Le proteine
Le proteine sono molecole costituite da unità base rappresentate dagli aminoacidi. Tutti gli aminoacidi sono costituiti da un gruppo amminico ed un gruppo carbossilico legati ad uno stesso atomo di carbonio, denominato carbonio alpha. In una catena proteica ogni aminoacido è legato al successivo mediante un legame ammidico tra il suo gruppo carbossilico ed il gruppo amminico dell’aminoacido seguente.
Rappresentazione della struttura primaria di una proteina
Struttura delle proteine
Perché le proteine possano svolgere correttamente la loro funzione è necessario che la catena amminoacidica si ripieghi assumendo la sua conformazione “nativa” che, riorganizzandosi ulteriormente nello spazio, arriva a definire la struttura terziaria e quaternaria della proteina.
Rappresentazione delle strutture secondaria, terziaria e quaternaria di una proteina
Gli aminoacidi
Gli aminoacidi naturali presenti nelle proteine sono 20.
Formule dei 20 aminoacidi naturali
Fabbisogno nutrizionale di aminoacidi
Gli esseri umani sono in grado di sintetizzare solo 11 dei 20 aminoacidi naturali. Questo numero si riduce a 10 nel caso dei neonati che non sono in grado di sintetizzare l’arginina.
Pertanto gli aminoacidi vengono divisi in:
- non essenziali – il nostro organismo è in grado di produrli;
- essenziali – devono essere introdotti con la dieta (valina, leucina, isoleucina, metionina,fenilalanina, triptofano, treonina, lisina, istidina);
- semi-essenziali – possono essere sintetizzati a partire da precursori e che devono essere introdotti con la dieta solo in particolari situazioni.
Funzioni delle proteine nell’organismo
Le proteine sono necessarie per molte attività nel nostro organismo.
Funzioni delle proteine
Metabolismo delle proteine
Schema dei percorsi metabolici in cui sono coinvolte le proteine
Valore nutrizionale delle proteine alimentari
La qualità di una proteina dipende dai seguenti fattori:
- Profilo aminoacidico
- Digeribilità
- Disponibilità in aminoacidi
La qualità di una proteina può essere definita mediante:
- parametri biologici (valore biologico, coefficiente di utilizzazione digestiva, utilizzazione proteica netta),
- parametri chimici (indice chimico).
Parametri chimici
L’indice chimico esprime il valore nutrizionale di una proteina in relazione alla quantità dell’aminoacido essenziale limitante in essa contenuta.
Si definisce aminoacido limitante quell’aminoacido che è presente in quantità più basse rispetto a quelle in una proteina standard e che, quindi, limita la sintesi proteica.
Equazione per esprimere l'indice chimico
Parametri biologici
Il valore biologico di una proteina é definito dal rapporto :
V.B.=[quantità di N trattenuto/quantità di N assorbito] x100
Il valore 100 é assegnato ad una proteina che ha il 100% di aa assorbibili
Coefficiente di utilizzazione digestiva:
C.U.D. = [N assorbito / N introdotto con la dieta] x 100
Utilizzazione proteica netta:
N.P.U.=[N trattenuto /N introdotto con la dieta] x100
Glucidi
La classificazione dei glucidi è fatta sulla base della loro struttura chimica o delle loro caratteristiche nutrizionali.
Classificazione su base chimica
- Monosaccaridi o osi: di colore bianco, con sapore dolce, solubili in acqua e insolubili nei solventi organici.
- Oligosaccaridi: solubili in acqua, con sapore dolce; formati da 2 a 10 unità di monosi unite con legame glicosidico.
- Polisaccaridi: poco solubili o insolubili in acqua, privi di sapore dolce; contengono numerose unità di monosi, unite da legame glicosidico.
Glucidi
Classificazione su base nutrizionale
Carboidrati semplici che comprendono:
- zuccheri (monosaccaridi, disaccaridi, polioli);
- oligosaccaridi.
Carboidrati complessi che comprendono:
- polisaccaridi (amido, polisaccaridi non amidacei).
Un altro tipo di terminologia prevede la distinzione in:
- carboidrati disponibili (carboidrati semplici, amido),
- carboidrati non disponibili (fibra alimentare).
Monosaccaridi principali presenti negli alimenti
Glucosio (zucchero d’uva)
Presente soprattutto in frutta e verdura.
Si ritrova anche nel sangue umano come prodotto della digestione dei carboidrati alimentari.
Valori normali sono compresi tra 80-100 mg in 100 ml.
Per riduzione dà sorbitolo (o glucitolo).
Proiezione di Fisher della molecola di D-glucosio
Monosaccaridi principali presenti negli alimenti
Fruttosio (levulosio)
E’ presente in grandi quantità in molti tipi di frutta ed anche in alimenti vegetali quali cipolle, patate dolci e barbabietola oltre che nel miele.
In genere in questi alimenti il rapporto glucosio: fruttosio è 1:1
Può trovarsi in commercio come dolcificante sintetico (sciroppo ad alto contenuto di fruttosio) ottenuto da amido di mais idrolizzato
Proiezione di Fisher della molecola di fruttosio
Forme isomeriche del fruttosio
Monosaccaridi principali presenti negli alimenti
Galattosio
Costituente del disaccaride lattosio e del trisaccaride raffinosio, di glucosidi, glicolipidi e glicoproteine.
Proiezione di Fisher della molecola di D-galattosio
Oligosaccaridi principali presenti negli alimenti
Maltosio (Zucchero di malto)
Si ritrova nel malto o orzo germinato dove si forma per idrolisi enzimatica dell’amido da parte delle amilasi.
E’costituito da 2 molecole di glucosio unite da legame a-1,4-glicosidico.
Maltosio
Oligosaccaridi principali presenti negli alimenti
Lattosio
Presente nel latte di origine animale.
E’ costituito da galattosio e glucosio uniti da legame b-1,4-glicosidico.
Lattosio
Oligosaccaridi principali presenti negli alimenti
Saccarosio
(zucchero da tavola)
È ottenuto sia dalla barbabietola da zucchero che dalla canna da zucchero.
È costituito da glucosio e fruttosio E’ uno zucchero non riducente in quanto i due carboni anomerici sono impegnati nel legame glicosidico.
Saccarosio
Polisaccaridi principali presenti negli alimenti
Amido
E’ contenuto negli alimenti di origine vegetale dove si concentra, sottoforma di granuli, soprattutto nei semi, nei tuberi e nelle radici delle piante.
Esiste come miscela di due polimeri di α – glucosio:
- amilosio, lineare, con legami α(1 → 4); tende ad avvolgersi ad elica;
- amilopectina, ramificata con legami α(1 → 4) e α(1 → 6).
Amilosio
Amilopectina
Polisaccaridi principali presenti negli alimenti
Cellulosa
È un polimero del glucosio in cui le unità monosaccaridiche sono legate mediante legami b(1_4).
Ha una struttura cristallina e si presenta sotto forma di microfibrille per la presenza di legami idrogeno tra gruppi OH di due differenti catene.
Cellulosa
Polisaccaridi principali presenti negli alimenti
Rappresentano un gruppo di eteropolisaccaridi con struttura diversa, costituiti prevalentemente da acido galatturonico e ramnosio.
Strutture proposte per domini presenti nelle pectine
Proprietà nutrizionali dei glucidi e loro metabolismo
I glucidi esplicano differenti azioni all’interno dell’organismo:
- energetica,
- plastica (acidi nucleici),
- antichetogenica,
- disintossicante,
- di riserva.
Metabolismo dei glucidi
Schema riassuntivo del metabolismo dei glucidi
Fibra alimentare
La fibra alimentare rappresenta la quota degli alimenti vegetali che non è attaccata dagli enzimi digestivi.
E’ costituita da polisaccaridi non amidacei e da altre componenti delle piante quali pectine, inulina, b-glucani e oligosaccaridi.
La classificazione della fibra alimentare prevede la distinzione in:
- fibra solubile,
- fibra insolubile.
Fibra alimentare idrosolubile
Fibra alimentare non idrosolubile
Le lezioni del Corso
1. Introduzione alla Chimica degli Alimenti
2. Costituenti degli alimenti I
3. Costituenti degli alimenti II
5. Trasformazioni a carico dei costituenti degli alimenti
6. Conservazione degli alimenti mediante calore e basse temperature
7. Conservazione degli alimenti mediante disidratazione
8. Conservazione degli alimenti mediante tecniche tradizionali
10. Analisi dell'olio d'oliva II
13. Il latte
15. Il vino
16. Analisi del vino
I materiali di supporto della lezione
Il Podcast della lezione
Le altre lezioni del corso con podcast
1. Introduzione alla Chimica degli Alimenti
2. Costituenti degli alimenti I
3. Costituenti degli alimenti II
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