Cereali: Aspetti Generali e Composizione Chimica

Aspetti Generali dei Cereali

• I cereali comprendono diverse specie appartenenti alla famiglia delle Graminacee.
• La coltivazione dei cereali è prevalentemente indirizzata alla produzione di cariossidi, ricche di amido e fonte di calorie per la dieta umana.
• Altri semi di famiglie come Poligonacee e Chenopodiaceae, definiti pseudo-cereali, sono utilizzati per l'alto tenore di amido.
• Si distinguono cereali maggiori (frumento, riso, maiscereali) e minori (avena, orzo, segale, miglio e sorgo), oltre agli pseudo-cereali.
• I principali cereali coltivati sono frumento (duro e tenero), riso, mais, orzo, avena, segale, sorgo e miglio.
• Frumenti, orzo, avena e segale sono cereali microtermi, adatti a climi con basse esigenze termiche e coltivati in Italia con ciclo autunno-primaverile.
• Riso, mais, sorgo e miglio sono cereali macrotermi, che richiedono alte temperature e crescono nel periodo primaverile-estivo.

Composizione Chimica dei Cereali

• I valori medi di proteine, carboidrati (amido), lipidi, fibra e ceneri variano tra i diversi tipi di cereali (g/100g di sostanza secca).

Il Frumento

• Il frumento è una delle principali risorse alimentari a livello mondiale, con una produzione di circa 600 milioni di tonnellate, rappresentando il 30% della produzione mondiale di cereali e il 17% degli scambi internazionali di prodotti agricoli.
• Il frumento è destinato per il 75% all'alimentazione umana, al 15% all'alimentazione animale e il restante per usi non alimentari.
• Esistono due principali tipi di frumento: T. aestivum (tenero), diffuso in aree fresche e temperate, e T. durum (duro), adattato ai climi caldo-aridi del Mediterraneo.

Struttura del Cereale

• La cariosside comprende il pericarpo, il cruscalo, lo strato aleuronico, l'endosperma (mandorla farinosa o albume con amido) e il germe o embrione.
• I cereali sono ricchi di amido (60-80%) e svolgono una funzione energetica.
• La struttura del cereale comprende acqua (8-18%), glucidi (60-70% amido), proteine (10-18%), lipidi (2%), sali minerali (1,5-2%) e vitamine (tracce).
• Il glutine si forma dall'unione di gliadina e glutenina e ha basso valore biologico per la carenza di lisina.

Glutine

• Il glutine è un complesso proteico viscoelastico costituito da gliadine e glutenine, associate tramite legami covalenti e non covalenti, e interazioni idrofobiche.
• È composto per il 75-85% da proteine, 5-7% da lipidi, 5-10% da amido e 5-8% da acqua.
• Il glutine si forma solo con l'idratazione della semola/farina durante la preparazione dell'impasto.

Glutine e Celiachia

• Il glutine è responsabile del morbo celiaco o celiachia, un'enteropatia data da intolleranza permanente al glutine.
• L'assunzione di alimenti con glutine provoca una risposta immunitaria nell'intestino tenue nei celiaci, causando infiammazione cronica e scomparsa dei villi intestinali.

Trasformazione del Frumento in Sfarinati

• Le fasi della trasformazione includono pulitura, condizionamento, macinazione e setacciamento.

Macinazione

• Una corretta conservazione è essenziale per prevenire infestazioni e la produzione di micotossine.
• La macinazione è una serie di rotture progressive dei chicchi con setacciature, per separare crusca, cruschello e tritello.
• Le tappe della macinazione includono rottura, rimacina, svestimento e abburattamento (passaggi attraverso setacci).
• Dalla molitura delle cariossidi di grano si ottengono gli sfarinati.

Pane

• Il pane è un alimento antico ottenuto dalla cottura di un impasto di farina, acqua e lievito.
• Se fatto solo con questi tre ingredienti, il pane è definito "comune"; se si aggiungono altri ingredienti, il pane è denominato "speciale".
• Il pane comune è classificato in base alla farina utilizzata: tipo 00, 0 o di semola, indicando l'uso di farine corrispondenti o semola di grano duro.
• Le principali operazioni del processo di panificazione sono: impastamento, prima lievitazione, formatura, seconda lievitazione, cottura, raffreddamento e condizionamento.

Impastamento

• L'impastamento forma una pasta liscia, omogenea e tenace a partire da farina e acqua.
• L'acqua (40-65 parti per 100 di farina) idrata i granuli di amido, permette la formazione del glutine, e regola l'attività enzimatica.
• L'aggiunta di grassi (almeno 4,5% della materia grassa totale) lubrifica, stabilizza le bolle d'aria, e aumenta la conservabilità rallentando la migrazione dell'acqua.

Impastamento-fermentazione

• La fermentazione ha il duplice scopo di far lievitare l'impasto grazie all'anidride carbonica e di produrre acidi organici e gas che contribuiscono al gusto e all'aroma del pane.
• Il lievito Saccharomyces cerevisiae viene normalmente usato in panificazione.
• In anaerobiosi, i lieviti trasformano il glucosio in etanolo e anidride carbonica, producendo anche acidi organici, alcoli superiori ed esteri.

Formatura e cottura

• La formatura consiste nel dare la forma desiderata alla pasta.
• La durata della cottura varia in base al formato del pane.
• Durante la cottura, la struttura glutinica si irrigidisce, conferendo forma e volume al pane.
• L'alcool formatosi durante la fermentazione evapora.
• La temperatura della mollica raggiunge progressivamente i 90°C, mentre quella della crosta arriva a 250°C.
• Gli enzimi nella mollica si inattivano (l'alfa amilasi è distrutta a 70°C), l'amido si gelatinizza tra i 65 e gli 80°C e le proteine coagulano tra i 70 e i 90°C.
• La crosta comincia a formarsi verso i 90°C, con la reazione di Maillard che conferisce il colore caratteristico.

Valore Nutritivo del Pane

• È un alimento energetico ricco di amido.
• Contiene proteine, ma incomplete.
• La quantità di lipidi è ridotta, tranne nei pani speciali con grassi aggiunti.
• Il pane integrale è ricco di sali minerali, vitamine e fibra.
• Ha un rapporto Ca/P non ottimale.
• È un alimento rachitogeno.

Tuberi

• Insieme ai cereali, appartengono al III gruppo degli alimenti e necessitano di cottura per essere commestibili.
• Sono alimenti vegetali ricavati da agricoltura o raccolta di piante spontanee.
• I tuberi, nell'alimentazione umana, svolgono una funzione energetica grazie ai carboidrati complessi, e apportano sali minerali e vitamine idrosolubili.
• Localizzati nella porzione inferiore del tronco, perlopiù sotto terra, sono poche le specie che si sviluppano allo scoperto.
• Tra quelli commestibili, le patate sono note, ma anche il topinambur è diffuso.

Patate

• Ricche di carboidrati complessi forniscono meno energia dei ceriali secchi e della pasta.
• Sono commestibili solo cotte; crude o germogliate possono contenere livelli tossici di solanina.
• Contengono ottimi livelli di vitamina Ce diverse tipologie di provitamine A (quelle a pasta rossa).
• L'energia è fornita principalmente da carboidrati complessi, seguiti da proteine e lipidi.
• Abbondanti in fibre, prive di colesterolo, glutine, lattosio ed istamina.
• Buone fonti di acido ascorbico (vitamina C) e acido folico (perduti durante la cottura), provitamine A o carotenoidi (soprattutto le rosse), e niacina (vit PP o B3).
• Ricche in potassio e zinco.

Topinambur

• Il topinambur (Helianthus tuberosus) è meno diffuso delle patate.
• Ha un apporto energetico inferiore rispetto alle patate, ma è ricco di inulina (una fibra alimentare) e inferiore in amido.
• I tuberi sono porzioni di piante per conservare le riserve energetiche (amido e/o inulina), hanno una prevalente funzione energetica (grazie all'amido), prebiotica e sostengono la flora batterica intestinale (in virtù della presenza di inulina).

Tuberi e Inulina

• L'inulina dei tuberi è un polimero di fruttosio non digeribile dagli enzimi digestivi umani.

• I bifidobatteri intestinali ne traggono nutrimento, promuovendo la funzione prebiotica.

• L'inulina è una fibra viscosa che favorisce la gelificazione delle feci, facilitando il transito intestinale.

• I sali minerali dei tuberi includono potassio, zinco e selenio; le patate contengono niacina (vit PP) e acido ascorbico (vit. C - in gran parte persa con la cottura).