Tecnologia e qualità degli alimenti

Tecnologia e Qualit dei Cereali e dei Prodotti Derivati (2020/2021)

Perché approfondire le conoscenze relative al settore dei cereali?

Il settore dei cereali è tradizionale, ma ha saputo evolversi nel tempo rispondendo alle esigenze di

mercato, alle richieste dei consumatori, etc.

I cereali sono la fonte della metà del nostro consumo di alimenti e proteine.

La produzione annuale di tutti i cereali a livello mondiale è di 1 kg di cerali per persona al giorno.

Non tutta la produzione di cereali però è destinata al consumo umano: una grande parte è

destinata all’alimentazione animale, una alla produzione di bioetanolo (etanolo prodotto dalla

fermentazione di biomasse, es. il mais) e una grande parte viene persa (poiché già una parte del

cereale in campo viene attaccato da insetti, roditori e malattie e poi ci sono tutte le perdite

successive). Questo stimola la discussione verso quello che è il contributo del settore dei cereali

nel rispondere agli obiettivi dello sviluppo sostenibile.

In Italia si stima che il consumo di pasta per persona annuale sia di 25 kg e di pane sia 45 kg.

Questo si traduce in un settore orido in termini di numero, di fatturato, di produzione, di molini, di

pasti ci e aziende produttrici di prodotti da forno.

I cereali fanno parte della nostra alimentazione ed

doppia

hanno un ruolo importante nella

piramide: nella piramide alimentare si trovano

alla base e nella piramide ambientale hanno un

ruolo importante (hanno un medio/basso impatto

ambientale).

Sostenibilità

Obiettivi dello sviluppo sostenibile

I cereali giocano un ruolo importante nella lotta contro la fame, nel risolvere i problemi della food

security (assicurare il cibo per tutti, migliorarlo dal punto di vista nutrizionale e promuovere

un’agricoltura sostenibile), nel limitare gli e etti del cambiamento climatico, nel promuovere il

benessere dei consumatori.

Sebbene le tecnologie di produzione degli alimenti di base (es. pane, pasta) siano ben note e

consolidate da molti anni, vi sono ancora importanti s de da vincere e fenomeni da comprendere.

Quali sono le principali s de che il settore deve a rontare?

⇨ I cereali sono alla base della nostra alimentazione, quindi il settore si deve innovare per

rispondere a nuove esigenze come quella di soddisfare le richieste di particolari popolazioni (es.

soggetti celiaci, soggetti diabetici, etc.), questo si traduce nel ricercare nuove formulazioni,

rivedere delle formulazioni, proporre nuove tecnologie per la produzione di alimenti con target dal

punto di vista nutrizionale.

⇨ Qualità del frumento → nonostante la qualità del frumento sia stata oggetto di numerosi studi,

la de nizione e valutazione della qualità rimane un hot-topic. Esistono diverse varietà di frumento

e diversi prodotti alimentari con caratteristiche diverse e preparati utilizzando cereali con

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speci che caratteristiche qualitative. La qualità del frumento dipende dalla varietà, dall’anno di

coltivazione (quindi dalle condizioni climatiche), dal luogo di coltivazione, quindi la qualità del

frumento cambia continuamente, è qualcosa di complesso. Questa complessità è dovuta anche

biodiversità.

al discorso di Le cariossidi di di erenti cereali sono diverse per forma, dimensione e

colore (ci sono di erenze anche a livello compositivo). Il genoma del frumento è tra i più

complessi nel regno vegetale (anche più complesso del genoma umano).

⇨ Sostenibilità → i cereali contribuiscono alla creazione e al mantenimento di un sistema

sostenibile. Le pratiche agronomiche utilizzate e i cambiamenti climatici hanno un impatto sulla

qualità dei cereali. Necessità di «esplorare» l’impiego di cereali diversi dal frumento con un minore

impatto ambientale, come il sorgo, i cereali perenni, i grani antichi. Necessità di riutilizzare i

sottoprodotti della lavorazione dei cereali, per esempio, si vogliono recuperare i sottoprodotti

della macinazione e riutilizzarli in un prodotto come il pane, con un duplice e etto positivo: da una

parte si sta dando seconda vita ad un prodotto che è la crusca (considerato un sottoprodotto

della macinazione) e questa ha un alto valore nutrizionale (ricco in bra e proteine solubili).

⇨ Produrre alimenti ad alto valore nutrizionale → da qui la necessità di ricercare nuove

formulazioni e nuovi processi tecnologici per produrre alimenti con determinati target (es.

riduzione di contenuto di zuccheri nei biscotti, pasta di legumi, etc.).

⇨ Soddisfare particolari richieste del consumatore → ad esempio produzione di alimenti con

«etichetta pulita», escludendo l’impiego di additivi; ritorno alle tecnologie utilizzate in passato in

un’ottica industriale (senza perdere di vista il mantenimento/standardizzazione della qualità del

prodotto nito). Temi attuali: la macinazione a pietra, la lievitazione mediante madre acida,

l’utilizzo di cereali germinati.

Altre motivazioni per le quali si approfondiscono le conoscenze relative al settore

dei cereali molti

Ci sono molte a ermazioni dei media sui cereali e

dei miti sui cibi a base di cereali devono essere sfatati,

per fare ciò si devono conoscere i cereali. 2

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Si approfondiscono le conoscenze sui cereali anche per rispondere alle domande: i grani antichi

sono meglio? È tutta colpa del glutine? Il made in Italy è meglio?

La liera dei cereali ow-

La liera dei cereali può essere rappresentata in diversi modi, quello nell’immagine è un

sheet lineare e mostra i diversi attori della catena:

• breeder

i (coloro che fanno selezione genetica) studiano i caratteri che deve avere il cereale

per soddisfare alcune richieste degli agricoltori. Spesso le richieste degli agricoltori

riguardano la resistenza alle malattie e una elevata resa;

• agricola

la gestione dell'azienda è progettata per ottimizzare la resa e la qualità del grano,

sebbene alcuni aspetti dell'ambiente di crescita possano essere al di fuori del controllo del

coltivatore;

• molini

i hanno indici di qualità di erenti, che riguardano principalmente la quantità e qualità

del glutine;

• la fase successiva della lavorazione copre una vasta gamma di possibilità, date le numerose

specie di cereali e la grande varietà di lavorazioni possibili;

• consumatore

l’enfasi è sul come persona ultima per determinare la qualità del prodotto

decidendo quali prodotti acquistare.

Pertanto, c'è un feedback lungo la catena del grano in base alla qualità del prodotto o intermedio

fornito dalla persona precedente nella catena. formato a cerchio

Un altro modo per rappresentare i principali «attori» del settore dei cereali è un

enfatizza la funzione di feedback,

che principalmente la comunicazione dal consumatore al

selezionatore, che deve produrre varietà con tratti di qualità che si adattano ai prodotti di

consumo speci ci. 3

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I diversi attori della liera hanno diversi punti di vista:

• dal coltivatore al selezionatore ("Ho bisogno di varietà resistenti alle malattie e ad alto

rendimento”);

• dall'operatore della riseria al coltivatore ("Ho bisogno di chicchi di riso che macinano bene

con un minimo di chicchi rotti”);

• dal maltaio al coltivatore ("Ho bisogno di orzo che germina in modo uniforme”);

• dal produttore di hummus al coltivatore o commerciante di cereali ("Ho bisogno di un buon

chicco di ceci per fare il mio hummus”);

• dal mugnaio al coltivatore ("Ho bisogno di grano pulito che dia un'elevata resa in farina”);

• dal fornaio al mugnaio ("Ho bisogno di farina che formi un impasto forte estensibile che fa

buon pane”);

• dal rivenditore al trasformatore ("Ho bisogno di prodotti che siano attraenti, che abbiano un

buon sapore e che si vendano bene”). 4

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I cereali cereale

Dal dizionario della LINGUA ITALIANA DEVOTO – OLI: agg. e s.m. Pianta c., o più com.

cereale sost. masch., ogni pianta erbacea delle Graminacee che produce frutti dai quali si ottiene

cerealis

farina; estens., il frutto già raccolto (dal latino “attinente alla dea Cerere”).

CEREALI grani alimentari di piante,

Lo standard interazione ISO/DIS 5527 de nisce i come:

generalmente coltivate, appartenenti alla famiglia delle Graminacee.

GLI OTTO PRINCIPALI CEREALI

frumento

1. o grano (wheat; blé);

riso

2. (rice; riz);

mais

3. (corn/maize; maïs);

orzo

4. (barley; orge);

avena

5. (oat; avoine); Corse Grains (FAO)

segale

6. (rye; seigle);

miglio

7. (millet; millet);

sorgo

8. (sorghum; sorgho). CORSE GRAINS comprende

Ci sono alcuni documenti della FAO in cui si trova il termine che

tutti i cereali ad eccezione del frumento e del riso. Quindi tutte le statistiche che fornisce la

FAO in termini di produzione, produttività annua, destinazione di uso del cereale (alimentazione

umana, alimentazione animale, etc.) sono fatte su frumento, riso e corse grains (in cui il peso

maggiore a livello quantitativo è dato dal mais).

CEREALI "ANTICHI"

• Farro, Monococco;

→

frumenti “vestiti"

• il caso del Kamut e del Senatore Cappelli.

CEREALI PIGMENTATI

• riso nero;

• mais blu;

• purple wheat.

Questi cereali stanno riscontrando interesse perché la colorazione dell’endosperma (parte interna)

o delle parti più esterne è dovuta alla presenza di alcuni composti pigmentati, solitamente con un

interessante potere antiossidante.

CEREALI TIPICI DI PARTICOLARI REGIONI AFRICANE

• Te ; Cereali senza glutine

• Fonio. 5

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CEREALI DERIVANTI DA SELEZIONE TRA SPECIE DIVERSE

triticale tritordeum

Il e il sono ibridi creati dall’uomo:

il triticale è stato ottenuto da grano e segale. Il

tritordeum è stato ottenuto da grano e orzo.

Tritordeum Triticale

PESUDOCEREALI

PSEUDOCEREALI piante non

è un termine non botanico entrato nell'uso per indicare le

monocotiledoni ma dicotiledoni, che

(come le Graminaceae considerate i "veri" cereali),

producono semi, i quali macinati danno una farina utilizzata per farne pane e altri alimenti.

non contengono glutine.

Gli pseudocereali grano saraceno esculentum),

Sono pseudocereali il (Fagopyrum l’amaranto (Amaranthus

quinoa

hypochondriacus), quinoa).

la (Chenopodium

Gli pseudocereali ricordano i cereali: nei componenti del seme (non cariosside perché non sono

cereali), in come sono consumati (possono essere consumati sotto forma di seme, possono

essere trasformati in farina ed essere utilizzati nelle formulazioni dei prodotti più comuni).

Un esempio di prodotto arricchito in pseudocereali sono i pizzoccheri che contengono grano

saraceno per il 25-30% al massimo poiché ha un sapore molto amaro. Tendenzialmente quando

si vuole arricchire un prodotto con grano saraceno, con bra, con crusca, etc., non si può

aggiungerne in quantità elevata, solitamente la soglia è rappresentata dal 20-30%. Questa

percentuale rappresenta un buon compromesso: dal punto di vista nutrizionale, poiché a volte

non ha senso aggiungere il 5% di grano saraceno in una formulazione dato che il vantaggio dal

punto di vista nutrizionale è limitato, dal punto di vista tecnologico poiché non si può produrre una

pasta solo con grano saraceno dato che si hanno problemi strutturali (non rimane insieme) e dal

punto di vista sensoriale (ha un sapore troppo forte, amaro).

Caratteristiche positive dei cereali

• Elevata produttività grande adattabilità alle

(relativo, varia in base al tipo di cereale) e

diverse condizioni geo-climatiche (climatiche, ambientali, del terreno).

• Prolungata conservabilità (i cereali sono raccolti una sola volta in un anno, eccezionalmente

due, e si devono conservare sino al nuovo raccolto). L’elevata conservabilità si mantiene se si

conservano le cariossidi, non se si macinano.

• Elevata attitudine alla trasformazione in numerosi prodotti a seconda delle abitudini

alimentari (soprattutto per frumento).

• Ottima fonte di energia a causa dell’elevato contenuto in amido (si ritrovano nel regime

alimentare di tutte le popolazioni al mondo).

• Interessante e poco costosa fonte di proteine (ne contengono circa il 10%).

• Interessante e poco costosa fonte di sostanze minerali e di vitamine (soprattutto del

gruppo B). 6

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• Presenza di numerosi composti bioattivi ( bra, antiossidanti, etc.), sempre se si parla del

cereale nella sua interezza oppure se si parla di sfarinato integrale.

Criticità correlate ai cereali

• variazioni produttività qualità

Prodotto biologico soggetto a in termini di e di in funzione

dell'annata (clima, piovosità, etc.).

• proteine a basso valore biologico

Contengono (la lisina è l’amminoacido limitante).

• problemi di conservabilità

Mostrano dei in alcuni climi.

• Conservabilità limitata se il cereale è macinato (irrancidimento lipidi).

• di coltà nel de nire la qualità

Grande in funzione dello speci co utilizzo del cereale.

• Prezzi variabili (domanda/o erta).

Produzione, distribuzione e consumo dei cereali

La tabella riporta la super cie destinata alla coltivazione dei principali otto cereali, la loro resa

(quanto si produce per ogni ettaro di terreno) e la loro produzione totale.

mais frumento

Il ha la resa maggiore ed è il cereale più prodotto. Il è il cereale più coltivato

perché gli è destinata una grande super cie di coltivazione.

Il gra co mostra come nel corso degli anni, applicando tecniche agronomiche, si è cercato di

aumentare sempre di più la resa dei tre principali cereali (mais, riso e frumento). La resa degli

sorgo miglio

altri cereali e pseudocereali è rimasta costante nel tempo. La resa del (sorgum) e del

(millet) è tra le più basse, ma hanno delle interessanti caratteristiche per cui vale la pena investire

su questi cereali. 7

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Questo gra co mostra la produzione dei diversi cereali nei paesi in via di sviluppo e nei paesi

sviluppati. In generale, la destinazione d’uso dei cereali nei paesi in via di sviluppo e sviluppati è

di erente.

La di usione dei cereali è stata favorita dall’ottimizzazione delle pratiche agronomiche. Le prime

pratiche (.ca 1650) proponevano rotazione colturale con altri cereali e/o piante azoto- ssatori.

Nel 1840 impiego di fertilizzanti chimici.

Nel 1960 green revolution con selezione genetica delle migliori varietà.

I cereali nascono dalla mezzaluna fertile e poi si sono di usi ovunque. La loro di usione è tipica di

alcune regioni, per esempio, il riso è maggiormente coltivato nell’Est asiatico, anche se l’Italia

gioca un ruolo importante nella produzione di riso, sia a livello europeo che mondiale.

Il frumento è nato nella mezzaluna fertile e si è di uso un po’ ovunque. Il mais è molto prodotto

nella zona dell’America latina. Segale, avena e orzo sono coltivati tipicamente nei climi più freddi

come in Nord Europa. 8

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Composizione

Per ogni componente associato ad ogni cereale ci sono dei range perché la qualità dei cereali non

è costante nel tempo (varia da annata ad annata e zona di coltivazione) ed esistono diverse

varietà di cereali.

frumento 9-16% di proteine

Il contiene il (range abbastanza ampio) poiché il frumento

comprende:

• sfarinati deboli →

(9% di proteine) farine deboli che non hanno un glutine forte quindi

destinate a prodotti in cui non è necessario avere un glutine tenace (es. biscotti);

• Triticum aestivum Triticum durum →

(frumento tenero) e (frumento duro) sono farine più

forti (soprattutto il frumento duro) e quindi contengono una percentuale di proteine più

elevata.

frumento integrale

Il contiene il 75-80% di amido, il 9-16% di proteine, il 2-3% di grasso

(principalmente contenuto nel germe), il 2-3% di bra (abbastanza bassa rispetto, per esempio,

all’orzo che ne contiene il doppio) e l’1-2% di minerali.

riso

Il apparentemente contiene, rispetto agli altri cereali, meno bra, meno grassi, meno minerali

e meno proteine, ma si parla di riso bianco (milled signi ca lavorato/bianco). Il riso non contiene

proteine formanti il glutine.

mais

Il ha un contenuto in proteine simile agli altri cereali, ma ciò che è importante è la qualità

delle proteine. Il mais non contiene proteine formanti il glutine. La frazione lipidica è elevata

(4-10%) rispetto agli altri cereali.

segale

La è un cereale contenente glutine, nonostante ciò la composizione amminoacidica delle

sue proteine è tale da non garantire la formazione di una rete viscoelastica come quella del

frumento.

L’orzo è un cereale contenente glutine, ma non si forma una rete proteica con le stesse

caratteristiche viscoelastiche del frumento.

L’avena ha un contenuto di lipidi del 6-8% (alto). 9

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