La chimica in cucina

Continua l’appuntamento mensile con il Carnevale della Chimica, per la quinta puntata, il tema è decisamente appetibile, si tratta infatti di “La chimica in cucina“, un tema interessante e che abbiamo già trattato in diverse occasioni anche su Nutrimenti. Basta pensare alle reazioni chimiche che avvengono negli alimenti sia mentre li cuciniamo, sia quando li trattiamo per poterli conservare. Modificazioni composizionali chimiche possono anche spiegare i successi e i fallimenti nell’elaborazione di numerose ricette. Pensiano anche ad argomenti legati alla composizione degli alimenti, al destino dei nutrienti durante la digestione e assorbimento, quali effetti hanno sul metabolismo. Chi ha intenzione di partecipare dovrà inviare la segnalazione del post a Paolo Pascucci, curatore del blog questionedelladecisione.blogspot.com. Il termine ultimo il 21 maggio (massimo il 22 mattina). Noi ci saremo!

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Lo sciroppo di glucosio-fruttosio

derrivati del mais

Magari guardando un campo di mais non vi vengono in mente subito l’amido, l’etanolo, vitamine e altre molecole come lisina, triptofano e dolcificanti come fruttosio e sciroppo di glucosio-fruttosio. Sono solo alcuni derivati del mais insieme ai mangimi e all’olio. La produzione di maltodestrine e di vari tipi di sciroppo di mais ad alto contenuto in fruttosio (HFCS) a partire dall’amido di mais, potrebbe essere definito uno dei più grandi successi nel settore dell’industria saccarifera degli ultimi decenni.

Qualche cenno storico. Nel 1811 il chimico russo G.S.C. Kirchoff scoprì un processo per produrre destrosio e altri dolcificanti utilizzando l’amido di patata sottoposto a una soluzione debole di acido solforico. Negli Stati Uniti questo metodo fu adattato all’amido di mais a metà del 1800 e i primi impianti furono costruiti a Buffalo, New York, nel 1866. Oltre all’acido solforico, l’amido può essere idrolizzato anche utilizzando acido cloridrico.
A proposito di acidi inorganici e di acido cloridrico, abbiamo sentito già parlare a proposito dell’inchiesta sul vino di qualche giorno fa, ricordate?

L’drolisi dell’amido di mais utilizzando acidi inorganici, proseguì fino al 1967, quando si iniziarono ad usare anche degli enzimi. Questo permise di abbreviare notevolmente i tempi di lavorazione che all’inizio richiedeva numerosi giorni.

Il 1970 è una data importante perchè è l’anno in cui si iniziò a diffondere l’impiego dell’amido di mais e derivati, nell’industria alimentare. L’amido veniva elaborato e raffinato dal mais utilizzando una serie di tappe che includevano la macerazione, la macinazione e successivi processi di separazione.

Gli enzimi utilizzati per idrolizzare l’amido sono diversi: l’alfa amilasi permette di ottenere sciroppi con un contenuto di circa 10-20% di glucosio. Un ulteriore trattamento con l’enzima gluco-amilasi porta a rese del 93-96% di glucosio. Con processi simili si ottengono anche maltodestrina e destrosio. L’alfa-amilasi è prodotta a livello industriale utilizzando una specie batterica (Bacillus sp.) mentre per la gluco-amilasi si utilizza una specie fungina: l’Aspergillus.

L’utilizzo dell’enzima gluco-amilasi iniziato negli anni quaranta ha permesso di ottenere sciroppi con una percentuale elevata di glucosio. Tuttavia alcuni aspetti ne hanno impedito una ampia utilizzazione come dolcificante per l’ industria e sostituto dello zucchero. Il glucosio ha infatti una dolcezza circa il 70% se confrontato con il saccarosio. Il Fruttosio è del 30% più dolce del saccarosio ed è piu’ solubile.

Il progredire delle tecnologie alimentari e l’uso di enzimi immobilizzati, tra cui la glucosio isomerasi, hanno portato alla commercializzazione di sciroppi di mais ad alto contenuto di fruttosio (HFCS). Per molti scopi, uno sciroppo di fruttosio al 42% è piu’ che soddisfacente per l’uso alimentare, ma non soddisfa alcuni criteri di qualità dei produttori di bibite. Per le cole, è richiesto uno sciroppo con circa il 55% di fruttosio. E’ per questo che sono stati messi a punto altri processi (cromatografia su colonne di zeoliti o resine a scambio cationico) per permettere di avere sciroppi a concentrazioni piu’ elevate di fruttosio e separare altri componenti. Gli sciroppi di mais ad alto contenuto in fruttosio sono classificati in base alla sua concentrazione (42%, 55%, 90%).

Le compagnie che controllano l’85% del mercato e del business degli sciroppi di mais si contano sulle dita di una mano: l’ Archer Daniels Midland, la Cargill, la Staley Manufacturing Co. e la CPC International.

Lo sciroppo di glucosio-fruttosio prodotto utilizzando amido di mais e enzimi, può essere etichettato come un dolcificante naturale? la battaglia che ha coinvolto raffinatori di mais da una parte e associazioni di consumatori dall’altra, ha portato alla decisione della Food Drug Administration (FDA). Sebbene glucosio e fruttosio esistano in natura, la produzione degli sciroppi a partire dall’amido, e l’ uso di acidi inorganici e/o enzimi, ha portato la FDA ad esprimere un parere negativo.

Altri prodotti derivati dal mais? basta dare uno sguardo al sito della Corn.org, e guardate qui.

Troviamo lo sciroppo di glucosio-fruttosio in molti prodotti alimentari (dolci, cereali, biscotti, snacks e yogurth,sport drinks,ketchup…ecc…) e come mostra il grafico, i consumi di questo dolcificante sono notevolmente aumentati.

Sui dati contrastanti del consumo di fruttosio e di HFCS sul metabolismo glucidico e se siano in qualche modo coinvolti nella insorgenza di patologie dismetaboliche, parleremo prossimamente.

consumo di dolcificanti negli USA

Da leggere: HFCS facts, Nutraingredients, Corn.org.