DALL’AMIDO ALLA PIZZA PASSANDO PER IL NON FOOD

Walter Caputo e Luigina PugnoGenova – Festival della Scienza 2016

WALTER CAPUTO e LUIGINA PUGNO (foto di Gravità Zero)

Autori de “La pizza al microscopio – Storia fisica e chimica di uno dei piatti più amati e mangiati al mondo” - Gribaudo 2016Science writer per Gravità ZeroFondatori del blog “Cibo al microscopio”

SAPPIAMO BENE

Che la civiltà umana ha cominciato a prendere forma nella mezzaluna fertile, nei territori che oggi vanno da Israele all'Iran.

L'insediamento umano più antico è stato individuato a Wadi-el-natuf, per questo i primi “cittadini” vengono chiamati natufiani.

L'uomo natufiano è stato il primo a diventare stanziale 10.000 anni fa.

MEZZALUNA FERTILE (tratto da “Zolle” di Stefano Bocchi)

COSA ACCADDE?

L'ultima glaciazione era finita, la terra cominciava a coprirsi di vegetazione, alcuni mammiferi cominciarono a scomparire e l'uomo aveva bisogno di trovare altre fonti di sostentamento.

In quei territori crescevano spontaneamente graminacee come farro e orzo, i cui chicchi potevano essere essiccati, macinati e conservati.

UNA MACINA (foto di Walter Caputo)

E POI…. COS’E’ SUCCESSO AL FARRO?

La selezione da parte dell'uomo degli incroci spontanei del farro con altre graminacee ha portato allo sviluppo del grano duro e tenero.

Ma perché abbiamo “abbandonato” il

farro in favore del frumento?

FARRO MEDIO (tratto da www.agraria.org)

AH…. I ROMANI !!!

Popolo di navigatori, camminatori, legislatori, architetti, coltivatori e …. inventori!

Per citarne alcune: vetro, calcestruzzo e in campo agricolo?

ANFITEATRO AD OSTIA ANTICA (foto di Walter Caputo)

IN CAMPO AGRICOLO

Dovevano risolvere il problema del farro le cui cariossidi tendevano a cadere a terra quando l'asse della spiga veniva sottoposto a lieve pressione

Inoltre nel farro le glume e le glumelle

rimangono intorno al chicco anche dopo la maturazione e liberarlo richiede una complicata operazione.

QUINDI?

I romani seminarono frumento, che non aveva i problemi del farro; misero le ruote agli aratri, inventarono l'erpice per rompere le zolle e poi anche la prima mietitrice.

La produttività aumentò di 20 volte.

L’ARATRO E LA TERRA (foto di Walter Caputo)

I DIVERSI TIPI DI AMIDO: l’amido resistente

Perché la farina di grano se viene usata per fare il pane ha un alto indice glicemico, mentre se viene usata per fare la pasta ne ha meno? Eppure si tratta sempre di amido e polimeri di glucosio…..L'amido non è tutto uguale, c'è una prima importante separazione che bisogna fare tra amido resistente e amido assimilabile.Il primo non viene assorbito dall'intestino tenue, arriva al crasso dove la flora batterica lo trasforma in acidi grassi, quindi si comporta come una fibra.

I DIVERSI TIPI DI AMIDO: l’amido assimilabile

L'amido assimilabile è composto da due polimeri del glucosio: l'amilosio e l'amilopectina.

Negli alimenti sono presenti entrambi, ma se prevale più uno che l'altro il nostro organismo riesce a scomporli più o meno facilmente.

I DIVERSI TIPI DI AMIDO: l’amilosio

L'amilosio è poco attaccabile. Lo troviamo per esempio in legumi, pasta, riso basmati.

La cottura aumenta l'indice glicemico degli

alimenti perché gelatinizza l'amido rendendolo più assimilabile, mentre il freddo lo cristallizza.

IL FENOMENO DELLA GELATINIZZAZIONE

Lo possiamo trovare quando il pane diventa raffermo.

Il pane non diventa raffermo, perché perde acqua, ma a causa della variabilità delle sue molecole di amido.

Tale variabilità è dovuta alla temperatura. Infatti quando noi scaldiamo il pane duro, esso

ritorna morbido. Quando la temperatura scende, torna ad essere duro.

COME STANARE L’AMIDO CON LO IODIO

Ed ecco un piccolo esperimento scientifico. Occorrono:

- un pezzetto di patata

- iodio

- maizena (amido di mais)

- mezzo cracker

- una foglia di insalata

- un piatto di plastica

- un paio di guanti di gomma.

LA PREPARAZIONE DELL’ESPERIMENTO (foto di W.Caputo)

Disponiamo sul piatto di plastica il cracker, l’insalata, la maizena e la patata

Immaginiamo di ignorare dove sia presente l’amido nei quattro alimenti

Lasciamo cadere qualche goccia di amido su ciascuno ed osserviamo cosa succede.

I RISULTATI DELL’ESPERIMENTO (foto di W. Caputo)

Lo iodio reagisce con l’amido (quando è presente) e cambia colore diventando scuro

Succede alla patata, all’amido di mais e al cracker

Sulla foglia di insalata, invece, l’amido mantiene il suo colore rossiccio.

“A” COME AMIDO

L’amido costituisce la maggior parte della sostanza secca accumulata in moltissime produzioni vegetali (granella, tuberi, radici, foraggio ecc.).

È la fonte primaria di calorie nella dieta umana.

LA PATATA E’ UNA RICCA FONTE DI AMIDO

AMIDO NON FOOD

Non solo. È anche una risorsa rinnovabile importante per molte applicazioni industriali.

L’interesse crescente per l’impatto ambientale dei derivati petroliferi ha portato a cercare alternative biologiche al petrolio.

AMIDO NON FOOD: esempi

Per esempio la schiuma di amido, che è biodegradabile, antistatica, isolante ed antiurto, è un’eccellente alternativa ai materiali da imballaggio in polistirene.

Il polistirene è un polimero dello stirene. Quest’ultimo,

in realtà, è un prodotto naturale: fu isolato per la prima volta nel 1831 dal chimico francese M. Bonastre, che lo ottenne dalla distillazione della gomma dolce di Turchia (storace nero). E’ un olio denso e trasparente, dal colore ambrato e dal gusto balsamico.

L’AMIDO IN NATURA

L’amido è il carboidrato di riserva predominante in molte piante.

L’amido presente nelle foglie è definito amido transitorio o primario; quello che si accumula in semi, tuberi e radici è detto Amido di riserva o secondario.

Ecco un esperimento (con foto) tratto dal libro “La pizza al microscopio”

Vi basta recuperare farina, acqua, sale e una piccola ciotola

Ponete l’impasto in acqua e sale e impastate fino ad ottenere una pallina.

COME VEDERE L’AMIDO RICAVANDO IL GLUTINE

L’AMIDO E IL GLUTINE

Usando un rubinetto alternate lavaggi dell’impasto con acqua fredda e tiepida e raccogliete l’acqua in una ciotola

Scorrerà un liquido biancastro, che è amido ed è il 63%-72% in peso della farina

Vi rimarrà in mano il glutine umido.

SINTESI E ACCUMULO DELL’AMIDO

Gli zuccheri prodotti in eccedenza nel corso della fase oscura della fotosintesi sono trasportati sotto forma di saccarosio alle parti non fotosintetizzate, rifornendo l'intera pianta di energia.

La quota di eccedenza prodotta, che non è subito

utilizzata dal metabolismo cellulare, è immagazzinata come amido.

STRUTTURA DELL’AMIDO

L'amido è uno dei più semplici polisaccaridi presenti in natura

Si trova in particelle note come granuli. I granuli si

presentano con dimensioni e forme differenti a seconda della specie coltivata (mais, riso, tuberi).

Come detto l'amido è diviso in due frazioni: amilosio e

amilopectina.

L'amido è composto per il 20-30% da amilosio e per il 70-80% da amilopectina.

La diversa combinazione tra amilosio,

amilopectina, lipidi e proteine è responsabile delle qualità funzionali dell'amido che interessano l'industria, come la gelatinizzazione.

AMILOSIO E AMILOPECTINA

FONTI DI AMIDO

A livello mondiale la materia prima per la produzione dell'amido è rappresentata per l'80% dalla granella di cereali, prima fra tutte dal mais, mentre la restante parte è ottenuta da: Triticum aestivum (frumento tenero), solanum tuberosum (patata) e dalla manihot esculenta (manioca).

PROBLEMATICHE GENERALI

Ogni materia prima dell'amideria necessita di una specifica tecnologia per essere lavorata.

Avendo le molecole di amido differenti dimensioni e forme, non esiste una tecnologia uguale per tutte per poterle lavorare.

A: TRITICUM DURUM – B: TRITICUM AESTIVUM VAR. SPADA – C: TRITICUM AESTIVUM VAR. BRASILIA (fonte agraria.org)

L’IMPATTO AMBIENTALE DELLA LAVORAZIONE DELL’AMIDO

Per esempio per poter lavorare la patata questa deve essere ripulita dal fango.

La rottura dei granuli di amido (gelatinizzazione)

avviene per trattamento idrotermico. L'impatto ambientale non riguarderà quindi lo

smaltimento di acque reflue tossiche, ma la gran quantità di acqua impiegata.

UN INTERVALLO INVECE DI UN PUNTO

La rottura dei granuli di amido non avviene una volta raggiunta una determinata temperatura, ma all'interno di un intervallo di temperatura.

LA CONSERVAZIONE DEI PRODOTTI

Ogni amidacea ha le sue necessità di stoccaggio e i suoi tempi di lavorazione, che incidono sui costi.

I cereali si conservano a lungo, mentre non è così per patata e manioca (foto di taccuinistorici.it)

IL DIVERSO CONTENUTO IN AMIDO

Come si è detto, le molecole di amido differiscono da una specie all'altra e all'interno della stessa specie e questo influenza l'uso non food che se ne può fare.

Ciò ha un impatto sulla tecnologia e quindi sui costi.

PERCHE’ E’ IMPORTANTE MANGIARE L’AMIDO?

Perché nel corso della digestione i legami che tengono unite le unità di glucosio vengono rotti dai succhi gastrici e il glucosio viene distribuito alle cellule, che lo usano come combustibile per avere energia.

DETTO CIO’

Perché si utilizzano preferibilmente l'amido di mais e di patata?

Perché i loro granuli differiscono meno all'interno della stessa specie.

Per ovviare alle difformità si utilizzano interventi di tipo

chimico-fisico.

GRANULI DI AMIDO IN UNA PATATA (foto di Wikipedia)

MA COME?

Per esempio disperdendo gli amidi nativi in soluzioni basiche diluite o aggiungendo piccole quantità di sodio trimetafosfato.

Ciò aumenta la stabilità del gel che si ottiene

lavorando gli amidi.

Oppure attraverso gli OGM per rendere meno dissimili i granuli.

AMIDI NATIVI

Gli amidi nativi (non lavorati) vengono utilizzati a secco per prodotti ingeribili, per esempio per produrre caramelle o preparati farmaceutici; in umido per produrre carta e cartone.

AMIDI MODIFICATI

Gli amidi modificati (lavorati) si utilizzano:- nell'industria tessile per la protezione delle trame

(appretto) e nella stampa (migliora la qualità dell'immagine);

- nell'industria della carta;- nell'industria chimica per produrre colle e prodotti

plastici biodegradabili;- nella flocculazione per purificare le acque sia grezze,

sia reflue.

COLLA CONTENENTE AMIDO DI FRUMENTO ESSICCATO (fonte martecag.ch)

IMPIEGHI INSOSPETTATI

Come gel: miscelando acqua calda, miele e amido si ottiene un gel per i capelli.

Per alleviare le irritazioni della pelle e prevenirle: aggiunto al bagno caldo.

Come cosmetico: l'amido di riso viene aggiunto alle ciprie.

Come antibrufoli: perché assorbe il sebo.

MA SE E’ DIFFICILE E COSTOSO….

… allora perché lo facciamo?

Soprattutto per i problemi legati allo smaltimento dei rifiuti non biodegradabili.

Stranamente per proteggere la biodiversità.

BIODIVERSITA’ ???

Da amidi diversi si hanno impieghi diversi, più le coltivazioni di amido sono diversificate (climi temperati: orzo, avena, segale, sorgo; climi tropicali: yam, sorgo, taro, maranta, palma sago e amaranto), più tipi di amido posso ottenere e più diversità di impiego posso avere.

MA LA PIZZA? (foto di Walter Caputo)

Ora ci arriviamo...

Come abbiamo visto l'amido è un pilastro fondamentale dell'alimentazione umana.

Si deduce facilmente che il pane o la focaccia,

fin da tempi remoti, sono stati il cibo basilare per la sussistenza.

UN PILASTRO DELL’ALIMENTAZIONE UMANA

Come spesso accade, le innovazioni avvengono casualmente.

Gli egizi hanno scoperto che impastando la farina

con l'acqua e lasciando riposare l'impasto per un giorno, in esso cominciavano a prodursi delle reazioni, che rendevano l'impasto, una volta cotto, più facile da masticare, più conservabile, più gradevole.

INNOVAZIONI CASUALI

VI RICORDA QUALCOSA?

Forse il lievito madre? Bisogna tenere a mente un'informazione importante.

Fino al XX secolo non sono esistite le farine bianche. Le farine erano tutte integrali.

Il problema è che le farine integrali, a causa dell'acido

filico, hanno un effetto antinutriente.

Ovvero a livello intestinale interferiscono con l'assorbimento di: calcio, zinco, magnesio, ferro...

Era quindi importante utilizzare la pasta

madre, perché la sua acidità neutralizzava l'acido filico.

CHE SIGNIFICA ANTINUTRIENTE?

Si andò avanti così fino a quando dall'America non arrivarono i pomodori, si smise di ritenerli tossici e si cominciò a metterli, a metà Settecento, sul disco di pane e…..

….voilà venne inventata la pizza!

ARRIVANO I POMODORI

POMODORO (fonte Lescienze.it)

Con l'impasto lievitato e con la polpa di pomodoro San Marzano abbiamo ottenuto il cibo fondamentale con cui si sfamavano i poveri di Napoli.

La pizza era il cibo dei poveri. Non era però ancora un pasto completo.

IL CIBO DEI POVERI

COSA MANCAVA?

La componente proteica! Ed ecco che alla pizza si aggiunse un altro prodotto

tipico campano: la mozzarella. Certo, non è stato fatto con questo scopo, ma

potremmo dire così... a livello istintivo. Ogni civiltà infatti aggiunge al suo cereale la

componente proteica.

Civiltà del mais → fagioli

Civiltà del grano → formaggio

Civiltà del riso → salsa di soia

CEREALI PIU’ PROTEINE

ECCO PERCHE’ NOI

Mettiamo il parmigiano sulla pasta!

ED ECCO ANCORA PERCHE’...

Esiste una pizza molto particolare, che si chiama “Pizza fiocco”. La trovate dai fratelli Susta a Volla (Napoli).

Sulla base dell’impasto si stende un sottile strato di panna oppure un po’ di olio extravergine d’oliva. Poi si appoggiano delle fette di prosciutto cotto e sopra si stendono sottili fettine di mozzarella (vaccina o di bufala).

Fatto ciò vanno aggiunte le patate lesse, usando lo schiacciapatate per distribuirle omogeneamente sulla superficie.

AVETE CAPITO? UN CARICO DI AMIDO CONTROBILANCIATO DA UN CARICO PROTEICO, OVVERO PANE E COMPANATICO!

Ora si può completare con formaggio stagionato, pepe e olio extravergine d’oliva

Perché granelli di patata? Perché in cottura l'acqua evapora, i granelli si alleggeriscono e si attivano le reazioni di Maillard: in questo modo si ottiene quella che viene detta caramellizzazione delle patate, che si manifesta con uno strato superiore leggero e croccante (tipo effetto chips)

Le reazioni di Maillard sono favorite da una cottura senza acqua, dalle alte temperature e dal tempo prolungato di cottura.

LA PIZZA FIOCCO (foto dei Fratelli Susta)

E TORNIAMO – APPUNTO – ALLA PIZZA

La pizza è quindi un alimento completo.

Mangiandola assumiamo:- l'amido dei carboidrati,- le vitamine del pomodoro,- e le proteine del formaggio.

Ecco un paio di domande relative alla pizza a cui cercheremo di rispondere

LA PIZZA FA INGRASSARE?

Come sempre è la dose che fa il veleno. Lo diceva già Paracelso nel Seicento.

Essendo un alimento completo, dobbiamo fare attenzione a cosa aggiungiamo quando la mangiamo, per non avere un eccesso…..

ARRIVA UN BASTIMENTO CARICO DI…. ?

Di LIEVITO: pizza + birraDi ZUCCHERI: pizza + vino, pizza + bibitaDi AMIDO: pizza + dolceDi PROTEINE: pizza + rinforzo di mozzarella,

pizza + salsiccia o wurstelDi VITAMINE: pizza + verdure, pizza + frutta.

Ok, siamo tutti d'accordo che pizza + verdure in realtà non faccia male?

Una pizza margherita ci dà tutto ciò di cui abbiamo bisogno, nella quantità di calorie che abbiamo bisogno di assumere durante un pasto principale.

GIOITE ALLORA DI UNA PIZZA MARGHERITA

Poiché viene cotta nel forno a legna, il cornicione bruciacchiato è ricco di polifenoli (tra cui l’acido ferulico), che sono sostanze antiossidanti

Gli antiossidanti contrastano gli ossidanti, cioè le molecole che “corrodono” le cellule accelerando l’invecchiamento dei tessuti

Eppure molti lasciano la “crosta” nel piatto Certo, forse gli antiossidanti non sono l’elisir di lunga vita

che molti pensavano: non ci resta che attendere gli sviluppi della scienza. Ricordiamo, appunto, che la scienza è vera finché non viene dimostrata falsa.

MA LA PIZZA CI DA’ ANCHE UNA COSA IN PIU’

E SE LA PIZZA VIENE COTTA NEL FORNO ELETTRICO DI CASA?

Non possiamo aspettarci il cornicione bruciacchiato

Però, grazie all’ing. Thomas Violi, appassionato studioso e sperimentatore, possiamo migliorare i nostri risultati

Ora, in circa un minuto, capirete come si trasmette il calore nel forno. Anche la Fisica può diventare semplice: basta incontrare chi riesce a spiegartela in modo efficace e divertente

Ringraziamo l’ing. Thomas Violi per il suo contributo e con lui diamo voce a tutti gli appassionati di pizza.

VIDEO DI THOMAS VIOLI: COME SI TRASMETTE IL CALORE NEL FORNO

LA PIZZA E’ NUTRACEUTICA?

Il termine “nutraceutico” nasce dall’unione di nutrizione e farmaceutico ed è stato coniato dal dott. Defelice nel 1989.

I nutraceutici sono quei principi nutritivi presenti negli alimenti che portano benefici alla salute.

I nutraceutici possono essere estratti dagli alimenti, sintetizzati e usati per gli integratori alimentari oppure addizionati agli alimenti.

Un esempio facile da comprendere sono i probiotici che vengono aggiunti agli yogurt, oppure la vitamina D che viene assunta quando se ne ha carenza.

Esistono alimenti in cui i nutraceutici si trovano in maniera naturale, senza che ci sia bisogno di aggiungerli.

È sufficiente mangiarli per ottenere benefici. I nutraceutici sono presenti nelle piante, negli alimenti

e nei microbi.

DOVE SONO I NUTRACEUTICI?

Esempi di nutraceutici sono:- I probiotici- I grassi polinsaturi (omega 3 e 6)- Gli antiossidanti- Le vitamine- Gli enzimi

ALCUNI ESEMPI DI NUTRACEUTICI

Fanno parte degli alimenti nutraceutici disciplinati dal regolamento europeo 432/2012:

- L’olio d’oliva (antiossidante, migliora sist. Immunitario, vitamine)

- Pomodoro (antiossidante, migliora sist. Immunitario, vitamine)

- Cereali come avena, orzo, grano (fibre del grano) (benessere per l’intestino e riducono colesterolo e glucosio)

- Carbone vegetale (effetto sull’intestino)- Il latte (lactobacilli)

ALIMENTI NUTRACEUTICI PER LEGGE

TORNANDO ALLA PIZZA...

Abbiamo il grano nell’impasto (come detto se integrale, ma non troppo), l’olio d’oliva e il pomodoro, la mozzarella e una leggera spolverata di cenere.

La pizza quindi ha una funzione antiossidante

e di, come lo chiamo io, coccolino per l’intestino.

La pizza è nutraceutica!La pizza fa bene!

QUINDI…

E NON DIMENTICHIAMOCI DEI PIZZAIOLI

Perché la pizza la fanno loro

Perché si impegnano nella ricerca e nell’innovazione

Perché fanno parte di una categoria non sempre adeguatamente rappresentata

Perché, anche quando fa caldo, sono sempre vicini al forno…

E infine, i pizzaioli studiano. E ci sono quelli, come Antonio Trotta, che passano per la Facoltà di Matematica prima di aprire la pizzeria “Sui binari del tram” a Napoli!

VIDEO DI ANTONIO TROTTA: LA MATEMATICA DELLA PIZZA

Ora recatevi in libreria oppure prendete lo smartphone….

Ah, scusate… avete domande inerenti quanto detto?

Grazie a tutti!

DA WALTER CAPUTO, LUIGINA PUGNO, I FRATELLI SUSTA, THOMAS VIOLI E ANTONIO TROTTA

BIBLIOGRAFIA

Walter Caputo e Luigina Pugno - “La pizza al microscopio” - Gribaudo 2016

A. Cavallero, A. Gianinetti, N. Pecchioni, G. Valè, A. M. Stanca - “Amido non food: dalla sintesi alla trasformazione industriale” - Riv. Agron. 2001, 35:163-175

Eleonora Polo - “C’era una volta un polimero” - Apogeo 2013

Stefano Bocchi - “Zolle” - Raffaello Cortina, 2015

Lewis Dartnell - “La conoscenza necessaria” - Mondadori 2016