Biochimica alimentare + domande d'esame

INTOLLERANZE ED ALLERGIE

Le intolleranze e le allergie sono manifestazioni avverse in individui sensibili, quindi a una fascia ristretta di persone. Le allergie sono così definite: manifestazioni in cui il sistema immunitario produce una classe di anticorpi denominate IgE, responsabili delle manifestazioni allergiche. Le intolleranze invece sono manifestazioni che coinvolgono anche il sistema immunitario ma non si ha una produzione di anticorpi IgE-mediata. La differenza tra le due patologie è che le allergie sono sempre mediate da una proteina o peptide, mentre l'intolleranza è mediata da composti di diverse proteine...). La celiachia è un'intolleranza al glutine ma comprende anche manifestazioni di tipo immunitario ma non è assolutamente un'allergia. Un allergene può derivare da:

• Componente naturale presente nell'alimento
• È un ingrediente di un alimento
• Cross-contaminazione

Ovvero un residuo di lavorazione precedente

Un anticorpo riconosce in una proteina solo determinate porzioni o piccole sequenze responsabili della manifestazione allergica, queste vengono chiamate epitopi, essi possono essere conformazionali o sequenziali. Se un allergene ha un solo epitopo si avrà un solo anticorpo IgE prodotto per riconoscere quell'epitopo, se un allergene ha 10 epitopi si avrà la produzione di 10 anticorpi IgE prodotti per riconoscere i 10 epitopi.

Gli epitopi conformazionali sono regioni riconoscibili dagli anticorpi per la struttura tridimensionale che possiedono. Gli epitopo sequenziali invece, sono sequenze precise di amminoacidi riconosciuti dagli anticorpi. I trattamenti che subiscono gli alimenti possono influenzare positivamente o negativamente gli allergeni e quindi gli epitopi, le forme polimeriche sono molto più allergeniche piuttosto che le forme singole. Gli epitopi sequenziali possono essere inattivati solamente rompendo la sequenza amminoacidica.

ma anche gli epitopi conformazionali oltre alla denaturazione della struttura, possono essere inattivati grazie ad un taglio proteolitico della sequenza.

EFFETTI DEI PROCESSI SU ALTRI ALLERGENI

• Trattamento termico
• Trattamento meccanico
• Trattamenti microbiologici ed enzimatici

TRATTAMENTO TERMICO

Un alimento allergenico sottoposto ad un trattamento termico modifica in primo luogo la struttura aumentando o diminuendo l'allergia in quanto si possono formare nuovi epitopi conformazionali oppure possono sparire, in secondo luogo, il trattamento può formare dei polimeri, le specie polimeriche sono molto più immuno-reattive, in quanto il sistema immunitario risponde maggiormente alla forma fisica piuttosto che alla quantità.

Si ha alla sinistra dell'immagine le proteine presenti in una miscela di sieroproteine, si vedono 2 bande, quelle indicate con 18 corrispondono alla beta-lattoglobulina, mentre la banda sottostante corrisponde a frammenti di BLG.

idrolizzate indeterminate condizioni. Con questa separazione, la SDS-PAGE, la colorazione è data dalla quantità di proteine, più è luminoso più è presente la proteina o il peptide.

Al lato opposto, il WESTERN BLOTTING ha sempre le stesse proteine e peptidi ma non reagisce più in base ad un colorante quindi rispetto alla quantità, bensì utilizza degli anticorpi specifici per un solo epitopo sequenziale della BLG. Si nota che l'anticorpo riconosce un frammento di BLG, frammento 36, che prima (con SDS-PAGE) non veniva nemmeno riconosciuto.

Ad una BLG unita da un ponte disolfuro, nel quale l'anticorpo si lega per affinità (detto immuno-affinità).

Aspetti importanti da tenere presente:

• I gruppi R degli amminoacidi possono andare in contro a modificazioni covalenti del gruppo R, come può essere la glicosilazione. Se questo AA fa parte di una sequenza epitopica si ha un aumento

Della risposta immunitaria, ad esempio la BLG con un trattamento termico, può legare attraverso una lisina il lattosio avendo così una risposta immunogenica maggiore.

L'arachide, con la tostatura aumenta l'affinità delle IgE di 100 volte rispetto all'arachide non tostata.

TRATTAMENTO MECCANICO

Un altro aspetto che può modificare la risposta immunitaria è la formulazione, la forma fisica in cui si trova la proteine può influenzare il sistema immunitario. Per alcune proteine se esse sono in forma emulsionata si ha una maggiore risposta immunitaria. Le particelle e quindi le dimensioni sono un altro aspetto importante, le proteine micronizzate hanno una risposta inferiore rispetto alle proteine intatte.

TRATTAMENTO MICROBIOLOGICO

L'effetto sinergico può aumentare o addirittura scatenare una risposta immunitaria, se assieme all'allergene viene presentata una proteina antigenica, cioè una proteina che stimola il sistema immunitario.

Come una proteina batterica. La contemporanea assunzione di un allergene con una proteina di parete può modificare le soglie di risposta. Questo caso è particolarmente importante per le persone immunodepresse. La presenza di diamminoacidi in prodotti anallergici o prodotti per la prima infanzia è simbolo che il prodotto è stato contaminato precedentemente, in quanto possono non esserci più batteri ma gli amminoacidi che lo costituivano sono sempre presenti.

ALIMENTI ANALLERGICI

Umberto Zoppis

Per produrre un alimento anallergico devo eliminare l'allergene, ma non sempre è possibile, ci sono tre metodi:

❖ Alterazione biotecnologica: cerco le sequenza genomica che codifica quella proteine e la elimino, non sempre è possibile in quanto a volte la pianta non può sopravvivere, oppure viene sintetizzato un analogo.

❖ Rimozione fisica: intervento che elimina l'allergene, ad esempio l'olio di soia, anche se la soia è un allergene.

L'olio non ha presenza di allergeni perché viene estratto in modo da ottenere solo lipidi. Un altro esempio sono gli sciroppi di glucosio estratti dal frumento. La frutta presenta gli allergeni all'interno della buccia o sulla superficie della frutta, le cosiddette proteine di difesa. Scartando completamente la buccia, elimino l'allergene.

Modificazione enzimatica: trattamento con enzimi selezionati che intervengono sulle regioni epitopiche. Nella pratica, questi trattamenti vengono utilizzati solamente per l'alimentazione in quelle condizioni in cui c'è solamente un alimento da consumare: latte nei neonati.

PROCESSO TECNOLOGICO

Fase 1: gli allergeni presenti nel latte sono due: le sieroproteine e le caseine. Viene svolto un trattamento termico leggero per aumentare l'idrolisi degli enzimi.

Fase 2: le caseine sono facilmente idrolizzabili in peptidi molto piccoli che donano un retrogusto amaro, le siero proteine (beta lattoglobulina, alfa

lattoalbumina) vengono idrolizzate con tripsina in quanto gli epitopi contengono molto spesso arginina (amminoacido basico). Dopodiché viene effettuato un trattamento termico così da disattivare l'enzima e al contempo formare polimeri delle proteine che non hanno reagito (blg), a tal punto da precipitare ed eliminarli più facilmente.

Fase 3: rimozione dei prodotti immunoreattivi attraverso ultrafiltrazione, ovvero filtrazione che separa in base al peso molecolare, quindi con membrana da 5000 Dalton (i peptidi al di sotto dei 5000 dalton non sono più immunoreattivi)

Verifica allergenicità:

• Test immunoenzimatici in vitro (ELISA) con anticorpi specifici per allergene
• Test immunoenzimatici in vitro (ELISA) con sieri di persone sensibili all'allergene
• Test cutanei in vivo con persone sensibili all'allergene
• Test di ingestione in vivo con persone sensibili

Questo è il protocollo per la certificazione di anallergenicità di un prodotto.

Aspetti negativi sulla base dei trattamenti termici:

• Formazione di polimeri proteici solubili/insolubili, il trattamento termico provoca la formazione di polimeri, la scelta del trattamento termico è importante, in base all'intensità del trattamento si possono formare polimeri più o meno grandi.
• Formazione di proteine modificate (es.: interazione con zuccheri)
• Idrolisi elevata con la conseguenza della formazione di piccoli peptidi (sapore amaro)

Umberto Zoppis

Non esistono ancora molti prodotti anallergici in quanto non ci sono parametri legali e analisi certificate, in quanto ci sono sempre dei residui, infine perché economicamente non conviene poiché vi sono poche persone allergiche (al contrario delle persone intolleranti).

SICUREZZA D'USO - ANALISI DEL RISCHIO

Direttiva 2000/13/EC: stabilisce le allergie e le intolleranze maggiormente diffuse in Europa, tuttora non c'è ancora una legislazione. Ogni