Biochimica alimentare

ENZIMI IN PRODOTTI DA FORNO

Questi enzimi derivano dagli alimenti o sono aggiunti intenzionalmente (sono prodotti da microrganismi). Questi ultimi vanno sotto il nome di miglioratori per farine.

Enzimi già presenti - utilizzo di derivati di cereali o legumi con alta attività enzimatica. Non vanno dichiarati in etichetta perché sono già presenti.

Questi enzimi non vengono dal chicco come tale. Qui, le attività sono troppo basse per avere un impatto significativo sulla trasformazione di normali farine. Per far produrre a un chicco questi enzimi (presenti nel genoma del cereale), è necessario avviare la loro crescita, cioè far germinare il seme.

Es. la germinazione dell'orzo è il primo passaggio per la produzione della birra: il chicco cerca di sviluppare la piantina e per prepararsi produce dal suo genoma gli enzimi necessari per degradare il materiale di riserva presente nel chicco (enzimi che tagliano amido e proteine).

polisaccaridi che gli consente disvilupparsi più velocemente: i tempi di riposo sono ridotti significativamente.

Fermentazione responsabile della struttura alveolata del prodotto.

Un altro vantaggio è che gli zuccheri rilasciati contribuiscono al colore del prodotto.

Non si generano solo composti colorati ma anche note aromatiche dallareazione di questi zuccheri semplici.

Tagliando l'amido cambia la viscosità del materiale perché si trasforma unmateriale insolubile in pezzetti solubili. Cambiano quindi anche le dimensionidelle bolle di gas che si formano nel sistema --> l'alveolatura cambia: se la54Francesca Nasattivoglio regolare (es. pan carrè, pan di spagna) o meno omogenea (es. michetta)più taglio più bollicine piccole e uniformi.

Intervento degli enzimi si traduce in un ritardo dei fenomeni di cristallizzazionedell'amido perché l'amido tagliato difficilmente torna ad associarsi con altremolecole di questo

cerevisiae (il trasportatore del maltosio sulla sua membrana esterna è il più efficiente). Nel momento in cui questo enzima stacca il maltosio dalle porzioni lineari di amilosio e amilopectina il C1 del disaccaride resta nella conformazione anomerica beta. Nessuno di questi due enzimi, da solo o in combinazione, è in grado di demolire completamente l'amido. Per degradarlo completamente bisogna ricorrere all'ausilio di altri due enzimi, importantissimi nell'industria degli sciroppi di glucosio (usato nelle bevande, frutta candita, caramelle, fermentazione del glucosio a dare etanolo...): le pullulanasi e l'amiloglucosidasi.

Conseguenze dell'azione di alfa- e beta-amilasi. Regioni a spirale formate da legami alfa-1,4. Ci sono cavità al loro interno, in cui si ospitano varie molecole come acidi grassi o trigliceridi. Nella foto ci sono 3 atomi di iodio.

Francesca Nasatti. La struttura a spirale viene distrutta dall'azione enzimatica: non si

è in grado diripristinare facilmente la struttura ordinata para-cristallina che c'era nelgranulo d'amido, quindi non si ha il raffermimento (più taglio più rallento lacristallizzazione, quindi il raffermimento).

Perché si spennellano le brioche con il bianco d'uovo per dare colore? Leproteine reagiscono con gli zuccheri che vengono dai fenomeni idrolitici. Perfavorire la mobilità degli zuccheri e farli affiorare e caramellare serve anchel'acqua in superficie (c'è nell'albume).

Pentosanasi, emicellulasi, xilanasiCi sono attività idrolitiche che funzionano sui cosiddetti polisaccaridi nonamido (NSP).

I polimeri di xilosio e arabinosio, a differenza di cellulosa e amido (le molecoleinteragiscono tra di loro), non hanno una struttura regolare e ciò comportauna grande capacità di questi NSP di interagire con l'acqua: lo zucchero usatonon è sempre lo stesso, quindi è irregolare (xilosio,

arabinosio…). Ciò serve per la pianta a trattenere acqua nei tessuti.

Significato nutrizionale: i NSP sono definiti come fibra alimentare (nei prodotti integrali). Funzione di ammorbidimento delle feci per la presenza di acqua. Noi non siamo in grado di degradare questi polisaccaridi, così come non degradiamo la cellulosa.

Funzione tecnologica: si riducono i polimeri in pezzi più piccoli per migliorare la loro capacità di interagire con l'acqua. Si distingue tra fibra solubile (pezzi piccoli, NSP) e insolubile (cellulosa?). Ciò serve a avere sistema tampone che trattenga acqua nel prodotto da forno impedendo passaggio dannoso dell'acqua dall'amido alle proteine, prevenendo il raffermimento.

Più si taglia, più la soluzione diventa viscosa, più grosse sono le bolle che si formano nell'impasto: il volume del prodotto finale è maggiore se viene trattato con questi enzimi.

Proteasi 56

Francesca Nasatti

Enzimi di

Origine fungina o batterica: i primi funzionano bene a basso pH ma sono molto sensibili alla temperatura (termolabili), i secondi sono termostabili e funzionano bene a pH vicino alla neutralità.

Si può scegliere in base a ciò che si desidera ottenere: ad esempio, si vuole l'enzima vivo o morto alla fine del processo?

Ad esempio, nella michetta c'è l'amilasi. Se la mettiamo nel forno, la temperatura della michetta sale. Se l'enzima continuasse a funzionare a quelle temperature, continuerà ad idrolizzare producendo molti piccoli zuccheri che arrivano in superficie e diventano caramello: il pane diventa nero in superficie. Utilizzando amilasi termolabili, l'enzima smette di lavorare e non si verifica l'annerimento della michetta.

Lo stesso vale per le proteasi. In un sistema basato sui cereali, le proteasi agiscono sulle proteine del glutine: un impasto solido e tenace (ricco di glutine, si forma un reticolo proteico rigido) va bene per fare la pasta, ad esempio, ma per fare i biscotti, il reticolo proteico tira e si perde la forma del biscotto.

La possibilità di stamparci sopra qualcosa (es. spiga, mulino). --> le proteasi riducono la voglia delle proteine del glutine di interagire tra di loro formando legami covalenti, quindi riducono la forza del reticolo (si vede nell'energia che serve per impastare e durante la cottura, in cui non si hanno deformazioni perché gli aa generati interagiscono con gli zuccheri dando un bel colore al prodotto).

Lipasi

In un prodotto da forno, soprattutto dell'industria dolciaria, si incorporano grandi quantità di lipidi.

Per tenere insieme un sistema con questi ingredienti c'è bisogno di emulsionanti: la prima strada è quella di comprarli (emulsionanti naturali es. tuorlo d'uovo) che non sono gratis e vanno dichiarati in etichetta; si possono fare emulsionanti sintetici. Però bisogna dichiararli in etichetta.

Il trucco è mettere una lipasi: converte i trigliceridi in mono- e di-gliceridi, molecole anfifiliche, ottimi agenti emulsionanti.

Come sotto prodotto di questa trasformazione si ottiene acido grasso. Entrambe le specie fungono da tensioattivi. Il vantaggio è che non devono essere dichiarati in etichetta perché la lipasi viene inattivata dalla cottura.

Come fanno le lipasi a lavorare bene anche in prodotti a basso contenuto di grassi? Non si sa.

Ossidasi (dotati di attività redox)

Due famiglie: presenti naturalmente e formulati a partire da microrganismi per aggiungerli al prodotto.

Lipoossigenasi: enzimi presenti naturalmente, abbondanti in prodotti ricchi in grassi (semi di oleaginose) aiutano la pianta a usare scorte alimentari in quanto convertono in prodotti ossidati si formano perossidi sulle regioni insature --> trucco per sbiancare la farina. Si rompono alcuni doppi legami e si perde il colore.

Glucoso ossidasi: enzima endogeno. È una ossidasi flavinica (molecola di FAD nel sito attivo). Prende il glucosio e ossida il c1 (ossidato dalla flavina) a carbonio.

carbossilico.Devo riportare la flavina nella forma ossidata e la reazione di ossidazionedi questa molecola viene svolta dall'ossigeno molecolare, che si lega allaflavina e forma un perossido, che poi si stacca e si ha la flavina ossidata. Ilperossido è sotto forma di acqua ossigenata, che ossida residui di cisteinaa formare legami disolfuro.L'acqua ossigenata prodotta da questo enzima è anche un disinfettante(proibito in italia a scopo alimentare), può essere usata in alcuni paesi persanitizzare alcuni alimenti.Si può usare un enzima come questo per fargli consumare l'ossigenopresente nel sistema, anche quello che può penetrare (packaging).Ci sono alcune applicazioni in cui il glucosio promuove reazioni diimbrunimento e ciò da fastidio, ad esempio nel produrre dal