Lezione 1 Chimica degli alimenti

Lezione 1

1.1 Introduzione

Il conce o di alimento viene definito, sia in ambito norma vo che generale, come qualsiasi sostanza

assunta per via orale che fornisca un apporto nutrizionale ed energe co, o componen u li all'organismo

pur non essendo nutrien . Si tra a di una matrice complessa composta da molecole che supportano le

funzioni fisiologiche, la crescita, il metabolismo e lo stato di salute generale. Affinché tali componen siano

efficaci, è fondamentale il conce o di bioaccessibilità: a raverso la diges one, le molecole devono essere

liberate dalla matrice alimentare per diventare biodisponibili, ovvero assorbibili e u lizzabili dal corpo.

Quindi vengono assorbite, metabolizzate e quindi come vanno in circolo.

1.2 Categorie di alimenti

 Alimenti: prodotti grezzi derivanti da agricoltura, pesca o zootecnia (es. un'arancia);

 Prodotti alimentari: alimenti che hanno subito manipolazioni o trasformazioni sia a livello

industriale che a livello domestico (es. una spremuta o una passata di pomodoro);

 Prodotti per alimentazione particolare: destinati a gruppi specifici come neonati o persone con

patologie metaboliche, quindi individui considerati da “proteggere”;

 Functional foods: alimenti con molecole bioattive (nutraceutici) che non apportano energia ma

benefici fisiologici, riducendo il rischio di malattie metaboliche, croniche, neurodegenerative.

Alcuni di essi sono nutraceutici che è possibile isolare e concentrare per produrre gli integratori;

 Novel food: alimenti senza una storia significativa di consumo in Europa prima del maggio 1997;

richiedono un'autorizzazione preventiva dell'EFSA basata su dossier di sicurezza, inoltre, anche l'uso

tradizionale in paesi extraeuropei non è considerato garanzia sufficiente secondo il principio di

prevenzione UE. Questo perché in alcuni paesi fuori Europa esiste molto più lassismo riguardo la

commercializzazione degli alimenti, anzi spesso non esistono nemmeno dei controlli pre-

immissione in commercio, ma solo una sorveglianza post commercio al fine di individuare delle

problematiche.

Tutto il settore è regolato da una normativa che può essere orizzontale (valida per tutti gli alimenti, come

quella sugli additivi) o verticale (specifica per singole categorie), ed è necessario che un alimento le rispetti

entrambe per poter essere immesso in commercio. Gli atti legislativi europei si dividono in Direttive (che

richiedono lunghi tempi di recepimento da parte dei singoli Stati) e Regolamenti (immediatamente

attuativi e quindi più rapidi). Nello specifico, il Regolamento del 2002 distingue gli alimenti dai "non

alimenti" (come mangimi, farmaci o cosmetici), mentre quello del 2011 definisce il trattamento (che

trasforma il prodotto grezzo tramite processi soft o hard). I trattamenti soft sono per esempio la

mondatura, la sbucciatura, l’essiccamento invece i trattamenti hard sono l’estrazione di determinati

componenti, la loro concentrazione e purificazione. Il regolamento del 2011 fornisce anche la definizione di

ingrediente, che deve essere obbligatoriamente riportato in etichetta per evitare sanzioni, ed è una

sostanza che si può trovare in un alimento o in un prodotto alimentare.

1.3 L’acqua

L'acqua è un alimento essenziale per la sopravvivenza, costituendo il 60-70% del corpo umano, e deve

essere reintegrata quotidianamente per bilanciare le perdite dovute ai processi metabolici. Nonostante

ricopra i 5/7 della superficie terrestre, la disponibilità reale è limitata (96% acqua di mare, 3% ghiacciai, 1%

vapore) ed è l'unica sostanza presente in natura nei tre stati fisici: solido, liquido e gassoso.

1.3.1 Struttura chimica

La sua struttura chimica prevede una molecola piccola, con PM basso e con disposizione tetraedrica e un

angolo di legame di 104,5° (inferiore ai 109° attesi a causa della compressione esercitata dai doppietti

elettronici non condivisi dell'ossigeno). La disposizione degli orbitali elettronici è molto simile alla

disposizione elettronica degli orbitali sp3 dell’atomo di carbonio, per cui è

possibile assimilare la disposizione spaziale della molecola d’acqua ad una

disposizione tetraedrica, in cui l’ossigeno è al centro, i due atomi di

idrogeno sono ai vertici e i due doppietti non condivisi dell’ossigeno si

trovano negli altri due vertici. Il legame tra ossigeno e idrogeno è di

natura covalente, ma la diversa elettronegatività tra ossigeno e idrogeno

genera un dipolo in cui si ha una distribuzione delle cariche con una

maggiore carica negativa su O e una maggior carica positiva sugli atomi di

idrogeno; che consente la formazione di ponti a idrogeno: ogni molecola

d'acqua può legarne altre quattro, sfruttando le cariche parziali degli

idrogeni e i doppietti dell'ossigeno.

1.3.2 Teoria dello stato solido

 Allo stato solido (ghiaccio), si forma un reticolo cristallino con tetraedri ben definiti che si formano

e si rompono con una velocità elevata, occupa un volume maggiore, determinando una bassa

densità;

 Allo stato liquido, esistono due teorie principali. La teoria discontinua (ormai superata) ipotizza la

presenza di cluster (aggregati di molecole) che si rompono all'aumentare della temperatura perché

si va sempre di più verso lo stato gassoso. Quindi si hanno questi aggregati che instaurano e

rompono tra di loro i legami ad idrogeno a velocità elevate. La teoria continua (attualmente