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Evoluzione dei componentidell’impastoLa migrazione di acqua,l’influenza del contenuto inacqua e l’incremento di caloredurante la formazione dellapasta sono stati oggetto di nume-rosi approfondimenti negli ulti-mi anni.Alcune prove hanno riguardatoimpasti a diversi contenuti diumidità, iquali sonostati sottopo-sti a riscaldamento convenziona-le a diverse temperature. Il conte-nuto d’acqua è stato seguito conuna sonda, per tutta la durata deltrattamento, intrepunti:al centrodei campioni, a metà tra il centroe la superficie, sulla superficieLa reologia dei campioni trattatitermicamente è stata misuratamediante misure di sforzo, lamicrostruttura dei campioni èstata valutata con il CLSM(Confocal laser scanning micro-scopy), mentre i parametri micro-strutturali sono stati valutatigrazie all’analisi delle immagini.

I risultati più importanti dimo-strano che non c’è alcuna migra-zione di acqua all’internodell’impasto fino a temperatureinterne al campione di 80°C;evidenti conferme indicano che ilcontenuto di acqua e la portatadel riscaldamento influenzano leproprietà reologiche e strutturalidell’impasto.In campioni di pasta ad elevataumidità la formazione del retico-lo glutinico è di maggiore entità eriduce la capacità di idratazionedei granuli di amido; viceversa aridotti valori di umidità si ottieneun reticolo proteico più lasso chefacilita l’idratazione dell’amido.A temperature più elevate igranuli di amido hanno menotempo per assorbire acqua; da quirisulta aumentata la temperaturadi rigonfiamento.Un riscaldamento rapido sotto-pone la pasta a maggiori defor-mazioni strutturali e porta allaformazione di pori più piccoli;potrebbe essere che la dimensio-

ne dei pori influenzi la resistenzadel campione agli stress senzache questo possa fratturarsi. Icampioni con umidità ridottahanno pori di dimensioni minori.L’energia richiesta per avere frat-ture nell’impasto riscaldato rapi-damente è più elevata rispetto aicampioni riscaldati lentamente(Thorvaldsson, K. et al., 1999).Lavalutazionedellavariazionediforza del glutine, delle proprietàreologiche e della qualità di cottu-ra degli spaghetti ha dimostratoun maggior coinvolgimento dellafrazione proteica insolubile inacqua del frumento duro. Laviscosità del glutine disciolto inun tampone adeguato è stretta-mente correlata con il bilancioamminoacidico delle proteine,con la forza del reticolo proteicoche forma e con la qualità dicottura degli spaghetti (Dexter,J.E. et al., 1980).La qualità della pasta è influenza-ta oltre che dal contenuto protei-co anche dalle proprietà

LA PASTA È SEMPRE QUELLA DI UNA VOLTA? NUOVI SPUNTIPER UN “NUOVO” PRODOTTO CON 2000 ANNI DI STORIA

Alessio Marchesani - Ilaria Soncini

La ricerca in campo alimentareporta continuamente nuovi frutti.Per fare il punto della situazioneabbiamo effettuato una ricercabibliografica sulle principalipubblicazioni internazionali.Il materiale raccolto è stato poiesaminato e rielaborato al fine direndere più accessibili i contenutitecnici e tecnologici esposti.Un’attenta lettura può dar originea nuove idee o ad applicazioninuove di tecnologie già in uso.

dell’amido; infatti il glutine purrimanendo l’agente principal-mente coinvolto a livello ultra-strutturale, loè insiemeall’amido,poichéformaunamagliaproteicache lo trattiene e dà corpo e strut-tura al prodotto. Queste caratteri-stiche insieme alla capacità diidratazione dell’amido ed alle sueproprietà di gelificazione, sono iprincipali attributi di qualità perlapasta (Delcour, J.A.etal., 2000).La rimozione di lipidi e proteinedi superficie dai granuli di amidoinfluenza chiaramente leproprietà sia reologiche che strut-turali, ma non le interazioni congli altri componenti. Lipidi eproteine presenti sulla superficiedei granuli di amido non influen-zano le interazioni di questo conil glutine, essenzialmente legate afenomeni di inclusione fisica daparte della reticolazione glutinicadei granuli amilacei. Le altetemperature di essiccazionepromuovono la formazione delreticolo proteico che rende igranuli di amido meno estraibili elimita la loro gelatinizzazione erigonfiamento durante la cottura.Di conseguenza, la qualità e laquantità di questo reticolo sono

correlate con le proprietà fisichedella pasta cotta (Vansteelandt, J.et al., 1998).

Amido e glutineDurante l’impastamento i legamidisolfuro, a idrogeno e idrofobicichecoinvolgonoleproteine, sonoparzialmente scissi e come effettoprevalente si ha un cambiamentodella solubilità, che generalmenteaumenta. Questo è dovuto alladiminuzione delle dimensionidei complessi proteici in seguitoalla disaggregazione e depolime-rizzazione delle subunità gluteni-niche ad alto peso molecolare.Nella fase di estrusione le protei-ne sono denaturate e i legamichimici indeboliti, come conse-guenza dell’innalzamento ditemperatura e dell’azione mecca-nica della coclea e della trafilasull’impasto; la principale conse-guenza è la diminuzione di solu-bilità delle proteine.I cambiamenti che si verificanodurante la fase di impastamentopossono risultare più evidentidelle differenze normalmenteriscontrate tra diverse varietà digrano. La laminazione porta unariduzione del contenuto di gluti-

ne ed un aumento del gel protei-co; questo potrebbe essere dovu-to all’aumento di temperaturadurante la laminazione (a causadell’energia meccanica fornita)che denatura le proteine (Hayta,M. et al., 2001).Nelle farine di grano tenero eduro la gelat inizzazionedell’amido non risulta comple-ta in un intervallo di tempera-tura compreso tra 60 °C e 100°C; il grado finale di gelatiniz-zazione (FDG) dell’amido difrumento tenero è maggiore,sia in vitro che in situ e la cineti-ca del processo risulta esserepiù elevata. Queste differenzesono dovute alle diverse carat-teristiche strutturali e di texturedelle due tipologie di frumen-to.Gli aspetti indicati sono alla basedelle differenti attitudini dei duetipi di frumento alla pastificazio-ne; infatti, nella produzione dipasta secca, la gelatinizzazione èalquanto indesiderata perché infase di cottura ne diminuiscesensibilmente la qualità, riducen-done la tenuta in cottura, facili-tando la fuoriuscita dei granuli diamido dal reticolo proteico e

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rendendo colloso ilprodotto (Turhan, M. etal., 2002).Durante la prima fase diessiccazione della pastai granuli di amido,soprattutto quelli didimensioni ridotte,diventano meno estrai-bili, probabilmente acausa delle interazionicon il glutine e dell’inglobamento fisi-co-strutturale. Questemodificazioni non sonolegate né al contenutodi amilosio, né allevariazioni strutturalinell’allineamento dellostesso all’interno dellapasta, in quanto lecondizioni ambientalidi temperatura e umidi-tà non le favoriscono.La maggior parte deicambiamenti osservati,riguardanti il comporta-mento dell’amido, siosserva durante laprima fase di essiccazio-ne, anche se, in realtà, sidovrebbero riscontrareanche in altre fasi dellalavorazione della pasta.Come conseguenza allemodificazioni subite daparte dell’amido, sidovrebbero riscontrareuna diminuzione diviscosità, di temperatu-ra di gelatinizzazioneed un aumento delrigonfiamento e dellasolubilità.In particolare sono itrattamenti di essicca-zione ad alta tempera-tura che portanomaggiori cambiamentidelle caratteristichec h i m i c o - f i s i c h e

dell’amido, con conseguente irrigidimento dellastruttura e diminuzione della solubilità e della capa-cità di rigonfiamento del granulo. Questo comportapiù in generale una perdita di permeabilità; ed unariduzione della fuoriuscita di amilosio nel mezzo infase di cottura del prodotto (Vansteelandt, J. et al.,1998).Per quantoriguarda ilglutine l’essiccazioneatempe-rature elevate provoca una riduzione del suo conte-nuto con conseguente formazione del gel proteico,incrementandone la reticolazione.A basse temperature l’amido subisce modificazioniben diverse. In presenza di una umidità maggioredel 30% assume una conformazione lamellare perio-dica ben definita. In fase di congelamento,l’espansione di acqua libera esterna alle lamelle, neigranuli causa una compressione della strutturasemicristallina lamellare; viceversa la frazione cristal-lina, più rigida, rimane prevalentemente inalterata.Questo perché le stesse lamelle amorfe agisconocome dei cuscinetti di assorbimento delle forze dicompressione, proteggendo l’integrità cristallina.Una volta raggiunto il massimo grado di compres-sione (riduzione di volume fino ad un terzo del valo-re iniziale), applicando un ulteriore stress si osservauna deformazione delle lamelle con perdita di corre-lazione nella direzione perpendicolare e formazionedi una struttura ondulata all’interno degli anelli dicrescita semi-cristallina.Questo avviene soprattutto in amidi a bassa percen-tuale di amilosio (i.e. mais), che risultano pertantopiù sensibili al congelamento; si può quindi dedurreche l’amilosio è determinante nella risposta aglistress applicati. Una prima ipotesi suggerisce che lapresenza di amilosio all’interno delle lamelle amorfepossa, in qualche modo, limitare l’entità dellacompressione possibile; i complessi di amilosio e le

eliche di amilopectinapotrebbero agire comeuna specie di cross-linkfisico temporaneo,rendendo le lamelleamorfe relativamenterigide ed incomprimibi-li. Un’altra ipotesiriguarda la presenza diamilosio all’internodelle regioni granulariamorfe, il quale potreb-be funzionare come“diluente”, riducendol’accoppiamento tra leramificazioni di amilo-pectina nelle lamellevicine e così anche latrasmissionedellostressattraverso il granulo.Più in generale si puòaffermare che le bassetemperature non dan-neggiano in modo rile-vante la struttura delgranulo di amido: letrasformazioni che inter-vengono sono comple-tamente reversibili dopoil riscaldamento. Anchedopounciclodicongela-mento e scongelamentonon si evidenzianodanni rilevanti (Perry,P.A. et al., 2000).Alimenti complessiconservati a bassetemperature, in seguitoa scongelamento po-trebbero subire undanneggiamento dellastruttura, con riduzionedell’integrità. Le fluttua-zioni della temperaturadurante lo stoccaggioportano ad una ricristal-lizzazione con effettidrastici sulla texture delprodotto; si formanocristalli di ghiacciosempre più grandi che

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tendonoacreare fratture interne. Igel di amido, così come altri gel adelevato contenuto di acqua, sonoparticolarmente sensibili a questotipo di danno.L’evoluzione delle fasi che costitu-iscono il processo di congelamen-to (nucleazione, propagazione dicristalli, maturazione), è influen-zata dai componenti dei prodottialimentari.Gli idrocolloidi sono frequente-mente usati come additivi percontrollare la texture e la stabilitàdi alimenti congelati; i polisaccari-di in particolare possono portaread un’ampia riduzione dell’entitàdi crescita dei cristalli di ghiaccio,ma non si conosce in dettaglioquale sia il meccanismo coinvolto.Le soluzioni di polisaccaridiaumentano la viscosità del siste-ma, anche se ciò non sembra esse-re 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 èsignificativo il loro ingombro steri-co. Questi durante la loro espan-sione vengono intrappolatiall’interno delle catene polimeri-che, con la conseguente formazio-ne di gel da polimeri che riduce lacristallizzazione in funzione delgrado di ramificazione e dellaforza del gel. Polisaccaridi di origi-ne e conformazione spazialediverse, quali xantano (polimerocomplesso con struttura ad elica) egalattomannano (con strutturalineare e catene laterali di galatto-sio), non gelificano se non quandosono usati contemporaneamente,influenzando la cristallizzazionedel ghiaccio mediante meccani-smi differenti. La presenza diadditivi polisaccaridici, quindi,può influire in modo più o menomarcato sulla stabilità al congela-mentodigeldiamido, infunzione

della sua origine e delle interazio-ni che si producono (Lo, C.T. et al.,2000).

Analisi microscopica e valuta-zioni conformazionaliIl microscopio è lo strumento piùutile per studiare la struttura ed icambiamenti dei granuli diamido. Lo studio non invasivodei granuli mediante luce pola-rizzata è il più semplice ed è utilea monitorare i cambiamenti cheavvengono all’interno durante lacrescita del chicco, lo stoccaggio ela lavorazione.Dopo un contatto prolungatodell’amido con un mezzo liquidosi nota una essudazione superfi-ciale dall’interno verso l’esternodel mezzo; questa può essereimportante per il suo comporta-mento in diverse fasi dellatrasformazione: rigonfiamento,agglomerazione, mantenimentodell’aspetto granulare delprodotto trasformato. L’illumina-zione dei granuli di amido conluce polarizzata e con raggio laserperpendicolare al raggio polariz-zato garantisce l’osservazionedell’essudazione al microscopioottico (Starzyk, F. et al., 2001).Negli ultimi tempi una tecnicapiuttosto nuova, la microscopiaCLSM, è stata introdotta perl’analisi strutturale di materialebiologico e alimentare. Al contra-rio della microscopia ottica, lasorgente luminosa è sostituita dallaser, con una unità di scansioneed un foro di dimensioni adegua-te nel piano focale posteriore, chemigliora la profondità limitata delfuoco. Questo sistema si è dimo-strato utile per ottenere informa-zioni tridimensionali sulla strut-tura del parenchima di tuberi esulle proprietà dei reticoli proteicie amilacei in prodotti a base difrumento. Inoltresipuòutilizzare

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per studiare le proprietà di superficie della pastamediante lo studio “riflettometrico” (Durrenberger,M.B. et al., 2001).Anche il microscopio elettronico ad alta risoluzionepuòessereusatoperstudiare lamicrostrutturadellapasta secca o cotta, previa preparazione delcampione mediante congelamento e taglio.La pasta è un interessante sistema acqua-amido-proteine, dove in fase di lavorazione e cottura siinstaura una competizione amido/proteina perl’acqua e si hanno cambiamenti conformazionali edinterazioni reciproche. La comprensione di questifenomeni può essere approfondita studiando lastruttura “fine” della pasta; in tal caso si è dimostra-to che il già citato “freeze-fracturing” (congelamen-to-taglio) è uno dei metodi più efficaci per osservarele modificazioni indotte dal calore sull’ultrastruttu-ra dell’amido in sistemi a basso contenuto di acqua.Questi non possono essere facilmente osservati conaltri metodi di microscopia elettronica (Lo, C.T. etal., 2000).

Riscaldamento a microondeAnalizzando campioni differenti trattati a microon-de si evidenzia una correlazione inversa tra lafrequenza utilizzata e la temperatura del campione;questo avviene perché la penetrazione della radia-

zione e l’assorbimento di energia sono più efficaci afrequenze più basse (per esempio 900 MHz). Indu-strialmente però si preferisce utilizzare frequenzepiù elevate poiché facilitano il controllo della tempe-ratura all’interno della matrice alimentare.Per l’utilizzo delle microonde di fondamentaleimportanza risultano essere la forma del campione(dimensioni e simmetria) e la direzione delle radia-zioni, variabili che influenzano direttamente ladistribuzione uniforme dell’energia. Anche lapresenza di un elevato contenuto di soluti ioniciinfluenza l’efficienza del riscaldamento: ad elevateconcentrazioni si raggiungono, per lo stesso campio-neeaparitàdicondizioni, temperaturepiùelevate.Particolarmente interessante è la diffusione delcalore all’interno del campione: se le dimensionisono piuttosto elevate il calore si diffonde lenta-mente dalla superficie verso l’interno, mentre se ledimensioni sono ridotte il riscaldamento è piùomogeneo.Si può proporre un miglioramento tecnologicoeffettuato mediante la rotazione assiale dei campio-ni e un sistema operativo a cicli on/off (Oliveira,M.E.C. et al., 2002).Prodotti amilacei sottoposti a riscaldamento, datal’elevata cinetica, presentano un ridotto grado digelatinizzazione dell’amido. Il riscaldamento amicroonde di prodotti solidi umidi determina unflusso positivo di acqua verso l’esterno a causadell’incremento della pressione di vapore interna;così è favorita anche l’evaporazione superficiale(Sumnu, G., 2001).Recentemente l’uso delle microonde è stato intro-dotto nella pastorizzazione di prodotti pronti giàconfezionati. Questa operazione si è rivelata otti-male perché il trasferimento volumetrico di caloreassicura un rapido riscaldamento del contenuto,così da evitare un prolungato trattamento inautoclave, più dannoso nei confronti dei compostipiù termolabili (nutrienti o componenti organoletti-che).

Alte pressioniI prodotti che è possibile trattare sono numerosi, madevono avere alcune caratteristiche generali: unminimo contenuto di acqua, non eccessiva porosità(data la momentanea deformazione durante il trat-tamento) e devono essere confezionati in un imbal-laggio flessibile. Questa tecnica permette di trattaresemilavorati in confezioni di notevoli dimensioni,come anche alimenti destinati al consumo; genera

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inoltre un ridotto impatto ambientale, poiché nonproduce emissioni inquinanti.Ci sono molte ricerche pubblicate che riguardanocibi a bassa acidità sanificati utilizzando alte pressio-ni e basse temperature. Il problema delle sporemicrobiche però non può essere risolto con ilsemplice impiego di pressioni elevate, occorronoanche temperature elevate.Vengono riportati dati di abbattimento di Bacillusstearothermophilus (uno tra i batteri più termoresi-stenti) nell’ordine di 6 riduzioni decimali con untrattamento a 600 MPa (circa 6000 atmosfere) etemperature di 70°C per 5 minuti, ripetuto 5 volte(Hayakawa, I. et al., 1994).Altri metodi (Pulsed High Pressure, PHP) impiega-no cicli a pressioni inizialmente basse (60 MPa) esuccessivamente più elevate (500 MPa), a tempera-ture di 70°C; ripetendo il ciclo circa 10 volte si riesco-no ad eliminare anche le spore eventualmentepresenti, poiché queste riescono a germinare tra unciclo e l’altro e vengono poi inattivate dal ciclosuccessivo (Sojka, B. et al., 1997).In ricerche recenti grazie a numerose prove, sonostate indicate precisamente le condizioni di utilizzoidealiperottenere lasanificazione inalcuniprodottiquali, per esempio, pasta al formaggio. Sono statiimpiegati ceppi di Clostridium sporogenes e diBacillus cereus come indicatori dell’avvenuto trat-tamento, prestando molta attenzione alla carica dispore iniziale, ai tempi e alle temperature di eserci-zio, nonché al numero di cicli.Con l’impiego di temperature relativamente basseè ovvio che la qualità finale dell’alimento risultimigliore; questa dipende però anche dalla qualitàdell’imballaggio (opportunamente formulato eadattato alle caratteristiche chimico-fisiche delprodotto) e dal fluido impiegato per esercitare lapressione (Meyer, R.S. et al., 2000).Per quanto riguarda l’amido, un trattamento adalcune centinaia di MPa causa una gelatinizzazioneche presenta però caratteristiche molto diverse daquella ottenuta per riscaldamento; in particolare lastruttura granulare rimane intatta, mentre vienecompletamente distrutta dal calore.Nell’industriadellapastaquesto tipodi trattamentopotrebbe essere indicato per la pastorizzazione“mild” di pasta fresca confezionata o di piatti prontia base di pasta, le cui caratteristiche organoletticherisentono molto del riscaldamento a temperaturepiù elevate.

Atmosfera modificataI principi chimico-fisici su cui si basa il confeziona-mento in atmosfera modificata (MAP, modifiedatmosphere packaging) prevedono la sostituzionedell’atmosfera che circonda il prodotto con unamiscela di gas opportuna, abbinata alla refrigerazio-ne. Gli effetti raggiungibili con questo tipo di tecno-logia di confezionamento sono la riduzione dellavelocità di reazione di molti processi biochimici chedegradano il prodotto ed in generale l’inibizionedella crescita di microrganismi contaminanti.L’azione preservante dei gas viene potenziata dallarefrigerazione che riduce la velocità della crescitamicrobica e in generale delle reazioni enzimatiche,cause principali della degradazione organoletticadel prodotto. Dal punto di vista nutrizionale è statoverificato, mediante lo studio realizzato su piatti“bilanciati”, che il MAP mantiene sostanzialmenteinvariate le caratteristiche iniziali del prodotto.Alcune prove effettuate su piatti pronti a base dipasta dimostrano che il contenuto di acidi grassi (eperossiacidi), nel caso della preparazione di pastacon grassi animali, rimane invariato, mentre nellapasta con ortaggi si riscontra un numero di perossi-di più elevato probabilmente a causa di una residuareattività enzimatica di tipo ossidativo. Il mancato

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trattamento di blanching degliortaggi freschie leblandemodali-tà di cottura degli stessi, possonospiegare il permanere di unprocesso ossidativo e quindil’elevato numero di perossidiritrovato in quest’ultima prepara-zione.Per valutare l’andamento el’idoneità della tecnologia diconservazione sono state seguitele reazioni di ossidazione a caricodel β-carotene e della vitamina E;i dati acquisiti confermano che ilmantenimento dei campioni incondizioni ottimali per tutta ladurata della shelf-life non alteraquesti indici di qualità.Facendo un confronto dellatecnologia di congelamento conquella MAP, è stata anche valuta-ta la percentuale di amido resi-stente formatosi per retrograda-

zione. I risultati ottenuti nonhanno mostrato differenze fra idue tipi di conservazione.Nel complesso i risultati delleanalisi effettuate sui campionihanno dimostrato, per i principinutritivi valutati, che le tecnolo-gie combinate atmosfera modifi-cata e refrigerazione, sono ingrado di preservare la qualitànutrizionale del prodotto per untempo superiore a tre settimane.L’utilizzo nel MAP di temperatu-re positive evitando la formazio-ne di cristalli di ghiaccio, porta adun prodotto con migliorati textu-re e flavour rispetto allo stessoprodotto congelato. D’altra partebisogna considerare chel’efficacia del MAP nel garantirela qualità sia di una singola cate-goria di prodotto che di unapreparazione gastronomica

dipende dalla qualità della mate-ria prima e dalle modalità diconservazione (Simpson, M.V. etal., 1994).

Qualità igienica e shelf-life dellapasta frescaLa pasta fresca ripiena è spessoconfezionata in atmosfera modi-ficata; da questa tipologia diprodotto sono stati isolati soprat-tutto batteri del genere Bacillus,ma non è stato isolato nessunpatogeno.In conseguenza della diversità dicomposizione e trattamentotermico a cui i campioni presentisul mercato sono stati sottopostiin fase di lavorazione, la shelf-lifea 4°C è risultata molto variabile:da meno di 3 giorni a circa 30. Irisultati ottenuti suggerisconoche la shelf-life per questa catego-ria di prodotti non è solo influen-zata dal numero di cellule batteri-che sopravvissute al trattamentotermico, ma anche dai cambia-menti microstrutturali e di textu-re causati dallo stesso. Medianteprove sperimentali si è potutovalutare che cellule di Staphylo-coccus aureus si riproducono atemperature superiori a 7°C,particolarmente se il valore diattività dell’acqua è maggiore di0,97 (Chaves Lopez, C. et al.,1998).Dall’analisi di un particolarestudio sui parametri (Aw e pH)che influenzano l’accrescimentomicrobico in pasta ripiena e gnoc-chi, è emerso che alcuni prodottipresenti in commercio risultanoavere valori tali da consentire lagerminazione di spore di Clostri-dium botulinum. Questo svilup-po microbico ovviamente è favo-rito soltanto in prodotti confezio-nati in atmosfera modificata,essendo questo genere patogenoanaerobio stretto. Da qui

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l’esigenza di un maggior monito-raggio dei suddetti parametrioltre che della temperatura distoccaggio (che non deve supera-re i 4 °C), al fine di garantire alprodotto un elevato grado disicurezza(Schebor,C.etal., 2000).

Tecnologie e qualitàPer la valutazione dell’effettodelle alte temperature di essicca-mento della pasta è stata effettua-ta l’analisi della qualità di cotturadella pasta e delle proprietàdell’amido. I risultati più signifi-cativi indicano che si ha unamigliorqualità finaledelprodottoessiccato con il metodo VHT(Very High Temperature) rispet-to a quello HT (High Temperatu-re). Risulta importante sottolinea-re che sono in particolare icambiamenti conformazionalidei granuli di amido nella fase diessiccazione ad influenzare leproprietà di cottura della pasta,riducendo i livelli di fuoriuscitadell’amido (Güler, S. et al., 2002).Purtroppo questi trattamenti diessiccazione favoriscono laformazione indesiderata dicomposti di Maillard: a tempera-ture minori di 120°C è moltoridotta, mentre a 150°C aumentadi sette volte. Le molecole colora-teabassopesomolecolarevengo-no intrappolate nel reticoloformato da proteine del glutinead alto peso molecolare, confe-rendo al prodotto una colorazio-ne bruna (Fogliano, V. et al.,1999).È molto importante la conoscen-za dei fenomeni ossidoriduttivicausati dalle ossidoriduttasi e deimeccanismi di queste reazionidurante la pastificazione.Lo studio delle attività degli enzi-mi perossidasi, polifenolossidasi,lipossigenasi e catalasi hapermesso di comprendere

meglio le fasi produttive in cuidiventano rilevanti i loro effettinei confronti di alcune caratteri-stiche qualitative peculiari dellapasta, quali il colore e la qualità dicottura. Gli acidi grassi polinsaturisono facilmente ossidabili e porta-no ad una evoluzione negativadella qualità organolettica, masoprattutto, strutturale influen-zando negativamente viscoelasti-cità e collosità (caratteristichefondamentali in fase di cottura).Risulterebbe altresì importantel’approfondimento dell’incidenzadei fenomeni redox (reazioni diossidoriduzione) sulle proprietàstrutturali del glutine, sull’evolu-zione dei composti fenolici e deipigmenti carotenoidi, checomportano una perdita del colo-re (giallo) e della luminosità nelprodotto finito (Icard, C. et al.,1997).Nella tecnologia di estrusione difarine grasse l’utilizzo di additiviinfluenza la perdita della frazionelipidica del prodotto. Se il conte-nuto lipidico è elevato si ha unanotevole e indesiderata riduzio-ne di grassi nelle fasi di estrusionee tostatura. Mediante misure diconduttività elettrica si è dimo-strato che la lecitina (rispetto allagomma arabica e di guar) è ilmiglior additivo per prevenire laperdita di grasso in emulsioniolio/acqua.Una produzione pilota di fiocchiestrusi da farine pregelatinizzatedi riso, grano e mandorle conaggiunta di lecitina di soia, sotto-posta a prove reologiche, chimi-che, fisiche, nonché ad analisisensoriali ha evidenziato cheoltrealla lecitinacomeadditivo, lafarina di grano è la base miglioreper la produzione di snack dimandorle (DePilli,T.etal., 2001).

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GLOSSARIO

A

Acidi grassi polinsaturi

Acidi grassi che possiedono più di un doppio legame tragli atomi di carbonio all’interno della catena idrocarburi-ca. Sono per lo più di origine vegetale, resistonomaggiormente all’ossidazione rispetto ai grassi saturi,grazie proprio alla presenza di doppi legami tra loroconiugati.Amilopectina

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

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

Composti organici che, attraverso particolari legamichimici, sono alla base delle strutture proteiche.Atmosfera modificata (MAP)

Tecnologia di confezionamento impiegata per prodottideperibili, permette di estendere la shelf-life. Consistenell’eliminare l’aria dall’interno di una confezione, sosti-tuendola con una miscela di gas inerti (di solito anidridecarbonica ed azoto). I gas hanno lo scopo di inibire laproliferazione di alcuni microrganismi (non agisce suibatteri Gram positivi) e di alcuni enzimi, senza però alte-rare l’alimento. Il contenitore impiegato deve avereprecise caratteristiche di impermeabilità ai gas edall’acqua, per evitare che vi siano scambi con l’esterno. Iprodotti confezionati in MAP devono essere mantenuti atemperatura di refrigerazione per poter garantire unacerta stabilità nel tempo; tuttavia la shelf-life dipendemolto dalle caratteristiche iniziali dell’alimento (pH,qualità delle materie prime impiegate, livello di contami-nazione iniziale).

C

Catalasi

Enzima* che favorisce la decomposizione dell’acquaossigenata con produzione di ossigeno gassoso.Catalizzatore

Sostanza che aumenta la velocità di una reazione chimi-ca senza subire trasformazioni o qualsiasi altro cambia-mento chimico.CLSM (Confocal Laser Scanning Microscopy)

Nuova tecnica di microscopia che permette di produrre,con l’impiego di un raggio laser, una sezione ottica di uncampione. Con lo spostamento progressivo del pianofocale verso l’interno del campione si possono ottenereimmagini complete tridimensionali del prodotto.

D

Depolimerizzazione proteica/denaturazione

Parziale o completo svolgimento della struttura comples-

sa delle catene polipeptidiche* che porta alla perditadelle funzionalità specifiche delle proteine.

E

Enzima

Proteina che agisce da catalizzatore* nelle reazionibiochimiche; ciascun enzima è specifico per una datareazione o per un gruppo di reazioni simili.

F

Fenomeni redox

Fenomeni legati a reazioni di ossido-riduzionedi compo-sti o matrici biologiche. Sono catalizzate da particolarienzimi e si realizzano attraverso un trasferimento di elet-troni da un substrato ad un altro.

G

Galattomannano

Polimerodigalattosioemannosiopresente inparticolaretra glucidi di leguminose e lieviti.Galattosio

Zucchero semplice, con la stessa formula chimica delglucosio, ma con disposizione spaziale degli atomi diver-sa.Gelatinizzazione

Modificazione superficiale del seme amidaceo, sottol’effetto combinato del calore e dell’umidità. Un amidogelatinizzato acquista nuove proprietà chimico-fisiche:forma alla superficie di un prodotto una pellicola imper-meabile che riduce le perdite di nutrienti idrosolubilidurante la macerazione o la cottura in acqua.Glutenine (subunità gluteniniche)

Sono proteine con una marcata tendenza ad associarsi,principalmente con legami idrogeno, ponti di solfuro edinterazioni idrofobiche*. Dopo la rottura dei ponti disolfuro in presenza di un riducente, si giunge alla forma-zione di diverse subunità con diversi pesi molecolari ediverse caratteristiche. Insieme alle gliadine costituisconoil glutine.Glutine (reticolo glutinico)

Il glutine è un composto proteico costituito da gliadine eglutenine*, frazioni proteiche presenti all’interno dellacariosside del frumento. Nella farina e nella semolaqueste proteine sono separate, ma in presenza di acqua(fase di impastamento) si idratano dando origine ad unastruttura complessa. Le gliadine assumono una confor-mazione fibrillare (estensibilità dell’impasto), le glutenineinvece una struttura più compatta: insieme formano unreticolato che intrappola i granuli di amido presenti nellafarina, permettendo la formazione dell’impasto.

I

Idrocolloidi

Polisaccaridi ad alto peso molecolare che presentano

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delle zone idrofobe ed idrofile; questo assicura loroproprietà emulsionanti e di ispessimento sugli elementilocalizzati nella fase acquosa di un prodotto alimentare.Questi prodotti (naturali o industriali) sono impiegaticome additivi per conferire ai prodotti alimentari unaviscosità o una gelificazione.Idrofila

Sostanza che ha affinità per l’acqua, risultando pertantosolubile in essa..Idrofoba

Sostanza che ha poca (o nulla) affinità per l’acqua acausadella sua strutturamolecolare che risulta insolubilein essa.Idroperossido

Prodotto di ossidazione di un acido grasso.Impasto

Prodotto ottenuto dalla miscelazione delle materie prime(per esempio acqua e semola) nella giusta dose. Lapreparazione corretta, fondamentale per ottenere unprodotto di qualità, prevede un’idratazione uniformedelle particelle solide (semola, farina) con conseguenteformazione del glutine.Ingombro sterico

Effetto per cui una reazione chimica è rallentata o impe-dita a causa della presenza, in un reagente, di gruppi digrandi dimensioni che impediscono l’avvicinamento diun’altra molecola di reagente.

L

Laminazione (dell’impasto)

L’impasto* può essere laminato facendolo passareall’interno di rulli a distanza variabile. Con questa opera-zione l’impasto viene sottoposto ad uno stiramento chelo rendeun foglio sottile.Attraverso il passaggio attraver-so rulli sempre più vicini tra loro si ottiene lo spessoredesiderato. Si utilizzano più passaggi, invece di uno solo,per evitare che ‘impasto sia sottoposto ad una forza dicompressione eccessiva.Legame idrogeno

Tipo di interazione elettrostatica tra molecole che hannoatomi di idrogeno legati ad atomi come fluoro, azoto,ossigeno.Lipossigenasi

Enzima* di origine vegetale e microbica, responsabiledell’ossidazione degli acidi grassi essenziali polinsaturi adare idroperossidi*. L’azione della lipossigenasi provocala distruzione delle vitamine liposolubili ossidabili.Luce polarizzata

Fascio luminoso con comportamento diverso in tutte ledirezioni attorno a quella di propagazione. La luce pola-rizzata si distingue da quella naturale per il fatto che levibrazioni, anziché essere dirette in tutte le direzioniperpendicolari a quelle di propagazione avvengonosecondo traiettorie definite.

M

Maillard, Reazione di, composti di

Reazione che avviene durante il riscaldamento prolun-gato (o ad altissime temperature) di un alimento tra unamminoacido* ed uno zucchero. Tra i prodotti finali diquesta reazione ci sono dei composti bruni, responsabilidell’imbrunimento non enzimatico della superficiedell’alimento, e dei composti volatili, responsabilidell’aroma. In generale l’intensità della reazione èproporzionale alla quantità di calore apportata, aumen-ta con l’aumentare del pH, è massima a umidità relativetra il 40% ed il 70%. È bene sottolineare che in alcuniprodotti è indesiderata (come, ad esempio, nella pastasecca), mentre in altri è determinante per l’ottenimentodel prodotto stesso (vedi il caso del pane).Mannosio

Zucchero semplice, con la stessa formula chimica delglucosio, ma con disposizione spaziale degli atomi diver-sa.

P

Pastorizzazione “mild”

La pastorizzazione è impiegata per ottenere un prodottoigienicamente sicuro. Ha lo scopo di abbattere la caricamicrobica saprofita e patogena presente su un alimentoattraverso l’impiego, in genere, di un trattamento termi-co. L’aggettivo “mild” (dolce) vuole invece sottolinearel’uso di tecnologie che non intaccano le caratteristichenutrizionali ed organolettiche dell’alimento (quali, peresempio, microonde o alte pressioni).Perossidasi

Enzima che favorisce l’ossidazione di substrati in presen-za di acqua ossigenata e perossidi.Polarizzazione della luce

Processo per il quale le vibrazioni del vettore elettricodelle onde luminose vengono costrette in una sola dire-zione.Polifenolossidasi

Sistema enzimatico che ha la funzione di ossidare monoe polifenoli. Sono i responsabili dell’imbrunimento enzi-matico osservato in numerosi prodotti vegetali.Polimero

Sostanza che è data da una molecola molto grande,costituita di unità che si ripetono nella struttura.Polipeptide, catene polipeptidiche

Composti organici che, organizzati in strutture comples-se, sono alla base dei complessi proteici. Sono costituitida catene di 10 o più amminoacidi* legati tra loro.Polisaccaride

Composto costituitoda lunghecatenedi zuccheri sempli-ci (monosaccaridi).Ponte di solfuro

Legame tra tue atomi di zolfo all’interno di una molecolacomplessa.

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Q

Qualità di cottura (cooking quality)

Riferita alla pasta, è l’insieme delle caratteristiche checonferiscono alla pasta cotta l’aspetto e la consistenzamigliore. Si può quantificare attraverso la misurazione diparametri come l’elasticità, la fermezza, la collositàsuperficiale, l’assorbimento d’acqua, la resistenza allacottura, il grado di rigonfiamento, ecc.

R

Reologia (proprietà reologiche)

Disciplina che studia il moto e la deformazione dei corpinaturali, con particolare riguardo ai fluidi che non hannoconsistenza e comprendono, come casi limite, liquidipuramente viscosi (newtoniani) e solidi elastici. La carat-teristica specifica della reologia è quindi lo studio delcomportamentodelle sostanze che posseggono contem-poraneamente elasticità e viscosità.Retrogradazione dell’amido

Fenomeno fisico che consiste in un ritornoall’organizzazione nativa e cristallina di un amido che hasubito preventivamente la gelatinizzazione* durante ilriscaldamento e le cui catene lineari di amilosio tendonoa riprendere la struttura iniziale. La retrogradazionedell’amido può essere ostacolata mediante l’uso diagenti chimici (agenti di tessitura) che impediscono ilritorno dell’amilosio alla sua configurazione nativa,intercalandosi tra le catene di amido disperse dalla gela-tinizzazione. Per la pasta si tratta di un fattore negativoche porta come conseguenza una scarsa tenuta in cottu-ra e collosità.Riscaldamento a microondeL’energia elettromagnetica, assorbita principalmentedall’acqua, provoca delle frizioni a livello molecolare chesi traducono in dissipazioni di calore. Le microonderiscaldano l’alimento direttamente in profondità e non acominciare dalla parte superficiale. Gli effetti biochimicisembrano paragonabili a quelli che sono stati osservaticon le procedure tradizionali.

S

Sanificazione

Serie di operazioni di pulizia e disinfezione effettuateperiodicamente sugli impianti e negli ambienti diproduzione, nonché riferito alle tecniche impiegate perprevenire o combattere la presenza di microrganisminel prodotto.Shelf-life

Riferita ad un prodotto alimentare, letteralmente signifi-ca “vita di scaffale”. È l’intervallo di tempo in cuil’alimento mantiene inalterate le sue caratteristicheorganolettiche, nutrizionali, igieniche. Si riferisce allastabilità commerciale, non coincide con il deteriora-mento del prodotto.

Soluti ionici

Sostanze disciolte all’interno di una matrice sotto formadi ioni (molecole o atomi dotati di carica elettrica).Spore microbiche

Forme di resistenza sviluppate da alcuni tipi di micror-ganismi per sopravvivere in ambienti sfavorevoli. Sonostrutture molto resistenti agli agenti esterni ed in parti-colare al calore, capaci di germinare, una volte ripristi-nate le condizioni a loro ottimali.Stabilizzazione

Serie di operazioni che portano un alimento al raggiun-gimento di una condizione di equilibrio dal punto divista chimico, fisico, microbiologico (sterilizzazione,essiccazione, aggiunta conservanti-stabilizzanti, ecc.).Surgelazione (nucleazione, propagazione, matu-

razione dei cristalli)

Metodo di conservazione a basse temperature (nonsuperiori a -18°C). Nel processo di surgelazione sidistinguono tre diverse fasi. La nucleazione inizia con lacomparsa puntiforme dei cristalli di ghiaccio, e di solitoavviene tra 0°C/-7°C; la propagazione portaall’aumento dei nuclei di ghiaccio per aggiunta di picco-li nuovi cristalli. La maturazione coincide con il raggiun-gimento del congelamento della maggior partedell’acqua.

T

Texture

Insieme delle proprietà fisiche, meccaniche e reologi-che di un prodotto alimentare, percepite dagli organi disenso.

U

Umidità

Valore assoluto di acqua contenuto nell’atmosferaUmidità relativa

Quantità di acqua presente nell’atmosfera, calcolata inbase al rapporto tra l’acqua presente in un metro cubodi aria libera e quella che dovrebbe essere contenuta inun metro cubo di aria satura di vapore, ad una certatemperatura

V

Viscosità

Grandezza fisica che descrive l’attrito interno di un flui-do (in particolare di un liquido), cioè la tendenza di unostrato in moto del fluido a trascinare con sé gli altri stratiimmediatamente adiacenti.

X

Xantano

Polisaccaride di origine microbica costituito da catene diglucosio; è utilizzato come agente di tessitura in tecno-logia alimentare per le sue proprietà idrocolloidali*.

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