Chimica del cibo: storia, elementi, applicazioni

La chimica del cibo è il ramo della chimica che studia le sostanze chimiche che producono il cibo, la sua composizione, le proprietà, i processi chimici che si verificano in esse e le interazioni di queste sostanze tra loro e con gli altri componenti biologici del cibo .

Questa disciplina include anche aspetti relativi al comportamento di queste sostanze durante la conservazione, la lavorazione, la cottura e anche in bocca e durante la digestione.

La chimica del cibo fa parte di una disciplina più ampia come la scienza alimentare, che coinvolge anche la biologia, la microbiologia e l'ingegneria alimentare.

Nel suo aspetto più fondamentale, la chimica di base del cibo si occupa delle componenti principali in esse come acqua, carboidrati, lipidi, proteine ​​e vitamine e minerali.

La chimica del cibo, come è conosciuta oggi, è una disciplina relativamente nuova, ma la cui portata, scopo e risultati sono disponibili per tutti.

storia

La scienza del cibo come disciplina scientifica fu creata nella seconda metà del diciannovesimo secolo, come risultato dell'importante sviluppo della chimica nei secoli diciottesimo e diciannovesimo.

Lavoisier (1743-1794), un chimico, biologo ed economista francese, stabilì i principi fondamentali della combustione e dell'analisi organica e fece i primi tentativi di determinare la composizione elementare dell'alcol e la presenza di acidi organici in vari frutti.

Scheele (1742-1786), un farmacista svedese, scoprì glicerolo e acidi citrico e malico isolati da vari frutti.

Justus von Liebig (1801-1873), un chimico tedesco, classificò gli alimenti in tre grandi gruppi (grassi, proteine ​​e carboidrati) e inventò un metodo per ottenere estratti di carne che fu usato in tutto il mondo fino alla metà del XX secolo. .

Pubblicato anche nella seconda metà del diciannovesimo secolo, quello che sembra essere il primo libro sulla chimica alimentare, la ricerca sulla chimica degli alimenti .

Fino alla fine del 19 ° secolo, lo sviluppo di metodi di chimica analitica e progressi in fisiologia e nutrizione ha permesso di approfondire la conoscenza dei principali componenti chimici del cibo.

Un altro passo importante in questa direzione è stata la scoperta dei microrganismi e dei processi di fermentazione effettuati da Louis Pasteur (1822-1895).

L'espansione che caratterizzò la rivoluzione industriale e i cambiamenti dalle società rurali a quelle urbane, modificò la produzione di cibo e creò problemi di salute pubblica a causa di condizioni igieniche spesso inadeguate e l'adulterazione e la falsificazione di esse.

Questa situazione ha portato alla nascita di istituzioni con lo scopo di controllare la composizione del cibo. L'importanza che questa disciplina stava ricevendo favorito specialisti in chimica alimentare e la creazione di stazioni sperimentali agricole, laboratori di controllo alimentare, istituti di ricerca e la fondazione di riviste scientifiche nel settore della chimica alimentare. .

Attualmente, la globalizzazione del consumo di cibo, la comparsa di nuove materie prime, nuove tecnologie e nuovi alimenti, insieme all'utilizzo diffuso di prodotti chimici e un crescente interesse nel rapporto tra cibo e salute, pone nuove sfide per questa disciplina.

Elementi di studio

Gli alimenti sono una matrice complessa formata da componenti sia biologiche che non biologiche. Pertanto, la ricerca di risposte ad aspetti quali, ad esempio, la consistenza, l'aroma, il colore e il sapore degli alimenti, comporta l'integrazione delle conoscenze scientifiche di altre discipline che normalmente sarebbero separate.

Ad esempio, lo studio della chimica degli additivi chimici utilizzati per scopi di conservazione non può essere separato dallo studio della microbiologia dei microrganismi che possono essere presenti in un dato prodotto.

Gli elementi principali che sono attualmente oggetto di studio e ricerca in questa disciplina sono:

Progetta il cibo

Per oltre tre decenni, l'industria alimentare ha compiuto grandi sforzi per reinventare il cibo al fine di ridurre i costi o promuovere la salute.

I cibi funzionali, probiotici, prebiotici, transgenici, biologici fanno parte di questa tendenza.

Interazioni tra cibo e ambiente

Questi riguardano aspetti quali le interazioni tra gli ingredienti che costituiscono un alimento, tra il cibo e l'imballaggio, o la sua stabilità contro la temperatura, il tempo o l'ambiente.

Additivi chimici

Solo negli ultimi anni si stima che almeno due o tremila sostanze chimiche, appartenenti a una quarantena di categorie in base alla loro funzione, vengano aggiunte al cibo.

Questi additivi possono essere estratti da fonti naturali, avere un'origine sintetica per dare una sostanza con le stesse caratteristiche chimiche del prodotto naturale o composti sintetici che non esistono in natura.

Esiste un ampio campo per studiare composti che migliorano le caratteristiche organolettiche degli alimenti o ne aumentano il valore nutrizionale o funzionale.

composizione

Il miglioramento dei metodi e delle attrezzature di laboratorio consente di approfondire le conoscenze a livello molecolare del cibo, stabilire meglio la sua natura chimica e le funzioni specifiche delle molecole coinvolte.

È importante indicare che esiste una innumerevole varietà di sostanze tossiche negli alimenti:

• Possedere il metabolismo della fonte naturale animale o vegetale.
• Prodotti di decomposizione da agenti fisici o chimici.
• A causa dell'azione di microrganismi patogeni.
• Altre sostanze che possono essere presenti e derivano da un contatto indesiderato che ti ha contaminato.

applicazioni

Tra gli esempi più comuni di chimica alimentare nella vita quotidiana ci sono due categorie di prodotti con una forte domanda nel mercato, come quelli a basso contenuto di grassi e zuccheri.

I primi sono il prodotto dell'uso di una varietà di sostituti fatti dalle materie prime dei tre gruppi: carboidrati, proteine ​​e grassi.

Tra questi ci sono derivati ​​proteici preparati, a base di siero di latte o di albume e latte scremato, derivati ​​da gelatine o gomme (guar, carragenina, xantano). Lo scopo è offrire la stessa reologia e la stessa sensazione di grassi, ma con un contenuto calorico inferiore.

Gli edulcoranti non nutritivi possono essere naturali o sintetici di un'ampia varietà di struttura. Tra quelli naturali ci sono proteine ​​e terpeni. Tra i sintetici, l'aspartame, due volte più dolce del saccarosio e derivato da un amminoacido, è l'esempio classico.