Chimica degli alimenti

COOH

18:3 (9 tr, 11 tr, 13 tr) CH3-(CH2)3-CH=CH-CH=CH-CH=CH-(CH2)7- Acido beta-eleostearico 28

COOH

18:4 (9, 11, 13, 15) CH3-CH2-CH=CH-CH=CH-CH=CH-CH=CH- Acido parinarico 85

(CH2)7-COOH

L’olio di oliva si estrae per macinazione dell’oliva, mentre l’olio di semi si estrae con procedimenti chimici a livello

industriale e poi viene trattato e si elimina la parte insaponificabile. Nell’olio di oliva vergine che non subisce rettifiche, ci

sono molte più sostanze buone, mentre nell’olio di semi con rettifica si perdono molte sostanze utili buone con il

processo chimico.

Inoltre più sono presenti insaturazioni e più l’olio è soggetto a ossidazione. L’olio di lino è il meno stabile perché è

talmente insaturo che tende a seccare.

Mono, di, tri, gliceridi

Gli acidi grassi sono presenti negli alimenti principalmente sotto forma di mono-, di- o triesteri del glicerolo. Questi

composti rappresentano soprattutto materiale di deposito di energia per gli esseri viventi, oltre a essere parte

consistente di tutti i tessuti.

Dato l’elevato numero di acidi grassi esistenti il numero di trigliceridi possibili è sostanzialmente infinito, in realtà

esistono alcune regole quasi sempre rispettate che ne limitano il numero che peraltro rimane consistente.

- In genere le posizioni 1 e 2 del glicerolo sono esterificate con acidi grassi saturi;

- L’acido oleico occupa indistintamente tutte le tre posizioni;

- L’acido linoleico occupa preferenzialmente la posizione 2.

L’idrolisi anche spontanea degli esteri del glicerolo comporta la liberazione di acidi grassi con conseguente aumento di

acidità dei grassi alimentari.

I mono e digliceridi sono normalmente presenti in piccole quantità e vengono sfruttati analiticamente per il

riconoscimento di origine dei grassi alimentari.

Fosfolipidi

Grazie alla presenza di una porzione lipofila accanto ad una idrofila sono in grado di comportarsi come tensioattivi ruolo,

in cui sono tecnologicamente molto utilizzati.

Esistono in natura degli enzimi in grado di idrolizzare selettivamente il legame fosfatidico (fosfolipasi).

Sono componenti particolarmente sensibili all'autoossidazione perche normalmente contengono elevate quantità di

acido linoleico.

La più importante e nota fonte è sicuramente la lecitina che viene estratta

normalmente o dalla soia o dalle uova.

La lecitina è una miscela di lipidi con fosfatidil colina, fosfatidil etanolammina e

fosfatidil inositolo.

Composizione della lecitina si soia grezza e delle risultanti frazioni

La lecitina è una miscela di fosfolipidi. È usata come integratore di fosforo, oltre a questo ha anche acidi grassi e di

conseguenza molte calorie, quindi non è molto consigliata come integratore. Ad oggi è usata come integratore di acidi

grassi insaturi e fosforo.

È importante perché è il principale emulsionante dal punto di vista alimentare perché ha un gruppo polare e un gruppo

apolare che fa tenere insieme l’acqua e il grasso creando una emulsione, la testa ha contatto con l’acqua e la coda con il

grasso.

È amata nell’industria perché è naturale, costa poco in quanto è un sottoprodotto della produzione di molti oli,

soprattutto di soia.

Esistono 3 tipi di lecitina che possono essere usati in produzione di diversi alimenti.

Lecitina grezza Frazione solubile in etanolo Frazione insolubile in etanolo

Fosfatidil etanolammina 13-17 16 13

Fosfatici colina 20-27 49 7

fosfatidil inositolo 9 1 15

Glicolipidi, solfolipidi e sfingolipidi Processi degradativi dei lipidi

Esistono vari tipi di processi degradativi: chimici, biologici…

Solitamente sono conosciuti come irrancidimento, che ha come ultimo effetto la comparsa nel grasso alimentare di

sentori gustativi e olfattivi che sono poco graditi. Anche in questo caso, in realtà, anche un piccolo livello di questo

fenomeno è desiderato, come accade in formaggi o in alimenti fritti. Ovviamente se si esagera, l’alimento diventa non

mangiabile e anche un accumulo nell’organismo può causare vari disturbi, motivo per cui non bisognerebbe mai usare,

sia a livello industriale che domestico, l’olio per friggere.

I primi che vengono degradati, sono i trigliceridi che si idrolizzano, in particolare vengono staccati gli acidi grassi che si

trovano più esternamente. Inoltre è necessario che sia disponibile l’ossigeno e in generale la temperatura favorisce

questi processi, motivo per cui nei barattoli di olio è sempre scritto di essere conservati al freddo e lontani dalla luce, in

quanto questi potrebbero agire come agenti scatenanti. I processi degradativi vengono solitamente nell’interfaccia

acqua-olio.

Idrolisi

È dovuta alla presenza di acqua nell’alimento o nel

grasso. Porta alla liberazione di digliceridi,

monogliceridi ed acidi grassi liberi che conferiscono alta

acidità al prodotto, è maggiormente evidente in grassi

con alto tenore in acqua quali burro e margarina.

Il glicerolo così liberato può venire disidratato,

soprattutto a caldo con la formazione di acroleina

composto responsabile dell'odore pungente tipico dei

grassi cotti. Idrolisi dei trigliceridi, primo step dei

meccanismi ossidativi dei lipidi. In condizioni standard

avviene raramente in modo spontaneo, ma in tutti gli

alimenti grassi sono presenti enzimi (lipasi) che possono andare a catalizzare questa idrolisi. Tutti gli alimenti grassi

presenteranno una certa quantità di acidi grassi liberi ottenuti per azione di questi enzimi, che rappresentano l’acidità

dell’alimento grasso (olio d’oliva max 0.8 g/L di acido oleico libero). La quantità di acidi grassi liberi aumenta con l’errata

conservazione.

L’idrolisi è favorita anche dalle alte temperature. Quando scaldo l’olio e quando vi immergerò la patata da friggere (che

è umida), l’unione dell’acqua nella patata e l’alta temperatura scatenerà l’idrolisi, di natura chimica.

Se il continuo a scaldare ad alta temperatura, il glicerolo si idrolizza ulteriormente perdendo due molecole d’acqua e

formando acroleina, molecola molto pericolosa per il nostro organismo.

Un aumento dell’acidità dell’alimento è sintomo che l’alimento grasso si sta irrancidendo.

Fenomeni che accelerano l’idrolisi:

- Lipasi

- Temperatura: idrolisi naturale. Con olio ad alta temperatura e un alimento con acqua, si scatena idrolisi. Avviene ad

esempio nel cibo fritto.

Irrancidimento chetonico

Si manifesta specialmente su acidi grassi a basso peso molecolare (catena medio-corta) una volta che questi sono

liberati dai trigliceridi in seguito ad idrolisi. È prodotto da enzimi che causano prima una ossidazione ed in seguito una

decarbosillazione con formazione di un chetone alchilico con un atomo di carbonio in meno rispetto all'acido grasso di

partenza.

L’irrancidimento chetonico riguarda principalmente gli acidi grassi saturi, può avvenire anche i quelli insaturi ma è meno

probabile.

Ci sono enzimi che ossidano il terzo carbonio della catena (carbonio beta) e lo trasformano in un gruppo chetonico.

Tutto ciò avviene in presenza di ossigeno. Il prodotto

formato tende a perdere il gruppo carbossilico per

formare un chetone con un atomo di carbonio in meno.

I chetoni sono sostanze volatili che emanano odori

pungenti e caratteristici, in particolare odore acido di

rancido.

Idrolisi enzimatica

 Idrolasi in grado di idrolizzare i gliceridi sono presenti praticamente in tutti gli alimenti o in microrganismi. Per

questa ragione è un processo molto diffuso a volte indesiderato altre invece ricercato. La liberazione di acidi grassi a

catena corta (C < 14) è indesiderato nel caso del latte o delle panne mentre viene quasi ricercato nel caso della

maturazione dei formaggi in quanto questi acidi grassi sono alla base di altre sostanze importanti come aromi. Nel

caso degli acidi grassi insaturi la loro decomposizione autoossidativa od enzimatica porta alla formazione di

composti con odori molto intensi.

 Lipasi (triacilglicerolo idrolasi) Sono enzimi che agiscono solo su grassi in emulsione essendo attivi all'interfaccia

olio/acqua, l'attività lipasica si riscontra per esempio nel latte, nei semi oleosi, nei cereali, in frutta e verdura e nel

tratto digestivo di mammiferi, molti microrganismi inoltre rilasciano questi enzimi nei loro terreni di crescita

compresi gli alimenti che contaminano.

Di questi enzimi il più studiato è quello pancreatico di maiale, con velocità di reazione decrescente nei confronti dei

vari gliceridi, trigliceridi > digliceridi >> monogliceridi, nel caso dei trigliceridi è attivo solo sui residui in posizione 1 e

3, il residuo in posizione 2 può idrolizzarlo solo dopo una migrazione intramolecolare che richiede un lungo periodo

di incubazione. L'attività enzimatica risulta maggiore in caso di emulsioni fini che aumentano molto l'estensione

dell'interfaccia, questo deve essere tenuto molto ben presente quando si consideri l'utilizzo industriale. L'azione

dell'enzima è aumentata inoltre dall'aggiunta di ioni calcio che precipita gli acidi grassi che via via si formano come

sali di calcio.

Fosfolipasi

La capacità dei fosfolipidi di emulsionare gli alimenti è data da una parte idrofila e una idrofobica del fosfolipide. Avviene

però che se agiscono enzimi lipasi sul fosfolipide la capacità di emulsionare diminuisce.

Se si usa la lecitina in un alimento che comprende lipasi, inizialmente l’emulsione si presenta ma con il passare del

tempo, questa si slega e le fasi si separano. Ciò che accade nella maionese. La maionese in tubetto dura perché le lipasi

sono termolabili. A livello industriale si usano uova pastorizzate che non contengono lipasi e quindi è in grado di durare,

mentre in casa si usano uova diverse che contengono lipasi. Ciò non accade solo nel caso della maionese, anche nel caso

del gelato ad esempio. Se le lipasi vengono trattate termicamente e quindi pastorizzate automaticamente le lipasi non

sono presenti e non agiscono.

 Fosfolipasi A1: È presente insieme alla fosfolipasi A2 in molti mammiferi e batteri catalizza l'idrolisi selettiva del

residuo in posizione 1 dei diacilfosfatidi.

 Fosfolipasi A2: È selettivamente attivo sul residuo in posizione 2 ed è stato per la prima volta isolato dal veleno di

alcuni serpenti e da quello delle api, è un enzima molto stabile ed è attivati dagli iono Ca, è inoltre uno dei più piccoli

enzimi conosciuti

 Fosfolipasi B: L'esistenza di questo enzima capace di idrolizzare in un unico step entrambi i residui di diacilfosfatidi è

ancora controv