Appunti di chimica degli alimenti e delle fragranze parte 2

All'interno dell'alimento si formano quindi nuove molecole anche partendo solo dal glucosio come: TAGATOSIO, PSICOSIO, TALOSIO. Hanno la caratteristica di essere dolci.

Il talosio è un epimero del GALATTOSIO in C₂.

La avviene quasi sempre sovrapposta alla reazione di Maillard

La maggior parte dei prodotti che si formano sono gli stessi; hanno meccanismi simili.

Come detto nella scorsa lezione, l’enolizzazione

si può aprire; è il caso di zuccheri disaccaridici ciclici che hanno una parte della struttura che può dare equilibrio tra forma aperta e forma chiusa.

Ad esempio, il lattosio = Gal + Glu; glucosio si equilibra con le forme aperte in soluzione; si può trovare infatti come il sorbosio e talosi (nomi di legame tra Gal e Glu)

Se il lattosio viene esolato forma il corrispondente eltoso; il lattulosio.

• forma chiusa
• equilibrio con forma aperta
• equilibrio con forma enolica

piranosidica

piranosidica

Stessa cosa si può fare con il maltosio o Glu + Glu, si può ottenere il maltulosio, usato nella valutazione della pasta.

Schematico della .

zuccheri nelle forme aperte

zuccheri nelle forme chiuse

Oltre all'idrossimetilfurfurolo, HMF, quando uno zucchero riducente subisce una stosta termica si può ottenere anche l'idrossoacetilfurano, HAF. Prendiamo come modello un esoso genericos e ripercorriamo il meccanismo:

glucosio

MECANISMO:

equilibrio con forma aperta in H₂O

equilibrio con il chetolo

forma chiusa

forma furanoidica

non c'è possibilità di perdere acqua

2-idrossacetilfurano (HAF)

Se invece di partire da un esoso partissimo da un pentoso tipo dal RIBOSIO si ottergono molecole diverse come il FURFURALE.

La formazione del furfurale è identica a quella dell'HMF, ha lo stesso meccanismo.

Ricordiamo la formazione del MALTOL, un prodotto tipico del caramello, è un pirone.

glucosio

MALTOL

Si produce per riscaldamento del malto, che si ottiene dai chicchi di cereali; viene prodotto in grande quantità durante le tostature. Osserviamo il meccanismo di formazione del MALTOL seguendo quello dell'idrossimetilfurano e tiratto prendendo la STRADA VERDE.

C’è la possibilità che venga seguita un’altra strada:

Le molecole che vengono utilizzate in ambito alimentare possono essere utilizzate in altri ambiti: è ricercata. Questa molecola ha un contenuto di ossigeno adeguato per essere sfruttata come piattaforma chimica tecnologica. Si può ottenere in maniera favorevole agli carboidrati. Questi provengono dalle BIOMASSE ovvero un insieme di sostanze che vengono prodotte dalla fotosintesi.

• Materiali
• Farmaci
• (bio) combustibili / carboidrati
• Polimeri

Per produrre HMF non si deve utilizzare troppa energia sennò non vale. Nelle biomasse le molecole contengono un numero di atomi di ossigeno basso. Per fare perdere ossigeno alle biomasse occorre fare o un trattamento enzimatico o per frammentazione che porta alla formazione di etanolo. Un’altra possibilità è l’idrogenazione, il metodo che abbiamo osservato di perdita di acqua per semplice riscaldamento con l’aiuto di un catalizzatore è concettualmente chimico.

Le BIOMASSE sono formate da cellulosa, emicellulosa e lignina.

Il fatto di utilizzare 5HMF come piattaforma chimica ha delle potenzialità dal punto di vista tecnologico perché porta alla formazione di molte molecole importanti come:

In ambito alimentare la formazione di HMF è occasionale e si sono alimenti dove è più presente come: i biscotti, cornflakes, pane tostato, le pere secche, il caffè tostato e il caffè solubile.

La reazione di Maillard avviene negli alimenti ma può essere fatta anche in laboratorio, coinvolge i gruppi carbonilici dei carboidrati e i gruppi amminici delle proteine, il effetto complessivo è un imbrunimento accompagnato dalla formazione di sostanze odorose; gli alimenti coinvolti sono quelli carbo proteiche come ad esempio latte, pane etc. Gli effetti che ha sui cibi sono il cambiamento della loro composizione con formazione di nuove molecole, alcune delle quali possono essere anche tossiche, anche il valore nutrizionale può cambiare. L'intero processo è in funzione dei parametri che possono essere controllati in modo da ottenere risultati diversi.

Lo schema generale può essere suddiviso in 3 nome principali: • Nella fase iniziale, vi è la reazione di uno zucchero con un ammino con formazione di una base di Schiff che poi trasforma in composti di Amadori o di Heyncs, questo fase è irreversibile. • Nella fase intermedia i composti di Amadori evolvono in vario forme seguendo strade diverse. • Nella fase finale c è una trasformazione di in parte ottenuta per dare melanoidamine.

Il cambiamento del colorc si osserva gis nella parte intermedia ma soprattutto nella parte finale.

PRECURSORE DI UN INTERMEDIO DI HEYNES

I composti di Amadori e di Heynes sono composti diversi tra loro, portano a prodotti finali diversi ma sono entrambi intermedi abbastanza stabili che si generano a partire da carboidrati e proteine.

Osserviamo la formazione di un precursore tipico di un intermedio di Heynes, si parte da un chetoso qualsiasi (in questo caso fruttosio) che si deve combinare con una parte amminica (residuo di lisina o poli ammina), con la perdita di H₂O si forma la corrispondente IMMANNA, la trasposizione da reazione amminica a quella di Amadori non ha una concatenazione diretta, a questo punto evolve a intermedio di Heynes che è un 1-ammino-deoss aldeoso oppure a 2-ammino-deoss chetoso. Dall'immina si possono ottenere due strutture diverse per trasposizione.

La parte amminica può essere costituita da un residuo di lisina, oppure da una prolina, oppure l'azoto terminale di una proteina o dal residuo dell’arginina.