Alimenti e prodotti dietetici

MODIFICHE SUI NUTRIENTI

Modifiche a carico dei lipidi

Il 98% dei lipidi alimentari è costituito da TRIGLICERIDI (sapere struttura!!!) *

legame estere

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Le modifiche che possono realizzarsi a carico dei trigliceridi:

- Idrolisi o inacidimento, perché il legame estereo dei trigliceridi è soggetto a idrolisi. L’idrolisi

di un trigliceride comporta alla liberazione dell’acido grasso, dei monogliceridi e dei

digliceridi. La presenza dell’acido grasso libero inacidisce la matrice.

L’alterazione è dovuta alla presenza di acqua nell’alimento grasso, alla esposizione alla luce e

all’azione catalitica di un enzima (lipasi) frequentemente di origine microbica.

L’idrolisi può essere evitata mantenendo l’alimenti in buone condizioni igieniche, al riparo

dalla luce e con l’eventuale aggiunta di antimicrobici (ma non antiossidanti).

- Irrancidimento chetonico, è un’alterazione a carico degli acidi grassi a basso PM

precedentemente idrolizzati. È dovuta all’azione di enzimi di origine microbica e micotica.

Può essere evitata con l’aggiunta di antimicrobici e con una igiene accurata. Può essere

ricercata in alcuni formaggi come, ad esempio, nel brie e nel gorgonzola.

- Irrancidimento ossidativo, perché le catene degli acidi grassi, soprattutto se polinsature,

sono attaccate dall’ossigeno. La reazione è promossa da luce, calore, tracce di metalli ed

eventualmente da enzimi.

I grassi che vanno incontro più facilmente all’irrancidimento ossidativo sono quelli che hanno

perso gli antiossidanti naturali (vitamina E).

- Termodegradazione, ovvero quando il nostro trigliceride ha subito degradazione e quindi ha

liberato l’acido grasso e gli rimane il glicerolo come alcol a tre atomi di C, in seguito a

riscaldamento il glicerolo viene disidratato ad acroleina. L’acroleina è volatile (quando

riscaldiamo l’olio e fuma = acroleina). Inoltre, gli acidi grassi a loro volta vanno incontro al

processo di ossidazione.

I fattori che influenzano la termodegradazione sono: la temperatura alla quale riscaldiamo e

il tempo, il tipo dell’alimento che stiamo riscaldando e l’esposizione all’aria.

Modifiche a carico dei glucidi

Anche loro si modificano in base a processi tecnologici:

- Caramellizzazione

- Degradazione dell’amido

- Fermentazione

Fermentazione: operata da microorganismi anaerobi o aerobi facoltativi (lieviti) che modificano

il substrato zuccherino senza avere intervento di ossigeno per la formazione di sottoprodotti di

varia tipologia (a seconda che si chiami omo o etero fermentazione).

La fermentazione la ritroviamo alla base di molti prodotti alimentari:

• Fermentazione alcolica: operata sul substrato zuccherino (glucosio) con

conseguente formazione di etanolo e anidride carbonica, a carico dei lieviti del

genere saccaromiceti. Si ha in vino, birra e pane. Tanto più zuccherina è l’uva di

partenza (per quanto riguarda il vino), più sarà alto il grado alcolico nel vino, perché

c’è più substrato zuccherino da fermentare. Quando abbiamo a che fare col vino

abbiamo lo zucchero di partenza che viene fermentato e produce CO2 e etanolo.

Quando facciamo il pane è la stessa cosa, perché l’amido viene tagliato dalle amilasi

per restituire il monosaccaride, mettiamo il lievito che fermenta il glucosio e produce

CO2 e etanolo. La CO2 in questo caso non evapora, ma rimane bloccata nella matrice

ed è la causa della lievitazione dell’impasto. È un reato lo zuccheraggio (aggiunta di

zucchero dall’esterno per aumentare la gradazione alcolica).

• Fermentazione omo-lattica: si produce acido lattico. Si ritrova in yogurt, formaggi,

vegetali conservati. È a carico dei batteri acidogeni del genere lattobacilli e

streptococchi, fermentano il glucosio per determinare la sua trasformazione in acido

lattico.

• Fermentazione etero-lattica: si producono acido lattico, etanolo e acido acetico. Si

ritrova nel kefir e nel kumys. È a carico dei batteri del genere leuconostoc.

• Fermentazione propionica: a carico dei propionibatteri, tipica dei formaggi, si

producono anidride carbonica, acido propionico e acido acetico. Anche in questo

caso la CO2 si libera e causa, per esempio, i buchi nei formaggi.

• Fermentazione acetica: a carico dei batteri acetici del genere acetobacter,

producono acido acetico con metabolismo ossidativo. È tipica dell’aceto.

Il glucosio viene trasformato prima in acido

piruvico e poi in base al microrganismo che

opera la fermentazione si hanno diversi prodotti

(come detto sopra).

Modifiche a carico delle proteine

- Denaturazione: perdita delle caratteristiche proprie della proteina, ovvero le caratteristiche

strutturali, fisiche, chimiche e biologiche a causa di calore, pH, trattamenti meccanici,

radiazioni ionizzanti, ultrasuoni. Se subentra la denaturazione queste proteine tendono ad

aggregarsi, perdono la loro funzionalità, diminuisce la loro solubilità, varia il grado di

idratazione e c’è un incremento di sensibilità agli enzimi proteolitici, quindi aumentiamo la

digeribilità della proteina e quindi di quello specifico alimento.

- Modifica della catena laterale degli aminoacidi: a seconda di come maneggiamo i singoli

aminoacidi, soprattutto l’azione degradante prevalente ce l’abbiamo quando li riscaldiamo. A

seconda della natura della catena laterale possiamo ottenere determinate tipologie di

degradazione. La serina, ad esempio, è un aminoacido che ha un gruppo ossidrilico, se la

sopponiamo a riscaldamento va incontro a disidratazione. La cisteina, invece, perde H2s,

quindi desulfidrazione. Poi si può avere deaminazione di residui di glutammina e asparagina

oppure formazione di derivati ciclici, a carico dell’intera molecola dell’amminoacidica e non

solo sulla catena R.

- Reazione di Maillard: quando abbiamo la contemporanea presenza di proteine e carboidrati,

perché in questo caso, in seguito a riscaldamento, si avvia un areazione che prende il nome

dal chimico che l’ha identificata per la prima volta (Maillard). Riscaldando una soluzione

acquosa di glucosio in presenza di aminoacidi si ha un imbrunimento della soluzione.

Quando abbiamo a che fare con materiale proteico e materiale zuccherino

contemporaneamente presenti si avviano dei processi di trasformazione che portano

all’ottenimento di una grande varietà di sottoprodotti che ancora oggi vengono studiati,

perché a seconda della matrice alimentare che consideriamo si possono formare diversi

sottoprodotti.

È importante perché si producono dei sottoprodotti che hanno un risvolto importante per le

caratteristiche organolettiche della matrice alimentare, ad esempio il colore o l’odore (quindi

composti volatili). Dalla scoperta di questi sottoprodotti sono nati aromi, additivi da

aggiungere anche alla matrice. Un esempio classico è l’aroma di latte cotto.

Questa reazione è influenzata da pH, umidità, presenza di metalli, ossigeno, eventuali

inibitori (come l’aminoguanidina). Il saccarosio, per esempio, rispetto al glucosio, ha bisogno

di lunghi tempi di riscaldamento per essere “cotto”, per provocare un imbrunimento.

Se consideriamo il glucosio e addizioniamo aminoacidi, gli aminoacidi hanno il gruppo

amminico che reagisce con l’aldeide.

Poi Maillard verifica che ad esempio il lattosio imbrunisce con facilità, perché è un disaccaride

costituito da galattosio e glucosio. Il lattosio è uno zucchero riducente, ha il gruppo aldeidico

libero che può legarsi al gruppo amminico dell’aminoacido.

Il saccarosio, invece, non è uno zucchero riducente, quindi devo riscaldare un bel po’ la

soluzione acquosa di saccarosio, così prima ho l’idrolisi del legame tra glucosio e fruttosio e

quando li ho come monosaccaridi avviene la reazione di Maillard, quindi il gruppo aldeidico

del glucosio si lega al gruppo amminico dell’aminoacido (es lisina, è l’aminoacido più reattivo).

Quindi la reazione di Maillard è una reazione che procede a step successivi a seconda di

quanto scaldo la matrice stessa. Questi step sono identificati attraverso 3 fasi.

Prima fase, relativa alla semplice combinazione tra lo zucchero riducente e l’aminoacido,

con formazione della base di Schiff e perdita di una molecola di acqua. La base di Schiff

riarrangia, per cui avremo alla fine la formazione di un derivato carbonilico: 1-amino-1-

deossi-2chetoso, detto anche prodotto di Amadori.

Se partiamo dal fruttosio arriviamo invece ad avere un 2-amino-2-deossi-aldoso, o

prodotto di Heyns. Questi prodotti sono abbastanza semplici e non hanno un impatto sulle

caratteristiche organolettiche della matrice alimentare.

Se continuo a scaldare (fattore tempo) e a temperatura più elevata (fattore temperatura), i

prodotti Amadori Heyns evolvono e cominciano a fornire vari sottoprodotti a seconda di

quanto scaldo e a seconda delle caratteristiche della matrice alimentare.

Seconda fase: il prodotto di Amadori, a seconda del pH della matrice, può evolversi in 1-

deossiglucosone, oppure 3-deossiglucosone. Il 3-deossiglucosone da origine

all’idrossimetilfurfurale, mentre l’ 1-deossiglucosone da origine al reduttone. Qui comincio a

vedere sviluppo di colore e a sentire sviluppo di aroma.

ma se continuo a riscaldare e aumento la temperatura, arrivo fino alla terza fase, in cui tutti

questi sottoprodotti che hanno cominciato a formarsi durante il secondo stadio si combinano

ulteriormente tra di loro e con il materiale proteico della matrice stessa dando luogo a delle

macromolecole largamente insature, nelle quali c’è una depolarizzazione elettronica marcata

e quindi sono molecole caratterizzate da un colore caratteristico dal giallo verso il marrone

scuro. Quando si va verso il colore scuro otteniamo la formazione delle cosiddette

melanoidine, ovvero dei polimeri ad alto PM che si ottengono in seguito a reazioni di

combinazione chimica tra i sottoprodotti che si sono formati tra la seconda fase della reazione

di Maillard e il materiale proteico.

In base al tempo di riscaldamento e alla temperatura, ritroviamo diversi alimenti:

• Latte UHT: step iniziale della reazione di Maillard, si hanno solo i prodotti di Amadori

e Heyns.

• Latte pastorizzato: è già un po’ più giallognolo ma non siamo ancora alla seconda fase

• Birra chiara, pasta e prodotti da forno: seconda fase della reazione di Maillard, colori:

giallo-giallo bruno

• Birra scura, cacao, caffè tostato: step avanzato, ovvero terza fase della Maillard.

- Putrefazione: è un’alterazione indesiderata, è un processo a carico del materiale proteico per

intervento di microrganismi. Sono reaz