Processi delle industrie alimentari - industria pastaria

Processi delle industrie alimentari

Industria pastaria

Maria Grazia Felleca e Antonella De Marco

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I cereali

I cereali sono delle piante erbacee appartenenti alla famiglia delle Poaceae (Gramineae), più comunemente dette Graminaceae, e svolgono un ruolo di primissimo piano nell'alimentazione umana.

Va però ricordato che i soggetti celiaci non possono assumere le prolammine di frumento, orzo, segale ed avena. L’importanza alimentare dei cereali è legata alla commestibilità delle cariossidi, dette anche granella. Questa è particolarmente ricca in amido, e quindi costituisce una buona fonte di energia (10-15 Kj/gr), ma povera in proteine e lipidi; è inoltre ricca di vitamine idrosolubili del gruppo B, ma non contiene vitamina C, mentre ovviamente, le vitamine liposolubili sono poco rappresentate a causa del basso contenuto di lipidi.

La cariosside è costituita da:

• Amidi, pentosani, cellulosa e zuccheri riduttori.
• Costituite essenzialmente da prolammine e glutenine.
• Trigliceridi soprattutto insaturi, fosfolipidi, glicolipidi e steroli.
• Come costituenti minori, ritroviamo i sali minerali (2%), tra cui prevalgono P, K, Mg, Ca e S.

I cereali possono essere consumati usando direttamente le cariossidi (per esempio il riso) oppure i loro sfarinati. I prodotti possono essere distinti in fermentati e in non fermentati.

La fermentazione alcolica viene sfruttata per ottenere la lievitazione del pane (per ottenere un pane più leggero e più masticabile) e per le bevande alcoliche (per esempio la birra).

La pasta è il classico esempio di prodotto non fermentato, in cui l’impasto di acqua e farina viene prima lavorato per ottenere la dovuta consistenza, poi trafilato per dargli da forma desiderata e infine essiccato.

Fra gli sfarinati dei diversi cereali (frumento, avena, granturco, riso, ecc.) quello che otteniamo dal frumento sono particolarmente adatti alla produzione di pasta e pane.

L’amido

L’amido è molto importante, non solo per il notevole apporto di energia, ma anche per il suo impatto positivo sulla fisiologia: dopo l’assunzione di carboidrati si verifica un aumento della concentrazione di glucosio nel sangue (la glicemia), che viene riportata a valori normali mediante l’intervento dell’insulina; maggiore è la rapidità di variazione ematica di glucosio, maggiore sarà la risposta insulinica. Si ritiene che, il frequente aumento di glucosio ematico e la successiva secrezione dell’insulina, aumentino i rischi di sviluppare il diabete e andare incontro a malattie cardiache. L’amido è assorbito più lentamente di uno zucchero semplice, determinando un minore innalzamento del glucosio ematico e quindi una risposta insulinica più contenuta.

La presenza di fibre negli alimenti può ridurre la disponibilità di taluni nutrienti, ma d’altra parte hanno un effetto protettivo contro alcune malattie quali: malattie cardiache, diabete e obesità. Le fibre possono rallentare l’assorbimento del glucosio, producendo una risposta insulinica più bassa.

L’amido svolge un ruolo fondamentale durante la cottura dei derivati dei cereali, andando verso il fenomeno della gelatinizzazione, che consiste essenzialmente nella trasformazione di strutture cristalline in strutture amorfe, con conseguente formazione di un gel. Questa trasformazione, che viene a T=50-70°C e in presenza di acqua, è caratterizzata da un aumento della viscosità ed è responsabile della caratteristica consistenza che contraddistingue i diversi derivati dei cereali sottoposti a cottura; ad esempio, pasta o riso cotti sono morbidi, nel pane la struttura umida gelatinizzata si disidrata e si forma la mollica.

L’amido gelatinizzato, una volta raffreddato, può passare dallo stato amorfo allo stato cristallino; questo fenomeno, denominato retrogradazione dell’amido, è la principale causa del pane raffermo.

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Proteine

Dal punto di vista tecnologico, il componente più importante della cariosside è l’endosperma, che è formato principalmente da cellule contenenti granuli di amido immersi in una matrice proteica, a sua volta costituita da proteine di riserva che forniscono azoto per lo sviluppo della nuova pianta. Queste proteine sono distinte in:

• Prolammina, solubile in alcoli; proteine di riserva di alcuni cereali, quali il frumento, l’orzo, l’avena, la segale, sono responsabili della celiachia in soggetti geneticamente predisposti. Attualmente, l’unico modo sicuro per evitare le conseguenze di questa patologia è l’eliminazione, dalla dieta, di tutte le prolammine di questi cereali.
• Glutenine, solubili in acidi o basi diluite.

Nel frumento, queste due classi di proteine prendono il nome di gliadine e glutenine, e sono responsabili della formazione del glutine, durante la preparazione dell’impasto. Esse sono un complesso macromolecolare con proprietà visco-elastiche, che si forma durante l’impasto di farina e di frumento per interazione tra gliadine e glutenine mediante legami idrogeno, legami disolfuro, legami ionici con sali ecc. Le proprietà viscoelastiche del glutine sono di fondamentale importanza nella preparazione del pane e della pasta, in quanto esso, per la sua alta viscosità, trattiene la CO² che si sviluppa durante la lievitazione, il che permette, dopo la cottura, la formazione di una struttura spugnosa ed elastica: la mollica. Nella pasta il glutine ingloba al suo interno i granuli di amido prevenendone il rigonfiamento e la solubilizzazione ed evitando, così, l’appiccicosità della pasta.

Va precisato che il glutine si forma solo con le proteine di riserva del frumento (gliadine e glutenine), mentre le proteine di orzo e segale non sono in grado di formare un complesso macromolecolare con le proprietà chimico-fisiche del glutine.

Comunemente il termine glutine viene anche usato per indicare la famiglia di proteine di riserva che provocano la celiachia in individui geneticamente predisposti; per cui include le proteine di riserva di grano, segale, orzo, avena che ne sono responsabili.

Nei cereali, soprattutto negli strati esterni, sono presenti altre proteine indicate come proteine metaboliche (enzimi, proteine strutturali ecc.), che hanno poca o nessuna importanza dal punto di vista tecnologico. Esse sono distinte in:

• Albumine, solubili in acqua;
• Globuline, solubili in soluzione salina.

Utilizzazione del frumento

Il frumento appartiene al genere Triticum, fra le cui specie coltivabili, indicate con il termine collettivo Triticum sativum, le più importanti sono il Triticum aestivum (vulgare), che costituisce il cosiddetto grano tenero, il Triticum compactum ed il Triticum durum, che costituisce il più noto grano duro.

La durezza della cariosside è un importante parametro per differenziare i diversi tipi di frumento, per destinarli a produzioni diversificate. I termini tenero e duro si riferiscono alla facilità con cui l’endosperma può essere frammentato e determina l’energia necessaria per la molitura che viene misurata in base alle dimensioni dei frammenti, che si ottengono macinando, in condizioni standardizzate, un campione di grano. Maggiori sono le dimensioni delle particelle ottenute, maggiore è la durezza della cariosside.

Dalla macinazione del grano tenero e del compactum si ottiene la farina propriamente detta (particelle di 14-120 micron), utilizzata per la produzione di svariati prodotti da forno tra cui il pane. Anche nell’ambito dei grani teneri esistono varietà con differente durezza. I grani più duri sono usati per la produzione di pane, mentre quelli più teneri sono usati per la produzione di biscotti e

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torte. La farina del compactum, viene utilizzata generalmente per la produzione di prodotti da forno a lievitazione chimica, ad esempio biscotti e torte.

Dal grano duro si ottiene la semola (particelle di diametro= 200-500 micron), dai granuli grossi con spigoli netti e dal colore leggermente ambrato, utilizzata principalmente per la produzione della pasta, ma anche del pane. Per ulteriore raffinazione e macinazione del grano duro, dopo la separazione della semola, si ottiene il semolato. Il Triticum durum è il più duro in assoluto.

La produzione di sfarinati

La produzione di sfarinati viene attuata in più stadi che prevedono dapprima la parziale rottura del se