La cottura coinvolge fondamentalmente un trasferimento di calore all’alimento e, in misura diversa a seconda delle tecniche adottate, un trasferimento di materiali fra alimento e mezzo o ambiente di cottura (ad esempio, dissoluzione di sali e componenti nutritive nei brodi o nei condimenti, assorbimento o evaporazione di acqua, ingresso o fuoriuscita di grassi).
Tre sono gli obbiettivi impliciti dell’operazione di cottura, sovente raggiunti in forma interdipendente attraverso la somministrazione di calore:
•    la sanificazione dell’alimento;
•    il miglioramento della digeribilità o della bio-disponibilità di nutrienti;
•    lo sviluppo (controllato) di modificazioni chimico-fisiche percepite come miglioramento delle prestazioni e della accettabilità sensoriale.

I principali componenti alimentari subiscono, in seguito al riscaldamento, importanti trasformazioni:
1)    Le proteine denaturano (al di sopra dei 60°C) e generalmente diventano così più digeribili. La denaturazione comporta una specie di “srotolamento” della loro complessa struttura, trasformazione che consente agli enzimi digestivi di utilizzarle al meglio. Solo quando il trattamento di cottura è prolungato o improprio assistiamo a trasformazioni negative, a carico di alcuni amminoacidi in esse contenuti (che possono diventare indisponibili), o a reazione con gli altri componenti (ad esempio gli zuccheri o i grassi), che ne limitano la valenza nutrizionale. Questo è il caso della cosiddetta reazione di Maillard, di imbrunimento non enzimatico e primo stadio della caramellizzazione, che si produce con una prolungata tostatura o con un una eccessiva esposizione alle alte temperature durante la cotttura in forno.
2)    I carboidrati complessi quali l’amido, sopra i 60°C e in presenza di acqua, modificano la loro struttura che da cristallina si trasforma in gelificata (vedi risposta “La gelificazione dell’amido”). L’amido gelatinizzato (a differenza di quello in forma cristallina) è facilmente e rapidamente digerito ed utilizzato per finalità energetiche. In piccola misura l’amido gelatinizzato (se la cottura è prolungata ed avviene in acqua) migra nel mezzo di cottura: pasta e riso scotti sono anche meno nutrienti! Gli zuccheri semplici invece sono abbastanza stabili durante il riscaldamento ed al massimo si possono sciogliere, perdendosi, quando il mezzo di cottura è l’acqua. Solo con un riscaldamento intenso e prolungato e in presenza di proteine (reazione di Maillard e caramellizzazione, vedi risposta “La tostatura del pane”) assistiamo alla loro trasformazione, che conduce alla produzione di composti oggi guardati con qualche sospetto sul piano della tossicità.
3)    I grassi sono molto stabili al riscaldamento, tant’è che l’impiego di condimenti lipidici per regolare e migliorare il trasferimento di calore (brasatura, stufatura, cottura con velo di olio o burro, frittura) è da sempre uno dei metodi che meglio garantiscono l’espressione della qualità gastronomica delle preparazioni alimentari. I grassi solidi si sciolgono sopra i 40°C e possono fuoriuscire dall’alimento (se contenuti, come nel caso delle carni o del pesce), “smagrendolo” in un certo senso. Solo al di sopra del loro cosiddetto “punto di fumo” (che a seconda del tipo di acidi grassi costitutivi è situato a 130-200°C) i grassi vanno incontro a trasformazioni negative, che possono coinvolgere la loro ossidazione accelerata, la isomerizzazione e la loro polimerizzazione, con la produzione di composti tossici. Per questo si consiglia di non abusare con le fritture in generale, e soprattutto con le fritture che prevedono la riutilizzazione dei condimenti.
4)    Le vitamine sono sensibili al riscaldamento ed all’ossidazione, per cui le lunghe cotture ne diminuiscono la biodisponibilità.
5)    I sali minerali, al contrario, sono stabili al calore e si possono perdere solo perchè si disciolgono nei mezzi di cottura, che comunque possono essere riutilizzati (ad es. brodi) per altre preparazioni.