Chimica degli alimenti

PROCESSO DI IDROGENAZIONE

Il processo di idrogenazione consiste nell'addizionare idrogeno ai doppi legami delle catene idrocarburiche insature ed è sfruttato nell'industria alimentare per trasformare gli oli alimentari in grassi solidi o semisolidi (che poi verranno utilizzati nella preparazione delle margarine). A parità di atomi di carbonio, il punto di fusione diminuisce all'aumentare del numero dei doppi legami. Il punto di fusione dell'acido oleico è 16°C. Dall'idrogenazione dell'acido oleico, oltre alla produzione di acido stearico, che è l'acido saturo corrispondente con punto di fusione attorno ai 69°C (che è dovuto alla saturazione del doppio legame), si formano anche isomeri trans, elaidinico o ottadecenoico trans, il cui punto di fusione è attorno ai 46°C, e altri isomeri di posizione, in configurazione cis o trans. Questo perché durante la reazione il doppio legame viene saturato con l'aggiunta di atomi di idrogeno.

legame può slittare in una posizione diversa da quella di origine: la reazione di idrogenazione può portare alla formazione di altri prodotti, non soltanto agli acidi grassi saturi corrispondenti. La reazione viene condotta in opportuni contenitori, in presenza di idrogeno che viene insufflato all'interno e si utilizza anche un catalizzatore (in generale nichel). La reazione viene interrotta quando il prodotto che si ottiene ha quel giusto punto di fusione, che per i grassi idrogenati destinati alla produzione delle margarine attorno ai 40°. La reazione ottimale è condotta tra i 100 e i 200°. È una reazione esotermica e quindi si deve evitare il surriscaldamento con temperature che superano i 200°. Si arriva poi ad ottenere un prodotto la cui acidità libera, in termini di acido oleico, è inferiore al 1%, l'umidità massima il 2% e ovviamente il prodotto non deve avere tracce di catalizzatore. La preparazione delle margarine

procede con la preparazione opportuna delle due fasi: quella acquosa e quella lipidica. La fase acquosa può essere addizionata di antimicrobici, di aromatizzanti, di coloranti e anche di cloruro di sodio. La fase lipidica viene sterilizzata, addizionata di emulsionanti (addirittura si possono aggiungere anche antiossidanti come gallati, BHA, BHT), degli addensanti, come alginati e esteri, di acidi grassi in modo da favorire l'ottenimento di quella massa plastica caratteristica. Le due fasi vengono poi amalgamate in miscelatori emulsionatori e poi l'emulsione così ottenuta viene spruzzata su cilindri raffreddati (sono proprio delle apparecchiature apposite, che vengono chiamati votator, dove questa emulsione si solidifica). Viene poi successivamente impastata e omogenizzata così da ottenere un prodotto dalle qualità plastiche volute. CLASSIFICAZIONE MARGARINE Per quanto riguarda la classificazione delle margarine, queste si suddividono in: - Margarineda tavola usate a livello domestico. In genere sono margarine monoseme, cioè provenienti da un unico tipo di olio. Margarine industriali o da pasticceria sono meno pregiate se vogliamo e servono alla preparazione di dolci, biscotti e gelati. In genere possono essere poliseme e quindi contenenti grassi di origine animale per il 25% (come il sego) oppure essere derivati da oli di pesce. Questi due possiedono un titolo in termini lipidici non inferiore al 80%. MARGARINE CHE PRESENTANO UN CONTENUTO LIPIDICO INFERIORE - "tre quarti" → Margarine il cui contenuto lipidico si abbassa attorno al 60% (sono chiamate alleggerite o a ridotto tenore di grassi) - "metà" → Margarine in cui il contenuto lipidico è più o meno attorno al 40% (definite anche light o leggere) - Margarina vegetale si intendono tutti quei prodotti che possiedono un titolo lipidico vegetale che è più del 98%. I grassi di origine animale sonoconsentiti al massimo fino al 2%. In commercio esistono poi le margarine dietetiche, caratterizzate dall'avere nella loro composizione di trigliceridi acidi grassi polinsaturi presenti in maggior concentrazione. Questo è legato al fatto che gli acidi grassi polinsaturi possiedono un alto valore nutrizionale. INDICAZIONI SECONDO LA NORMATIVA ITALIANA E COMUNITARIA PER QUANTO RIGUARDA LA COMPOSIZIONE DELLE MARGARINE:

• Acidità libera che non deve superare l'1%
• Materia grassa attorno all'80% (non inferiore)
• Assenza di grassi derivati dal latte, da grassi suini, idrocarburi di origine minerale

Per quanto riguarda le analisi, queste ricordano quelle del burro ma ci sono anche altre analisi dedicate ad analizzare il contenuto eventuale di nichel, un agente che serve come catalizzatore di reazione (deve assolutamente essere assente). Lo si determina mediante strumentazioni più sofisticate come assorbimento atomico o mediante analisi che prevedono.la formazione di composti rossi, allorché si aggiunga un determinante agente reattivo la dimetilgliossima che forma col nichel un prodotto di colorazione rossa USO DI MARGARINE E GRASSI IDROGENATI Margarine e grassi idrogenati sono molto impiegati nell'industria alimentare: • Nella produzione di dolci, merendine, gelati, budini, cioccolatini, biscotti, crostate, torte, meringate, ecc. • Nella produzione di paste sfoglie (soprattutto fino a quelle preparate fino a qualche anno fa), destinate alla preparazione, anche casalinga, di torte salate o di dolci contenenti grassi idrogenati o margarina • Tantissimi alimenti dei fast food: patatine fritte o crocchette dolci utilizzano queste tipologie di lipidi • Altri alimenti, come ad esempio i dadi per la produzione del brodo, salatini, focaccine, patatine confezionate e snack vari • Si possono ritrovare anche in alimenti dietetici PERCHÉ SI FA UN USO IMPORTANTE DI QUESTI GRASSI VEGETALI IDROGENATI • Per laloro consistenza, perché si ottengono dei prodotti con caratteristiche molto simili a quelle del burro.

• Per la conservazione migliore: i grassi idrogenati. Infatti si conservano più facilmente e più a lungo rispetto ai grassi naturali (in parte dovuto al fatto anche che gli oli parzialmente idrogenati risultano più stabili alle alte temperature, rispetto agli oli tradizionali quelli che contengono un alto contenuto di acidi grassi insaturi). Possono anche essere utilizzati più volte per friggere, con un netto vantaggio economico.
• Sono più stabili rispetto all'ossidazione lipidica, in termini economici risultano essere più bassi = permettono di risparmiare e quindi di poter vendere prodotti a prezzi competitivi.

Le margarine (soprattutto quelle vegetali) sono state sempre pensate come un'ottima alternativa al burro e soprattutto negli anni del secolo scorso sono stati tra gli alimenti più.consumatirispetto appunto al burro, che abbinava anche un contenuto di colesterolo importante (da qui tuttala preoccupazione che derivavano dal fatto che troppo colesterolo poteva indurre delle alterazionicome un aumento del colesterolo ematico e quant'altro). Dagli anni 90' in poi, a seguito di studicondotti, si è venuto a identificare un problema importante legato a dei prodotti che venivano aformarsi durante l'idrogenazione: gli acidi grassi trans (sono acidi grassi che il nostro organismo–non è in grado di metabolizzare e quindi possono provocare danni all'organismo anche per ilfatto che si accumulano all'interno dei lipidi). Nel tempo vari stati della Comunità Europea hannocominciato a porre dei limiti del loro nel loro utilizzo.Agli acidi grassi trans sono attribuiti numerosi danni, legati ad esempio al fatto che possono esseretrattenuti e trovarsi all'interno di membrane cellulari, aumentando quella che è la.rigidità stessa della membrana e questo può comportare alterazione della permeabilità e della fluidità. Possono anche provocare alterazioni metaboliche degli omega-3; altri studi hanno posto in evidenza che un uso eccessivo di acidi grassi trans può provocare una diminuzione delle HDL e un aumento delle LDL di queste lipoproteine plasmatiche. Alcuni studi hanno messo in evidenza una relazione tra consumo eccessivo di acidi grassi trans a induzione di diabete questo per un aumento dell'insulina post prandiale che alla lunga può generare condizioni prediabetiche e poi diabetiche. Studi ancora hanno messo in relazione l'assunzione l'aumento di acidi grassi trans e di radicali liberi, alterazioni del numero del metabolismo degli adipociti; altri studi hanno invece sottolineato come un accumulo di acidi grassi trans diminuiscono i livelli di testosterone e possono anche portare a riduzione della risposta immunitaria. 107 Per questo,nei primi anni del 2000 a partire dalla Svezia, Svizzera e in seguito Austria si sono imposti dei limiti di presenza di acidi grassi trans nei lipidi utilizzati in campo alimentare, finché si è arrivato a un'indicazione generale stabilità dall'Unione Europea, per cui si è arrivato a definire un valore massimo di tenore di acidi grassi trans pari a non più di 2 g su 100 g di lipidi negli alimenti destinati al consumatore. Questo decreto è stato stabilito dall'Unione Europea e dovrebbe andare in vigore dall'aprile del 2021.

MARGARINE SENZA GRASSI IDROGENATI

Si è dato da fare per preparare margarine senza l'utilizzo di grassi idrogenati. Le altre metodiche che portano all'ottenimento di margarine sono:

• Attraverso la cristallizzazione frazionata, cioè attraverso un raffreddamento lento progressivo si è in grado di separare acidi grassi a diverso punto di fusione (a partire magari da grassi di palma,

di cocco e palmisti) e via via si frazionano quelli che hanno delle temperature di fusione adatte per la produzione di margarine

• Attraverso processi di interesterificazione dei trigliceridi: si procede con rottura del legame estereo fra i vari acidi grassi e glicerolo e poi si procede con successiva esterificazione di trigliceridi altobollenti (come la stearina di palma) e trigliceridi liquidi (come leolina di palmisti), in modo da passare da miscele che inizialmente hanno un punto di fusione di 50° a miscele interesterificati il cui punto di fusione si è abbassata torna a 37°, tipico di una margarina

• Attraverso l'utilizzo di Frazionamento mediante SFC (supercritical fluid chromatography). Questo è un sistema cromatografico molto sofisticato che è in grado di separare un olio vegetale nelle sue diverse frazioni, caratterizzate da diverso grado di solubilità. Permette quindi ottenere una parte più solida ricca, di acidi grassi saturi,

e una liquida, più