Scarica Macro e micro nutrienti e più Sbobinature in PDF di Scienze degli Alimenti e della Nutrizione solo su Docsity!
Si trovano in uni stato di equilibrio dinamico=> rinnovati continuamente
Organismi autotrofi Organismi eterotrofi
in comune: dover introdurre energia e materia dall’esterno -> assumono nutrienti dall’ambiente (sost. -> si devono alimentare di sost. organiche (prodotte dagli inorganiche) = non si alimentano organismi autotrofi), per assumere nutrienti. -> Piante=> necessitano di CO2. -> Animali Alimentazione è necessaria per la nutrizione funzione degli eterotrofi, fase preliminare della nutrizione (introduzione cibo, masticazione, deglutizione, digestione, transizione intestinale.
Alimento Nutriente
->materia prima da demolire per essere assimilabile. -> qualsiasi sostanza nell’alimento che faccia da:
-> Cibo= sorgente di nutrienti - fonte energetica, strutturale, regolatore -> cereali, verdure, bevande… -> proteine, lipidi, vitamine, H2O…
- Dagli alimenti si ricavano i nutrienti
- I principi nutritivi vengono classificati in macro e micro nutrienti in base alla quantità che deve essere assunta al giorno.
- Alimenti arricchiti => cibi con altro nutriente già normalmente presente (fiocchi di cereali+ vitamine)
- Alimenti fortificati => cibi che compensano una carenza nella popolazione (sale da cucina).
- Alimenti dietetici => cibi per alimentazione particolare.
- Integratori => prodotti a base di vitamine e minerali per colmare carenze alimentari. CORRETTA ALIMENTAZIONE
- Coscienza di alimenti per invecchiamento sano e arrivo=> prevenzione attraverso dieta.
- Crescente richiesta di sicurezza alimentare e tutela della salute pubblica.
- Sensibilizzazione disturbi alimentari.
- Dati scientifici a prova dei claim nutrizionali e sulla salute (es. DOP, IGP…) o con leggi in evoluzione (EFSA). CLASSIFICAZIONE NUTRIENTI in base alla funzione MACRO:
- Energetici => lipidi e glucidi=> l’organismo attraverso le trasformazioni biochimiche dei nutrienti a funzione energetica, produce calore e ATP per i processi fisiologici endoergonici (contrazione muscolare, impulsi…). I lipidi sono idrolizzabili (trigliceridi) o NON (steroli). I glucidi sono disponibili (digeribili) o non.
- Bioregolatori => vitamine e oligominerali=> per mantenimento di caratteristiche fisico-chimiche e per catalizzare i processi biochimici=> funzione di regolazione del metabolismo e processi fisiologici.
- Plastici => proteine (vegetali o animali), Ca, P,Fe=> per crescita e ricambio di strutture cellulari o riparazione tessuti. MICRO=> vitamine, sali minerali e olivo elementi (ferro, zinco, manganese…) MACRO (^) MICRO NUTRIENTI Lei LipidiProteine Ho vitamine^ sali
minerali organismihanno
affittati
principinitritivi^ corsenicis III (^) è testè G È cibo molecole svolgimentode reazionimetabolic
- Ruolo essenziale poiché incidono sullo stato di salute.
- Coinvolti nella produzione di enzimi, ormoni che regolano il metabolismo, crescita, sviluppo e funzionamenti di organi e sistemi. Grandi molecole delle proteine, polisaccaridi e lipidi devono essere scisse ( digestione ) e poter così attraversare la barriera intestinale ( assorbimento ) e nella fase cataboliche liberare energia espressa in: Calorie => energia necessaria per innalzare di 1 grado 1g di H2O ALIMENTAZIONE EQUILIBRATA Tener conto dello sviluppo sostenibile=> soddisfare le attuali generazioni senza compromettere quelle future:
- Raccomandazioni nutrizionali=> livelli quantitativi ottimali per i fabbisogni giornalieri e massimizzare funzioni fisiche e mentali.
- Linee guida alimentari
- Obiettivi nutrizionali=> da raggiungere stabiliti da organizzazioni scientifiche e sanitarie. BILANCIO ENERGETICO Differenza tra energia introdotta con gli alimenti e quella usata. Esso può essere:
- Nullo=> apporto energetico=dispendio energetico (DE)
- Positivo=> apporto energetico > dispendio energetico (DE)
- Negativo=> apporto energetico < dispendio energetico (DE) FABBISOGNO ENERGETICO Quantità di energia alimentare necessaria per bilanciare il dispendio energetico per mantenere composizione corporea in buona salute=> è quindi l’apporto energetico che rende nullo il DE= MB+TID+AF LARN Def: Livello di Assunzione di Riferimento di Nutrienti e di energia per la popolazione italiana indispensabili per raggiungere la protezione della popolazione dal rischio di carenze nutrizionali. Pubblicati per la prima volta in Italia nel 1976 da Società Italiana di Nutrizione Umana ( SINU ) che ha subito aggiornamenti in base alle scoperte scientifiche e dati epidemiologici. A cosa servono :
- Fornire indicazioni salutistiche e propongono obiettivi per individui sani.
- Definire politiche sanitarie e commerciali=> commercio di nuovi alimenti o etichettature nutrizionali. Come si esprimono : parametri nazionali:
- PRI => Population Refrence Intake (Assunzione Raccomandata per la Popolazione): livello di assunzione sufficiente a coprire il fabbisogno del 97.5% popolazione.
- EAR => Estimated Avarage Requirement (Fabbisogno medio)=> livello di assunzione del nutriente in grado di soddisfare i fabbisogni del 50% dei soggetti sani in un gruppo.
- AI => Adequate Intake (Assunzione adeguata)=> livello di assunzione del nutriente che si considerano adeguati quando non si può dirlo con precisione.
- UL => Upper intake limit (livello superiore tollerabile): livello di assunzione massimo che non porta a rischi di salute.
- STD => Suggested dietary target (Obiettivo nutrizionale per la prevenzione)=> obiettivi che indicano la riduzione del rischio di malattie cronico-degenerative della popolazione generale. CONSUMO ENERGETICO DI RIFERIMENTO (LARN) Uomo => 2350 kcal/due con altezza 1,70 m e 65 kg. Donna => 1900 Kcal/die con altezza 1,60m e 57,6 kg. nel (^) SI 1kcal 4,184K variedesesoetstieedi.it EE e^ t^ 7 I^ I
=> composti chimici formati da atomi di carbonio ( C ), idrogeno ( H ), e ossigeno ( O ). Chiamati carboidrati da “idrati di carbonio” o saccaridi poiché non si adattano a tutti i carboidrati. Sintetizzanti dalle piante per mezzo della fotosintesi=> Dal loro catabolismo si ottiene l’energia. Reazione inversa => glicolisi= l’ossidazione del glucosio porta alla creazione del biossido di carbonio, acqua e energia sottoforma di ATP. Carboidrati o glucidi sono:
- Precursori metabolici delle biomolecole
- Si legano covalentemente con varie molecole
- Coinvolti nel processo di riconoscimento cellulare
- In forma di polimeri servono come elementi strutturali. CLASSIFICAZIONE CHIMICA DEI CARBOIDRATI Formano polimeri mediante legami O-glucosidici tra i monomeri ( monosaccaridi ) se formati da poche unità (2-20) si dicono oligosaccaridi (a seconda del numero di unità sono detti disaccaridi , trisaccaridi… ).
- Polisaccaridi possono essere costituiti da migliaia di unità monosaccaridiche con strutture lineari o ramificate.
- Omoglicani => formati da 1 solo monomero.
- Dieteroglicani , tireteroglicani => se contengono 2 o 3 monomeri diversi. CLASSIFICAZIONE FISIOLOGICA DEI CARBOIDRATI I mono-, di-, oligo- e polisaccaridi dal punto di vista fisiologico possono essere divisi in: Disponibili o glicemici=> digeribili
- semplici: utilizzati direttamente per metabolismo energetico
- complessi: utilizzati in seguito a idrolisi enzimatica dalle cellule per il metabolismo Non disponibili => non digeribili e non assorbibili=> resistenti all’azione degli enzimi digestivi=> possono modulare alcune funzioni dell’organismo. Alcuni possono essere fermentati dalla flora batterica intestinale=> trasformano in H2O, CO2, CH4 gli acidi grassi a catena corta. MONOSACCARIDI Sono spesso quasi tutti dolci e hanno la formula base Cn(H2O)n. Più importanti sono: Pentosi => Ribosio (e desoossiribosio): acidi nucleici, ATP, coenzimi Esosi => Glucosio: piante (fotosintesi), sangue, carburante cellule GLUCIDI glicidicarboidrati dal streco
glucuscioèdolce
Cn Hao^ n a carboidraticomplessi manodisa oligc opoli Chatopentoso 4 5 5H10 05 Aldoesoso 4 6 CoHa 06
Fruttosio: miele, frutta, nel saccarosio Galattosio: strutture nervose, nel lattosio Mannosio: frassino della manna, nei polisaccaridi NB. La chimica organica è basata sulla chimica del carbonio e idrogeno. -> Idrocarburi: costituiti da C e H. Il carbonio fa sempre 4 legami e l’idrogeno 1. Quello più semplice è il metano. Il carbonio può legare altri atomi di C e formare delle catene carboniose come l’etano o propano Sono apolari. -> carboidrati: costituti da C, H e O2=> costituiti dal gruppo ossidrilico “OH” => gruppi degli alcoli cioè polioli ho anche il gruppo carbonilico: carbonio terminale crea un doppio legame con l’ossigeno Sono idrofili=> affinità con l’acqua. sono catene di carboni che rispecchiano la formula Cn (H2O)n e sono:
- Aldotriosi: C3H6O3 Famiglia D-aldosi
- Aldotetrosi: C4H8O
- Aldopentosi: C5H10O Non si trova il fruttosio poiché non è un gruppo aldeidico poiché il suo gruppo carbonilico non è in cima alla catena, ma si trova sul secondo carbonio=> crea quindi un gruppo chetonico=> Famiglia D-chetosi -> rispetta sempre la formula Cn(H2O)n, -> ha sempre gruppo carbnilico e ossidrilico=> polare FORME CICLICHE DEI MONOSACCARIDI Si parla di esagoni e pentagoni poiché le molecole sono tridimensionali, infatti i gruppi ossidrilici possono reagire con quelli carbonilici e dare ciclizzazione intramolecolare per formare emiacetali (da aldosi) o emichetali (da chetosi) ciclici a 5 o 6 termini. Esistono 2 forme cicliche dette anomeri poiché la ciclizzazione crea un nuovo stereogenico:
- Anomero (OH sotto al piano), viene detto
- Anomero (OH sopra al piano), viene detto GLUCOSIO o destrosio => monosaccaride più importante. -> Principale fonte energetica usata nei processi cellulari=> carburante di rapido consumo. -> Potere edulcorante pari a 70-80% del saccarosi -> In molti carboidrati fra cui saccarosio, maltosio, cellulosa, amido e glicogeno. -> Sintetizzato dalle piante verdi e accumulato come polisaccaride (amido o cellulosa), o legato a molecole complesse. FRUTTOSIO o levulosio -> Presemte nella frutta e derivati -> Potere dolcificante 1,5 volte superiore del saccarosio. GALATTOSIO -> Epimero del glucosio al C4.
chetoesoso anello 5 atomi
IF ff.az ng ittimi
madiversa
Aldesoso anello^6 atomi Aldoesoso anello^6 atomi H fr H (^) Catto gha CHE A YOH graziealgruppoossidrile yay Altdo (^) derivadelstuproaldeidico^ retto Ii sliceraldeide
Chetone
a e^ (^12 2) unicadifferenza Chetotrioso 1 atomodi^02 anelloforanoscioa^1 atomodi 02 anellopiranoscio I II^3 seci iotermini
riducono l’assorbimento. -> Resistenti alla digestione=> promuovono crescita microflora => definiti prebiotici. Nel colon, GOS, FOS e SOS vengono fermentati prevalentemente dai bifidobatteri sostenendo la crescita di questi “ batteri buoni ” e favorendo quindi un’azione di riequilibrio della flora intestinale, oltre che la motilità dell’intestino. PREBIOTICI=> capacità di favorire lo sviluppo di una flora batterica più ricca di bifidobatteri e lattobacilli, che hanno benefici sul sistema immunitario e ostacolano la crescita di germi patogeni. Hanno un apporto calorico di 2 kcal/g. Carboidrati semplici non disponibili => Come tutti gli a-galattosidi vengono metabolizzati da un enzima specifico, a-galattosidasi, non presente nel nostro corredo enzimatico. Vengono metabolizzato nel colon ad opera della microflora intestinale per fermentazione. Presenti nei legumi (esempio soia). POLISACCARIDI (O GLICANI) Enzimi più presenti in natura con funzioni di riserva, sostegno e protezione. Formati da numerose molecole di monosaccaridi, unite da legami glicosidici. Hanno scarsa o totale insolubilità in H2O e dalla loro idrolisi enzimatica si possono ottenere oligo-, di-, monosaccaridi. -> Possono essere classificati in omopolisaccaridi : uno stesso monosaccaride; e eteropolisaccaridi : monosaccaridi diversi tra loro. -> Oppure classificati in base alla loro funzione:
- Amido => di riserva energetica dei vegetali. Formato da:
- Amilosio => 20/25%. Polimero lineare, il cui grado di polimerizzazione è circa 50-5000 unità di glucosio. Legami -1,4: disposizione a elica stabilizzata da legami intramolecolari tra ogni spira (1 spira ha 6 unità).
- Amilopectina => 75/80%. Polimero ramificato, il cui grado di polimerizzazione è più elevato di quello dell’amilosio, raggiungendo in alcuni casi anche le 10^5 unità. Legami -1,4 e ramificazioni -1,6 ogni 24-30 unità: assume una struttura a grappolo, meno compatta e poco solubile in acqua. L’amido è il nutriente base: mais, patate, riso, grano, legumi e derivati. I polimeri amilacei vengono scissi gradualmente per idrolisi chimica in ambiente acido, oppure da vari enzimi idrolitici: α-AMILASI (salivare "ptialina" o pancreatica): attivi sui legami α(1à4). GLICOSIDASI o PULLULANASI de-branching : attivi anche sui legami α(1à6) fino a ridurre il polimero a oligosaccaridi (destrine), disaccaride (maltosio) ed infine a singole monomeri di glucosio dalle maltasi. La maggior parte dell’amido viene digerito e assorbito nell’intestino tenue. Una parte minoritaria sfugge agli enzimi digestivi, arriva al colon dove può essere fermentata dalla microflora. La quota di amido non digerita prende il nome di amido resistente (resistant starch, RS) e fa parte della fibra alimentare.
- GLICOGENO => nell’uomo e organismi animali. Funge da riserva energetica glucidica. È un polimero ramificato costituito da migliaia di unità di -D-glucopiranosio. È simile all’amilopectina: presenta legami a-1,4 e a-1,6 ma ha una ramificazione più frequente (ogni 8-10 unità). Localizzato nel fegato e muscoli scheletrici => uomo di 70kg ha 500g di glicogeno.
- Glicogrno epatico => (200-100g), funge da riserva di glucosio e mantiene costante la glicemia,
- Glicogeno muscolare => (300-400gr), fonte di energia disponibile solo per il muscolo in attività, prima di ricorrere al glucosio presente nella circolazione sanguigna. Il glicogeno non è presente in carni in quanto con la morte dell’organismo, va incontro ad una degradazione metabolica in acido lattico.
- CELLULOSA => Carboidrato polimerico più diffuso=> da rigidità ai tessuti vegetali. Ha un numero elevato di unità b- glucosio, stabilizzata da interazioni inter-catena che formano una struttura cristallina ordinata: le fibrille. Abbonda nei α α α α
cereali, legumi, frutta e verdure. L’uomo è altri anali ali non hanno l’enzima che scinde questo legame. DIGESTIONE E ASSORBIMENTO CARBOIDRATI => prima dell’ingestione deve avvenire il processo di Gelatinizzazione attraverso il trattamento termico controllato in presenza di acqua:
- Cambio conformazionale nella catena polisaccaridica che rende accessibili i siti di attacco enzimatici.
- Idrolisi massiva di polisaccaridi ad opera di un patrimonio enzimatico, in catene più corte e disaccaridi
- Ulteriore idrolisi dei disaccaridi ad opera delle disaccaridasi localizzate nelle cellule della mucosa dell’intestino tenue.
- La Digestione inizia nella bocca dagli enzimi della saliva, poi continuano nel pancreas e si completa a livello delle membrane cellulari della mucosa intestinale con enzimi deramificanti e specifiche disaccarasi: invertasi o saccarasi per il saccarosio, B-galattosidasi o lattasi per il lattosio, maltasi o a- amilasi maltogenica per il maltosio.
- L’ Assorbimento dei prodotti di digestione avviene nella mucosa intestinale tenue dove passano nel torrente sanguigno attraverso specifici meccanismi di trasporto trans-epiteliale.
- Attraverso la vena porta vanno poi incontro a diversi destini metabolici : possono essere catabolizzati per fornire energia alle cellule (glicolisi) o venire immagazzinate (glicogenesi). Il metabolismo glucidico è regolato da un meccanismo al centro del quale stanno due ormoni: l’insulina e il glucagone. AMIDO => la maggior parte viene digerito e assorbito nell’intestino tenue. Una parte però sfugge agli enzimi digestivi, arriva al colon e può essere fermentato=> prende il nome di amido resistente (RS):
- RS-1 => fisicamente inaccessibile agli enzimi digestivi. Nei cereali, legumi.
- RS-2 =>in forma cristallina non gelatinizzata (granuli non cotti, compatti e poco idratati). Negli amidi crudi (banana) o solubili a freddo (fecola di patate).
- RS-3 => amido retrogradato che si forma dopo la gelatinizzazione seguita da raffreddamento,. Alimenti ricchi di amilosio cotti e raffreddati (patate), in alimenti sottoposti a processi a elevata temperatura (cornflakes), pane raffermo,
- RS-4 => amido modificato da processi chimici o fisici per esterificazione o esterificazione o formazione di legami crociati, o prodotto da processi industriali. Negli additivi alimentari. MANTENIMENTO LIVELLI OTTIMALE DELLA GLICEMIA: 80-100mg/dL. L’intervento dell’ormone insulina (ipoglicemizzante), attivato dall’aumento della glicemia permette la captazione del glucosio da parte delle cellule e l’utilizzo del glucosio stesso attraverso 1) la via catabolica della glicolisi (produzione di energia sotto forma di molecole di ATP). 2) la sintesi di glicogeno come riserva. Facilita anche la sintesi dei grassi. Viceversa il glucagone ( iperglicemizzante ), liberato quando la glicemia è bassa, favorisce la glicogenolisi epatica e la sintesi di glucosio per aumentarne il livello nel sangue. à Facilita anche ossidazione degli acidi grassi. GLICEMIA e INDICE GLICEMICO Alimenti con una stessa quantità di carboidrati non producono lo stesso effetto sulla glicemia.
- RISPOSTA GLICEMICA=> Modo in cui varia la concentrazione di glucosio nel sangue in funzione del tempo ( curva a campana ) in seguito all'apporto di carboidrati.
- INDICE GLICEMICO=> rapporto tra l’area della curva glicemica ottenuta dopo 2-3h dall’assunzione di 50g di carboidrati provenienti da un determinato alimento in esame e l’area della curva glicemica ottuenuta dopo 50g di glucosio=> 0<IG<
LIPIDI
Classe di molecole eterogenee non solubili in acqua=> idrofobici. Solubili però in solventi organici apolari=> etere dietilico, acetone, alcoli e idrocarburi.
- Lipidi di deposito => 98% sono i trigliceridi=> il processo catabolismo per la produzione di energia è detta B-ossidazione.
- Lipidi cellulari (2%)=> fosfolipidi, glicolipidi, colesterolo=> funzione strutturale.
- Lipidi con altre attività biologiche => precursori di ormoni, pigmenti=> funzione bioregolatoria. Possono essere poi:
- Semplici (non saponificabili)=> non contengono acidi grassi e no idrolizzabili.
- Complessi (saponificabili)=> hanno acidi grassi che per idrolisi alcalina si distaccano e creano sali alcalini degli acidi grassi (saponi). ACIDI GRASSI:
- Catene carboniose alifatiche da 4 a 36 C => numero di atomi di C prevalentemente pari.
- Hanno un gruppo carbossilico - COOH.
- Sono lineare e hanno suffisso -ico o -oico. Essi possono essere:
- Saturi => legami semplici C-C, negli animali e sono solidi a t. ambiente.
- Insaturi => legami doppi C=C (insaturi). Possono essere: mono insaturi (un doppio legame), o polinsaturi (più insaturazionie doppi legami >1). Essi prevalgono nel mondo vegetale e animale in ambienti freddi. Sono liquidi (oli) a t. ambiente. Indicazione stenografica :
- Lunghezza catena (es: C18 o C16)
- Presenta in saturazioni (doppi legami)
- Posizione in saturazione
- tipo in saturazione (cis o trans) Isomeria cis, trans dei doppi legami => i trans sono più rari e possono trovarsi in latte, burro, carne, cibi fritti e pasticceria. In nutrizione il corpo riesce a metabolizzare meglio i cis, mentre i trans sono legati all’insorgenza di malattie cardiovascolari e diabete, insieme agli acidi grassi saturi. I trans possono derivare da modificazioni dei cis a seguito di processi tecnologici come idrogenazione, rettifica, riscaldamento di oli a temperature elevate. Possono derivare anche dal metabolismo batterico nel rumine. Presenti se le 2 catene carboniose sono disposte su lati opposti come i 2H. I cis hanno un ripiegamento di 30 gradi e impedisce interazioni intermolecolari=> no strutture ordinate=> maggiore è il numero di insaturazioni, maggiore è il ripiegamento della catena, più difficile è la formazione di strutture cristalline. Presenti se le 2 catene sono dalla stessa parte. Hanno tutti testa polare e coda lipofila. IDROGENAZIONE ACIDI GRASSI Sono il prodotto dell’idrogenazione catalitica di grassi insaturi. Il processo prende il nome di indurimento e viene generalmente utilizzato per produrre grassi concreti di maggiore conservabilità a partire da oli=> margarina (solida a t.a.).
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SINTESI ACIDI GRASSI NELL’UOMO
L’organismo può farlo inserendo 2 unità di C per successive reazioni di elongazione della catena fino all’acido palmitico (C16:0). Prosegue poi per ottenere gli omologhi superiori sommando frammenti bicarboniosi (+2C enzima elongasi) o inserendo doppi legami (-2H, enzima desaturasi). No doppi legami su C (da w-1 a w-7) della catena. Non può sintetizzare FA della sera w-3 e w-6=> deve assumere con la dieta l’acido linoleico (AL) e acido -linoleico (ALA)=> detti acidi grassi essenziali (AGE o EFA)=> nei fosfolipidi=> precursori di mediatori chimici a livello cellulare=> eidosanoidi e regolano i lipidi ematici (colesterolo) prevenendo aterosclerosi. La loro carenza è caratterizzata da: cute secca e squamosa, lesioni tipo eczematoso, capelli ispidi radi e trombocitopenia. Riesce a sintetizzare però tutti gli acidi grassi polinsaturi delle serie w, disponendo i due enzimi (elogenasi, desaturasi). I pesci che si nutrono di micro alghe e plancton sono ricchi di w-3. EPA e DHA proteggono da infiammazioni, malattie cardiovascolari e migliorano la vista e funzioni cognitive. ACILGLICEROLI O GLICERIDI Trigliceridi o triacilgliceroli Lipidi naturali più abbondanti e si ottengono dalla reazione di esterificazione. R tipicamente: C> 16. La lunghezza della catena è il numero di instaurazioni influisce sullo stato fisico:
- Grassi => solidi a t.a.=> alto punto di fusione (lunghe catene alifatiche e poche insaturazioni).
- Oli =>liquidi a t.a.=> basso punto di fusione (catene corte e tante insaturazioni). Funzione di riserva energetica nei vertebrati si depositano negli adipociti e sono isolanti termici. Nei semi di piante sono indispensabili per la. germinazione. Nei mono- e di- acilgliceroli usati come tensioattivi ed emulsionanti. I trigliceridi sono costituiti da: acidi grassi saturi (senza insaturazioni), strutture ordinate e punti di fusioni bassi (solidi a t.a.). O formati da acidi grassi insaturi (doppi legami cis). Non hanno strutture ordinate poiché ripiegamenti di 30 gradi della catena, e sono allo stato liquido. -> Saponificazione => o idrolisi, è il processo inverso alla esterificazione. Essa può avvenire anche per via enzimatica, per azione della lipasi pancreatica. I EEzioni.es 711 a trigliceridi atpetae.ee f membrana
In generale, l’alterazione per perossidazione interessa in minima parte gli acidi grassi saturi, che si ossidano solo a temperature superiori a 60 °C, mentre gli insaturi si ossidano anche a temperature inferiori a 0 °C. Ciò avviene per esempio nei prodotti congelati, in cui anche una minima presenza di acidi grassi polinsaturi limita la durata di conservazione. La perossidazione lipidica danneggia numerosi altri composti, quali proteine, membrane e acidi nucleici, generando processi patologici. Importantissima è l’azione di composti antiossidanti. LIPIDI POLARI Sono lipidi di membrana=> costituiscono le membrane cellulari e hanno un doppio strato=> sono anfipatici (testa polare idrofila e cosa a polare idrofobica)=> code verso interno e teste verso esterno. I lipidi estratti da qui sono: 1) Fosfolipidi (testa costituita da gruppo fosfato)=> fosfogliceridi o glicerofosfolipidi => Sono derivati dell'acido fosfatidico. Il gruppo fosfato può essere legato a una molecola polare (alcol, amminoalcol, polialcol). Negli alimenti <2% dei lipidi totali. -> le fosfatidilcoline, dette lectine sono le più importanti. Legata al gruppo fosfato dell’acido fosfatidico, presentano la colina => regola la colesterolemia, l’accumulo di acidi grassi nel fegato. -> Sono usati anche come additivi => emulsionanti e antiossidanti.
- favoriscono la rimozione del colesterolo
- Prevengono la steatosi epatica.
- Innalzano il tasso di colina e aceticolina=> aumento capacità di apprendimento e memorizzazione. -> Sfingolipidi => caratterizzati dalla presenza di sfingosina (1 acido grasso). Si trovano nella guaina mielinica delle fibre nervose e nelle membrane cellulari dei vertebrati. 2) Glicolipidi (testa costituita da glucidi)=> Glicosil-diacilgliceroli => Diacilgliceroli in cui l’ossidrile libero è legato ad uno zucchero. Nelle cellule nervose dei vertebrati e in alcune cellule vegetali. -> Sfingoglicolipidi o glicosfingolipidi => Derivano dal ceramide (24 C) e cui sono unite una o più molecole glucidiche che costituisce la testa idrofila. **LIPIDI SAPONIFICABILI
- Cere saponificabili** => esteri di acidi grassi saturi a cate a lunga (C: da 14 atomi a 36), con alcoli alifatici mono-ossidrilici saturi, insaturi lineari (C: da 16 atomi a
- o ramificati (C: da 18 atomi a 36). Proteggono le piante e pelle di animale, ma fungono anche da riserva energetica nel plancton. 2) Steridi => Esteri di acidi grassi con gli steroli. Gli steroli sono alcoli costituiti da tre anelli a sei termini condensati a un anello a 5 termini. -> Gli steroli si suddividono in base all’origine:
- Zoosteroli=> animale (hanno colesterolo)
- Fitosteroli e fitostanoli=> vegetale (2-3g/dei possono ridurre il coltesrerolo cattivo).
- Micosteroli=> nei lieviti e funghi.
- Steroli di origine marina=> nelle spugne. LIPIDI NON SAPONIFICABILI Non sono esteri degli acidi grassi. 1) Steroidi => dalla ciclizzazione dei terpeni ad ottenere la struttura a 4 anelli condensati:
- Steroli => colesterolo.
- Acidi biliari => elevato potere emulsionante favoriscono la digestione e l’assorbimento dei lipidi.
- Ormoni corticoidi => regolano il metabolismo dei glucidi e protidi, e l’assorbimento di sodio e potassio.
- Ormoni sessuali => determinano caratteri primari e secondari nell’uomo e nella donna. Il COLESTEROLO è uno sterolo fondamentale per la vita delle cellule:
- Componente essenziale delle membrane cellulari: contribuisce alla loro stabilità, facilita il trasporto di sostanze.
- Si trovane nelle raft (zattere) dove regola la trasmissione di segnali (es: del sist. nervoso). (^4) Cor
nellemembrane
- Funge da precursore di molecole come gli ormoni steroidei , gli acidi biliari e la vitamina D. Nell’organismo umano si trova al 75% nel cervello, sistema nervoso, tessuto connettivo, nei muscoli e nella pelle. Al 7-8% nel sangue=> essendo insolubile è veicolato da lipoproteine. Si può assumere con la dieta ( origine esogena negli alimenti animali), ma ha soprattutto origine endogena : l’organismo può biosintetizzarlo. Si può eliminare solo per via fecale, oppure con la sua trasformazione in acidi biliari, ormoni steroidei o vitamina D. Una sua eccessiva produzione può portare a malattie coronariche e cardiache=> limitando il consumo di alimenti di origine animale si riduce esso attraverso la riduzione dell’apporto di acidi grassi saturi. 2) Terpeni => Derivano dalla condensazione di unità isopreniche. Possono essere lineari o ciclici. Precursori per la biosintesi di steroidi e usati nella sintesi di glicoproteine e glicolipidi. Appartengono a questa categoria vitamina A, D, E, K e l’enzima Q. -> Carotenoidi : pigmenti responsabili del colore dei vegetali, svolgono un ruolo chiave nella fotosintesi. Sono antiossidanti : una dieta ricca di carotenoidi può aiutare la prevenzione di malattie cardiovascolari, patologie degenerative dell’occhio, cancro. DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DEI LIPIDI INGERITI La scissione in di- monogliceridi e acidi grassi liberi avviene ad opera della lipasi linguale e gastrica e soprattutto continua nell'intestino tenue dalla lipasi/colipasi pancreatica : catalizzano la scissione dell’estere tra glicerolo e acidi grassi prima in posizione 1 poi in 3. ->Poiché i trigliceridi sono apolari (idrofobici), la digestione avviene all’interfaccia grasso-acqua in micelle; i sali biliari (tensioattivi) diminuiscono la dimensione delle micelle, grazie al loro potere emulsionante che fornisce una maggior superficie di attacco da parte delle lipasi. -> Gli esteri del colesterolo vengono scissi dalla colesterolo esterasi pancreatica: catalizza la scissione dell’estere tra colesterolo e acido grasso. La fosfolipasi A 2 catalizza l'idrolisi dei fosfolipidi. TRASPORTO DEI TRIGLICERIDI INGERITI Data la loro scarsa solubilità, per circolare nel plasma i lipidi sono trasportati da proteine di trasporto nel sangue=> apolipoproteine. Il complesso di grassi e queste proteine, prendono il nome di lipoproteina => strato esterno idrofilico e la densità aumenta alla diminuzione del loro diametro. Hanno una forma sferica con al centro molecole idrofobe (trigliceridi e colesterolo), e sulla superficie molecole molecole antipatiche (fosfolipidi e proteine). Hanno strutture dinamiche. Per il trasporto dal fegato ai tessuti:
- VLDL (very low density lipoprotein)
- IDL (intermediate density lipoprotein)
- LDL (low density lipoprotein= colesterolo cattivo poiché se in eccesso nelle arterie si ossidano, si depositano e si crea una occlusione con le foam cells). Per il trasporto dai tessuti al fegato:
- HDL (high density lipoprotein= colesterolo buono poiché hanno azione contraria alle LDL, cioè riportano il colesterolo al fegato).
opposto, ipolipemizzante e ipocolesterolemizzante.
- I PUFA w-3 sarebbero in grado di ridurre i livelli plasmatici dei trigliceridi (attraverso le VLDL), di aumentare la fluidità delle membrane e di esercitare effetti antitrombotici e antinfiammatori. Il consumo regolare di oli di pesce contenenti PUFA ω-3 può avere un ruolo nella prevenzione e nel trattamento di malattie coronariche, ipertensione, diabete, artrite e altre infiammazioni, cancro, disordini autoimmuni, depressione e schizofrenia;e
- DHA (C22:6, ω-3; acido docosaesaenoico) è indispensabile per lo sviluppo e il mantenimento del cervello (memoria, apprendimento) e della retina (funzione visiva).
- L’aggiunta di alimenti vegetali ricchi di fitosteroli (2-3 g/die) a una dieta salutare per il sistema cardiovascolare (sostituzione di SFA con MUFA e PUFA e alto contenuto di frutta, verdura, cereali integrali e fibre) può portare a una maggiore riduzione delle LDL nel siero dopo 30 giorni. FUNZIONE DEI LIPIDI
- Apportano acidi grassi essenziali EFA (LA, ALA).
- Veicolano vitamine liposolubili quindi facilitano il loro assorbimento intestinale.
- Conferiscono appetibilità consistenza e palatabilità ai cibi; Danno senso di sazietà (sono digeriti più lentamente dei glucidi e proteine).
- Depositati prevalentemente nel tessuto adiposo, agiscono come isolanti termici e proteggono e sostengono gli organi.
- Modellano il corpo disponendosi in modo diverso nell’uomo e nella donna. La razione consigliata (LARN) dipende dall’età:
- 20÷35% dell’energia totale giornaliera, > 4 anni. Solo in casi di relativamente basso apporto glucidico la quota lipidica può arrivare a 35%.
- Gli acidi grassi saturi SFA < 10% dell’energia totale giornaliera per prevenire rischio malattie cronico- degenerative.
- Polinsaturi PUFA tra 5÷10% => ω-6 4-8% ω-3 0,5-2% L’assunzione di acidi grassi trans deve quindi essere ridotta il più possibile (< 1% delle kcal giornaliere), e del colesterolo <300 mg/die. ω-3 0,5-2% I lipidi è consigliabile un consumo di circa 1–1,2 g/kg di peso corporeo => rapporto ω6/ω3 dovrebbe essere < 4:1. Tuttavia, nel mondo occidentale è attualmente di circa 12:1. Di conseguenza, dovremmo cercare di aumentare l’apporto di ω3, in particolare EPA e DHA, e ridurre quello di ω6. È emersa anche l’importanza di mantenere un rapporto PUFA/SFA di circa 0,4 , come nel latte materno e nella dieta della popolazione italiana. Questo rapporto sembra essere ottimale per tutte le fasi della vita. Inoltre, i monoinsaturi dovrebbero essere presenti nella nostra dieta con un rapporto MUFA/SFA di circa 1,2–1,4 in acido oleico.
Dal greco protos= che viene prima. Il nostro organismo ha migliaia di proteine diverse=> 14-16% del peso corporeo. Infatti un uomo di 70kg contiene 11kg di proteine (la metà di esse nel muscolo scheletrico). Sono macromolecole organiche eteropolimeriche lineari formate dall’unione di a-amminoacidi => classe di molecole formate da C, H, O, N, S. Le proteine hanno una grande importanza alimentare:
- Presenti in elevate quantità in alimenti vegetali o animali.
- Duplice funzione nutrizionale: plastica ed energetica.
- Contribuiscono alle proprietà organolettiche dell’alimento.
- Influiscono sulle proprietà fisiche dell’alimento e la consistenza. AMMINOACIDI (ELEMENTI COSTITUENTI DELLE PROTEINE) La struttura generale di un aminoacido (aa) contiene un carbonio, chiamato C legato a:
- 1 gruppo carbossilico (- COOH ).
- 1 gruppo amminico (- NH 2 ).
- 1 idrogeno (– H ).
- 1 sostituente (- R ), chiamato catena laterale, che varia per ogni aminoacido conferendo proprietà diverse alle proteine. Il C c’entrale, essendo legato a 4 gruppi differenti è un carbonio asimmetrico (detto anche centro chirale o stereogenico)=> rende possibile la presenza di 2 enantiomeri : D e L. Quelli della sede D sono rari, ma possono essere presenti in alcuni alimenti di origine microbica (es. alimenti fermentati) o come conseguenza della racemizzazione termica (es. te e caffè). Gli amminoacidi sono anfoteri = contemporaneamente acidi e basici. A pH fisiologico si presentano nella forma zwitterionica => una carica negativa (forma dissociata del gruppo carbossilico: ione carbossilato -COO-); e una carica positiva (forma protonata del gruppo amminico: ione ammonio –NH3+). PROTEINE: LEGAME PEPTIDICO Le proteine sono costituite da catene di amminoacidi legati da legami peptidici=> dalla condensazione di un gruppo carbossilico e un gruppo amminico dell’amminoacido per perdita di acqua. Da un punto di vista biochimico l’unione di più amminoacidi porta alla formazione di peptidi=> i più forti sono i dipeptidi (2 amminoacidi), poi ci sono i tirpeptidi, tetrapeptidi… I peptidi costituti da poche unità (10-50) e sono detti oligopeptidi. Per peptidi con 50-100 aa e peso molecolare 5000-10000 uma, si parla di polipeptidi. Si parla poi di proteine , i polipeptidi con molte unità e peso molecolare > 5000 uma. -> Le proteine multimeriche sono costituite da più catene polipeptidiche. -> Le proteine coniugate contengono porzioni molecolari non formate da amminoacidi=> i Il gruppo non peptidico prende il nome di gruppo prostetico. In ogni proteina/peptide si distinguono 2 estremità dello scheletro peptidico:
- N-terminale => nel gruppo amminico.
- C-terminale => nel gruppo carbossilico. partecomune
sono
citteeCOOK HaNC (^11) Ripetibile
RICH
Han
CH
EE Is.nanza
12-15%dell’apporto energetico totale. Svolgono un ruolo negativo nei confronti dell’organismo:
- Fattori antinutrizionali => inattivati con la cottura.
- Allergeni
- Tossine => da microrganismi contaminati oppure contenute in piante o animali. METABOLISMO DELLE PROTEINE Tutte le proteine esogene sono digerite=> proteolisi , ad amminoacidi liberi o a piccoli peptidi. -> Il metabolismo delle proteine è legato al metabolismo degli amminoacidi. Quest’ultimi sono assorbiti a livello intestinale e riutilizzati per la sintesi delle proteine corporee con funzione strutturale o per produrre molecole regolatrici o non proteiche. Se presenti in eccesso vengono deamminate ad -chetoacidi e utilizzato a scopo energetico. DIGESTIONE E ASSORBIMENTO DELLE PROTEINE Dopo l’ingestione, la secrezione acida nello stomaco denatura le proteine esponendole all’attacco degli enzimi. Le proteine sono scisse a macropeptidi, poi a oligopeptidi ed infine ad amminoacidi liberi, tramite un complesso sistema di proteasi : enzimi che scindono idroliticamente il legame peptidico.
- Nello stomaco agisce principalmente la pepsina =>idrolizzare legami peptidici interni alle catene proteiche.
- Nel tratto gastrointestinale agiscono la tripsina e chimotripsina.
- Altro ruolo è assicurato da altre proteasi associate alle membrane delle cellule epiteliali.
- Ruolo della flora batterica intestinale (meno studiato). Assorbimento => gli amminoacidi e piccoli peptidi liberati sono assorbiti dalle cellule dell’epitelio intestinale e diventano biodisponibli per l’organismo. Nel neonato può avvenire l’assorbimento di intere molecole proteiche grazie alla presenza di inibitori delle peptidasi. Gli amminoacidi assorbiti a livello intestinale possono andare incontro, a transaminazione per la presenza di enzimi specifici. La maggior parte è utilizzata dalle cellule epatiche. Il fegato è l’organo chiave che regola l’utilizzazione e il metabolismo degli amminoacidi, e in particolare:
- Controlla la amminoacidemia e conseguente distribuzione di aa a tutti i tessuti dell’organismo.
- Sintetizza proteine plasmatiche.
- Degrada gli amminoacidi introdotti in eccesso con la dieta o provenienti dal catabolismo delle proteine endogene com produzione di urea=> eliminata con urine o scissa in NH3 e CO2. **AMMINOACIDI
- AMMINOACIDI ESSENZIALI E SEMIESSENZIALI** => detti essenziali quelli che l’organismo non è in grado di sintetizzare o lo fa ma in modo insufficiente. Sono: lisina, metionina, treonina, triptofano, valida, fenilanina, leucina, isoleucina. Con l’avanzare dell’età si aggiunge anche l’istidina. Sono detti semiessenzali la cisteina e la tirosina poiché l’organismo li può sintetizzare solo a partire dagli essenziali metionina e fenilalanina. Vanno assunti tutti con la dieta. 2) NON ESSENZIALI => amminoacidi sintetizzabili dall’organismo a partire da intermedi metabolici e altri aminoacidi per opera degli enzimi aminotrasferasi o transaminasi=> alanina, acido aspartico e glutammico. 3) CONDIZIONATAMENTE ESSENZIALI => considerati non essenziali per esempio nell’adulto, tuttavia in alcune situazioni fisio-patologiche (nel neonato prematuro o in condizioni di stress metabolico) il loro fabbisogno metabolico può superare la capacità di sintesi da parte dell’organismo: Arginina, Aspargina, Glicina, Glutammina, Prolina, Serina. QUALITÀ DELLE PROTEINE Per la sintesi di una proteina corporea è necessario che siano presenti contemporaneamente tutti i diversi amminoacidi proteici nella quantità adeguata , perché se un singolo amminoacido risulta carente (detto aminoacido limitante) la sintesi proteica si blocca e, come conseguenza, non verranno incorporati nelle proteine nemmeno gli aa disponibili, ma andranno degradati/trasformati o utilizzati a scopo energetico. Gli amminoacidi limitanti più comuni sono: lisina, metionina, treonina, triptofano. α
-> Per le qualità nutrizionali le proteine venivano suddivise in:
- Proteine ad alto valore o complete=> anche dette nobili => contengono tutti gli amminoacidi essenziali nelle giuste proporzioni per la sintesi.
- Proteine a basso valore o incomplete=> mancano degli amminoacidi essenziali o li contengono in quantità inadeguata. Il VALORE NUTRIZIONALE di una proteina corrisponde alla sua capacità di soddisfare le esigenze fisiologiche dell’organismo. Indipendentemente dall’utilizzo finale, tutte le proteine devono essere trasformate in amminoacidi per essere utilizzate e la loro qualità dipenderà dal contenuto di amminoacidi e dalle interazione della proteina con l’organismo e, quindi dalla digeribilità e biodisponibilità degli amminoacidi. La qualità proteica è influenzata da trattamenti di trasformazione , conservazione , cottura : -> in alcuni casi possono aumentare la biodisponibilità , per esempio in seguito a denaturazione o a inattivazione di fattori antinutrizionali che ne limiterebbero l’assorbimento. -> in altri casi possono invece ridurla , come avviene per esempio in seguito alla reazione di Maillard che coinvolge amminoacidi che possono essere limitanti, quali la lisina. In sintesi la qualità delle proteine indica l’efficacia nutrizionale di esse , nonché capacità di soddisfare le esigenze fisiologiche dell’organismo=> funzione di: composizione in amminoacidi essenziali, digeribilità proteica, processo di trasformazione, presenza di fattori antinutritivi, dieta, fabbisogni nutritivi. CONCETTI CHIAVE:
- La sintesi proteica è limitata dall'aa limitante;
- Gli aa e le proteine non possono essere accumulati: non esistono forme di deposito;
- Gli aa in eccesso vengono convertiti in precursori di glucosio (aa glucogenici) o in metaboliti degli acidi grassi (aa chetogenici);
- L'azoto derivante dal catabolismo degli aa viene escreto sotto forma di urea. VALUTAZIONE DELLA QUALITÀ => esistono vari metodi:
- Basati sulle variazioni del contenuto corporeo di azoto=> valore biologico (VB), poi corretto per digeribilità Coefficente di Utilizzazione Digestiva (CUD o D), a dare Utilizzazione proteica netta (NPU).
- Basati sull’aumento di peso di animali=> apporto di efficienza proteica (PER)=> usato poco poiché meno attendibile nel valutare la capacità di mantenimento dell’equilibrio azotato nell’uomo.
- Basati sulla determinazione della composizione in amminoacidi=> Indice chimico (AAS) e si basa un confronto della composizione amminoacidica con una proteina di riferimento. Poi corretto per la digeribilità CUD, a dare PDCAAS => per dare qualità nutrizionale delle proteine.
