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la chimica degli alimenti

cos’è la distillazione? introduzione alla separazione di sostanze volatili in miscela

di Nadia Di Blasio


In generale per separare due entità occorre valutare quale sia l’elemento o la proprietà che le differenzia e sfruttare questa diversità per la discriminazione.   Separare due sostanze implica lo stesso ragionamento ed in particolare nel caso della distillazione si sfrutta come proprietà discriminante il diverso punto di ebollizione delle sostanze che vogliamo separare.

Se nella miscela sono presenti composti diversi ciascuno caratterizzato da un determinato punto di ebollizione allora posso pensare di portare ad ebollizione il primo, farlo “evaporare” tutto, quindi raggiungere il punto di ebollizione del secondo componente ed “evaporare” anche questo.   In questo modo avremo separato le due componenti della miscela.  Vediamo cosa significa nella pratica operare secondo questa tecnica.

Un pallone di vetro contiene la miscela di composti che vogliamo separare oppure le vinacce fermentate con l’aggiunta di poca acqua per la produzione di grappa.   Questo pallone verrà lentamente e gradualmente riscaldato. Al pallone è collegato un tubo di vetro attraverso il quale potranno salire i vapori quando verrà raggiunto il punto di ebollizione del componente più bassobollente della miscela.   Sul tubo di vetro viene posizionato un termometro che indicherà con precisione la temperatura dei vapori che giungono al bulbo.   È importante sottolineare che in questo caso la temperatura misurata e quella dei vapori giunti quasi in cima alla colonna di vetro; poter leggere questa temperatura ci può dare certezza della sostanza che stiamo distillando se ne conosciamo il punto di ebollizione!   Continua...

enzimi e vitamine nel mantenimento dell’equilibrio redox della cellula

di Nicole Ticchi

 

Chi di noi non si è mai chiesto, almeno da piccino, per quale strano motivo una mela affettata dopo qualche minuto comincia a imbrunire?  Oppure, per quale motivo il pesce assume quel tipico odore rancido dopo qualche giorno di conservazione?  Di esempi nella quotidianità se ne possono fare tanti, ma il fenomeno è molto semplice: si chiama ossidazione.  In natura tutte le sostanze nelle più svariate forme chimiche sono soggette ad un delicato equilibrio tra forma ossidata e forma ridotta, un equilibrio di straordinaria importanza per tutti gli organismi viventi che garantisce il normale svolgimento delle funzioni vitali.

Gli esseri umani sono organismi aerobi, ovvero sopravvivono in ambienti in cui vi è ossigeno.  La vita cellulare è possibile grazie al processo di respirazione cellulare, meccanismo attraverso cui, in presenza di ossigeno, si ricava dai legami chimici dei substrati a disposizione dell’organismo, l’energia necessaria ad espletare le funzioni vitali.  L’ossigeno quindi gioca un ruolo pressoché fondamentale all’interno di questo complesso meccanismo, che consta di diverse reazioni in cui i prodotti di un passaggio sono utilizzati come reagenti per lo step successivo.  Si tratta di reazioni di ossidazione progressiva dei substrati di natura organica, tra cui il glucosio rappresenta il principale “combustibile”: l’ossidazione di materiale organico è una reazione esotermica, ovvero rilascia una grande quantità di energia in tempi molto ristretti.   Continua...

HMF e furfurale: origini, rischi e virtù passando fra i diversi alimenti e bevande

di Nicole Ticchi

Cos’hanno in comune tra loro un vasetto di miele e una bottiglietta di aceto balsamico di Modena?   Due prodotti estremamente radicati nella tradizione culinaria italiana, ma non solo, sono accomunati dalla presenza di una sostanza che ne influenza in maniera consistente le proprietà organolettiche come sapore e colore.   Stiamo parlando del 5-idrossimetilfurfurale, più comunemente abbreviato con la sigla HMF, già più familiare se ricondotto alla reazione di Maillard e al processo di caramellizzazione.   Quando si parla di alimenti “zuccherosi” o derivanti da processi di fermentazione di zuccheri, HMF diventa una sostanza gioca un ruolo importante e la sua presenza riveste un ruolo ambiguo a seconda delle matrici alimentari considerate.

aceto balsamico - grappa - miele: tre alimenti che contengono naturalmente furfurale e/o HMF

Facciamo un piccolo excursus sull’identità di questa molecola.   Il 5-idrossimetilfurfurale deriva dal processo di ossidazione degli zuccheri, in particolare di fruttosio e glucosio, zuccheri rispettivamente chetosi e aldosi costituiti da uno scheletro a sei atomi di carbonio che formano la molecola del saccarosio, il comunissimo zucchero da tavola.   Il fruttosio, esattamente come il glucosio e il saccarosio, si presenta come una polvere bianca e cristallina, più o meno fine, dal tipico sapore dolce che noi tutti conosciamo.   E chi di noi non ha provato almeno una volta a cimentarsi nella preparazione del caramello?   Continua...

microrganismi in cattività: quando la sintesi chimica ricorre al bioreattore

Se le piante si coltivano nei campi oppure nelle serre, i bovini si allevano nelle stalle o sui pascoli, le galline nei pollai e le pecore negli ovili, quando vogliamo allevare i microrganismi con finalità produttive, li trattiamo nei fermentatori.

bioreattore pilota con utilities connesseI fermentatori sono degli speciali contenitori, spesso davvero superaccessoriati e dotati di raffinatissimi controlli, in qualche caso molto ma molto più caserecci, dove i microrganismi sono mantenuti in vita e fatti riprodurre, nelle migliori condizioni richieste per la loro esistenza o, come capita spesso per gli animali e le piante d’allevamento (per quanto la cosa risulti davvero triste) nelle condizioni migliori per poterli sfruttare a fini produttivi.
Batteri di ogni tipo, aerobi ed anaerobi, compresi quelli che desiderano sì un po’ di ossigeno ma guai a dargliene più di un tot, funghi di ogni tipo, dalle classiche muffe filamentose agli Saccharomyces cerevisiae - il fungo ascomicete unicellulare che costituisce lo lievito di birralieviti, che sono di fatto sempre una tipologia di funghi, ma unicellulari: tutta questa variegata casistica di microrganismi ed altri ancora possono essere allevati su scala di laboratorio o in impianti di dimensioni grandissime, dove il cuore del sistema, comunque lo si consideri, consiste sempre in un a grossa cisterna cilindrica, talvolta allestita con controlli ed attuatori degni, direbbe qualcuno, di una centrale nucleare, ma pur sempre di una cisterna si tratta, dove miliardi e miliardi di microrganismi, tutti della stessa specie e per lo più anche dello stesso ceppo genetico, se ne stanno tutti insieme a vivere e riprodursi in condizioni di concentrazione in confronto delle quali le galline in batteria avrebbero a disposizione una villa con piscina. Continua...

perchè mangiamo? Le ragioni dell’alimentazione, dal punto di vista del chimico

COSA SIGNIFICA ALIMENTARSI

L’alimentazione è il modo con il quale le sostanze chimiche presenti in natura entrano a far parte della realtà biologica di un vivente, costituendo le basi imprescindibili per la sua crescita, il suo mantenimento energetico e la sua corretta funzionalità.
esempio di alimentazione in un organismo eterotrofoRestringendo il campo al seppur vastissimo ambito di noi organismi eterotrofi, le piante e gli animali che mangiamo diventano parte di noi in funzione delle sostanze chimiche che li compongono.   La composizione chimica di un essere vivente diventa per tanto la chiave che giustifica, pilota e traghetta in qualche modo la trasmutazione, per molte culture ritenuta una sorta di magia un po’ macabra ma sicuramente sacra, di un essere vivente in un altro.

La chimica, le sostanze chimiche semplici, quindi non le cellule o i tessuti che pure li contenevano in origine, rappresentano cosa un organismo eterotrofo va a cercare in un alimento, per quanto esso possa essere introdotto nel nostro apparato digerente in forma estremamente complessa.  Possiamo anche pensare di ingoiare un’aringa intera, completa di testa e di coda: se mai riusciremo a digerirla, quello che passerà effettivamente nel nostro corpo, ovvero nel flusso sanguigno, e da lì ai vari organi, saranno sostanze chimiche semplici, specie chimiche ben definite, riportabili ad una struttura molecolare perfettamente definita e di solito neanche particolarmente complessa.   Continua...

molecole allo specchio: qualche passo nella chiralità del mondo intorno a noi

di Nadia Di Blasio

Vi è mai capitato di seguire una lezione all’università o un seminario o una conferenza stando seduti ad una di quelle comunissime sedie con tavoletta scrittoio?
Di recente ho partecipato ad una conferenza molto interessante, talmente interessante che in molti abbiamo iniziato a prendere degli appunti ed è stato proprio in quel momento che mi sono distratta.   Una ragazza seduta sedia per scrittura, pensata per destrialla sedia davanti a me, per prendere appunti appoggiandosi sulla sua tavoletta, ha assunto una posizione davvero scomoda e strana. Mi sono incuriosita e ho continuato ad osservarla e mi sono accorta che era mancina!   Non ci avevo mai pensato…che ingiustizia!   Se una persona scrive con la mano sinistra, come fa a prendere appunti se la tavoletta è a destra?
Non conoscendo da vicino delle persone mancine non mi sono mai accorta di alcune particolarità, fermando sempre il tutto alla sola considerazione che i mancini scrivono con la sinistra, che per un occidentale che scrive da sinistra a destra questo può risultare particolarmente scomodo, e che mangiare la pizza affianco ad un mancino porta ad uno scontro tra gomiti.   Questo episodio, invece, mi ha fatto riflettere e scoprire quanti oggetti risultano tanto comodi e utili per i destrimani quanto inutilizzabili per i mancini.   Continua...

spezie e verdure dai forti sapori: una descrizione molecolare di salubri virtù

di Nicole Ticchi

E’ ormai un dato di fatto: siamo ciò che mangiamo.   La qualità dell’alimentazione rappresenta un aspetto importantissimo per la salute, per l’organismo, per noi.   Quante volte ci siamo trovati davanti ad un piatto pieno di broccoli, sentendoci dire che “fanno bene”, o davanti ad una bella coppa di verdure miste con l’obbligo di finirla tutta  …sicuramente meno invitante di una torta al cioccolato, ma è inutile negarlo, è tutta salute!  Chi di noi non si verdure assortiteè chiesto cos’è a rendere quelle grandi foglie verdi di insalata così benefiche, o così salutari quei maledetti ortaggi che una volta cotti emanano odori ben poco invitanti.   La maggior parte dei cibi come vegetali, frutti e spezie costituiscono una fonte inestimabile di sostanze ad attività prevalentemente antiossidante, antiipertensiva e antitumorale. Se pensiamo che il National Cancer Insitute ha identificato circa 35 tipi di alimenti di tipo vegetale che possiedono attività preventiva nell’insorgenza del cancro, tra i quali spiccano aglio, soya, zenzero e broccoli, ci rendiamo conto di come sia consigliabile, se non d’obbligo, includere nella nostra dieta abbondanti quantità di tutti questi alimenti. Un’alimentazione variegata e bilanciata, infatti, offre la possibilità di fornire sostanze e nutrienti preziosi in quantità sufficienti a far fronte a tutte le attività che il nostro organismo ogni giorno compie. Continua...

preservare il buono senza fare (troppo) male: la missione dei conservanti fra alimenti e cosmetici

di Nadia Di Blasio

La mia mamma è una gran chiacchierona: parla sempre di qualsiasi cosa le accada nella sua giornata, ma soprattutto adora parlare di tutta la sua vita di bambina con annessi e connessi.   Così un suo ricordo molto frequente è quello della preparazione dei matrimoni dal punto di vista culinario e nello specifico dolciario.    La zia pasticciera era infatti l’addetta alla preparazione dei dolci che servivano per il banchetto e di quelli che venivano fetta di torta ammuffitaregalatiagli invitati (usanza ancora viva in alcuni paesi, almeno in Basilicata).    Non era un lavoro banale soprattutto perché le quantità erano abbastanza grandi e il lavoro non poteva essere organizzato diluendolo nei giorni perché altrimenti i dolci si sarebbero “guastati”.   Un problema che, sicuramente, oggi si è sensibilmente semplificato.
Per allungare la vita di molti prodotti, e non parliamo solo di prodotti alimentari, ma anche di cosmetici, di farmaci e di altre categorie di beni di consumo, utilizziamo i conservanti.   Ecco, questa è una parola che nel tempo ha assunto ormai una connotazione negativa per cui allo stato attuale, un prodotto sul quale viene indicata a caratteri cubitali l’assenza di conservanti ci fa pensare ad una qualità superiore rispetto a tutti quelli che invece utilizzano conservanti. Continua...

il sodio nelle acque minerali in bottiglia: impariamo a farci i nostri conti


Diamo pure per scontato che ciascuno di noi, indipendentemente da chi è, come sta e cosa fa, abbia la reale necessità di ridurre la sua assunzione giornaliera di sodio.   Diamolo pure per scontato nonostante la situazione risulti di fatto ben più complessa e degna di essere considerata caso per caso, onde non vanificare quel fondo di verità pur sempre contenuto in questo genere di informazione in vero un po’ generalista, nella sua finalità di educare la popolazione ad abitudini più corrette.
Quindi ammettiamo pure liberamente, almeno per consentire il proseguimento di questo intervento, che ciascuno di noi dovrebbe fare quanto nelle sue possibilità per introdurre quanto meno sodio possibile nella sua alimentazione quotidiana.

acque minerali in bottigliaEcco, partendo da questo assunto, non sarò certo io il primo a richiamare l’attenzione sul fatto che il “vantaggio” ottenuto dall’assunzione quotidiana di acque a ridottissimo contenuto in sodio, qualora di un vantaggio effettivamente si tratti, viene di fatto ampiamente vanificato dalla prima insalata regolarmente condita o dal primo minimo sgarro alimentare al quale anche il più integerrimo seguace di una dieta iposodica rischia qualche volta di lasciarsi andare.
Quello nel quale vorrei brevemente condurvi in questa sede è un semplice calcolo per trasformare questo “vantaggio” (inteso come riduzione nell’apporto di sodio nella dieta) nel suo equivalente di sale.   In altre parole quanto, o meglio “quanto poco” sale, ovvero sodio cloruro, dovremmo introdurre nella nostra dieta per vanificare del tutto quella riduzione di apporto di sodio conseguita con il consumo quotidiano della più iposodica delle acque minerali in bottiglia.
Continua...

VIDEO: bruciare lo zucchero? un piccolo stratagemma spiegato

L’espressione “bruciare gli zuccheri” è entrata da tempo nel nostro frasario di tutti i giorni: brucia gli zuccheri assunti con una bella alimentazione energetica lo sportivo nello sforzo della prestazione atletica, così come li brucia (o li vorrebbe bruciare) la persona con qualche problema di linea che, seguendo un regime dietetico ipocalorico, cerca in tutti i modi di evitare la loro conversione in lipidi che andrebbero ad incrementare la massa grassa accumulata in cuscinetti antiestetici su pancia e fianchi.
L’espressione è entrata a tal punto a far parte del linguaggio quotidiano che il video che segue, relativo proprio al tentativo di “bruciare” lo zucchero nel senso letterale del termine, potrebbe sollevare un filo di sconcerto, a questo punto quanto mai ragionevole:

Lo zucchero sembrerebbe non bruciare affatto.
L’operatore ha afferrato uno zolletta di saccarosio (il comune zucchero alimentare usato in cucina), scegliendo di operare su una zolletta per una semplice problema di comodità, ed ha provato “ad accenderla” su una fiamma, garantita in questo caso da una candela accesa.    Il risultato? Nessuno: la fiamma “non prende”, la zolletta non si accende, ovvero lo zucchero non brucia.   Alla peggio, dopo un po’ di tempo di esposizione alla fiamma (quello che in altri contesti si definirebbe “innesco”) si assiste alla degradazione del saccarosio con la formazione di una massa fluida e scura di caramello e lo sviluppo del caratteristico aroma dolciastro. Continua...

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