Modificarea hranei

Modificarea unui aliment este o transformare a unuia sau mai multor componente chimice care determină o modificare a proprietăților sale fizice, chimice și biologice. Aceste modificări sunt percepute ca o modificare pozitivă sau negativă a proprietăților nutriționale și organoleptice ale alimentelor sau a caracteristicilor sale tehnologice, în conformitate cu prima lege a Parisi a degradării alimentelor .

Procese transformatoare care implică alimente

Natura proceselor transformative care implică componentele chimico-nutriționale ale produselor alimentare crude este eterogenă, în raport cu caracteristicile intrinseci ale produsului, condițiile de funcționare și intervalele de timp care trec. În general, acestea sunt fenomene sau procese de natură fizică, fizico-chimică, chimică, biochimică și microbiologică, care interacționează adesea între ele într-un sistem complex, mai mult sau mai puțin drastic de transformări.

Termenul de transformare este utilizat atunci când procesul duce la rezultatele dorite și, prin urmare, este pozitiv. În schimb, termenul de modificare este utilizat atunci când procesul duce la rezultate nedorite, dacă nu chiar dăunătoare. Transformările au loc spontan, cu sau fără controlul parametrilor de mediu și operaționali, sau artificial, creând condițiile pentru ca transformările să aibă loc în direcția dorită. Modificările apar întotdeauna spontan; pot fi „fiziologice”, în sensul că au loc ca fenomene obișnuite integrate în ciclul substanței organice , sau pot fi induse de condiții de mediu sau de funcționare particulare care sunt incorecte sau nu sunt optime. În orice caz, se iau măsuri pentru a preveni, opri sau încetini desfășurarea acestor procese atunci când acestea sunt nedorite. Este interesant de observat că același proces sau fenomen poate fi definit în unele contexte ca o transformare dorită, în altele ca o modificare. Acest lucru poate apărea pe produse diferite sau chiar pe același produs. Gândiți-vă, de exemplu, la fermentația acetică : este un proces de alterare dacă vinul este produsul final, o transformare dorită dacă, pe de altă parte, vinul este un produs intermediar care trebuie transformat în oțet . În primul caz, condițiile sunt create pentru a preveni fermentarea acetică, în al doilea, condițiile sunt create pentru a se asigura că aceasta are loc într-un mod optim.

În majoritatea cazurilor, transformările implică combinarea mai multor fenomene și mai multe căi metabolice, paralele sau consecutive, dintre care una sau mai multe își asumă prerogativele transformării principale și celelalte sunt cele ale proceselor complementare secundare. Primele sunt baza tehnologiei care identifică generic produsul transformat (de exemplu, fermentația alcoolică în vinificație , coagularea cazeinei în fabricarea brânzeturilor ), celelalte, pe de altă parte, fac parte din procesele fundamentale de maturare pentru conferirea proprietăților organoleptice care caracterizează variantele produsului ( buchet , aromă, textură etc.). Procesele fundamentale sunt în general bine cunoscute în dinamica lor până la punctul în care în unele tehnologii există un nivel de cunoștințe care poate ghida transformările cu controlul riguros al parametrilor de mediu, al stării fizice și structurale, al compoziției chimice, al organismele implicate etc.

Majoritatea transformărilor sunt de natură biochimică, datorită acțiunii enzimelor endogene sau exogene. Enzimele organismului din care provine alimentele sunt endogene, cele produse de organisme care vin în contact, accidental sau nu, cu alimentele sunt exogene. În acest din urmă caz ​​vorbim mai ales de transformări microbiene, deoarece procesele enzimatice sunt produse de bacterii , actinomicete și ciuperci . Acestea din urmă se încadrează în general în categoriile generice de mucegaiuri ( Penicillium , Aspergillus , Rhizopus etc.) și drojdii ( Saccharomyces , Torula , Candida etc.).

În orice tip de transformare agroalimentară (fizică, conservare , transport) se adoptă tehnologii care sunt efectuate pentru a favoriza transformările dorite sau pentru a preveni, încetini, opri modificările.

Alterarea glucidelor

Procesele care implică carbohidrați sunt cele mai frecvente și reprezintă deseori cele mai importante transformări. Cele de cel mai mare interes sunt operate de bacterii și drojdii . Sunt de două tipuri diferite, fermentațiile și, mai rar, respirația totală . În ambele cazuri se utilizează componentele fermentabile, reprezentate în general de zaharuri simple ( glucoză , fructoză etc.), dizaharide ( zaharoză , maltoză etc.) și amidon . Dizaharidele și amidonul sunt supuse mai întâi hidrolizei enzimatice, ceea ce duce la formarea de zaharuri simple. Atât fermentațiile, cât și respirația urmează inițial calea metabolică a glicolizei sau calea Embden-Meyerhof-Parnas și apoi se diferențiază în faza finală, care este oxidativă în respirație și reductivă în fermentații.

Respirația este un proces dorit atunci când trebuie să conducă la o multiplicare a microorganismelor (fermenti). Apare, de exemplu, în timpul primei etape de vinificație ( fermentare tumultuoasă ). Respirația este, de asemenea, procesul de la baza dospirii la fabricarea pâinii : drojdiile se înmulțesc producând buzunare de dioxid de carbon care rămân prinse în aluat provocând umflarea caracteristică a dospirii.

Cu toate acestea, în general, respirația este un proces negativ, deoarece reduce proprietățile nutriționale și organoleptice ale alimentelor (de exemplu, reducerea conținutului de zahăr din fructe) sau proprietățile tehnologice ale produsului agricol (de exemplu, reducerea randamentului în zahăr al sfeclei ). În general, are o natură endogenă, deoarece este un proces metabolic obișnuit care are loc în interiorul celulelor. Este favorizat de temperaturi ambientale ridicate și aerare, astfel încât poate fi încetinit prin refrigerare , posibil într-o atmosferă controlată sau depozitare într-o atmosferă modificată .

Fermentările, care au loc în condiții anaerobe , diferă în cea mai mare parte în etapele finale, care determină una sau mai multe transformări reductive în acidul piruvic . Cele mai importante fermentații exploatate în industria agroalimentară sunt următoarele:

• Fermentarea alcoolică : acidul piruvic este redus la etanol . Acționat în principal de drojdii, este baza producției tuturor băuturilor alcoolice, în timp ce este un proces secundar în alte procese de transformare. Unele lapte fermentate, cum ar fi chefirul , se obțin cu o fermentație mixtă, lactic-alcoolică.
• Fermentarea homolactică : acidul piruvic este redus la acid lactic . Este efectuat de bacterii, denumite generic fermenti lactici , aparținând în mare parte genurilor Streptococcus și Lactobacillus . Fermentarea homolactică este procesul fundamental în producerea iaurtului și a laptelor fermentate similare, în formarea cașului pentru brânzeturi care se obțin prin coagulare acidă și, mai general ca proces complementar în maturarea cașului de brânză. În aceste transformări, fermentarea are loc în detrimentul lactozei prezente în lapte . Cu toate acestea, fermentația homolactică este un proces complementar frecvent în maturarea diferitelor produse agricole conservate prin acidificare biologică combinate cu alte tehnici de conservare. Produsele obținute prin procese care implică fermentația lactică sunt, de exemplu, varza murată , măsline în saramură , mezeluri .
• Fermentarea heterolactică : efectuată de niște fermenti lactici, dintre care cei mai importanți aparțin genului Leuconostoc , se bazează pe reducerea acidului piruvic în acid lactic, însoțită de reduceri și oxidări colaterale care duc la formarea de produse secundare ( etanol , CO ₂ etc.).

În ceea ce privește transformările amidonului , așa cum am menționat mai sus, acestea sunt în esență procese de hidroliză enzimatică efectuate de amilaze endogene, cu formarea de dizaharide ( maltoză ) și monozaharide ( glucoză ). Hidroliza enzimatică a amidonului este un proces care are loc spontan în timpul maturării fructelor, în general pe plantă și, în etapele finale, în timpul depozitării fructelor de maturare climacterică (banane, caqui, mere, piersici etc.). Este, de asemenea, un proces activat artificial din etapele preliminare pentru a obține substraturi fermentabile din produse cu amidon (cereale, cartofi) pentru producerea de băuturi alcoolice (bere, sake, whisky etc.).

Alterarea produselor pentru metabolismul glucozei

Alcoolii , compușii carbonilici și acizii organici prezenți într-un produs agroalimentar sunt supuși, la fel ca zaharurile, la transformări de fermentație care duc la formarea de compuși care, în general, afectează proprietățile organoleptice ale alimentelor. Natura acestor procese de fermentare, organismele implicate și rolul jucat în transformare variază în funcție de caz, dar în general sunt procese colaterale sau consecutive care se încadrează în generalitatea fenomenelor legate de maturarea și condimentarea produsului . Printre diferitele procese de fermentare sunt menționate următoarele:

• Fermentarea glicerinei . Acționat de unele categorii de drojdii, este o deviere a glicolizei care, pornind de la produsul său intermediar, fosfatul dihidroxiacetonă , duce la formarea glicerolului . Fermentarea cu glicerină este un proces secundar al fermentației alcoolice și contribuie la formarea gustului, deoarece glicerina, datorită aromei sale dulci, conferă vinului moliciune. Dacă depășește un anumit prag, este un proces dăunător, deoarece modifică proprietățile organoleptice tipice ale vinului.
• Fermentarea propionică . Acționat de bacterii din genul Propionibacterium , este o fermentație secundară care, pornind de la acid lactic sau glucoză, dezvoltă acid propionic , acid acetic și dioxid de carbon . Este un proces fundamental de maturare în producția de brânzeturi ochi ( Emmentaler , Asiago , Gruyere , Edam , Gouda etc.).
• Fermentarea butirică . Acționat de bacterii, în principal din genul Clostridium , este o fermentație secundară care, pornind de la acidul lactic , dezvoltă acizi butirici , acetici, H ₂ și CO ₂ . În general, este un proces dăunător în fabricarea brânzeturilor, deoarece este responsabil pentru o modificare, umflarea târzie , cauzată de brânzeturile îmbătrânite (de exemplu, Grana ).
• Fermentarea malolactică . Acționat de fermenti lactici, este un proces secundar de vinificație care, pornind de la acidul malic , dezvoltă acidul lactic. Acest proces este fundamental pentru unele vinuri roșii, pentru a reduce percepția acidității fixe și pentru a conferi mai multă rotunjime și corp vinului. În schimb, este un proces dăunător pentru majoritatea vinurilor albe, care își bazează proprietățile organoleptice pe aciditate fixă.
• Fermentarea acetică . Acționat de bacterii din genul Acetobacter , este o fermentație oxidativă care transformă etanolul în acid acetic . Procesul este fundamental pentru producerea oțetului , în timp ce, în general, este dăunător, deoarece constituie o alterare a alimentelor. Alimentele supuse fermentării acetice includ vinul, fructele, mierea .
• Fermentații aromatice ^[1] . Acționate de fermenti heterolactici, acestea sunt procese secundare care, pornind de la acidul lactic sau acidul piruvic, conduc la dezvoltarea compușilor carbonilici, în special acetaldehidă și diacetil . Aceste procese sunt în special fundamentale pentru conferirea aromei untului .

Alterarea proteinelor

Proteinele sunt afectate în principal de următoarele transformări:

• denaturare;
• Reacții Maillard;
• proteoliză;
• putrezi.

Denaturarea constă în pierderea structurii cuaternare, terțiare sau secundare a proteinelor fără ruperea lanțului polipeptidic (structura primară). Fenomenele de denaturare sunt în mare parte de natură fizico-chimică, chiar dacă pot fi induse printr-un proces microbian (de exemplu coagularea cazeinei în urma scăderii pH - ului cauzată de fermentația lactică). Cu toate acestea, agenții direcți ai denaturării sunt factori fizici, fizico-chimici sau chimici. Printre cele mai importante se numără temperaturile ridicate (în general peste 60-65 ° C), activitatea apei , concentrația ionică a mediului și, în cele din urmă, pH-ul.

Efectele principale ale denaturării constau în pierderea solubilității , cu agregare și precipitații ( coagulare ) și în proprietățile biologice și chimico-fizice specifice. Din punct de vedere nutrițional, unul dintre cele mai relevante efecte ale denaturării este creșterea sensibilității la acțiunea enzimelor proteolitice, prin urmare denaturarea crește digestibilitatea proteinelor.

Reacția Maillard este un proces chimic complex care implică proteine ​​și zaharuri ca urmare a acțiunii temperaturilor ridicate ^[2] . Pe scurt, gruparea carbonil a zaharurilor reducătoare reacționează cu grupa amino a proteinelor formând un produs de condensare numit baza Schiff . Bazele Schiff sunt produse instabile și inițiază procese de reamenajare și descompunere care duc la formarea compușilor carbonilici ( aldehide , cetone , reductone ), compuși de azot condensat ( melanoidine ) și hidroximetilfurfural (HMF). În general, aceste transformări influențează foarte mult proprietățile nutriționale și organoleptice ale alimentelor. Cele mai importante consecințe sunt următoarele:

• creșterea proprietăților aromatice, care pot fi plăcute sau neplăcute, în principal datorită compușilor carbonilici și dezvoltării unei anumite cantități de amoniac ;
• rumenirea alimentelor, cauzată de melanoidine;
• reducerea digestibilității proteinelor datorită stabilității legăturilor melanoidinelor.

Reacțiile Maillard sunt induse în special de temperaturile ridicate dezvoltate la gătit (prăjire, fierbere), în raport cu durata expunerii sau de condițiile slabe de depozitare a unor alimente, datorită expunerii la lumină și la temperaturi ridicate. Producția de hidroximetilfurfural este fundamentală, deoarece conținutul său într-un aliment este un indice analitic al calității unui produs: nivelurile ridicate de HMF indică, de fapt, o îmbătrânire a alimentelor, accentuată și de condițiile de depozitare precare sau indică faptul că alimentele a suferit tratamente termice ( sterilizare , pasteurizare etc.).

În general, reacțiile Maillard sunt un fenomen negativ care determină o deteriorare calitativă a produsului (rumenire, arome mai mult sau mai puțin neplăcute, aromă gătită). Printre alimentele depreciate de reacțiile Maillard sunt citate, de exemplu, laptele , supus gătirii sau sterilizării și mierea , supusă pasteurizării sau îmbătrânite sau depozitate la temperaturi ridicate. Cu toate acestea, există cazuri în care reacțiile Maillard sunt un proces dorit, deoarece îmbunătățesc proprietățile organoleptice sau tehnologice ale produsului, cum ar fi în cazul cafelei prăjite și a malțului .

Proteoliza și putrefacția sunt două procese strâns legate între ele, deoarece primul este preludiul celui de-al doilea și, parțial, se suprapune cu intensitatea crescândă a putrefacției. Proteoliza constă în defalcarea structurii primare a proteinelor și, prin urmare, în dezvoltarea lanțurilor polipeptidice mai mici și a aminoacizilor liberi . În general, proteoliza duce la o creștere a digestibilității proteinelor, dar și la o reducere potențială a valorii nutritive a acestora. Pe de altă parte, putrefacția propriu-zisă constă în distrugerea aminoacizilor, cu dezvoltarea consecventă a compușilor puternic aromatici derivați din metabolismul azotului (amoniac, amine , cadaverină , putrescină etc.) și sulf ( hidrogen sulfurat , mercaptani ). Primii sunt responsabili pentru mirosurile înțepătoare și neplăcute care amintesc, de exemplu, de pești putreziți, cei din urmă pentru mirosurile neplăcute care amintesc de ouă putrede.

Proteoliza este un proces util și dorit dacă se desfășoară într-un mod controlat și nu deosebit de puternic. De fapt, o proteoliză moderată modifică starea structurală a alimentelor, îmbunătățind proprietățile sale organoleptice și, într-o anumită măsură, digestibilitatea acestuia. O modificare ușoară a aminoacizilor, atribuibilă unui principiu de putrefacție, este, de asemenea, pozitivă, deoarece poate îmbunătăți proprietățile aromatice și durata de valabilitate a alimentelor. Aceste acțiuni apar, în special, în tratamentele de maturare a cărnii și brânzeturilor proaspete sacrificate.

Imediat după sacrificare, carnea are caracteristici de comestibilitate slabă care se îmbunătățesc odată cu maturarea ^[3] datorită rigor mortis și a stării structurale a proteinelor musculare. Maturarea are loc prin păstrarea sferturilor la 0-4 ° C și la o umiditate relativă de 75% pentru o perioadă de 10-14 zile după sacrificare . Îmbătrânirea este o proteoliză efectuată de enzime de origine microbiană și tisulară și permite cărnii să dobândească un grad mai mare de sensibilitate și suculență, o pierdere de culoare. Dezvoltarea moderată a substanțelor aromatice ( cetone , aldehide , amoniac , amine , hidrogen sulfurat etc.) conferă cărnii o durată de valabilitate mai mare. O încărcătură microbiană inițială ridicată, o prelungire a maturării și o modificare a condițiilor de mediu fac ca aceste procese să fie degenerative și să provoace decăderea cărnii prin putrefacție .

În brânzeturi, proteoliza reprezintă cel mai important și, de asemenea, cel mai complex proces în faza de maturare: transformarea proteinelor este de fapt fundamentală pentru dezvoltarea compușilor intermediari ai metabolismului azotului și sulfului (amoniac și amine, compuși ai sulfului), compuși oxigenați volatili (compuși carbonilici, acizi), pentru modificarea consistenței și texturii datorită ruperii rețelei de cazeină , pentru îmbunătățirea capacității de retenție a apei, pentru a da aromă după eliberarea acidului glutamic etc. ^[4] . Intensitatea și rolul acestor transformări și relația lor cu celălalt proces fundamental, lipoliza , se schimbă în funcție de contexte și contribuie la diferențierea diferitelor tipuri de brânzeturi.

Alterarea lipidelor

Lipidele prezente în alimente sunt reprezentate, aproape toate, de trigliceridele acizilor grași , adică grăsimile proprii. Acești compuși sunt practic supuși a trei tipuri de transformări:

• hidroliză;
• râncenie cetonică;
• râncezire oxidativă.

Hidroliza , numită și acidificare , este un fenomen favorizat de umiditate și, mai ales, de acțiunea combinată a luminii și lipazei , o enzimă care poate fi de natură endogenă sau exogenă. Rezultatul acestei transformări este împărțirea grăsimii în componentele sale, reprezentate de glicerol , mono și digliceride și, în cele din urmă, acizi grași liberi . Apare în special în alimentele bogate în apă (grăsimi animale) și în fructe grase (de exemplu, măsline ). În general, este un proces negativ care duce, de asemenea, la dezvoltarea gusturilor și mirosurilor neplăcute atunci când sunt eliberați acizi grași cu greutate moleculară mică ( acid butiric , acid capronic etc.) și pentru că predispune mai mult alimentele la râncezire oxidativă.

Ranciditatea cetonică este un proces enzimatic efectuat de bacterii, drojdii și mucegaiuri și are loc împotriva acizilor grași cu greutate moleculară mică și implică beta-oxidarea unui acid gras, cu formarea unui β-cetoacid care prin decarboxilare se transformă într-o metilcetonă . În general, este o alterare microbiană, care afectează fructele și semințele oleaginoase cu un anumit grad de umiditate, ceea ce duce la formarea de mirosuri și arome neplăcute. Râncezirea cetonică, pe de altă parte, este un proces dorit în unele cazuri limitate. În acest caz, exemplul clasic este reprezentat de brânzeturile albastre ( Gorgonzola , Roquefort , Brie , Camembert etc.): în aceste brânzeturi este favorizată dezvoltarea mucegaiurilor din genurile Penicillium sau Aspergillus, deoarece metabolismul grăsimilor produce aroma caracteristică. Întărirea cetonică ajută la formarea proteinelor

Râncezirea oxidativă, pe de altă parte, este considerată cea mai gravă și mai frecventă modificare a grăsimilor alimentare. Pe lângă grăsimile reale, sunt afectate și fosfolipidele și unii compuși organici formați din lanțuri de hidrocarburi (de exemplu, carotenii ). Procesul are în esență o natură chimică și se desfășoară în trei faze: o fază de inițiere sau inducție, în care se dezvoltă radicalii , o fază de propagare centrală, care se dezvoltă într-un lanț și o fază de terminare în care radicalii se stabilizează. diferiți compuși organici. Acestea includ aldehide volatile și cetone responsabile de mirosul rânced. Modificarea este favorizată, în etapele inițiale, de contribuția unor factori de mediu, inclusiv expunerea la lumină , temperaturi ridicate, prezența peroxizilor , contactul sau prezența unor metale (inclusiv fierul și cuprul ), prezența enzimei lipoxidaza . Un rol fundamental îl are prezența, în alimentație, a compușilor care încetinesc faza de inițiere (antioxidanți, cum ar fi tocoferolii ) sau o favorizează (pro-oxidanți, cum ar fi mioglobina , hemoglobina și clorofila ). Cu toate acestea, predispoziția este rezultatul unui set complex de factori care pot proteja alimentele sau le pot expune mai mult la această modificare.

Alterarea polifenolilor

Deși sunt componente secundare, prezente în cantități limitate în alimente, transformările polifenolilor pot juca un rol semnificativ în definirea caracteristicilor produsului final. Rolul jucat de chimismul polifenolilor se schimbă de la produs la produs, dar se reflectă în general cu influența a două proprietăți organoleptice: culoarea și aroma. De asemenea, trebuie remarcat faptul că polifenolii sunt de origine vegetală, prin urmare rolul lor privește practic unele alimente de origine vegetală.

Influențele asupra culorii se datorează rumenirii enzimatice ^[5] . Este un proces care, pornind de la compușii fenolici prezenți în plante, conduce la formarea de polimeri care au proprietăți pigmentare, în general negru sau maro, uneori roșu, violet etc. Procesul se desfășoară în mai multe etape, dintre care prima, mediată de polifenoloxidaze endogene, constă în principiu în oxidarea funcțiilor fenolice cu formarea chinonelor . Ulterior, are loc un proces non-enzimatic de condensare a chinonelor cu formarea polimerilor. Rumenirea enzimatică este un proces fundamental degenerativ, cauzat de combinația de factori mecanici (traume accidentale, tăiere etc.) care permit polifenol oxidazei să intre în contact cu polifenolii. Este o modificare destul de frecventă a multor fructe și legume care tind să se rumenească după tăiere (de exemplu, banane , mere , anghinare , cartofi etc.) și reprezintă unul dintre principalele fenomene de prevenit în prepararea conservelor vegetale ( congelate) alimente , sucuri de fructe etc.). Modificarea este blocată prin gătit sau încetinită de antioxidanți (în special acid ascorbic ) sau prin acidificare (de exemplu adăugarea acidului citric ). Un exemplu foarte comun este utilizarea sucului de lămâie, notoriu bogat în acid citric și vitamina C (acid ascorbic), în preparatele casnice pentru a încetini rumenirea fructelor și legumelor tăiate până în momentul gătitului.

În unele cazuri, rumenirea enzimatică moderată este în schimb un proces dorit în prepararea industrială a unor alimente sau alimente similare acestora, cum ar fi curmale , cidru , ceai , cacao și tutun ^[6] .

Influențele asupra aromei sunt mai complexe și conduc la formarea de compuși care stimulează percepția amărăciunii și picantului, îmbunătățind proprietățile organoleptice ale unor produse. Unul dintre cele mai cunoscute exemple este reprezentat de rolul polifenolilor din uleiul de măsline , în special oleuropeinul , care, cu gustul amar și percepția moderată a picantului, contribuie la constituirea acelui complex organoleptic numit fructat ^{[7] [8]} .

O transformare care implică o categorie de polifenoli, taninuri , este interacțiunea produselor lor de oxidare cu proteinele ^[9] , cu formarea complexelor de condensare responsabile de înnorarea în unele băuturi (de exemplu, bere , lichior de mirt ).

Transformări purtate de apă

Deși nu este un produs afectat de transformări chimice, apa reprezintă o componentă chimico-nutrițională adesea implicată - în sens pozitiv sau negativ - cu efectele fizice sau fizico-chimice induse de manipulări. Cele mai importante transformări care implică apa pot fi urmărite în următoarele aspecte:

• Variația activității apei în produs;
• Variația interacțiunilor de suprafață dintre apă și alte componente.

Activitatea apei ( a _w ) este raportul dintre presiunea vaporilor apei din alimente (sau în orice soluție) și presiunea vaporilor apei pure și este un indice al „disponibilității” acesteia pentru procesele biologice, biochimice și chimice. Valoarea sa variază de la 0 (valoare teoretică în orice sistem care conține apă) la 1 (apă pură); cu cât este mai mare, cu atât alimentele sunt mai sensibile la atacul microbian și la procesele de hidroliză, chimice sau enzimatice.

Reducerea activității chimice a apei se obține cu diferite tratamente de conservare și implică practic o reducere absolută a conținutului de apă ( uscare , liofilizare , concentrație etc.) sau o reducere a activității datorită creșterii concentrației ( sărarea , adăugarea zahărului) sau prin congelarea apei libere ( congelare , congelare ). În general, este un fenomen dorit, în scopuri de conservare, deoarece are un efect bacteriostatic, chiar dacă nu protejează alimentele de acțiunea mucegaiurilor și a drojdiilor osmofile . Pe de altă parte, este o transformare negativă atunci când efectul principal este pierderea turgorului celular, așa cum se întâmplă în general pentru fructele și legumele destinate consumului proaspăt. În acest din urmă caz, tratamentele constau în condiționarea într-o atmosferă controlată care, prin controlul umidității relative , are scopul de a încetini procesele de evaporare și, prin urmare, de uscare.

Le interazioni di superficie fra l'acqua e gli altri componenti dell'alimento hanno implicazioni differenti da prodotto a prodotto e, in molti casi, sono di grande importanza ai fini della trasformazione. In generale l'acqua si trova negli alimenti sotto tre forme ^{[10] [11]} :

• acqua di struttura : è incorporata in reticoli cristallini e nelle macromolecole;
• acqua fortemente legata : forma uno strato monomolecolare legato ai sali e ai gruppi polari di proteine e polisaccaridi ;
• acqua debolmente legata : forma uno strato plurimolecolare legato a quello precedente oppure occupa i pori (microcapillari) di diametro inferiore a 10 nm ;
• acqua libera : è quella non soggetta a forze di coesione ed ha un'attività prossima a quella dell'acqua pura e rappresenta la quota più rappresentata dell'umidità complessiva.

L'acqua debolmente legata è acqua adsorbita e la sua dinamica è soggetta alla legge di Raoult . Ha un'attività inferiore a quella dell'acqua libera, tuttavia è in equilibrio con quest'ultima e subisce perciò gli effetti dei trattamenti. L'acqua libera è il mezzo in cui si sviluppano i microrganismi. In generale, ai fini della conservazione, si considera sfavorevole - per lo sviluppo microbico - un'attività dell'acqua inferiore a 0,65 ^{[10] [12]} , mentre molti alimenti hanno attività dell'acqua libera dell'ordine di 0,98-0,99 ^[10] , favorevole perciò allo sviluppo di tutti i microrganismi patogeni in subordine ad altri fattori ambientali. L'acqua libera è trattenuta dall'alimento in relazione alla capacità di ritenzione, che dipende fondamentalmente dalle caratteristiche tissulari dell'alimento e, in particolare, dallo stato strutturale delle macromolecole, con particolare riferimento alle proteine e ai grassi.

La dinamica dell'acqua libera è importante in molti processi di lavorazione o di maturazione degli alimenti: nella frollatura ( carni fresche ), nello spurgo della cagliata ( formaggio ), nella zangolatura ( burro ), nella gramolatura ( olio d'oliva ), ecc. Per alcuni processi l'obiettivo è l'allontanamento di una parte dell'acqua libera mediante sistemi meccanici indotti o spontanei, per altri è la rottura dell' emulsione fra l'acqua legata e le micelle, per altri ancora è invece la stabilizzazione delle emulsioni o dell'acqua di ritenzione (es. maionese , carne , passata di pomodoro ). In generale, l'acqua residua ha un ruolo importante nell'influenzare le caratteristiche organolettiche di consistenza del prodotto finale (es. carne, formaggio).

Note

Bibliografia

• AA.VV., Manuale dell'agronomo , a cura di Giuseppe Tassinari, 5ª ed., Roma, REDA, 1976.
• Vitagliano Michele, Tecnologie e trasformazioni dei prodotti agrari , Bologna, Edagricole, 2001, ISBN 88-206-4729-X .
• Jean-Claude Cheftel, Henri Cheftel, Biochimica e tecnologia degli alimenti. Volume 1° , Bologna, Edagricole, 1988, ISBN 88-206-2134-7 .
• Jean-Claude Cheftel, Henri Cheftel, Biochimica e tecnologia degli alimenti. Volume 2° , Bologna, Edagricole, 1988, ISBN 88-206-2135-5 .
• Patrizia Cappelli, Vanna Vannucchi, Chimica degli alimenti conservazione e trasformazione , Bologna, Zanichelli, 1990, ISBN 88-08-06788-2 .
• Gianfranco Tiecco, Tecnica conserviera , Bologna, Edagricole, 1986, ISBN 88-206-2751-5 .
• Ottavio Salvadori del Prato, Trattato di tecnologia casearia , Bologna, Calderini Edagricole, 2001, ISBN 88-206-4110-0 .
• Giuseppe Rossi, Manuale di tecnologia casearia , Bologna, Edagricole, 1993, ISBN 88-206-0231-8 .
• Vittorio Bottazzi, Microbiologia e biotecnologia lattiero-casearia , Bologna, Edagricole, 1993, ISBN 88-206-2964-X .
• Gabriele Anelli, Fabio Mencarelli, Conservazione degli ortofrutticoli. Tecnologie e aspetti fisiologico-qualitativi , Roma, REDA, 1990.
• C. Beni, V. Iannicelli, C. Di Dio, Il condizionamento dei prodotti ortofrutticoli , Bologna, Calderini Edagricole, 2001, ISBN 88-206-4681-1 .

Voci correlate

• Trasformazione agroalimentare
• Frollatura delle carni

Portale Cucina : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di cucina