Tecnologia e qualità degli alimenti

ORZOAVENA 24SORGO

Rappresenta l'alimentazione base delle popolazioni delle zone aride e semiaride. Rappresenta uno dei cereali "sostenibili". I maggiori produttori sono gli Stati Uniti dove viene utilizzato per l'alimentazione animale o per la produzione di bioetanolo. Può essere una buona risposta ai cambiamenti climatici che hanno impatto sulla resa e qualità dei cereali; un aumento di CO2 porta ad una riduzione delle proteine. Ciò ha un impatto sia a livello nutrizionale che tecnologico.

Il grafico riporta il cambiamento, da oggi al 2050, nella resa come effetto dei cambiamenti climatici. Si stima una riduzione della resa di frumento maggiore del 20%. Si ha una riduzione in resa delle principali colture ad eccezione di miglio e sorgo, che resistono meglio ai cambiamenti climatici. Non richiedono enormi quantità di acqua e fertilizzanti. È una coltura a basso costo e basso impatto ambientale.

Pro e contro: Elevata quantità di amido

resistenza dell'amido. Inoltre, durante la fermentazione, si formano anche enzimi che contribuiscono alla gelatinizzazione dell'amido. - Trattamento termico: l'amido resistente può essere reso disponibile per la gelatinizzazione attraverso il trattamento termico. Questo può essere fatto bollendo o cuocendo il sorgo per un determinato periodo di tempo. Il calore rompe la pellicola intorno ai granuli di amido, rendendoli più digeribili e gelatinizzabili. - Utilizzo di enzimi: l'aggiunta di enzimi specifici, come gli enzimi amilasici, può aiutare a idrolizzare l'amido resistente e renderlo disponibile per la gelatinizzazione. Gli enzimi possono essere aggiunti durante la fermentazione o durante il trattamento termico. - Combinazione di fermentazione e trattamento termico: l'effetto combinato della fermentazione e del trattamento termico può essere particolarmente efficace nel rendere l'amido resistente più digeribile e gelatinizzabile. La fermentazione rompe la pellicola intorno ai granuli di amido, mentre il trattamento termico completa il processo di gelatinizzazione. In conclusione, per aumentare la digeribilità delle proteine e rendere l'amido disponibile per la gelatinizzazione nel sorgo, si possono utilizzare diverse strategie come la fermentazione, il trattamento termico e l'aggiunta di enzimi. Queste tecniche possono contribuire a rendere il sorgo più digeribile e ad aumentare la sua utilità tecnologica.

digeribilità dell’amido stesso. -> azioneenzimatica dei batteri lattici (esogeni)- Germinazione della cariosside di sorgo: sfrutto gli enzimi che si sviluppano nella cariosside durante iprocessi di germinazione.

GRANI ANTICHI

I cereali antichi sono quei cereali che non sono stati soggetti ad una selezione genetica che ha portato allaproduzione delle varietà moderne.

I grani antichi comprendono tre diversi tipi di farro:

• Farro piccolo o monococco
• Farro medio o dicocco
• Farro grande o spelta 25

A volte con il termine “grani antichi” ci si riferisce anche ai cereali minori (sorgo, tef), però in realtà comprendono le varietà che non hanno subito un programma di selezione genetica moderna.

I grani antichi sono a cariosside vestita, cioè presentano ancora le glume e le glumelle e devono subire un processo di decorticazione.

Cosa ha portato ad abbandonare queste colture?

• Avevano bassa resa
• Sono molto alte e quindi soggette

All'allettamento (la spiga ricade sul terreno e si ha una perdita in resa)

Rivalutazione dei grani antichi:

• Valorizzazione della biodiversità
• Interesse verso prodotti tradizionali
• Si adattano meglio a certe condizioni climatiche

Da diversi studi è emerso che:

• I grani antichi presentano minore quantità di fibra rispetto alle quantità moderne.
  Nb: bisogna confrontare integrale con integrale. Se si confrontano con la farina di frumento raffinata ci sono ovviamente differenze nella quantità di fibra.
• I grani antichi presentano una quantità di proteine maggiore ma la loro qualità tecnologica è inferiore rispetto al frumento tenero.
  Occorre adattare il processo tecnologico in caso di utilizzo di queste farine per panificazione. Viene rallentata la velocità con cui si forma l'impasto in modo da non stressare le proteine perché non formano un glutine tenace.
• I grani antichi presentano un contenuto

maggiore di componenti bioattivi rispetto al frumento tenero? Il farro monococco presenta un maggior contenuto di carotenoidi, però altri componenti non si ha questa differenza. Non si può concludere che le varietà antiche siano migliori rispetto alle varietà moderne. 269/12/20

La cariosside del frumento

Le proteine rappresentano il 9-15% del frumento. La maggior parte sono presenti nello strato aleuronico e nel germe. Le proteine di interesse dal punto di vista tecnologico (gliadine e glutenine) sono stocate nell'endosperma.

Perché parlare di proteine?

• Interessi dal punto di vista nutrizionale
• Unicità delle proteine del frumento nel formare il glutine
• Interazioni con altri componenti ->zuccheri: reazioni di Maillard (da limitare nella pasta che porta ad uno imbrunimento della pasta, decadimento della qualità del prodotto e perdita di valori nutrizionali perché la biodisponibilità della lisina diminuisce).
• Polifenoli:

reazione tra polifenoli e caferine che limitano la digeribilità proteica e limitano il processo di gelatinizzazione dell'amido Classificazione proteine: - In base alla solubilità: proteine del fumento solubili in acqua (albumine), solubili in soluzioni saline (globuline), solubili in soluzione alcoliche (gliadine), solubili in soluzioni acide (glutenine). Una parte di proteine non viene solubilizzata (frazione delle glutenine ad alto peso molecolare. - In base al ruolo biologico: proteine metaboliche (albumine e globuline), proteine di riserva (gliadine e glutenine) - In base alla funzionalità: proteine formanti il glutine (gliadine e glutenine), proteine non formanti il glutine. Le gliadine sono composte da frazioni proteiche che hanno caratteristiche diverse: diverso contenuto di gruppi tiolici. Le glutenine possono essere classificate in glutenine ad alto o basso peso molecolare. Dal punto di vista tecnologico la funzionalità delle proteine non si limita solo ai

Prodotti da forno ma svolgono un ruolo importante anche in altri prodotti alimentari grazie alle loro molteplici funzionalità (capacità di legare l'acqua, creare coesione, elasticità, proprietà schiumogene) che vengono utilizzate in diverse tipologie di prodotti.

Il meccanismo con il quale svolgono queste funzioni è la loro capacità di creare legami che possono essere di natura differente.

Nb: gliadine sono le prolamine del frumento; nel caso degli altri cereali sono le prolamine; le glutenine sono le gluteline del frumento.

Perché il frumento ha la miglior attitudine alla panificazione?

• Quantità in proteine
• Quantità di proteine di riserva

Il riso non ha proteine formanti glutine.

La segale ha una diversa distribuzione tra prolamine ed albumine, ma questo non determina la differente funzionalità delle proteine della segale rispetto a quelle del frumento. Ciò che cambia è la composizione amminoacidica.

Composizione amminoacidica delle proteine Alcuni aa sono importanti per la formazione di legami. Perché le proteine di riserva del frumento presentano una forte tendenza ad associarsi? Basso contenuto in aa basici: vi è una minore percentuale di lisina nel frumento rispetto ad altri aa. È un aspetto negativo dal punto di vista nutrizionale perché è un aa essenziale. È un aa basico che, insieme ad una elevata presenza di glutammina, dà una bassa densità di carica alla molecola e deboli forze di repulsione. Ciò comporta una maggiore coesione. Elevata % di glutammina: possibilità di formare un numero elevato di legami idrogeno Elevata % di prolina: impedisce la formazione di alfa elica a causa della sua struttura Buona % aa con gruppi idrofobici: propensione a formare interazioni idrofobiche che garantiscono adesione e coesione alla struttura del glutine In generale le proteine del glutine sono proteine insolubili o moderatamentesolubili in certe condizioni di pH. Non è la quantità di proteine ma la composizione amminoacidica che favorisce la coesione e le interazioni. Le interazioni, nel caso delle proteine del frumento, avvengono tra glutenine e gliadine. Le principali componenti del glutine sono: - gliadine, monomeriche con peso molecolare più basso, 50% delle proteine del frumento - glutenine, polimeriche con peso molecolare più alto, 45% delle proteine del frumento Queste due famiglie di proteine conferiscono specificità all'impasto. Le gliadine conferiscono viscosità ed estensibilità, un eccesso di gliadine nel frumento si traduce in un impasto poco elastico e molto estensibile. Le glutenine conferiscono tenacità ed elasticità al glutine. Se il frumento è caratterizzato da un'eccessiva quantità di glutenine l'impasto risulta poco estensibile, poco elastico e molto tenace. L'eccessiva tenacità non è sempre

Un aspetto positivo perché una struttura troppo rigida comporta una difficoltà nella distensione del glutine durante la fase di lievitazione e quindi il pane sarà molto compatto e poco sviluppato in comune.

Estensibilità: capacità del reticolo glutinico a deformarsi senza rompersi

Elasticità: capacità del glutine di mantenere la propria forma durante uno stress meccanico. Rimossa la forza l'impasto riacquista la propria forma.

È importante avere un equilibrio tra gliadine e glutenine:

• Eccesso di gliadine: impasto poco elastico e molto estensibile
• Eccesso di glutenine: impasto rigido e poco estensibile

Le gliadine sono estensibili perché formano una catena in cui vi sono forti interazioni tra di loro ma poche interazioni con le altre molecole.

Le glutenine formano legami disolfuro intercatena ed intracatena.

Il glutine non è presente nel cereale, ma si forma in seguito all'interazione tra gluteline e gliadine.

in presenza di acqua ed energia meccanica -> formazione dell'impasto.

Un prodotto in cui sono presenti zuccheri e grassi viene limitata la formazione di glutine. La quantità di acqua che si aggiunge per formare l'impasto per il pane è maggiore (circa 60% di acqua) rispetto all'acqua che viene aggiunta all'impasto per fare la pasta (circa 27% di acqua). Con il 30% di umidità non si ha la formazione del glutine, ma si forma in un'altra fase.

Impasto pane: man mano che somministro energia meccanica, ed ho un'umidità tale per favorire le interazioni tra le proteine, si ha l'aumento di formazione di glutine fino ad arrivare ad una massa coesa ed uniforme. Inizialmente si ha solo una solvatazione delle proteine ed alla fine si ha la formazione di una rete continua ed omogenea di proteine all'interno della quale sono contenuti i granuli di amido.

Le interazioni che avvengono nel processo di impastamento sono principalmente

di tipo idrofobico grazie