Cellulosa

Origine

La cellulosa fu isolata per la prima volta dal legno nel 1839 dal chimico francese Anselme Payen.1 La sua separazione dalle lignine si basa sulla sua incapacità di dissolversi in soluzioni alcaline. All’inizio del XX secolo, la cellulosa era usata esclusivamente in applicazioni industriali come i polimeri plastici, la seta artificiale, il cellophane e molti altri. Nell’ultima parte del 20° secolo, la fibra di cellulosa ha trovato applicazioni in molti sistemi alimentari e di panificazione.

Il primo sviluppo commerciale di pane arricchito con cellulosa per la riduzione delle calorie negli Stati Uniti fu nel 1961, guidato dal Dr. Simon Jackel con la Quality Bakers Association. Il pane fu venduto da poche panetterie per circa tre anni, ma non suscitò un significativo interesse da parte dei consumatori. Un altro lancio fu tentato negli anni ’70 e incontrò il successo commerciale. 2

Nutrizione

Generalmente, i grani integrali, in particolare la crusca, sono una buona fonte di fibra di cellulosa. Altri comuni cereali contenenti cellulosa includono, ma non solo, il riso, l’avena e la segale. La fibra di cellulosa può essere ottenuta anche da una pletora di frutta e verdura.3 Alcuni esempi sono:3

Funzione

La cellulosa è composta da una catena lineare non ramificata di migliaia di unità di glucosio. Può essere prodotta in varie lunghezze di micron a seconda dell’applicazione e della proprietà desiderata. La fibra di cellulosa è insolubile in alcali concentrati ed è resistente all’idrolisi acida.5

Anche se la cellulosa non è solubile in acqua, quando è dispersa in acqua si gonfia e acquista peso. Questa proprietà è responsabile delle desiderabili prestazioni funzionali della cellulosa nel pane, come la testurizzazione e la formazione di gel, la stabilizzazione della struttura della mollica e l’aumento di volume. La reticolazione tra le catene di cellulosa è responsabile della sua forza meccanica e della sua stabilità. Tutte queste qualità rendono la cellulosa un ingrediente eccellente per le formulazioni di pane senza glutine.

Molti derivati della cellulosa sono comunemente usati nelle applicazioni alimentari tra cui la metilcellulosa, l’idrossipropilcellulosa, l’idrossipropilmetilcellulosa e molte altre molecole che sono state sviluppate per compensare la mancanza di cellulosa di alcuni aspetti funzionali, principalmente la solubilità.

Nutrizione

La cellulosa è indigesta per l’uomo. La sua digeribilità non migliora quando viene cotta o al forno. Tuttavia, l’indebolimento della struttura cellulare permette ai nostri enzimi digestivi di assorbire alcuni nutrienti associati alla cellulosa. 6

La cellulosa è una fonte preziosa di fibra insolubile nei prodotti da forno. Ha poco o nessun valore calorico e può aiutare a gestire il contenuto calorico dei prodotti finali.3

Ci possono essere molti benefici per la salute dall’aggiunta di fibra di cellulosa a un prodotto da forno. Tra questi: salute del cuore e riduzione del dolore gastrointestinale. Inoltre, può migliorare il transito gastrointestinale, prevenire la stitichezza e ridurre l’assorbimento dei grassi dal tratto digestivo. 4

Applicazione

La fibra di cellulosa viene tipicamente aggiunta ai prodotti da forno a meno del 2% quando sono necessarie indicazioni di fibra per il prodotto. Negli alimenti e nelle formulazioni da forno, la cellulosa non conferisce alcun sapore o gusto indesiderato.

Formulare prodotti da forno con cellulosa o derivati della cellulosa è attualmente una pratica comune per aumentare il contenuto di fibre, sostituendo il grasso o il glutine, almeno parzialmente. In tali formulazioni, la cellulosa può essere aggiunta come ingrediente puro o come concentrato di cereali, frutta o verdura. L’aggiunta di cellulosa alle formulazioni da forno richiede un aumento sostanziale del contenuto di acqua. Di seguito sono riportati alcuni esempi notevoli:

• L’aggiunta di cellulosa fino al 30% alla pastella di una torta dà come risultato una pastella più viscosa e un prodotto cotto più tenero e morbido; la cellulosa di dimensioni più fini assorbe spesso quantità maggiori di acqua.
• L’aggiunta di sansa di mela alle torte può portare a una diminuzione del volume, a un aumento della dolcezza e dell’umidità e a una maggiore densità della mollica7
• L’aggiunta di cellulosa ai dessert surgelati è stata usata efficacemente come sostituto dei grassi8 .
• L’aggiunta di mela essiccata a spruzzo (~40% di cellulosa) al pane ha portato a un aumento del peso della pagnotta ma a una riduzione del suo volume.
• Il nucleo di ananas (91,2% di cellulosa) aggiunto a ciambelle di tipo dolce ha mostrato una riduzione dell’assorbimento di olio, una maggiore umidità e morbidezza e un aumento del volume della torta.3
• La fibra d’acero (composta da cellulosa, lignina e altri polisaccaridi non amilacei) può funzionare come alternativa emulsionante, addensante e condizionatore dell’impasto.
• Conclusioni simili sono state raggiunte incorporando la cellulosa da bucce di piselli, riso o crusca di mais in pane, biscotti, muffin.

Regolamento FDA

“Cellulosa, rigenerata” è approvata ed elencata come GRAS sotto 21CFR 176.170, Additivi alimentari indiretti.9

Inoltre, anche molte fibre derivate da gusci di vegetali, semi e cereali sono elencate nella lista GRAS.

1. Payen, A. Memoire sur la composition du tissue propre des plants et du ligneux. Comptes Rendus, 1838, 7, pp: 1052-1056.
2. Stauffer, C.E., In, Advances in Baking Technology, (B.S. Kamel and C.E. Stauffer, eds.), 1993, Springer-Sciences Business Media, pp 407.
3. Prakongpan, T., A. Nitithamyong, and P. Luangpituksa. “Estrazione e applicazione della fibra alimentare e della cellulosa dal torsolo dell’ananas”. Journal of Food Science 67.4 (2002): 1308-1313.
4. CANJA, C. M. “DIETARY FIBER ROLE AND PLACE IN BAKING PRODUCTS.” Ingegneria alimentare agricola, vol. 9, no. 58, ser. 2, 2016, pp. 91-96. 2.
5. Dhingra, Devinder, et al. “Dietary Fibre in Foods: a Review.” Journal of Food Science and Technology, vol. 49, no. 3, 2011, pp. 255-266., doi:10.1007/s13197-011-0365-5.
6. ZABIK, MAR Y E., MELISSA A. M. SHAFER, e B. W. KUKOROWSKI. “FONTI DI FIBRA ALIMENTARE PER PRODOTTI DA FORNO”. Journal of Food Science 42.6 (1977).
7. Sudha, M.L., V. Baskaran, e K. Leelavathi. “La sansa di mela come fonte di fibra alimentare e polifenoli e il suo effetto sulle caratteristiche reologiche e sulla produzione di torte”. Food Chemistry 104.2 (2007): 686-692.
8. (Towle, G.A. Stabilizzazione di alimenti refrigerati e congelati. In; gomme e stabilizzatori per l’industria alimentare (G.O. Phillips, P.A. Williams, D.J. wedlock, eds), 1996. Oxford Univ. Press.
9. “CFR – Code of Federal Regulations Title 21.” Accessdata.fda.gov, 2018, www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/cfcfr/cfrsearch.cfm?fr=176.170.