Domande e risposte di Biochimica delle trasformazioni alimentari

TYR/FEN/TRP

27) Quali informazioni strutturali può fornire uno spostamento del massimo di emissione della fluorescenza del TRP?

- Avvenuta modificazione nella struttura terziaria della proteina

- Se il TRP è libero in soluzione (360 nm) o impegnato nella proteina (330 nm)

- Quando il TRP è impegnato nella proteina, se è esposto sulla superficie della proteina (emissione nel rosso) o si trova

all’interno della struttura (emissione nel blu) 

- T di denaturazione della proteina che contiene TRP (a-lattoalbumina) spostamento del massimo di emissione



- Grado di solvatazione delle proteine della farina spostamento e aumento progressivo dell’intensità di fluorescenza

all’aumentare della quantità di acqua

 caratteristiche della MP e comportamento nelle fasi di processo.

28) In quale modo si può valutare l’idrofobicità superficiale di una proteina?

L’idrofobicità superficiale di una proteina viene valutata sfruttando la capacità di appositi marcatori di agire come “sensori” di

idrofobicità. Si tratta infatti di molecole (probes idrofobici) – derivate soprattutto dal naftalene – che emettono fluorescenza

quando interagiscono con una superficie idrofobica. Quindi si effettua una titolazione delle proteine, aggiungendo

progressivamente delle quantità crescenti del probe, sapendo che la fluorescenza raggiunta in condizioni sature del marcatore

corrisponde al numero di siti idrofobici esposti dalla proteina (siti di legame per il probe). In particolare, i siti di legame più

affini legano il probe anche a basse concentrazioni, mentre quelli meno affini lo legano solo ad alte concentrazioni.

È utile calcolare la quantità di marcatore necessaria per raggiungere la metà del massimo di fluorescenza e l’indice di

idrofobicità della proteina che è dato dal rapporto tra il numero dei siti di legame (fluorescenza massima) e la loro affinità per il

marcatore: più siti affini ci sono più l’indice è alto e la proteina è idrofobica.

29) Commentare un esempio di come una modificazione conformazionale si traduca in una variazione di accessibilità di specifici

residui amminoacidici.

ESEMPIO 1

Nel latte, la B-lattoglobulina e la k-caseina contengono un residuo tiolico della CYS. Nella B-lattoglobulina in forma nativa,

questo unico residuo di CYS è nascosto all’interno della struttura e l’unico modo per averlo esposto è scaldare la proteina, al

fine di indurre l’apertura dell’a-elica e rendere il tiolo disponibile all’interazione con altre specie. Lo stesso accade alla k-

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caseina: quindi, il residuo di CYS della B-lattoglobulina reagisce con quello della k-caseina a formare un copolimero che non

può essere attaccato dal caglio, perché il 105-106 della caseina non è più disponibile.

AMIDO – CARATTERISTICHE E PROCESSI

30) Quali sono le modificazioni indotte nelle componenti dell’amido dal riscaldamento in presenza di acqua?

Un riscaldamento idrotermico provoca la gelatinizzazione dell’amido che consiste essenzialmente nel passaggio in soluzione

dell’amilosio e della solvatazione dell’amilopectina, a causa della rottura dei legami H tra i residui di Glu delle due catene e la

formazione di nuove interazioni. L’amido quindi si solvata, formando un reticolo 3D che ingloba acqua.

Queste modificazioni nelle componenti dell’amido comportano un aumento della viscosità del sistema che raggiunge il valore

massimo quando l’amido è completamente gelificato.

31) Cosa caratterizza un amido “waxy”?

Contiene solo amilopectina: quindi, è completamente privo di cristallinità e molto solvato rispetto all’amido che contiene

amilosio, perché le uniche regioni dell’amilopectina che possono formare dei legami H sono quelle distali (lontane dalle

ramificazioni).

32) Quali enzimi sono rilevanti per la trasformazione di amido in maltosio?

- a-amilasi batterica termostabile per rompere i legami nella porzione lineare dell’amido (amilosio) anche a T elevate

(105°C)

- B-amilasi fungina per staccare unità di maltosio (dimeri del Glu con legami a-1,4) dall’estremità non riducente dei polimeri

di Glu presenti nel sistema. Lavora fino a che non incontra una ramificazione, ovvero un legame a-1,6 che non è in grado di

idrolizzare.

33) Quale trasformazione enzimatica consente di aumentare il potere dolcificante di uno sciroppo di Glu?

Isomerizzazione del Glu a Fru mediante xilosio-isomerasi microbica.

34) In quale modo le interazioni tra l’amido e gli altri componenti di un prodotto da forno influenzano la sua vita commerciale?

In un prodotto da forno, le interazioni dell’amido principalmente con l’acqua e i grassi influenzano la sua vita commerciale in

diversi modi:

- durante la conservazione a T ambiente del pane, l’acqua di solvatazione dell’amido migra progressivamente verso le

proteine che tornano a loro volta a solvatarsi: quindi, l’amido va incontro a retrogradazione e il pane raffermisce (diventa

duro)

- se sono presenti dei grassi come olio e strutto nell’impasto, questi formano una sorta di pellicola che rallenta molto gli

scambi di acqua tra l’amido e le proteine, prolungando la vita commerciale del prodotto: infatti la quantità di grasso che

viene aggiunta all’impasto è eccessiva rispetto a quella che può inserirsi nella struttura dell’amido, quindi una buona parte

rimane libera nell’impasto. Lo stesso effetto hanno le fibre delle farine integrali, grazie alla loro capacità di trattenere

acqua

- nei dolci da ricorrenza come il panettone che necessitano di una shelf life di diversi mesi, si usa una grande quantità di

burro e si sottopone l’impasto ad una doppia lievitazione, per garantire la completa degradazione dell’amilosio e quindi

rallentata tendenza alla retrogradazione dell’amido.

CELLULOSA E GOMME

35) Quali sono le possibili sinergie tra enzimi coinvolti nell’idrolisi di pectina?

Gli enzimi coinvolti nell’idrolisi di una pectina sono:



- pectinoliasi endoliasi che taglia il legame a-1,4 nella struttura del polimero di acido galatturonico, liberando uno

zucchero e un composto con un C=C, anche in assenza di acqua



- poligalatturonasi endoenzima che taglia il legame a-1,4 del polimero solo in assenza di metile sul C6 e in presenza di

acqua 

- pectina-metil-esterasi idrolizza il legame estere dal C6, liberando MetOH. Lavora in sinergia con la poligalatturonasi ed

è responsabile della presenza di MetOH in diversi alimenti.

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36) Illustrare le basi molecolari della diversa solubilità dei galattomannani da carruba e da guar e la diversa viscosità delle loro

soluzioni.

Sebbene siano formati dagli stessi zuccheri (Gal e mannosio), a parità di concentrazione i galattomannani da carruba sono

solubili solo in acqua calda (almeno 80°C) senza aumentare in modo significativo la viscosità del sistema, mentre quelli da guar

sono solubili già a freddo e danno soluzioni molto più viscose.

Alla base della diversa solubilità, si trova il fatto che le ramificazioni della gomma di guar sono molto più abbondanti e più

sporgenti rispetto alla gomma di carruba, dove invece prevalgono le interazioni molecola-molecola. Infatti, in una struttura

molto ramificata come quella della gomma di guar è più difficile che i polimeri possano interagire tra loro, ragion per cui è più

facile portarli in soluzione rispetto a un polimero poco ramificato come la gomma di carruba, dove invece le possibilità di

interazione molecola-molecola è maggiore (maggiore T per solubilizzare il polimero).

Le differenze di viscosità tra le soluzioni dei due polimeri sono invece dovute alla capacità delle numerose ramificazioni dei

galattomannani di guar (1 Gal ogni 2 mannosio) di “incastrarsi” le une con le altre, rendendo il sistema molto più resistente allo

scorrimento rispetto alla soluzione di gomma di carruba (1 Gal ogni 3-4 mannosio).

++

37) Perché l’alginato forma gel per aggiunta di ioni Ca mentre altri polisaccaridi con cariche negative (CMC o pectine) non lo fanno?

Generalmente i polimeri ionici necessitano di ioni bivalenti come il Ca che ne neutralizzino la carica (causa di repulsione) e

creino tra questi dei legami fungendo da “ponte”. Tuttavia, solo alcuni di questi polimeri ionici sono in grado di gelificare in

presenza di ioni Ca (alginato), al contrario di altri (CMC e pectine LM) che invece non gelificano. Questo perché la capacità di

formare gel in presenza di calcio dipende dalla distribuzione delle regioni del polimero con cui questi ioni bivalenti si trovano

ad interagire. LIPIDI

38) Per quali ragioni l’idrogenazione degli AG modifica lo stato fisico del TG?

Con l’idrogenazione, il TG passa dallo stato liquido allo stato solido a T ambiente, in quanto i C=C degli AG vengono ridotti per

aggiunta di un H, a formare un AG saturo lineare: quindi le catene idrocarburiche degli AG possono interagire più facilmente,

innalzando la T di fusione del TG.

39) Quali caratteristiche distinguono le lipasi dalle esterasi?

Lipasi ed esterasi sono enzimi simili per il tipo di attività (idrolizzano un legame estere) ma diversi per le modalità di azione.

Infatti, le esterasi idrolizzano i legami esteri di un substrato solubile in acqua (esteri degli AG a corta catena) con una velocità

che è direttamente proporzionale alle quantità di substrato presente. Le lipasi invece agiscono su substrati insolubili o molto

aggregati (esteri degli AG a lunga catena) e soltanto oltre una certa concentrazione di substrato. Inoltre, possono lavorare solo

all’interfaccia tra una fase acquosa e una fase grassa, ragion per cui il loro substrato deve trovarsi sottoforma di piccole

goccioline di grasso in sospensione in una fase acquosa (sali biliari dell’intestino): quindi la modalità di azione delle lipasi non

dipende da quanto grasso c’è quanto piuttosto dalla sua forma fisica e dalla superficie di contatto con il substrato. Infine,

questo enzima ha una sorta di “coperchio” che consente l’accesso al substrato solo quando incontra una superficie idrofobica

all’interfaccia tra una fase polare e una fase apolare.

40) Cosa si intende con il termine “micella inversa”?

Una micella inversa è un’associazione di molecole anfifiliche che rivolgono la loro testa polare verso l’interno e la loro coda

apolare verso l’esterno, ovvero verso la fase lipidica del sistema. Comunemente si formano in caso di inversione di fase,

fenomeno caratteristico dell’operazione di zangolatura nella produzione di burro, quando, grazie alle basse T e ad una forza

modesta applicata ad un&