e non solo sugli animali da esperimento.

29/03/2012

Oli vegetali

ACIDI GRASSI INSATURI:

Gli acidi grassi insaturi sono caratterizzati dalla presenza di uno o più doppi legami, i quali possono essere isolati oppure coniugati (non sono mai cumulati). Vista la presenza di doppi legami sono possibili isomeri CIS/TRANS. In natura, generalmente, gli acidi grassi insaturi si presentano tutti sotto forma di isomeri CIS con doppi legami isolati – questa caratteristica permette di evidenziare processi di rettifica o di sintesi artificiale, inffati in tali casi si ha la formazione dell’isomero più stabile, TRANS, e di dieni o trieni (anch’essi più stabili rispetto a i doppi legami isolati).

Industrialmente si può avere l’isomerizazione da CIS a TRANS di acido grasso insaturo originariamente naturale, ad esempio l’acido oleico (CIS) può isomerizzare ad acido elaidinico (TRANS) – i due isomeri hanno un metabolismo diverso e proprietà fisiche diverse. L’ismoerizzazione CIS/TRANS è favorita dai processi di idrogenazione (processo indispensabile per la preparazione della margarina).

I vegetali possono sintetizzare acidi grassi a partire da anidride carbonica ed acqua per mezzo dell’energia solare – in tale processo di sintesi gioca un ruolo fondamentale l’acetil-CoA. Gli organismi animali, invece, non sono in grado di sintetizzare tali molecole, tuttavia possono modificare quelle introdotte mediante la dieta (allungando, demolendo e saturando la catena – ma non possono mai inserire doppi legami in posizione 3 e 6.  Solo le piante possono eseguire tale trasformazione: oleico -> linoleico -> linolenico. Per gli animali gli acidi grassi polinsaturi risultano essere essenziali (quindi devono essere necessariamente introdotti con la dieta.

Come è noto, i trigliceridi, sono composti da una molecola di glicerolo esterificata nelle sue funzioni alcoliche con tre molecole di acido grasso: solo il 2% dei trigliceridi presenta un acido grasso saturo in posizione 2, con l’eccezione dello strutto. Tale regola permette di evidenziare gli oli esterificati, o di sintesi.

L’olio di oliva presenta il 60% dei trigliceridi conteneti tutti e tre acidi grassi insaturi. Gli acidi grassi insaturi prevalenti dell’olio di oliva sono l’oleico ed il linoleico, mentre quelli saturi sono il palmitico e lo stearico.

Gli oli sono sostanze maggiormente insaturate, presenti allo stato liquido – mentre i grassi sono sostanze a maggiore grado di saturazione, presenti allo stato solido. Tali sostanze hanno una densità minore dell’acqua (0.80 – 0.92 Kg/L) e risultano essere insolubili in essa, mentre lo sono in solventi quali: l’etere etilico, l’etere di petrolio, il tetraclorometano, l’esano, il benzene, il cicloesano… sono poco solubili a freddo negli alcoli. Scaldando oltre i il punto di fumo si ha la formazione di vapori di acroleina (sostanza tossica per il fegato,  irritante per la mucosa gastrica e con effetto di depressione sul SN) e dei saponi.

ALTERAZIONE DEI GRASSI O IRRANCIDIMENTO:

-          Per idrolisi: tale processo è catalizzato dalla lipasi – a partire dai trigliceridi si ottengono acidi grassi liberi e digliceridi (la presenza di questi ultimi è tuttavia normale, infatti sono intermedi della biosintesi del trigliceride finale). Il burro si idrolizza facilmente, liberando acido butirrico, capronico e caprilico (acidi grassi di odore sgradevoli). Le olive caduet a terrafermentano liberando acidi grassi liberi, che conferiscono all’olio prodotto da tali olive (olio lampante) un’elevata acidità – per questo motivo tale prodotto deve necessariamente essere raffinato per essere reso commestibile;

-          Per autossidazione: può essere indotta, ovvero catalizzata da enzimi quali la lipossigenasi, oppure spontanea, ovvero idotta da agenti esterni, quali la luce, il calore ed i metalli. Anche l’autossidazione determina variazione consideravoli (perggioramento) dei caratteri organolettici – irrancidimento del grasso.

Poichè la velocità di irrancidimento è proporzionale alla al grado di insaturazione, gli oli, che come detto posseggono alto contenuto di acidi grassi insaturi, andranno più velocemente incontro a tale processo.

L’autossidazione consta di due fasi:

n  Formazione di idroperossidi ed altri composti primari: si ha l’estrazione omolitica di un H, con formazione di un radicale libero – tali composti, come è noto, sono caratterizzati da elevata reattività, infatti possono strappare idrogeni ad altre molecole o legarsi a doppi legami di molecole quali il DNA, determinando azione mutagena e genotossica – sono, inoltre, agenti che possono determinare danno alle membrane cellulari. Il radicale che si forma è allilico o biallilico per ragioni di stabilità. Successivamente alla formazione del radicale reazioni a catena determinano la formazione di mono-idroperossidi, che a loro volta possono reagire con l’ossigeno determinando una nuova cascata di reazioni. Tale processo determina, negli acidi grassi polinsaturi, delle isomerizzazioni.

n  Formazione di prodotti di fissione e polimerizzazione:  determina la formazione di molecole, la cui struttura non è ancora del tutto nota (sono comunque polimeri). Si ha anche la formazione di aldeidi con odore estremamente sgradevole e di polimeri di trigliceridi di sapore amaro e con odore di vernice.La formazione di polimeri aumenta con la temperatura.

Al fine di contrastare la formazione di polimeri è opportuno durante la conservazione: eliminara l’aria, escludere la luce, escludere i metalli ed addizionare antiossidanti.

Come più volte affermato, la cottura degli alimenti determina modificazioni consistenti della loro struttura chimica, in questo caso anche più profonde di quelli ottenuti per rettifica industriale. Tali processi sono determinati dalla natura dell’acido grasso, dallo stato di conservazione e dalla natura del cibo (i cibi che presentano alto contenuto di acqua favoriscono l’idrolisi del grasso, mentre i cibi che contengono acido arachidonico, molto ossidabile, lo cedono all’olio di cottura.

Durante la cottura si possono liberare sostanze tossiche quali l’acroleina (vedi sopra) e perossidi/idroperossidi.

Poiché l’ossidazione è molto più rapida se gli oli sono insaturi è opportuno tenere presente che oli molto polinsaturi non sono adatti alla frittura; risultano invece adatti l’olio di oliva ed alcuni oli di semi, ma anche burro, strutto e margarina.

N.B. gli oli ed i grassi non vanno mai riscaldati più volte!

12/04/2012

Gli acidi grassi polinsaturi sono anche detti PUFA sono:

-          Omega-9: un doppio legame è distante 9C dall’ultimo metile. Fanno parte di questa serie: acido oleico, acido erucico (poco diffuso) e acido nervonico (comune negli oli di pesce). Questi grassi sono tutti monoinsaturi e variano per la lunghezza della catena;

-          Omega-6: il primo doppio legame è distante 6C dall’ultimo metile. Fanno parte di questa serie acido linoleico (2 doppi legami), acido gamma-linolenico (3 doppi legami) e acido arachidonico (4 doppi legami). Acido linoleico ed gamma-linolenico presentano tutti 18C, come pure acido oleico ed alfa-linolenico.

-          Omega-3: il primo doppio legame è distante 3C dall’ultimo metile. Fanno parte di questa seria acido alfa-linolenico (isomero di gamma-linolenico), EPA (5 doppi legami) e DHA (6 doppi legami).

N.B. Si usano simultaneamente due nomenclature:

-          Nomenclatura: omega – tiene conto di classificazioni nutrizionali;

-          Nomenclatura: enne (analoga alla omega). E’ antecedente alla nomenclatura omega (che è quella ufficiale), tuttav ia coesiste.

I monoinsaturi hanno legami CIS, quindi sono molecole estremamente angolate e, per questa loro proprietà, determinano fluidità delle molecole. Sono sintetizzabili negli animali, quindi non sono considerati essenziali – tuttavia l’organismo generalmente non li sintetizza perché sono abbondantemente presenti nella dieta. Il monoinsaturo più diffuso in natura è l’acido oleico (18C) – l’enzima che determina l’inserimento del doppio legame (presente sia animali che vegetali) è delta-9 desaturasi. Tale enzima viene prodotto maggiormente quando si ha carenza di acido oleico e la dieta fornisce molto colesterolo, che determina irrigidimento delle membrane cellulari. L’organismo a partire dall’acido oleico riesce a sintetizzare anche gli altri omega-9, che quindi non sono essenziali.

I polinsaturi sono, invece, sintetizzabili solo dalle piante – gli animali possono soltanto convertirli l’uno nell’altro, in particolare. L’acido linoleico e  l’acido alfa-linolenico sono i capostipiti delle due famiglie, che posseggono enzimi in comune per la biosintei dei diversi acidi grassi– quindi in caso di eccesso, ad esempio, di polinsaturi della serie omega-3 si ha sbilanciamento delle conversioni a favore della serie omega-6 (solo nelle piante – negli animali non è possibile l’interconversione tra le due famiglie). Per gli animali omega-3 ed omega-6 sono considerati essenziali.

N.B. nella slide in blu gli acidi grassi che si accumulano in modo maggiore.

Omega-3 e omega-6 sono particolarmente instabili per via delle ossidazioni – quindi eventuali integratori di tali sostanze devono essere formulati in modo da evitare degradazione di questi composti.

Gli omega-3 sono oli derivanti generalmente dal pesce, in quanto prodotti dalle alghe. Un omega-3 è l’olio di fegato di merluzzo, il quale possiede un odore sgradevole per via dell’ossidazione a cui va in contro (divengono volatili).

Gli omega-3 possono essere più carenti degli omega-6 nella dieta – le donne, probabilmente per via della responsabilità generativa, sono migliori sintetizzatrici di omega-3 rispetto al maschio (soprattutto per omega-3 di lunga catena).

Acido linoleico è presente in molti alimenti (olio di semi di girasole, di soia, di mais e di canola) e mediamente se ne assumono circa 30g/die (generalmente superiore al fabbisogno reale).

L’acido alfa-linolenico risulta essere, invece, decisamentepiù raro (l’intake giornaliero è < 3g/die). Nutrizionisti hanno stimato che la dieta dei primitivi (sulla quale è stato forgiato il nostro metabolismo) era basata su un intake di omega-3 e omega-6 in rapporto 1:1 – quindi, molti nutrizionisti ritengono che sia necessario diminuire l’apporto di omega-6 ed aumentare l’apporto di omega-3. Fonti importanti di omega-3 sono: erba porcellana, noci, semi di lino (che è utilizzato per la produzione dei colori ad olio per la pittura su tela, perché ossidandosi facilmente gli omega-3 determinano fissazione dei pigmenti colorati), lupino, soia e spinaci. L’olio di oliva non contiene l’acido alfa-linolenico (unico difetto!! – non contiene omega-3).

DHA e EPA sono abbondanti nella retina, nei testicoli, nella corteccia cerebrale, nei fosfolipidi di membrana. EPA insieme ad AA (acido arachidonico) sono intermedi di prostaglandine, prostacicline e leucotrieni (prodotti che presiedono o si oppongono allo stato di infiammazione dell’organismo). Quelli che derivano da EPA hanno attività antiinfiammatoria, antitrombotica, antivasocostrittiva ed antichemotattica – mentre quelli che derivano da AA sono, generalmente, pro-infiammatoria. L’assunzione di supplementi a base di omega-3 può migliorare ulcere proprio in conseguenza del loro ruolo antinfiammatorio.

I vegetariani che non consumano pesce possono facilmente andare in contro ad accumulo di acido linoleico (omega-6) che deprime la sintesi di omega-3.

La richiesta minima di omega-3 a lunga catena è di 100-200 mg/die (ottimale: 350-400 mg/die), mentre la richiesta di LNA minima è di 290-390 mg/die (ottimale: 860-1220 mg/die).

OLI VEGETALI:

Praticamente tutti i semi delle piante tendono ad accumulare oli nel seme (in particolare nel germe) perché questi composti rappresentano una fonte concentrata di nutrienti, inoltre risultano essere essenziali per il seme, che infatti non è ancora in grado di produrli.

L’olio di oliva deriva da un frutto, l’oliva appunto, e non da un seme. Si ricavano oli anche dalla palma e dal cocco. Mentre l’olio che deriva dall’oliva può essere utilizzato subito, quello derivante dai semi (causa colore e sapore inizialmente sgradevoli) deve essere trattato. Tutt’oggi la tendenza è quella di sostituire i grassi animali con i grassi di origine vegetale.

La pianta dell’olivo ha origine sicuramente nell’area mediterranea – gli ulivi, inizialmente, erano piante selvatiche che l’uomo ha imparato ad “addomesticare”. In Italia sono presenti 170 milioni di piante di ulivo che coprono praticamente 1/3 della superficie mondiale destinata agli olivi. Il territorio italiano può essere suddiviso in tre zone in base alle caratteristiche climatiche, pedologiche (struttura del suolo) ed orografiche: più si va a sud più gli oli tendono ad essere insaturi – quindi tendono ad essere più viscosi – questa potrebbe essere una risposta della pianta al maggiore pericolo di ossidazione  dovuto alla maggiore temperatura.

Esistono cultivar (varietà della pianta coltivata ottenuta mediante intervento genetico) che sono più adatte alla produzione  di olio e cultivar che sono più adatte alla produzione di olive da consumare tal quali – le olive da olio sono leggermente più mature (ma non si giunge mai a maturità: infatti si raccoglie quando l’oliva inizia a virare dal verde acido al bruno – se l’oliva cade si può produrre olio lampante, che può essere reso commestibile solo a seguito di opportuni trattamenti).

L’oliva è una drupa ed è costituita da:

-          Buccia o epicarpo: sottile ed elastico  che può essere staccato – rappresenta circa 1.5-3.5% del peso totale. La colorazione varia a maturazione;

-          Polpa o mesocarpo: è la porzione che contiene la maggiore quantità di acqua. Tale porzione è più o meno colorata ed è caratterizzata da un alto contenuto in olio. Rappresenta il 70-80% del peso del frutto;

-          Nocciolo o endocarpo: di consistenza legnosa, rappresenta il 15-25% del peso della drupa – contiene il seme, che contiene l’olio.

La maturazione del frutto è invernale, come per altre piante mediterranee, perché l’estate in queste zone è siccitosa. Le cultivar puù precoci maturano già in ottobre, mentre quelle medio-tardive maturano tra dicembre e gennaio. Poiché le olive sono ricche di acqua e di olio che può essere ossidato, la produzione di olio deve avvenire generalmente nella giornata della raccolta!

Quando l’oliva non è ancora matura l’olio è conservato in sacche membranose e successivamente occupa circa l’80% dello spazio intracellulare. Solo il 70-85% di olio è libero, mentre l’altro è “legato” ovvero presente in goccioline citoplasmatiche difficilemnete estraibili.

Si tenga presente che se l’oliva non contiene un buon olio non si può fare nulla in post-raccolta per migliorare il prodotto – anzi si rischia solo di peggiorare.

Le caratteristiche chimiche ed organolettiche dell’oliva dipendono da: cultivar, latitudine, clima, terreno, annata e metodo di raccolta.

Procedimento – le operazioni in oleificio hanno il compito di aumentare la quantità di olio libero, che risulta essere decisamente di più facile estrazione rispetto all’olio legato.

-          Raccolta: processo generalmente automatizzato dove le olive sono raccolte con cura e nel momento giusto (non aspettare che queste cadano da sole);

-          Conservazione: conservre le olive per breve tempo prima della spremitura e non accatastare, per evitare danneggiamento – è preferibile non conservare per più di un giorno e comunque eseguire tale fase in ambiente areato;

-          Lavare e scolare dall’acqua: anche tale processo è ormai automatizzato, infatti gli oleifici sono dotati di macchine in grado di aspirare le foglie ed altre impurezze e annesse a vasche per la circolazione forzata di acqua che determina il lavaggio del frutto;

-          Frangitura: ha lo scopo di rompere le cellule della polpa al fine di far uscire l’oolio dai vacuoli, che si organizzerà in goccioline più grandi, le quali si separeranno più facilemnte della altre fasi:

n  Frantoio a molazze: vasche in cui operano ruote di pietra che macinano le olive producendo la pasta di olive – si produce un olio di buona qualità. Questo frantoio non determina la formazione di emulsioni perché l’acqua esce. Questo tipo di frantoio liomita i pericoli derivanti da contatto con i metalli, tuttavia risulta essere molto costoso;

n  Frantoio metallico: è meno costoso ed ingombrante – ha il vantaggio di rendere continua l’operazione, tuttavia favorisce la formazioni di emulsioni, anche stabili;

-          Gramolazione: rimescolamento dell’impasto realizzato con le gramolatrici metalliche – step che ha lo scopo di estrarre più goccioline possibili e quindi di aumentare la percentuale di olio libero, che si organizza in gocce più grandi, separabili in fase liquida in continuo. La gramolazione permette la rottura delle emulsioni;

-          Pressatura: si spalma la pasta di olive su dei dischi filtranti (fiscoli) di diversi materiali, alteranati a dischi in acciaio. Si formano delle pile di questi dischi e poi dall’alto si preme (una volta con dei torchi manuali, oggi generalmente si utilizzano torchi idraulici). Per effetto della pressione si ottiene una miscela (mosto) di olio ed acqua (acqua di vegetazione – che contiene coloranti estratti dalle olive, enzimi, zuccheri, proteine e che quindi può facilitare la crescita dei microrganismi in quanto facilmente fermentescibile. Se crescono microrganismi l’olio può non essere più commestibile, per questo motivo si deve eliminare l’acqua di vegetazione e si lava con acqua potabile). Lo smaltimento delle acque di vegetazione rappresenta un problema per lo smaltimento industriale (oggi è richiesto l’utilizzo di depuratori). La centrifugazione può facilitare la separazione dell’emulsione – un tempo si usava la decantazione, che tuttavia presenta lo svantaggio di prolungare il contatto olio-acqua di vegetazione (con la centrifugazione si migliora la qualità del prodotto finale);

-          Chiarificazione: se l’olio è di buona qualità può essere consumato tal quale, tuttavia appare torbido. Si può procedere, quindi, ad un processo di chiarificazione: l’olio viene mantenuto a T minore rispetto a quella ambiente, in questo modo si favorisce la spontanea sedimentazione di sostanze. L’olio ottenuto per decantazione risulta essere meno torbido, tuttavia prima di essere messo in commercio viene sottoposto a filtrazione.

Dalle acque di vegetazione e dalla pasta di olive si ottiene un sottoprodotto di frantoio, l’olio di sansa.

L’olio lampante non è commestibile, per esserlo deve essere rettificato, come l’olio di sansa.

La legislazione italiana riguardante l’olio d’oliva è basata su normative dell’UE, del Consiglio Oleico Internazionale (COI) e del Codex Alimentarius.

CLASSIFICAZIONE – 8 classi:

-          Oli vergini: ottenuti per spremitura meccanica

n  Olio di oliva vergine – acidità max 2% in acido oleico;

n  Olio di oliva extravergine  - acidità max 0.8% in acido oleico;

n  Olio di oliva lampante: ottenuto per spremitura meccanica ma raffinato – acidità superiore al 2% in acido oleico;

-          Oli raffinati derivanti da oli vergini:

n  Olio di oliva raffinato: la raffinazione serve per eliminare l’acidità libera dell’olio di oliva vergine, che non scende mai sotto lo 0.3% in acido oleico – olio non commercializzabile al dettaglio;

n  Olio di oliva: ottenuto da miscela di olio di oliva raffinato con olio di oliva vergine o extravergine – acidità in acido oleico non superiore all’1%;

-          Oli estratti con solventi dalle sanse dell’oliva:

n  Olio si sansa di oliva grezzo: olio molto scuro per via dell’estrazione contemporanea di coloranti – non è direttamente commestibile;

n  Olio di sansa di oliva raffinato: derivante per raffinazione dal sensa grezzo, tuttavia non è commercializzabile al dettaglio – acidità massima 0.3%;

n  Olio di sansa: miscela di olio di sansa raffinato ed olio vergine o extravergine – acidità massima 1%.

Sull’olio lampante, l’olio di sansa e sugli oli di semi viene eseguita l’operazione di rettifica o raffinazione, che rende i prodotti commestibili. Il processo di rettifica comprende tre fasi:

1.      Deacidificazione: allonatanamento dell’acidità libera, ovvero degli acidi grassi liberi. La deacidificazione può essere ottenuta per:

n  Addizione diretta di alcali: eseguita su oli poco acidi – i saponi che si formano vengono eliminati o per decantazione o per filtrazione e l’olio viene comunque lavato per allontanare gli alcali in eccesso;

n  Neutralizzazione con alcali in solventi: si usa un solvente in cui si scioglie l’olio (cicloesano) ed un solvente in cui si sciolgono gli alcali formati (isopropanolo) – le due fasi (polare e apolare) si separano per distillazione;

2.      Decolorazione: poiché tali oli hanno generalmente un colore scuro, dovuto alla presenza di clorofille, carotenoidi e prodotti di degradazione ed ossidazione sono necessarie opere di decolorazione, che avviene su terre attive a 80°C e sottovuoto. Il sottovuoto permette di allontanare il pericolo dell’autossidazione. Dopo 30 minuti di trattamento si ottiene un olio quasi totalmente incolore. Nel processo di decolorazione avviene anche la distruzione degli idroperossidi e la produzione di dieni e trieni;

3.      Deodorazione: tale processo avviene sottovuoto a 180°C sfruttando corrente di vapor d’acqua iniettata nella massa d’olio in atmosfera inerte – iol vapore permette l’allontanamento di composti volatili, quali aldeidi e chetoni, responsabili dell’odorazione sgradevole. Tale processo viene eseguito per ultimo al fine di eliminare anche sostanze che potrebbero essersi formate durante le fasi di deacidificazione e decolorazione.

L’olio di sansa vede l’estrazione con un solvente (spesso esano) che estrae anche delle cere – questo spiega il motivo per il quale l’olio è così scuro. Raffreddando in presenza di acetone si ha decerificazione e quindi sofisticazione dell’olio di sansa che può essere, all’apparenza, confuso con quello di oliva.

Il solvente con cui viene estratto l’olio di sansa deve chiaramente essere privo di tossicità e deve poter essere eliminato facilmente al fine di ottenere un prodotto finale quanto più puro possibile, a tele scopo si usano solventi con punti di ebollizione bassi. Inoltre il solvente utilizzato deve essere selettivo per l’olio e non per altre sostanze, che altrimenti verrebbero estratte congiuntamente all’olio stesso.

CARATTERISTICHE NUTRIZIONALI DELL’OLIO DI OLIVA:

-          Vergine: è l’unico grasso vegetale non lavorato, contiene inalterati tutti i componenti liposolubili. Risulta essere uno dei lipidi alimentari più pregiati e apprezzati. Il 98-99% dell’olio vergine di oliva è costituito da una miscela di gliceridi – detta “frazione saponificabile”. Non contiene alfa-linolenico (omega-3). L’acido grasso più presente è l’acido oleico (omega-9), seguono acido linoleico, palmitico, stearico, palmitolenico - il rapporto oleico/linoleico non deve essere inferiore a 7. Il trigliceride più presente è trioleina (oleico-oleico-oleico) Oltre ai trigliceridi sono presenti, come in tutti gli oli, anche frazioni di monogliceridi e digliceridi. I costituenti minori sono tutti componenti che posseggono alta solubilità negli acidi grassi:

n  Idrocarburi: costituiscono fino al 50% dell’insaponificabile e lo squalene può arrivare a rappresentare fino all’80% degli idrocarburi totali. Lo squalene, come è noto, è il precursore degli steroli ed è costituito dalla ripetizione di 6 unità isopreniche con pianno di simmetria. Sono presenti anche altri derivati terpenici;

n  Pigmenti colorati: beta-carotene e clorofille – insieme danno il colore tipico dell’olio (quelle più variabili sono le clorofille). N.B. la vitamina A non è presente nell’olio di oliva (derivante dal beta-carotene).

n  Alcoli triterpenici e steroli: sono derivati dello squalene. Gli alcoli triterpenici presentano generalmente due gruppi alcolici, come l’eritrodiolo (riccamente presente nell’olio di sansa). Gli steroli a differenza delle cere non possono essere allontanati dall’olio di sansa raffinato, quindi risulta essere un tracciante importante per valutare eventuali sofisticazioni. Il colesterolo nel mondo vegetale è presente solo in piccole tracce;

n  Polifenoli: sono presenti solo negli oli d’oliva. Hanno ruolo antinfiammatorio – in parte si trovano nelle acque di vegtazione poiché sono idrosolubili (vista la struttura) da cui si ricavano proprio degli integratori alimentari conteneti questi composti. I polifenoli hanno proprietà antiossidanti nei confronti dell’olio di oliva. La lacerazione dell’oliva determina l’attivazione della fenolossidasi che che trasforma questi prodotti in chinoli, ossidandoli. L’oleuropeina ha particolari proprietà antinfiammatorie ed è un potente antiossidante presente nelle foglie dell’ulivo e nelle olive verdi – responsabile della nota piccante dell’olio di oliva. Dal punto di vista chimico l’oleuropeina è un glucoside.

I nutrienti minori sono indispensabili per la caratterizzazione dell’olio in relazione al territorio ed alla cultivar; inoltre sono utilizzati come indicatori della genuinità del prodotto.

L’olio di oliva è facilmente emulsionabile da parte dei succhi digestivi, quindi è molto digeribile eassimilabile; inoltre l’aroma oltre a rendere più palatabili gli alimenti stimola anche le secrezioni gastriche.

Come per il vino anche per l’olio si è intrapreso un processo di tipicizzaione ovvero la ricerca di parametri che legano lo specifico olio al territorio che viene prodotto.
Dei consorzi di produttori per difendere il loro prodotto stipulano degli accordi, ovvero si impegnano a seguire dei precisi protocolli, che devono esser validati analiticamente. Un regolamento europeo definisce due livelli di protezione a livello geografico: DOP – Denominazione di Origine Protetta e IGP – Indicazione Geografica Protetta. Anche l’indice DOC – Denominazione di Origine Controllata è stato introdotto per l’olio di oliva.

OLIO DI SEMI:

La produzione dell’olio di semi è più facile, poiché i semi a differenza del frutto hanno opportuni meccanismi di conservazione che ne permettono un non immediato utilizzo - ATTENZIONE alle muffe, ai roditori ed ai parassiti. Per questo motivo l’olio di semi viene prodotto tutto l’anno a differenza dell’olio di oliva.

I semi utilizzati per la produzione di oli sono: arachide, soia, colza, sesamo, girasole, mais, cartamo, cotone, vinaccioli e tè. Inoltre dalla palma è possibile ottenere sia l’olio di palmisti, ottenuto dalla mandorla, e l’olio di palma, ottenuto dalla polpa.

PROCESSO:

-          Essicazione: per ridurre l’umidità del seme e quindi ostacolare i fenomeni degradativi;

-          Pulitura e decorticazione: la decorticazione serve per aumentare la resa di estrazione, infatti la corteccia non presenta olio ma lo può assorbire durante le fasi successive;

-          Riduzione di volume: generalmente in lamine e mai in polvere per eviare formazione di una “pappa” col solvente e non si estrare mai dal seme intero. Le lamine permettono una maggiore resa nell’estrazione;

-          Pretrattamento: generalmente a caldo – causa shock all’olio ma elimina muffe ed altri microrganismi;

-          Estrazione: può esser estratto anche per pressione, ma generalmente si utilizza un solvente (esano). Si esegue l’estrazione per pressione per semi con alto contenuto in olio. Il sottoprodotto della lavorazione meccanica ed i pannelli di estrazione sono quasi sempre sottoposti a nuova estrazione con solvente;

-          Rettifica: secondo le procedure attuate per l’olio di oliva – deacidificazione, decolorazione e deodorazione.

CARATTERISTICHE:

-          Non possono essere venduti sfusi, come l’olio di oliva;

-          Per oli di semi vari non è indispensabile dichiarare sull’etichetta quali sono i semi utilizzati;

-          L’acido erucico viene accumulato a livello cardiaco perché viene metabolizzato lentamente (studi sugli animali hanno dimostrato che ciò può causare danni) – quindi gli oli di semi non possono presentare contenuto di acido erucico superiore al 5%;

-          Acidità libera massima del 0.5%;

-          Non devono presentare difetti organolettici,

-          Devono essere sempre sottoposti a trattamento di rettifica;

-          Non possono essere addizionati di additivi e coloranti;

-          L’olio di colza può essere ustao solo nell’olio di semi vari.

L’olio di colza zero-erucico, l’olio di tè e di cartamo invertito hanno una composizione in acidi grassi molto simile a quella dell’olio di oliva – tuttavia sono distinguibili per la composizione in fitosteroli. La sofisticazione dell’olio di oliva mediante olio di nocciole è difficilemente riconoscibile.

13/04/2012

ARACHIDE:

L’arachide è un seme oleaginoso (55% di olio) – l’olio di arachide è gradevole dal punto di vista organolettico anche senza necessità di alcun trattamento. L’arachide viene utilizzata per produrre anche il burro di arachide. Contiene sia acido linolenico che acido linoleico, mentre lo sterolo più presente è il beta-sitosterolo. La pianta di arachide è un legume, che dopo la fioritura e la fecondazione il picciolo si porta verso il basso – la maturazione avviene quando il seme è seppellito sotto terra; per questo motivo sono particolarmente soggette a contaminazione da miceti e batteri. In particolare si può avere infestazione da Aspergillus flavus che produce una micotossina che può essere presente più che nell’olio nelle arachidi mangiate tal quali.

SOIA:

Deriva dalla pianta Glycine max. Contiene olio in una percentuale tra 14 e 23%. Contiene molti grassi insaturi, con prevalenza di acido linoleico (50%). Siccome è molto insaturo non è adatto alla frittura perché si ossida con molta facilità. Anche in questo olio è abbondantemente presente il beta-sitosterolo. E’ estremamente comune per questo motivo utilizzato industrialemente. L’olio raffinato è di colore giallo, mentre quello ancora non raffinato è di colore gallo-rossastro.

MAIS:

Contenuto come per tutti i cereali nel germe. Il germe viene tolto dal mais utilizzato per l’alimentazione degli animali. Prima della scoperta delle Americhe non era noto in Europa. E’ abbastanza insaturo (oleico, linoleico ed alfa-linolenico). Olio di germe di mais utilizzato per la produzione di margarina (come anche soia e arachide) – in realtà la maggior parte dell’olio di masi è utilizzato direttamente per scopi alimentari. Contiene beta-sitosterolo al 60%.

COLZA:

Tipo di rapa con ciclo di vita molto rapido (famiglia delle Crucifere). Utilizzato per la produzione di olio nei paesi freddi. Viene coltivata anche in Lombardia (campi giallo limone con piante alte circa 50cm). I semi di colza non hanno un sapore molto gradevole, quindi l’olio deve essere raffinato. L’olio di colza ha un grande quantitativo di acido erucico – per selezione botanica sono state selezionate piante di colza con contenuto molto basso di acido erucico (varietà conosciuta con il nome commerciale di Canola o zero erucico – che deve contenere un percentuale minore dello 0.9%). L’olio di colza utilizzato per produrre il biodisel, tuttavia per avere ottani adeguati devo avere almeno 50% di erucico. Poiché i geni che codificano per l’erucico sono dominanti è difficile mantenere isolate piante di colza a erucico zero.

Nell’Italia centrale viene prodotto l’olio di girasole (poco alfa-linolenico);

In India viene coltivato il sesamo per la produzione di olio;

I vinaccioli (semi dell’uva) danno un olio con caratteristiche simili a quelle dell’olio di olivo – utilizzato per le sofisticazioni, come quello di cartamo invertito e di nocciole.

L’olio del tè è prodotto principalmente in Asia;

Nei paesi ove si coltiva il cotone si ricava l’olio di cotone.

Caratteristica che permette di classificare gli oli è la composizione degli steroli percentuale.

L’unico olio che non ha metodi per essere distinto dall’olio di oliva è quello di noccciola (prodotto in Turchia – maggiore produttore di nocciole).

N.B. la lezione di “Analisi degli oli” non è stata eseguita – vedere slide.

Cereali

Cereali sono alle base della dieta di praticamente tutte le popolazioni del mondo:

-          In Italia: frumento, il mais è utilizzato prevalentemente per il bestiame;

-          Paesi asiatici: riso;

Il mais è coltivato un po’ in tutto il mondo.

Cereali coltivati meno sono: segale, avena, orzo (utilizzato principalmente per la produzione della birra), farro e triticale (ibrido frumento e segale). Miglio, sorgo e panidio non sono coltivati in Europa – questi, tuttavia, non contenendo glutine e quindi possono essere utilizzati dai ciliaci.

Dei cereali soprascritti si osserva che solo il frumento può essere utilizzato da solo per la produzione di pane  – questo perché il frumento viene trattato in un modo del tutto diverso dagli altri cereali. Il frumento è anche il cereale che permette di ottenere con maggior successo pasta e prodotti da forno.

La caratteristica dei cereali è di essere ricchi di amido – quindi farine ricche di amido possono essere ricavate anche da altri cereali oltre che dal frumento, quando sono portati a maturazione completa.

Pseudocereali sono: grano saraceno, quinoa ed amaranto – i cereali sono monocotiledoni, ma questi sono dicotiledoni (come le leguminose) ma hanno semi simili a quelli dei cereali.

Le castagne utilizzato per produrre farine.

Patate, tapioca e manioca sono tuberi utilizzati per la produzione di fecole – farina ma senza alcuna proteina (praticamente amido allo stato puro), ovvero amido.

Fumento, segale, orzo e farro sono estremamente correlati tra loro – avena leggermente diverse, mentre riso, miglio, panidio e mais sono completamente diversi. Più ci si allontana dai primi tre meno si hanno prolemi per i ciliaci.

CARIOSSIDE DEL FRUMENTO:

-          Il seme è nella spiga contenuto in foglioline (glumelle) – nel riso è particolarmente sepolto;

-          Peletti non sempre presenti;

-          Pericarpo è formato di lamelle con funzione protettiva (il pericarpo a differenza dell’esocarpo, presente ad es. nell’oliva, è vincolato a quanto sotto è presente);

-          Strato aleuronico: fila di cellule che separa il pericarpo dall’endosperma ;

-          Endosperma;

-          Germe (o embrione): – coperto da una membrana protettiva: lo scutello.

Componenti chimiche in relazione alla porzione del seme considerata:

-          Pericarpo: ha funzione protettiva – tanti sali minerali posti sotto forma di fitati molto poco solubili (altrimenti problemi per il seme, che con la pioggia rimarrebbe scoperto); poche proteine, lipidi (perché sono facilemente ossidabili – quindi prevengono l’ossidazione delle porzioni interne del seme), molta fibra, cellulosa e pentosani (polimeri dello xilosio) – prevalgono, quindi, i materiali polimerici poco digeribili. In questo modo si evita che gli insetti mangino i semi;

-          Strato aleuronico: molti sali minerali, parecchie proteine (molti sistemi enzimatici), lipidi;

-          Germe: molte proteine (sistemi enzimatici e di deposito per N), massima concentrazione di lipidi (soprattutto i trigliceridi che sono presenti solo qui praticamente);

-          Endosperma: tantissimo amido – infatti è tessuto di deposito.

La farina di frumento è una farina generalmente raffinata: viene eliminato pericarpo, parte dello strato aleuronico (tutto questo è crusca) – per limiti tecnologici viene perso anche il germe. Sostanzialmente la farina è composta in prevalenza di endosperma. Utilizzare la farina raffinata non è una cosa positiva: si perdono i sali minerali (che comunque sono poco biodisponibile), oli vegetali (che essendo insaturi possono essere facilmente ossidati e quindi accorciano la data di scadenza della farina).

Il contenuto proteico più basso è presente nel riso – l’amido è contenuto in concentrazioni variabili ma comunque in quantità abbastanza elevata, possono essere presenti, in relazione al seme, anche altri carboidrati.

I lipidi del germe sono essenzialmente insaturi – sono presenti piccole quantità di omega-3, tuttavia l’olio vegetale è omega-6 con presenza di piccole quantità di acido oleico (omega-9). I lipidi dell’endosperma sono legati all’amido.

Germe di grano contiene tocoferoli (sono vitamine con funzione anti-ossidanti) – legati ai lipidi. Carotenoidi e xantofille sono più presenti nel grano duro che nel grano tenero – quantità elevate nel mais (questo il motivo del colore).

L’avena risulta essere più ricca di lipidi degli altri cereali . Dal punto di vista degli steroli, quello più abbondante è il beta-sitosterolo.

Per quanto riguarda le proteine troviamo, secondo la separazione di Osborne:

-          Albumine: sistemi enzimatici – e sono solubili in acqua;

-          Globuline – solubili in NaCl(aq);

-          Prolamine – solubili in etanolo;

-          Gluteline – insolubili a freddo.

Prolamine e gluteline nel frumento prendono il nome di glutine.

Forte carenza di lisina (abbondante nei legumi) e di metionina. Per la presenza elevato di glutammina abbiamo tanto azzoto (utilizzare 5.7 come fattore per determinazione proteica con uno dei due metodi: metodo di Kjeldahl e GS ).

Il riso presenta molte gluteline – sono le proteine meno solubili e quindi meno digeribili, inoltre nel caso del riso hanno anche cattivo odore (per questo motivo non ci sono elementi a base di proteine del riso).

Tutti gli amminoacidi simili a quelli contenuti nel frumento danno problemi ai celiaci in relazione al contenuto in prolamine.

Le prolamine del frumento si chiamano gliadine (danno viscosità all’impasto per basso peso molecoalre), mentre le gluteline si chiamano glutenine (che permettono l’elasticità dell’impasto e formano bolle d’aria – sono ricche di ponti disolfuro).

Nel frumento si forma il glutine come associazione tra le prolamine (gliadine) e le gluteline (glutenine). Il glutine presenta delle catene proteiche maggiori che sono legate mediate catene proteiche minori, che si legano alle maggiori mediante legami covalenti formando un reticolo. La struttura è tenuta insieme da legami ad H e legami S-S.

Il reticolo imprigiona l’aria nel pane e l’amido nella pasta – l’amido, infatti, se non fosse presente glutine sarebbe tutto estratto (vedi riso). Questo spiega perché la pasta di grano tiene decisamente  memglio la cottura rispetto a quella di riso.

Per favorire la formazione del glutine è concessa l’aggiunta di acido ascorbico alla farina di grano tenero.

Il glutine si forma durante l’impastamento – il glutine può essere estratto lavorando con le mani l’impasto sotto acqua corrente, in questo modo si allontana l’amido. Il glutine un tempo veniva utilizzato come colla.

Il glutine oltre a contenere amido, presenta anche lipidi ed una certa quantità di pentosani.

Quando il grano viene cotto i granuli di amido si sfaldano. Nell’amido: 3/4 di amilopectine e restante amilosio – questa è la caratteristica dei grani di amido del frumento. Nell’amido non si localizzano i trigliceridi (errore sulle slide), ma altri lipidi che si inseriscono nell’elica dell’amilosio (ambiente lipofilico – gli OH sono posti all’esterno dell’elica).

L’acqua entra nel granulo di amido dando luogo alla gelificazione.

I pentosani sono formati da catene lineari di xilosio con ramificazione di arabinosio, legati a polifenoli (che chiaramente non sono più zuccheri). I polifenoli in presenza di acqua ossigenata e perossidasi dimerizzano: questo causa la reticolazione dei pentosani – ciò si forma durante l’impasto, in particolare nella segale (anche lei abbastanza adatta alla produzione di pane).

Gli enzimi dei cereali si conservano solo in parte durante la macinazione.

Quando la farina viene impastata con l’acqua è come se si riproducessero le condizioni della germinazione e quindi si attivano delle idrolasi che idrolizzano parzialmente l’amido – formazione di zuccheri riducenti che permettono la crescita dei lieviti. Questo praticamente accade solo nel frumento.

La lievitazione non deve durare troppo a lungo, altrimenti degradano anche il glutine òper azione delle proteasi. Le lipasi determinano irrancidimento delle farine. La demolizione dell’acido fitico è determinata principalmente da enzimi del lievito più che dalle fitasi del seme.

PANE E PASTA:

Grano duro e grano tenero sono stesso genere ma diversa specie – il secondo ha cariosside più tenera, con quantità maggiore di amido, pianta che resiste più al freddo e dopo macinazione si ottine la normale farina. Il primo ha cariosside più allungata, si schiaccia faticosamente, è una pianta molto meno rustica. Entrambe queste piante sono dette biennali – vengono seminate in autunno e producono fiori in primavera si raccolgono giugno-luglio.

Dal grano duro si ottiene una farina non macinata fine: semola. Il grano duro da semolino e cous-cous – regge meglio la cottura. Esistono prodotti da forno con grano duro, ma sono molto meno leggeri,  es. pane di alatamura.

Il grano tenero si è sviluppato dopo quello duro e presenta più albumine – metodo per valutare le sofisticazioni. In realtà il grando duro, mancando del gene D codificante per le albumine ne è sostanzialmente privo.

Con setaccio è possibile ottenere farina raffinata per separazione della crusca (pericarpo + strato aleuronico) dal macinato.

Metodo industriale: alta macinazione o macinazione graduale:

-          Pulitura: con diversi metodi (aria, setacci, calamite, …);

-          Condizionamento: le cariossidi vengono poste in stanze con T (35-40°C) e umidità definita per un certo periodo di tempo al fine di ottenere cariossidi con medesima durezza – questo determina la produzione di farine più omogenee, che facilitano la panificazione;

-          Pulitura definitiva: allontanamento del pericarpo con spazzole meccaniche – dal seme decorticato si può ottenere solo farina raffinata. In questa fase si ha anche l’allontanamento di strato aleuronico e germe;

-          Macinatura graduale: per mezzo di cilindri ruvidi;

-          Aburattamento: setacciatura a fino ad ottener granulometria desiderata.

Con questo processo si può ottenere una resa nella farina pari al 75% . La farina ottenuta ha un contenuto d’acqua pari a 12.7%.

Il metodo tradizionale (macinazione a palamenti) è poco utilizzato ma permette di ottenere una farina integrale, che presenta tutte le componenti della cariosside. Anche in questo caso si può separare comunqe la crusca sempre secondo la fase di abburratamento. La presenza di lipidi insaturi in quantità rilevanti, rende le farine integrali facilmente deteriorabili.  La panificazione con farine integrali è più difficoltosa ed il prodotto risulta meno digeribile.

La farina di grano tenero è distinta 5 categorie – in relazione alla granulometria:

-          00: completamente priva di cellulosa;

-          0;

-          1;

-          2;

-          Integrale.

Il livello massimo di acqua è stabilito tenendo presente che livelli superiori al 16% possono determinare la crescita di muffe – cautelativamente si è posto il limite a 14.50% - che è identico per tutte e 5 le categorie di farine.

Il livello massimo di ceneri serve per evitare le sofisticazione da talco (inorganico) o sbiancanti.

Il livello minimo di glutine per evitare sofisticazione con fecole, che come detto sono solo amido.

La farina di semola non prevede diverse categorie. L’aggiunta di grano tenero al grano duro è considerata una sofisticazione. Anche per la sempola il livello massimo di umidità è fissato al 14.5%. In trealtà si possono vendere farina di grano tenero (farina) e semola anche con percentuale di umidità fino al 15.5%, tuttavia tale dato deve essere indicato in etichetta ed il prodotto deve costare meno.

Ogni trattamento chimico e fisico (diverso da quelli sopra indicati), con l’eccezione dell’aggiunta ti acido ascorbico nel grano tenero, sono considerati un illecito.

Un operatore addestrato è in grado di distinguere i granuli di amido con microscopio ottico.

20/04/2012

IL PANE

Il pane è l’alimento centrale della nostra alimentazione e viene prodotto a partire da elementi piuttosto poveri: farina di grano tenero + acqua + lievito (+ sale). I pani speciali presentano ingredienti in più rispetto al pane comune: olio (solo di oliva in Italia), burro, strutto, latte (pane più morbido), aromi, zuccheri (quello più noto è il pane al malto, che deve essere presente almeno per 7%) – questi pani costano di più rispetto al pane comune (la legislazione italiana richiede una presenza minima del 4% di ingredienti aggiunti per giustificare un aumento di prezzo, con eccezione del malto).

Il lievito non si nutre dell’amido tal quale ma deve idrolizzare l’amido per ricavare zuccheri semplici – nel pane al malto sono presenti farine al malto, che rispetto alle farine comuni, presentano zuccheri semplici prodotti per degradazione spontanea dell’amido mediante trattamento delle farine.

Nel pane si possono aggiungere solamente pochi additivi: acido ascorbico (vitamina C), che facilita la formazione del glutine.

Altri additivi possono derivare da composti presenti in componenti aggiunti, come l’uvetta.

Il pane a lunga conservazione (tipo quello dei toast) è un pane piuttosto umido conservato in confezioni che non permettono il transito di umidità – attenzione alla formazione di muffe (in questi casi vengono aggiunti conservanti).

In Italia il pane è uno dei pochi alimenti che può essere venduto sfuso.

Per produrre l’impasto del pane si pone farina ed acqua (35-45%) in impastatrice, quindi si aggiunge lievito. Durante la formazione dell’impasto le proteine di dissociano, si formano nuovi ponti disolfuro – le diastasi determinano una parziale idrolisi dell’amido (quindi già durante l’impasto si può avere una prima attività del lievito).

Tutt’oggi si utilizza il lievito di birra mentre un tempo si usava la pasta acida (o biga) che era parte della pasta del giorno precedente lasciata riposare tutto il giorno al fresco (si formava una microflora all’interno dell’impasto del giorno precedente) -  tutt’oggi questo metodo di lievitazione è utilizzato per la produzione del pane di alta mura: poiché i microrganismi che sono implicati nella lievitazione di questo pane sono diversi e ciascuno possiede un corredo enzimatico specifico che dona sapore particolare, i pani ottenuti con questo tipo di lievitazione posseggono un aroma caratteristico. Questa tecnica utilizzata, anche per la produzione di prodotti dolciari, è poco praticabile a livello industriale perché è lenta ed il prodotto che si ottiene è disomogeneo – per questo motivo si utilizza Saccharomyces cerevisiae (prodotto a livello industriale e venduto in panetti). Chiaramente, utilizzando questo lievito (in realtà si usano ceppi selezionati), si ottiene una produzione omogena nel tempo. Le condizioni di lievitazioni sono: 28-32°C e pH 4-5.

I microrganismi utilizzati per la fermentazione producono: anidride carbonica (fermentazione primaria), etanolo  che determinano rigonfiamento dell’impasto – successivamente si ha produzione di acetato ed altri acidi che esterificano con l’etanolo determinando una fermentazione secondaria. Le bolle di anidride carbonica vengono intrappolate nel glutine (è per questo motivo che non si possono produrre pani senza presenza di frumento).

La lievitazione non deve essere troppo lunga, altrimenti le proteasi iniziano a degradare il glutine – il tempo è generalmente di 1h.

L’impasto lievitato deve essere trasferito in forno, il quale deve essere già pre-riscaldato, in modo tale da formare una crosta che ritarda l’evaporazione di acqua.

Esistono varie pezzature di pane: da 60g a circa 1Kg – si tenga conto che l’impasto è un cattivo conduttore di calore, quindi si vengono a generare dei gradienti di temperatura (per pani grossi il centro non raggiunge mai i 100°C). All’interno dell’impasto i microrganismi riescono a sopravvivere per qualche tempo (muoiono sopra i 40°C) – tuttavia si può avere funzionamento di alcuni sistemi enzimatici, anche dopo la morte dei lieviti, sino agli 80°C – temperatura oltre la quale si ha denaturazione delle proteine.

A 80°C si ha la gelificazione delle amilopectine (allontanamento delle catene  con assorbimento di acqua e rigonfiamento) – che è un processo reversibile, il quale retrocede appena la temperatura tende ad abbassarsi (processo di raffermimento).

La crosta si asciuga rapidamente, trattiene gli aromi e si ha denaturazione delle proteine e gelatinizzazione completa dell’amido . Forte depolimerizzazione dell’amido; le vitamine più termolabili sono distrutte. Per mezzo della reazione di Maillard e della caramellizzazione degli zuccheri si ha un colore scuro.

Nella mollica si ha maggiore rigonfiamento dell’amido e maggiore ritenzione di gas – la formazione di aromi a livello della mollica è minore.

PASTA ALIMENTARE:

La pasta è un alimento più povero del pane e generalmente è prodotta utilizzando la farina di semola (eccezione per la pasta fresca) più l’acqua – il sale non viene aggiunto!

Dopo l’impastamento si ha estrusione dell’impasto per mezzo di una trafila: ciò dona forma alla pasta. Le trafile più vecchie erano fatte di bronzo (danno molto attrito – la pasta in superficie risulta porosa e farinosa), mentre quelle più moderne sono costruite in teflon

L’essicazione è il processo crucciale della produzione della pasta, che dovrebbe essere eseguito a temperatura bassa (ambiente) – se, per accelerare i tempi, si alza la temperatura la pasta risulta più scura per reazione di Maillard.

Le paste speciali, meno comuni del pane speciali, sono paste contenenti altri ingredienti: spinaci, pomodoro, …

I ravioli tutt’oggi non vengono quasi mai venduti secchi, quindi pericolo di sviluppo di microrganismi – le vaschette in cui sono venduti non contengono aria ma anidride carbonica, miscele contenenti azoto o argon – tuttavia esistono i microrganismi anaerobi, che fortunatamente crescono più lentamente. I ravioli sono considerati una pasta speciale perché oltre a contenere il ripieno sono fatti con la pasta all’uovo (almeno 200g uovo su 1Kg di impasto secco).

Per la produzione di pasta si usa, generalmente, farina di grano duro poiché la pasta viene bollita e poiché il solvente energico acqua tende ad estrarre l’amido, il prodotto tenderebbe a perdere nutrienti (amido) e consistenza – le farine di grano duro sono più resistenti a questo fenomeno. Alle volte le paste fresche possono contenere grano tenero, tuttavia risultano buone e consistenti grazie alla presenza di uovo: le proteine dell’uovo coagulano.

L’analisi della pasta non è un processo molto facile, poiché la pasta deve essere frammentata.

Le farine che possono essere consumate dai celiaci non sono particolarmente adatte per la produzione della pasta: innanzitutto si tende ad aggiungere delle farine di legumi, che donano anche componenti proteiche e poi si usa uno strumento detto “estrusore”.

L’estrusore è uno strumento costituito da una vite senza fine a passo scostante: all’inizio è relativamente sottile con il passo della vite ampio, poi lo spessore aumenta come il passo della vite; l’ultima porzione è un po’ meno spessa ed è riscaldata.

All’inizio si ha un mescolamento; successivamente l’impasto passa nella seconda zona ove si ha lo stiramento delle proteine (quelle dei legumi sono globulari); nella terza parte si ha coagulazione delle proteine: con questo strumento si riesce a dare una struttura alla pasta simile a quella tipica della pasta fatta con grano duro.

Queste macchine sono utilizzate per produrre anche gli snack a base di cereali, tuttavia si ha un trattamento differente nella terza porzione con formazione di più umidità.

RISO:

Il riso a livello mondiale è il componente centrale di molte diete (non molto in Italia). Il riso è una pianta acquatica – l’Italia è il maggiore produttore dell’Europa (Piemonte, Lombardia, Veneto e sud dell’Emilia-Romagna – zone un tempo paludose).

Quando il riso viene raccolto la cariosside è rivestita da foglioline: risone.

Si procede ad un’iniziale pulitura proprio per ottenere il risone; quindi si procede ad una sbramatura che determina la perdita delle glumelle (lolla) ed una decorticazione del riso (eliminazione del germe). Successivamente si fa una spazzolatura superficiale che elimina completamente il pericarpo. Al fine di evitare che i chicchi si spezzino si esegue un trattamento. L’olio contenuto nel riso è polinsaturo (è un olio dietetico).

Per macinazione del riso si può ottenere: semolino di riso (grossolana), farina di riso (fine) e crema di riso (finissima – primo alimento diverso dal latte materno dato ai bambini nello svezzamento).

Il riso non destinato alla macinazione deve essere trattato in modo che non si abbia rottura dei semi, per questo motivo si eseguono diversi processi: l’oleatura è un processo che prevede il trattamento dei chicchi con oli vegetali per es. vaselina alimentare (processo eseguito in zone umide); in Italia si esegue generalmente la brillatura, che prevede il trattamento superficiale del riso con talco e glucosio e rende la superficie liscia – la brillatua determina perdita dello strato aleuronico e la perdita, quindi, dei sali minerale, vitamine ed altri nutrienti.

Il riso parboiled è un riso che prevede un trattamento particolare: il riso ancora contenuto nelle glumelle viene posto a contatto con il vapore – si ha una sorta di pre-cottura che determina la migrazione (mediante vapore) della vitamina B e dei minerali verso l’interno della cariosside. La tenuta alla cottura è decisamente migliore, quindi non è ottimo per la produzione di risotti.

Il riso non è adatto alla panificazione mentre è adatto alle persone cliache per la scarsa presenza di prolamine, inoltre quelle presenti sono diverse da quelle del frumento (gliadine).

Esistono diverse cultivar di riso: Arborio e Carnaroli, adatti per fare i risotti.

03/05/2012

Latte

Il latte viene prodotto dalle femmine dei mammiferi ed è destinato all’alimentazione dei cuccioli nei primissimi mesi di vita. Gli uccelli nascono con un apparato digerente già molto simile a quello di un adulto, infatti possono nutrirsi utilizzando alimenti con i quali, poi si ciberanno durante la vita adulta. Il bambino appena nato ha un pH gastrico intorno a 4, molto diverso da quello dell’adulto che è pH=1 – solo dal sesto mese il bambino può essere svezzato. I mammiferi sono gli unici animali che nei primi mesi di vita assumono come unico liquido il latte materno, che risulta essere pressoché sterile. Il latte per il neonato è estremamente digeribile, ma non è fatto per conservarsi – inoltre deve necessariamente contenere tutti i nutrienti (macro e micro nutrienti – quindi è l’alimento completo per il mammifero per il quale è stato prodotto). I diversi mammiferi producono un latte qualitativamente uguale ma quantitativamente diverso. In  natura, dopo lo svezzamento, il mammifero non consumerebbero più latte, comportando la scomparsa degli enzimi adatti alla sua utilizzazione – questo spiega l’intolleranza al latte in molti soggetti adulti.

Le grandi differenze nella composizione del latte degli animali comuni deriva dal fatto che l’animale sia ruminante o monogastrico:

-          Animale ruminante: bovino, capra, pecore e bufala;

-          Animale monogastrico: umano, maiale, asina.

Il latte contendo tutti i nutrienti in soluzione acquosa è un sistema molto complesso, anche perché in acqua sono presenti percentuali intorno al 3% di lipidi. L’acqua nel latte raggiunge una percentuale del 88%. Alcuni componenti del latte sono totalmente solubili (sono tutti a basso peso molecolare), mentre altri non lo sono totalmente (polimeri ad alto peso molecolare):

-          alcune proteine formano soluzioni colloidali e sono precipitabili per ultra-centrifugazione – sono dette proteine del siero;

-          altre proteine sono idrodisperse in soluzioni colloidali simili alle emulsioni per mezzo di fosfolipidi che mantengono tale stato – sono dette caseine;

-          grassi, che formano le emulsioni.

Le proprietà fisiche del latte sono:

-          costanti – dipendono da sostanze in soluzioni:

n  punto di congelamento – abbassamento crioscopico;

n  indice di rifrazione (non viene molto utilizzato).

-          variabili – dipendono da tutti i costituenti:

n  peso specifico;

n  viscosità – che cambia anche in funzione della temperatura;

n  tensione superficiale.

COMPOSIZIONE CHIMICA – del latte bovino:

-          Acqua: 88% come nel latte umano – le altre specie hanno una percentuale minore;

-          Lipidi: 3-4%, ma dipende dalla dieta, infatti si arriva al 20% nel latte degli animali dei paesi freddi. Latte umano e latte bovino hanno percentuale lipidica simile. Il latte bovino contiene una miscela di acidi grassi, tra cui anche a corta catena (che non sono propriamente identificabili con il termine di acidi grassi), come l’acido butirrico – che risultano più solubili in acqua. Analisi hanno dimostrato la presenza di 142 diversi acidi grassi con un numero di C compreso tra 2 e 28, con varie ramificazioni. La presenza di questa composizione lipidica (acidi grassi a basso PM) determina la digeribilità di questo prodotto.

Come fanno a restare in soluzioni i trigliceridi?

I trigliceridi si dispongono in goccioline (nucleo) che vengono rivestiti da film di caseine, le quali legano fosfolipidi (con funzione di tensioattivi). Sulla superficie si dispongono cariche negative che derivano dal fosfato de fosfolipide o delle caseine – si forma il globulo grasso. Il fatto che la superficie sia carica negativamente fa si che i diversi globuli si respingano; tuttavia quando la T si abbassa la repulsione diminuisce con tendenza delle micelle ad aggregarsi tra di loro. Se il latte appena munto viene subito raffreddato si separa uno strato, chiamato panna – che può essere utilizzato per la produzione del burro. Il latte umano presenta globuli più piccoli rispetto a quelli del latte bovino, che quindi risulta meno digeribile perché gli enzimi riescono a digerire con più fatica il globulo. Il latte bovino non trattato è poco digeribile – per questo motivo è necessario operare un processo di omogeneazione, ovvero un processo meccanico, che determina il passaggio del latte attraverso un ugello stretto, comportando la rottura dei globuli.

La presenza di composti tensioattivi è rilevata quando il latte viene fatto bollire molto con formazione di bolle.

-          Proteine - due famiglie:

n  Caseine, che sono fosfoproteine (quindi proteine complesse): sono acide e possono precipitare a pH 4.6/5. Sono le proteine utilizzate per produrre formaggi. Le caseine nel latte bovino rappresentano l’80%, mentre nel latte umano rappresenta il 30%. Esistono diverse frazioni di caseine: alfa(S1), alfa(S2), k, beta e gamma – il loro nome deriva dalla diversa velocità di separazione nell’elettroforesi. Oggi è possibile separare 20 frazioni di diverse caseine. Porzioni prostetiche di tali proteine sono: fosfato, calcio, magnesio, acido citrico. Quando si precipitano le proteine precipitano anche i grassi, perché precipitano anche le micelle – per questo motivo il formaggio fatto con latte intero è più grasso.

Per determinare la precipitazione delle proteine si aggiunge del caglio, che è il contenuto dello stomaco dell’animale ancora allattato – tutt’oggi mediante tecniche biotecnologiche è possibile eseguire colture starter della flora batterica gastrica dell’animale (che imitano il caglio) – tuttavia hanno la caratteristica di essere costanti ma impoveriti (quindi si possono produrre formaggi con note aromatiche meno marcate).

n  Proteine del siero: non precipitano: il latte vaccino le contiene per il 20%, mentre il 70% nel latte umano. Queste proteine derivano dal sangue ed entrano nella composizione del latte a livello della ghiandola mammaria. Beta-lattoglobulina: proteine ricca di aa solforati (poveri nelle caseine) – è la proteine più abbondante nel latte bovino, mentre è totalmente assente nel latte umano;  per questo motivo risulta essere spesso la proteina del latte a cui il bambino è allergico. Poiché il pH del bambino è ancora relativamente alto gli enzimi proteolitici non funzionano molto bene, quindi le proteina possono non essere totalmente idrolizzate determinando a livello intestinale una reazione allergica.

Altra proteina del siero è l’alfa-lattoglobulina (che rappresenta il 70% delle proteine del siero umano e quindi circa il 50% delle proteine del latte umano). Le immunoglobuline sono delle glicoproteine di peso molecolare elevato, sono in quantità maggiore nel latte umano rispetto a quello bovino – queste proteine svolgono ruolo nella protezione del neonato più che nutrizionale. BSA è un allbumina che deriva dal siero del sangue e rappresenta il 5% delle proteine del siero.

Qui troviamo diverse differenze tra latte umano e latte vaccino: il latte umano contiene una percentuale proteica intorno al 1.3%, mentre nel latte vaccino in una percentuale intorno al 3.5%.

-          Lattosio: presente per 4.6% nel latte vaccino e per il 6.6% nel latte umano. Questo zucchero è presente solamente nel latte animale. Il lattosio è l’unico zucchero disponibile nel latte – quindi non sono disponibili zuccheri complessi. Il lattosio è totalmente solubile in acqua ed ha la caratteristica di essere poco dolce (ha una dolcezza pari allo 0.4 della dolcezza del saccarosio) – questo per evitare l’imprinting organolettico del dolce, che costringerebbe da adulti a ricercare alimenti dolci. Il lattosio è uno zucchero riducente. Contenendo, il latte molta lisina, il latte può andare in contro ad imbrunimento per la Maillard. La fermentazione lattica determina irrancidimento del latte per precipitazione delle proteine, con separazione del siero – chiaramente la fermentazione lattica ha scopo anche a livello industriale.

-          Componenti minerali: latte bovino circa 0.75% e latte umano 0.23% a seguito di calcinazione. Il latte umano risulta essere più ricco in micronutrienti rispetto al latte vaccino. N.B. i micronutrienti spesso sono cofattori enzimatici, questo spiega il motivo per il quale probabilmente nel bambino l’attività enzimatica è maggiore rispetto a quella del vitello.

-          Vitamine: in teoria dovrebbero essere presenti tutte le vitamine, tuttavia le tipologie di vitamine dipende dall’alimentazione dell’animale. Alcune vitamine sono termolabili, tuttavia alcuni trattamenti termici attuali ne permettono comunque la conservazione.

-          Enzimi: trasmessi dalla madre al figlio per aiutarlo nei processi digestivi, in quanto il neonato non è in grado di digerire appieno (per quanto detto prima) – in realtà alcuni enzimi ostacolano la conservazione del latte. Il trattamento termico permette la conservazione del latte per disattivazione di enzimi che determinerebbero l’autodigestione del latte.

Il latte di coniglia ha una percentuale di acqua pari al 69%, inoltre ha una composizione lipidica del 19% (questo perché permettere la crescita rapida dei conigli). Nel latte umano abbiamo una percentuale del lattosio pari al 6.60% - il glucosio ha una funzione prettamente energetica, mentre il galattosio svolge ruolo nella formazione del SNC, quindi la presenza di alte percentuali di zucchero in alcuni animali sono spia di intelligenza (cavallo). La percentuale proteica è in linea con quella lipidica e nelle ceneri – questo spiega il motivo per il quale i coniglii crescono molto rapidamente (raddoppiano il peso in meno di una settimana).

Il latte di asina e di cavalla assomigliano molto a quello umano.

LATTE PER USO ALIMENTARE:

Il latte alimentare è quasi esclusivamente bovino. Le quote latte introdotte per evitare la sovrapproduzione di latte, riguardano il latte bovino, il latte di pecora ed il latte di bufala – mentre non riguarda il latte di capra, questo spiega il motivo per il quale il latte di capra è commercializzato in modo evidente. L’unico latte adatto a bambini intolleranti è quello di asina (in realtà anche quello di capra è poco immunogeno).

Il latte per uso alimentare viene prodotto a T=37°C a pH=7, tuttavia appena dopo la mungitura il pH tende a scendere a causa della fermentazione lattica. Il punto di congelamento è di -0.55°C; la pressione osmotica è costante ed è uguale a quella del sangue. Il latte alimentare è un alimento che non riesce ad essere quasi mai completamente sterile (tuttavia la mungitura automatica migliora la situazione). Il latte può essere sottoposto solamente a trattamento fisico e mai chimico:

-          Trattamenti blandi: sotto i 100°C – latte a breve conservazione: pastorizzazione e microfilrazione;

-          Trattamenti drastici: sopra i 100°C – latte a lunga conservazione: UHT, sterilizzazione.

PASTORIZZAZIONE:

-          Metodo originale: riscaldamento a bagnomaria a 80°C per alcuni minuti oppure a 60-65°C per 30 minuti.

-          Metodo usato effettivamente: tecnica messa in atto da Stassano, allievo di Pasteur, utilizza temperature alte a cui il latte viene portato per pochi secondi in un  macchinario che funziona in continuo con un metodo tipico dello scambiatore di calore. Questi apparecchi sono costituiti da tre nuclei: 40°C – 80°C – raffreddatore. Questo trattamento è detto HTST (High Temperature Short Time)  e comporta la distruzione di tutti i patogeni non sporigeni ed i virus – tuttavia permangono alcuni batteri lattici (abbattimento della carica batterica da 10^6 a 10^4 germi/mL), la cui presenza è anche utile. Il latte viene prima omogeneizzato. Il trattamento HTST determina l’inattivazione di molti sistemi enzimatici, con conseguente miglioramento del processo di conservazione del latte; inoltre rimangono inalterati i caratteri organolettici del prodotto.

MICROFILTRAZIONE

La microfiltrazione è un processo decisamente più recente della pastorizzazione, accettato con decreto ministeriale del 2002. Questo metodo è poco utilizzato ed è molto costoso: il latte viene scremato, quindi la panna viene pastorizzata ed il latte filtrato, poi riaggiunta per ottenere il latte intero – questo latte contiene enzimi che possono autodigerirlo.

UHT – Ultra High Temperature:

-          UHT indiretto: pastorizzatore modificato, che fa passare vapore d’acqua a 100°C anziché acqua a 80°C;

-          UHT diretto: è la tecnica più moderna e tutt’oggi più utilizzata. Il latte viene mescolato in un iniettore in un recipiente preriscaldato sottopressione, quindi il tutto viene convogliato in una camera di espansione, ove il latte si libera del vapore per espansione di quest’ultimo contro il vuoto – il tutto viene eseguito a T alta per evitare condensazione del vapore e quindi diluizione del prodotto. Operare sottovuoto permette di eliminare anche odori che possono essersi prodotti durante il trattamento.

STERILIZZAZIONE IN AUTOCLAVE: non più utilizzato a causa di cattive caratteristiche organolettiche e nutrizionali.

Come per l’olio tutti i trattamenti eseguiti non possono nulla se il latte è di cattiva qualità – quindi deve essere correttamente munto e trasportato.

04/05/2012

Le normative tutt’oggi adottate dallo stato italiano sono normative europee che: 

-          definiscono estremamente bene le qualità del latte crudo;

-          definiscono le denominazioni del latte posto in commercio;

-          definiscono le analisi necessarie al fine di certificare la qualità del latte;

-          definiscono le norme igieniche;

-          definiscono le norme di stoccaggio e di trasporto.

E’ necessario tenere di conto la salute dell’animale da cui deriva il latte – le epidemie in campo animali sono estremamente probabili. Malattie sono quelle dell’apparato gastroenterico, apparato genitale, tubercolosi, malattie della mammella e brucellosi. Il latte dopo al massimo due ore dalla mungitura deve essere raffreddato a +8°C, mentre per raccolte non quotidiane deve essere portato a +6°C.

Gli antibiotici vengono dati agli animali di allevamento per evitare la diffusione di epidemie, tuttavia l’uso prolungato di antibiotici determina problematiche ambientali. Spesso l’agricoltore è tentato di somministrare antibiotici al ruminante perché in questo modo è possibile apportare modifiche alla flora batterica residente nel rumine in modo tale da esaltare i processi digestivi – l’animale aumenta di peso e produce più latte. Tuttavia la presenza di antibiotici nel latte alimentare può determinare l’insorgenza di resistenza nel consumatore abituale di latte.

Il latte pastorizzato è completamente privo di germi e la fosfatasi deve essere assente – la fosfatasi è l’enzima del latte più termolabile, quindi la sua assenza è sintomo di efficiente processo conservativo.

In Italia esistono tre tipi di latte pastorizzato:

-          pastorizzato: la perossidasi, l’enzima più stabile ai trattamenti termici, può essere anche negativa – la negatività è indice di trattamento termico prolungato, utilizzato magari poiché la qualità del latte non era ottima in origine. Le proteine del siero, che sono quelle più termolabili, devono essere in una percentuale maggiore e uguale dell’11%;

-          fresco: perossidasi positiva;

-          fresco alta qualità: il latte ad alta qualità è prodotto solo da stalle certificate mediante decreto ministeriale. Perossidasi positiva.

Il latte UHT deve avere caratteristiche organolettiche normali a seguito di sterilizazione.

Il latte pastorizzato può essere conservato per 6 giorni – mentre il latte microfiltrato ha data la data di scadenza 10gg a partire dal giorno successivo al trattamento.

Quindi l’ordine di qualità del latte è:

-          latte fresco (perché munto in condizioni ottimali);

-          latte pastorizzato:

n  latte pastorizzato fresco Alta Qualità;

n  latte pastorizzato fresco;

n  latte pastorizzato;

-          latte UHT diretto;

-          latte UHT indiretto;

-          latte sterilizzato in autoclave.

Diversi tipi di denominazioni in relazione alla scadenza:

-          a breve conservazione: pastorizzato (6gg);

-          a media conservazione: UHT;

-          a lunga conservazione: sterilizzato in bottiglia (180gg);

-          UHT da conservare in grigorifero (consumare entro un mese anche se la scadenza è di 3 mesi).

CENTRALI DEL LATTE:

Un tempo erano di carattere municipale, oggi sono per lo più private.  All’interno di questi stabilimenti si hanno differenti processi:

-          Controlli;

-          Trattamenti termici;

-          Omogeneizzazioni;

-          Confezionato: i contenitori sono disinfettati in acqua ossigenata.

Tali impianti, come tutti quelli di produzione alimentari devono essere estremamente puliti – per evitare la formazione di depositi si procede con produzioni in continuo che vengono fermate solo una volta a settimana per la pulitura generale.

ANALISI DEL LATTE:

Le analisi su questo alimento vengono effettuati al fine di valutare la genuinità del prodotto secondo quanto stabilisce la legge.

Il residuo secco contiene tutti i principi alimenti solidi ottenuti dopo evaporazione in una capsula – se dal residuo secco vengono tolti i grassi (parte variabile in relazione al tipo di latte) si parla di residuo magro.

Nel latte non sono ammessi additivi di alcun genere – il latte è probabilmente l’alimento più protetto!

Esistono valori di grasso (tra scremato e parzialmente scremato) per i quali il latte non può essere venduoi. Per il legislatore il latte depauperato di alcuni grassi è impoverito di un suo componente e quindi deve necessariamente essere venduto a prezzo minore rispetto a quello intero.

L’annacquamento del latte è illegale ma spesso se fatto bene può non essere rilevato.

La composizione dei lipidi può essere resa meno satura somministrando mangimi ricchi di grassi insaturi

Il prelievo del campione deve, chiaramente, riflettere la composizione media del lotto – quindi bisogna prestare massima attenzione al latte crudo non omogeneizzato!

La prova sudiciometrica per mezzo di filtro permette di valutare se si sono formati depositi nel processo produttivo e se è entrata accidentalmente qualche particella (filtrabile).

I batteri lattici hanno potere riducente: la resazzurina nella forma ossidata è blu, tale indicatore riducendosi vira al rosa e, se il potere riducente è alto, vira all’incolore. Il latte è di ottima qualità se l’indicatore rimane blu.

Esistono particolari densimetri che permettono di valutare la densità del latte – es. lattodensimetro di Quevenne (sulla scala graduata si legge il decimale della densità).

La determinazione del grasso può essere effettuata mediante l’utilizzo del soxlet oppure utilizzando il butirrimetro di Gerber.

Fleiscmann ha trovato la dipendenza del peso secco totale dal peso specifico totale e le percentuali di grasso – se i valori trovati sono irregolari si procede alla misura sperimentale.

La determinazione dell’indice crioscopico viene eseguita utilizzando termometri speciali che permettono, appunto, di valutare l’abbassamento crioscopico.

RICONOSCIMENTO DEI DIVERSI TRATTAMENTI TERMICI:

-          Enzimi termolabili:

Fosfatasi, che deve essere negativa in tutti i latti con l’unica eccezione del latte crudo.

La perossidasi nella maggio parte dei casi del latte pastorizzato è positiva, mentre è sempre negativa nel latte UHT (in questo latte non deve essere più presenta attività enzimatica);

-          Proteine del siero;

-          Prodotti neoformati a seguito di trattamenti termici drastici:

n  Lattulosio: deriva dal lattosio per trattamento termico, che induce la trasformazione del glucosio in fruttosio. Il lattulosio ha caratteristiche marcatamente lassative. Si forma in proporzione al carico termico subito dal latte. Qui si osserva che l’UHT indiretto è più pesante rispetto all’UHT diretto.

n  Furanosina: si forma per interazione tra un residuo di glucosio con la catena laterale della lisina – reazione di glicosilazione. Questo test viene utilizzato per distinguere il latte in polvere – metodo per conservare il latte che prevede l’evaporazione. Il latte in polvere non può essere utilizzato per la produzione di latte da bere, formaggi e yogurt. In Italia ed in Francia lo yogurt non può essere fatto con latte in polvere – la crema di yogurt (nome di fantasia) si. Generalmente lo Yogurt viene fatto con UHT.

La liofilizzazione comporta prima il raffreddamento a -80°C e l’evaporazione dell’acqua in questo stato per mezzo di stottovuoto – costi alti. Il reingresso di acqua (nei pori) è molto favorita.

Industrialmente si utilizzano per la liofilizzazione:

-          Spray drying: le gocciline a contatto con l’aria calda sono ben a contatto e l’acqua evapora subito. Latte si riesce a rigenerare molto facilmente (ma non bene come la liofilizzazione) – così viene fatto il latte per bambini.

-          Roller drying: metodo più economico col quale viene prodotto latte in polvere ad uso pasticceria: la cappa aspirante determina eliminazione di umidità. La polvere che si ottiene è poco igroscopica. Dal punto di vista nutrizionale lo perde.