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REAZIONI DI ALTERAZIONE NEGLI ALIMENTI (CHIMICO- FISICHE (Fasi del…
REAZIONI DI ALTERAZIONE
NEGLI ALIMENTI
ENZIMATICHE
DANNO ENZIMATICO
Variazioni di colore
Sono generalmente delle reazioni catalizzate da ossidasi. Esse possono provocare la comparsa di imbrunimenti o la decolorazione di pigmenti (es. clorofille, carotenoidi, ecc.)
Polifenolossidasi (Sono gli enzimi responsabili della comparsa di imbrunimenti in frutti e vegetali che abbiano subito danni all’integrità dei tessuti (pelatura, taglio, ecc.).
Variazioni di consistenza
Sono in genere reazioni idrolitiche a carico dei polisaccaridi
Produzione di off-flavours
Possono essere sia reazioni idrolitiche, sia di tipo ossidativo a carico dei lipidi
LIPASI e LIPOOSSIGENASI
Variazioni del potere nutrizionale
Fattori in grado di influenzare la velocità delle reazioni enzimatiche indesiderate
TEMPERATURA
Basse temperature : gli enzimi mantengono la loro attività
catalitica anche a temperature molto basse (-15°C ; -20°C). A queste temperature le reazioni saranno molto lente ma comunque non trascurabili.
Alte temperature : trattamenti condotti a temperature superiori
a 80° C provocano la denaturazione degli enzimi con perdita della loro attività
pH : ogni enzima presenta un pH ottimale per la propria attività catalitica. Esso in genere è vicino alla neutralità. E’ possibile inibire le reazioni indesiderate abbassando il
pH (es. uso di a. citrico).
Aw : l’acqua è il mezzo solvente indispensabile per far avvenire una reazione enzimatica. L’acqua può costituire talvolta anche un prodotto di reazione.
Rimozione dei substrati : in alcuni casi per inibire la reazione
enzimatica si può rimuovere uno dei due reagenti. Questo può essere facilmente effettuato per le reazioni
ossidative ove l’O2 è indispensabile per far avvenire la reazione.
Uso di additivi :
Per l’imbrunimento enzimatico SO2 (PPO)
Per l’irrancidimento idrolitico Antibiotici
(Lipasi)
Per l’idrolisi delle pectine Nessuno
MICROBIOLOGICHE
FATTORI PREDISPONENTI LE
ALTERAZIONI MICROBICHE
1 - Caratteristiche fisiche e chimiche dell’alimento
pH: Batteri pH>4,0
Lieviti 2,5<pH<8,5
Muffe 2,0<pH<9,0
pH = 4,5 -. Sotto tale valore non crescono microrganismi patogeni
Potenziale di ossidoriduzione
Microrganismi aerobi stretti (maggior parte delle muffe)
Microrganismi anaerobi stretti
Microrganismi anaerobi facoltativi
Microrganismi microaerofili
Attività dell’acqua (aw)
Batteri aw>0,91
Lieviti aw>0,88
Muffe aw>0,80
Batteri alofili aw>0,75
Muffe xerofile aw>0,65 Lieviti osmofili aw>0,6
3 - Condizioni ambientali
L’umidità ambientale:
Temperatura di magazzinaggio
L’atmosfera ambientale:
2 - Trattamenti
Modificazione caratteri chimico-fisici
1) Modificazione pH (acidificazione, fermentazione)
2) Riduzione aw (disidratazione)
Trattamenti termici
Pastorizzazione/sterilizzazione - A seconda del pH
Basse temperature
1) Refrigerazione - Riduzione dello sviluppo - Criofili
2) Congelamento - Blocco dello sviluppo microbico
Natura e caratteri delle specie presenti
CHIMICO- FISICHE
Le reazioni di imbrunimento non enzimatico
Cambiamenti indotti negli alimenti dalle reazioni
di imbrunimento non enzimatico
Variazioni di colore
Variazioni di aroma
Riduzione del contenuto di alcuni nutrienti (es. aminoacidi essenziali, vitamina C, tiamina, ecc.)
Formazione di composti con attività antiossidante
Formazione di composti con attività mutagena (es. imidazochinoline nei prodotti carnei)
la NEB è desiderata:
nei trattamenti di cottura, frittura, tostatura, ecc.
La NEB è indesiderata:
nei trattamenti stabilizzanti (pastorizzazione, sterilizzazione), concentrazione, essiccamento, ecc.
Caramellizzazione: coinvolge esclusivamente gli zuccheri
Reazione di Maillard: coinvolge zuccheri e composti aminici
LA REAZIONE DI MAILLARD
ZUCCHERI RIDUCENTI + AMINOACIDI
REAZIONE DI MAILLARD CARAMELLIZZAZIONE COMPOSTI DI AMADORI
PRODOTTI DI FISSIONE HMF COMPOSTI RIDUCENTI
Degradazione di Strecker
ALDEIDI AMMINE
MELANOIDINE
Fattori influenzanti l’imbrunimento
non enzimatico
Natura degli zuccheri riduttori
Pentosi>Esosi (fruttosio>glucosio)>disaccaridi
La temperatura
la NEB è una reazione favorita da alte temperature, in quanto molte delle sue reazioni hanno alta Ea.
Attività dell’acqua
La velocità massima si osserva per aw intermedie (0,55-0,75).
pH
Gli effetti del pH sono complessi, perché ciascuna delle reazioni ha un suo pH ottimale: da 6 a 8 per la condensazione di Maillard, vicino a 7 per il riassestamento di Amadori, 5,5 per la degradazione delle chetosamine.
Valutazione dell’imbrunimento
non enzimatico
Misure spettrofotometriche (i campioni devono essere limpidi e privi di torbidità)
a 420nm
Prevenzione dell’imbrunimento
non enzimatico
Eliminazione dei substrati
Abbassamento del pH
Controllo della temperatura e dell’umidità
Agenti inibitori
Prevenzione dell’imbrunimento
non enzimatico
Eliminazione dei substrati
Abbassamento del pH
Controllo della temperatura e dell’umidità
Agenti inibitori
Fasi del processo di ossidazione lipidica
INDUZIONE RH R• + H •
2) PROPAGAZIONE
R• + O ROO•
ROO• + RH ROOH + R•
ROOH RO• + OH•
RH + OH• R• + HO
3) TERMINAZIONE
2R• R-R
2R• R-O-O-R
ROO• + R• ROOR
A questo punto solo gli antiossidanti
ROO • + AH ROOH + A•
A• + A• A
Effetti dell’acqua sull’ossidazione dei lipidi
Effetto antiossidante
Azione pro-ossidante
Fattori in grado di influire sulla velocità di ossidazione
Fattori compositivi : gli acidi grassi insaturi si ossidano più
velocemente di quelli saturi
Parametri chimico-fisici : attività dell’acqua
Parametri fisici : - luce
temperatura (di processo e di conservazione)
grado di dispersione della frazione lipidica
disponibilità di O2
Misura dell’ossidazione dei grassi
Misura O2 consumato : analisi gas-cromatografica dello spazio di
testa . Metodo polarografico
Misura numero di perossidi : Determinazione volumetrica. Pos-
sibili interferenze con i prodotti della reazione di Maillard.
T E A (a. tiobarbiturico) : dosa l’aldeide malonica e altre aldeidi.
Misura spettrofotometrica = 532