Gli Alimenti Si definiscono alimenti i prodotti di

Gli Alimenti Si definiscono alimenti i prodotti di varia natura e provenienza contenenti «principi nutritivi» , cioè delle sostanze, assimilabili dagli organismi viventi, che presiedono al realizzarsi di funzioni fisiologiche. Gli alimenti di cui parleremo sono quelli che interessano l'uomo e che sono principalmente in grado di: • fornire del materiale indispensabile allo svolgersi di funzioni vitali essenziali (respirazione, riproduzione, circolazione del sangue, ecc. ); • approntare quanto è necessario a conservare, reintegrare e sviluppare i tessuti ; apprestare l'energia necessaria allo svolgersi delle attività umane (al pensare, agli esercizi fisici ed al lavoro in generale); • produrre il “calore animale”, che mantiene i corpi dei viventi ad una certa temperatura (circa 37 °C per l'uomo). Gli alimenti forniscono energia essenzialmente per due vie • attraverso reazioni di ossidazione in presenza d'ossigeno (in pratica con aria) • attraverso reazioni di fermentazione in assenza d'aria. La prima via nell'uomo è di gran lunga la più importante.

Un tempo gli alimenti si distinguevano in • plastici (formazione di tessuti) ed • energetici (sviluppo di energia). Oggi sappiamo che tutti gli alimenti sono “plastici” ovvero partecipano alla formazione dei tessuti, e quindi li classifichiamo in base alla loro capacità di fornire energia: • ENERGETICI • NON ENERGETICI (Protettivi) Es. : dalla combustione di 1 g di carboidrati si liberano 4, 2 kcal, mentre da quella di 1 g di grassi si liberano 9, 3 kcal. 2

NOTE PRELIMINARI I grassi (lipidi) sono gli alimenti che forniscono più calorie, e depositandosi nel tessuto sottocutaneo difendono dai climi freddi sostenendo il fattore vitale definito “calore animale”. I carboidrati forniscono energia nobile cioè l’energia del tipi meccanico e chimico che sono alla base di tutti i movimenti dell’organismo. Inoltre durante l’ossidazione l’energia sviluppata degrada almeno per un 25 -30% in calore. Infine dai carboidrati attraverso i cicli biologici rispettivamente di LINEN e KREBS si sintetizzano i lipidi e molti amminoacidi, che costituiscono le proteine. E’ per questo che i carboidrati costituiscono la maggior parte degli alimenti. Le Proteine Esistono a seconda della loro origine proteine animali e vegetali. Le proteine sono costituite da amminoacidi. Le proteine contengono tutti i 23 amminoacidi che formano le proteine dei viventi, compresi i 9 amminoacidi essenziali. Le proteine sono elementi plastici (creazione di tessuto) e cioè costruttivi. Le piante hanno la capacità di creare proteine partendo dall’anidride carbonica, dall’acqua e da sostanze contenenti azoto. Le leguminose possono utilizzare l’azoto dell’aria. Gli animali e gli uomini sono incapaci di sintetizzare proteine partendo dalle stesse fonti. Quindi tutti i vegetali sono fonti proteiche per l’uomo. 3

LA PIRAMIDE DELLA SALUTE

ELEMENTI DI CHIMICA DEI PRODOTTI ALIMENTARI Costituenti principali - acqua - glucidi o carboidrati - lipidi - protidi Costituenti secondari - vitamine - enzimi - sali minerali - acidi organici - assidanti, antiossidanti, e pigmenti (additivi) - composti volatili o aromi

NATURA E STRUTTURA DEI CARBOIDRATI (GLUCIDI) Sono composti da Carbonio, Idrogeno e Ossigeno e si trovano principalmente nei vegetali e si suddividono in: • monosaccaridi • oligosaccaridi • polisaccaridi I primi due gruppi sono denominati ZUCCHERI. Monosaccaridi I monosaccaridi sono caratterizzati da una funzione ALDEIDICA e CHETONICA e da più funzioni ALCOLICHE. I più importanti sono il GLUCOSIO e il FRUTTOSIO che hanno la stessa formula grezza C 6 H 12 O 6 ma diversa formula di struttura, cioè sono composti ISOMERI. Il glucosio è un ALDOSO, il fruttosio è un CHETOSO. Sono forniti di “atomi di carbonio asimetrici”. Il primo è detto anche DESTROSIO il secondo LEVULOSIO, in base alla direzione in cui fanno ruotare il piano della luce polarizzata. 6

GLI OLIGOSACCARIDI Sono composti dalla condensazione di 2 (disaccaridi) o 3 (trisaccaridi). I disaccaridi più importanti sono: SACCAROSIO, MALTOSIO, LATTOSIO la cui formula grezza è C 12 H 22 O 11 Il saccarosio si ricava dalla barbabietola e dalla canna da zucchero. Il maltosio è ottenuto dalla condensazione di 2 molecole di glucosio. Il lattosio (zucchero del latte) è ottenuto dalla condensazione di molecole di glucosio e galattosio. I POLISACCARIDI Si possono considerare come derivati dalla condensazione di molti monosaccaridi. I più importanti sono l’AMIDO e la CELLULOSA. Nella formula grezza (C 6 H 10 O 5)n la n rappresenta il numero di molecole che formano una MACROMOLECOLA di amido o cellulosa. L’amido presenta una struttura compatta, la cellulosa struttura fibrosa. Per idrolisi completa dell’amido si ottiene glucosio. (amido => salda d’amido => destrine => maltosio => glucosio). Questo processo avviene anche durante la digestione ad opera di enzimi (amilasi). La cellulosa non è digeribile dall’uomo. I polisaccaridi sono materiali di riserva (amido e glicogeno), ma anche costituenti di tessuti strutturali nei vegetali (cellulosa). 7

NATURA E STRUTTURA DEI GRASSI (LIPIDI) I grassi sono miscele di trigliceridi, cioè di esteri di acidi “grassi” (ossia ALIFATICI MONOCARBOSSILICI, SATURI e INSATURI, SUPERIORI) con la glicerina. Es di ACIDI GRASSI. : - ac. Palmitico (saturo) - ac. Stearico (saturo) - ac oleico (enoico) - ac Linoleico (Dienoico) Sono detti grassi i gliceridi solidi a temperatura ordinaria ed oli quelli liquidi a temperatura ordinaria (20°C) Nei grassi naturali prevalgono i gliceridi misti. Gli acidi grassi essenziali non possono essere sintetizzati dall’organismo umano, ma devono essere forniti con la dieta. L’olio d’oliva contiene più del 50% di acido oleico. Gli oli sono più digeribili dei grassi solidi. Idrolizzando i gliceridi si ottengono glicerina e acidi grassi. Questa reazione può essere catalizzata con acidi o enzimi. ALTERAZIONE DEI GRASSI Rancidità Idrolitica: Idrolisi del legame etereo da lipasi “ Ossidativa: autoossidazione con acidi grassi insaturi. “ Liposidasima ossidazione enzimatica con ac grassi insaturi “ Chetonica ossidazione enzimatica con ac saturi. 8

NATURA, IMPORTANZA E STRUTTURA DELLE PROTEINE (PROTIDI) Le proteine sono sostanze quaternarie (C, H, O, N). Esse sono MACROMOLECOLE costituite a partire da AMMINOACIDI con reazioni di poli-condensazione comportanti eliminazione di molecole d’acqua. Tutte le proteine sono composte da amminoacidi (ad es. alanina). I più importanti amminoacidi sono 23, quelli essenziali 9. Gli amminoacidi sono caratterizzati da uno o più gruppi amminici e uno o più gruppi acidi. La numerosità e la varietà delle proteine non sono determinate dalla varietà di amminoacidi, ma anche dalla sequenza di questi nella catena proteica e dalla conformazione spaziale. 9

Protidi Sono essenziali in qualsiasi organismo vivente. Sono composti plastici, alcune proteine sono enzimi altre anticorpi altre ormoni. Possono all'occorrenza anche essere energetici. Es. di proteine: - Albumine - Globuline - Prolamine - Gluteline La sequenza e il tipo di amminoacidi determina la struttura primaria della proteina. Sono importanti anche altre strutture: • secondaria: Conformazione ad elica della catena di amminoacidi (peptidica) • terziaria: Conformazione tridimensionale della spirale risultante dalla str. secondaria • quaternaria: formazione di aggregati macroscopici tra più macromolecole di proteine. 10

Ogni proteina e costituita da avvolgimenti elicoidali (str. secondaria) di molecole lineari con specifiche sequenze di amminoacidi (str. primaria) ed è costituita da una quindicina di amminoacidi. Il peso molecolare varia da 50. 000 a 400. 000 dalton. Una proteina è detta denaturata se ha subito un cambiamento della solubilità e di sue proprietà specifiche (struttura, grado di idratazione, aspetto esterno, colore). Questi cambiamenti (irreversibili) sono dovuti ad una ri- o disorganizzazione interna della macromolecola, senza rottura dei legami peptidici. I fattori che agiscono sulla denaturazione sono il p. H, la TEMPERATURA, l’ESSICAMENTO, Azioni MECCANICHE, RAGGI IONIZZANTI, ULTRASUONI. Nella carne la denaturazione delle proteine conduce a vari cambiamenti (colore, tenerezza) ed induce digeribilità. IDROLISI Proteine + acqua => peptoni => amminoacidi. Questo processo realizzabile in laboratorio in ambiente acido si verifica nell’app. digerente per azione enzimatica tramite gli enzimi detti PROTEOLITICI come la PEPSINA e la TRIPSINA. 11

I COSTITUENTI PROTETTIVI: VITAMINE Le vitamine sono sostanze organiche sono essenziali al normale funzionamento dell’organismo. Si distinguono in liposolubili, cioè solubili nei grassi (es. A, E, D, K) ed in idrosolubili, cioè solubili in acqua (es. vit. C). Le vitamine si trovano sia negli alimenti vegetali che in quelli animali; inoltre molte vitamine sono termolabili, cioè tendono a decomporsi al forte calore, quindi occorre che nella dieta figurino cibi crudi. 12

FUNZIONI DELLE VITAMINE Vitamine Necessarie per: LIPOSOLUBILI A D occhi, pelle, crescita denti, ossa, crescita E muscolatura, ghiandole, sistema vascolare, coagulazione del sangue K IDROSOLUBILI C B 1 B 2 PP Ca Pantotenato muscolatura, gengive, aumento della resistenza fisica sistema nervoso, tessuto cerebrale, metabolismo intestino, ghiandole, occhi metabolismo e l'accrescimento nutrire cellule e tessuti sistema nervoso, pelle, mucose formazione dei globuli rossi e sintesi degli acidi nucleici B 12 formazione dei globuli rossi e delle cellule Acido Folico metabolismo e cellule H B 6 Presenza negli alimenti latte, burro, formaggi, fegato di pesce, uova, ortaggi verdi, carote. latte, burro, tuorlo d'uovo, fegato di merluzzo, pesce azzurro. oli vegetali, grasso, ortaggi a foglia verde, germe di frumento. spinaci, cavoli e ortaggi a foglia verde. ortaggi verdi, limoni, arance, spinaci, patate, fragole, pomodori, cavoli, peperoni, meloni. lievito di birra, legumi, frutta, germe di cereali, carni, farina integrale, patate. latte, nova, pesci, carni, cereali, fegato. carni, pesci, cereali, fegato, legumi. tuorlo d’uovo, ortaggi verdi, fegato, lievito di birra, legumi. cereali integrali, uova, legumi, patate, pesci, carni. fegato animale, pesce, carni, uova, latte, formaggi. fegato animale, ortaggi verdi, uova, patate. lievito di birra, fegato, carni, tuorlo d'uovo, latte, arachidi, 13

Alcune regole per una migliore conservazione delle vitamine negli alimenti • conservare i vegetali correttamente, evitando l'appassimento e la disidratazione, che provocano la perdita di vitamina A e C. • cuocere le verdure intere, quando possibile, poiché il taglio provoca la perdita di vitamine idrosolubili • evitare la cottura con bicarbonato di sodio che provoca la distruzione della vitamina C e della tiamina; anche una cottura eccessiva è sconsigliata • conservare i grassi al freddo, oltre che coperti, per evitare l'irrancidimento, che provoca la distruzione di vitamina A • mantenere il latte al riparo dalla luce che provoca la degradazione della riboflavina (Vit. B 2) • mantenere coperti e refrigerati i succhi di frutta per evitare la perdita di vitamina C. 14

Fonti alimentari e sintomi carenziali delle vitamine liposolubili Vitamina Fonti Sintomi di carenza A Fegato, spinaci, broccoli, carote, zucche, rape, arance, albicocche, pomodori Cecità notturna, Secchezza delle mucose, ipercheratosi. Germe di grano, oli vegetali, legumi, pesce, vegetali a foglia verde. Anemia da distruzione degli eritrociti, neuropatia. K Vegetali a foglia verde, cavolfiori, olio di soia, tè verde. Sintesi batterica intestinale, emorragie. D Latte fortificato, pesce, Rachidismo (bambini) Ostomalacia (adulti) E 15

Fonti alimentari e sintomi carenziali delle vitamine idrosolubili Vitamina Fonti Sintomi di carenza B 1(tiamina) Cereali interi, germe di grano, legumi, lievito di birra, fegato, carne di maiale B 2(riboflavina) Vegetali a foglia verde, latte e derivati, uova, fegato, cereali interi. Farine di grano intero, farine fortificate, legumi, carni, fegato, Polineurite, depressione, scarso appetito, instabilità nervosa, edemi, spasmi muscolari. Stomatite, cheilite, cataratta. Niacina B 6 B 12 Folacina Acido pantotenico Biotina C Grano intero, patate, vegetali verdi, mais, fegato, carni rosse. Alimenti di origine animale: carne, fegato, latte e derivati. Lievito, vegetali a foglia verde, legumi, cereali interi. Legumi, patate, grano duro, fegato, uova. Soia, lievito di birra, latte, uova, produzione batterica intestinale. Agrumi, pomodori, fragole, peperoni verdi, broccoli, patate. Disturbi gastrointestinali, dermatite, depressione. Convulsioni, depressione, lesioni orali. Degenerazione del midollo spinale, disturbi psichiatrici. Disturbi psichiatrici, difetti del tubo neurale. Cefalea, crampi, nausea, spossatezza. Anemia, depressione, insonnia, dermatite. Anemia, ematomi, alterazioni dentarie. 16

I COSTITUENTI PROTETTIVI: I SALI I sali minerali sono chimicamente dei sali inorganici che apportano all’organismo ioni (anioni e cationi) che ad esso variamente necessitano. Gli elementi chimici costituenti sali minerali si denominano macroelementi, es. Essi svolgono una di queste funzioni: - Plastica ossia stutturazione di tessuti e proteine. - Regolatrice ossia di equilibrio di pressione osmotica e di scambi di materia a livello cellulare. - Catalizzatrice Mentre gli elementi chimici costituenti sali minerali dei quali occorre solo la presenza di tracce nella dieta si chiamano oligoelementi che per lo più costituiscono parti di enzimi.

ENZIMI Gli enzimi, catalizzatori biologici, sono proteine. Apoenzima + cofattore = olo-enzima (proteina) (co-enzima) Si può fare una nomenclatura, secondo il tipo di reazione, secondo il legame scisso e secondo il substrato specifico. -Idrolasi (scissione idrolitica e reazioni inverse) -Transerasi (trasferimento di gruppi da una molecola a altra) -Liasi e sinteasi (scissione o formazione di legame non idrolitici) -Isomerasi (isomerizzazione) -Ossidoriduttasi (ossidazione e riduzione) 18

ADDITIVI Tipo Antimicrobici Antiossidanti Aromatizzanti Acidificanti Coloranti Edulcoloranti artificiali Caratteristiche Sostanze aggiunte agli alimenti per evitare le alterazioni causate dai microrganismi. Sostanze impiegate per impedire l’ossidazione degli alimenti durante lo stoccaggio. Sostanze che vengono aggiunte agli alimenti per impartire un certo sapore. Sostanze che svolgono negli alimenti varie funzioni come regolatori del Ph dell’alimento finito. Additivi che ripristinano il colore naturale di alcuni alimenti che in seguito a lavorazioni lo perdono. Additivi impiegati solo nei prodotti dietetici. 19

Alcune definizioni di analisi sensoriale caratteristiche organolettiche organi di senso. Odore smell da Sapore flavor da Gusto taste bocca. Aroma aroma comprendere Palatabilità solo le qualità di un prodotto che agiscono come stimolo specifico di un determinato organo sensoriale. sensazioni percepii e al fra verso gli - sensazione percepibile con l'organo olfattivo stimolato sostanze volatili. - sensazione percepibile con l'organo gustativo stimolato sostanze solubili -insieme di sensazioni gustative, olfattive e di sensibilità chimica comunque percepite quando il prodotto è nella -Caratteristica di sostanze edibili. - insieme delle sensazioni percepite attraverso l'organo olfattivo, l'organo gustativo e la cavità orale; può sensazioni termiche, tattili, chimiche. - la gradevolezza di un cibo al palato, condizionata non dal sapore ma anche dalla consistenza. 20

REAZIONE DI MAILLARD E’ una reazione chimica frequente che, durante un riscaldamento, uno zucchero o un prodotto di ossidazione di un acido grasso hanno con gli amminoacidi. . La reazione è accelerata dalla temperatura, che fa in modo formare degli imbrunimenti e parti più dure sui prodotti. L’intensità della reazione è proporzionale alla quantità di calore applicata. Inoltre i p. H alcalini la favoriscono fortemente. La parte più specifica di questa reazione è la degradazione di Strecker, cioè i prodotti formati provocano essi stessi la distruzione degli aminoacidi ancora intatti e inoltre provoca la formazione di specifiche molecole aromatiche valorizzano la qualità dei prodotti. Questa reazione, infine, presenta due tipi di rischi: la perdita di proteine e in particolare quella selettiva della lisina; e il rischio di degenerazioni tossiche ed antienzimatiche.