PROTEINEE

AMINOACIDI(Enrico Finotti)

Le proteine sono molecole complesse formate da aminoacidi; esplicano moltissime funzioni vitali e in pratica sono il risultato dell’espressione genica, cioè l’informazione genetica che risiede nel DNA

DNA RNA + Aminoacidi Proteina

Digestione proteica

Ala-Val-Leu-Arg-Val-Ala

Proteina ingerita

AlaAlaArg

Leu

Val

ValVal-Arg-Ala-Ala-Leu-Val

Nuova proteina sintetizzata

Il Turover Proteico

Le proteine nel corpo umano ammontano a circa 12 Kg

250 g di proteine sono soggette a turnover proteico

Una quantità che è circa tre voltesuperiore a quella dei normali consumi

alimentari

(LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine

Età in Anni Livello di Sicurezza (L.S.)g di proteine/Kg di peso

corporeo/die

L.S. corretto per la qualità proteica

g di proteine/Kg di peso corporeo/die

0.50 – 0.75 1.65 2.09

0.75 – 1.00 1.48 1.87

1.5 1.17 1.48

2.5 1.13 1.43

3.5 1.09 1.38

4.5 1.06 1.34

5.5 1.02 1.29

6.5 1.01 1.28

7.5 1.01 1.28

8.5 1.01 1.28

9.5 0.99 1.25

(LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine (Maschi)

Età in Anni Livello di Sicurezza (L.S.)g di proteine/Kg di peso

corporeo/die

L.S. corretto per la qualità proteica

g di proteine/Kg di peso corporeo/die

10.5 0.99 1.25

11.5 0.98 1.24

12.5 1.00 1.27

13.5 0.97 1.23

14.5 0.96 1.22

15.5 0.92 1.17

16.5 0.90 1.14

17.5 0.86 1.09

(LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine (Femmine)

Età in Anni Livello di Sicurezza (L.S.)g di proteine/Kg di peso

corporeo/die

L.S. corretto per la qualità proteica

g di proteine/Kg di peso corporeo/die

10.5 1.00 1.27

11.5 0.98 1.24

12.5 0.96 1.22

13.5 0.94 1.19

14.5 0.90 1.14

15.5 0.87 1.10

16.5 0.83 1.05

17.5 0.80 1.01

(LARN) Livelli di assunzione Raccomandata di proteine

Livello di Sicurezza (L.S.)

g di proteine/Kg di peso corporeo/die

L.S. corretto per la qualità proteica

g di proteine/Kg di peso corporeo/die

Adulto 0.75 0.95

Gestazione 6

Allattamento 17

VALORE BIOLOGICO DELLE PROTEINE

Aminoacidi essenziali: aminoacidi che necessitano di essere assunti con la dieta

IsoleucinaLeucinaLisina

MetioninaFenilalanina

TreoninaTriptofano

Valina

Aminoacidi non essenziali: aminoacidi che sono sintetizzati dall’organismo

ArgininaCistinaIstidina TirosinaAlanina

Ac. AsparticoAc. Glutammico

GlicinaProlinaSerina

Idrossiprolina

AMINOACID SCORE

mg di aa in 1 g di proteina test

mg di aa in 1 g di proteina campione

AMINOACIDI(mg/g di proteina)

AA FAO Uovo Latte Latte (mucca) (umano)Istidina 16 22 27 26Isoleucina 13 54 47 46Leucina 19 86 95 93Lisina 16 70 78 66Metionina+Cistina 17 57 33 42Fenilalanina+Tirosina 19 93 102 72Treonina 9 47 44 43Triptofano 5 17 14 17Valina 13 66 61 55

L’aminoacido che presenta ilvalore più basso è definito come

l’aminoacido limitante

PROBLEMI ASSOCIATI ALLE PROTEINE

CELIACHIAE

ACRILAMIDE

Le persone affette da celiachia presentano bassi valori di emoglobina, albumina serica, ferritina serica, folati

eritrocitari, calcio, potassio, magnesio e ferro. Una deficienza di ferro e folati porta ad anemia. Indipendentemente dallo

stato di atrofia dei villi intestinali la carenza di queste sostanze, in pazienti celiaci, è costante e ciò incide sulla loro

altezza, peso, massa grassa e stato nutrizionale.

LA CELIACHIA

La celiachia è un’intolleranza permanente al glutine, sostanza proteica presente in avena, frumento, farro, kamut, orzo, segale, spelta e triticale.

La celiachia provoca un’atrofia dei villi intestinali

Che cosa è il glutine?

Il glutine è una fazione proteica del grano, della segale, dell’orzo, dell’avena o delle sue varietà (Triticale) e derivati a cui qualche persona è intollerante e che è solubile in una soluzione di NaCl allo 0.5%

Che cosa sono le prolamine?

Le prolamine sono definite come la frazione del glutine che può essere estratta con una soluzione di etanolo/acqua (40-70%).

Le prolamine del grano sono dette gliadine, quelle della segale: secaline, quelle dell’orzo: ordeine e quelle dell’avena: avenine

Durante questi ultimi anni in molti alimenti, che avevano

subito dei processi termici, è stata trovata l’ACRILAMIDE

CH2=CH-CONH2

che probabilmente è un carcinogeno (IARC 1994).

Questa sostanza si forma, attraverso la reazione di Maillard, dal glucosio o fruttosio

con l’asparagina, a temperature di 120-170°C (Mottram D.S. 2002)

L’ACRILAMIDE

I LIPIDI(Enrico Finotti)

Funzione degli acidi grassi

Gli acidi grassi sono sintetizzati nell’organismo umano a partire dai grassi alimentari, dai grassi di deposito e dai lipid endogeni. La degradazione degli acidi grassi avviene tramite la beta-ossidazione in acetilcoenzimaA, il quale viene utilizzato per la biosintesi di nuovi acidi grassi oppure degradato nel ciclo di krebs (con ossigeno) in acqua e anidride carbonica liberando energia. si nota che le proteine, i glucidi e i lipidi alimentari sono trasformabili tutti in acidi grassi. i lipidi organici e quelli alimentari vengono smaltiti senza resti (tramite il ciclo dell’acidi citrico) con l’uso di ossigeno in energia, acqua e anidride carbonica.

Gli acidi grassi saturi hanno prevalentemente un ruolo energetico

Gli acidi grassi monoinsaturi (acido oleico) hanno un ruolo

Energetico e favorirebbero la formazione delle HDL

Gli acidi grassi polinsaturi hanno importanti ruoli strutturali e metabolici

Ruolo degli acidi grassi

Apporto di acidi grassi totali(LARN)

35% - 40% fino al secondo anno di vita

30 % nell’adolescenza

25% nell’età adulta

(LARN) Livelli di assunzione raccomandati di acidi grassi essenziali

Categoria Età 6 3

Anni g/die g/die

Lattanti 0.5 –1 4 0.5

Bambini 1 –3 4 0.7

Bambini 4 – 6 4 1

Bambini 7 – 10 4 1

Maschi 11 – 14 5 1

Maschi 15 – 17 6 1.5

Maschi >= 18 6 1.5

Femmine 11 – 14 4 1

Femmine 15 – 17 5 1

Femmine >=18 4.5 1

Gestanti 5 1

Nutrici 5.5 1

Acidi grassi cis e trans

Gli acidi grassi trans non dovrebbero superare i 5 g/die. Infatti, studi recenti suggeriscono un ruolo negativi degli acidi grassi trans nell’ambito del processo aterogenetico

C16

:1C

16:0

C18:1 cis

C18

:1 tr

ans

C18:2C22:0

C18:1

Trans

XX..XHXH

..

LOOLOO..

OO22

LHLH

LOOHLOOH

RadicaleRadicalePerossilePerossile

idroperossido lipidicoidroperossido lipidico

PEROSSIDAZIONE DI UN ACIDO GRASSO POLINSATUROPEROSSIDAZIONE DI UN ACIDO GRASSO POLINSATURO

Formazione degli Idroperossidi

HNE = 4 hydroxynon-2-enal, ONA = 9-oxononanoic acid

Formazione degli Idroepossidi

HNE = 4 hydroxynon-2-enal, ONA = 9-oxononanoic acid

TRIPLETTO Energia = 0

SINGOLETTO Delta g Energia = 96 Kj

SINGOLETTO Sigma g Energia = 160 Kj

Il singoletto dell’ossigeno reagisce direttamente con i doppi legami senza la formazione di radicali liberi

Le regole di Hund:1) lo stato fondamentale ha sempre il massimo valore della molteplicità di spin2) se esistono più stati aventi la massima molteplicità di spin fra di essi il più stabile è quello che ha il valore L più elevato.3) per uno stato derivante da una configurazione riferentesi a un guscio pieno meno che a metà, le energie dei sottostati crescono al crescere di J mentre accade l’opposto quando il guscio è pieno più che a metà. (Chimica inorganica, A. Cotton – G. Wilkinson)

2S+1=L

2x(1/2+1/2)+1= 3

2x(+1/2 -1/2)+1= 1

Dove S = ± ½ Spin

L = Molteplicita’ dello Spin

Luce U.V. o Catalizzatori

Dalle regole quanto meccaniche della conservazione dello spin le reazioni fra specie in stato di tripletto e quelle in stato di singoletto sono spin-forbidden perciò possiedono una alta barrieria cinetica di reazione. Per questa ragione l’ossigeno non reagisce facilmente con i composti organici, benché energeticamente la reazione sia molto favorita.

luce e i catalizzatori metallici servono a bypassare la regola dello spin-forbidden

Non a caso la natura nel citocromo c ossidasi usa il ferro, e il tetramanganese nei sistemi fotosintetici. Il life time del singoletto dipende dalla matrice organica in cui si trova. In una soluzione acquosa è di circa 3 microsecondi, un life time piuttosto alto, conseguentemente le reazioni del singoletto sono altamente specifiche se comparate ad altre forme ossidanti derivanti dall’ossigeno molto più reattive. Per esempio il singoletto reagisce selettivamente con la guanina che possiede il più basso potenziale redox fra i nucleotidi costituenti il DNA

Come ci si difende dai ROS (Reactive Oxygen Species)

La superossido dismutase (SOD) converte due anioni superossido In una molecola di perossido di idrogeno e ossigeno, la catalasi, converte il perossido d’idrogeno in ossigeno e acqua.La vitamina E può rompere il legame covalente che i ROS hanno formato tra le catene di acidi grassi dei lipidi di membrana

.O

C16H33o

OH

O C16H33

-tocoferolo

LL..

LHLH

LOLO22 LOOHLOOHLL..

LOLO22..

.O

o

dimerodimero

radicaleradicale -tocoferossile-tocoferossile

LHLH

LOOHLOOH

EE..

EE..

Ossidazione a catenaOssidazione a catenaPropagazionePropagazionea catenaa catena

InibizioneInibizionea catenaa catena

Inibizione dell’ossidazione dei lipidi dall’Inibizione dell’ossidazione dei lipidi dall’-tocoferolo-tocoferolo

Danno al DNA

Deplezione di GSH

Danno diretto alle proteine

Danno al Citoscheletro

Inibizionedella sintesi

di ATP

Sintetasi

Deplezione di NAD(H)

della membrana

Perossidazione e distruzione della membrana

Aumento del Ferro intracellulare

Cessione di ioni metalli ai tessuti circostanti e

danno alle cellule adiacenti

Aumento del danno al DNA,Proteine e Lipidi

Fig. 1 STRESS OSSIDATIVO NELLA SALUTE E NELLA MALATTIA

StressOssidativo

Aumento della Perossidazione Lipidica

Aumento del Ca2+

intracellulare liberoAttivazione del

poli(ADP)RibosioRigonfiamento

LA CAPACITA’ ANTIOSSIDANTE

ROO

Molecolabersaglio

Cap

acit

àan

tiossi d

an

te

Tempo

LA CAPACITA’ ANTIOSSIDANTE

ROO

Scudo antiossidante Molecola

bersaglio

Cap

acit

àan

tiossi d

an

te

Tempo

Schema reazioni: R-N=N-R 2R + N2

R + O2 ROO

ROO + Crocina ROOH + Crocina

ROO + antiOX ROOH + antiOX

antiOX + Crocina antiOX + Crocina

Misura della capacità antiossidante

Bleaching della crocina

I CARBOIDRATI(Enrico Finotti)

I carboidrati sempliciMonosaccaridi: glucosio e fruttosioDisaccaridi: saccarosio, maltosio e lattosio

I carboidrati composti (polisaccaridi)

Amido: amilosio (glucosio lineare)

amilopectina (glucosio ramificato)

Fibra alimentare: cellulosa, pectine, gomme, emicellulose, mucillagini

L’uomo come la maggior parte dei

mammiferi è in grado di trasformare alcuni

aminoacidi e il glicerolo in glucosio,

e non vi è quindi uno specifico fabbisogno

alimentare per i carboidrati una volta

garantito un sufficiente apporto di

proteine e lipidi quindi non si può parlare

di essenzialità

FABBISOGNO di CARBOIDRATI

Per un soggetto adultosano sono necessari circa

180 g/die di glucosio

FABBISOGNO di CARBOIDRATI

AZIONE ANTIBATTERICA DEL MIELE

OSMOLARITA’

PEROSSIDO DI IDROGENO(H2O2)

ALTRI COMPOSTINON PEROSSIDICI

Basso pH

AZIONE ANTIBATTERICADEL PEROSSIDO DI IDROGENO

GhiandolaIpofaringea

GlucosioOssidase

GLUCOSIO

Perossidod’Idrogeno

H2O2

H2O + O2

H2O2

Residuale

Catalasi

CONSERVANTI ALIMENTARI CHIMICI

Propionato di calcio o di sodio Pane

Benzoato di sodio Bevande gassose, frutta, succhi difrutta, sottaceti, conserve, margarina

Acido sorbico Prodotti derivati da agrumi,sottaceti,formaggi

Anidride solforosa, solfiti e bisolfiti Frutta secca, verdura, vino

Formaldeide (da processi di affumicatura) Carne pesce

Ossidi di etilene e propilene Spezie e frutta secca

Nitrito di sodio Prosciutto e pancetta

IRRADIAZIONE

Consiste nel sottoporre gli alimenti all’azione di radiazione elettromagnetiche come i raggi X, raggi γ e raggi U.V. E’ la tecnica piu’ discussa perche si pensa che rende gli alimenti radioattivi. In realta’ non e’ vero perche’ queste radiazioni non vengono trattenuteLa dose utilizzata e’ in genere bassa e media tale da non determinale la formazione di residui radioattivi nei prodotti trattati

Questi trattamenti servono a:

Ridurre la carica microbica (aumentando la shelf life)

Distruggere i parassiti e gli insetti infestanti

Inibire la germinazione (tuberi e bulbi)

Alcuni alimenti non possono essere irradiati perche’ il procedimento genera effetti indesiderati. Nel gusto, nell’aspetto, e nell’odore dei prodotti.

L’irradiazione infatti puo’ scurire alcuni tipi di carni, puo’ peggiorare il sapore e la consistenza, ossidare i grassi insaturi (irrancidendo il prodotto) e se usata in dosi elevate, scurire il pesce.

STERILIZZAZIONE AD ALTE PRESSIONI

Una pressione esercitata su un liquido incomprimibile si distribuisce uniformementeIn tutte le direzioni con la medesima intensita’ In tutti i punti del liquido (pressione idrostatica) e anche sulla superficie di un corpo (alimento) Immerso in quel liquido(principio di Pascal)

Nel settore industriale le pressioni idrostatiche sono dell’ordine di 100-1.000 Milioni di Pascal