CHIMICA DEGLI ALIMENTI > Acqua

L'acqua


Tra tutti i costituenti chimici che compongono un alimento, l'acqua è il componente inorganico considerato non solo il più abbondante, ma anche quello più importante e necessario per l'espletamento di tutte le funzioni vitali di un organismo vivente. Infatti senza acqua non esiste vita, perché è un composto necessario e fondamentale al funzionamento dei processi chimici e metabolici che avvengono in ogni sistema vivente. Per questo si dice che l'acqua è il solvente universale. In ogni sistema biologico, l'acqua infatti è presente in una quantità che raramente scende al di sotto del 70%, mentre in alcuni alimenti, come certi tipi di vegetali, può raggiungere o addirittura superare il 90%, fatta eccezione per i semi dove il contenuto si aggira intorno al 30%. Il tenore di acqua di ogni alimento, è fondamentale in quanto influenza sia le sue proprietà strutturali (consistenza, succosità e tenerezza), che le sue proprietà organolettiche (colore, sapore e odore). Infatti diversi alimenti con il medesimo contenuto d'acqua, possono presentare caratteristiche fisico-chimiche anche molto differenti.

Acqua libera e acqua legata

In tutti i sistemi biologici, l'acqua è presente in due forme diverse, indicate con i termini di acqua libera e acqua legata. l'acqua libera rappresenta il mezzo in cui si svolgono tutti i processi chimici, biologici ed enzimatici di ogni organismo vivente, sia vegetale che animale. Mentre l'acqua legata, la quale rappresenta soltanto il 25% del totale, si trova praticamente fissata alle sostanze solide o non volatili del sistema in cui essa si trova. Ovviamente l'acqua libera possiede delle proprietà fondamentalmente diverse dall'acqua legata, tenendo conto del fatto che lo svolgimento di ogni processo metabolico dipende prevalentemente da queste due forme d'acqua che si trovano in ogni tipo d'alimento.

Non solo l'acqua stabilisce interazioni con gli alimenti, ma anche gli alimenti stabiliscono delle interazioni con l'acqua che sono: la capacità di trattenere l'acqua (WHC water holding capacity) e la capacità di legare l'acqua (WBC water bilding capacity). l'elevata capacità di trattenere l'acqua favorisce la succosità, la consistenza e la tenerezza degli alimenti, mentre un'elevata capacità di legare l'acqua favorisce la stabilità degli alimenti, preservandoli da ogni reazione di degradazione dei costituenti chimici più importanti (carboidrati, lipidi e proteine).

Funzione di trasporto

Enormi e fondamentali sono le proprietà fisiche, chimiche e biologiche che l'acqua svolge nei confronti di ogni sistema biologico vivente. La funzione più importante che essa svolge, è sicuramente quella di trasporto di tutti i costituenti nutritivi necessari ai processi chimici di sintesi (anabolismo). Analogamente con meccanismo similare, l'acqua provvede ad allontanare tutti i prodotti chimici definiti di scarto, derivanti dai processi di degradazione delle componenti chimiche di un organismo vivente (catabolismo), assicurando anche il trasporto di sostanze bioregolatrici degli organismi viventi (ormoni, vitamine, minerali ecc.). Il trasporto e lo scambio di sostanze nutritive da parte dell'acqua, è favorito dalla permeabilità delle pareti e membrane cellulari.

L'acqua e la mltiplicazione cellulare dei microrganismi

Anche nei microrganismi (virus, batteri e funghi), l'acqua riveste un ruolo importante per il funzionamento di tutti i processi metabolici, dipendente essenzialmente dall'attività dell'acqua libera presente in ogni alimento. Infatti ogni microrganismo presenta un valore di acqua libera al di sotto del quale la moltiplicazione cellulare non può avvenire. Tutto questo dipende dal potere d'assorbimento dell'acqua da parte di ogni organismo. Infatti misurando il contenuto d'umidità di un alimento, è possibile stabilire quali siano i microrganismi non capaci di svilupparsi. Nei processi industriali di disidratazione e stabilizzazione degli alimenti (evaporazione, essiccamento, liofilizzazione, pastorizzazione, sterilizzazione, refrigerazione, surgelazione e congelamento) i microrganismi subiscono un'inattivazione senza necessariamente essere distrutti. In questo caso i microbi entrano in uno stato di vita latente, perché se noi andiamo ha ripristinare l'umidità originaria, essi riprendono le loro normali funzioni vitali. In questo caso si parla di reversibilità biologica dei microrganismi la quale è dipendente da fattori quali: la modalità con cui è avvenuta la disidratazione o la stabilizzazione dell'alimento, l'umidità residua e molti altri fattori ambientali.

Funzione protettiva: idratazione e resistenza dell'epidermide

l'acqua svolge anche una funzione protettiva nei confronti delle radiazioni ultraviolette U.V. Per cui un elevato contenuto d'acqua, rende le cellule più resistenti all'attività dannosa di tali radiazioni. Invece nel caso dei raggi X, i raggi Gamma e le radizioni infrarosse I.R., l'acqua svolge un'azione protettiva quando il contentuto di umidità è molto basso.

Funzione stabilizzante nei confronti di proteine ed enzimi

l'acqua svolge anche un'azione stabilizzante nei confronti delle proteine e degli enzimi, condizionandone la struttura chimica e quindi le sue loro funzioni metaboliche. In questo caso l'azione stabilizzante nei confronti delle proteine e degli enzimi, è dovuta essenzialmente alla loro capacità di idratazione.

Nei confronti dei lipidi, l'acqua non svolge nessuna funzione, in quanto insolubili. Nei confronti degli zuccheri, analogamente come abbiamo visto per le proteine, l'acqua svolge un'azione stabilizzante e di solvente necessario al loro trasporto.

Tasso di umidità e periodo di degradazione di un alimento

La misurazione del livello di acqua libera in un alimento, ci dà un'indicazione molto precisa di quella contenuta in ogni prodotto e ci permette anche di conoscere l'influenza che essa può svolgere nel favorire le varie reazioni degradative degli alimenti. La reazione di imbrunimento non enzimatico (Reazione di Maillard con caramelizzazione degli zuccheri), è più favorita quando il contenuto di acqua libera è elevato. Le reazioni di irrancidimento dei lipidi, sono anch'esse influenzate da elevati valori di umidità degli alimenti. Per questo nei processi stabilizzazione industriale degli alimenti, l'attività dell'acqua libera può essere regolata mediante l'aggiunta di particolari additivi, oppure con particolari confezionamenti e condizionamenti ambientali. Infatti il controllo del contenuto d'umidità degli alimenti, rappresenta un importante fattore di stabilità chimica, enzimatica e biologica degli alimenti. Sul livello di disponibilità d'acqua di un alimento si può intervenire per esempio riducendone il suo contenuto mediante aggiunta di soluti (zuccheri, sali e glutammati) o ricorrendo a tecniche di disidratazione (evaporazione, essiccamento e liofilizzazione), capaci di abbassarne la sua concentrazione. Si può anche bloccare la disponibilità d'acqua ricorrendo a vari mezzi fisici come il congelamento e la surgelazione, o mediante l'aggiunta di sostanze capaci di attirare l'acqua verso di sè (glicerina, sorbitolo e acido tartarico). La conoscenza di questi fattori, ci permette di condizionare il comportamento e la conservazione del prodotto nel tempo e quindi di preservarlo da ogni tipo di degradazione.

Informazioni gentilmente offerte dal Dott. Di Gioia Fabio laureato in scienze e tecnologie agrarie presso la facoltà d'agraria di Firenze.
Per informazioni: fabio_digioia@libero.it

28/01/2011