Oli e grassi, alimenti di origine animale

Alimenti di origine animale, oli e grassi

Esame e moduli

Esame scritto con 5/3 domande aperte da 6 punti l'una, altrimenti COVID=esame orale. 2 MODULI di esame.

Oli e grassi: generalità, proprietà, mercato

I grassi sono una fonte di energia (9 kcal/g). Dal punto di vista organolettico assolvono importanti funzioni biologiche:

• Forniscono acidi grassi essenziali precursori di importanti ormoni (prostaglandine).
• Sono importanti costituenti delle membrane cellulari.
• Entrano nel meccanismo di regolazione del colesterolo ematico.

Sono il veicolo di importanti vitamine liposolubili (A, D, E, K) rendono i cibi più appetibili, contribuiscono alla sensazione di sazietà, contribuiscono alla struttura dei cibi, veicolano aromi liposolubili. Sono importanti strutturanti degli alimenti, ad esempio nelle creme vanno a regolare la spalmabilità. Conferiscono importanti caratteristiche per quanto riguarda la consistenza degli alimenti stessi. Sono stati studiati dei sostituti dei grassi ed oggi si considerano molto gli addensanti che legano l'acqua di origine carboidratica, ad esempio l'amido.

L'olio a temperatura ambiente è liquido mentre un grasso a temperatura ambiente è solido. Esistono oli di origine animale e grassi di origine vegetale, non è univoco. La maggioranza dei prodotti di origine animale è solida, mentre la maggioranza dei prodotti di origine vegetale è liquida. Tra i grassi animali è possibile individuare l'olio di pesce che è liquido, mentre l'olio di palma e il burro di cacao sono grassi solidi, e questo è dovuto alla capacità di dare forma a diverse strutture cristalline.

I grassi di origine animale sono oggi prodotti abbandonati dal punto di vista produttivo, vengono utilizzati più in ambito domestico, perché i prodotti di origine animale danno delle problematiche dal punto di vista nutritivo. La palma, insieme alla soia, copre il 50% di produzione mondiale di oli e grassi. La FEDIOL è la federazione europea che rappresenta tutte le industrie che si trovano in Europa che producono oli di origine vegetale e farine proteiche.

Produzione di olio e farine proteiche

Cosa c'entrano le farine proteiche con la produzione dell'olio di origine vegetale? Quando si prendono i vari semi, essi vengono preparati e poi si fa un'estrazione che può essere eseguita in vari modi, da questo deriva un residuo che si chiama 'cake', questa cake è ricchissima di proteine ed è destinata al settore della mangimistica.

Dal punto di vista della genetica si può dire che spesso sono state usate delle comuni tecniche di incrocio o selezione per ottenere delle piante che resistano ai pesticidi, che non subiscano una variazione nella composizione in seguito a fattori agroclimatici, cioè, da molte piante si estrae un olio che ha composizione diverse in acidi grassi rispetto alla latitudine dove cresce la pianta stessa, questo ne determina una diversa stabilità. Olio di girasole ad alto tenore di acido oleico - durante il periodo della Guerra Fredda qualcuno pensa che le radiazioni gamma che venivano studiate potessero essere utilizzate sulle piante per modi carne alcune caratteristiche: un comune girasole che produce olio ad alto tenore di linoleico, tramite le radiazioni, può essere trasformato in un girasole che produce olio ad alto tenore di oleico. Questo processo si chiama mutagenesi.

Proprietà chimico-fisiche delle sostanze grasse

Nella frazione di natura nongliceridica sono presenti quelli che vengono chiamati 'componenti minori' e possono avere un impatto molto importante sia a livello nutrizionale che a livello di sicurezza alimentare, soprattutto per quanto riguarda le frodi alimentari. La frazione di natura gliceridica è quella più importante, le molecole sono soprattutto trigliceridi ma esistono anche mono e digliceridi, sono pochi ma sono molto importanti soprattutto se si parla di oli che derivano dai frutti. Il di e il monogliceride è un prodotto di idrolisi dell'olio, vuol dire che di forma grazie all'acqua presente nel nostro prodotto e quindi agli enzimi di idrolisi, questo succede quando l'alimento viene conservato male. Il di e monogliceride sono importanti anche perché sono degli additivi importantissimi ed utilizzatissimi nell'industria alimentare perché funzionano come emulsionanti.

L'acidità libera dell'olio è attribuibile agli acidi grassi se sono acidi che si staccano dai trigliceridi per effetto dell'acqua e determinano un deterioramento del prodotto stesso. L'acidità è un parametro legale importantissimo perché è sull'acidità che è basata la distinzione delle diverse categorie commerciali degli oli ricavati dall'oliva. In tutti gli oli l'acido maggiormente presente è l'oleico (C18.1) insieme al linoleico C18.2.

Oltre alla composizione in acidi grassi esistono altre proprietà molto importanti che distinguono gli oli: colore, acqua, stabilità ossidativa. Il numero di iodio è un parametro molto importante, è un numero che indica quanto è insaturo un olio, cioè, maggiore è la sua presenza e maggiore è l'insaturazione dell'olio stesso.

Indice di stabilità dell'olio

La stabilità di un olio viene misurata con degli indici che prevedono un saggio di misurazione quando l'olio è sotto stress. In pratica si tratta di un'apparecchiatura in cui grassi, oli, miscele ecc. vengono sottoposti ad un riscaldamento accelerato in presenza di O2. Il tempo di induzione è un parametro che indica il tempo di resistenza dell'olio o del grasso a quelle condizioni. Più il tempo è breve, meno l'olio è stabile. Un'altra proprietà fondamentale è il ruolo strutturante dei grassi, cioè il polimorfismo dei grassi e degli oli. È la possibilità di grassi ed oli di assumere diverse forme cristalline che a loro volta hanno una diversa stabilità e vengono assunte a seconda delle condizioni esterne quali umidità e temperatura. In generale le forme cristalline sono 3: α, β' e β. La stabilità aumenta passando da α a β', che è la più stabile.

Oltre alla differenza di stabilità, c'è la differenza proprio di forma dei cristalli: i cristalli α sono dei cristalli che somigliano a nastri trasparenti ed hanno una dimensione di circa 5 micron e sono molto fragili. I cristalli di β' sono molto sottili e delicati a forma di ago e misurano circa 1 micron. Essendo molto piccoli si può dedurre che la superficie di contatto sia molta e questo ne determina un impaccamento in una struttura molto densa formando una rete nella quale possano rimanere bloccati altri componenti, soprattutto componenti di forma liquida quali H₂O o componente grassa che non forma cristalli nelle condizioni di conservazione del prodotto. Un olio di pesce non cristallizzerà mai a meno che non si arrivino a temperature abissalmente fredde. La forma β' è la più importante nell'industria alimentare anche se non è la più stabile perché in relazione a questa forma ci sono tutte le proprietà dei grassi negli alimenti: addensanti, lavorabilità degli impasti, estensibilità e elasticità ecc. La forma più stabile è la β, che è formata da cristalli molto grandi e grossolani, 100 micron, e sono granulosi, quindi vengono avvertiti dal consumatore.

Come il cristallo di grasso influenza queste proprietà?

I cristalli β' danno degli impasti molto plastici. I cristalli piccoli e a forma di ago formano anche una rete come quella del glutine che ha capacità areanti e trattiene i gas.

Il burro di cacao

È un caso particolare perché può cristallizzare addirittura in 6 strutture differenti, ma solo una, chiamata 'forma V' o β₂, è quella che fornisce al cioccolato la lucentezza, la rigidità, e la capacità di sciogliersi in bocca avendo una temperatura di fusione di poco inferiore alla temperatura corporea. Le sei forme cristalline hanno tutte temperature di fusione diverse e il cioccolato solidifica in una di queste forme a seconda di come viene trattato.

Il fatto che esistano diverse forme cristalline è anche un problema nel cioccolato, perché a volte il burro di cacao può affiorare. I grassi tendono naturalmente a prendere la forma cristallina più stabile che normalmente è anche quella che dà i cristalli più grandi. I cristalli affiorano in superficie e si forma una patina grigia/biancastra che prende il nome di FAT BLOOM. Questo affioramento è dovuto ad uno scorretto processo di temperaggio o procedure di raffreddamento inadeguate o una conservazione a temperature molto elevate, cioè, tutto quello che fa sciogliere i cristalli e li fa riformare.

FIORITURA: Solubilizzazione particelle di saccarosio, cristalli che si riformano con dimensioni maggiori. Cristalli che si sciolgono in acqua e poi si riformano in condizioni di umidità relativa più bassa rispetto alla precedente in dimensioni più grandi e quindi visibili ad occhio umano. Questo è attribuibile a condizione di conservazione errate ma soprattutto in relazione all'umidità relativa: più è alta, maggiore sarà la fioritura del saccarosio, questo si riflette sull'aspetto del cioccolato tramite delle macchie bianche.

Come evitare queste problematiche?

All'interno delle industrie si utilizza la miscelazione del burro di cacao con dei grassi compatibili che hanno l'effetto ANTI-BLOOM. La direttiva comunitaria stabilisce che si possono utilizzare dei grassi in sostituzione al burro di cacao, questi sostituti costano meno del burro di cacao, ad esempio palma o olio di cocco.

Proprietà tecnologiche dei grassi nei prodotti da forno

• Aerazione degli impasti.
• Azione plasticizzante (lavorabilità impasti).
• Ritenzione dei gas nella maglia glutinica.
• Aumento T di gelatinizzazione amido (aumento di volume si arresta a gelatinizzazione completa, lipidi ritardano).
• Natura tensioattiva che li interpone all’interfaccia aria/acqua (fase gassosa/impasto), meglio se gruppi fosforici e acidi grassi a corta catena (6 C).
• Crea stabilità all'interno dell'impasto facendo sì che le bollicine di gas vengano distribuite meglio - questa proprietà è molto spiccata negli acidi grassi a catena corta.
• Scelta: grasso solido ha maggiore tensioattività (burro, grassi idrogenati β', per miglior tensioattività rispetto ad oli, formazione cristalli β', proprietà plasticizzanti).
• Azione anti-raffermimento - complessi lipide-amilosio insolubili in acqua e tenuti insieme da interazioni idrofobiche, l'amilosio intrappola catene alifatiche, meglio catene lunghe e grassi insaturi che formano pellicola insolubile su granuli di amido (previene gelatinizzazione, retrogradazione e quindi raffermimento).
• Azione lubrificante.
• Miglioramento proprietà sensoriali.

Se all'impasto si vuole dare plasticità, ritenzione di gas e l'aerazione è molto importante avere i cristalli B1 che formano una rete. Se si parla in particolare di ritenzione dei gas della maglia glutinica in primis, i grassi riescono a trattenere i gas all'interno della maglia glutinica. Bisogna scegliere dei grassi che cristallizzano in forma B1 (es. grassi idrogenati) che vanno a formare una rete avendo molti punti di contatto, inoltre, hanno un'azione plasticizzante (resistono meglio all'azione dell'impastatrice e rendono l'impasto più lavorabile) di solito si scelgono i grassi solidi.

I grassi aumentano la temperatura di gelatinizzazione dell'amido ritardano la gelatinizzazione dell'amido. Questo avviene perché formano una pellicola impermeabile all'acqua che rende più faticoso l'assorbimento di H₂O da parte dell'amido. Questo fa' anche sì che ci sia una maggiore ritenzione di gas all'interno della maglia glutinica.

Criteri di scelta delle sostanze grasse per prodotti da forno

• Stabilità: prodotto stabile. Quando si fanno prodotti da forno con delle farciture ci può essere una migrazione di umidità dalla farcitura all'esterno e questo determina un inumidimento della parte che dovrebbe essere secca e rende il prodotto maggiormente deperibile perché il prodotto può essere colpito da problematiche igienico-sanitarie dovute a contaminazione. Uno dei motivi per cui si utilizzano creme anidre (con poca acqua) per questo prodotto è proprio questo. Ogni farcitura che contiene più grassi rende stabile il prodotto perché inibisce la migrazione d'acqua. Inoltre, i grassi che formano catene con l'amilosio rallentano il raffermimento del prodotto. Se si mette molto grasso in un alimento, però, bisogna stare attenti alle reazioni di ossidazione e quindi bisogna selezionare grassi più resistenti all'ossidazione, ad esempio saturi, oppure si utilizzano degli antiossidanti oppure si preferiscono oli di origine vegetale perché più ricco di molecole antiossidati rispetto ad un animale, oppure, per prodotti fritti o prefritti, si utilizza un olio o un grasso con un punto di fumo più alto.
• Reologia: consistenza idonea. Se si fanno impasti fluidi che vanno colati negli stampi bisogna utilizzare oli o grassi che rendano particolarmente fluido l'impasto e che quindi sono di partenza fluidi oppure che si fondano parzialmente durante la fase di impastamento. Se si vuole un impasto tenace (per estruso) si utilizzano concentrazioni piuttosto elevate di un grasso solido. Se si vuole avere un elevato volume dell'impasto bisogna scegliere un grasso solido contenente cristalli di piccole dimensioni (B1) avendo anche una miglior plasticità dell'impasto.
• Esigenze nutrizionali: La prima cosa da fare è quella di abbassare il contenuto di grassi se si vuole stare attenti alle esigenze nutrizionali, questo non è sempre possibile e lo si fa con molta difficoltà e, in alcuni casi, diventa molto difficile, ad esempio prodotti senza glutine. Nei prodotti senza glutine i grassi hanno un ruolo importantissimo avendo delle proprietà emulsionanti e tenendo meglio quella che è la parte proteica che viene comunque introdotta dall'utilizzo di farine gluten-free e dall'altra parte si usano gli addensanti proprio per la mancanza del glutine (idrocolloidi) - i grassi si mettono tra amidi e proteine. Bisogna scartare i grassi di origine animale perché potrebbero portare a problematiche dovute al loro contenuto di colesterolo, di acidi grassi trans e al contenuto di acidi grassi saturi. Il vegetale d'altro canto crea problemi per il possibile uso di OGM per l'ottenimento della parte oleosa oppure i prodotti di origine vegetale possono essere idrogenati, tramite una trasformazione di tipo chimico creando acidi grassi TRANS che sono un problema molto grave nella dieta soprattutto dei paesi che non si affacciano sul Mediterraneo.
• Proprietà sensoriali: Per la croccantezza si possono selezionare degli oli, ad esempio olio di arachide, mentre per morbidezza e sofficità si utilizzano grassi con alto punto di fusione.

Questi criteri di scelta devono essere applicati a quello che si ha in commercio. Il burro può essere sostituito dallo strutto che però oggi non viene più utilizzato per le esigenze nutrizionali varie e quindi il burro viene sostituito da grassi vegetali idrogenati (margarine).

Settore della trasformazione chimica e fisica degli oli e dei grassi

Margarine: emulsione di acqua in olio, importantissime a livello industriale e all'estero.

Shortenings: Non fa parte della nostra cultura, sono delle micelle di grassi di origine vegetale ed animale oppure di sola vegetale, essi sono grassi anidri (non sono in emulsione come la margarina). Hanno una consistenza varia, somiglia alla margarina ma a differenza di questa NON contengono acqua. Sono stati inventati alla fine del 1800 negli USA ed hanno preso piede nel mondo anglosassone. Sia per le margarine che per gli shortenings e sia alla base di tutto il mondo dei grassi si trovano determinate basi quali trasformazioni chimico-fisiche, alcune note da tantissimo tempo, ad esempio idrogenazione che è una reazione che serve ad aumentare il grado di saturazione dei grassi - si trasforma un olio liquido in un grasso solido. È questo il caso delle margarine. È una cosa che si fa a livello industriale ed è una reazione che ha bisogno di un catalizzatore biologico perché altrimenti procede con estrema lentezza. Un altro motivo per il quale si fa l'idrogenazione è l'aumento della stabilità all'ossidazione per mantenimento dell'accettabilità organolettica per periodi lunghi - si fa ad esempio per l'olio di soia che è molto insaturo.