Il frumento, con le sue caratteristiche chimico-fisiche,
nutrizionali e tecnologiche, è il responsabile della struttura,
della consistenza nonché del sapore della pasta. La lavorazione
svolta dalle mani o dalle macchine impastatrici permette di ottenere
un impasto omogeneo in ogni punto.
Le proteine si distendono formando dei filamenti tenuti assieme da legami idrogeno e ponti disolfuro, e il glutine assume una struttura sempre più ordinata, un tessuto le cui maglie imbrigliano granuli di amido e bolle d'aria.
Le proteine si distendono formando dei filamenti tenuti assieme da legami idrogeno e ponti disolfuro, e il glutine assume una struttura sempre più ordinata, un tessuto le cui maglie imbrigliano granuli di amido e bolle d'aria.
Ma vediamo qual è la struttura chimica
dell'impasto e della pasta. Il parametro principale per la stima
della qualità della semola è sicuramente la concentrazione delle
proteine di riserva, in particolare globuline e prolammine.
Si tratta di proteine idrofobiche (per lo più solubili in miscele di alcool e acqua) che costituiscono un'importante fonte di amminoacidi essenziali, tra cui la metionina. Le globuline svolgono un ruolo marginale, comunque necessario, nella formazione dell'impasto.
Le prolammine (gliadine e glutenine), invece, che rappresentano il 50-60% del contenuto proteico totale, sono ricche in residui di cisteina con gruppi tiolici liberi (-SH) e ponti disolfuro (RS-SR). [inline: 2= Immagine - 2 - A. Gliadine e glutenine prima dell'impasto; B. Glutine e formazione di anse con gruppi (RS-SR)] Immagine - 2 - A. Gliadine e glutenine prima dell'impasto; B. Glutine e formazione di anse con gruppi (RS-SR).
Si tratta di proteine idrofobiche (per lo più solubili in miscele di alcool e acqua) che costituiscono un'importante fonte di amminoacidi essenziali, tra cui la metionina. Le globuline svolgono un ruolo marginale, comunque necessario, nella formazione dell'impasto.
Le prolammine (gliadine e glutenine), invece, che rappresentano il 50-60% del contenuto proteico totale, sono ricche in residui di cisteina con gruppi tiolici liberi (-SH) e ponti disolfuro (RS-SR). [inline: 2= Immagine - 2 - A. Gliadine e glutenine prima dell'impasto; B. Glutine e formazione di anse con gruppi (RS-SR)] Immagine - 2 - A. Gliadine e glutenine prima dell'impasto; B. Glutine e formazione di anse con gruppi (RS-SR).
Queste caratteristiche
strutturali sono responsabili delle proprietà reologiche
dell'impasto, e cioè della sua viscosità ed elasticità . Gliadine e
glutenine sono separate nella farina.
Ma quando alla farina viene aggiunta l'acqua per ottenere l'impasto, esse si uniscono e modificano la loro forma dando origine ad una nuova proteina, il glutine. È questo il composto essenziale per la produzione della pasta, ma anche del pane e dei suoi derivati, i cosiddetti "prodotti da forno".
La formazione del glutine è un fenomeno molto complesso, che vede coinvolti numerosi fattori.
Innanzitutto l'aggiunta di acqua consente alle proteine di idratarsi fortemente assumendo una nuova disposizione tridimensionale, in cui le zone idrofiliche sono esposte all'esterno verso il solvente, mentre quelle idrofobiche sono rivolte verso l'interno.
In questo modo le singole catene proteiche possono interagire tra loro. Le molecole d'acqua si legano alle proteine, rompendo alcuni legami preesistenti e formandone di nuovi.
La seconda condizione essenziale perché possa formarsi il glutine è la somministrazione di energia meccanica con l'impastamento, che permette all'acqua di distribuirsi in modo uniforme tra le particelle di farina, mentre le proteine, avvicinandosi tra loro, possono agganciarsi formando ponti disolfuro. Le gliadine sono in grado di deformarsi ed estendersi, grazie alle loro proprietà viscose; le glutenine al contrario si oppongono alla deformazione, assicurando elasticità e tenacità .
Ne risulta che il glutine è deformabile ma, al tempo stesso, tenace. La sua elasticità è dovuta alle anse derivanti dalla formazione di ponti disolfuro e dal conseguente ripiegamento delle molecole proteiche. La lavorazione svolta dalle mani o dalle macchine impastatrici permette di ottenere un impasto omogeneo in ogni punto. Le proteine si distendono formando dei filamenti tenuti assieme da legami idrogeno e ponti disolfuro, e il glutine assume una struttura sempre più ordinata, un tessuto le cui maglie imbrigliano granuli di amido e bolle d'aria.
L'impasto, a sviluppo completo, perde l'iniziale vischiosità per divenire soffice e vellutato al tatto, e deformabile in un film sottilissimo, senza subire strappi o rotture.
Un altro fattore importante per la formazione dell'impasto è il controllo dell'attività amilasica.
L'aggiunta di acqua alla farina, combinata all'azione di rimescolamento durante l'impasto, avviano immediatamente l'attività idrolitica degli enzimi amilasi. Questi scindono l'amido liberando zuccheri semplici, i quali si posizionano sulla superficie dell'impasto. Il risultato è una pasta collosa, di consistenza sgradevole. Questo inconveniente può essere evitato seguendo degli accorgimenti durante la lavorazione, che consistono nel modulare opportunamente l'azione meccanica, la quantità di acqua aggiunta e la temperatura dell'impasto.
Ma quando alla farina viene aggiunta l'acqua per ottenere l'impasto, esse si uniscono e modificano la loro forma dando origine ad una nuova proteina, il glutine. È questo il composto essenziale per la produzione della pasta, ma anche del pane e dei suoi derivati, i cosiddetti "prodotti da forno".
La formazione del glutine è un fenomeno molto complesso, che vede coinvolti numerosi fattori.
Innanzitutto l'aggiunta di acqua consente alle proteine di idratarsi fortemente assumendo una nuova disposizione tridimensionale, in cui le zone idrofiliche sono esposte all'esterno verso il solvente, mentre quelle idrofobiche sono rivolte verso l'interno.
In questo modo le singole catene proteiche possono interagire tra loro. Le molecole d'acqua si legano alle proteine, rompendo alcuni legami preesistenti e formandone di nuovi.
La seconda condizione essenziale perché possa formarsi il glutine è la somministrazione di energia meccanica con l'impastamento, che permette all'acqua di distribuirsi in modo uniforme tra le particelle di farina, mentre le proteine, avvicinandosi tra loro, possono agganciarsi formando ponti disolfuro. Le gliadine sono in grado di deformarsi ed estendersi, grazie alle loro proprietà viscose; le glutenine al contrario si oppongono alla deformazione, assicurando elasticità e tenacità .
Ne risulta che il glutine è deformabile ma, al tempo stesso, tenace. La sua elasticità è dovuta alle anse derivanti dalla formazione di ponti disolfuro e dal conseguente ripiegamento delle molecole proteiche. La lavorazione svolta dalle mani o dalle macchine impastatrici permette di ottenere un impasto omogeneo in ogni punto. Le proteine si distendono formando dei filamenti tenuti assieme da legami idrogeno e ponti disolfuro, e il glutine assume una struttura sempre più ordinata, un tessuto le cui maglie imbrigliano granuli di amido e bolle d'aria.
L'impasto, a sviluppo completo, perde l'iniziale vischiosità per divenire soffice e vellutato al tatto, e deformabile in un film sottilissimo, senza subire strappi o rotture.
Un altro fattore importante per la formazione dell'impasto è il controllo dell'attività amilasica.
L'aggiunta di acqua alla farina, combinata all'azione di rimescolamento durante l'impasto, avviano immediatamente l'attività idrolitica degli enzimi amilasi. Questi scindono l'amido liberando zuccheri semplici, i quali si posizionano sulla superficie dell'impasto. Il risultato è una pasta collosa, di consistenza sgradevole. Questo inconveniente può essere evitato seguendo degli accorgimenti durante la lavorazione, che consistono nel modulare opportunamente l'azione meccanica, la quantità di acqua aggiunta e la temperatura dell'impasto.
Abbiamo già accennato che la pasta
alimentare è un derivato amidaceo dei cereali, in particolare del
grano duro; si tratta di alimenti ad alta densità energetica (circa
350kcal/100g per quella secca) con prevalenza glucidica (circa 87%
dell'energia, essenzialmente amidi), la cui frazione risulta
proporzionale al grado di raffinazione della farina.
Il tenore proteico è modesto (circa 12% dell'energia) e caratterizzato da peptidi con medio valore biologico, alcuni dei quali potenzialmente oggetto di intolleranza alimentare (proteina glutine – vedi celiachia); il contenuto di lipidi totali è trascurabile (circa 1% dell'energia), così come quello di acidi grassi essenziali e vitamine liposolubili. L'apporto di vitamine idrosolubili è inversamente proporzionale al grado di raffinazione della farina (soprattutto per la Niacina - vit. PP) così come quello di sali minerali (soprattutto per il magnesio - Mg). L'apporto di fibra è insufficiente per la pasta alimentare raffinata, mentre raggiunge livelli soddisfacenti per quella integrale (sebbene risulti caratterizzata da una prevalenza di composti non-solubili).
Il tenore proteico è modesto (circa 12% dell'energia) e caratterizzato da peptidi con medio valore biologico, alcuni dei quali potenzialmente oggetto di intolleranza alimentare (proteina glutine – vedi celiachia); il contenuto di lipidi totali è trascurabile (circa 1% dell'energia), così come quello di acidi grassi essenziali e vitamine liposolubili. L'apporto di vitamine idrosolubili è inversamente proporzionale al grado di raffinazione della farina (soprattutto per la Niacina - vit. PP) così come quello di sali minerali (soprattutto per il magnesio - Mg). L'apporto di fibra è insufficiente per la pasta alimentare raffinata, mentre raggiunge livelli soddisfacenti per quella integrale (sebbene risulti caratterizzata da una prevalenza di composti non-solubili).
Sitografia
What do you see in this photo? Don't you know? We tell you ... we have enlarged under the microscope (1500x) a short Italian Fusillo of durum wheat drawn by bronze.
Wheat, with its chemical-physical, nutritional and technological characteristics, is responsible for the structure, consistency and flavor of the pasta. The processing carried out by the hands or by the kneading machines allows to obtain a homogeneous dough in every point.
The proteins relax by forming filaments held together by hydrogen bonds and disulfide bridges, and gluten takes on an increasingly orderly structure, a fabric whose meshes harness starch granules and air bubbles.
But let's see what the chemical structure of the dough and pasta is. The main parameter for estimating the quality of the semolina is certainly the concentration of the reserve proteins, in particular globulins and prolamines.
These are hydrophobic proteins (mostly soluble in alcohol and water mixtures) which constitute an important source of essential amino acids, including methionine. Globulins play a marginal role, however necessary, in the formation of the dough.
The prolamines (gliadins and glutenins), on the other hand, which represent 50-60% of the total protein content, are rich in cysteine residues with free thiol groups (-SH) and disulfide bridges (RS-SR). [inline: 2 = Image - 2 - A. Gliadine and glutenins before the dough; B. Gluten and formation of loops with groups (RS-SR)] Image - 2 - A. Gliadine and glutenins before the dough; B. Gluten and formation of loops with groups (RS-SR).
These structural characteristics are responsible for the rheological properties of the dough, that is, its viscosity and elasticity. Gliadine and glutenins are separated in the flour.
But when water is added to the flour to obtain the dough, they combine and change their shape giving rise to a new protein, gluten. This is the essential compound for the production of pasta, but also of bread and its derivatives, the so-called "baked goods".
The formation of gluten is a very complex phenomenon, which involves numerous factors.
First of all, the addition of water allows the proteins to hydrate strongly assuming a new three-dimensional arrangement, in which the hydrophilic areas are exposed to the outside towards the solvent, while the hydrophobic ones are turned towards the inside.
In this way the individual protein chains can interact with each other. Water molecules bind to proteins, breaking some existing bonds and forming new ones.
The second essential condition for gluten to form is the administration of mechanical energy with kneading, which allows water to distribute evenly among the flour particles, while the proteins, approaching each other, can engage forming disulfide bridges. Gliadins are able to deform and extend, thanks to their viscous properties; on the contrary, glutenins oppose deformation, ensuring elasticity and toughness.
As a result, gluten is deformable but, at the same time, tenacious. Its elasticity is due to the loops deriving from the formation of disulfide bridges and the consequent folding of the protein molecules. The processing carried out by the hands or by the kneading machines allows to obtain a homogeneous dough in every point.
The proteins relax by forming filaments held together by hydrogen bonds and disulfide bridges, and gluten takes on an increasingly orderly structure, a fabric whose meshes harness starch granules and air bubbles.
The fully developed dough loses its initial stickiness to become soft and velvety to the touch, and deformable into a very thin film, without undergoing tearing or breaking.
Another important factor for the formation of the dough is the control of the amylase activity.
The addition of water to the flour, combined with the mixing action during the dough, immediately start the hydrolytic activity of the amylase enzymes. These split the starch freeing simple sugars, which are positioned on the surface of the dough. The result is a sticky paste with an unpleasant consistency. This drawback can be avoided by following the precautions during processing, which consist in suitably modulating the mechanical action, the quantity of water added and the temperature of the mix.
We have already mentioned that pasta is a starchy derivative of cereals, in particular durum wheat; these are high energy density foods (about 350kcal / 100g for the dry one) with a carbohydrate prevalence (about 87% of the energy, essentially starches), whose fraction is proportional to the degree of refining of the flour.
The protein content is modest (about 12% of energy) and characterized by peptides with medium biological value, some of which potentially subject to food intolerance (gluten protein - see celiac disease); the total lipid content is negligible (about 1% of the energy), as well as that of essential fatty acids and fat-soluble vitamins. The intake of water-soluble vitamins is inversely proportional to the degree of refining of the flour (especially for Niacin - Vit. PP) as well as that of mineral salts (especially for magnesium - Mg). The fiber intake is insufficient for refined pasta, while it reaches satisfactory levels for wholemeal pasta (although it is characterized by a prevalence of non-soluble compounds).
Sources
