Matrice alimentare: perché il cibo è più della somma dei nutrienti

La matrice alimentare è la struttura fisica e chimica nella quale si trovano i nutrienti di un alimento e contribuisce a determinare come questi vengono liberati, digeriti e assorbiti. Fibre, pareti cellulari, acqua, proteine, grassi e carboidrati interagiscono tra loro all’interno di un alimento e, per questo, due prodotti con una composizione nutrizionale simile possono produrre risposte diverse nell’organismo. Un frutto intero, ad esempio, non è uguale al suo succo, così come mandorle e crema di mandorle non si equivalgono e non rendono disponibili i grassi nello stesso modo. Anche la cottura e la trasformazione cambiano la matrice alimentare perché macinare, frullare e schiacciare rompono le strutture della matrice e facilitano l’accesso degli enzimi ad alcuni nutrienti, mentre cuocere può aumentare la disponibilità di determinati composti e ridurne altri.

Cos’è la matrice alimentare

La matrice alimentare è l’organizzazione fisica e chimica dell’alimento, cioè la struttura all’interno della quale sono distribuiti acqua, proteine, carboidrati, grassi, vitamine, minerali, fibre e altri composti. I nutrienti, infatti, non sono “liberi” all’interno di un alimento ma racchiusi nelle cellule, organizzati in strutture o legati ad altre sostanze.

In un ortaggio, ad esempio, parte dei nutrienti si trova all’interno di cellule protette da pareti formate principalmente da polisaccaridi: nei semi oleosi, come mandorle e nocciole, i grassi sono immagazzinati all’interno di cellule compatte, mentre nei cereali l’amido si trova in granuli inseriti in una struttura che comprende proteine e pareti cellulari. In modo analogo, anche nei cibi di origine animale macro e micronutrienti come proteine, grassi, acqua e minerali formano strutture complesse.

Quando mangiamo, il nostro organismo deve poter accedere ai nutrienti per poterli assimilare e utilizzare e il primo passo per rendere disponibili i nutrienti è la masticazione, durante la quale parte delle strutture della matrice alimentare vengono demolite. Il successivo passaggio nello stomaco, il rimescolamento con i sali biliari all’inizio dell’intestino e il percorso fino all’intestino tenue rendono ciò che mangiamo sempre più digeribile ma le dimensioni dei frammenti, la resistenza delle pareti cellulari, la consistenza e il modo in cui acqua e nutrienti sono distribuiti possono influenzare la velocità con cui gli enzimi digestivi raggiungono carboidrati, proteine e grassi. Una parte della matrice, inoltre,  può resistere alla digestione nell’intestino tenue e raggiungere il colon, dove diventa disponibile per il microbiota intestinale.

La matrice contribuisce quindi a determinare non soltanto quali sostanze sono presenti, ma anche in quale misura e con quali tempi diventano accessibili all’organismo. C’è infatti differenza tra contenuto di un nutriente nel cibo e la sua effettiva biodisponibilità, che dipende dalla bioaccessibilità. Il contenuto è semplicemente la quantità del nutriente nell’alimento, mentre la bioaccessibilità è la quantità che viene liberata dalla matrice durante la digestione e può essere assorbita e la biodisponibilità è la parte effettivamente assorbita e utilizzata dall’organismo. Questo significa che un alimento può contenere una quantità elevata di un composto senza che questa sia del tutto disponibile e che leggere l’etichetta degli ingredienti e i valori nutrizionali non dice tutto ciò che c’è da sapere su ciò che mangiamo.

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Cosa cambia per i nutrienti

Prodotti ottenuti dalle stesse materie prime possono essere molto diversi se la matrice alimentare subisce dei trattamenti che la modificano. Partendo dalla frutta, un frutto intero, un frullato e un succo hanno strutture differenti che incide sull’assorbimento degli zuccheri, che sarà ovviamente più rapido bevendo un frullato o un succo. Inoltre, il succo sazierà meno di un frutto intero e generalmente contiene più zuccheri perché è ottenuto da più frutti.

Un altro esempio riguarda la frutta a guscio, ricca di grassi. Quando si consumano noci, mandorle, noccioli, i grassi presenti nelle cellule non vengono totalmente e rapidamente liberati dalla masticazione, mentre se la frutta secca è in crema, i lipidi sono sicuramente più accessibili agli enzimi digestivi. Nell’olio, invece, la struttura originaria del seme è stata eliminata e i grassi sono già separati dalla fibra e dagli altri componenti solidi, quindi abbiamo il massimo della bioaccessibilità. Ci sono poi prodotti complessi, che contengono più ingredienti, come le creme spalmabili di frutta secca a guscio in cui sono presenti anche zuccheri aggiunti: questi ultimi hanno un minor impatto sulla glicemia rispetto agli zuccheri liberi proprio per l’effetto matrice e per l’elevato contenuto di grassi.

Passando ai cereali, se questi vengono consumati in chicco, l’amido si trova protetto da strutture che limitano l’accesso agli enzimi ma se si macinano i chicchi per ottenere farine, si rompe l’organizzazione e aumenta notevolmente la superficie disponibile per gli enzimi. Anche per le patate, c’è differenza nel consumare patate bollite e lasciate a pezzi o purè di patate, sempre per lo stesso principio. In più raffreddando le patate cotte, una parte dell’amido gelatinizzato si riorganizza e diventa amido resistente, meno facilmente digeribile nell’intestino tenue. La quantità che si forma è variabile e non trasforma le patate fredde in un alimento privo di carboidrati, ma mostra con chiarezza che lo stesso tubero può avere caratteristiche differenti in base alla preparazione.

L’effetto matrice vale anche per prodotti lattiero-caseari: i grassi saturi presenti nel formaggio sono inseriti in una struttura che comprende proteine, calcio, acqua e altri componenti e si hanno risposte lipidiche diverse consumando quantità simili di grassi mangiando formaggio o altri alimenti in cui i componenti sono organizzati diversamente.

Cottura e trasformazione: come cambia la matrice alimentare

La trasformazione e la cottura degli alimenti cambia la matrice alimentare perché modificano pareti cellulari, proteine, granuli di amido, distribuzione dell’acqua e dimensioni delle particelle. Operazioni come tagliare, macinare, frullare, riscaldare, fermentare e raffreddare hanno effetti diversi che essere positivi o negativi, a seconda dell’alimento che si considera.

La cottura, ad esempio, ammorbidisce i tessuti vegetali e può rompere parte delle strutture che limitano la liberazione dei composti presenti nelle cellule. In alcuni casi la cottura può aumentare la bioaccessibilità di alcuni nutrienti, come nel caso del betacarotene presente nelle carote, mentre in altri casi il calore può ridurre la quantità di vitamine termolabili, come la vitamina C e alcuni folati. Inoltre, parte dei minerali e delle vitamine idrosolubili può passare nell’acqua di cottura.

Per gli alimenti ricchi di amido, la cottura in presenza di acqua provoca la gelatinizzazione, un processo durante il quale i granuli assorbono acqua, si gonfiano e diventano più facilmente attaccabili dagli enzimi digestivi. È ciò che rende commestibili e digeribili patate, riso, pasta e molti altri alimenti ma, durante il successivo raffreddamento, una parte dell’amido può retrogradare e diventare più resistente alla digestione, modificando nuovamente la matrice.

Oltre alla cottura, anche operazioni come la macinazione e la frullatura modificano la matrice, riducendo le dimensioni delle particelle e aumentando la superficie di contatto con gli enzimi  digestivi. Questo vale per farine di cereali e legumi ma anche per creme di verdure e succhi di frutta.

Infine, un altro processo che trasforma la matrice è la fermentazione, processo utilizzato per ottenere yogurt, pane, formaggi e verdure fermentate che sfrutta specifici microrganismi che utilizzano alcuni componenti, ne producono altri e possono modificare consistenza, acidità, digeribilità e disponibilità di determinate sostanze.