I nutrienti si modificano con la cottura soprattutto in funzione della temperatura, ma anche la variabile tempo assume un'importanza da non trascurare.
Con l'aumentare della temperatura i grassi fondono e diventano sempre più fluidi. Quando la temperatura raggiunge il punto di fumo, i grassi si decompongono con la formazione di sostanze tossiche quali l'acroleina. Ogni tipo di grasso ha un punto di fumo differente, che dipende soprattutto dalla quantità di grassi mono e polinsaturi che contiene: i grassi ad alto contenuto di acidi grassi saturi (come l'olio di palma) hanno in genere punti di fumo superiori.
Le proteine sottoposte a temperature superiori a 55-60 gradi coagulano, cioè cambiano la loro struttura legandosi tra di loro. Questo fenomeno è legato alla perdita di liquidi della carne a seguito dell'accorciamento delle fibre muscolati; e al rassodamento delle proteine dell'uovo, molto importante per legare salse e dare la giusta consistenza a moltissime preparazioni.
La coagulazione delle proteine le rende più digeribili grazie alla frammentazione delle catene proteiche che le rende maggiormente aggredibili dai succhi gastrici.
L'effetto del calore sui glucidi è differente a seconda del tipo dei glucidi interessati dalla cottura.
Gli zuccheri semplici si sciolgono in presenza di liquidi, se la cottura viene prolungata l'acqua evapora e si forma uno sciroppo. Quando si superano i 100 gradi, lo sciroppo modifica la sua consistenza una volta raffreddato, a stadi diversi a seconda dell'intervallo di temperatura, fino alla caramellizzazione che inizia a 150 gradi.
L'amido, un composto formato da lunghe catene di glucosio, in presenza di acqua inizia ad assorbirla e a gonfiarsi a 60-70 gradi, fino a moltiplicare di 20-30 volte il suo volume. Si forma la cosiddetta salda d'amido, utilizzata per aumentare la viscosità di salse e creme.
La cellulosa tende ad ammorbidirsi all'aumentare della temperatura rendendo i vegetali più facilmente masticabili.
La pectina, in presenza di acqua e a temperature superiori a 60-70 gradi, solubilizza e poi gelatinizza.
L'acqua è l'elemento percentualmente più rilevante nella maggior parte dei cibi e quindi è quello che viene maggiormente coinvolto nel processo di cottura. L'acqua si trasforma in vapore durante la cottura, questo comporta una concentrazione delle sostanze nutritive e dei sapori. Nella carne e nel pesce, e anche in alcuni vegetali come nei funghi e negli ortaggi a foglia, la fuoriuscita di acqua è causata dalla rottura delle cellule.
La cottura provoca la distruzione di molte vitamine, soprattutto di quelle idrosolubili (e in particolare la vitamina C e quelle del gruppo B), con perdite fino al 50%. I sali minerali vengono dispersi nell'acqua di cottura, mentre nelle cotture a secco la perdita è minima.
La perdita di microelementi in cottura in genere dipende in modo proporzionale dalla temperatura e dalla durata di cottura.
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