Uploaded by Leonardo Leone

ANALISI CHIMICHE DEI PRODOTTI ALIMENTARI

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Corso di
Analisi chimiche
dei prodotti
alimentari
Prof.ssa Stella Cosio
Laila Pansera - 1
Sommario
Analisi chimiche dei prodotti alimentari ..................................................................................................... 6
Metodi per la determinazione dell’umidità ....................................................................................... 12
Determinazione del contenuto in ceneri di uno sfarinato ........................................................... 16
I lipidi .................................................................................................................................................................... 17
Acidi grassi ..................................................................................................................................................... 18
Acidi grassi essenziali ............................................................................................................................ 19
Gliceridi ........................................................................................................................................................... 21
Fosfolipidi ....................................................................................................................................................... 22
Cere .................................................................................................................................................................. 23
Terpeni ............................................................................................................................................................ 23
Steroidi ............................................................................................................................................................ 23
Alcoli................................................................................................................................................................. 24
Composti eicosanoidi ................................................................................................................................ 24
Analisi per i lipidi ......................................................................................................................................... 24
Principali reazioni dei lipidi ...................................................................................................................... 25
Alterazioni dei lipidi .................................................................................................................................... 26
Antiossidanti.................................................................................................................................................. 31
Olio di oliva ........................................................................................................................................................ 36
Olio extravergine di oliva.......................................................................................................................... 36
Legislazione ................................................................................................................................................... 36
Olive ................................................................................................................................................................. 36
Raccolta delle olive ..................................................................................................................................... 38
Lavorazione delle olive .............................................................................................................................. 38
Classificazione commerciale degli oli di oliva ................................................................................... 39
Sottoprodotti della lavorazione delle olive ........................................................................................ 40
Rettifica dell’olio .......................................................................................................................................... 40
Laila Pansera - 2
Altre categorie di olio ................................................................................................................................ 41
Composizione chimica dell’olio extravergine di oliva .................................................................... 42
Frazione saponificabile ......................................................................................................................... 42
Frazione insaponificabile ...................................................................................................................... 43
Lipossigenasi ............................................................................................................................................ 44
Analisi della frazione volatile: SPME................................................................................................. 44
Parametri di valutazione dell’olio di oliva .......................................................................................... 45
Qualità......................................................................................................................................................... 45
Genuinità .................................................................................................................................................... 49
Tipicità ......................................................................................................................................................... 52
Etichettatura .................................................................................................................................................. 53
I glucidi ................................................................................................................................................................ 55
Monosaccaridi .............................................................................................................................................. 55
Reazioni dei monosaccaridi ................................................................................................................ 57
Disaccaridi ...................................................................................................................................................... 57
Polarimetria ................................................................................................................................................... 58
Dolcificanti ..................................................................................................................................................... 59
Imbrunimento chimico o non enzimatico .......................................................................................... 59
Polisaccaridi ................................................................................................................................................... 61
Amido .......................................................................................................................................................... 61
Fibra alimentare....................................................................................................................................... 62
Latte ...................................................................................................................................................................... 64
Composizione chimica............................................................................................................................... 64
Grasso .............................................................................................................................................................. 65
Zucchero ......................................................................................................................................................... 67
Sostanze azotate.......................................................................................................................................... 67
Enzimi .............................................................................................................................................................. 69
Laila Pansera - 3
Altri costituenti ............................................................................................................................................. 69
Trattamento termico .................................................................................................................................. 69
Trattamenti preliminari ......................................................................................................................... 69
Trattamento termico .............................................................................................................................. 69
Latti destinati al consumo umano ......................................................................................................... 71
Analisi dei parametri chimico-fisici ....................................................................................................... 72
Vino ....................................................................................................................................................................... 75
Composizione del mosto .......................................................................................................................... 76
Fermentazione alcolica .............................................................................................................................. 78
Anidride solforosa SO2 .............................................................................................................................. 80
Vinificazione in rosso ................................................................................................................................. 80
Vinificazione in bianco ............................................................................................................................... 81
Pratiche ammesse: correzioni ................................................................................................................. 82
Correzioni del mosto ............................................................................................................................. 82
Correzioni del vino ................................................................................................................................. 82
Alterazioni dei vini....................................................................................................................................... 83
Invecchiamento ............................................................................................................................................ 83
Sostanze nel vino......................................................................................................................................... 84
Legislazione ................................................................................................................................................... 85
Determinazioni nel vino ............................................................................................................................ 86
Piramide dei vini .......................................................................................................................................... 89
Aceto di vino ...................................................................................................................................................... 90
Aceto di vino ................................................................................................................................................. 90
Aceto balsamico tradizionale .................................................................................................................. 91
Aceto balsamico di Modena.................................................................................................................... 91
Cereali .................................................................................................................................................................. 93
Frumento ........................................................................................................................................................ 93
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Struttura ..................................................................................................................................................... 93
Composizione .......................................................................................................................................... 94
Molitura ...................................................................................................................................................... 95
Pasta ............................................................................................................................................................ 96
Analisi sugli sfarinati ................................................................................................................................... 97
Acqua ................................................................................................................................................................... 98
Durezza dell’acqua ...................................................................................................................................... 98
Acque minerali maturali ............................................................................................................................ 98
Acqua di sorgente ....................................................................................................................................... 99
Cromatografia ................................................................................................................................................. 100
Definizioni e formule importanti:......................................................................................................... 100
Meccanismi di ripartizione ..................................................................................................................... 101
HPLC e gascromatografo........................................................................................................................ 101
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Analisi chimiche dei prodotti alimentari
ALIMENTO: fonte di energia e di nutrienti necessari all’organismo per le sue funzioni
biologiche. È composto da:
 MACRONUTRIENTI O NUTRIENTI ENERGETICI: molecole complesse che vengono
degradate in molecole più semplici dal sistema digerente, che possono essere assorbite
e utilizzate nelle specifiche condizioni metaboliche;
 MICRONUTRIENTI o NUTRIENTI NON ENERGETICI: quelli indispensabili sono: acqua e sali
minerali (inorganici), e vitamine (organici)
 Altre sostanze: acidi organici, coloranti, aromi, etc.
SOSTANZE INDESIDERATE NEGLI ALIMENTI:
•
Sostanze naturali: glicosidi, micotossine, estrogeni;
•
Residui di varia natura;
•
Additivi volontari.
Fattori che determinano la qualità di un alimento
1. Assenza di rischio: la sicurezza d’uso è un prerequisito perché un alimento possa essere
considerato tale ed utilizzato
2. Valore nutritivo, inteso come:
a. Contenuto totale di nutrienti
b. Biodisponibilità: percentuale realmente assorbita e utilizzata dall’organismo
c. Valore biologico (presenza di determinati componenti).
ALTERAZIONE: umidità, luce, temperatura, microrganismi.
SOFISTICAZIONE: non penalizza la qualità del prodotto; es: aggiunta di zucchero o di alcol
etilico al vino.
ADULTERAZIONE: penalizza la qualità del prodotto; es: annacquamento del latte, scrematura
del latte dichiarato intero.
FALSIFICAZIONE: margarina al posto del burro, olio di semi al posto di quello di oliva.
CONTRAFFAZIONE: dichiarare una marca diversa.
NON viene considerata frode, quando le modifiche vengono dichiarate:
 Nei SURROGATI (orzo nei confronti del caffè): caratteri estrinseci molto simili, caratteri
intrinseci (composizione chimica) diversi;
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 Nei SUCCEDANEI (caviale e lompo): composizione chimica identica, caratteristiche
esteriori diverse.
CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Studia la composizione chimica degli alimenti e le proprietà dei loro costituenti che
contribuiscono a definire il loro valore nutrizionale e merceologico. Inoltre studia le
modificazioni chimiche che i costituenti degli alimenti subiscono in seguito a trattamenti
casalinghi ed industriali a cui sono sottoposti, e nel corso della loro conservazione.
L’analisi degli alimenti viene effettuata per:
 Accettare la conformità di un alimento ai requisiti di legge o a ciò che viene dichiarato
in etichetta
 Definire la qualità di un prodotto o il suo valore nutrizionale
 Rivelare frodi e alterazioni
 Individuare la presenza di sostanze xenobiotiche.
Le procedure analitiche possono essere:
•
Tradizionali: analisi quantitativa
•
Moderne: cromatografia e spettroscopia.
ALIMENTI TRADIZIONALI
Essi sono alla base della nostra catena alimentare. Opportunamente variati, soddisfano il
nostro fabbisogno energetico; inoltre fanno parte della tradizione. Forniscono particolari
nutrienti:
 Di origine vegetale:
o Cereali, tuberi  amido, fibra, vitamine
o Ortaggi, frutta  sali minerali, fibra, vitamine
o Legumi  proteine, vitamine, ferro
 Di origine animale:
o Latte e derivati  proteine, calcio
o Carne, uova, pesce  proteine, ferro, vitamine.
ALIMENTI ALTERNATIVI
Competono con gli alimenti tradizionali. Troviamo:
ALIMENTI LEGGERI (light): alleggeriti, eliminati da alcune sostanze alto-energetiche a rischio
per l’uomo (grassi o zuccheri semplici, etanolo); possono essere ottenuti diluendo l’alimento
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con acqua; MA ottengo una perdita di consistenza e aroma, per cui devo aggiungere
edulcoranti e proteine vegetali o amidi modificati per una migliore performance tecnologica.
ALIMENTI FORTIFICATI: aumento del valore biologico del prodotto senza aumentare il suo
valore energetico; di solito vengono aggiunte vitamine o minerali; prodotti per bambini.
ALIMENTI
BIOLOGICI:
rispondono
a
particolari
tecniche
di
agricoltura
e
commercializzazione; devono portare in etichetta il produttore e l’ente di certificazione.
ALIMENTI INTEGRALI: alimenti non raffinati; es: farina, con tasso di abburattamento del
100%; contengono fibra, proteine ad alto valore biologico, vitamine; vengono ottenute per
riassemblamento delle varie componenti;
ALIMENTI FUNZIONALI: distinti in probiotici e prebiotici. I primi sono il substrato della
microflora intestinale, mentre i prebiotici sono ad esempio la fibra o i FOS, che generano
acidi grassi a corta catena per la microflora intestinale.
ALIMENTI INNOVATIVI: ottenuti con le moderne tecnologie, hanno proprietà nutritive
diverse, come gli OGM o il riso parboiled.
VALORE ENERGETICO DEGLI ALIMENTI (o valore nutritivo)
Numero di calorie che una sostanza alimentare sviluppa per completa combustione, riferito
a 100g di sostanza. È proporzionale alla quantità di nutrienti che contiene:
 Zuccheri 4 kcal/g
 Proteine 4 kcal/g
 Lipidi 9 kcal/g
 Alcol 7 kcal/g
 Zuccheri ipocalorici 2.8 kcal/g.
Unità di misura:
 kcal: quantità di calore necessaria per elevare da 14.5°C a 15.5°C 1 kg di acqua (1 kcal
= 4.186 kJ)
 kJ: forza costante che dà a 1 kg l’accelerazione di 1 m/s2 per lo spostamento di 1 m
nella direzione de nel senso della forza (1 kJ = 0.2388 kcal).
Carboidrati
Carburante dell’organismo, fornisce energia 4 kcal/g).
I glucidi in eccesso vengono trasformati in lipidi e accumulai nel tessuto adiposo. Durante la
digestione i carboidrati vengono trasformati in glucosio, usato dal cervello, dal sistema
nervoso e dai muscoli.
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Vengono suddivisi in:
1. Carboidrati semplici, assimilati velocemente dall’organismo, forniscono subito energia
ma si esauriscono velocemente:
a. Glucosio
b. Fruttosio
c. Saccarosio
d. Lattosio
2. Carboidrati complessi, forniscono energia lentamente e per un periodo più lungo, perché
prima di essere assorbiti devono essere trasformati in carboidrati semplici:
a. Amido, di origine vegetale
b. Glicogeno, di origine animale.
Fibra alimentare
È costituita da sostanze non digeribili dai nostri enzimi gastrointestinali:
1. Fibre insolubili: nei cereali integrali, in frutta e verdura; regolano le funzioni intestinali
2. Fibre solubili: in frutta, verdura, legumi; danno senso di sazietà, diminuiscono
l’assorbimento di carboidrati, lipidi e sali minerali.
Grassi (o lipidi)
Sostanze di riserva, che forniscono 9 kcal/g; trasportano inoltre le vitamine liposolubili e
svolgono numerose altre funzioni. Sono:
1. Grassi vegetali (oli): contengono prevalentemente acidi grassi mono- e polinsaturi, con
effetti positivi su valori ematici e colesterolo; contengono acidi grassi essenziali;
2. Grassi animali: lardo, strutto, burro, uova, salumi, formaggi, carni contengono acidi grassi
saturi, che, se assunti in eccesso, determinano un incremento del colesterolo ematico.
Proteine (o protidi)
Sono contenute in quasi tutti gli alimenti, hanno una funzione plastica. Forniscono 4 kcal/g.
possono essere:
1. Proteine animali, negli alimenti di origine animale
2. Proteine vegetali, negli alimenti di origine vegetale.
Vitamine
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Regolano le funzioni biochimiche dell’organismo, aiutano i macronutrienti a svolgere il loro
compito e prevengono le malattie. Sono:
1. Vitamine idrosolubili: vitamina C, gruppo B, biotina, vitamina PP, acido folico;
2. Vitamine liposolubili: vitamine A, D, E, K, F.
Minerali
Sono regolatori come le vitamine; intervengono nella formazione di ossa e denti, controllano
la contrazione muscolare, sono inoltre utili al sistema nervoso e rappresentano il contenuto
in ceneri dell’alimento. Sono:
1. Macroelementi: nell’organismo si trovano in quantità notevole e sono: Ca, P, Mg, K, Na,
Cl, S;
2. Microelementi (o minerali in traccia): nell’organismo si trovano in piccole quantità e sono:
Fe, I, Zn, Cu, Mn, Se, Cr, Fl.
È possibile calcolare il valore nutrizionale medio, ad esempio:
Proteine 3.7 g
Carboidrati 13.9 g
Grassi 4.6 g
3.7x4 +
13.9x4 +
4.6x9 =
= 112 kcal
112 kcal x 4.187 = 469 kcal.
CONTAMINANTI
I contaminanti ambientali possono essere metalli pesanti, oppure fitofarmaci, che sono
prodotti chimici utilizzati per l’agricoltura.
EFSA
L’EFSA è l’autorità europea per la sicurezza alimentare, e ha il compito di effettuare il
monitoraggio della produzione degli alimenti, oltre che molti altri compiti. È anche
responsabile dell’utilizzo degli additivi alimentari.
Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU)
Indica i LARN, valori guida di riferimento per le assunzioni di nutrienti.
RDA = dose giornaliera raccomandata
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GDA = quantità giornaliere indicative.
PIRAMIDE ALIMENTARE
La piramide alimentare è il simbolo della sana ed
equilibrata alimentazione, quindi è una guida nella
scelta quotidiana degli alimenti. È organizzata in 6
sezioni
di
categorie
alimentari,
di
grandezza
proporzionale alla loro presenza nella nostra dieta. Alla
base
troviamo
gli
alimenti
da
consumare
più
liberamente, al vertice quelli da limitare.
La piramide alimentare va abbinata a uno stile di vita
non sedentario.
ACQUA
È presente nel nostro organismo e partecipa a tutte le reazioni. Ha molteplici funzioni e viene
eliminata attraverso sudore, lacrime e urina. È contenuta in: acqua semplice, bevande e
alimenti. Non ha calorie ed è inorganica.
C’è da tenere presente anche l’aria, che trasporta ossigeno e contaminanti.
L’acqua nell’organismo umano
Circa il 65% del nostro peso corporeo: 40% intracellulare; 20% extracellulare, di cui 15%
interstiziale e 5% plasmatica.
Funzioni:
 Solvente di gas, elettroliti e colloidi
 Trasporta alle cellule le sostanze nutritive e allontana i prodotti di scarto
 Partecipa alla termoregolazione
 Mezzo in cui avvengono le funzioni digestive e metaboliche.
Fabbisogno idrico: 1 mL/kcal  1.5-2 L/die.
Caratteristiche:
Legame covalente dipolare; forma reticoli con legami a H
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Caratteristiche chimico-fisiche:
 Proprietà solventi per numerosi composti ionici: sali, acidi e basi, sostanze organiche, gas
 Elevato punto di fusione ed ebollizione
 Densità massima a 4°C.
L’acqua negli alimenti
L’acqua nei tessuti animali e vegetali si divide in:
 Acqua libera: non è impegnata nei legami con altre molecole, si trova nei microcapillari
ed è trattenuta solo da forze fisiche. È evaporabile  dalla sua presenza dipende l’attività
microbica e quindi le alterazioni degli alimenti
 Acqua legata o incongelabile: si trova sotto diverse forme:
o di idratazione (legata a ioni tramite interazioni elettrostatiche)
o di struttura e cristallizzazione (nella struttura di un sale o una molecola organica
o metalli di transizione, legami forti, difficile da estrarre)
o dello strato monomolecolare (fortemente unita ai gruppi polari e carichi delle
macromolecole)
o immobilizzata (in molteplici strati successivi al precedente).
ATTIVITÀ DELL’ACQUA
Aw =
p0
p
Dove p0 = tensione di vapore dell’alimento; p = tensione di vapore dell’acqua pura.
Questo parametro fornisce una misura dell’acqua libera utilizzabile dai microrganismi.
Esempi:
•
alimenti freschi 0.98
•
insaccati e formaggi stagionati 0.88-0.93
•
cereali, marmellate 0.6-0.65.
Metodi per la determinazione dell’umidità
Il contenuto di umidità è espresso per legge in % (riferito a 100g di prodotto).
N.B.: non confonder il contenuto di umidità (o di acqua) in un alimento con la sua A w.
I metodi sono diversi:
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Metodo gravimetrico classico
Determina l’umidità dell’alimento mediante la perdita di peso per essicamento in stufa a
105°C a pressione atmosferica, fino a peso costante.
Ha un’applicabilità generale, tranne per i prodotti facilmente degradabili o con sostanze
volatili.
Materiale:
 stufa
 bilancia analitica (almeno 4 cifre decimali)
 essiccatore (recipiente in vetro con coperchio), che sotto il piano forato può avere:
cloruro di calcio anidro o gel di silice con sali di cobalto (azzurro-rosa); queste sono
sostanze igroscopiche (che assorbono umidità dal campione); posso eventualmente
spalmare del silicone sui bordi per isolare, e attacco al coperchio una pompa per porre
sottovuoto e favorire l’evaporazione
 capsula Petri o pesafiltri.
Procedura:
1. porre in stufa (105°C 30 minuti) un pesafiltri, raffreddare in essiccatore e pesare con
una bilancia analitica (p1)
2. pesare con la bilancia analitica il campione (5g di cereali in piccoli chicchi, oppure 8g
di mais, oppure 10g di sfarinati e paste) nel recipiente tarato (p2)
3. porre in stufa a 105°C per 6 ore, oppure a 133°C per un’ora e mezza
4. raffreddare in essiccatore, pesare nuovamente (p3).
Calcoli:
umidità % =
p2 − p3
x 100
p2 − p1
Alcuni prodotti pastosi devono essere impastati con sabbia silicea (taro il pesafiltri con la
sabbia e una bocchetta di vetro).
Per gli alimenti che hanno un elevato contenuto di umidità esprimo il valore di residuo (es:
latte) o di estratto (es: birra o vino).
I risultati sono molto precisi, ma la procedura è molto lunga.
Metodo gravimetrico con termobilancia
Molto utilizzato nelle analisi di routine perché richiede molto meno tempo.
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Deposito il campione direttamente sul piattino (senza previa pesata). Chiudo e sul display
appare il contenuto di umidità. Esistono termobilance che rilevano contenuti di umidità
anche molto bassi.
Essendo un metodo gravimetrico, determina l’acqua presente nel campione attraverso la
perdita di peso.
Calcoli sul metodo gravimetrico:
perdita di peso
x 100
peso campione
(p crogiolo + p campione tal quale) − (p crogiolo + p campione secco)
=
x 100
p crogiolo + p campione tal quale − p crogiolo
H2 O oppure Hu% =
Il p crogiolo è la tara  o lo metto dappertutto, o lo ometto sempre.
Es: campione 10g; perde 1g umidità
1
x 100
10
Che risponde alla proporzione  1 : 10 = x : 100
Hu% =
Metodo della distillazione con solvente
Viene utilizzato quando il prodotto contiene sostanze volatili
facilmente solubili in solventi organici, ad esempio oli essenziali.
Strumento: palloncino alla base che ospita il campione, che è
raccordato con un tubo di vetro che presenta un raccordo
graduato laterale. Al di sopra abbiamo un refrigerante. Il tutto è
raccordato con raccordi smerigliati.
Nel palloncino viene messo il campione pesato con il solvente (es:
toluene); aziono il refrigerante e scaldo sotto il palloncino 
l’acqua e il solvente di allontanano dal palloncino per evaporazione, ma si depositano per
condensazione nella tacca graduata. Solvente ed acqua si depositano su strati separati per
via della loro diversa densità, dalla tacca graduata leggo il volume e il peso dell’acqua che
ha abbandonato il campione. Arresto il processo quando non percepisco più un aumento di
volume di acqua nella tacca graduata.
Per il calcolo:
Hu% =
perdita di peso
x 100
peso campione
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Metodo di Karl Fisher
È un metodo volumetrico molto specifico.
Si basa sull’utilizzo di un titolatore automatico, e attraverso la titolazione si dosa (determina)
il contenuto in acqua. La titolazione prevede l’utilizzo di 2 reattivi anidri:
 anidride solforosa SO2, in cui lo stato di ossidazione di S è +4, e viene ridotta da:
 iodio, con stato di ossidazione 0.
SO2 passa a H2SO4 (acido solforico) con stato di ossidazione di S +6, mentre I passa a -1. È
quindi una titolazione redox. Utilizzo anche metanolo come solvente e imidazolo o
etanolammina come basi, per conferire potere tampone e mantenere un pH di 6 (evitando
l’acidificazione).
La reazione avviene solo in presenza di acqua, dura pochissimi minuti ed è effettuabile anche
con quantità basse di campione:
SO2 + I2 + SH2O  H2SO4 + 2HI
Altri metodi
NIR: spettrofotometria nel vicino infrarosso: con radiazioni a basso contenuto energetico
individuo i legami peculiari; è un metodo molto usato nelle aziende, non invasivo e non
distruttivo, ma devo fare diverse analisi e calibrare.
NMR: molto costoso.
ESERCIZIO:
% proteine del riso 7.6%; calcolo la % proteine sul secco, sapendo che l’umidità del prodotto
è 14%.
100g – 14g = 86g sostanza secca
Se su 86g di s.s. le proteine sono 7.6g (ossia il 7.6%), se io porto a 100g la s.s. scopro le % di
proteine sul secco, per cui:
7.6 : 86 = x : 100
7.6x100
= 8.84g prot = 8.8%
86
il risultato deve venire >7.6 perché ho tolto l’acqua e sto lavorando sul secco, altrimenti ho
x=
sbagliato proporzione.
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Determinazione del contenuto in ceneri di uno sfarinato
1. Calcinare un crogiolo in muffola (550°C per un’ora), raffreddare in essiccatore e tarare su
bilancia analitica (p1)
2. Pesare nella capsula tarata 5g di campione finemente macinato (p2)
3. Carbonizzare su fiamma diretta, prima lentamente con la retina e poi con il triangolo
refrattario, fino alla scomparsa dei fumi bianchi
4. Porre il campione in muffola (550°C per 6 ore)
5. Pesare le ceneri dopo il raffreddamento in essiccatore (p3).
Calcoli:
p3 − p1
x 100
p2 − p1
% ceneri sul stal quale
% ceneri sul secco =
x 100
% sostanza secca
% ceneri sul tal quale =
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I lipidi
I lipidi hanno diverse funzioni:
•
Energetica (9 kcal/g, sostanze di riserva)
•
Plastica strutturale (membrane cellulari e tessuto nervoso)
•
Bioregolatrice (trasporto di ormoni e vitamine liposolubili)
•
Termoregolazione (strato adiposo sottocutaneo)
•
Forniscono AGE e danno appetibilità ai cibi.
FABBISOGNO:
 Secondo i LARN: 20-25% dell’intake
 Secondo RDA: 0.7-1 g/kg peso corporeo
Essi devono essere di origine animale per 1/3 e per 2/3 di origine vegetale. Il colesterolo
deve essere massimo 300mg: un suo eccesso causa obesità, aumento del colesterolo e dei
trigliceridi, aterosclerosi e malattie cardiovascolari, mentre una sua carenza provoca
secchezza della pelle, perdita di capelli, riduzione della crescita, diarrea e maggiore
suscettibilità alle infezioni.
I lipidi sono sostanze non solubili in acqua, ma in solventi organici.
Sono composti ternari, cioè formati da C, H e O  contengono più C che O: bruciano più
lentamente ma con un maggiore sviluppo di energia. Sono infatti sostanze di riserva.
Li troviamo:
 Come costituenti essenziali di alcuni alimenti
 Come grassi invisibili in carne e pesce
 Aggiunti durante la lavorazione.
I lipidi NON sono macromolecole.
Classificazione:
LIPIDI SAPONIFICABILI
99.9% degli oli vegetali, contengono acidi grassi:
 Trigliceridi
 Esteri degli steroli
 Digliceridi
 Fosfolipidi
 Monogliceridi
 Lipoprotidi
 Acidi grassi
 Glicoprotidi
 Cere
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LIPIDI INSAPONIFICABILI
0.1-0.2%, non contengono acidi grassi, MA hanno funzioni importanti per l’organismo:
 Steroli
 Terpeni.
Ulteriore classificazione:
LIPIDI SEMPLICI
LIPIDI COMPLESSI O COMPOSTI: oltre alla
parte grassa prevedono la presenza di altri
composti.
Acidi grassi
Sono catene di atomi di C e H con un COOH terminale, legami semplici o doppi.
Generalmente le catene sono >10 C, ma nel latte e derivati ci sono anche acidi grassi a corta
catena  aroma tipico. Generalmente sono a numero pari di atomi di C.
Nomenclatura: nome scientifico + nome comune (legato alla loro scoperta).
PUNTO DI FUSIONE:
 Aumenta con l’allungarsi della catena
 Diminuisce all’aumentare dei doppi legami
 Aumenta nei trans isomeri.
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I trans isomeri sono meno diffusi in natura, derivano dai trattamenti tecnologici cattivi,
causano malattie cardiovascolari e tumori.
CLASSIFICAZIONI:
 CHIMICA: numero i doppi legami a partire dal -COOH
Δ  indica su quale C c’è il doppio legame
Es: acido oleico C18:1 Δ9
acido linoleico C18:2 Δ9,12
acido linolenico C18:3 Δ9,12,15
 NUTRIZIONALE o BIOLOGICA: la numerazione del doppio legame parte dal gruppo
metilico terminale (ω o n)
Es: acido oleico C18:1 ω-9
acido linoleico C18:2 ω-6
acido linolenico C18:3 ω-3.
Più un acido grasso ha insaturazioni, più è suscettibile a ossidazione.
Generalmente:
 Gli acidi grassi saturi sono presenti nei grassi animali  solidi a temperatura ambiente
 Gli acidi grassi insaturi sono presenti nei grassi vegetali  liquidi a temperatura ambiente.
Questo può non essere vero, ad esempio gli oli di pesce si presentano liquidi, mentre il burro
di cacao, pur essendo vegetale, è solido.
Acidi grassi essenziali
L’organismo può sintetizzare gli acidi grassi a partire dall’Ac-CoA per condensazione di unità
bicarboniose, MA non è in grado di insaturarli dall’ω-6 in poi. Perciò devo assumere ω-6 e ω3 con la dieta. In particolare l’acido linoleico è ω-6 e si trova negli oli vegetali, mentre l’acido
linolenico è ω-3 e si trova negli oli di pesce.
Gli acidi grassi essenziali hanno diverse funzioni:
•
Strutturano le membrane biologiche
•
Precursori dei eicosanoidi
•
Regolano i lipidi ematici, abbassano il colesterolo.
Identifico ω-6 tutti i derivati dell’acido linoleico e ω-3 tutti i derivati dell’acido linolenico.
Biosintesi dell’acido oleico
© Laila Pansera - 19
Biosintesi dell’acido arachidonico
Formazione degli acidi grassi ω-3
© Laila Pansera - 20
I pool enzimatici sono gli stessi per le 2 linee: la desaturasi introduce l’insaturazione, mentre
la longasi allunga la catena.
Insaturazioni e legami coniugati
Normalmente un acido grasso polinsaturo presenta doppi legami isolati, ossia tra i doppi
legami ci sono 2 legami singoli (quindi 1 CH2). Ma delle volte il doppio legami trasla e posso
ottenere i doppi legami coniugati, ossia separati da un solo legame singolo. In questo modo
posso ottenere:
 Dieni: sistemi con 2 doppi legami coniugati
 Trieni: sistemi con 3 doppi legami coniugati.
Solitamente questi composti non sono presenti in natura.
Gliceridi
Essi sono esteri del glicerolo con acidi grassi. Possono essere monogliceridi, digliceridi o
trigliceridi.
Es:
I trigliceridi costituiscono il 99% della parte lipidica di un alimento, e possono essere:
 Semplici, con lo stesso acido grasso in tutte e 3 le posizioni
 Misti, con diversi acidi grassi.
Ad esempio il 41% dei trigliceridi dell’olio di olia è costituito da trioleina (trigliceride semplice,
con 3 acidi oleici).
In ambiente umido l’enzima lipasi porta all’idrolisi (o lipolisi): rottura del legame estere, si
liberano digliceridi, monogliceridi e acidi grassi liberi.
© Laila Pansera - 21
Una teoria sulla posizione degli acidi grassi nel trigliceride sostiene che in posizione 2 si trova
un acido grasso insaturo (soprattutto nel caso di grassi vegetali), che è quello maggiormente
presente nella matrice lipidica; in posizione 1 e 3 invece si trovano acidi grassi casuali.
Gli alimenti grassi sono caratterizzati da percentuali diverse di composizione in trigliceridi,
che portano a punti di fusione diversi. Si parla quindi di INTERVALLO DI FUSIONE: una parte
di grasso cristallizza, un’altra rimane liquida a una certa temperatura; questo è dovuto a punti
di fusione diversi, che fanno sì che a una determinata temperatura alcuni grassi siano solidi e
altri liquidi.
Il polimorfismo si verifica quando i trigliceridi passano dallo stato liquido a quello solido,
cristallizzando in 3 modi:
La stabilità aumenta dall’esagonale all’ortotrombico al triclinico.
Fosfolipidi
Essi sono lipidi che contengono acido fosforico e basi azotate.
Essi entrano a far parte del protoplasma cellulare. Tra essi ricordiamo le lecitine, che hanno
come base azotata la colina, e sono additivi, e le cefaline, che hanno l’etanolammina.
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Cere
Le cere sono composti a elevato peso molecolare. Sono esteri di un alcol a lunga catena con
un acido grasso. I più diffusi sono C26, C28 e C30.
Esse si trovano sulla superficie di frutti e foglie, perché hanno una funzione protettiva. In
alcuni animali poi impermeabilizzano le piume. Nella sansa si trovano per circa il 2%.
Terpeni
I terpeni sono composti che non contengono acidi grassi, ma hanno la struttura base
dell’isoprene (2 metil-butandiene).
Isoprene
Con le reazioni testa-coda si formano gli oli essenziali.
Un monoterpene è formato da 2 unità di isoprene, ad esempio è un
monoterpene il limonene.
Es:
diterpeni: vitamina A
triterpeni: squalene (precursore di ormoni steroidei, acidi biliari e steroli)
tetraterpeni: caroteni (principale componente insaponificabile dell’olio di oliva).
Steroidi
Essi sono derivati dal ciclopentano peridrofenantrene. Esso è una struttura a 4 anelli
condensati. A questo gruppo appartengono diversi composti di grande importanza biologica:
acidi biliari, ormoni corticosurrenali, ormoni sessuali, provitamina D e steroli.
Gli steroli in particolare hanno una struttura comune che differisce per una catena alifatica R,
che caratterizza ogni sterolo. Dal momento che gli steroli sono sostanze molto specifiche per
ogni prodotto, vengono utilizzati per valutare la genuinità di un prodotto. Essi sono
importanti costituenti delle membrane cellulari, e hanno il suffisso -OLO perché sono alcoli.
Il colesterolo ad esempio è di origine animale, e può formare esteri con gli acidi grassi: se
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l’acido grasso è saturo può portare ad ipercolesterolemia, mentre se è insaturo non provoca
patologie. In generale gli steroli di origine animale vengono chiamate zoo-steroli, quelli di
origine vegetale sono i fito-steroli, mentre quelli batterici sono i mico-steroli.
Alcoli
Gli alcoli si trovano, insieme alle cere, sulle superfici delle drupe. Possiamo trovare:
 Alcoli alifatici superiori
 Alcoli terpenici, che a loro volta si dividono in:
o Alcoli diterpenici
o Alcoli triterpenici
o Dialcoli triterpenici, come eritrodiolo e uvaolo, che sono il primo termine ce
porta lo squalene a diventare sterolo.
Composti eicosanoidi
Essi sono derivati da acidi polinsaturi a 20 C (acido arachidonico ed eicosapentaenoico). La
loro attività fisiologica varia, infatti intervengono nella contrazione dei muscoli lisci,
nell’aggregazione piastrinica e nei processi infiammatori ed immunitari.
Es:
prostaglandine  dolore, funzioni riproduttive, ciclo mestruale, travaglio
trombossani  coagulazione del sangue e contrazione di muscoli e arterie
leucotrieni  reazioni anafilattiche.
Essi hanno quindi funzioni ormone-simili, e sono mediatori locali.
Analisi per i lipidi
Numero di iodio
Indica i grammi di I2 fissati da 100g di grasso e valuta il grado di insaturazione: lo I 2 reagisce
con il doppio legame sommandosi stechiometricamente. È un metodo lungo, veniva usato
maggiormente in passato.
Il numero di iodio aumenta all’aumentare del numero di insaturazioni.
Numero di acidità
È una titolazione acido-base.
Esprime la quantità di KOH (in mg) necessaria a neutralizzare gli acidi grassi liberi in 1g di
campione. Vedo quanti acidi grassi liberi ci sono nel campione: più sono, minore è la qualità
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dell’olio. Per fare questa analisi porto il grasso in soluzione, scegliendo il solvente idoneo.
Esprimo il tutto in peso.
numero di acidità =
ml x M x 56.1 1 x 0.1 x 282 x 100
=
0.564%
g
1000 x 5
Per gli oli vegetali si esprime l’acidità in % di acido oleico:
ml x M x0.282
% acido oleico =
g
Metodo Soxhlet
È il metodo ufficiale per l’analisi delle sostanze
grasse alimentari. Consiste in un tubo di vetro con
raccordi in smeriglio. Con esso effettuo l’estrazione
quantitativa dei lipidi.
Inserisco il campione dell’estrattore, su un ditale di
carta da filtro di cellulosa, coperto con cotone.
Inserisco il solvente nel palloncino.
Raccordo, apro l’acqua per il refrigerante e scaldo il
palloncino. Salgono i vapori del solvente dal
raccordo laterale e raggiungono il refrigerante,
condensano, vanno nell’estrattore; si estrae il grasso
e quando è molto, per capillarità torna al palloncino
attraverso il sifone, arricchito dei grassi (quantità di
solvente > altezza sifone).
1 giro = 5 minuti  faccio più estrazioni = 6/8 ore.
Metto poi il palloncino al rotovapor per togliere il solvente e metto in stufa per 10 minuti per
eliminare eventuali residui.
Il peso contenuto è il contenuto di lipidi nel campione.
Esprimo i risultati in:
% lipidi grezzi =
peso lipidi
x100
peso campione
Il solvente è alcol etilico o etere.
Principali reazioni dei lipidi
Saponificazione
Avviene a caldo in presenza di soda
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grasso  glicerolo + sali degli acidi grassi (saponi)
I saponi sono solubili in acqua  con lavaggi in etere e acqua separo il saponificabile
dall’insaponificabile.
Idrogenazione
È una reazione industriale che porta alla saturazione del doppio legame. Ad esempio dagli oli
vegetali si ottengono, per idrogenazione, grassi saturi e solidi (margarine).
La reazione avviene in atmosfera di H con un catalizzatore metallico. Le alte pressioni fanno
sì che il catalizzatore si leghi all’H. se la reazione va a buon fine otteniamo la saturazione dei
legami insaturi, altrimenti si provoca il distacco del catalizzatore e si formano i tras-isomeri.
Interesterificazione e cristallizzazione frazionata
Interesterificazione: reazione chimica o enzimatica (catalisi): rompo i legami estere e
ricombino i trigliceridi.
Ottengo miscele di trigliceridi con punto di fusione diverso da quello di partenza.
Cristallizzazione frazionata: la frazione di grasso a più alto punto di fusione viene separata,
sfruttando la cristallizzazione (essi cristallizzano e vengono separati per filtrazione).
Alterazioni dei lipidi
Idrolisi (o lipolisi o irrancidimento idrolitico)
Distacco del glicerolo dagli acidi grassi ad opera di lipasi microbiche in presenza di acqua.
Questo fenomeno riguarda anche:
•
Semi oleaginosi
•
Drupe stoccate per lungo tempo
•
Grassi delle carni
•
Burro (liberazione di acido capronico-butirrico, odore di rancido)
•
Stagionatura formaggi.
Irrancidimento chetonico
Alterazione chimico-enzimatica, catalizzata dall’enzima microbico β-ossidasi.
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Acido grasso libero
β-chetoacido
Metilchetone
Il metilchetone conferisce l’aroma tipica al prodotto. Questa reazione può quindi avvenire sia
come un’alterazione, sia venire indotta in alcuni alimenti, come il Roquefort o il Gorgonzola.
Autossidazione
Essa è l’alterazione più grave e riguarda i lipidi che contengono acidi grassi insaturi. La velocità
di reazione aumenta con l’aumentare dei doppi legami.
L’autossidazione è il processo mediante in quale l’ossigeno atmosferico reagisce con gli acidi
grassi insaturi liberi o esterificati, a dare prodotti di degradazione che alterano le
caratteristiche sensoriali dell’alimento, conferendo odori e sapori sgradevoli e generando
composti tossici.
I perossidi e gli idroperossidi sono i prodotti di ossidazione primaria, mentre i composti
volatili (che sono aldeidi e chetoni) sono i prodotti di ossidazione secondaria.
L’autossidazione consta di 3 step:
1. INIZIAZIONE (innesco-induzione)
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Si genera una modesta quantità di prodotti di ossidazione primaria, perché le lipossigenasi
presenti nel substrato e l’ossigeno singoletto2 sono presenti in modeste quantità.
TIPI DI OSSIGENO:
O2 tripletto 3O2
O2 singoletto1 1O2
O2 singoletto2 1O2
Anione superossido O2·
No reattivo
No reattivo
Reattivo
Reattivo
↑
↑
↑↓
↑↓
↑
↓
/
↑
Coinvolto in presenza di lipossigenasi
Non coinvolto
Convolto
Non coinvolto
L’ossigeno singoletto2 si forma nelle reazioni di fotossidazione (coinvolti i pigmenti
fotosensibilizzanti FSENS  clorofilla, emoglobina, vitamina B2):
Quindi:
-
1O
2
forma idroperossidi
-
3O
2
forma idroperossidi in presenza di lipossigenasi (che agisce sugli acidi grassi liberi).
2. PROPAGAZIONE
I radicali formati nel primo step reagiscono con l’ossigeno tripletto e formano altre specie
radicaliche, che innescano reazioni con altri acidi grassi (reazioni a catena) e vanno a dare
radicali e idroperossidi.
Gli idroperossidi formati reagiscono fra di loro:
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A dare i prodotti secondari (aldeidi, chetoni, alcoli).
Meccanismo di reazione ossigeno singoletto:
L’ossigeno attacca un’estremità del doppio legame. Avviene l’estrazione del radicale H dalla
posizione allilica, poi avviene la traslazione del doppio legame con la formazione
dell’idroperossido.
3. TERMINAZIONE
Avviene quando la concentrazione di specie radicaliche è alta  le reazioni sono causate
dall’ingombro sterico.
A dare dimeri, polimeri ed epossidi.
Queste reazioni avvengono ad esempio durante la frittura.
Fattori che scatenano l’autossidazione: alte temperature, contatto con l’ossigeno, radiazioni
luminose.
AUTOSSIDAZIONE DELL’ACIDO OLEICO
Ho 4 possibilità di formare il radicale perossido, che raddoppiano e diventano 8, con gli
isomeri trans.
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Invece in un sistema dienico come l’acido linoleico, l’autossidazione porta alla formazione di
legami coniugati.
Il grafico mostra l’andamento nella formazione e demolizione dei composti durante le
reazioni di autossidazione.
TERMODEGRADAZIONE DEI LIPIDI
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Una frittura prolungata porta dall’idrolisi dei trigliceridi. Questo è dovuto sia alle alte
temperature che al contatto del grasso con l’ossigeno. Dall’idrolisi dei trigliceridi otteniamo il
glicerolo e gli acidi grassi; dal glicerolo poi otteniamo l’acroelina (irritante per la mucosa
gastrica e tossica per il fegato), mentre gli acidi grassi esterificati e non, vanno ad autossidarsi.
PUNTO DI FUMO
Esso varia in relazione a:
numero di doppi legami
presenza di antiossidanti.
Es:
olio di oliva 210°C
olio di semi 160-170°C
olio di cocco 240°C.
FATTORI CHE INFLUENZANO L’AUTOSSIDAZIONE
ACCELERANTI
INIBENTI
Alte temperature
Refrigerazione
Luce UV
Antiossidanti
Radiazioni ionizzanti
Contenitori opachi
Perossidi
Atmosfere modificate
Metalli
Agenti sequestranti
Lipossigenasi
Enzimi superossido dismutasi e catalasi
Lo stress ossidativo nel nostro organismo riguarda lipidi, proteine e DNA e causa una serie di
scompensi.
Antiossidanti
Essi sono sostanze che, anche se presenti in basse concentrazioni nell’alimento, sono in grado
di rallentare o inibire le reazioni di autossidazione. Possono essere naturalmente presenti
nell’alimento oppure aggiunte. Possono inoltre essere sintetici (aggiunti con dosi di impiego:
BHA, BHT, gallato di propile, etc) oppure naturali (presenti o aggiunti senza dosi).
Ad esempio gli antiossidanti fenolici sono donatori di H o elettroni  formano loro stessi
radicali, che sono stabili grazie alla delocalizzazione (risonanza).
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Per rendere più efficace un’autossidazione è necessario:
 Un altro gruppo OH in posizione orto  formo il radicale fenossilico stabilizzato da un
legame H intramolecolare
 Un gruppo OH in posizione para  radicale semichinonico  chinone
In base al loro funzionamento, gli antiossidanti si distinguono in:
1. Antiossidanti primari, radical scavengers
Interrompono la catena radicalica reagendo con i radicali lipidici o perossidici, convertendoli
in prodotti più stabili.
Ne sono un esempio i polifenoli, prodotti del metabolismo secondario delle piante,
caratterizzati dalla presenza di anelli aromatici. Si dividono in:
 Acidi fenolici:
Sono costituiti da un solo anello aromatico e a loro volta si distinguono in:
ACIDI CINNAMICI
ACIDI BENZOICI
Anello aromatico + acido propenoico
Anello aromatico + COOH
COOH
CH
CH
COOH
R1
R3
R1
R2
Struttura generale degli acidi cinnamici
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R4
R2
R3
Struttura generale degli acidi benzoici
R1
R2
R3
R4
H
H
OH
H
Ac. p-idrossibenz.
H
OH
OH
OH
Ac. gallico
Acidi benzoici
R1
R2
R3
H
OH
H
Ac. cumarico
H
OCH3
OH
H
Ac. vanillico
OH
OH
H
Ac. caffeico
OH
H
H
OH
Ac. gensitico
OCH3 OH
H
Ac. ferulico
H
OH
OH
H
Ac. protocatechico
H
H
Ac. salicilico
OCH3 OH
Acidi cinnamici
OH
OCH3 Ac. sinapico
H
In queste molecole i gruppi OH aumentano l’attività antiossidante,
i sostituenti
H
siringico
OH mentre
OCH3
OCH3 Ac.
ingombranti ostacolano il lavoro antiossidante.
 Flavonoidi:
Costituiti da una struttura base di 2 anelli aromatici e un anello eterociclico ossigenato.
In base alle modifiche della struttura di partenza, otteniamo 3 gruppi di sostanze:
 ANTOCIANIDINE
Conferiscono a frutti e fiori colorazioni bluviola-rosse, in funzione del pH; infatti
R1
l’ossigeno è tetravalente. Il colore varia
anche in base ai sostituenti R1 e R2. Esempi:
OH
O
HO
R2
cianidina, enocianina.
OH
Sono agliconi, se vengono glucosilati diventano antociani: monoglucosidi o diglucosidi,
OH
generalmente nel vino ci sono solo i 3-monoglucosidi. La maggior
parte delle sostanze
Antocianidine
polifenoliche tende a idrolizzare e liberare lo zucchero durante la maturazione.
 FLAVONI
+
Hanno una colorazione stabile gialla e si
trovano in uva, arance, mandarini, miele,
limoni. Esempi: quercetina, campferolo.
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 FLAVANI
Essi sono catechine ed epicatechine, unità di base per la sintesi dei tannini. La condensazione
dei flavani avviene tra il C4 e il C8 tramite legame covalente. Sono responsabili dell’astringenza
dei vini, dando questa sensazione grazie alla precipitazione sui nostri recettori sensoriali.:
•
2-5 unità: poco astringenti
•
5-10 unità: molto astringenti.
Nell’olio di oliva troviamo anche: tirosolo, idrossitirosolo, oleuropeina e logstroside.
2. Antiossidanti secondari
Ritardano le reazioni di iniziazione attraverso diversi meccanismi:
•
Riducenti e oxygen scavengers: rallentano l’ossidazione tramite l’ossidoriduzione,
generalmente reagiscono con l’ossigeno atmosferico sottraendolo all’ossidazione. Un
esempio è l’acido ascorbico.
•
Singlet oxygen quencher: spengono l’ossigeno singoletto. Un esempio sono i
carotenoidi, che trasferiscono su di loro l’energia di eccitazione dell’ossigeno singoletto,
che poi si dissipa sotto forma di calore. In questo caso i carotenoidi coadiuvano l’azione
della clorofilla, proteggendo il substrato dalla fotossidazione.
I carotenoidi sono in realtà sia antiossidanti primari che singlet oxygen quencher, e sono un
gruppo di composti terpenici che comprende:
 Caroteni: lunghe catene alifatiche contenenti solo C e H, con legami coniugati,
facilmente ossidabili, precursori della vitamina A
 Xantofille, derivate dall’idrossilazione dei caroteni.
I carotenoidi in realtà sono antiossidanti sia primari che secondari (singlet oxygen
quencher), costituiti da 4 unità terpeniche. Si dividono in 2 gruppi.
•
Caroteni
Sono delle lunghe catene alifatiche costituite solo da atomi di C e H, con doppi legami
coniugati, che danno la colorazione alla molecola. Sono facilmente ossidabili e sensibili agli
agenti atmosferici. Hanno una struttura idrofobica che può terminare con delle strutture
cicliche. Sono i precursori della vitamina A. il più importante carotene è il β-carotene.
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β-carotene
•
Xantofille
Derivano dall’idrossilazione dei caroteni, presentano perciò dei gruppi OH. La presenza
dell’ossigeno determina una diversa colorazione di questi composti (dal giallo al rosso). Ne
sono esempi la luteina, la zeaxantina, la cantaxantina.
Un altro esempio di antiossidante primario è la vitamina E, composto di natura isoprenica,
diviso in tocoferoli (saturi) e tocotrienoli (insaturi), il più importante dei quali è l’α-tocoferolo.
Esso agisce sui lipidi di membrana, diventando α-tocoferil-chinone, reagendo con 2 radicali
lipidici.
Agisce anche in sinergia con la vitamina C, che lo rigenera a α-tocoferolo dopo aver reagito
con i radicali lipidici.
La vitamina C, o acido ascorbico, svolge moltissime funzioni oltre a quella di antiossidante.
La vitamina A deriva dai carotenoidi, le sue fonti possono essere si animali (fegato) che
vegetali, ed è importante per le funzioni visive.
La vitamina D invece è importante per l’assorbimento del calcio. La fonte di vitamina d è
l’olio di fegato di pesce ma può venire sintetizzata anche dall’organismo in presenza di luce.
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Olio di oliva
Olio extravergine di oliva
Caratteristiche che lo differenziano dagli altri oli:
•
Olio vergine: ottenuto con soli mezzi meccanici  consumabile non raffinato
•
Ottenuto da un frutto
•
Elevato contenuti di acido oleico (60-80%)
•
Rapporto acido oleico/linoleico ottimale (circa 71%)  elevata concentrazione di
acidi grassi monoinsaturi e bassa concentrazione di polinsaturi, quindi protetto da
autossidazione.
•
Significativo contenuto di antiossidanti: ottimo per la salute.
L’olio extravergine di oliva è un prodotto diffuso in tutti i Paesi del Mediterraneo,
specialmente: Italia, Spagna, Grecia. In Italia quasi tutte le regioni lo producono, ma
soprattutto il sud e le isole.
Legislazione
Regolamenti CEE:
 136/66
 2568/91 con integrazioni 796/02
1513/01
1989/03
Essi dettano le caratteristiche chimico-fisiche e i metodi di anali degli oli. Il Regolamento
1513/01 in particolare è in vigore dal 1 novembre 2003 e classifica gli oli di oliva secondo 8
categorie.
Gli enti normatori sono:
 Unione Europea
 COI (Consiglio Oleico Internazionale)
 Codex Alimentarius.
Olive
L’olivo appartiene alla famiglia delle Oleaceae, di cui le 2 specie importanti sono:
•
Olea europea sativa, che produce olive da olio e da mensa
© Laila Pansera - 36
•
Olea europea oleastera, selvatica.
L’oliva è una drupa, dal peso di 2-6g, formata da:
 Epicarpo, o buccia, 2-3%
 Mesocarpo, o polpa, 60-90%
 Endocarpo, o nocciolo, 13-30%.
Componenti nell’oliva:
•
Acqua 50%
•
Olio 20%
•
Zuccheri
•
Cellulosa
•
Proteine
•
Minerali
•
Acidi organici
•
Polifenoli
•
Vitamine A, D, E e C.
La maturazione delle olive si divide in:
 Maturazione dell’epicarpo, che diventa:
o Verde (clorofilla)
o Giallo-aranciato (carotenoidi)
o Rosso vinoso/nero (antociano)
 Maturazione del mesocarpo, che ha:
o Protoplasma
o Gocce di olio.
La maturazione completa porta al raggrinzimento dell’oliva.
La raccolta tardiva nei Paesi caldi porta alla disidratazione, al distacco spontaneo e quindi
alla caduta delle olive, oppure all’attacco di microrganismi che portano alla fermentazione
del frutto. La raccolta tardiva nei Paesi freddi invece porta al lessamento, ossia al fenomeno
che rende l’epicarpo resistente.
Per quanto riguarda l’olio, nelle olive è contenuto per il 99% nei vacuoli delle cellule oleifere
del mesocarpo, mentre l’1% è contenuto nel citoplasma, ma questa frazione è di difficile
estrazione.
© Laila Pansera - 37
Raccolta delle olive
La raccolta delle olive è un’operazione molto delicata, da svolgere con attenzione, per
mantenere sana la drupa. L’epoca di raccolta va da novembre ad aprile, a seconda di cultivar
di olive, località e andamento stagionale. L’olivo è una pianta che può raggiungere altezze
di 3-15m, ma per la produzione di olive si cerca di mantenere ad un’altezza non elevata.
La produzione delle olive va ad anni alterni: un anno si ottiene una fruttificazione intensa,
l’anno successivo la fruttificazione è meno intensa.
I sistemi di raccolta sono 2:
1. Brucatura: consiste nello strisciare il ramoscello di olivo nella mano e portarsi dietro le
olive. Esso è il metodo che garantisce la massima qualità dell’olio (non avviene la lipolisi
dei trigliceridi, per cui l’acidità libera è bassa), tuttavia i costi di questo metodo di raccolta
sono elevati.
2. Raccattatura: ne esistono di diversi tipi:
a. Scrollatura e pettinatura: avviene con sistemi agevolati, come rastrelli o pettini, ma
danneggia molto la drupa
b. Caduta spontanea, su teli posti ai piedi degli alberi; è un metodo molto lungo (12 mesi) e la materia prima risulta molto contaminata
c. Bacchiatura, che provoca il danneggiamento dell’albero e della materia prima
d. Cascola artificiale, con sostanze chimiche per facilitare il distacco spontaneo delle
olive, che però ha un costo elevato e viene utilizzato poco.
Il trasporto e a conservazione avvengono in cassette rigide, areate, non in sacchi di juta o
plastica, che rovinerebbero le olive. La conservazione avviene a temperature inferiori ai 10°C
per un massimo di 15 giorni.
Lavorazione delle olive
Le operazioni fondamentali sono:
1. Defogliatura, cernita e lavaggio, che sono passaggi comuni a molti prodotti
2. Preparazione della pasta di olive, che consiste in 2 fasi:
 Molitura o frangitura: schiaccio le olive. Lo posso fare con il metodo tradizionale,
ossia la molitura, mediante dei macelli (ruote in granito) che ruotano in una
molazza (vasca) e provocano la schiacciatura e il rimescolamento, lavorando in
discontinuo. La frangitura è invece un metodo più moderno, che avviene in un
frangitoio, in cui alcuni organi metallici schiacciano le olive contro una griglia, ma
© Laila Pansera - 38
non avviene alcun rimescolamento (quindi ho un maggiore rischio di ottenere
emulsioni)
 Gramolatura, che consiste in un continuo rimescolamento della pasta ottenuta
per creare gocce sempre più grandi di fase oleosa, facilmente separabile poi da
quella acquosa e dal residuo solido. La gramolatura avviene per 15-20 minuti a
30-35°C, mediante una resistenza elettrica o una camicia. A 25°C infatti si attivano
le lipossigenasi e legano ossigeno agli acidi grassi, dando origine a composti
aromatici.
3. Estrazione dell’olio: dalla pasta di olive otteniamo:
 40% sanse
 60% mosto oleoso, di cui 1/3 è olio e 2/3 sono acqua.
I sistemi di estrazione possono essere:
 In discontinuo: pressa idraulica
 In continuo: centrifugazione oppure percolamento selettivo.
La pressa idraulica è un sistema che prevede che la pasta di olive venga caricata su dei fiscoli
(diagrammi filtranti sintetici), alternati a diaframmi metallici, a formare una torre. Si aziona la
pressa e la sansa finisce nei fiscoli, mentre il mosto oleoso scende. Dal mosto oleoso si
ottiene l’olio, che viene separato dall’acqua per centrifugazione.
Il percolamento selettivo si basa sulla differente tensione superficiale tra olio e acqua (l’olio
ha una maggiore affinità con i metalli). La pasta di olive viene messa in una vasca, vengono
inserite delle lamelle metalliche: l’olio si attacca e viene lasciato colare. Ma la sansa rimane
unta, per cui necessita di una centrifugazione. Questo metodo è infatti complicato e costoso.
Poi comunque si effettua una centrifugazione per separare l’olio dall’acqua.
Possiamo ottenere anche olio di oliva denocciolato, che è molto costoso, ma è un
nutraceutico e ha delle caratteristiche sensoriali migliori. Infatti togliendo il nocciolo prima
della lavorazione delle olive, privo la materia prima di enzimi (lipossigenasi, polifenolossidasi,
perossidasi, etc) che peggiorano le caratteristiche dell’olio.
4. Affinamento e filtrazione: viene effettuata una chiarifica per decantazione in assenza di
luce, aria e umidità in recipienti con fondo stretto, a temperature inferiori a 15°C per un
massimo di 18 mesi.
Classificazione commerciale degli oli di oliva
La classificazione fa riferimento ai Regolamenti 1513/01 e 1989/03.
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Con i trattamenti appena visti si ottengono gli OLI VERGINI DI OLIVA: ottenuti dal frutto
dell’olivo solo mediante processi meccanici o altri processi fisici, in condizioni che non
causino alterazioni dell’olio, e che non hanno subito alcun trattamento diverso da: lavaggio,
decantazione, centrifugazione, filtrazione; sono esclusi gli oli ottenuti con:
 solvente
 coadiuvanti ad azione chimica/biochimica
 processi di riesterificazione
o miscele con oli di altra natura.
Oli commestibili:
 olio extravergine di oliva, acidità ≤0.8%
 olio vergine di oliva, acidità ≤2%.
Oli non commestibili:
 olio di oliva vergine lampante, acidità >2%.
Sottoprodotti della lavorazione delle olive
Essi sono la sansa e l’acqua di vegetazione.
La sansa, che è circa il 40% della materia prima, contiene ancora olio, che viene estratto con
esano.
L’acqua di vegetazione contiene sostanze grasse, che vengono separate per centrifugazione.
L’olio ottenuto in questo modo viene aggiunto a quello di sansa, che devo rettificare.
Rettifica dell’olio
Essa è una raffinazione che elimina i difetti dagli oli (acidità elevata, sapore sgradevole,
colore marcato, prodotti che alterano il prodotto, etc).
La rettifica consiste in 5 fasi:
1. Demucillaginazione
Fase facoltativa, elimina i composti polari idratabili, come fosfolipidi, carboidrati e
proteine;
2. Neutralizzazione
È una fase importante: eliminazione degli acidi grassi liberi, tramite trattamento ad
elevate concentrazioni di soda, in modo che gli acidi grassi liberi formino saponi, che
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poi vengono allontanati. Inoltre si effettuano risciacqui fino a neutralizzare l’acqua di
lavaggio e si eliminano i residui di fosfolipidi, oltre a ridurre proteine, coloranti, steroli;
3. Decolorazione
Si eliminano i carotenoidi, la clorofilla e i prodotti dell’ossidazione. L’olio viene messo
a contatto con delle polveri ad elevate temperature, a formare dieni coniugati;
4. Deodorazione
Viene effettuata a 180°C a pressione ridotta. Vengono eliminati gli acidi grassi liberi,
i prodotti di decomposizione, i perossidi, i composti volatili, vengono ridotti gli steroli
e i tocoferoli, si formano trans-isomeri degli acidi grassi, e dieni e trieni coniugati;
5. Winterizzazione
Si porta il grasso a basse temperature, in modo da rimuovere i trigliceridi a più alto
punto di fusione e aumentare la quantità di trigliceridi con acidi grassi insaturi; inoltre
si riducono le cere.
Le cere sono particolarmente presenti negli oli estratti con solvente, per cui se ne trovo tante
nell’olio di oliva, mi trovo di fronte a una frode.
Altre categorie di olio
 Olio di sansa di oliva greggio, derivato da estrazione con solvente
 Oli raffinati, che si trovano all’ingrosso, con acidità ≤0.3%:
o Olio di oliva raffinato, ottenuto dal lampante
o Olio di sansa di oliva raffinato
 Oli di taglio, ottenuti mescolando oli raffinati con oli vergini, con acidità ≤1%:
o Olio di oliva (olio di oliva raffinato + olio di oliva vergine)
o Olio di sansa di oliva (olio di sansa di oliva raffinato + olio di oliva vergine).
Quindi, riassumendo:
1. Olio extravergine di oliva, acidità ≤0.8%
2. Olio vergine di oliva, acidità ≤2%
3. Olio di oliva vergine lampante, acidità >2%
4. Olio di oliva raffinato, acidità ≤0.3%
5. Olio di oliva, acidità ≤1%
6. Olio di sansa di oliva greggio (no riesterificazione)
7. Olio di sansa di oliva raffinato, acidità ≤0.3%
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8. Olio di sansa di oliva, ≤1%.
Composizione chimica dell’olio extravergine di oliva
L’olio extravergine di oliva si compone di 2 frazioni: una saponificabile e una insaponificabile.
Frazione saponificabile
La componente saponificabile dell’olio di oliva è circa il 98% e comprende principalmente
trigliceridi, ma anche gliceridi parziali e in minima parte fosfolipidi.
Nell’olio di oliva il rapporto acidi grassi polinsaturi:monoinsaturi:saturi è 0.5:5:1 (mentre è
5:2:1 nell’olio di semi).
Nei trigliceridi dell’olio di oliva l’acido oleico è predominante, infatti troviamo il 40% di
trioleina, e negli altri trigliceridi (60%) la posizione 2 è per la maggior parte occupata
dall’acido oleico. Infatti in totale l’acido oleico si trova in posizione 2 nel 98-99% dei casi. Se
si trova una componente di acidi grassi saturi in posizione 2 >1.3%, significa che la materia
prima è stata maltrattata, quindi siamo di fronte a una possibile frode.
Un indice di qualità è un rapporto acido oleico:linoleico >6-7%, che garantisce una maggiore
stabilità all’ossidazione.
I digliceridi, monogliceridi e acidi grassi liberi sono presenti nell’ordine del 2-3%, e
derivano principalmente da idrolisi incompleta dei trigliceridi tramite lipasi, oppure da
biosintesi incompleta dei trigliceridi.
COMPOSIZIONE ACIDICA
Tra gli acidi grassi, i più importanti sono i seguenti, e hanno dei limiti di legge indicati qui:
•
Acido oleico 63-83%
•
Acido linoleico <13.5%
•
Acido linolenico <0.9%
•
Acido palmitico 7-17%
•
Acido stearico 1.5-4%.
Essi sono dei limiti che garantiscono che gli oli non sono stati tagliati.
La somma degli isomeri trans-oleici deve essere ≤0.05% nell’olio vergine e in quello
extravergine, e ≤0.35% in quello di sansa raffinato.
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Frazione insaponificabile
La frazione insaponificabile dell’olio di oliva è circa 1.5-2%. Essa è composta da diverse
sostanze:
Idrocarburi saturi e insaturi
Tocoferoli e tocotrienoli
Alcoli alifatici superiori
Carotenoidi
Alcoli di-triterpenici
Sostanze fenoliche
Steroli e metilsteroli
Clorofille
Le più importanti sostanze dell’insaponificabile sono gli steroli. Essi costituiscono per legge
il 10% della frazione insaponificabile, e costituiscono l’impronta digitale dell’olio in quanto
sono caratteristici e specifici per ogni olio, sia in termini qualitativi che quantitativi, e la
composizione di questa frazione non viene influenzata da variazioni genetiche o colturali.
Vengono infatti utilizzati per verificare la genuinità degli oli. Da essi dipendono le
caratteristiche sensoriali dell’olio, e sono principalmente 8con indicate le quantità nell’olio):
 β-sitosterolo ≥93% degli steroli
 campesteroolo ≤4%
 stigmasterolo < del campesterolo.
I metilsteroli sono steroli con un metile in posizione 4.
Gli steroli e i metilsteroli nell’olio extravergine di oliva sono ≥1000 ppm, circa il 2-3%
dell’insaponificabile.
Abbiamo poi gli alcoli, tra cui i dialcoli triterpenici, in particolare eritrodiolo e uvaolo, e gli
alcoli alifatici superiori, che si trovano sulla superficie della drupa, e se vengono esterificati
con acidi grassi danno origine alle cere, che sono presenti in quantità inferiore a 250 ppm.
Ci sono poi gli idrocarburi, come lo squalene o il β-carotene. Lo squalene in particolare è la
principale componente dell’insaponificabile (0.15-0.8%), mentre il β-carotene (presente in
0.3-4 ppm) è anche un antiossidante. Oltre al β-carotene ci sono altri carotenoidi, come la
luteina, il licopene o il γ- o α-carotene, che sono costituiti da un gruppo cromoforo con
doppi legami coniugati, e gruppi auxocromi, che intensificano la colorazione.
Tra gli antiossidanti troviamo anche le clorofille, che si trovano in
quantità fino a 2.5 ppm. Distinguiamo clorofilla A e B, a seconda dei
sostituenti presenti sulla catena R1. In genere 2/3 sono clorofilla A,
mentre 1/3 è clorofilla B. strutturalmente la clorofilla si presenta come 4
anelli pirrolici coordinati al centro con 1 Mg, e 3 catene laterali (R1, R2,
R3). La catena R2 rende la clorofilla insolubile in alcol; gli enzimi
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clorofillasi rompono il legame con R1. Le clorofille sono sensibili alle alte temperature,
cambiano colore e il Mg può essere sostituito con 2H a dare la feofitina. Le clorofille in
presenza di luce sono dei proossidanti, in quanto fotosensibilizzanti, mentre in assenza di
luce sono dei radical scavengers.
Poi abbiamo i tocoferoli (5-300 ppm), prevalentemente α-tocoferolo, in cui prevale l’attività
vitaminica su quella antiossidante. Il β- e γ-tocoferolo costituiscono meno del 10% dell’αtocoferolo.
I fenoli e i polifenoli sono presenti in quantità di 200-500 ppm e sono i principali
antiossidanti dell’olio di oliva. Troviamo in particolare tirosolo, idrossitirosolo, oleuropeina
aglicone (quest’ultimo dal sapore amaro).
In generale nell’olio la componente antiossidante è influenzata dalla varietà, dall’ambiente,
dalla maturazione, dalla tecnologia di lavorazione e dalla conservazione.
Lipossigenasi
Il flavour dell’olio dipende sia dalla sua composizione chimica, sia dalla componente volatile
presente in esso. Un composto per poter partecipare al flavour di un prodotto deve superare
la soglia di percezione olfattiva, ossia la concentrazione minima che scatena la percezione
sensoriale, che varia per ogni sostanza.
Le lipossigenasi sono enzimi che attaccano l’ossigeno e agiscono sugli acidi grassi liberi. Esse
attaccano l’acido linoleico o l’acido linolenico, il che dà il via a una serie a cascata di reazioni
enzimatiche, che portano alla produzione di diversi composti a 6 atomi ci C, saturi o insaturi,
che danno un certo flavour all’olio. Le lipossigenasi vengono attivate alle temperature di
gramolatura, mentre a temperature superiori si inattivano. Un flavour differente è causato
da una diversa composizione a cascata di enzimi e quindi a diverse quantità di prodotti.
Lipasi  Lipossigenasi  Idroperossido liasi  Alcol deidrogenasi  Alcol acetil transferasi
I composti ottenuti sono al di sotto della soglia olfattiva, e il più presente è l’esanale. Il
nonanale è invece un indice di fermentazione o ossidazioni anomale.
Esistono anche altri composti che conferiscono il flavour, presenti e percepibili nell’ordine
dei μg/kg: chetoni, terpeni, etc.
Analisi della frazione volatile: SPME
La SPME (Solid Phase Micro Extraction) consiste in una microestrazione in fase solida per
determinare i componenti del flavour. È una tecnica solvent free, economica erapida, e può
essere accoppiata a un cromatografo o a un HPLC.
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Pochi mL di campione vengono posizionati in un barattolo con un tappo a vite. Si mette il
campione a 35-40°C per circa 30 minuti per permettere alla frazione volatile di spostarsi
nello spazio di testa. Poi nel barattolo, tramite la parte del tappo siliconata, si inserisce un
ago con una fibra di silice fusa ricoperta da un polimero, che viene esposta al campione.
Essa lega i composti volatili. Dopodiché la si estrae e la si mette nel gascromatografo a
temperatura elevata: la fibra si scalda e rilascia il volatile, poi si inietta il gas nel
gascromatografo; si ricava il gascromatogramma, in cui si vedono le quantità delle varie
componenti volatili.
Ad esempio l’olio di girasole e quello di oliva hanno 2 gascromatogrammi molto diversi: il
primo ha un gascromatogramma piatto, il secondo molto pronunciato.
Parametri di valutazione dell’olio di oliva
Per l’olio di oliva si valutano la qualità e la genuinità, che sono regolamentate a livello
legislativo. Inoltre si valutano anche degli aspetti legati alla tipicità e alla denominazione di
origine. Tuttavia questi parametri non sono regolati a livello legislativo, ma si utilizzano solo
dei marchi in etichetta.
Qualità
La norma ISO 8402/95 definisce la qualità come l’insieme delle proprietà e caratteristiche
che conferiscono al prodotto la capacità d soddisfare le esigenze del consumatore.
Per l’azienda esistono degli standard qualitativi contenuti nei Regolamenti, con i parametri
chimico-fisici e sensoriali da rispettare. Il controllo avviene sui parametri che dipendono dalla
qualità della materia prima, dei processi e della conservazione:
•
caratteristiche organolettiche
•
stabilità all’ossidazione
•
assenza di contaminanti
•
caratteristiche nutrizionali (vitamine, antiossidanti, acidi grassi essenziali).
Le caratteristiche organolettiche dipendono sia dalla materia prima, che dalla tecnologia di
lavorazione.
Il prodotto può subire alterazioni chimiche e biologiche:
 autossidazione (causa il rancido)
 lipolisi (causa un aumento dell’acidità)
 microrganismi (muffe, etc).
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Gli indici di qualità sono dettati dal Regolamento CEE 2568/91, che classifica gli oli in
termini di acidità e detta i metodi di analisi. Inoltre fanno riferimento alle sue integrazioni, in
vigore dal 1 novembre 2003:
 CEE 1513/01 riclassifica gli oli in termini di acidità
 CEE 796/02 rielabora l’analisi sensoriale.
Gli indici di qualità sono 3: acidità, numero di perossidi e analisi organolettica.
Acidità
Viene espressa in grammi di acido oleico su grammi di olio (g ac oleico/g olio). Essa indica
gli acidi grassi liberi in percentuale formati per idrolisi enzimatica. L’acidità è elevata in caso
di olive raccolte da terra, olive surmature e olive stoccate per lungo tempo prima della
lavorazione.
DETERMINAZIONE DELL’ACIDITÀ
Principio: dissoluzione di un’aliquota della sostanza da analizzare in una miscela di solventi,
poi titolazione acido-base degli acidi grassi liberi presenti con una soluzione etanolica di
KOH o NaOH.
Apparecchiatura:
 Bilancia tecnica (precisione 0.01g)
 2 beute da 250 mL
 Cilindro graduato da 100 mL
 Buretta da 50 mL, divisioni 1/20.
Reattivi:
 KOH o NaOH 0.1 M
 Miscela etanolo-etere etilico 1:2 (30 mL + 60 mL)
 Fenolftaleina 1% (indicatore).
Procedimento:
 Pesare in una beuta 5g di olio
 Preparare la miscela etanolo-etere 1:2
 Travasare la miscela in una beuta vuota, aggiungere 2 gocce di fenolftaleina,
neutralizzare l’acidità con la soluzione di NaOH o KOH (poche gocce, fino al rosa pallido)
 Travasare la miscela neutralizzata nella beuta con l’olio e titolare sotto agitazione con la
soluzione di NaOH o KOH fino al viraggio della fenolftaleina (rosa persistente almeno
per 10 secondi).
Esprimo il risultato in acidità libera espressa in percentuale di acido oleico:
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ACIDITÀ (% acido oleico) =
V x M x PM x 100
V x 0.1 x 282 x 100
=
1000 x g
1000 x g
V è il volume (mL) di soluzione di NaOH (o KOH) per la titolazione
PM è il peso molecolare dell’acido oleico in rapporto a 100g di olio
M è la molarità di NaOH (o KOH)
g è il peso in grammi del campione.
Numero di perossidi
Viene espresso in milliequivalenti di O2 attivo su kg di olio.
Valuta il prodotto in termini di ossidabilità; esprime il grado di alterazione ossidativa primaria
ma non tiene conto dei prodotti secondari. Ha senso calcolarlo sugli oli freschi (non
invecchiati).
DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI PEROSSIDI
Principio: trattamento della sostanza in esame, dopo solubilizzazione in miscela acido
acetico-cloroformio, con una quantità di soluzione satura di KI. Titolazione (redox) dello
iodio liberato con una soluzione a titolo noto di Na2S2O3.
Apparecchiatura:
 Bilancia tecnica (precisione 0.01g)
 Buretta da 25 o 50 mL
 Beuta con smeriglio da 250 mL
 Cilindro graduato da 25 mL e da 100 mL
 Pipetta graduata da 2 mL.
Reattivi:
 Salda d’amido
 Tiosolfato di sodio Na2S2O3 soluzione standardizzata 0.01 N
 Ioduro di potassio KI soluzione satura
 Miscela acido acetico-cloroformio 3:2.
Procedimento:
 Pesare nella beuta 1g di olio + 25 mL di miscela acido acetico-cloroformio sotto cappa
 Aggiungere 0.5 mL KI
 Trappare, agitare 1 minuto, riposare 5 minuti lontano dalla luce
 Aggiungere 75 mL di acqua + 2 mL di salda d’amido
 Titolare, sotto agitazione, con Na2S2O3 fino a decolorazione completa della soluzione.
Perché gli idroperossidi in presenza di KI si riducono secondo questa redox:
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ROOH + 2H+ + 2I  ROH + I2 + H2O
La quantità di I2 liberata è proporzionale alla quantità di idroperossidi presente. Per cui titolo
con Na2S2O3 e avviene la seguente redox:
2S2O32- + I2  2I- + S4O62Aggiungo Na2S2O3 finché tutto lo I2 è stato titolato (scompare la colorazione blu-nera).
Esprimo i risultati:
numero di perossidi =
V x N x 1000
g
V è il volume di Na2S2O3
N è la normalità di Na2S2O3
g è la quantità di campione in grammi.
meq O2/kg devono essere:
olio extravergine o vergine ≤20
oli raffinati ≤5
oli di taglio ≤15.
Accanto al numero di perossidi possiamo fare la VERIFICA DELLO STATO DI
CONSERVAZIONE. Esso non è più normato dalla legislazione, e determina i prodotti di
ossidazione secondaria. Questa determinazione viene effettuata mediante soluzione di
floroglucina in etere etilico.
Analisi organolettica
Essa viene dettata dal Regolamento 796/02 che modifica il Regolamento 2568/91. Non
esistono analisi chimico-fisiche, ci si basa sull’analisi sensoriale.
Un panel di 8-12 assaggiatori valuta la percezione di pregi e difetti dell’olio. I dati vengono
raccolti, dopo l’analisi statistica dei dati si prende in considerazione la mediana, e i valori
ottenuti sono da confrontare con i valori tabulati.
Pregi: fruttato, piccante, amaro.
Difetti: riscaldo, morchia, avvinato, muffa, rancido.
In generale sono importanti questi valori:
olio:
Extravergine
Vergine
Lampante
Md (mediana del difetto)
0
≤2.5
>2.5
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Mf (mediana del fruttato)
>0
>0
/
Genuinità
Essa è l’assenza di sofisticazioni o contraffazioni, serve per il controllo delle frodi.
Essa
consiste
nella
determinazione
analitica
di
composti
quantitativamente
o
qualitativamente atipici per un olio di oliva.
Il Regolamento 2472/97 prevede i parametri di assorbanza UV a 232 e 270 nm.
Spettrofotometria nell’UV
Principio: differenziare gli oli vergini da quelli raffinati con la misura dell’assorbanza a
lunghezze d’onda che sono indici di raffinazione:
•
232 nm dieni coniugati
•
270 nm trieni coniugati.
Apparecchiatura:
 Spettrofotometro UV
 Bilancia analitica
 Cuvette in quarzo
 Matraccio tarato.
Reattivo: isottano puro.
Procedimento:
 Metto in funzione lo spettrofotometro
 Nel matraccio peso 0.2g di olio, porto a volume (25mL) con isottano
 (faccio un0analisi del bianco)
 Inserisco nello spettrofotometro la cuvetta con il campione e l’isottano
 Leggo i valori a lunghezze d’onda: 232, 266. 270, 274 nm.
Calcolo l’estinzione specifica K:
K=
A
CxS
A è l’assorbanza
C è la concentrazione di olio g/100mL
S è lo spessore della cuvetta.
Riporto K232, K270 e ΔK.
∆K = K 270 − [
(K 266 + K 274 )
]
2
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Valori di riferimento per l’olio extravergine di oliva:
K232 ≤2.4
K270 ≤0.22
ΔK ≤0.01.
A determinate lunghezze d’onda posso anche determinare i prodotti di ossidazione
secondaria. Se tratto il campione con allumina e poi lo risottopongo a spettrofotometro, e i
valori in quel range di lunghezza d’onda sono appiattiti, l’olio aveva prodotti di ossidazione
secondaria, altrimenti è un olio raffinato.
Contenuto di acidi grassi saturi in posizione 2
Permette di valutare la presenza di oli derivanti da sintesi chimica, nei quali abbiamo una
randomizzazione casuale. Nell’olio di oliva in posizione 2 troviamo quasi esclusivamente
acido oleico.
Composizione acidica
Serve per individuare la presenza di oli di diversa origine.
Composizione e contenuti di steroli
Gli steroli sono l’impronta digitale dell’olio, infatti questo è il mezzo di indagine più valido
per la tutela della genuinità.
Contenuto di cere
Esso svela l’aggiunta di olio di sansa (ricco in cere).
Dialcoli terpenici
Essi sono elevati nell’olio di sansa.
Contenuto di stigmastaideni
Essi sono idrocarburi steroidei derivati dalla deidratazione degli steroli, che permette di
svelare l’aggiunta di oli raffinati.
Determinazione dei trigliceridi
Per determinare il contenuto delle singole classi, devo estrarli e quantificarli mediante
gascromatografia.
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Metodo di Wijs: numero di iodio
Principio: scioglimento della sostanza da analizzare nel solvente e aggiunta del reagente di
Wijs. Trascorso un lasso di tempo, aggiunta di KI e acqua, e titolazione dello I liberato con
soluzione di Na2S2O3.
Reagenti:
 KI soluzione 100 g/L
 Salda d’amido
 Na2S2O3 0.1 mol/L soluzione standardizzata
 Solvente, cloroformio
 Reagente di Wijs (monocloruro si I in acido acetico).
Apparecchiatura:
 Beute da 300-500 mL con tappo smerigliato
 Pipetta da 25 mL
 Buretta da 50 mL.
Preparazione del campione: omogeneizzato e seccato su solfato sodico.
Procedimento:
 Peso 0.2g di olio
 Aggiungo 15mL di cloroformio e agito
 Aggiungo 25mL di reagente di Wijs, chiudo, agito, metto al buio un’ora
 Aggiungo 20mL di KI + 100mL di acqua, agito
 Titolo con Na2S2O3 e 1mL di salda d’amido fino a scomparsa del colore blu, agitando
verso la fine.
Analogamente preparo il bianco (senza olio).
Esprimo i risultati:
𝑛𝑢𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑖 𝑖𝑜𝑑𝑖𝑜 =
(V1 − V2 ) x C x 12.69
g
V1 è il volume di Na2S2O3 usato nel bianco
V2 è il volume di Na2S2O3 usato nel bianco
g sono i grammi di campione
C è la concentrazione di Na2S2O3.
Il Codex Alimentarius definisce per l’olio di oliva un range di numero di iodio di 75-94.
Determinazione dell’insaponificabile
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Questa determinazione si compone di diverse fasi: una saponificazione iniziale, la
separazione dell’insaponificabile, quantificato mediante estrazione con solvente. Poi si fa un
eventuale TLC per separare i costituenti dell’insaponificabile.
1. Saponificazione del grasso
In un palloncino pongo 3-5 g di olio + KOH (50 mL), metto sul bagnomaria e azioni il
refrigerante a ricadere, per metà giornata mantengo il riflusso, ottengo la saponificazione
dei trigliceridi, che diventano solubili in acqua.
2. Separazione delle fasi
Travaso l’olio in un imbuto separatore, aggiungo 80mL di etere etilico e acqua. Separo la
fase eterea da quella acquosa con lavaggi successivi. Prendo la fase eterea (che contiene
l’insaponificabile), la separo dal solvente con il Rotovapor e la matto qualche istante in stufa.
Calcolo l’insaponificabile:
% insaponificabile =
p3 − p2
x100
p1
p1 è il campione, p2 la tara e p3 l’insaponificabile + tara
Poi faccio la cromatografia (TLC), e se le sostanze non sono visibili si possono evidenziare
mediante sostanze fluorescenti, che si fissano alle molecole.
A seconda della banda che serve, essa viene trattata per analizzare il suo contenuto, ad
esempio gli steroli.
Tipicità
Essi servono per tutelare il prodotto tipico. Sono i Regolamenti 2081/92 e 2082/92. Il
Regolamento 2081/92 in particolare istituisce:
•
DOP: Denominazione di Origine Protetta  la produzione e la trasformazione
avvengono entro un certo territorio
•
IGP: Indicazione Geografica Protetta  è sufficiente che una caratteristica sia riferita
all’area geografica nella quale è stato prodotto o trasformato
Il Regolamento 2082/92 istituisce un simbolo da utilizzare nella Comunità Europea per
riconoscere un prodotto DOP o IGP.
In un disciplinare devono essere riportate numerose informazioni, ad esempio:
Disciplinare di produzione della DOP dell’olio extravergine di oliva del Garda:
 Area geografica (bresciano, orientale, trentino)
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 Sapore
 Varietà della cultivar
 Caratteristiche al consumo (analisi, raccolta, resa massima, oleificazione).
Etichettatura
Per l’etichettatura ci si basa sul Regolamento CE 1019/2002.
Gli imballaggi devono avere una capacità massima di 5L, con tappi ermetici non riutilizzabili;
per alcune realtà (mense, ospedali e simili) c’è la possibilità di avere imballaggi con capacità
massima superiore.
Il Regolamento indica anche l’etichettatura, che si suddivide in: obbligatoria, facoltativa e
indicazioni organolettiche.
Il Regolamento CE 182/2009, in vigore dal 1 luglio 2009, modifica alcune parti del
Regolamento 1019/02, ma non lo abroga. Esso modifica, per gli oli vergini ed extravergini:
 Obbligo di riportare in etichetta l’origine del prodotto
 Indicazioni sulle caratteristiche organolettiche.
Per quanto riguarda l’origine del prodotto, possiamo aver 3 casi:
1. Raccolta e ottenimento nello stesso stato: prodotto in ... - ottenuto in ... - 100% prodotto
in …
2. Ottenuto in uno stato, con olive provenienti da un altro stato: ottenuto in ... con olive
raccolte in …
3. Miscele
e
oli
comunitari
e
non:
miscele
di
oli
di
oliva
comunitari/non
comunitari/comunitari e non comunitari.
Per quanto riguarda le caratteristiche organolettiche, gli attributi positivi devono essere
risultati da una valutazione oggettiva con il metodo ufficiale.
Quindi:
INDICAZIONI OBBLIGATORIE
1. Denominazione di vendita, es: olio extravergine di oliva
2. Indicazione, es: olio di categoria superiore ottenuto direttamente dalle olive e
unicamente mediante procedimenti meccanici
3. Riferimenti al responsabile commerciale (nome/marchio e indirizzo)
4. Sede dello stabilimento di confezionamento e codice alfanumerico della provincia
5. Origine, secondo il Regolamento 182/09
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6. Quantità
7. Termine minimo di conservazione mm/aaaa
8. Lotto (facoltativo se il termine minimo di conservazione è gg/mm/aaaa)
9. Modalità di conservazione, es: conservare lontano da fonti luminose
Le informazioni 1-8 devono essere riportate in etichetta nello stesso campo visivo.
INDICAZIONI FACOLTATIVE
1. Indicazioni relative al metodo estrattivo, es: prima spremitura a freddo, estratto a freddo
2. Caratteristiche organolettiche, solo se effettuate con metodi a norma del 2568/91
3. Acidità massima, ma con: numero di perossidi, cere, assorbimento UV
4. Abbinamenti gastronomici
5. Ulteriori informazioni riguardo l’azienda produttrice.
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I glucidi
Essi sono la fonte principale di energia: 4 kcal/g, oppure 2.4 kcal/g nel caso di polialcoli.
In una dieta equilibrata forniscono più della metà dell’energia giornaliera.
Formula bruta: Cn(H2O)n
Possiamo classificarli dal punto di vista:
•
Nutrizionale: disponibili e non disponibili
•
Chimico: semplici e complessi, tra cui i semplici sono mono-, di- e oligosaccaridi,
mentre quelli complessi sono i polisaccaridi.
CARBOIDRATI MAGGIORMENTE PRESENTI NEI SISTEMI ALIMENTARI
Monosaccaridi
Disaccaridi
Polisaccaridi
D(+) glucosio
Saccarosio
Amido
D(-) fruttosio
Lattosio
Cellulosa
D(+) galattosio
Maltosio
Glicogeno
L(-) sorbosio
Amido resistente
Amido modificato
Monosaccaridi
Sono costituiti da singole unità di poliidrossialdeidi o poliidrossichetoni, e vengono distinti
in base a:
•
Lunghezza della catena carboniosa: triosi, pentosi, esosi, etc
•
Gruppo carbonilico: aldosi e chetosi.
aldoso
chetoso
CONFIGURAZIONE CON IL SISTEMA D, L
D-gliceraldeide, OH a destra
L-gliceraldeide, OH a sinistra
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Essi sono stereoisomeri: gli atomi sono disposti nello stesso ordine, cambia solo la
disposizione spaziale.
I carboidrati a 30 o più atomi di C hanno diversi stereoisomeri:
2n, in cui n è il numero di centri chirali
Es: il glucosio ha 4 centri chirali  24 = 16 stereoisomeri.
Il centro chirale è un atomo di C che lega 4 sostituenti diversi (che possono essere atomi o
gruppi).
Gli epimeri invece sono coppie di stereoisomeri che differiscono nella configurazione di 1 C
di un centro chirale, in una molecola con più centri chirali. Es: glucosio e mannosio (sul C 2),
glucosio e galattosio (sul C4).
Formule di alcuni composti:
Le forme cicliche derivano dalla forma semiacetalica, che si origina dalla reazione tra il
gruppo carbonilico e l’OH dello zucchero.
Si generano degli isomeri, detti anomeri, che variano:
 α: OH dalla stessa parte dell’O sul C5
 β: OH dalla parte opposta dell’O sul C5.
Da qui il fenomeno della mutarotazione, ossia dell’interconversione di forme α e β.
Ad esempio α e β glucosio, hanno poteri rotatori specifici diversi, ma una soluzione di α e β
ha un potere rotatorio specifico di +52°.
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Reazioni dei monosaccaridi
OSSIDAZIONI DEGLI ZUCCHERI
Grazie al gruppo carbonilico hanno potere riducente (si ossidano):
RIDUZIONE DEGLI ZUCCHERI
Ottengo i polialcoli: sorbitolo, mannitolo, galattitolo, ribosio.
Disaccaridi
Essi vengono definiti da:
 monosi che li costituiscono
 gruppi che reagiscono a dare il legame glucosidico.
1. Legame monoglicosidico: reazione tra il gruppo semiacetalico (ex carbonilico) e OH
Hanno proprietà riducenti, in quanto hanno il C libero, che ha proprietà riducenti.
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2. Legame diglicosidico: reagiscono entrambi i gruppi semiacetalici
Non ha proprietà riducenti, in quanto entrambi i gruppi carbonilici sono impegnati.
Polarimetria
La luce è costituita da onde che oscillano su infiniti piani. La luce polarizzata è invece la luce
filtrata per oscillare su un unico piano. Se il piano di oscillazione ruota durante il passaggio
attraverso la sostanza, significa che la sostanza è otticamente attiva, altrimenti no.
Dalla rotazione si può calcolare la concentrazione della sostanza. Il polarimetro è qui
rappresentato schematicamente:
Il polarizzatore e l’analizzatore sono disposti a 90° l’uno dall’altro, per ottenere un campo
visivo nero. Inserisco il campione; se è otticamente attivo il piano della luce polarizzata
subisce una rotazione  osservo un po’ di luce. Chiamo α la rotazione che deve eseguire
l’analizzatore per far tornare il campo visivo nero  α = rotazione osservata.
POTERE ROTATORIO SPECIFICO
Dove: b = lunghezza tubo polarimetro (dm); c = concentrazione di analita (g/100mL).
Solitamente questo calcolo viene fatto alla temperatura di 20°C, e sulla linea del sodio D =
589 nm.
Potere rotatorio specifico di alcuni zuccheri:
Saccarosio
+66.5
Zucchero invertito
-20.2
Glucosio
+52.8
Lattosio
+52.5
Fruttosio
-92.4
Maltosio
+138.5
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Dolcificanti
Il loro potere edulcorante è riferito al valore del saccarosio, posto come 1.
Esistono dolcificanti naturali e sintetici. I dolcificanti naturali sono carboidrati semplici o
polialcoli, quindi sono calorici. Hanno un potere dolcificante simile al saccarosio ma
stimolano la produzione di insulina in misura minore rispetto al glucosio. Tuttavia i polialcoli
a dosi elevate hanno un effetto lassativo. I dolcificanti sintetici sono invece acalorici e
hanno un potere dolcificante maggiore del saccarosio; non stimolano la produzione di
insulina, ma possono contenere fenilalanina, pericolosa per i soggetti affetti da
fenilchetonuria.
Imbrunimento chimico o non enzimatico
Esso può avvenire sotto forma di 2 reazioni:
 Caramellizzazione degli zuccheri
Zuccheri  (alte temperature) pigmenti bruni + aromi
 Reazione di Maillard
Zuccheri riducenti + gruppi amminici  (alte temperature) pigmenti bruni + aromi
Questi 2 tipi di imbrunimento sono diversi da quello enzimatico, tipico di frutta e verdura
(es: la polifenolossidasi ossida i polifenoli a dare chinoni).
Durante l’imbrunimento chimico abbiamo:
•
Decomposizione: se scaldo il glucosio in ambiente alcalino a eleate temperature, formo
una miscela di 3 specie all’equilibrio: glucosio, fruttosio e mannosi, tenute in equilibrio
attraverso la forma aperta 1,2-cis-endiolo (alcol vinilico instabile)
•
Formazione di HMF: dall’1,2-cis-endiolo, se scaldo ulteriormente, ottengo l’HMF 
idrossimetilfurfurale, aldeide presente negli zuccheri caramellati
•
Dall’HMF ottengo sostanze di degradazione: idrossiacetil furano, acroelina, aldeide
piruvica, gliossale, responsabili del sapore acre dello zucchero bruciato.
Reazione di Maillard, meccanismo di azione:
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Degradazione di Strecker:
Deossiglucosoni + amminoacidi  α-amminochetoni + aldeidi volatili
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Reazioni del lattosio:
Le conseguenze sugli alimenti riguardano il loro colore, odore, gusto, la produzione di
composti tossici e la perdita di valore nutrizionale. Tra gli effetti positivi possiamo
considerare la produzione di sostanze colorate, di componenti volatili (che conferiscono
l’aroma, come le sostanze aromatizzanti amare che troviamo nel caffè) e la produzione di
sostanze riducenti, quindi antiossidanti. Gli effetti negativi sono invece la perdita di
amminoacidi essenziali, la formazione di composti tossici e la presenza di colori e odori
sgradevoli.
Polisaccaridi
Essi si formano dall’unione di più monosi con legame glicosidico.
Possiamo classificarli in base a:
 Struttura chimica: lineari o ramificati, omopolisaccaridi o eteropolisaccaridi
 Funzione: riserva, sostegno, complessi
 Fisiologico: disponibili (amidacei) o non disponibili (fibra alimentare).
Amido
L’amido si trova in granuli, ed è formato da:
•
Amilosio: lineare
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•
Amilopectiana: ramificata.
I fenomeni correlati alla presenza di amido negli alimenti sono la gelatinizzazione e la
retrogradazione.
Fibra alimentare
Essa è la frazione degli alimenti vegetali resistente all’idrolisi degli enzimi digestivi. Possiamo
suddividerla in:
 Fibra insolubile: assorbe notevoli quantità di acqua, aumenta il volume e il senso di
sazietà e rallenta la velocità di transito del cibo; essa comprende;
o Cellulosa
o Lignine
o Emicellulosa
 Fibra solubile: viene parzialmente fermentata dal microbiota intestinale, crea soluzioni
viscose e quindi ha una funzione prebiotica, la si può trovare anche in additivi; essa
comprende:
o Pectine
 Gomme
 Mucillagini
 Polisaccaridi algali.
La fibra alimentare ha diversi ruoli e differente origine: vegetale, marina o microbica. La fibra
vegetale è ciò che costituisce gli strati della parete:
1. Lamella mediana: pectine
2. Parete primaria: pectine, cellulosa, emicellulose
3. Parete secondaria: cellulosa, lignina.
I principali esempi di fibra alimentare sono:
CELLULOSA
Essa ha una funzione strutturale, ed è formata da
monomeri di glucosio legati tramite legame β-1,4. Il
grado di polimerizzazione della cellulosa è maggiore
nella parete secondaria rispetto a quella primaria. Ha
una struttura molto resistente, dovuta alla presenza di legami intercatena e intracatena.
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EMICELLULOSE
Esse sono solubili perché meno impaccate: questo è dovuto alle ramificazioni della molecola.
Hanno una funzione strutturale
β-GLUCANI
sono catene di glucosio legate tramite legami β-1,4 e β-1,3, e sono tipici nell’avena per
esempio.
INULINA
È costituita da catene di fruttosio di circa 50 unità. È fermentescibile, infatti è considerata un
probiotico. La troviamo in vegetali quali topinambur, cicoria, carciofi.
PECTINE
Sono catene di acido poligalatturonico parzialmente esterificato con metanolo. Sono
possibili le formazioni di catene laterali con altri zuccheri. Formano gel stabili aggregandosi
in zone di giunzione.
POLISACCARIDI DELLE ALGHE MARINE
Essi sono ad esempio i carragenani, l’agar e gli alginati, utilizzati molto nel campo degli
additivi. Gli alginati in particolare formano gel legando calcio e acqua.
GOMME
Sono essudati, di riserva o batterici. Esse non formano gel, sono solo addensanti.
Per determinare la fibra occorrono diversi step:
campione  a caldo HCl dil  a caldo NaOH dil  filtrazione  lavaggio con alcol e acetone
Le dosi di fibra consigliate sono 30 g/die, di cui 1/3 insolubile e 2/3 solubile.
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Latte
Il latte è per definizione il prodotto ottenuto dalla mungitura regolare, ininterrotta e
completa della mammella di animali in buono stato di salute e nutrizione i in corretta
lattazione. Con la parola latte si intende di vacca, altrimenti occorre specificare di che tipo di
latte si tratta.
CARATTERISTICHE CHIMICO-FISICHE
Il latte è una dispersione acquosa di sostanze in:
 Soluzione: lattosio, minerali, sieroproteine, vitamine idrosolubili, gas
 Dispersione colloidale: caseine, fosfati
 Emulsione: grassi e vitamine liposolubili
 Sospensione: cellule, microrganismi.
CLASSIFICAZIONE MERCEOLOGICA
•
Latte intero  tenore in grasso >3.2%
•
Latte parzialmente scremato  tenore in grasso 1.5-1.8%
•
Latte scremato  tenore in grasso ≤0.3%
•
Latte intero alta qualità  tenore in grasso >3.5%.
Separazione in 3 fasi nel tempo:
Composizione chimica
La composizione chimica del latte varia a seconda di fattori endogeni ed esogeni:
FATTORI ENDOGENI
FATTORI ESOGENI
Fattori genetici
Alimentazione
Fattori fisiologici
Clima
Tipo di allevamento
In media, la composizione del latte è la seguente:
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Acqua
Proteine
Grassi
Zuccheri
Ceneri
87.5%
2.8-3.3%
3.5%
5%
0.7%
Residuo secco
Residuo secco magro
12.5%
8.5%
Altre caratteristiche del latte sono le seguenti:
pH
Acidità di titolazione
Densità a 20°C
Punto di congelamento
6.5-6.7
6-8°SH
14-18°D
0.14-0.18% ac lattico
1.030-1.033 g/mL (intero)
1.035-1.036 g/mL (magro)
-0.530/-0.540°C
Questi valori sono molto rigidi in termini di analisi.
Il latte di animali mastitici in generale coagula difficilmente e non è consumabile. In
particolare è gli effetti della mastite sul latte sono:
Vediamo ora nello specifico le componenti del latte.
Grasso
Il grasso nel latte si trova in globuli, rivestiti dalla membrana dei globuli di grasso.
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La membrana primaria è costituita da elementi cellulari, enzimi e proteine. La membrana
secondaria è costituita da lipidi polari, colesterolo e trigliceridi ad alto punto di fusione.
All’interno del globulo invece abbiamo trigliceridi a basso punto di fusione.
Quando riscaldo, i globuli di grasso non tendono a interagire a causa della denaturazione
delle proteine di membrana. Si causa così una minore aggregazione dei globuli. Un latte
pastorizzato infatti è più difficile da scremare, quindi di solito i trattamenti come la
scrematura e l’omogeneizzazione si fanno sul latte crudo. Omogeneizzando rompo la
membrana, quindi destabilizzo il globulo di grasso, che viene rivestito da caseine e
sieroproteine.
COMPOSIZIONE DEL GRASSO:
Trigiliceridi
Digliceridi
Monogliceridi
Acidi grassi liberi
Steroli
Fosfolipidi
*di cui il 50% sulle membrane.
97-98%
Tracce
Tracce
Tracce
Tracce
0.2-1%*
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Gli acidi grassi in particolare sono:
 Saturi volatili a corta catena: butirrico, caproico, caprilico, caprico, tipici del latte; sono
responsabili dell’odore di rancido e vengono utilizzati per valutare eventuali commistioni
di latti
 Altri saturi
 Monoinsaturi, principalmente oleico (30% di essi)
 Polinsaturi, composizione variabile in base all’alimentazione.
Le alterazioni a carico del latte sono: irrancidimento idrolitico, irrancidimento ossidativo e
irrancidimento chetonico, già trattati precedentemente.
Zucchero
Lo zucchero del latte è il lattosio. Esso viene sintetizzato dalla ghiandola mammaria ed è
l’unica fonte di galattosio della nostra dieta, che è fondamentale per la sintesi dei cerebrosidi.
Il lattosio è la componente più rapidamente attaccata dai microrganismi ed è anche il
principale responsabile dei fenomeni di alterazione di colore, odore e sapore del latte.
Il suo riscaldamento:
 A 130°C produce una massa vetrosa e gialla
 A 175°C genera la sua caramellizzazione
 A 180°C si forma il lattulosio, che è un indice di trattamento termico.
Il lattosio può essere sottoposto a idrolisi enzimatica, operazione molto importante, che
rende il latte così trattato utilizzabile anche dagli intolleranti al lattosio.
Il lattosio, essendo uno zucchero riducente, può essere anche sottoposto a reazioni di
Maillard, a dare prodotti come le melanoidine.
Sostanze azotate
La presenza di sostanze azotate nel latte ha un’importanza sia dal punto di vista nutrizionale,
che biologico, che tecnologico. Ne abbiamo 4 gruppi:
1. CASEINE
Esse sono fosfoproteine sotto forma di micelle, contenenti Ca, Mg e citrati. Esse precipitano
in 3 casi:
 Acidificazione a 20°C a pH 4.6
 Ultracentrifugazione
© Laila Pansera - 67
 Coagulazione enzimatica.
Le caseine NON sono sensibili al calore.
Costituiscono circa l’80% delle sostanze azotate del latte e si dividono (in base a variazioni
minime) in:
•
αs1 e αs2: presentano gruppi polari che tendono ad aggregarsi con il Ca; nello
specifico αs1 si aggrega a tutte le temperature, mentre αs2 si aggrega a temperatura
ambiente
•
β: in superficie presentano molti residui di Pro, che conferiscono loro apolarità
•
γ e λ: derivano dalle β e αs1
•
k: protegge le micelle ed è solubile agli ioni Ca a tutte le temperature; essa stabilizza
le altre caseine ed è il substrato specifico della coagulazione presamica (legame 105106); inoltre contiene diversi glucidi, che quindi conferiscono idrofilicità alla molecola.
COAGULAZIONE DELLE CASEINE
 coagulazione acida: avviene a pH 4.6, che è il punto isoelettrico; il pH neutralizza la carica
elettrica, il fosfato tricalcico passa in soluzione  avviene la demineralizzazione delle
micelle che liberano submicelle  coagulo
 coagulazione presamica: avviene per l’aggiunta di caglio; esso lisa il legame 105-106
della k-caseina; la parte idrofilica rimane in soluzione con il siero, mentre la parte
idrofobica genera la cagliata. Il coagulo che si genera è più lasso, ma ricco in sali minerali.
2. SIEROPROTEINE
Esse sono sensibili al calore, infatti vengono denaturate a 60°C. Coagulano a 100°C grazie
alle interazioni sieroproteine-sieroproteine e sieroproteine-caseine. Esse sono ricche di
amminoacidi solforilati, che hanno gruppi -SH liberi e che possono costituire ponti disolfuro.
I precipitati si formano tramite interazioni -SH-k-caseina e abbassando il pH a 4.6. la loro
quantità in soluzione valuta l’intensità del trattamento termico.
Tra le sieroproteine, la β-lattoglobulina è la principale: si trova in elevate quantità, e ha 5
residui -SH, di cui 4 impegnati e 1 libero. Abbiamo poi l’α-lattoalbumina, la sieroalbumina,
etc.
© Laila Pansera - 68
3. PROTEOSO-PEPTONI
Essi sono sostanze glicoproteiche che hanno una grandezza intermedia tra le proteine e i
peptidi. Derivano dalla γ-caseina.
4. SOSTANZE AZOTATE NON PROTEICHE
Esse sono di diversa natura chimica e costituiscono lo 0.3% delle proteine. Sono ad esempio
urea, amminoacidi liberi, etc.
Enzimi
Gli enzimi più importanti, che sono anche indici di trattamento termico, sono:
 Lattoperossidasi: è la più abbondante e viene inattivata a 80°C per 30 secondi. Deve
quindi essere presente nei latti pastorizzati e assente in quelli sterilizzati
 Fosfatasi alcalina: è termolabile, quindi deve essere presente nel latte crudo, mentre deve
essere assente in tutti i latti trattati termicamente.
Altri costituenti
Nel latte troviamo altri costituenti, come:
 Vitamine A, B, C, D, E, K, H
 Elementi cellulari
 Microrganismi
 Gas  CO2.
Trattamento termico
Trattamenti preliminari
•
Titolazione del contenuto in grasso  ottengo latti parzialmente scremati e scremati
•
Omogeneizzazione  riduzione delle dimensioni dei globuli di grasso per:
o Evitare l’affioramento della crema
o Aumentare la digeribilità del latte
o Consentire l’uniformità del trattamento.
Trattamento termico
Lo scopo è duplice:
 Eliminare i microrganismi patogeni  coliformi:
© Laila Pansera - 69
o E. coli, inattivato a 75°C per qualche secondo
o Mycobacterium tuberculosis, inattivato a 72°C per qualche secondo
 Ridurre/eliminare i microrganismi non patogeni  aumento la conservabilità.
La distruzione microbica ha un andamento logaritmico ed è funzione di tempo e numero
iniziale di microrganismi. A parità di tempo e temperature, maggiore è la carica microbica
iniziale, maggiore sarà la carica microbica finale. Occorre quindi agire con un trattamento
più drastico per ottenere una carica microbica finale adeguata (o aumento la temperatura,
oppure aumento il tempo di trattamento). In generale posso variare il binomio tempotemperatura, ma è preferibile lavorare a temperature elevate per tempi brevi.
I trattamenti termici a cui è possibile sottoporre il latte sono:
PASTORIZZAZIONE
Elimina i patogeni ma non i microrganismi termoresistenti e le spore. La scadenza di un latte
pastorizzato è il sesto giorno successivo al trattamento, e deve essere conservato in frigo. La
pastorizzazione avviene a 72°C per 15 secondi, o in alternativa con un’altra combinazione
tempo-temperatura con effetto equivalente. Abbiamo in generale:
 Pastorizzazione bassa: 63°Cper 30 minuti. Essa avviene in vasche ad intercapedine,
ma non viene più praticata. I danni che provoca sono: riscaldamento non uniforme,
schiuma, ossidazione dei grassi
 Pastorizzazione alta: 72-90°C per 30-10 secondi.
Il latte pastorizzato deve essere fosfatasi negativo e perossidasi positivo. Il latte pastorizzato
a temperatura elevata può risultare perossidasi negativo.
STERILIZZAZIONE IN CONTINUO UHT
Il procedimento necessita di almeno 135°C per un secondo. Con questo procedimento si
inattivano i microrganismi e le spore, ma non tutti gli enzimi. Il latte sterilizzato in questo
modo viene conservato a temperatura ambiente in recipienti asettici e opachi, chiusi
ermeticamente, per un massimo di 3 mesi.
Il latte così trattato non deve presentare alterazioni palesi dopo 15 giorni conservato a 30°C
e 7 gironi conservato a 55°C.
Il riscaldamento del latte può essere diretto, ossia tramite iniezione di vapore, oppure
indiretto, in scambiatore a piastre. Se effettuo il riscaldamento del latte con contatto diretto
del fluido di servizio, devo utilizzare acqua potabile.
© Laila Pansera - 70
Solitamente il trattamento di sterilizzazione UHT avviene a 140-150°C per 2-5 secondi.
STERILIZZAZIONE IN BOTTIGLIA
Il latte così trattato ha una conservabilità di 6 mesi e viene conservato a temperatura
ambiente in confezioni ermetiche. In questo tipo di latte sono possibili alterazioni chimiche,
fisiche o sensoriali, come anche la riduzione del valore biologico a causa delle elevate
temperature raggiunte.
In generale avviene a 120-130°C per 15-20 minuti.
I latti pastorizzati ad alta temperatura, UHT e sterilizzati possono anche essere prodotti da
latti che hanno subito un primo trattamento termico in un altro stabilimento. Ricordarsi che
i trattamenti con effetto uguale o minore della pastorizzazione devono dare latti perossidasi
positivi.
DESCRITTORI DEL TRATTAMENTO TERMICO
Latti destinati al consumo umano
Essi sono di 2 tipi:
 LATTI NATURALI: hanno subito un trattamento di risanamento, quindi sono garantite
salubrità e conservabilità. Sono: latte pastorizzato, UHT e sterilizzato.
 LATTI MODIFICATI O SPECIALI: sono stati sottoposti a trattamenti tali da conferire nuove
caratteristiche fisico-chimiche, nutrizionali e organolettiche. Sono: latte scremato,
© Laila Pansera - 71
concentrato (conserve di latte), delattosato (tramite l’enzima β-galattosidasi),
vitaminizzato e fermentato.
Riferimento legislativo: DPR 14 gennaio 1997.
Analisi dei parametri chimico-fisici
Determinazione dell’acidità libera
Principio: titolazione dell’acidità mediante una soluzione di NaOH (idrossido di sodio) 0.25M.
Reattivi:
 NaOH 0.25 M
 Fenolftaleina (indicatore)
Procedimento:
 Pipetto 50 mL di latte nella beuta +100 mL di acqua distillata +3-4 gocce di fenolftaleina
 Titolo con NaOH agitando fino al viraggio al rosa persistente per 10 secondi.
Espressione dei risultati:
acidità in °SH = mL NaOH x2
Quindi:
 I gradi Soxhlet Henkel corrispondono agli mL di NaOH 0.25 M necessari per titolare
100mL di latte
 I gradi Dornic corrispondono agli mL di NaOH 0.111 M necessari per titolare 100mL di
latte
 Se voglio esprimere il risultato in % acido lattico:
mL NaOH x concentrazione x PM
% acido lattico =
1000
Il risultato si esprime in g/100mL.
Oppure posso semplicemente moltiplicare °SH x 0.0225, che deriva da:
0.25 𝑥 90.08
=
1000
In cui 0.25 è la concentrazione e 90.08 è il PM (peso molecolare) dell’acido lattico.
Grado sudiciometrico
Filtrazione attraverso mezzi filtranti che trattengono le impurità, e confronto con valori
standard tabulati.
Determinazione della sostanza grassa
© Laila Pansera - 72
Principio: metodo Gerber  si basa sul principio che un miscuglio di acido solforico e alcol
isoamilico è capace di sciogliere tutti i componenti del latte tranne il grasso.
Reattivi:
 Acido solforico H2SO4 90%
 Alcol isoamilico.
Procedimento:
 Pipetto nel butirrometro (lentamente, per non miscelarle): 1mL H2SO4 + 11mL latte +
1mL alcol isoamilico
 Capovolgo agitando per miscelare; la reazione è esotermica
 Immergo il butirrometro capovolto in un bagnomaria, a 65-70°C per 15 minuti
 Metto il butirrometro in una centrifuga Gerber per 10 minuti a 65-70°C
 Estraggo dolcemente il butirrometro (non devo rimescolare).
Esprimo i risultati: leggo sulla tacca graduata del butirrometro la percentuale di grassi.
Densità/peso specifico
Principio: lattodensimetro di Quevenne
Procedimento:
 100mL di latte, li porto a 15°C in un cilindro graduato
 Immergo il lattodensimetro e leggo il valore peso
 Specifico sulla tacca graduata.
Il lattodensimetro fornisce la seconda e la terza cifra decimale, per cui io scrivo già 1,0.
La formula di conversione (se il dato non è a 15°C) è:
D15°c = DT +/- 0.0002
Residuo secco (metodo indiretto)
Formula di Fleischmann (Ackermann)
densità − 1
R. S. = 12 x grasso + 2.665 x (
)
densità
Residuo secco magro RSM:
RSM = RS - % grasso
MA il RS posso trovarlo anche con un metodo diretto: evaporo a bagnomaria 3mL di latte +
essicco in stufa a 102°C fino a peso costante.
© Laila Pansera - 73
Saggio fosfatasi
5mL latte + 10 gocce fenilfosfato disodico in stufa per 10 minuti a 37°C.
Se il latte è fosfatasi positivo, diventa giallo, quindi è un latte crudo.
Saggio perossidasi
5 mL latte + 0.5 mL H2O2 + 0.5mL PFDA
La reazione è immediata a temperatura ambiente.
Se il latte è perossidasi positivo, diventa blu-verde, quindi è un latte crudo o pastorizzato.
© Laila Pansera - 74
Vino
Il vino fa parte delle BEVANDE ALCOLICHE, che possono essere fermentate, fermentate e
distillate, oppure liquorose.
Il vino è il prodotto ottenuto esclusivamente dalla fermentazione alcolica totale o parziale
di uve fresche pigiate o no, o mosti d’uve. Le uve fresche sono i frutti maturi della Vitis
vinifera, che consentono la pigiatura/torchiatura con ordinari mezzi, e ingenerano una
fermentazione alcolica spontanea. Il mosto d’uve è il prodotto liquido ottenuto o
naturalmente, oppure tramite processi fisici, con un titolo alcolimetrico volumico effettivo
≤1% vol.
TITOLO ALCOLIMETRICO VOLUMICO
Esso può essere:
•
Effettivo (grado alcolico, alcol svolto): parti in volume di alcol puro su 100 parti in volume
di vino a 20°C
•
Potenziale (alcol da svolgere): parti in volume di alcol puro che possono essere prodotte
dalla fermentazione totale degli zuccheri contenuti in 100 parti in volume di vino a 20°C
•
Totale: titolo alcolimetrico volumico effettivo + potenziale.
Schematizzando, il grappolo d’uva è suddiviso in:
© Laila Pansera - 75
In altre parola l’acino si può dividere in 3 zone: la più esterna è quella che contiene più
coloranti e tannini, quella mediana contiene più zuccheri, mentre quella più interna contiene
acidi.
Dopo la fioritura, l’acino si sviluppa in 3 fasi: allegagione, invaiatura e maturazione
industriale. Durante la crescita dell’acino aumenta la quantità di zuccheri e diminuisce quella
di acidi, in più evolvono le sostanze azotate e i minerali. L’indice di maturazione identifica
il momento in cui la polpa ha raggiunto il più alto contenuto in zuccheri e il grappolo ha
raggiunto il massimo peso. Si calcola:
zuccheri su 100mL
acidità su 1L
Il valore ottenuto deve essere tra 3-5, altrimenti si parla di sovramaturazione.
Composizione del mosto
La resa del mosto è 65-80%. Il mosto è composto da:
Acqua
Zuccheri
Acidi
Minerali
Polifenoli
Pectine
Sostanze azotate
Composti volatili primari
65-85%
20%
1.5-2%
0.2-0.3%
0.1-0.3%
max 1 g/L
Max 1000 μg/L
ZUCCHERI
Troviamo:
•
Esosi: fruttosio e glucosio in rapporto 1:1; essi sono fermentescibili, infatti
costituiscono il substrato della fermentazione alcolica
•
Pentosi, non fermentescibili e meno dolci.
ACIDI
Gli acidi si dividono in 2 categorie:
•
Già presenti nel mosto, o fissi:
o Acido tartarico, che dà: bitartrato di potassio, tartrato neutro di potassio e tartrato
di calcio; essi sono sali abbondanti e instabili, che in presenza di alcol e a basse
temperature precipitano, causando un illimpidimento
© Laila Pansera - 76
o Acido malico: esso dà dei sali solubili; la fermentazione malolattica produce acido
L-lattico (+)
o Acido citrico: è un complessante e viene fermentato dai batteri lattici
•
Neoformati:
o Acido acetico (volatile)
o Acido lattico
o Acido succinico
o Acido galatturonico.
COMPOSTI AZOTATI
Solo il 10-15% di essi è azoto ammoniacale, prevale l’amminico. Il contenuto di amminoacidi
solforilati è basso.
MINERALI
Troviamo K+, Ca++, Mg, NH+ in elevate quantità.
POLIALCOLI
Essi sono inositolo e sorbitolo.
PECITINE
Esse sono polimeri dell’acido galatturonico. Occorre fare attenzione agli enzimi PMG e PME,
che idrolizzano le pectine, e la PME produce anche metanolo.
GOMME
Esse sono arabani, galattani e mannani.
VITAMINE
Nel mosto troviamo vitamine del gruppo B.
ENZIMI
Gli enzimi presenti nel mosto sono:
 Polifenolossidasi: laccasi e tirosinasi
 PMG polimetilgalatturonasi
 PME pectinmetilesterasi.
© Laila Pansera - 77
SOSTANZE POLIFENOLICHE
Nel mosto troviamo i tannini  pro-antocianidine, che liberano le antocianidine per
ossidazione. I tannini fanno precipitare le sostanze proteiche, solubilizzano meglio in alcol e
danno colorazione blu con i sali ferrici. Il loro PM va da 600-3000, cioè da 2 unità a 10 unità.
Maggiore è il PM dei tannini, maggiore è l’astringenza.
SOSTANZE AROMATICHE
Esse sono presenti in basse quantità, ma sono olfattivamente importanti. Troviamo:
1. Aromi primari: sono già presenti nell’uva, e sono terpeni, che possono essere liberi o
glicosilati. Essi sono: linalolo, geraniolo e nerolo.
2. Aromi secondari: che possono essere:
a. Pre-fermentativi: aldeidi/alcoli
b. Di fermentazione: da lieviti o batteri
3. Aromi terziari: si sviluppano durante la maturazione.
Fermentazione alcolica
Essa è la trasformazione degli zuccheri del mosto in prodotti primari (etanolo e CO2) e
prodotti secondari, ad opera di funghi unicellulari: Saccharomyces. Essi:
•
Hanno un’elevata resistenza all’alcol
•
Sono resistenti alla CO2
•
Producono elevate quantità di alcol
•
Producono poco acido acetico.
La fermentazione è influenzata da una serie di parametri:
 Fisici: ossigeno e temperatura
 Chimici: zuccheri, sostanze azotate, fattori di crescita e SO2.
La fermentazione spontanea avviene ad opera di 2 lieviti:
•
Lieviti apiculati: Deuteromyces e Kloekera, che producono grandi quantità di prodotti
secondari
•
Lieviti ellittici: Saccharomyces, che prendono il sopravvento in presenza di SO2 e hanno
una buona resa in etanolo.
Ma ci sono anche fermentazioni guidate, ossia aggiungo ceppi selezionati per:
 Ottenere una fermentazione veloce
© Laila Pansera - 78
 Ottenere una maggiore quantità di etanolo
 Avere una bassa quantità di prodotti secondari
 Sono termotolleranti
 Tollerano la presenza di SO2.
La fermentazione alcolica segue la reazione:
I prodotti secondari che si generano sono:
•
Acidi organici (D-lattico, succinico, acetico, etc)
•
Glicerolo (il più importante)
•
2-3-butilenglicole
•
Diacetile
•
Alcoli superiori.
La resa teorica è del 64%, quella ufficiale è del 60%. La densità del mosto fermentato è 0.79
e il punto di ebollizione è 79.5°C.
Le fasi della fermentazione sono:
1. Fase vegetativa, in aerobiosi, in cui si ha attività respiratoria e moltiplicazione dei
microrgansimi
2. Fermentazione iniziale, ad opera dei lieviti apiculati
3. Fermentazione tumultuosa, ad opera dei lieviti ellittici, fino a quantità di zucchero di circa
1-2 g/L. Ad essa si aggiunge una fermentazione lenta o secondaria, che si protrae fino a
una concentrazione di zucchero di 100-200 mg/L
4. Fase di quiete, in cui l’alcol e la CO2 inibiscono la fermentazione dei lieviti.
Accanto alla fermentazione alcolica, abbiamo anche una fermentazione piruvica. Essa
avviene a pH neutro e dà origine a glicerolo e acido piruvico, viene inibito a pH 6. La piruvato
deidrossilasi forma acido lattico.
Abbiamo poi la fermentazione malo-lattica, che avviene da parte dei batteri lattici. Essi
vengono però inibiti da un’elevata concentrazione di alcol e un pH basso. La reazione della
fermentazione malo-lattica è la seguente:
© Laila Pansera - 79
La fermentazione acetica viene effettuata dai batteri acetici, che fanno la seguente
reazione:
Essa viene favorita da un pH elevato e da un’elevata concentrazione di etanolo. Inoltre, per
evitarla, occorre limitare il contatto con l’ossigeno.
Anidride solforosa SO2
L’anidride solforosa può essere fornita, in enologia, allo stato:
 Solido, come bisolfito di potassio (KHSO3) o come metabisolfito di potassio (K2S2O5)
 Gas, tramite bombole, come SO2.
L’anidride solforosa svolge diverse funzioni in campo enologico:
•
Antisettica selettiva
•
Acidificante
•
Defecante
•
Antiossidante
•
Solubilizzante.
Nel vino troviamo la SO2:
 Libera, sotto forma di SO2, bisolfito o metabisolfito
 Complessata, che può essere in forme instabili, con zuccheri e composti carbonilici
(che vanno a reintegrare la SO2 ossidata), oppure in forma stabile, con l’acetaldeide.
Vinificazione in rosso
Lo schema seguente mostra i passaggi della vinificazione in rosso. Ricordiamo che il vino
fiore ha una resa del 55-60%, e che le fasi di solfitazione, macerazione e svinatura avvengono
per mezzo di un cappello galleggiante.
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Vinificazione in bianco
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La sgrondatura avviene in sgrondatrici, che evitano lo spappolamento degli acini. La
defecazione dura 24 ore e durante la fermentazione tumultuosa occorre controllare la
quantità di ossigeno.
Esiste poi un altro tipo di macerazione, detta macerazione carbonica, che segue lo schema:
Pratiche ammesse: correzioni
Sono ammesse correzioni sia del mosto che del vino.
Correzioni del mosto
Nel mosto possiamo correggere:
•
Il tenore in zuccheri, aggiungendo:
o Filtrato dolce
o Mosti muti
o Mosti concentrati
•
L’acidità, mediante l’aggiunta di acido tartarico
•
Il colore, aggiungendo enocianina
Il contenuto di sostanze azotate, aggiungendo sali d’ammonio.
Correzioni del vino
Le correzioni del vino devono essere occasionali e sono regolamentate in modo molto
severo. Esse producono un miglioramento compositivo e organolettico del vino, e possono
essere globali o specifiche. Esse sono qui elencate:
 Taglio
 Concentrazione
 Correzione del grado alcolico
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 Correzione dell’acidità
 Correzione del colore
 Pastorizzazione
 Refrigerazione
 Chiarificazione, tramite:
o Carboni enologici
o Chiarificanti organici
o Chiarificanti inorganici.
Alterazioni dei vini
Nel vino abbiamo alterazioni di diversa natura:
•
Fisica, chiamati difetti
•
Chimico-fisica, causate dalla presenza di metalli
•
Enzimatica, a causa delle ossidasi
•
Microbica:
o Fioretta
o Acescenza
o Girato
o Agro-dolce.
Invecchiamento
L’invecchiamento del vino può essere:
 Spontaneo/naturale, diviso in 2 fasi:
1. Elaborazione o maturazione ossidativa
2. In bottiglia, a carattere riduttivo
 Artificiale, che simula quello naturale velocizzandolo, controllando l’ossigeno e le
temperature.
Durante l’invecchiamento, il vino è interessato da alcuni fenomeni:
•
Chimici:
o Ossidazione
o Acetalizzazione
o Esterificazione
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o Formazione di aldeidi e sostanze aromatiche
o Idrolisi dei polisaccaridi
•
Fisici:
o Evaporazione delle sostanze volatili
o Insolubilizzazione dei sali
o Liberazione di gas
o Solubilizzazioni a contatto con il legno
•
Chimico-fisici:
o Polimerizzazione
o Precipitazione dei colloidi
•
Biologici  fermentazione malo-lattica a dare acido L-lattico.
Sostanze nel vino
Nel vino sono presenti sia sostanze di neoformazione che sostanze pre-esistenti.
•
Sostanze di neoformazione:
o Alcoli: etanolo, metanolo, alcoli superiori
o Polialcoli: glicerolo, 2,3-butilenglicole
o Acidi volatili: acido acetico
o Acidi fissi: acido lattico, acido succinico
o Esteri e aldeidi
o CO2
•
Sostanze pre-esistenti:
o Acqua (nel vino 80-90%)
o Acidi fissi: tartarico, malico, citrico
o Polifenoli, glucidi, polialcoli, pectine, gomme, vitamine, enzimi, minerali.
Alcune sostanze presenti nel vino sono classificabili anche in:
 Sostanze volatili: acqua, etanolo, metanolo, acido acetico, esteri volatili, alcoli
superiori, aldeidi
 Costituenti fissi: tutto ciò che non è volatile.
L’estratto secco totale, che deriva dai costituenti fissi, si esprime in g/L. in più:
ESTRATTO SECCO TOTALE – ZUCCHERI = ESTRATTO NETTO in g/L.
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Possiamo determinare:
Estratto secco totale e densità
Metodo indiretto: formula di Tabarié
Densità mediante la bilancia idrostatica.
Procedimento:
 Taro la bilancia idrostatica
 Riempio di vino il cilindro fio alla tacca (filtrato se frizzante)
 Lo metto a bagnomaria per portarlo a 20°C
 A 20°C immergo il pescante nel cilindro per misurare la densità (5 cifre decimali).
Calcoli:
DE = DV -DD +1
DE = densità estratto; DV = densità vino; DD = densità distillato.
Da DE risalgo all’estratto mediante le tavole di Reichard.
Metodo diretto:
20mL di vino in stufa a 100°C fino a peso costante
ESTRATTO = (PESO - TARA) x 50
Legislazione
In ambito legislativo ci sono i seguenti parametri da rispettare per il vino:
Estratto secco
minimo 14 g/L bianchi
minimo 15 g/L rosati
minimo 18 g/L rossi
Acidità totale
>4.5 g/L in tartarico
Acidità volatile
<1.08 g/L bianchi e rosati
<1.2 g/L rossi
SO2
<160 mg/L rossi
<200 mg/L bianchi e rosati
Ceneri
1 g/L bianchi
1.2 g/L rosati
1.5 g/L rossi
Metanolo
<0.3 mL su 100 mL di alcol per i rossi
<0.2 mL su 100 mL di alcol per i bianchi
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Determinazioni nel vino
Nel vino possiamo eseguire diverse analisi:
Acidità totale
Espressa come acido tartarico. È una titolazione.
Procedimento:
 Prelevo 25mL di vino +100mL di acqua (se il vino contiene CO2 devo prima filtrarlo)
 Per i vini bianchi aggiungo qualche goccia di blu di bromotimolo
 Titolo con NaOH 0.25M fino al viraggio:
o Blu nei vini bianchi
o Nero nei vini rossi (reazione con enocianina)
 Controllo il pH con la cartina o lo strumento.
Risultati:
Acidità totale (g/L) = mLNaOH x 0.25 x 0.075 x 40
Acidità volatile
Viene effettuata mediante distillazione in corrente di vapore seguita da titolazione.
Procedimento:
 25mL di vino nel pallone da distillazione (degasarlo eventualmente)
 Azionare e poi spegnre
 Prelevare 200mL di distillato
 Aggiungere 2 gocce di fenolftaleina
 Titolare con NaOH 0.1M fino al viraggio.
Per eliminare la SO2:
 Aggiungo al distillato titolato 2mL di H2SO4, 2mL di salda d’amido, titolo con I2 0.01N
fino al viraggio (mL A)
 Aggiungo 20mL di borato di sodio saturo, tutolo con I2 fino al viraggio in blu (mL B).
Calcoli:
mL NaOH – mL (A + B/2)/10 = mL effettivi
Acidità volatile (g/L acido acetico) = mL effettivi x 0.1M x 0.06 x 40
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Grado alcolico con ebulliometro di Malligand
Tarare l’ebulliometro, riempirlo con il campione, riempire il refrigerante con acqua.
Accendere il fornello; quando il vino bolle, leggere il grado alcolico sulla scala graduata in
corrispondenza del menisco di mercurio.
Polifenoli totali
Essi riducono il reattivo di Folin-Ciocalteu in ambiene alcalino formando un composto blu.
Lettura spettrofotometrica a 760 nm. Uso una retta di calibrazione costruita mediante
l’analisi spettrofotometrica dell’acido gallico.
Grado alcolico, metodo ufficiale
Viene effettuato mediante distillazione.
Procedimento:
 100mL di vino nel matraccio (vino da degasare)
 Travaso nel pallone di distillazione, risciacquando il matraccio con acqua che poi metto
nel pallone + 7mL di ossido di calcio (basico)
 Avvio la distillazione
 Prelevo almeno 80mL di distillato
 Porto a volume con acqua e agito
 Travaso nel cilindro apposito di misura di densità e lo porto a 20°C tappato con parafilm
 Inserisco il pescante e misuro la densità.
Attraverso alcune tabelle, dalla densità del distillato arrivo al grado alcolico.
Anidride solforosa
Viene effettuata tramite titolazione con iodio in ambiente ossidante.
Devo eseguire diversi passaggi:
1. Titolo tutto, interferenti compresi:
 20mL KOH 1M + 50mL vino lentamente
 Tappo subito e agito
 Riposo 15 minuti
 Aggiungo 10mL H2SO4 1:4 e 2mL salda d’amido
 Titolo con iodio 0.05N fino al viraggio a nero
2. Titolo le sostanze interferenti:
 50mL vino + 3mL acetaldeide 7% + 5mL H2SO4
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 Titolo con iodio e 2mL salda d’amido
I mL effettivi = mL1 – mL2
SO2 = 32 x mL x 0.05 x 20
Zuccheri riducenti (metodo di Fehling)
Esso è basato sulla reazione di ossido-riduzione:
Il procedimento è complesso:
In un matraccio:
 Metto del vino in moco che la concentrazione finale di zuccheri sia 0.5-1% + acqua fino
a metà matraccio + NaOH (1M) fino a pH 6-7 + Pb acetato basico 4-5mL (1:5 bianchi,
1:10 rossi)
 Aggiungo altra acqua, agito e lascio decantare
 Aggiungo in uguale quantità una soluzione satura di sodio solfato, porto a volume con
acqua
 Filtro su filtro a pieghe
 Riempio la buretta di filtrato.
In una beuta:
 5mL di Fehling A (CuSO4) + 5mL di Fehling B (tartrato di sodio e potassio) + ebollitori +
40mL acqua
 Riscaldo liquido comincia a bollire faccio gocciolare dalla buretta il liquido zuccherino
fino a viraggio a rosso mattone
 Ricontrollo con in blu metilene.
Ripeto la titolazione per controllare.
Calcoli:
0.0515 x x100 x 1000
mL x a
Gli mL sono la quantità di soluzione zuccherina usata per la titolazione, a è la percentuale di
zucchero invertito =
vino nella soluzione usata per la titolazione.
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Piramide dei vini
La piramide dei vini stratifica i vini a livelli diversi in base alla qualità.
DOCG
DOC
IGT
Vino da tavola
DOCG: Denominazione di Origine Controllata e Garantita (5% dei vini). Essi devono seguire
un disciplinare e in bottiglia riportano una fascetta con l'emblema della Repubblica Italiana.
I vini appartenenti a questa categoria vengono sottoposti a un esame chimico-organolettico
e a un esame organolettico.
DOC: Denominazione di Origine Controllata (25% dei vini). Essi devono seguire dei
disciplinari di produzione, devono avere determinate caratteristiche enochimiche ed
organolettiche, e tutto il ciclo produttivo deve essere conforme a quanto dettato dal
disciplinare.
IGT: Indicazione Geografica Tipica (30% dei vini). Questi vini sono regolati da disciplinari di
produzione che controllano solo le caratteristiche chimiche e le tecniche di produzione.
Almeno l’85% del processo deve avvenire nella zona geografica indicata.
Vino da tavola (40% del vino). Sono vini generici che non hanno particolari indicazioni.
L’esame organolettico sopra citato consta di 3 fasi:
1. Visiva
2. Olfattiva (profumi primari, secondari, terziari)
3. Gustativa.
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Aceto di vino
L’aceto di vino è il prodotto ottenuto dalla fermentazione acetiva del vino. Esso può essere
ottenuto anche da liquidi alcolici di altra origine agricola, in questo caso, occorre dire aceto
di …. .
Quella che viene definita come fermentazione acetica, in realtà è una biossidazione ad opera
di Acetobacter.
L’avviamento dell’acetificazione avviene per aggiunta di una coltura pura a un vino fresco,
oppure per aggiunta di vino fresco ad un aceto in fermentazione.
I metodi di acetificazione sono 2:
1. Fermentazione in superficie o metodo lento a trucioli in legno
Con questo metodo si ottengono aceti di qualità.
Nell’acidificatore di capienza 500hL pieno di trucioli, l’aria entra da alcune bocche laterali,
mentre il vino percola dall’alto attraverso i trucioli e si acidifica, poi viene sgrondato
attraverso un diaframma. Il tempo di produzione è di 7-9 gironi, e la resa è dell’85%.
2. Fermentazione sommersa o metodo rapido
Essa dà aceti comuni.
Nell’acidificatore con capienza 100hL il vino è a contatto diretto con l’ossigeno e con gli
Acetobacter. Il tempo di produzione è un giorno.
ALTRE TIPOLOGIE
L’aceto di vino aromatizzato è ottenuto con il metodo in superficie, con l’aggiunta di spezie
o erbe aromatiche in infusione per 40-60 giorni, oppure con l’aggiunta di estratti al 5%.
L’aceto di frutta è ottenuto con il metodo in superficie, dalla fermentazione di prodotti di
origine agraria.
Aceto di vino
L’aceto di vino deriva dalla trasformazione di vini sani privi di alterazioni, con acidità totale,
espressa in acido acetico, maggiore del 6%. Il contenuto in alcol deve essere inferiore a 1.5%
in volume.
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Per quanto riguarda la composizione chimica, i componenti sono gli stessi del vino, ma in
quantità ridotte, tranne acido acetico e acetato di etile. Quest’ultimo in concentrazioni
elevate, dà il sapore tipico.
Aceto balsamico tradizionale
Esso può venire prodotto solo nelle province di Modena e Reggio Emilia, ed è una DOP.
Il processo produttivo è qui riassunto:
La cottura del mosto concentra il prodotto a 1/3 del volume iniziale e a un contenuto di
zuccheri maggiore del 30%. La temperatura è al massimo di 90°C per evitare la
caramellizzazione degli zuccheri.
Aceto balsamico di Modena
L’aceto balsamico di Modena è invece un IGP. Gli ingredienti sono: mosto cotto, mosto
concentrato, aceto di vino e caramello (≤2%). La maturazione è almeno di 2 mesi e
l’invecchiamento massimo è di 3 anni. La matrice è complessa, con molti composti furanici
e polifenoli.
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Cereali
I cereali appartengono alla famiglia delle Graminacee e sono utilizzati fin dall’antichità come
nutrimento.
La cariosside è formata da 3 parti:
1. Strati tegumentali, contenenti lipidi, vitamine, minerali ed enzimi
2. Endosperma amilaceo, ricco in granuli di amido e proteine di riserva
3. Germe, ricco di lipidi e proteine.
I cereali possono essere:
 Vernini: hanno basse esigenze termiche; sono frumento, orzo, avena e segale
 Estivi: mais, riso, sorgo, miglio, e vengono pronti in primavera-estate.
Frumento
Il frumento è il cereale più consumato in Italia. Appartiene al genere Triticum, e si
suddividono in 3 gruppi in base al numero di cromosomi:
•
Diploidi
•
Tetraploidi (T. durum)
•
Esaploidi (T. aestivum e vulgare).
Il grano può essere:
 Duro (T. durum), più resistente alla siccità, coltivato in Italia del sud e sulle isole, e produce
semole e semolati per la pasta
 Tenero (T. aestivum), coltivata in Italia settentrionale e centrale, a dare farine per fare il
pane.
Struttura
 Involucro esterno (pericarpo) 5%, a cui si aggiunge la crusca, ricco di cellulosa e sali
minerali
 Endosperma:
o Strato aleuronico 7-9%, proteine ad elevato valore biologico, lipidi, vitamine,
minerali, enzimi
o Endosperma amilaceo 80-85%: cellule con amido, proteine di riserva
 Germe: lipidi e proteine 2-3%.
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Composizione
GLUCIDI
72% della cariosside:
•
Amido 68%, con rapporto amilopectina:amilosio 3:1
•
Pentosi 6.5%: non fermentescibili, strati tegumentali + strato aleuronico
•
Fibra insolubile 2.5%: parte corticale, allontanata durante l’abburattamento
•
Zuccheri riducenti 1.5%, dall’idrolisi dell’amido.
PROTEINE
Esse vengono classificate in base alla loro solubilità in:
Albumine
Solubili in acqua
Citoplasmatiche
Globuline
Solubili in soluzioni saline
Prolammine
Solubili in soluzione alcolica 7%
Gluteline
Solubili in soluzione acida o alcalina diluita
Scleroproteine
Solubili in nessun solvente
Di riserva
Funzioni meccaniche
Nel frumento troviamo in particolare:
•
Proteine citoplasmatiche: albumine e globuline 15%; contengono amminoacidi al elevato
valore biologico, e le troviamo nel germe e negli strati tegumentali; tuttavia vengono
eliminate durante la macinazione
•
Proteine di riserva:
prolammine  gliadine 40%
gluteline  glutenine 45%
che insieme danno il GLUTINE, che intrappola i granuli di amido.
LIPIDI
Essi sono circa 1.5-2%. Li troviamo nell’endosperma, nello strato aleuronico e nel germe, e
sono TRIGLICERIDI e FOSFOLIPIDI, GLICOLIPIDI e STEROLI (β-sitosterolo, campesterolo).
Troviamo anche ACIDI GRASSI, che possono essere saturi (acido palmitico) o insaturi (acido
oleico, linoleico, linolenico).
VITAMINE
Troviamo vitamine del gruppo B e vitamina E.
ACQUA
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In genere il contenuto di acqua nel frumento è minore del 14% (tra 9-16%).
MINERALI
Troviamo fosfato di magnesio, potassio, sali di Ca, F, S, Cu, Zn.
FATTORI ANTINUTRIZIONALI
Nel frumento possiamo trovare i fitati, composti antinutrizionali.
ENZIMI
Troviamo α- e β-amilasi, lipasi e proteasi.
Molitura
La molitura consta di 3 fasi: pulitura, condizionamento e macinazione. Lo scopo è allontanare
l’endosperma dal germe e dai tegumenti con la maggior resa possibile, e ridurre la
granulometria.
La legge sugli sfarinati e derivati è il DPR 187/01.
Grano tenero  macinazione  abburattamento  farina di grano tenero
L’abburattamento è una fase di setacciatura per allontanare la crusca dalla farina. Più è basso
il tasso di abburattamento, più raffinata è la farina (perché più povera in ceneri). In genere il
tasso di abburattamento delle farine è:
Farina 00
Farina 0
Farina 1
Farina 2
Farina integrale
50%
72%
80%
85%
100%
L’umidità massima della farina deve essere 14.5%, ma posso vendere anche farine con
un’umidità massima di 15.5%, riportando in etichetta la dicitura umidità massima 15.5%.
Grano duro  macinazione  abburattamento
↓
Semola integrale
↓
Semola, semolato
farina di grano duro
Gli sfarinati di grano duro:
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14.5%
Umidità
Max 1.70% ss
Ceneri
Min 10.5-11.5% ss
Proteine
Pasta
La pasta di semola o di semolato di grano duro sono per definizione i prodotti ottenuto dalla
trafilazione, laminazione ed essiccamento di impasti contenenti semola o semolato e acqua.
In Italia è consentita l’importazione di pasta con farine di grano tenero e semola, ma è da
specificare in etichetta.
Quindi gli ingredienti della pasta sono: semola o semolato, acqua e NaCl massimo 4%.
Le fasi di produzione sono:
impastamento  trafilazione  incartamento  essicamento
 L’impastamento avviene con il 20-30% di acqua; in questa fase si ha la formazione del
glutine; alla fine si ha la gramolatura. Impianti nuovi sostituiscono questa fase e quella
successiva con l’estrusione
 Trafilazione: attraverso uno stampo e il taglio della pasta; può essere fatta in bronzo o in
teflon
 Incartamento ed essiccamento: servono per portare il contenuto di acqua al 12.5%.
L’essiccamento può essere tradizionale (55-60°C per 20 ore) o ad alte temperature (che
può arrivare anche a 130°C per 2 ore). Quest’ultimo garantisce una migliore tenuta in
cottura (gelatinizzazione), ma causa una maggiore perdita di vitamina B a causa delle
reazioni di Maillard.
I limiti per la pasta sono:
•
Umidità 12.5%
•
Acidità 4-6% ss.
I tipi di pasta sono diversi:
 Pasta secca
 Pasta fresca
 Paste speciali
 Paste dietetiche.
© Laila Pansera - 96
Analisi sugli sfarinati
Sugli sfarinati viene eseguito un esame microscopico: sospensione di acqua-sfarinato e
confronto.
Determinazione dell’umidità
Metodo gravimetrico classico (vedi pagina 13).
Determinazione del tenore in ceneri
Vedi pagina 16.
Determinazione del contenuto in proteine – Kjeldhal
Il metodo Kjeldhal viene effettuato su una materia in polvere, con una granulometria <1mm.
Dopo aver eventualmente macinato il campione si procede con:
•
Pesare 0.5 g campione e introdurli nel pallone Kjeldhal, aggiungendo Se, ebollitori e 15
mL di H2SO4.
Mineralizzazione:
•
Introdurre il pallone nell’apparecchio di distillazione e aggiungere H2O e NaOH. Scaldare
all’ebollizione.
Distillazione:
•
Raccolgo l’idrossido di ammonio in una beuta contenente: acido borico 10 mL, acqua 15
mL e 5-6 gocce di indicatore di Tashiro (viola lavanda fino a pH 4.5, verde a pH superiori).
Blocco:
Il colore è verde smeraldo.
•
Titolo con HCl 0.05M fino a viraggio al viola.
Titolazione:
Calcoli:
% azoto sul tal quale =
ml acido x M acido x PM azoto x 100 14 𝑥 0.05 𝑥 14 𝑥 100
=
= 1.96%
g campione x 1000
0.5 𝑥 1000
% azoto sul tal quale
1.96
x 100 =
x 100 = 2.18%
100 − U
100 − 10
Se invece lo voglio esprimere in proteine:
% azoto sul secco =
% proteine sul tal quale = 1.96 x 5.7 = 11.18%
% proteine sul secco = 2.18 x 5.7 = 12.43%.
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Acqua
L’acqua può essere:
 profonda
 di sorgente
 di superficie.
L’inquinamento dell’acqua può essere causato da diversi fattori:
•
fertilizzanti, pesticidi
•
liquami di fogna, detersivi
•
industriali.
A regolamentare l’acqua c’è il Decreto legislativo 152 dell’11/05/1999, che fornisce
disposizioni sulla tutela delle acque dall’inquinamento ed individua i principali inquinanti
chimici da controllare nelle acque dolci superficiali.
L’acqua potabile è quella destinata al consumo umano, sia diretto, sia attraverso le imprese
alimentari. Essa deve essere INNOCUA, USABILE e ACCETTABILE.
Le acque minerali seguono un’altra normativa.
Durezza dell’acqua
Durezza totale: qualunque forma di sali di Ca e Mg in acqua. Si misura in °F, e:
1°F = 1mg di CaCO3 su 10mL di acqua
Durezza temporanea: bicarbonato di Ca e Mg che in seguito a riscaldamento a temperature
maggiori di 80°C precipita e si può allontanare.
Durezza permanente = durezza totale – durezza temporanea.
Acque minerali maturali
Acqua che ha origine da una falda o giacimento sotterraneo, che viene prelevata alla
sorgente. L’acqua minerale deve essere pura quando sgorga dalla sorgente e deve
mantenere una composizione costante nel tempo. Può essere sottoposta a dei trattamenti
con O2, aria arricchita di ozono per allontanare elementi instabili (ferro, zolfo, arsenico,
manganese). È inoltre consentita l’aggiunta o l’eliminazione di CO2.
Ci sono diversi decreti legislativi riguardo l’acqua minerale: una legge del 1992, un decreto
del 2001 e uno del 2003.
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In base al residuo fisso a 180°C, ossia alla quantità di sali disciolti in acqua, suddividiamo
l’acqua in:
•
acque minimamente mineralizzate
•
acque oligominerali
•
acque mineralizzate
•
acque ricche in sali minerali.
Non ci sono limiti per quanto riguarda la presenza di sali e oligoelementi, ma l’acqua deve
avere una composizione costante nel tempo.
Acqua di sorgente
L’acqua di sorgente è particola. Infatti essa per quanto riguarda l’origine deve rispettare i
requisiti delle acque minerali, mentre per quanto riguarda le caratteristiche chimiche, deve
rispettare i requisiti delle acque potabili.
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Cromatografia
La cromatografia permette la separazione e la quantificazione delle componenti presenti in
una matrice complessa.
I componenti di una miscela si separano distribuendosi tra due fasi:
•
una fase stazionaria (un solido o un liquido su supporto solido inerte)
•
una fase mobile (gas o liquido) che fluisce in modo continuo su quella stazionaria.
Nella cromatografia liquida (LC) la fase mobile è un liquido, nella gascromatografia (GC) la
fase mobile è un gas.
Definizioni e formule importanti:
Costante di distribuzione:
caratterizza la separazione.
Selettività: capacità del sistema di riconoscere 2 sostanze in modo da separarle. Essa dipende
da:
•
caratteristiche della fase stazionaria
•
competizione con la fase mobile.
Efficienza: capacità del sistema di mantenere compatte le 2 fasi separate. Essa dipende da:
•
impaccamento della fase stazionaria
•
granulometria delle particelle
•
disomogeneità dei diametri delle particelle.
Capacità: quantità di sostanza che può essere separata. Essa dipende dalla fase stazionaria.
Risoluzione:
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Dove Tr è il tempo di ritenzione e W/2 è la semisomma della base.
Meccanismi di ripartizione
Esistono diversi meccanismi di ripartizione, utilizzati in base alla necessità.
Adsorbimento
Fase stazionaria: lastrine di materiali porosi polari (silice) che interagisce con il soluto con
diverse interazioni
Ripartizione
La fase stazionaria e quella mobile sono 2 liquidi immiscibili. Può essere a fase normale, in
cui la fase stazionaria è polare e quella mobile è apolare, oppure a fase inversa, in cii la fase
stazionaria è apolare e quella mobile polare (usata per il rilevamento di polifenoli).
Esclusione
La fase stazionaria è di silice con porosità regolare. Le particelle più piccole di fase mobile
interagiscono con i pori, quelle più grandi vengono invece trascinate.
Scambio ionico
In questo tipo di meccanismo, avviene uno scambio di controioni tra la fase stazionaria e il
campione.
Affinità
Qui ci sono delle interazioni specifiche tra le molecole della fase stazionaria e quelle del
campione.
HPLC e gascromatografo
I 2 principali metodi di cromatografia sono l’HPLC e la gascromatografia. Che vediamo nello
specifico.
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