Tecnologia e qualità degli alimenti

Relazione tra attività enzimatica e caratteristiche del pane

Esempio di un pane preparato da frumento germinato in campo: si crea un distaccamento della mollica dalla crosta, causato dalle amilasi (sia alfa che beta) germinate in campo.

AMIDO DANNEGGIATO: è quella porzione di amido che è stata danneggiata meccanicamente durante il processo di macinazione. La percentuale di amido danneggiato avrà un effetto sia in panificazione che in pastificazione.

Un amido non integro (rotture, fessurazioni ecc) è più accessibile all'attacco delle amilasi, a livello tecnologico, è un po' positivo. Un contenuto eccessivo di amido danneggiato (se non macino in modo adeguato il frumento) può portare:

• Assorbimento maggiore di acqua rispetto a un amido integro.
• Suscettibilità all'attacco termico, maggiore produzione di zuccheri, reazione di Maillard.
• Il frumento duro è giallo per un contenuto maggiore di carotenoidi; la semola ha...

Unagranulometria più grossa della farina, e questo influenza il contenuto di amido danneggiato). Dal frumento duro posso ottenere una semola o una semola rimacinata (è la stessa semola, ma che è stata rimacinata per avere una granulometria più fine). Nella semola rimacinata avrò un contenuto di amido danneggiato superiore rispetto ad una semola con una granulometria più alta.

ATTIVITÀ AMILASICA: EFFETTI SULLE CARATTERISTICHE DEL PANE

Gelatinizzazione: L'amido in generale è insolubile a freddo. Tutti i prodotti a base di cereali sono soggetti a trattamento termico. L'amido in presenza di acqua e alte T (eccesso di acqua 1:10) va incontro a un processo che si chiama GELATINIZZAZIONE, cambia la consistenza del materiale (a livello macroscopico, rileviamo come rigonfiamento dei granuli di amido e cambiamento della viscosità del sistema). Se raffreddo, l'amido va incontro ad un processo di RETROGRADAZIONE.

Sono due condizioni di partenza molto diverse. Nel primo caso (pane), avrò meno acqua, rispetto ad uno spaghetto (acqua in eccesso). Nel caso del pane avrò un grado di gelatinizzazione inferiore rispetto a quello della pasta. Cosa succede all'amido e che effetto ha sulla viscosità del sistema?

A temperatura ambiente, l'amido è insolubile (viscosità molto bassa), man mano che scaldo la viscosità aumenta (l'amido si rigonfia) fino a raggiungere un punto massimo (amido frammentato), a circa 90 gradi. Dopo di che, l'amido si rompe, l'amilosio si solubilizza, fuoriesce dai granuli d'amido e va nell'ambiente. Mantenendo la temperatura a 90 gradi, si arriva alla completa dispersione del materiale (solubilizzazione dell'amilosio). Se raffreddo, l'amilosio, che era fuoriuscito, si riorganizza in una struttura più compatta rispetto all'amido gelatinizzato, e quindi la viscosità aumenta di nuovo (retrogradazione dell'amido).

GELATINIZZAZIONE e RETROGRDAZIONE DELL'AMIDO sono dei processi che avvengono sempre alla base di tutte le produzioni dei cereali. Questo è condizionato dalla quantità di acqua presente, dalla tipologia dell'amido e dalla presenza di altri componenti (proteine, lipidi, pentosani, zuccheri solubili, Sali e tensioattivi) questo è il motivo che in una pasta o un pane non avrà la disgregazione totale dell'amido.

FATTORI CHE INFLUENZANO LA GELATINIZZAZIONE DELL'AMIDO

• Concentrazione amido - acqua
• Le proteine assorbono acqua, e la tolgono all'amido per gelatinizzare. Inoltre, interagiscono con amido alla superficie dei granuli rendendo difficoltosa la diffusione del materiale.
• Lipidi = questo complesso rallenta il rigonfiamento dell'amilosio.

Non vedremo mai un amido completamente gelatinizzato, perché intervengono diversi fattori. A seconda della velocità di raffreddamento, otterremo strutture diverse, con

proprietà diverse e anche l'accessibilità da parte delle amilasi:

• Precipitato (retrogradazione lenta) = sarà più difficile all'attacco delle amilasi, perché si ha una struttura più compatta.
• Gel (retrogradazione veloce)

I processi di raffreddamento e riscaldamento vengono utilizzati anche per la produzione di amidimodificati: "sono degli amidi che sono stati sottoposti a dei processi che ne hanno modificato la struttura e soprattutto le proprietà tecnologiche native".

Dopo una modificazione (di tipo termico e non solo), si modifica la capacità di interazione dell'amido con l'acqua:

• CAPACITÀ DI LEGARE ACQUA
• CAPACITÀ DI AUMENTARE VISCOSITÀ del sistema

Queste sono condizioni che influiscono sulla struttura (texture) dell'alimento. Tanto che questi amidi modificati vengono utilizzati nelle industrie alimentari con ruoli di addensante, gelificante, stabilizzante e

Legante. L'amido pre-gelatinizzato è un amido modificato termicamente, perché vogliamo che assorbano più acqua. Le farine pre-gelatinizzate vengono utilizzate per la produzione di pane gluten-free, ma anche tutti i baby-food.

Quali tipi di modificazioni possiamo avere?

• Modificazioni di natura chimica o di natura enzimatica = cross-linking, sostituzione/stabilizzazione, conversione enzimatica, trattamenti con acidi o con ossidanti
• Modificazioni di natura fisica = Pregelatinizzazione, tutti i trattamenti termici (produzione di farine pre-gelatinizzate)

SCIROPPI DI GLUCOSIO o SWEETNERS o CORN SYRUPS

Amidi modificati tramite via enzimatica, possiamo ottenere lo sciroppo di glucosio. Le innovazioni tecnologiche in questo settore riguardano (amidi modificati):

• AMIDI come "SOSTITUTIVI" DEI GRASSI, stessa patalabilità
• AMIDO RESISTENTE, utilizzato come fonte di fibra
• AMIDO come "AGENTE INCAPSULANTE" di AROMI

Un esempio sono le ciclodestrine.

sono amidi modificati in modo da creare questa struttura, che possono veicolare alcuni composti, aromi (agenti di incapsulazione).

In base al tipo di resistenza enzimatica, viene classificato in:

• RS TIPO I = perché è fisicamente inaccessibile (cereali integri, tuberi e legumi principalmente crudi)
• RS TIPO II = amido resistete dovuto alla sua struttura nativa (sfarinati in forma cruda, banana non matura, patata cruda, oppure amidi ad alto tenore in amilosio)
• RS TIPO III = amido resistente retrogradato dopo trattamento termico (pasta cotta, patate cotte, pane, prodotti da forno)
• RS TIPO IV = amido resistente chimicamente modificato (attenzione alla legislazione corrente)
• RS TIPO V = amido resistente complessato in una matrice lipidica (amidi complessati con una matrice lipidica in forma nativa o con reazioni controllate)

L'amido resistente può essere creato attraverso trattamenti termici (riscaldando e raffreddando). Un esempio è il riso parboiled. Viene prodotto,

c'è una fase di trattamento a vapore della cariosside e successivo essiccamento (per aumentare la conservabilità). Il riso parboiled contiene una quantità di amido resistente maggiore del riso normale. Ci sono cereali che lo contengono naturalmente, e ci sono anche strategie per produrlo come la modificazione fisica (trattamenti termici) o modificazioni di tipo chimico o enzimatico (pululanasi).

Se utilizzo la pululanasi è un enzima deramificante che idrolizza il legame alfa 1-6, crea delle catene lineari di amilosio in grado di disporsi in una struttura più compatta, da renderlo meno accessibile all'attacco enzimatico (è una delle strategie per creare amido resistente).

AMIDO RESISTENTE

SCOPO = Aumentare la quota di amido resistente quantificato come RS nei prodotti di largo consumo (pane, pasta, snack). Come faccio?

L'altra strategia è quella di aggiungere ingredienti ricchi in amido resistente. Sono delle

polverine(varietà di legumi, varietà di frumento, riso, mais ad alto contenuto di amilosio) che vengono aggiunte nella formulazione, anche in piccole quantità. L'amido resistente è importante dal punto di vista nutrizionale (buon veicolo di composti bioattivi). Voglio arricchire un prodotto in proteine, posso aggiungere farine di legumi, oppure aggiungere un concentrato o isolato (il contenuto proteico è maggiore). Nei prodotti arricchiti in fibra, sulle etichette può esserci scritto (farina integrale, oppure farina raffinata + crusca). L'amido resistente è un amido che resiste all'attacco delle amilasi, e viene fermentato a livello del grosso intestino (rilasciando acidi grassi a corta catena). Rientra nella definizione di fibra alimentare.

ESEMPIO DOMANDA = Come arricchire un prodotto in amido resistente?

CELLULOSA

Nelle etichette (soprattutto di prodotti senza glutine), troviamo queste sigle: MC (metilcellulosa) e HPMC. Sono

I derivati della cellulosa hanno un ruolo tecnologico importante. Rientrano nella categoria di idrocolloidi, in grado di legare l'acqua a freddo, e sono in grado di dare dei gel reversibili. Vanno a mimare la funzionalità del glutine (migliorare la lavorabilità del prodotto perché hanno una grossa affinità per l'acqua).

PENTOSANI o ARABINOXILANI (emicellulose)

Sono componenti minori, ad esempio, nel frumento sono presenti in basse quantità, ma hanno un ruolo tecnologico importante. Vengono classificati in funzione della loro solubilità in acqua a freddo:

• Solubili = a livello tecnologico, è questa frazione, ha la capacità di migliorare la caratteristica del pane (migliorare la struttura interna del pane)
• Insolubili = questa frazione impatta negativamente sul pane. A livello tecnologico, vengono aggiunti degli enzimi che rendono solubili gli Arabinoxylani. Gli xilanasi sono dei miglioratori enzimatici (idrolizzano lo xilano)