Appunti Tecnologie Alimentari 2

Composizione chimica delle cariossidi

In queste tabelle, sono rappresentate le composizioni dei vari cereali che possono essere usati dalle industrie alimentari e la dislocazione dei costituenti nelle differenti parti della cariosside di frumento. Molto importante è lo strato aleuronico che separa la mandorla amidacea dalla crusca. È difficilmente separabile in fase di macinazione perché, essendo quello più aderente all'endosperma, nel cercare di toglierlo, si rischiano di diminuire le rese di processo. È interessante in termini nutrizionali perché è caratterizzato da un elevato contenuto di ceneri, quindi sali minerali e vitamine che, altrimenti, verrebbero perse.

Carboidrati

L'amido è il costituente principale della cariosside, infatti rappresenta circa l'80% della sostanza secca di essa (75-85% s.s). L'amido, all'interno della mandorla amilacea, è presente sotto forma di granuli che hanno una conformazione...

Differente in funzione della specie che si prende in considerazione. I granuli di frumento hanno dimensioni più grandi di quelle del riso o del mais, ma più piccole di quelle della patata. La particolarità del frumento tenero è che non si ha un'unica dimensione di granulo di amido, ma è possibile classificare granuli di tipo A e di tipo B. I secondi sono di piccole dimensioni con una conformazione a sfera (sono, infatti, molto regolari e tondi). I primi, invece, hanno dimensioni maggiori ed una conformazione ellissoidale. È necessario analizzare in dettaglio la composizione chimica. L'amido è costituito da unità di glucosio, raggruppate in amilosio ed amilopectina. L'amilosio è formato da unità di glucosio legate tra di loro da legami α-1,4-glicosidici. Normalmente, si hanno catene che creano un'elica e si legano tra di loro grazie a legami a idrogeno. L'amilopectina, invece, non ha una conformazione lineare.

ma ramificata, perciò, nella parte lineare, le unità di glucosio presentano legami α-1,4 (esattamente come l'amilosio). La nascita della ramificazione è dovuta alla presenza di un legame α-1,6. Questa differenza di conformazione è estremamente importante da un punto di vista tecnologico. Normalmente, il fatto che il rapporto tra amilosio ed amilopectina sia di 30/70 è positivo, in termini tecnologici. È possibile avere situazioni in cui questo rapporto varia, come, per esempio, nel caso del pisello (60/40); questo è uno svantaggio. Vi sono anche casi estremi, come le varietà waxy che sono caratterizzate da una quasi totalità di amilopectina. Questa tipologia di farina potrebbe, quindi, essere molto interessante dal punto di vista tecnologico. L'amilosio presenta, quindi, catene lineari di unità di glucosio. In queste catene sono presenti tra le 500 e le 6000 unità di glucosio. Le catene di

struttura più aperta e flessibile rispetto alle catene interne. L'amilopectina è solubile in acqua e ha la capacità di formare gel quando viene riscaldata. Questa proprietà è molto importante nell'industria alimentare, in quanto permette di ottenere consistenze gelatinose e cremose. In sintesi, l'amido è composto da amilosio e amilopectina, due polisaccaridi che differiscono nella loro struttura e proprietà. L'amilosio è una catena lineare di glucosio che forma eliche grazie ai legami a idrogeno, mentre l'amilopectina è una catena ramificata con catene laterali di tipo A e B. L'utilizzo dell'amido in campo tecnologico è molto ampio, soprattutto nell'industria alimentare, dove viene impiegato come addensante, stabilizzante e gelificante. Inoltre, l'amido trova impiego anche nell'industria tessile, cartaria e farmaceutica. In conclusione, l'amido è un componente fondamentale nella nostra alimentazione e nella produzione di numerosi prodotti industriali. La sua struttura e le sue proprietà lo rendono un ingrediente versatile e indispensabile in molti settori.conformazione si trova principalmente l'amilopectina. Il cerchio nero, invece, rappresenta la struttura cristallina dell'amido e in essa si trova principalmente l'amilosio. L'amilopectina è una molecola ramificata, costituita da catene lineari di glucosio che si legano tra loro attraverso legami α-1,4-glicosidici. Ogni 20-30 residui di glucosio, si forma un legame α-1,6-glicosidico che genera una ramificazione. Questa struttura ramificata conferisce all'amilopectina una maggiore solubilità rispetto all'amilosio. L'amilosio, invece, è una molecola lineare costituita da catene di glucosio legate tra loro attraverso legami α-1,4-glicosidici. La sua struttura lineare favorisce la formazione di legami idrogeno tra le catene, conferendo all'amilosio una maggiore capacità di formare gel. In generale, l'amido è insolubile in acqua fredda, ma può formare gel quando viene riscaldato in presenza di acqua. Questo avviene grazie alla capacità dell'amilosio di formare legami idrogeno con le molecole d'acqua, creando una struttura tridimensionale che intrappola l'acqua stessa. L'amido interagisce poco con gli emulsionanti, che sono sostanze che favoriscono la miscelazione di sostanze normalmente non miscibili come olio e acqua. Questo perché la struttura dell'amido, sia amilosio che amilopectina, non permette una buona interazione con gli emulsionanti. In conclusione, l'amido è costituito da due componenti principali: l'amilosio e l'amilopectina. Queste due molecole si posizionano all'interno del granulo di amido in modo ordinato, formando una struttura concentrica di cerchi alternati. L'amilopectina si trova principalmente nella parte amorfa del granulo, mentre l'amilosio si trova nella parte cristallina. L'amido è insolubile in acqua fredda e interagisce poco con gli emulsionanti.

zona siposiziona l’amilosio. La struttura a cerchi concentrici neri non è cristallina (= opposto dell’amorfo), ma semi cristallina. Ciò significa che, all’interno di questa zona, è possibile riconoscere qualcosa di amorfo e qualcos’altro di estremamente cristallino. In questa area si posiziona l’amilopectina e, in particolare, le eliche tra le catene A e B, che hanno una struttura rigida e compatta sono presenti nella zona cristallina, mentre la parte apicale dell’amilopectina (dove è presente il gruppo riducente), essendo più aperta e meno strutturata, crea lo strato amorfo nella struttura semi cristallina.

Cosa accade ai granuli di amido durante il processo produttivo dei prodotti? La cariosside viene trasformata in farina attraverso un processo di macinazione che porta ad una parziale rottura del granulo di amido. Normalmente si dice che l’8% dei granuli di amido presenti nella materia prima viene danneggiato dalla

macinazione.Questa rottura deve essere vista come elemento positivo da un punto di vista tecnologico perché si crea una zona di ingresso ad uno degli elementi che entra in gioco all'interno della ricetta. Nella produzione dei prodotti da forno, si ha sempre un'unione tra acqua e farina. Quando l'acqua entra a contatto con la farina, interagisce con i composti chimici presenti all'interno della farina. In particolare, nel momento in cui l'acqua entra in contatto con l'amido, il granulo assorbe elevate quantità di acqua, rigonfia e poi, ad un certo punto, non riesce più a mantenere la sua conformazione perché la parete si assottiglia e scoppia (come un palloncino all'interno del quale si inserisce acqua e dopo esplode). Questo determina la fuoriuscita degli elementi che, fino a quel momento, erano bloccati all'interno di una struttura. In funzione della loro capacità di interagire con l'acqua, possono

creare legami con l'acqua stessa che è presente nell'ambiente esterno. L'amilosio è in grado di interagire con l'acqua, mentre l'amilopectina no. Da ciò risulta chiaro che l'elemento che andrà a interagire con l'acqua presente nell'ambiente sarà solo l'amilosio. L'acqua si posiziona tra le catene di amilosio ed amilopectina, perciò i legami a idrogeno, che prima tenevano unita e compatta la struttura di amilosio ed amilopectina, si rompono per lasciare spazio alle molecole d'acqua. Questa struttura, però, non è stabile nel tempo. Il granulo d'amido assorbe acqua, interagisce con essa (quindi si solubilizza in acqua) e crea una particolare struttura. L'amilosio è insolubile in acqua fredda e solubile in quella calda, mentre l'amilopectina è insolubile in entrambi i casi. Ciò significa che parte di questi fenomeni fino ad ora descritti.

non avviene a temperatura ambiente, ma si ha bisogno di un sistema caldo. Quando si bagna la farina con acqua a temperatura ambiente, si ha un parziale assorbimento di acqua da parte dei granuli d'amido, ma per vedere il rigonfiamento e l'apertura dei granuli stessi (quindi l'interazione dell'amilosio con l'acqua presente nell'ambiente stesso), è necessario portarsi a temperature calde. Questo è un aspetto fondamentale quando si parla dei prodotti da forno. Significa, infatti, che, in fase di impastamento e di lievitazione (che avvengono a T ambiente o di poco superiori), all'amido non accade nulla, ma, quando si cuociono i prodotti in forno, si verifica un cambiamento radicale della conformazione fisica dell'amido.

Questo cambiamento, se osservato al microscopio (immagine in basso nella pagina successiva) porta ad un rigonfiamento del granulo di amido, una rottura del granulo per assottigliamento esterno della parete, una

fuoriuscita di amilosio, quindi alla formazione di un gel poco strutturato, ma, se si continua a scaldare, si arriva alla creazione di un gel che, in tutto e per tutto, ricorda un reticolo. Quest'ultimo è strutturato e dà viscosità al prodotto. Questo reticolo deve essere visto come catene di amilosio che tengono l'acqua e il residuo di granulo (in cui vi è l'amilopectina) bloccati all'interno. L'amilopectina prima, quando si è in condizione fredda, è come un grappolo d'uva estremamente compatto, ma, per effetto del riscaldamento, parte dei legami a idrogeno si rompono, perciò si apre perché all'interno si incastra acqua. Questo processo, che avviene a temperature calde, quindi in fase di cottura, prende il nome di GELATINIZZAZIONE perché si viene a creare un gel. Quando si vuole addensare, si inserisce, infatti, amido (normalmente amido di patata o di riso) e si scalda il sistema. In

In questo modo, si forma un gel in grado di dare viscosità al prodotto. Amido da un punto di vista tecnologico:

GELATINIZZAZIONE

Dopodiché, quando si raffredda il sistema, dato che il gel, ossia la struttura che si è creata, non è stabile (perché si tratta di molecole d'acqua incastrate tra catene di amilosio o amilopectina; incastrate, non legate), le catene di amilosio e amilopectina, per loro natura, tendono a ritornare alla loro conformazione iniziale. Riformano, perciò, le eliche nel caso dell'amilosio e le eliche tra le catene A e B nel caso dell'amilopectina e, quest'ultima, tende a richiudersi su se stessa (grappolo aperto tende a richiudersi). Ciò significa che se due catene di amilosio (una in alto ed una in basso) che bloccavano tra di loro acqua, si riavvicinano, ossia ricreano i legami a idrogeno, "buttano via", ovvero espellono, l'acqua. Da un punto di vista chimico, questo fenomeno è

detto RETROGRADAZIONE dell’amido (= torna alla sua conformazione)