Origine
Insieme alla lignina, ai beta-glucani e alla cellulosa, gli arabinoxilani sono fibre naturali che costituiscono la normale composizione delle pareti cellulari nei tessuti vegetali. Si trovano nel grano, nel sorgo, nel riso, nell'avena, nel mais e in molti altri cereali.
Simile all'amilosio nell'amido, gli AX sono costituiti da una spina dorsale lineare di residui di D-xilosio che sono collegati da legami β-(1-4) glicosidici con singoli residui di arabinosio attaccati alla catena di xilosio come rami. Alcune delle catene laterali dell'arabinosio sono esterificate con acido ferulico.
Funzione
Nonostante la loro bassa quantità di farina (2,0–3,0%), gli AX svolgono più ruoli interagendo con l'acqua e la matrice del glutine. L'elevata capacità di assorbimento d'acqua degli AX nelle farine ne sottolinea il ruolo funzionale nella panificazione.
La funzionalità degli AX è una conseguenza delle loro caratteristiche, tra cui:
- Solubilità in acqua
- Costruzione della viscosità
- Capacità di ritenzione idrica
- Proprietà gelificanti
- Fonte di fibre alimentari
Gli AX sono classificati come solubili in acqua (cioè estraibili in acqua) o insolubili in acqua (non estraibili in acqua). Nell'endosperma amido, circa il 25% degli AX sono
estraibile con acqua (WE-AX). Il restante 75% di frazione non estraibile con acqua (WU-AX) ha essenzialmente la stessa struttura di WE-AXS ma con un peso molecolare molto più elevato.
Arabinossilani non estraibili con acqua (WU-AXs)
I WU-AX sono quasi esclusivamente xilani che formano conformazioni altamente organizzate con altre catene di xilano attraverso legami idrogeno. I WU-AX sono trattenuti in profondità nelle pareti cellulari da interazioni covalenti e non covalenti tra altri arabinoxilani.
I WU-AX trattengono grandi quantità di acqua sulla loro superficie molecolare ma sono altamente insolubili in essa. I WU-AX sono presenti in frammenti di parete cellulare discreti che possono formare barriere fisiche per un'aggregazione proteica ottimale e possono interferire con la formazione di una forte matrice di glutine durante la miscelazione.
Si pensa che formino intrusioni nelle celle a gas e assorbano una grande quantità di acqua, che di conseguenza non è disponibile per lo sviluppo del glutine e la formazione di film liquidi (lamelle). Man mano che l'impasto si espande durante la lievitazione e la cottura, i WU-AX hanno un effetto dirompente sulla stabilità della schiuma di gas, influenzando così l'aumento del volume e la molla del forno.
Arabinossilani estraibili con acqua (WE-AXs)
Si ritiene che la porzione solubile in acqua, cioè estraibile in acqua (WE-AXs), sia legata in modo lasco alla superficie della parete cellulare.
Quando le xilanasi vengono utilizzate per la depolimerizzazione parziale e controllata di WU-AX (cioè la trasformazione di WU-AX in WE-AX), forniscono rinforzo dell'impasto e conferiscono un effetto stabilizzante sulla struttura delle bolle di gas.
Applicazione
Insieme ad altri polimeri funzionali, amido e proteine, gli arabinoxilani partecipano all'assorbimento complessivo di acqua durante la miscelazione. La tabella seguente aiuta a visualizzare l'impatto degli AXs sulla capacità della farina di trattenere l'acqua e trasformarsi in impasto al momento dell'impasto nel Farinograph:
| Componente della farina | % peso farina (g / 100 g di farina) | Capacità di ritenzione idrica (g H2 O/g polimero secco) | % dell'assorbimento totale (g H2 O / 100 g di farina) | Distribuzione dell'acqua nell'impasto (%) |
|---|---|---|---|---|
| Amido intatto | 63,00 | 0,35 | 22,05 | 32,57 |
| Amido danneggiato | 6,50 | 1,75 | 11,38 | 16,80 |
| WU-AX | 1,40 | 10,00 | 14,00 | 20,68 |
| WE-AX | 0,60 | 5,00 | 3,00 | 4,43 |
| Proteine del glutine | 12,80 | 1,35 | 17,28 | 25,52 |
| Totale | 84,30 | 67,70 | 100,00 | |
| Umidità + Ceneri + Zuccheri + Lipidi | 15,70 |
Quindi, mettendo i numeri in prospettiva, l'amido comprende l'80,0–85,0% del materiale secco totale nella farina e contiene circa il 45,0% dell'acqua nell'impasto. Gli arabinoxilani, d'altra parte, contribuiscono solo con il 2,0–3,0% del peso secco totale della farina, ma trattengono il 25,0% dell'acqua dell'impasto del pane.
Senza AXs, l'impasto non sarebbe in grado di trattenere o accettare tanta acqua per ottenere proprietà e reologia regolari, quindi la resa di produzione (cioè la quantità di pezzi di pasta prodotti da un singolo lotto) sarebbe inferiore.
Regolamento
Nonostante gli studi promettenti sull'efficacia degli arabinoxilani contro molte condizioni di salute, la FDA afferma che non sono disponibili prove sufficienti per consentire un'indicazione sulla salute.
Nell'UE, l'EFSA ha concluso che il consumo di almeno 8 g di fibra ricca di arabinoxilan dall'endosperma del frumento riduce le risposte glicemiche post-prandiali negli individui che desiderano ridurre le loro risposte glicemiche post-prandiali.
