Lezione 4 - chimica degli alimenti

TOCOFEROLI

STEROLI

TERPENI

IDROCARBURI DIVERSI DA TERPENI

ACILGLICEROLI ad esempio TRIGLICERIDE =

TRIACILGLICEROLO:

Sono lipidi saponificabili, facilmente idrolizzabili perché

sono sta1 o6enu1 per reazione della molecola di glicerolo

con tre molecole di acido grasso, è possibile rompere questo legame ripris1nando il glicerolo e

liberando tre molecole di acido grasso. I trigliceridi sono dis1n1 in SEMPLICI, se si usano 3 molecole

di acido grasso uguali, e MISTI se si usano acidi grassi diversi. cos1tuiscono quasi totalità della

componente lipidica di una matrice, infaH la percentuale varia tra 95-98%.

CLASSIFICAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI in base al numero di atomi di carbonio presenG nella catena

dell’acido grasso:

a CATENA CORTA: 4-6 atomi di C sono rari negli alimen1, ma presen1 nei laH dei mammiferi

§ a CATENA MEDIA: 8-12 atomi di C cos1tuiscono il 4-10% degli acidi grassi introdoH con la

§ dieta

a CATENA LUNGA: 14-20 o più atomi di C sono prevalen1 negli alimen1

§

CLASSIFICAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI in base alla presenza o meno di doppi legami:

• acidi grassi saturi: non sono presen1 insaturazioni

• acidi grassi monoinsaturi: è presente una insaturazione

• acidi grassi polinsaturi: sono presen1 due o più insaturazioni

ACIDI GRASSI PRESENTI IN NATURA:

sono a numero pari di atomi di C

ü hanno catena lineare

ü in presenza di insaturazioni sono nella forma CIS (possono esistere forme trans o6enute in

ü seguito a reazione di isomerizzazione)

se sono polinsaturi hanno doppi legami isolaG (possono esistere forme con doppi legami

ü coniuga1 o6enu1 in seguito a reazioni).

NOMENCLATURA

È fondamentale per iden1ficare e classificare gli acidi grassi, si u1lizza sia la NOMENCLATURA IUPAC

sia la NOMENCLATURA NOTAZIONE ABBREVIATA, sono entrambe universalmente riconosciute. La

notazione abbreviata è u1le quando la formula dell’acido grasso è molto lunga.

Per Indicare un acido grasso è necessario evidenziare

il numero di atomi di carbonio C che lo compongono

ü la presenza di eventuali doppi legami

ü gli atomi di carbonio C interessaG all’insaturazione

ü

Per realizzare la NOTAZIONE ABBREVIATA è necessario:

1) contare il numero di atomi di carbonio che cos1tuiscono l’acido grasso. Si indica il numero

seguito o non dalla le6era C

esempio: acido palmi1co 16 oppure 16C

2) contare il numero di doppi legami = insaturazioni presen1. Si indica con il simbolo dei due

pun1 seguito dal numero di insaturazioni.

Esempio: acido palmi1co 16:0 = 16 C:0 non sono presen1 doppi legami

Esempio: acido oleico 18:1 = 18 C:1 è presente un doppio legame

3) segnalare la posizione delle insaturazioni, sono disponibili due metodi in base alla

numerazione,

se la numerazione della catena carboniosa inizia dal carbossile si riporta la le6era greca delta Δ

seguita dalla posizione del primo atomo di carbonio coinvolto nel doppio legame. In presenza di più

insaturazioni si indica solo la prima perché i successivi sono riconosciu1 facilmente perché

intervalla1 da due atomi di carbonio rispe6o a quello segnalato. Ad esempio se la prima

insaturazione coinvolge i carboni 9 e 10, la successiva coinvolgerà i carboni 12 e 13

9

Esempio: acido oleico 18 C: 1 Δ 9

Esempio: acido linoleico 18 C: 2 Δ

Se la numerazione inizia dal me1le in fondo alla catena carboniosa si riporta la le6era n oppure la

le6era greca omega ω seguita dal numero dell’atomo di carbonio coinvolto per primo nel doppio

legame.

Esempio: acido linoleico 18 C: 2, n-6 = 18 C: 2, ω-6

È più frequente l’uso della nomenclatura con numerazione dall’acido carbossilico come prima

posizione, però per indicare gli acidi grassi essenziali si usa la nomenclatura omega.

All’esame potrebbe chiedere ad esempio disegna C16:1 come domanda di sbarramento

Dal punto di vista chimico gli acidi grassi possono essere dis1n1 in:

• ACIDI GRASSI SATURI

Cara6erizzano prevalentemente gli alimen1 di origine vegetale e di origine animale che vivono a

temperature fredde, ad esempio i pesci dei mari del nord

• ACIDI GRASSI INSATURI

MONOINSATURI MUFA = monounsaturated faKy acids presenta una

à

o insaturazione nella catena carboniosa

POLIINSATURI PUFA = poliunsaturated faKy acids presenta più insaturazioni

à

o nella catena carboniosa

Cara6erizzano prevalentemente gli alimen1 di origine animale

La temperatura di fusione degli acidi grassi insaturi è più bassa della temperatura di fusione degli

isologhi saturi, quindi a parità di lunghezza della catena carboniosa, la temperatura di fusione in

presenza di insaturazioni è minore.

Tra gli acidi grassi insaturi, data la presenza di insaturazioni, è

possibile avere ISOMERI GEOMETRICI e ISOMERI DI POSIZIONE. In

natura esistono solo acidi grassi con conformazione CIS, sono più

facilmente digeribili perché la catena carboniosa si ripiega formando

un angolo di 30° che impedisce le interazioni con altre catene di acidi

grassi evitando la formazione di stru6ure più complesse che sarebbero

più difficili da digerire; inoltre, gli isomeri cis hanno temperatura di

fusione più bassa rispe6o alla temperatura di fusione degli isomeri

trans.

Negli alimen1 spesso sono presen1 oltre agli isomeri cis presen1 in natura, gli isomeri trans, perché

avviene una reazione di isomerizzazione geometrica sia in seguito a tra6amen1 tecnologici a cui

viene so6oposta la matrice lipidica ad esempio, riscaldamento di olio, processo di idrogenazione, sia

per azione di enzimi che ad esempio agiscono a livello del rumine dell’animale per cui si trovano

tracce di isomeri trans nella carne e nel la6e di ques1 animali.

In natura gli acidi grassi polinsaturi non esistono con

insaturazioni coniugate però è possibile o6enere in

seguito a reazione di isomerizzazione di posizione, lo

ship dell’insaturazione, ad esempio nell’ ACIDO OLEICO

l’insaturazione è in posizione Δ9 che può passare a Δ11

o6enendo l’ACIDO VACCENICO; quindi, è possibile

trovare negli alimen1 tracce di acidi grassi insaturi coniuga1.

La reazione di isomerizzazione di posizione si verifica durante il processo di reHfica degli oli, durante

la decolorazione degli oli, in seguito a reazione di degradazione dell’alimento se la matrice lipidica

subisce irrancidimento ossida1vo, se la matrice lipidica viene so6oposta a sbalzi termici oppure per

azione di enzimi (esempio nel rumine dell’animale) che possono eliminare insaturazioni oppure

creare insaturazioni coniugate.

CLA = CONJUGATED LINOLEIC ACID presen1 nei prodoH laHero caseari e nelle carni degli animali

ruminan1.

In natura sono presen1 solo acidi grassi insaturi cis ma negli alimen1 possono essere presen1 acidi

grassi insaturi coniuga1 e acidi grassi trans dovu1 ai tra6amen1/reazioni a cui gli acidi grassi naturali

sono so6opos1.

Gli acidi grassi sono MOLECOLE ANFIPATICHE, infaH,

sono molecole formate da una componente chimica

più polare, il gruppo carbossilico (=testa) e da una

componente chimica più apolare, catena carboniosa

alifaGca (=coda). Si dispongono in una matrice

alimentare a formare uno strato monomolecolare

all’interfaccia tra il mezzo acquoso e l’aria, verso il

mezzo acquoso saranno disposte le teste invece verso l’aria le code apolari.

Queste molecole possono facilmente dare origine a MICELLE, in pra1ca le molecole si dispongono

rivolgendo le catene idrocarburiche, code, verso l’immaginario centro di una sfera e verso l’esterno

le teste carbossiliche. ogni singola unità avrà una sezione conica, dove nella sezione trasversale la

parte rappresentata dalla testa è più grande di quella rappresentata dalla coda.

Gli acidi grassi possono formare un DOPPIO STRATO LIPIDICO, le teste saranno disposte verso

l’esterno; invece, verso l’interno si disporranno le code, ogni singola unità avrà sezione cilindrica,

dove la sezione trasversale rappresentata dalla testa ha le stesse dimensioni della parte

rappresentata dalla coda. Il doppio strato fosfolipidico può avvolgersi su se stesso creando una cavità,

si oHene il LIPOSOMA dove il guscio esterno è formato dalle teste polari, la cavità interna di teste

apolari e una porzione intermedia apolare, è uno strumento u1le per veicolare sia sostanze apolari

sia polari.

Gli acidi grassi insaturi sono sta1 suddivisi in tre serie:

SERIE ω-9 = SERIE DELL’ACIDO OLEICO E DERIVATI

o SERIE ω-6 = SERIE DELL’ACIDO LINOLEICO E DERIVATI si trovano nei semi delle piante

o fanerogame

SERIE ω-3 = SERIE DELL’ACIDO LINOLENICO E DERIVATI si trovano nelle alghe che vivono nei

o mari freddi e nei pesci che se ne nutrono

ACIDI GRASSI ESSENZIALI = AGE sono solo gli acidi grassi della serie ω-3 e ω-6, quindi ACIDO ALFA-

LINOLENICO = ALA e ACIDO LINOLEICO = LA e loro deriva1. Sono defini1 essenziali perché

l’organismo umano non è in grado di sinteGzzarli ma è in grado di trasformarli in acidi grassi a lunga

catena e di metabolizzarli; quindi, devono essere assunG con la dieta, per questo venivano chiama1

VITAMINA F.

Gli acidi grassi essenziali una volta assun1 con la dieta vengono u1lizza1 dall’organismo umano per

sinte1zzare piccole quan1tà di acidi grassi polinsaturi, a6raverso enzimi DESATURASI e enzimi

ELONGASI che desaturano e allungano la catena per o6enere deriva1 molto importan1. ACIDO

ARACHIDONICO = AA derivato dall’acido linoleico e ACIDO EICOSAPENTANENOICO = EPA e ACIDO

DOCOSAESANOICO = DHA dall’acido alfa-linolenico.

L’acido linoleico, acido alfa-linolenico e i loro deriva1 svolgono importan1 funzioni come regolare la

biosintesi di lipidi ema1ci, essere cos1tuen1 di membrane biologiche ed essere precursori di

eicosanoidi, però svolgono anche funzioni specifiche: l’acido arachidonico riduce i livelli di

colesterolo, anche quello legato a HDL; invece, acido eicosapentanenoico e docosaesanoico

riducono i livelli di trigliceridi, l’azione combinata di ques1 deriva1 è fondamentale per l’organismo.

La sintesi di EPA DHA e AA è in piccole quan1tà quindi se non vengono assun1 regolarmente con una

dieta corre6a consumando pesce è necessario fare uso di integratori per non avere problemi.

Il contenuto di acidi grassi essenziali negli alimen1 varia

notevolmente, ad esempio nella tabella, si evidenzia che noci e fru6a

secca sono un’oHma fonte di ques1 acidi grassi, però si deve sempre

considerare la percentuale contenuta in un alimento e la quan1tà di

tale alimento che viene assunta, per esempio la dose giornaliera

consigliata è 3