Biochimica degli Alimenti (Iametti)

sulla struttura 3aria e permette di lavorare direttamente sul campione, ma non si può usare per

matrici alimentari che assorbono la fluorescenza.

Un altro metodo indiretto consiste nello studiare la posizione della Cys nella proteina: la proteina

conserva questo gruppo tramite S-S, quindi sono necessari almeno 2 residui di Cys.

Es. la BLG ha 5 residui (2 ponti intra-proteici e un residuo –SH, all’interno del core idrofobico) e se

la proteina viene denaturata il residuo viene esposto. Per vedere se la struttura della proteina è

cambiata si aggiunge un reattivo in grado di legarsi al residuo –SH esposto e di creare un composto

giallo (funziona solo se i residui –SH sono dispari).

La proteina mantiene i siti idrofobici il meno esposti possibile e, se viene denaturata, si ha

un’esposizione parziale/totale di essi e la proteina non è più compatibile con l’ambiente, quindi

tende a formare degli aggregati stabilizzati da interazioni idrofobiche o a reagire con altri

componenti idrofobici (es. aromi). Le regioni idrofobiche sono, inoltre, in grado di stabilizzare i

sistemi polifasici se, durante la trasformazione, la proteina ha una certa struttura e un’esposizione

controllata di essi. Queste regioni idrofobiche sono studiate con la fluorescenza estrinseca, che

aggiunge marcatori fluorescenti che diventano tali solo se riconoscono una zona idrofobica.

Effetti del trattamento termico sulla struttura secondaria e terziaria:

Il trattamento termico porta alla formazione di aggregati stabilizzati da interazioni idrofobiche o

allo scambio di disolfuro: il gruppo –SH, una volta esposto, si scambia con uno dei residui

impegnati nel ponte S-S e si forma quindi un legame S-S costituito dal residuo –SH e un altro

residuo S-S precedentemente impegnato ne lega un altro. L’S-S che era intra-catena è diventato

inter-catena. Ciò può avere degli effetti positivi (es. albume) o negativi (es. BLG) per la digeribilità.

Per stabilire se il latte pastorizzato o UHT ha subito più cicli di pastorizzazione si separano le

caseine e le sieroproteine, sfruttando la diversa solubilità al punto isoelettrico (4.6 caseine e 5.6

sieroproteine). Le sieroproteine in un latte non trattato rimangono perfettamente solubili ma, se

trattate termicamente e portate a pH 4.6 la solubilità diminuisce. Infatti un latte più volte

pastorizzato o UHT a pH 4.6 non presenta sieroproteine solubili, mentre a pH normale sono

comunque solubili. Da qui la normativa che ha definito un limite di sieroproteine solubili:

• Pastorizzato: sieroproteine almeno 11% delle proteine totali e modificazioni strutturali minime

• Fresco pastorizzato e microfiltrato fresco pastorizzato: sieroproteine almeno 14%

• Fresco pastorizzato HQ: almeno il 15,5% di sieroproteine e almeno il 3,5% di grassi

• UHT: in confezioni che riportano la dicitura “Da consumarsi preferibilmente entro” con un

termine max di 90 giorni a T amb

• Sterilizzato: in confezioni che riportano la dicitura “Da consumarsi preferibilmente entro” con

un termine max di 180 giorni a T .

amb LEZIONE 3

La denaturazione meccanica ha gli stessi principi della precedente denaturazione termica. I

processi fondamentali di modificazione delle proteine sono: impastamento, eventi legati alla

formazione di emulsioni ed esclusione.

La pasta secca è costituita per il 18% da H O, il 10-15% da proteine (80% di riserva: gliadine e

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glutenine e 20% citoplasmatiche: albumine e globuline) e per il resto da amido. Con la

gelatinizzazione (55-60°C) e l’impastamento le proteine si denaturano, espongono le zone più

polari e formano un reticolo proteico e ordinato (gliadine e glutenine), stabilizzato da interazioni

idrofobiche e legami disolfuro intercatena. Il glutine è fondamentale per una rete compatta e

regolare. L’essiccamento consiste nella graduale migrazione dell’H O e quindi in un’ulteriore

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denaturazione delle proteine (con le alte T si può verificare la reazione di Maillard tra Lys e

zucchero, infatti vengono fissati dei limiti di furosina); influenza anche l’organizzazione strutturale.

Per fare la pasta col grano tenero si possono aggiungere agenti reticolanti (albume), o utilizzare T

maggiori per avere un reticolo che trattenga meglio l’amido.

Nelle paste ultraproteiche le proteine aggiunte formano una pasta collosa, per evitare ciò si

possono aggiungere proteine sotto forma di peptidi/parzialmente idrolizzate in modo che vengano

inglobate nel reticolo, aggiungere idrocolloidi per facilitare la compattezza del reticolo o usare

l’albume che contiene proteine in più e facilita la formazione del reticolo.

La pasta integrale/arricchita fatica a formare il reticolo, perché la fibra assorbe H O e quindi

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bisogna aggiungerne di più.

Per analizzare il reticolo della pasta bisogna prendere ad esempio lo spaghetto, farne una polvere

ed estrarre le proteine che partecipano al reticolo, solubilizzando in un tampone fosfato con un

po’ di sale. Nelle interazioni del reticolo i legami possono essere idrofobici o S-S; per solubilizzare

le proteine associate solo idrofobicamente si aggiunge un denaturante e per sapere quali

interazioni sono stabilizzate sia idrofobicamente che da S-S si fa un’estrazione in presenza di un

riducente (che rompe i ponti disolfuro). Nei trattamenti a basse T si ha una maggiore quantità di

interazioni idrofobiche, un reticolo meno compatto e una maggiore penetrazione di H O.

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Più la pasta è trattata termicamente e più sarà bassa la qualità nutrizionale.

Il pane ha un maggior contenuto di acqua rispetto alla pasta e può essere di grano duro o di grano

tenero. Per la preparazione è necessaria la fase di lievitazione, che comporta la produzione di CO

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e durante la cottura si ha la gelatinizzazione dell’amido, in cui l’acqua migra dalle proteine

all’amido e le proteine si denaturano, stabilizzando il reticolo.

Il pane integrale ha tempi di evaporazione molto più lunghi perchè la fibra assorbe tanta acqua.

Possono essere addizionati dei grassi per farlo durare di più.

LEZIONE 4

Omogeneizzazione: trattamento meccanico che rende i composti macromolecolari di un alimento

(nel latte le caseine e i globuli di grasso) più piccoli e tutti uguali.

Il latte è costituito da un sistema di caseine, un mezzo acquoso, in cui sono disperse le

sieroproteine, e un’emulsione di grasso; il globulo di grasso è costituito a sua volta da un core

lipidico idrofobico e una membrana fosfolipidica, contenente proteine integrali (all’interno della

membrana), proteine che attraversano la membrana e proteine sulla superficie di essa.

Molte proteine di superficie hanno attaccati carboidrati o gruppi inorganici (Ser e Thr), che

rendono la proteina polare, facilitando l’interazione del sistema con l’ambiente acquoso e

consentendo al globulo di grasso di creare una fase continua con l’ambiente idrofilico.

I componenti del latte hanno una diversa densità: le caseine tendono a precipitare e i globuli di

grasso ad affiorare, quindi la soluzione tende spontaneamente a separarsi e l’omogeneizzazione

ha l’obiettivo di evitare ciò.

Grazie alla forza meccanica e al cambiamento di P, si ha la rottura del globulo di grasso in globuli

più piccoli con una membrana mista (frammenti della membrana iniziale + caseine).

Conseguenze dell’omogeneizzazione:

- La struttura che si ottiene non è adatta per la caseificazione

- L’accessibilità alle lipasi è modificata

- Quando avviene la rottura del globulo per pochi secondi si ha l’esposizione del core idrofobico,

che determina un’idrolisi dei TG e ciò deve essere limitato per evitare l’odore sgradevole

- Le caseine hanno una struttura diversa rispetto a quella di partenza. 3

L’omogeneizzazione viene effettuata anche sulla panna. Con la separazione elettroforetica è stato

verificato che nella panna cruda, se sottoposta ad omogeneizzazione, si hanno anche le caseine e

nella panna pastorizzata e omogeneizzata compaiono anche le sieroproteine.

L’azione di una proteasi sulla proteina determina la rottura del legame peptidico e quindi modifica

l’organizzazione nella struttura tridimensionale.

Gli enzimi aggiunti hanno l’obiettivo di agire sulla sequenza della proteina (es. proteasi), di

idrolizzare una macromolecola complessa (es. lattasi idrolizza il lattosio) o idrolizzare i TG.

I principali gruppi di caseine sono: -caseina, -caseina e e k-caseina. Hanno tutte