Appunti Chimica degli alimenti e delle fragranze

Contenuti Energetici Alimenti

Carboidrati 4 kcal/g 17,2 kJ/g Proteine 4 kcal/g 17,2 kJ/g Lipidi 9 kcal/g 38,1 kJ/g

Capacità degli alimenti di fornire energia. Si considera una reazione di ossidazione (combustione con O₂)

X + O₂ → CO₂ + H₂O + E

Cioè determina il contributo energetico e il grado di ossidazione del C all'interno della molecola di partenza

Carboidrati

N.O. = 0

Proteine

N.O. (1) = 0 N.O. (2) = +3

Grassi

N.O. = -2

carb 0 2 → CO₂ +4 → +4 + H₂O + Δ prot +3 → +4 + H₂O + +5 lipidi -2 → CO₂ +6 + H₂O + Δ + NO_x

Bomba Calorimetrica

Serve per misurare sperimentalmente le kcal

Si mette una pitt. di elemento che ossidiamo nella bomba e si immette O₂. La bomba e isolata.

Si fa avvenire una scarica elettrica che avviene nella bomba per avvenire lo scoppio.

Il calore è diminuito tra T dell'acqua.

Q = m x 4.184 x (T₂ - T₁) C (T₂ - T₁)

NB:

• Per le PROTEINE c’è differenza tra il valore della bomba calorimetrica e quello in ambiente biologico.

1. P₀
2. CO₂ + H₂O + NO_x +

Si forma UREA:

H₂N-C-NH₂

La formazione di Urea sottrae energia, una parte delle proteine invece di bruciare si trasformano in UREA

VALORE Kcal/p in BOMBA x PROTEINE = 5

Diventa x per la perdita dovuto all’UREA

ALCOL = 7 Kcal/p C₃-CH₂-OH N O = -1 Intermedio tra Carboidrati e Lipidi

ES Saccarosio, bilanciamento:

C₁₂-H₂₂O₁₁ + 12 O₂ Δ → 11 H₂O + 12 CO₂

Glucosio:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ Δ → 6 CO₂ + 6 H₂O

Marshmallow:

• 66% Carboidrati
• 33% H₂O
• 1% Proteine

Cioccolato Fondente:

• 60% Carboidrati
• 37% Grassi
• 3% Proteine

Polisaccaridi

Monomeri di Maltosio

Amido

Polimero del Glucosio [C₆(H₂O)₅]_n.

Glucosi uniti da un legame α glucosidico; è costituito da 4/5 di amilopectina (80%) e da 1/5 di amilosio (20%).

α-maltosio

Amilosio (Elica)

Amilopectina

L'amilosio PM 3.10⁶ è lineare e tende ad avvolgersi a elica. I glucosi sono legati da α 1-4 e il legame può ruotare, fa una sorta di spirale nello spazio acquisitando stabilità.

L'amilopectina PM 10⁹ è un polimero ramificato, ogni 25-30 unità si innescano catene laterali attraverso legami α 1-6.

In natura ha una disposizione semicristallina. È composto da granuli la cui forma e struttura dipende da dove l'amido è preso. Forma, dimensione e composizione variano a seconda della specie vegetale di appartenenza.

Dei granuli!

Es. Amido da Fecola, da Piselli, Mais, Frumento ecc.

Ordine dei μm (2-10 μm)

Trigliceridi

Triacilgliceridi -> Esteri degli Acidi Grassi (Teriesteri)

Glicerolo

• Semplici -> Esterificati con un solo acido grasso
• Misti -> Esterificati con acidi grassi diversi

Saturi o Insaturi a seconda della presenza di insaturazioni nei 3 acidi grassi

C'è una tendenza riscontrabile prevalentemente

• Insaturazioni nel C2 -> Grasso Vegetale
• Insaturazioni nel C1 o C3 -> Grasso Animale

Indurimento (Idrogenazione)

Olio -> Solido, H2, Pt, 75° -> Margarina

Cat Met

Costituzione metallica con H sulla superficie. Le catene interagiscono col il catalizzatore

Riduzione C=C -> C-C

^H                     H

Oppure Isomerizzazione C=C cis -> C=C trans

Perché si fa?

I grassi vengono conservati meglio in stato di solido (più dure)

Però comunque non si fa una idrogenazione completa, si vuole ottenere una sostanza semisolida facilmente spalmabile.

Caramelizzazione

Disidratazione non enzimatica degli zuccheri

Fenomeno di imbrunimento della frazione zuccherina di un alimento, di un liquido sottoposto a trattamento termico (T > 100°C). Caratteristico un colore ambrato, sfumature e consist. variabile.

Zuccheri + H₂O + catalizz. (H⁺/OH^-)

_∆

HMF + H₂O + Caramello

P.F. Zuccheri:

• Fruttosio → 110°C
• Galattosio, Glucosio, Saccarosio → 160°C
• Maltosio → 180°C

Schema generale:

Zuccheri ciclici

Muta.

Zuccheri in forma aperta

Oligosaccaridi Polisacc.

Idrolisi

Ricomp.

Endi.

• Isomeriz.
• Epimeriz.
• Deidrat.
• Ox

Furani

Composti a catena corta

NB:

Non c'è perdita di materiale carbonioso (mC → mC)

Unico prerequisito:

Gli zuccheri devono avere una testa riducente (C=O) nelle impurezze, nel pH

Es. Saccarosio

Non ha una testa riducente, ma ha possibilità di avere equilibrio con la forma aperta (non ha mutarotazione)

Va pensato come idrolizzato a Glucosio + Fruttosio, che poi

hanno la forma aperta.

(→ ≅1% forma aperta all'equilibrio)

Disidratazione Alcol Z⁰

• Carboidrati vs Alcoli

Velocità relativa

Carboidrati non stabilizzati per risonanza perdita di H₂O negli alcoli è più difficile.

La presenza del C-sp² facilita la perdita di H₂O.

Meccanismi di Disidratazione non Enzimatica dei vari Zuccheri

Intermole 1,2-Cis Endiolico

(Glucosio → HMF + 3H₂O)

ONE IMMINO

BASE DI SCHIFF

CIRR DI ANNONA

Una specie di tautomeria con "iminine"

TAUTOM.

1,2-ENAMMINOLO

(ACQUA FASE 2A)

COMPOSTO DI QUINONO

(PIU CASE 2B)

SINTESI DI COMPOSTO DI MEYNES

Reazione chetodico + gruppo annolinico

ATTACCO NUCLEOFILO

Id20 IN C2

BASE DI SCHIFF

Strecker per Citrullina Ornitina Prolina

Citrullina     Ornitina     Prolina

Si apre durante Strecker

Danno un prodotto in più 1-pirrolina

Citrull/Ornit/Prol

• Attacco nucleofilo
• H₂O
• CO₂
• Attacco nucl H₂O su immina
• -H₂O
• Cicl.

Enaminolo    Aldepide di Strecker

1-pirrolina (stabile ciclare)

1-pirrolina può trasformarsi in ZAP (irreversibile con un precursore biciclistico collettivante al mio zucchero)

Meccanismo formazione ZAP da glucosio

Zucchero aldoso

Taut. 2,3

-H₂OCl^₆

Taut. 3,4

Taut. 2,3

-H₂OCl^₆

Red

Diasteri formazione(Precursore ZAP)

Taut. 4,5