La gelatinizzazione degli amidi

Oggi vorrei parlarvi di un processo fisico fondamentale nella alimentazione umana: la gelatinizzazione degli amidi. Il fenomeno della gelatinizzazione consiste nella disorganizzazione dei granuli d’amido in ambiente acquoso, a un’idonea temperatura, tra 50 e 70°C a seconda dell’origine vegetale dell’amido. In poche parole si passa da una struttura ordinata e in parte cristallina ad una struttura disordinata.

Per capire a pieno questo argomento e le sue implicazioni, è necessario fare un piccolo passo indietro e parlarvi di questo zucchero di cui così tanto spesso sentiamo parlare.

L’amido

L’amido è un polisaccaride molto complesso costituito da polimeri insolubili di glucosio tipico della cellula vegetale,e quindi presente nei semi dei cereali e nelle farine da essi derivati. L’amido è un deposito di glucosio localizzato nel cloroplasto in forma di GRANULI.

Il granulo d’amido è costituito da due tipi di polimeri con struttura e caratteristiche chimico-fisiche molto differenti, anche se entrambi basati sulla struttura dell’α ( 1-4) glucano: l’amilosio e l’amilopectina. Con il termine amilosio intendiamo semplici catene lineari di α (1-4) glucano che rappresentano una componente minoritaria ( 20%) del granulo d’amido. Viceversa l’amilopectina, la componente maggioritaria, è un polimero ramificato del glucosio, costituto da lunghe catene di monomeri legati da legami α(1-4) glicosidici,su cui ogni 20-25 residui di glucosio si inserisce regolarmente una catena laterale mediante legami α(1-6).

La distribuizione delle ramificazione non è casuale, ma tale da consentire la formazione di doppie eliche tra coppie di catene lineari lunghe mediamente 20 monomeri. A loro volta le doppie eliche interagiscono tra loro a fomare delle lamelle cristalline che si alternano a lamelle amorfe più sottili, nelle quali sono concentrate le ramificazioni. L’associazione regolare di lamelle cristalline e amorfe genera uno strato semicristallino che costituisce una sfera cava. Il granulo d’amido è formato da una successione di sfere cave, semicristalline e concentriche, separate da materiale amorfo parzialmente idratato.

A temperatura ambiente questi granuli sono insolubili e difficilmente attaccabili dagli enzimi digestivi.

Per diventare digeribili, i granuli d’amido devono essere portati a temperature elevate (50-70 °C) in ambiente acquoso. In queste condizioni i granuli d’amido si idratano e si rigonfiano moltiplicando di circa 20-30 volte il loro volume. Il processo di gelatinizzazione dell’amido è fondamentale quindi per favorire il suo assorbimento metabolico e perché garantisce al nostro organismo energia di pronta utilizzazione.

Affinchè questo processo avvenga è necessario che ci sia una concentrazione di acqua pari al 30/35%. I granuli d’amido idratandosi si gonfiano perdendo la loro struttura originale mentre l’amilosio e l’amilopectina favoriscono la formazione di legami con l’acqua con un consistente aumento di viscosità e sapore.

Le fasi della gelatinizzazione si possono riassumere in tre punti:

Rottura dei legami per azione dell’acqua e del calore
Rigonfiamento dei granuli con conseguente rottura per far fuoriuscire l’amilosio
Fuoriuscita dell’amilosio e l’amilopectina e formazione della salda d’amido.

Tale fenomeno si può osservare durante la cottura in acqua della pasta del riso o del semolino, oppure in forno durante la cottura di impasti a base di farina ad alto contenuto di umidità.

Retrogradazione

Quando l’amido gelatinizzato si raffredda, avviene un fenomeno chiamato retrogradazione (o ricristallizzazione) dell’amido che tende a fargli assumere una struttura cristallina che però non sarà identica a quella originaria (infatti il processo di gelatinizzazione è un processo irreversibile). Nella retrogradazione, i due polimeri si aggregano nuovamente, escludendo così una parte dell’acqua che era stata inglobata nella struttura.

La nuova struttura che si forma ha una consistenza caratteristica, pasta e riso cotti sono morbidi, semolino o polenta sono gelatinosi, nel pane cotto la struttura gelatinizzata umida si disidrata e si forma (anche per co-strutturazione con le componenti proteiche) una fase leggera e porosa inglobante le bolle di anidride carbonica e aria prodotte durante la lievitazione: è la mollica.