Evoluzione dei componentidell’impastoLa migrazione di acqua, l’influenzadel contenuto in acqua e l’incremen-to di calore durante la formazionedella pasta sono stati oggetto dinumerosi approfondimenti negliultimi anni.Alcune prove hanno riguardatoimpasti a diversi contenuti di umidi-tà, i quali sono stati sottoposti ariscaldamento convenzionale adiverse temperature. Il contenutod’acqua è stato seguito con unasonda, per tutta la durata del tratta-mento, in tre punti: al centro deicampioni, a metà tra il centro e lasuperficie, sulla superficie.La reologia dei campioni trattatitermicamente è stata misuratamediante misure di sforzo, la micro-struttura dei campioni è stata valu-tata con il CLSM (Confocal laserscanning microscopy), mentre iparametri microstrutturali sono stativalutati grazie all’analisi delleimmagini.I risultati più importanti dimostranoche non c’è alcuna migrazione diacqua all’interno dell’impasto fino atemperature interne al campione di80°C; evidenti conferme indicanoche il contenuto di acqua e la portatadel riscaldamento influenzano leproprietà reologiche e strutturalidell’impasto.In campioni di pasta ad elevataumidità la formazione del reticologlutinico è di maggiore entità e ridu-ce la capacità di idratazione deigranuli di amido; viceversa a ridottivalori di umidità si ottiene un retico-lo proteico più lasso che facilital’idratazione dell’amido.A temperature più elevate i granuli

di amido hanno meno tempo perassorbire acqua; da qui risultaaumentata la temperatura di rigon-fiamento.Un riscaldamento rapido sottoponela pasta a maggiori deformazionistrutturali e porta alla formazione dipori più piccoli; potrebbe essere chela dimensione dei pori influenzi laresistenza del campione agli stresssenza che questo possa fratturarsi. Icampioni con umidità ridotta hannopori di dimensioni minori. L’energiarichiesta per avere fratture nell’im-pasto riscaldato rapidamente è piùelevata rispetto ai campioni riscalda-ti lentamente (Thorvaldsson, K. etal., 1999).La valutazione della variazione diforza del glutine, delle proprietàreologiche e della qualità di cotturadegli spaghetti ha dimostrato unmaggior coinvolgimento dellafrazione proteica insolubile in acquadel frumento duro. La viscosità delglutine disciolto in un tamponeadeguato è strettamente correlatacon il bilancio amminoacidico delleproteine, con la forza del reticoloproteico che forma e con la qualità dicottura degli spaghetti (Dexter, J.E.et al., 1980).La qualità della pasta è influenzataoltre che dal contenuto proteicoanche dalle proprietà dell’amido;infatti il glutine pur rimanendol’agente principalmente coinvolto alivello ultrastrutturale, lo è insiemeall’amido, poiché forma una magliaproteica che lo trattiene e dà corpo estruttura al prodotto. Queste carat-teristiche, insieme alla capacità diidratazione dell’amido ed alle sueproprietà di gelificazione, sono iprincipali attributi di qualità per la

pasta (Delcour, J.A. et al., 2000).La rimozione di lipidi e proteine disuperficie dai granuli di amido influ-enza chiaramente le proprietà siareologiche che strutturali, ma non leinterazioni con gli altri componenti.Lipidi e proteine presenti sullasuperficie dei granuli di amido noninfluenzano le interazioni di questocon il glutine, essenzialmente legatea fenomeni di inclusione fisica daparte della reticolazione glutinicadei granuli amilacei. Le alte tempe-rature di essiccazione promuovonola formazione del reticolo proteicoche rende i granuli di amido menoestraibili e limita la loro gelatinizza-zione e rigonfiamento durante lacottura. Di conseguenza, la qualità ela quantità di questo reticolo sonocorrelate con le proprietà fisichedella pasta cotta (Vansteelandt, J. etal., 1998).

Amido e glutineDurante l’impastamento i legamidisolfuro, a idrogeno e idrofobiciche coinvolgono le proteine sonoparzialmente scissi, e come effettoprevalente si ha un cambiamentodella solubilità, che generalmenteaumenta. Questo è dovuto alla dimi-nuzione delle dimensioni deicomplessi proteici in seguito alladisaggregazione e depolimerizza-zione delle subunità gluteniniche adalto peso molecolare.Nella fase di estrusione le proteinesono denaturate e i legami chimiciindeboliti , come conseguenzadell’innalzamento di temperatura edell’azione meccanica della coclea edella trafila sull’impasto; la princi-pale conseguenza è la diminuzionedi solubilità delle proteine.

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LA PASTA È SEMPRE QUELLA DI UNA VOLTA?NUOVI SPUNTI PER UN “NUOVO” PRODOTTO

CON 2000 ANNI DI STORIA

Alessio Marchesani - Ilaria Soncini

La ricerca in campo alimentare porta continuamente nuovi frutti. Per fare il punto della situazione abbiamo effettuato unaricerca bibliografica sulle principali pubblicazioni internazionali.Il materiale raccolto è stato poi esaminato e rielaborato al fine di rendere più accessibili i contenuti tecnici e tecnologici esposti.Un’attenta lettura può dar origine a nuove idee o ad applicazioni nuove di tecnologie già in uso.

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I cambiamenti che si verificanodurante la fase di impastamentopossono risultare più evidenti delledifferenze normalmente riscontratetra diverse varietà di grano. La lami-nazione porta una riduzione delcontenuto di glutine ed un aumentodel gel proteico; questo potrebbeessere dovuto all ’aumento ditemperatura durante la laminazione(a causa dell’energia meccanicafornita) che denatura le proteine(Hayta, M. et al., 2001).Nelle farine di grano tenero e duro lagelatinizzazione dell’amido non risul-ta completa in un intervallo di tempe-ratura compreso tra 60°C e 100°C; ilgrado finale di gelatinizzazione(FDG) dell’amido di frumento tene-ro è maggiore, sia in vitro che in situ ela cinetica del processo risulta esserepiù elevata. Queste differenze sonodovute alle diverse caratteristichestrutturali e di texture delle due tipo-logie di frumento.Gli aspetti indicati sono alla basedelle differenti attitudini dei due tipidi frumento alla pastificazione;infatti, nella produzione di pastasecca, la gelatinizzazione è alquantoindesiderata perché in fase di cottu-ra ne diminuisce sensibilmente laqualità, riducendone la tenuta incottura, facilitando la fuoriuscita deigranuli di amido dal reticolo protei-co e rendendo colloso il prodotto(Turhan, M. et al., 2002).Durante la prima fase di essiccazio-ne della pasta i granuli di amido,soprattutto quelli di dimensioniridotte, diventano meno estraibili,probabilmente a causa delle intera-zioni con il glutine e dell’ingloba-mento fisico-strutturale. Questemodificazioni non sono legate né alcontenuto di amilosio, né alle varia-zioni strutturali nell’allineamentodello stesso all’interno della pasta, inquanto le condizioni ambientali ditemperatura e umidità non le favori-scono.La maggior parte dei cambiamentiosservati, riguardanti il comporta-mento dell’amido, si osserva duran-te la prima fase di essiccazione,anche se, in realtà, si dovrebberoriscontrare anche in altre fasi dellalavorazione della pasta. Comeconseguenza alle modificazionisubite da parte dell’amido, sidovrebbero riscontrare una diminu-zione di viscosità, di temperatura di

gelatinizzazione ed un aumento delrigonfiamento e della solubilità.In particolare sono i trattamenti diessiccazione ad alta temperatura cheportano maggiori cambiamentidelle caratteristiche chimico-fisichedell’amido, con conseguente irrigi-dimento della struttura e diminuzio-ne della solubilità e della capacità dirigonfiamento del granulo. Questocomporta più in generale una perdi-ta di permeabilità, ed una riduzionedella fuoriuscita di amilosio nelmezzo in fase di cottura del prodotto(Vansteelandt, J. et al., 1998).Per quanto riguarda il glutine, l’es-siccazione a temperature elevateprovoca una riduzione del suo conte-nuto con conseguente formazionedel gel proteico, incrementandone lareticolazione.A basse temperature l’amido subiscemodificazioni ben diverse. Inpresenza di una umidità maggioredel 30% assume una conformazionelamellare periodica ben definita. Infase di congelamento, l’espansionedi acqua libera esterna alle lamelle,nei granuli causa una compressionedella struttura semicristallina lamel-lare; viceversa la frazione cristallina,più rigida, rimane prevalentementeinalterata. Questo perché le stesselamelle amorfe agiscono come deicuscinetti di assorbimento delleforze di compressione, proteggendol’integrità cristallina. Una voltaraggiunto il massimo grado dicompressione (riduzione di volumefino ad un terzo del valore iniziale),applicando un ulteriore stress siosserva una deformazione dellelamelle con perdita di correlazionenella direzione perpendicolare eformazione di una struttura ondula-ta all’interno degli anelli di crescitasemi-cristallina.Questo avviene soprattutto in amidia bassa percentuale di amilosio (i.e.mais), che risultano pertanto piùsensibili al congelamento; si puòquindi dedurre che l’amilosio èdeterminante nella risposta aglistress applicati. Una prima ipotesisuggerisce che la presenza di amilo-sio all’interno delle lamelle amorfepossa, in qualche modo, limitarel’entità della compressione possibi-le; i complessi (inglese: entangle-ments = groviglio) tra le catene linearidi amilosio e le eliche di amilopecti-na potrebbero agire come una specie

di cross-link fisico temporaneo,rendendo le lamelle amorfe relativa-mente rigide ed incomprimibili.Un’altra ipotesi riguarda la presenzadi amilosio all’interno delle regionigranulari amorfe, il quale potrebbefunzionare come “diluente”, ridu-cendo l’accoppiamento tra le ramifi-cazioni di amilopectina nelle lamellevicine e così anche la trasmissionedello stress attraverso il granulo.Più in generale si può affermare chele basse temperature non danneg-giano in modo rilevante la strutturadel granulo di amido: le trasforma-zioni che intervengono sonocompletamente reversibili dopo ilriscaldamento. Anche dopo un ciclodi congelamento e scongelamentonon si evidenziano danni rilevanti(Perry, P.A. et al., 2000).Alimenti complessi conservati abasse temperature, in seguito ascongelamento potrebbero subireun danneggiamento della struttura,con riduzione dell’integrità. Le flut-tuazioni della temperatura durantelo stoccaggio portano ad una ricri-stallizzazione con effetti drasticisulla texture del prodotto; si formanocristalli di ghiaccio sempre più gran-di che tendono a creare frattureinterne. I gel di amido, così comealtri gel ad elevato contenuto diacqua, sono particolarmente sensi-bili a questo tipo di danno.L’evoluzione delle fasi che costitui-scono il processo di congelamento(nucleazione, propagazione dicristalli, maturazione) è influenzatadai componenti dei prodotti alimen-tari.Gli idrocolloidi sono frequentemen-te usati come additivi per controllarela texture e la stabilità di alimenticongelati; i polisaccaridi in particola-re possono portare ad un’ampiariduzione dell’entità di crescita deicristalli di ghiaccio, ma non si cono-sce in dettaglio quale sia il meccani-smo coinvolto. Le soluzioni di poli-saccaridi aumentano la viscosità delsistema, anche se ciò non sembraessere il fattore determinante nellacrescita dei cristalli di ghiaccio; si èvisto infatti che esiste una correla-zione ridotta tra la viscosità e losviluppo dei cristalli, mentre è signi-ficativo il loro ingombro sterico.Questi durante la loro espansionevengono intrappolati all’internodelle catene polimeriche, con la

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conseguente formazione di gel dapolimeri che riduce la cristallizzazio-ne in funzione del grado di ramifica-zione e della forza del gel. Polisacca-ridi di origini e conformazionespaziali diverse, quali xantano (poli-mero complesso con struttura adelica) e galattomannano (con strut-tura lineare e catene laterali di galat-tosio), non gelificano se non quandosono usati contemporaneamente,influenzando la cristallizzazione delghiaccio mediante meccanismidifferenti. La presenza di additivipolisaccaridici, quindi, può influirein modo più o meno marcato sullastabilità al congelamento di gel diamido, in funzione della sua originee delle interazioni che si producono(Lo, C.T. et al., 2000).

Analisi microscopica e valutazioniconformazionaliIl microscopio è lo strumento piùutile per studiare la struttura ed icambiamenti dei granuli di amido.Lo studio non invasivo dei granulimediante luce polarizzata è il piùsemplice ed è utile a monitorare icambiamenti che avvengonoall’interno durante la crescita delchicco, lo stoccaggio e la lavorazio-ne.Dopo un contatto prolungatodell’amido con un mezzo liquido sinota una essudazione superficialedall’interno verso l’esterno delmezzo; questa può essere importan-te per il suo comportamento in diver-se fasi della trasformazione: rigonfia-mento, agglomerazione, manteni-mento dell’aspetto granulare delprodotto trasformato.L’illuminazione dei granuli diamido con luce polarizzata e conraggio laser perpendicolare al raggiopolarizzato garantisce l’osservazio-ne dell’essudazione al microscopioottico (Starzyk, F. et al., 2001).Negli ultimi tempi una tecnica piut-tosto nuova, la microscopia CLSM, èstata introdotta per l’analisi struttu-rale di materiale biologico e alimen-tare. Al contrario della microscopiaottica, la sorgente luminosa è sosti-tuita dal laser, con una unità di scan-sione ed un foro di dimensioniadeguate nel piano focale posterio-re, che migliora la profondità limita-ta del fuoco. Questo sistema si èdimostrato utile per ottenere infor-mazioni tridimensionali sulla strut-

tura del parenchima di tuberi e sulleproprietà dei reticoli proteici eamilacei in prodotti a base difrumento. Inoltre si può utilizzareper studiare le proprietà di superfi-cie della pasta mediante lo studio“riflettometrico” (Durrenberger,M.B. et al., 2001).Anche il microscopio elettronico adalta risoluzione può essere usato perstudiare la microstruttura dellapasta secca o cotta, previa prepara-zione del campione mediantecongelamento e taglio.La pasta è un interessante sistemaacqua-amido-proteine, dove in fasedi lavorazione e cottura si instaurauna competizione amido/proteinaper l’acqua e si hanno cambiamenticonformazionali ed interazioni reci-proche. La comprensione di questifenomeni può essere approfonditastudiando la struttura “fine” dellapasta; in tal caso si è dimostratoche il già citato “freeze-fracturing”(congelamento-taglio) è uno deimetodi più efficaci per osservare lemodificazioni indotte dal caloresull’ultrastruttura dell’amido insistemi a basso contenuto di acqua.Questi non possono essere facil-mente osservati con altri metodi dimicroscopia elettronica (Lo, C.T. etal., 2000).

Riscaldamento a microondeAnalizzando campioni differentitrattati a microonde si evidenzia unacorrelazione inversa tra la frequenzautilizzata e la temperatura delcampione; questo avviene perché lapenetrazione della radiazione el’assorbimento di energia sono piùefficaci a frequenze più basse (peresempio 900 mHz). Industrialmenteperò si preferisce utilizzare frequen-ze più elevate poiché facilitano ilcontrollo della temperatura all’inter-no della matrice alimentare.Per l’utilizzo delle microonde difondamentale importanza risultanoessere la forma del campione(dimensioni e simmetria) e la dire-zione delle radiazioni, variabili cheinfluenzano direttamente la distri-buzione uniforme dell’energia.Anche la presenza di un elevatocontenuto di soluti ionici influenzal’efficienza del riscaldamento: adelevate concentrazioni si raggiungo-no, per lo stesso campione e a paritàdi condizioni, temperature più

elevate.Particolarmente interessante è ladiffusione del calore all’interno delcampione: se le dimensioni sonopiuttosto elevate il calore si diffondelentamente dalla superficie versol’nterno, mentre se le dimensionisono ridotte il riscaldamento è piùomogeneo.Si può proporre un miglioramentotecnologico effettuato mediante larotazione assiale dei campioni e unsistema operativo a cicli on/off(Oliveira, M.E.C. et al., 2002).Prodotti amilacei sottoposti a riscal-damento, data l’elevata cinetica,presentano un ridotto grado di gela-tinizzazione dell’amido. Il riscalda-mento a microonde di prodotti soli-di umidi determina un flusso positi-vo di acqua verso l’esterno a causadell’incremento della pressione divapore interna; così è favorita anchel’evaporazione superficiale (Sumnu,G., 2001).Recentemente l’uso delle microon-de è stato introdotto nella pastoriz-zazione di prodotti pronti già confe-zionati. Questa operazione si è rive-lata ottimale perché il trasferimentovolumetrico di calore assicura unrapido riscaldamento del contenuto,così da evitare un prolungato tratta-mento in autoclave, più dannoso neiconfronti dei composti più termola-bili (nutrienti o componenti organo-lettiche).

Alte pressioniI prodotti che è possibile trattare sononumerosi, ma devono avere alcunecaratteristiche generali: un minimocontenuto di acqua, non eccessivaporosità (data la momentanea defor-mazione durante il trattamento) edevono essere confezionati in unimballaggio flessibile.Questa tecnica permette di trattaresemilavorati in confezioni di note-vol i dimensioni , come anchealimenti destinati al consumo; gene-ra inoltre un ridotto impattoambientale, poiché non produceemissioni inquinanti.Ci sono molte ricerche pubblicateche riguardano cibi a bassa aciditàsanificati utilizzando alte pressioni ebasse temperature. Il problema dellespore microbiche però non puòessere risolto con il semplice impie-go di pressioni elevate, occorronoanche temperature elevate.

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Vengono riportati dati di abbatti-mento di Bacillus stearothermophilus(uno tra i batteri più termoresistenti)nell’ordine di 6 riduzioni decimalicon un trattamento a 600 MPa (circa6000 atmosfere) e temperature di70°C per 5 minuti, ripetuto 5 volte(Hayakawa, I. et al., 1994).Altri metodi (Pulsed High Pressure,PHP) impiegano cicli a pressioniinizialmente basse (60 MPa) e succes-sivamente più elevate (500 MPa), atemperature di 70°C; ripetendo ilciclo circa 10 volte si riescono adeliminare anche le spore eventual-mente presenti, poiché queste riesco-no a germinare tra un ciclo e l’altro evengono poi inattivate dal ciclosuccessivo (Sojka, B. et al., 1997).In ricerche recenti, grazie a numero-se prove, sono state indicate precisa-mente le condizioni di utilizzo idealiper ottenere la sanificazione in alcu-ni prodotti quali, per esempio, pastaal formaggio. Sono stati impiegaticeppi di Clostridium sporogenes e diBacillus cereus come indicatoridell’avvenuto trattamento, prestan-do molta attenzione alla carica dispore iniziale, ai tempi e alle tempe-rature di esercizio, nonché al nume-ro di cicli.Con l’impiego di temperature relati-vamente basse è ovvio che la qualitàfinale dell’alimento risulti migliore;questa dipende però anche dallaqualità dell’imballaggio (opportu-namente formulato e adattato allecaratteristiche chimico-fisiche delprodotto) e dal fluido impiegato peresercitare la pressione (Meyer, R.S.et al., 2000).Per quanto riguarda l’amido, untrattamento ad alcune centinaia diMPa causa una gelatinizzazione chepresenta però caratteristiche moltodiverse da quella ottenuta per riscal-damento; in particolare la strutturagranulare rimane intatta, mentreviene completamente distrutta dalcalore.Nell’industria della pasta questotipo di trattamento potrebbe essereindicato per la pastorizzazione“mild” di pasta fresca confezionata odi piatti pronti a base di pasta, le cuicaratteristiche organolettiche risen-tono molto del riscaldamento atemperature più elevate.

Atmosfera modificataI principi chimico-fisici su cui si basail confezionamento in atmosferamodificata (MAP, modified atmosphe-re packaging) prevedono la sostitu-zione dell’atmosfera che circonda ilprodotto con una miscela di gasopportuna, abbinata alla refrigera-zione. Gli effetti raggiungibili conquesto tipo di tecnologia di confe-zionamento sono la riduzione dellavelocità di reazione di molti processibiochimici che degradano il prodot-to ed in generale l’inibizione dellacrescita di microrganismi contami-nanti. L’azione preservante dei gasviene potenziata dalla refrigerazio-ne che riduce la velocità della cresci-ta microbica e in generale dellereazioni enzimatiche, cause princi-pali della degradazione organoletti-ca del prodotto. Dal punto di vistanutrizionale è stato verificato,mediante lo studio realizzato supiatti “bilanciati”, che il MAPmantiene sostanzialmente invariatele caratteristiche iniziali del prodot-to.Alcune prove effettuate su piattipronti a base di pasta dimostranoche il contenuto di acidi grassi (eperossiacidi), nel caso della prepara-zione di pasta con grassi animali,rimane invariato, mentre nella pastacon ortaggi si riscontra un numerodi perossidi più elevato probabil-mente a causa di una residua reatti-vità enzimatica di tipo ossidativo.Il mancato trattamento di blanchingdegli ortaggi freschi e le blandemodalità di cottura degli stessipossono spiegare il permanere di unprocesso ossidativo e quindil’elevato numero di perossidi ritro-vato in quest’ultima preparazione.Per valutare l’andamento e l’idoneitàdella tecnologia di conservazionesono state seguite le reazioni di ossi-dazione a carico del b-carotene e dellavitamina E; i dati acquisiti conferma-no che il mantenimento dei campioniin condizioni ottimali per tutta ladurata della shelf-life non alteraquesti indici di qualità.Facendo un confronto fra la tecnolo-gia di congelamento con quellaMAP, è stata anche valutata lapercentuale di amido resistenteformatosi per retrogradazione.I risultati ottenuti non hannomostrato differenze fra i due tipi diconservazione.

Nel complesso i risultati delle analisieffettuate sui campioni hanno dimo-strato, per i principi nutritivi valuta-ti, che le tecnologie combinate diatmosfera modificata e refrigerazio-ne sono in grado di preservare laqualità nutrizionale del prodottoper un tempo superiore a tre setti-mane. L’utilizzo nel MAP di tempe-rature positive, evitando la forma-zione di cristalli di ghiaccio, porta adun prodotto con migliorati texture eflavour rispetto allo stesso prodottocongelato. D’altra parte bisognaconsiderare che l’efficacia del MAPnel garantire la qualità sia di unasingola categoria di prodotto che diuna preparazione gastronomicadipende dalla qualità della materiaprima e dalle modalità di conserva-zione (Simpson, M.V. et al., 1994).

Qualità igienica e shelf-life dellapasta frescaLa pasta fresca ripiena è spessoconfezionata in atmosfera modifica-ta; da questa tipologia di prodottosono stati isolati soprattutto batteridel genere Bacillus, ma non è statoisolato nessun patogeno.In conseguenza della diversità dicomposizione e trattamento termicoa cui i campioni presenti sul mercatosono stati sottoposti in fase di lavora-zione, la shelf-life a 4°C è risultatamolto variabile: da meno di 3 giornia circa 30. I risultati ottenuti suggeri-scono che la shelf-life per questacategoria di prodotti non sia soloinfluenzata dal numero di cellulebatteriche sopravvissute al tratta-mento termico, ma anche daicambiamenti microstrutturali e ditexture causati dallo stesso. Medianteprove sperimentali si è potuto valu-tare che cellule di Staphylococcus aure-us si riproducono a temperaturesuperiori a 7°C, particolarmente se ilvalore di attività dell’acqua è maggio-re di 0,97 (Chaves Lopez, C. et al.,1998).Dall’analisi di un particolare studiosui parametri (aw e pH) che influen-zano l’accrescimento microbico inpasta ripiena e gnocchi, è emersoche alcuni prodotti presenti incommercio risultano avere valori talida consentire la germinazione dispore di Clostridium botulinum.Questo sviluppo microbico ovvia-mente è favorito soltanto in prodotticonfezionati in atmosfera modifica-

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ta, essendo questo genere patogeno anaerobio stretto.Da qui l’esigenza di un maggior monitoraggio deisuddetti parametri oltre che della temperatura di stoc-caggio (che non deve superare i 4°C), al fine di garantireal prodotto un elevato grado di sicurezza (Schebor, C. etal., 2000).

Tecnologie e qualitàPer la valutazione dell’effetto delle alte temperature diessiccazione sulla pasta è stata effettuata l’analisi dellaqualità di cottura del prodotto e delle proprietàdell’amido. I risultati più significativi indicano che si hauna miglior qualità finale del prodotto essiccato con ilmetodo VHT (Very High Temperature) rispetto a quelloHT (High Temperature). Risulta importante sottolineareche sono in particolare i cambiamenti conformazionalidei granuli di amido nella fase di essiccazione ad influen-zare le proprietà di cottura della pasta, riducendo i livellidi fuoriuscita dell’amido (Güler, S. et al., 2002).Purtroppo questi trattamenti di essiccazione favorisco-no la formazione indesiderata di composti di Maillard: atemperature minori di 120°C è molto ridotta, mentre a150°C aumenta di sette volte. Le molecole colorate abasso peso molecolare vengono intrappolate nel retico-lo formato da proteine del glutine ad alto peso moleco-lare, conferendo al prodotto una colorazione bruna(Fogliano, V. et al., 1999).È molto importante la conoscenza dei fenomeni ossido-riduttivi causati dalle ossidoriduttasi e dei meccanismidi queste reazioni durante la pastificazione.Lo studio delle attività degli enzimi perossidasi, polifeno-lossidasi, lipossigenasi e catalasi ha permesso dicomprendere meglio le fasi produttive in cui diventanorilevanti i loro effetti nei confronti di alcune caratteristi-che qualitative peculiari della pasta, quali il colore e laqualità di cottura. Gli acidi grassi polinsaturi sono facil-mente ossidabili e portano ad una evoluzione negativadella qualità organolettica e soprattutto strutturale, influ-enzando negativamente viscoelasticità e collosità (carat-teristiche fondamentali in fase di cottura). Risulterebbealtresì importante l’approfondimento dell’incidenza deifenomeni redox (reazioni di ossidoriduzione) sulleproprietà strutturali del glutine, sull’evoluzione deicomposti fenolici e dei pigmenti carotenoidi, checomportano una perdita del colore (giallo) e della lumi-nosità nel prodotto finito (Icard, C. et al., 1997).Nella tecnologia di estrusione di farine grasse l’utilizzodi additivi influenza la perdita della frazione lipidica delprodotto. Se il contenuto lipidico è elevato si ha unanotevole e indesiderata riduzione di grassi nelle fasi diestrusione e tostatura. Mediante misure di conduttivitàelettrica si è dimostrato che la lecitina (rispetto allagomma arabica e di guar) è il miglior additivo per preve-nire la perdita di grasso in emulsioni olio/acqua.Una produzione pilota di fiocchi estrusi da farine prege-latinizzate di riso, grano e mandorle con aggiunta dilecitina di soia, sottoposta a prove reologiche, chimiche,fisiche, nonché ad analisi sensoriali, ha evidenziato cheoltre alla lecitina come additivo, la farina di grano è labase migliore per la produzione di snack di mandorle(De Pilli, T. et al., 2001).

GLOSSARIO

A

Acidi grassi polinsaturi

Acidi grassi che possiedono più di un doppio legame tra gli atomi dicarbonio all’interno della catena idrocarburica. Sono per lo più di ori-gine vegetale, resistono maggiormente all’ossidazione rispetto aigrassi saturi, grazie proprio alla presenza di doppi legami tra loro co-niugati.Amilopectina

Costituente principale dell’amido di cereali e tuberi, formata da cate-ne ramificate di glucosio.Amilosio

Frazione dell’amido costituita da lunghe catene lineari di glucosio;costituisce circa il 20% dell’amido dei cereali.Amminoacido

Composti organici che, attraverso particolari legami chimici, sono al-la base delle strutture proteiche.Atmosfera modificata (MAP)

Tecnologia di confezionamento impiegata per prodotti deperibili,permette di estendere la shelf-life. Consiste nell’eliminare l’ariadall’interno di una confezione, sostituendola con una miscela di gasinerti (di solito anidride carbonica ed azoto). I gas hanno lo scopo diinibire la proliferazione di alcuni microrganismi (non agisce sui batte-ri Gram positivi) e di alcuni enzimi, senza però alterare l’alimento. Ilcontenitore impiegato deve avere precise caratteristiche di imperme-abilità ai gas e all’acqua, per evitare che vi siano scambi conl’esterno. I prodotti confezionati in MAP devono essere mantenuti atemperatura di refrigerazione per poter garantire una certa stabilitànel tempo; tuttavia la shelf-life dipende molto dalle caratteristicheiniziali dell’alimento (pH, qualità delle materie prime impiegate, li-vello di contaminazione iniziale).

C

Catalasi

Enzima* che favorisce la decomposizione dell’acqua ossigenata conproduzione di ossigeno gassoso.Catalizzatore

Sostanza che aumenta la velocità di una reazione chimica senza subi-re trasformazioni o qualsiasi altro cambiamento chimico.CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy)

Nuova tecnica di microscopia che permette di produrre, conl’impiego di un raggio laser, la sezione ottica di un campione. Con lospostamento progressivo del piano focale verso l’interno del campio-ne si possono ottenere immagini complete tridimensionali del pro-dotto.

D

Depolimerizzazione proteica/denaturazione

Parziale o completo svolgimento della struttura complessa delle cate-ne polipeptidiche* che porta alla perdita delle funzionalità specifichedelle proteine.

E

Enzima

Proteina che agisce da catalizzatore* nelle reazioni biochimiche; cia-scun enzima è specifico per una data reazione o per un gruppo di rea-zioni simili.

F

Fenomeni redox

Fenomeni legati a reazioni di ossido-riduzione di composti o matricibiologiche. Sono catalizzate da particolari enzimi e si realizzano at-traverso un trasferimento di elettroni da un substrato ad un altro.

G

Galattomannano

Polimero di galattosio e mannosio presente in particolare tra glucididi leguminose e lieviti.Galattosio

Zucchero semplice, con la stessa formula chimica del glucosio, macon disposizione spaziale degli atomi diversa.Gelatinizzazione

Modificazione superficiale del seme amidaceo, sotto l’effetto combi-

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nato del calore e dell’umidità. Un amidogelatinizzato acquista nuove proprietà chi-mico-fisiche: forma alla superficie di unprodotto una pellicola impermeabile cheriduce le perdite di nutrienti idrosolubilidurante la macerazione o la cottura in ac-qua.Glutenine (subunità gluteniniche)

Sono proteine con una marcata tendenza adassociarsi, principalmente con legami idro-geno, ponti di solfuro ed interazioni idrofobi-che*. Dopo la rottura dei ponti di solfuro inpresenza di un riducente, si giunge alla for-mazione di diverse subunità con diversi pesimolecolari e diverse caratteristiche. Insiemealle gliadine costituiscono il glutine.Glutine (reticolo glutinico)

Il glutine è un composto proteico costituito dagliadine e glutenine*, frazioni proteiche pre-senti all’interno della cariosside del frumen-to. Nella farina e nella semola questeproteine sono separate, ma in presenza diacqua (fase di impastamento) si idratanodando origine ad una struttura complessa. Legliadine assumono una conformazione fibril-lare (estensibilità dell’impasto), le glutenineinvece una struttura più compatta: insiemeformano un reticolato che intrappola i granu-li di amido presenti nella farina, permettendola formazione dell’impasto.

I

Idrocolloidi

Polisaccaridi ad alto peso molecolare chepresentano delle zone idrofobe ed idrofile;questo assicura loro proprietà emulsionanti edi ispessimento sugli elementi localizzati nel-la fase acquosa di un prodotto alimentare.Questi prodotti (naturali o industriali) sonoimpiegati come additivi per conferire ai pro-dotti alimentari una viscosità o una gelifica-zione.Idrofila

Sostanza che ha affinità per l’acqua, risultan-do pertanto solubile in essa.Idrofoba

Sostanza che ha poca (o nulla) affinità perl’acqua a causa della sua struttura molecola-re che risulta insolubile in essa.Idroperossido

Prodotto di ossidazione di un acido grasso.Impasto

Prodotto ottenuto dalla miscelazione dellematerie prime (per esempio acqua e semola)nella giusta dose. La preparazione corretta,fondamentale per ottenere un prodotto diqualità, prevede un’idratazione uniformedelle particelle solide (semola, farina) conconseguente formazione del glutine.Ingombro sterico

Effetto per cui una reazione chimica è rallen-tata o impedita a causa della presenza, in unreagente, di gruppi di grandi dimensioni cheimpediscono l’avvicinamento di un’altra mo-lecola di reagente.

L

Laminazione (dell’impasto)

L’impasto* può essere laminato facendolopassare all’interno di rulli a distanza variabi-le. Con questa operazione l’impasto vienesottoposto ad uno stiramento che lo rende unfoglio sottile. Grazie al passaggio attraversorulli sempre più vicini tra loro si ottiene lospessore desiderato. Si utilizzano più passag-gi, invece di uno solo, per evitare che l‘impa-sto sia sottoposto ad una forza dicompressione eccessiva.

Legame idrogeno

Tipo di interazione elettrostatica tra molecoleche hanno atomi di idrogeno legati ad atomicome fluoro, azoto, ossigeno.Lipossigenasi

Enzima* di origine vegetale e microbica, re-sponsabile dell’ossidazione degli acidi grassiessenziali polinsaturi a dare idroperossidi*.L’azione della lipossigenasi provoca la di-struzione delle vitamine liposolubili ossidabi-li.Luce polarizzata

Fascio luminoso con comportamento diversoin tutte le direzioni attorno a quella di propa-gazione. La luce polarizzata si distingue daquella naturale per il fatto che le vibrazioni,anziché essere dirette in tutte le direzioni per-pendicolari a quelle di propagazione, avven-gono secondo traiettorie definite.

M

Maillard, Reazione di, composti di

Reazione che avviene durante il riscalda-mento prolungato (o ad altissime temperatu-re) di un alimento tra un amminoacido* eduno zucchero. Tra i prodotti finali di questareazione ci sono dei composti bruni, respon-sabili dell’imbrunimento non enzimatico del-la superficie dell’alimento, e dei compostivolatili, responsabili dell’aroma. In generalel’intensità della reazione è proporzionale allaquantità di calore apportata, aumenta conl’aumentare del pH, è massima a umidità re-lative tra il 40% ed il 70%. È bene sottolineareche in alcuni prodotti è indesiderata (come,ad esempio, nella pasta secca), mentre in al-tri è determinante per l’ottenimento del pro-dotto stesso (vedi il caso del pane).Mannosio

Zucchero semplice, con la stessa formula chi-mica del glucosio, ma con disposizione spa-ziale degli atomi diversa.

P

Pastorizzazione “mild”

La pastorizzazione è impiegata per ottenereun prodotto igienicamente sicuro. Ha lo sco-po di abbattere la carica microbica saprofitae patogena presente su un alimento attraver-so l’impiego, in genere, di un trattamentotermico. L’aggettivo “mild” (dolce) vuole in-vece sottolineare l’uso di tecnologie che nonintaccano le caratteristiche nutrizionali ed or-ganolettiche dell’alimento (quali, per esem-pio, microonde o alte pressioni).Perossidasi

Enzima che favorisce l’ossidazione di sub-strati in presenza di acqua ossigenata e pe-rossidi.Polarizzazione della luce

Processo per il quale le vibrazioni del vettoreelettrico delle onde luminose vengono co-strette in una sola direzione.Polifenolossidasi

Sistema enzimatico che ha la funzione di os-sidare mono e polifenoli. Sono i responsabilidell’imbrunimento enzimatico osservato innumerosi prodotti vegetali.Polimero

Sostanza che è data da una molecola moltogrande, costituita di unità che si ripetono nel-la struttura.Polipeptide, catene polipeptidiche

Composti organici che, organizzati in struttu-re complesse, sono alla base dei complessiproteici. Sono costituiti da catene di 10 o piùamminoacidi* legati tra loro.

Polisaccaride

Composto costituito da lunghe catene di zuc-cheri semplici (monosaccaridi).Ponte di solfuro

Legame tra tue atomi di zolfo all’interno diuna molecola complessa.

Q

Qualità di cottura (cooking quality)

Riferita alla pasta, è l’insieme delle caratteri-stiche che conferiscono alla pasta cottal’aspetto e la consistenza migliore. Si puòquantificare attraverso la misurazione di pa-rametri come l’elasticità, la fermezza, la col-losità superficiale, l’assorbimento d’acqua,la resistenza alla cottura, il grado di rigonfia-mento, ecc.

R

Reologia (proprietà reologiche)

Disciplina che studia il moto e la deformazio-ne dei corpi naturali, con particolare riguar-do ai fluidi che non hanno consistenza ecomprendono, come casi limite, liquidi pura-mente viscosi (newtoniani) e solidi elastici. Lacaratteristica specifica della reologia è quindilo studio del comportamento delle sostanzeche posseggono contemporaneamente ela-sticità e viscosità.Retrogradazione dell’amido

Fenomeno fisico che consiste in un ritornoall’organizzazione nativa e cristallina di unamido che ha subito preventivamente la ge-latinizzazione* durante il riscaldamento e lecui catene lineari di amilosio tendono a ri-prendere la struttura iniziale. La retrograda-zione dell’amido può essere ostacolatamediante l’uso di agenti chimici (agenti ditessitura) che impediscono il ritornodell’amilosio alla sua configurazione nativa,intercalandosi tra le catene di amido dispersedalla gelatinizzazione. Per la pasta si tratta diun fattore negativo che porta come conse-guenza una scarsa tenuta in cottura e collosi-tà.Riscaldamento a microonde

L’energia elettromagnetica, assorbita princi-palmente dall’acqua, provoca delle frizioni alivello molecolare che si traducono in dissipa-zioni di calore. Le microonde riscaldanol’alimento direttamente in profondità e non acominciare dalla parte superficiale. Gli effettibiochimici sembrano paragonabili a quelliche sono stati osservati con le procedure tra-dizionali.

S

Sanificazione

Serie di operazioni di pulizia e disinfezioneeffettuate periodicamente sugli impianti enegli ambienti di produzione, nonché riferitoalle tecniche impiegate per prevenire o com-battere la presenza di microrganismi nel pro-dotto.Shelf-life

Riferita ad un prodotto alimentare, letteral-mente significa “vita di scaffale”. È l’intervallodi tempo in cui l’alimento mantiene inaltera-te le sue caratteristiche organolettiche, nutri-zionali, igieniche. Si riferisce alla stabilitàcommerciale, non coincide con il deteriora-mento del prodotto.Soluti ionici

Sostanze disciolte all’interno di una matricesotto forma di ioni (molecole o atomi dotati dicarica elettrica).

(segue a pagina 22)

Spore microbiche

Forme di resistenza sviluppate da alcuni tipidi microrganismi per sopravvivere in ambien-ti sfavorevoli. Sono strutture molto resistentiagli agenti esterni ed in particolare al calore,capaci di germinare, una volte ripristinate lecondizioni a loro ottimali.Stabilizzazione

Serie di operazioni che portano un alimentoal raggiungimento di una condizione di equi-librio dal punto di vista chimico, fisico, micro-biologico (sterilizzazione, essiccazione,aggiunta conservanti-stabilizzanti, ecc.).Surgelazione (nucleazione, propagazio-

ne, maturazione dei cristalli)

Metodo di conservazione a basse temperature(non superiori a -18°C). Nel processo di sur-gelazione si distinguono tre diverse fasi. Lanucleazione inizia con la comparsa puntifor-me dei cristalli di ghiaccio, e di solito avvienetra 0°C/-7°C; la propagazione portaall’aumento dei nuclei di ghiaccio per ag-

giunta di piccoli nuovi cristalli. La matura-zione coincide con il raggiungimento delcongelamento della maggior parte dell’ac-qua.

T

Texture

Insieme delle proprietà fisiche, meccaniche ereologiche di un prodotto alimentare, perce-pite dagli organi di senso.

U

Umidità

Valore assoluto di acqua contenuto nella at-mosfera.Umidità relativa

Quantità di acqua presente nell’atmosfera,calcolata in base al rapporto tra l’acqua pre-sente in un metro cubo di aria libera e quellache dovrebbe essere contenuta in un metro

cubo di aria satura di vapore, ad una certatemperatura.

V

Viscosità

Grandezza fisica che descrive l’attrito internodi un fluido (in particolare di un liquido), cioèla tendenza di uno strato in moto del fluido atrascinare con sé gli altri strati immediata-mente adiacenti.

X

Xantano

Polisaccaride di origine microbica costituitoda catene di glucosio; è utilizzato comeagente di tessitura in tecnologia alimentareper le sue proprietà idrocolloidali*.

Pasta & Pastai n. 29/2002 - pag.22

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