Origine

I pentosani si trovano naturalmente nella cellulosa delle piante e nell'humus.

Struttura dell'arabinoxilano. Residuo di D-xilopiranosile sostituito su C(O)-2 e C(O)-3 con residui di L-arabinofuranosile.

Nutrizione

Ecco alcuni cereali e farine che contengono pentosani:

• Frumento integrale:
  • 0,9 pentosani solubili
  • 2,45 pentosani estraibili con enzimi
  • 8,95% pentosani totali
• Farina di frumento:
  • 0,7-0,83% pentosani solubili
  • 1,66-1,86% pentosani estraibili con enzimi
  • 1,5-2,12% pentosani totali
• Crusca di frumento:
  • 0,28 pentosani idrosolubili
  • 21,30% pentosani totali
• Segale:
  • 2.08 pentosani idrosolubili
  • 5,41% pentosani totali
• Farina di segale:
  • 2,40 pentosani idrosolubili
  • 3,15% pentosani totali
• Crusca di segale:
  • 1,60 pentosani idrosolubili
  • 14,86% di pentosani totali di acqua

C'è pentosano estraibile in acqua (WEP) e pentosano non estraibile in acqua (WUP). La differenza tra WEP e WUP è il grado di ramificazione. WUP è reticolato nella struttura della parete cellulare. WUP,  fibra alimentare insolubile, riduce il tempo di transito e aumenta la massa fecale, la frequenza della defecazione e il legame e l'escrezione di agenti cancerogeni. WEP, fibra alimentare solubile, è più facilmente fermentabile nel colon rispetto alla fibra alimentare insolubile. Provoca uno spostamento verso l'abbassamento del pH del colon, ne aumenta il numero e modifica il profilo dei microrganismi intestinali.

La fermentazione delle fibre alimentari porta alla produzione di acidi grassi a catena corta che favoriscono la salute dell'intestino. Le fibre alimentari solubili, in particolare, riducono l'assorbimento di colesterolo e glucosio nell'intestino tenue e i livelli di insulina nel sangue postprandiale. L'attenuazione del colesterolo nel sangue è correlata alla riduzione del rischio di diabete di tipo 2.

Funzione

Il pentosano ha un effetto significativo sulla funzionalità del grano.

WEP forma soluzioni altamente viscose quando disciolto in acqua. La viscosità della soluzione è piuttosto elevata rispetto a quella di altri polisaccaridi non amilacei come gomma arabica, destrano o pullulano. Il WEP aumenta la viscosità della fase acquosa dell'impasto, aumentando quindi la stabilità dei film liquidi e la struttura della schiuma dell'impasto. La maggiore stabilità può prolungare la lievitazione del forno e prevenire la coalescenza precoce delle celle a gas. Ciò si traduce in un volume maggiore della pagnotta e un pangrattato più fine e omogeneo. È anche possibile che WEP, a causa del suo alto peso molecolare, formi una rete secondaria più debole che rafforza la rete del glutine.

A differenza del WEP, il WUP destabilizza la struttura dell'impasto. È presente nei frammenti di parete cellulare discreti che possono formare barriere fisiche per la rete del glutine durante lo sviluppo dell'impasto. Durante la fermentazione, può formare intrusioni nelle celle di gas. Assorbe anche una grande quantità di acqua, che di conseguenza non è disponibile per lo sviluppo del glutine e la formazione del film. WUP ha una forte tendenza ad assorbire acqua e gonfiarsi, essendo in grado di contenere da 6 a 10 volte il suo peso in acqua. In quanto tale, abbassa la stabilità della rete del glutine. Si ottengono volumi di pane più bassi con mollica più grossolana e maggiore compattezza della mollica iniziale.

Sia WEP che WUP possono ritardare il tasso di congelamento del pane grazie alla loro elevata capacità di ritenzione idrica.

Applicazione

I pentosani vengono spesso aggiunti nella panificazione come miglioratori naturali, fortificazione di fibre alimentari o per benefici economici. La fonte, la qualità e la quantità di pentosani da aggiungere sono importanti per migliorare la qualità del pane. La ricerca mostra che quando WEP e WUP di grano e WEP di segale vengono aggiunti in concentrazioni dello 0,5%, 1,0%, 1,5% e 2,0% ai campioni di farina, tutti e tre i pentosani hanno aumentato notevolmente l'assorbimento d'acqua e il volume della pagnotta e hanno ritardato il raffermo del pane. La struttura di WUP può essere modificata durante il processo di estrazione. In altri studi, lo 0,8% di AX è stato aggiunto alla farina di pane di frumento, con una rimozione della farina del 2,5%. Il pane fortificato AXE manteneva peso, volume, altezza e compattezza simili al pane bianco standard.

Per risolvere il problema causato da WUP, possono essere utilizzate endossilanasi con una specificità verso l'arabinoxilano non estraibile con acqua (WU-AX). Catalizzano la conversione del dannoso WU-AX in AXE solubilizzato con enzimi ad alto peso molecolare con funzionalità benefica nella panificazione. Il dosaggio degli enzimi è importante. Un dosaggio ottimale potrebbe migliorare il volume della pagnotta, la struttura della mollica e la morbidezza della mollica, aumentare la stabilità della fermentazione e la resistenza alle sollecitazioni meccaniche e alla lievitazione in forno. Tuttavia, un dosaggio esteso porta a un'estesa degradazione di WU-AX. Ciò porta alla diminuzione della capacità di ritenzione idrica dell'impasto. Possono verificarsi impasti molli e collosità dell'impasto dopo la miscelazione.