Nutraceutici e chimica degli alimenti

Nutraceutici, chimica degli alimenti

Nutraceutici e prodotti dietetici

Il cibo ha un ruolo nel supporto e nella prevenzione; serve per dare energia e creare barriere protettive contro i patogeni. Il cibo ha questi effetti benefici sia sulle persone sane, sia su persone affette da patologie cronico degenerative.

Quindi i principi e le indicazioni fondamentali sono:

• Alimentazione equilibrata;
• Costante attività fisica;
• Assumere le giuste proporzioni di alimenti, compresa attenzione di qualità;

Per il singolo individuo gli aspetti da tener conto nella prescrizione di una dieta sono:

• Dati biometrici;
• Tipo di attività fisica svolta;
• Presenza di patologie correlate o geneticamente determinate;
• Accesso o meno ad un’alimentazione sana;
• Abitudini o dogmi culturali o religiosi;
• Condizioni fisiologiche particolari;

Attraverso la dieta viene soddisfatto il fabbisogno calorico, il quale è influenzabile da caratteristiche precise come il peso corporeo (calcolabile in modo approssimativo con l’indice di massa corporea o detto IMC), l’altezza e il sesso. Il primo è proporzionale al numero di cellule di ciascuno e alla spesa calorica complessiva divisa in tre quote:

• Metabolismo basale, ossia il fabbisogno del corpo a riposo in condizioni di omeotermia con l’ambiente e assenza di alterazioni febbrili (la sua sensibilità aumenta con condizioni patologiche o forme tumorali attive);
• Dispendio energetico corrispondente all’attività fisica;
• Il dispendio di energia derivante dalla termogenesi indotta dagli alimenti;

La spesa energetica di base è massima nei primi mesi di vita e nel primo periodo dell’accrescimento per poi calare.

Fabbisogno calorico e alimentazione

Il fabbisogno calorico complessivo deve essere soddisfatto dall’introito alimentare in modo da rendere un "bilancio in pareggio". Assumendo alimenti in eccesso ci sarebbe un innalzamento di riserve energetiche, al contrario le riserve energetiche vengono usate per mantenere l’omeostasi consumando calorie a partire dalle proteine. Per esempio, in diete sbilanciate i lipidi vengono scissi prima delle proteine.

Attualmente il consumo calorico di riferimento è 2000 Kcal per uomo e 1600 Kcal per le donne. Perciò una dieta ben fatta è compresa dei tre macronutrienti e micronutrienti essenziali, inclusa la fibra che assicura l’eubiosi intestinale. L’eubiosi intestinale è una condizione di equilibrio e benessere del microbiota intestinale.

Il microbiota intestinale è formato da distinte aree biologiche composte da popolazioni di microorganismi che convivono in maniera simbiotica; il microbiota contrasta le specie patogene e permette all’intestino di funzionare favorendo l’assorbimento dei nutrienti, la produzione di acidi grassi e vitamine essenziali e la degradazione di determinati composti. Il microbiota è concentrato nel colon (i principali sono i bifidobatteri, lattobacilli e gli eubatteri). Al contrario dell’eubiosi, la disbiosi è un’alterazione qualitativa o quantitativa:

• Minore efficienza del sistema immunitario;
• Minore produzione delle vitamine K e B;
• Meno batteri a sostegno della fase di eubiosi;

Regolare il regime è fondamentale, attraverso:

• Meno zuccheri;
• Meno farine raffinate;
• Evitare gli eccessi di carboidrati;
• Ridurre consumo di latticini;
• Aumentare frutta e verdura;

La disbiosi può essere controllata dall’uso di probiotici, microrganismi vivi i quali risultano benefici per la barriera mucosale intestinale.

Un nutriente assunto viene scisso, le sue molecole con lui, per essere poi assorbito dall'organismo. Le molecole più importanti sono nutrienti complessi (scissi per idrolisi).

L'idrolisi avviene nello stomaco, nel quale è presente l'acido cloridrico che scinde le sostanze biodisponibili.

I nutrienti essenziali servono alla crescita e una carenza di essi porterebbe malattie gravi; anche attraverso un quantitativo elevato di assunzione. Alcune sostanze le produciamo noi, altre devono essere assunte, come la vitamina C, non acquisite dalla scissione del glucosio.

Non bisogna privare nessuno di determinati alimenti, ma neanche esagerarne; tutto deve avere armonia e conoscere il proprio corpo. Gli elementi essenziali sono gli aminoacidi, i glucidi, i lipidi (acidi grassi), i minerali (metalli e metalli pesanti), vitamine liposolubili ed idrosolubili (si introducono anche con i grassi).

Macronutrienti e micronutrienti

I nutrienti sono organici e inorganici; la prima riguarda le macromolecole, la seconda riguarda acqua e minerali. Nell'acqua ci sono sali minerali che la rendono un alimento; non solo si recupera dagli alimenti, ma deve essere introdotta. Serve per i legami idrogeno e perché è il miglior solvente al mondo. (l'acqua è anfotera, può essere un acido ed una base, può scindere determinate sostanze dipendentemente dall'ambiente).

I macronutrienti (carboidrati, proteine e lipidi) forniscono energia per tutti i processi biologici, inoltre il loro ordine gerarchico è fondamentale poiché i carboidrati sono la principale fonte di energia; e sono più facili da assorbire. I lipidi ci danno energia ma è a rilascio molto veloce, e si trovano principalmente nei muscoli. Nella fase chetonica l'organismo prende i lipidi dai muscoli e per sintesi amminoacidica li trasforma in zuccheri. I micronutrienti, sono in piccole concentrazioni ma hanno un potere antiossidante e nutrizionale fondamentale.

Come detto prima l'equilibro alimentare, l'apporto calorico è essenziale. Una dieta equilibrata non può escludere micro o macro-elementi. Per una tipologia di sostanze ci sono livelli di assunzione consigliata. Per esempio: sotto aspetto nutrizionale e salutistico: le fibre non sono scisse dal nostro organismo, ma alimenti che le contengono in quantità minima permettono di assumerle.

Anche i microcostituenti giornalmente devono essere introdotti; la frutta è importante, contiene antiossidanti che servono per la prevenzione di malattie. Es. una reazione pericolosa può essere innescata da reazione radicalica. Quindi alcuni alimenti possono bloccare la formazione di radicali liberi.

Nella ricerca di nuove specie devono essere analizzate le tossine ed i benefici in laboratorio, ma per rendere anche la società stessa consapevole è necessaria l'introduzione dell'educazione alimentare; per se stessi e per le famiglie. Esistono regole e variare i parametri quantitativi alle varie quote caloriche permette di avere un quadro preciso dell'assunzione.

Conoscenze di base del metabolismo

A. Il metabolismo basale permette l'uso di calorie attraverso i regolari processi biologici. A seconda del metabolismo viene fatto un calcolo per sapere quante kcal bisogna assumere al giorno.

B. Lo stato nutrizionale, è necessario un bilancio ottimale per il benessere, non deve mai esserci un deficit. Lo sbilancio si presenterà con un disequilibrio. Si nota con l'indice di massa corporea, rapporto tra peso corporeo e il quadrato dell'altezza.

C. Quando la condizione di sovrappeso è grave porta patologie gravi (mellito di tipo 2 è insulina dipendente).

D. Fondamentale è l'alternanza di alimenti, non essere costanti. La miglior dieta è quella mediterranea perché compresa di tutte le materie prime che abbiamo. Alcune colture sono state importate, ma entrate sia nella nostra dieta che nell'agricoltura; non esclude alcun alimento rispetto a quelle che possono venire dalle Americhe e dall'Asia. Tale dieta permette la diminuzione di insorgenza di malattie cardiovascolari.

Il Made in Italy è uno dei principali mercati contraffatti, come alimenti. Prodotti falsificati.

• Fondamentale è anche la presenza della flora batterica.
• Attenzione: la vitamina C se assunta in quantità esagerate, rischierebbe di insorgere una patologia renale; anche irreversibile.
• La composizione dei grassi, come ricorderemo è di glicerolo ed acidi grassi. In base alla presenza di glicerolo possono essere denominati. Infatti, il Trigliceride è il tipo di grasso per eccellenza. Esso attraverso l'acido cloridrico si idrolizza e rende disponibili gli acidi grassi.
• (Omega 3 ed Omega 6, necessari per la fluidità del sangue)
• Le proteine possono essere mischiate, ma non proteine derivanti da carni o verdure. (es. mozzarella)
• L'asta xantina previene le malattie orbitali.
• Dalle matrici vegetali, gli oli sono consigliati a crudo. (olio di cocco)
• Per chi presenta intolleranze oggi come oggi si stanno trovando delle modalità di coltura per chi presenta allergie e si ricercano sostanze naturali come antiparassitari.

Proteine: importanza e funzioni

L'organismo ha una costante perdita corporea delle proteine ed è necessario reintegrarle continuamente. Le perdite azotate sono considerate un indice positivo del metabolismo in atto, utile per la scelta di trattamenti dietoterapici. È necessario considerare che la perdita delle proteine consiste nel consumo stesso delle calorie e degli alimenti e ciò accresce il dispendio energetico. Per una corretta gestione dell'introito calorico occorre tener conto dell'indice chimico e la digeribilità.

L'indice chimico tiene conto degli aminoacidi essenziali, non sintetizzabili dall'organismo attraverso percorsi metabolici e per ognuno di essi c'è un fabbisogno giornaliero; se la proteina ingerita è molto simile ad una proteina di riferimento ci saranno minori scarti metabolici azotati. La digeribilità è il rapporto tra l'azoto assorbito e l'azoto ingerito, un rapporto che aumenta con la cottura la quale può peggiorare la condizione di digeribilità. (Es. Lisinoalanina; cross-linking; reazione di Maillard= che riduce il contenuto della lisina rendendola non biodisponibile e abbassando l'indice chimico della proteina. Può succedere che gli alimenti proteici possano essere colonizzati e fungere da terreno di crescita per agenti microbici, patogeni che possono generare tossine).

In alcuni casi si presentano reazioni avverse come intolleranze ed allergie. Le prime sono dovute a casi di malassorbimento o fonti di reazioni metaboliche scarse di enzimi o a deficienze enzimatiche. Le seconde sono dovute a fattori genetici, ma un'allergia si presenterà solo in seguito ad un primo contatto con la sostanza allergena e alla fase di sensibilizzazione con l'elaborazione degli anticorpi specifici. In genere immunoglobine di classe E (lgE): durante nel primo contatto si verifica l'interazione fra una sequenza proteica, chiamato determinante antigenico o epitopo sequenziale, o solo tra due amminoacidi e gli anticorpi. All'origine si avrà la formazione di un complesso antigene-anticorpo.

Un successivo contatto scatenerà la reazione allergica, la quale comporta la degranulazione dei mastociti, produzione massiva dei mastociti, produzione massiva di istamina ed una crisi ipotensiva improvvisa e lo shock anafilattico fino al collasso.

Classificazione in base al ruolo biologico

• Proteine con funzione strutturale;
• Proteine di costituzione del tessuto muscolare;
• Proteine che svolgono molteplici funzioni;
• Proteine con attività enzimatica;
• Proteine che hanno soprattutto una funzione nutrizionale;

Le proteine costituiscono la maggior parte dei processi, trasporti e funzioni dell'intero organismo. Dal punto di vista nutrizionale sono più presenti nei tessuti corporei, esplicano funzionamenti fondamentali. Fanno parte delle strutture ormonali, intervengono nella coagulazione del sangue, gli anticorpi sono di natura proteica, sono fondamentali per il trasporto di molecole nei fluidi organici. Possono fornire aminoacidi per formazione di altre proteine: formazione drastica o per i muscoli, ormoni o neurotrasmettitori. Se sono in quantità eccessiva ci sono i deamminati usati per scopi energetici.

Gli aminoacidi con importanza biologica:

• Lisina, per la formazione della carnitina per formare energia;
• Triptofano e fenilalanina, precursori dei neurotrasmettitori;
• Fenilalanina, può essere convertita in vivo dalla tirosina;
• Aminoacidi solforati precursori del glutatione;
• Glicina e arginina precursori della creatina;

Alcuni aminoacidi non hanno struttura proteica, ma che svolgono importanti funzioni:

• Citrullino e ornitina, metaboliti intermedi del ciclo dell'urea;
• Y amminobutirrico neurotrasmettitore;

Sintesi proteica

La sintesi proteica è necessaria avere tutti e 20 gli amminoacidi, se ne manca uno la sintesi si blocca quindi non vengono incorporati nelle proteine e non possono essere usati dall'organismo. Quando succede, tale sintesi è chiamata ''amminoacidica limitante''. Gli aminoacidi proteici una parte sono non essenziali come la glutammina, serina e arginina ecc; mentre gli essenziali devono essere introdotti con dieta e utilizzo di integratori alimentari.

• La valina è presente nella carne e nei cereali;
• Leucina nei cereali;
• Isoleucina è presente nelle proteine e nei cereali;
• Treonina, latte e uova;
• Metionina presente nelle proteine animali e vegetali, essenziale e partecipa come donatore di metili. Tale sostanza è sensibile all'ossigeno poiché si ossida facilmente e ai trattamenti termici.
• Lisina, presente in latte uova e carne;
• I cereali sono carenti di lisina e molto spesso questo è un aminoacido limitante anche se è importante per le reazioni di Maillard e si degrada con fonti tecnologici. Sono importantissimi tali aminoacidi per questo è sconsigliato eliminare le proteine di origine animale.
• Istidina, presente nelle proteine alimentari e povero nel sangue;

Ci sono aminoacidi condizionalmente essenziali, che possono essere introdotti o sintetizzati. La loro sintesi è condizionata da altri amino acidi: tirosina, precursore essenziale della fenilalanina; la cisteina precursore della metionina; gli amminoacidi essenziali possono non avere una distribuzione ottimale:

• A. Lisina povera nei cereali;
• B. Metionina povera nel latte e nella carne;
• C. Significa che non tutti gli alimenti hanno la concentrazione precisa per il nostro funzionamento, per cui nasce la certezza che bisogna alimentarsi con tutti gli alimenti presenti sulla terra. Quindi la carenza di uno o più alimenti può portare a seri problemi. Un fatto da non sottovalutare sono le fonti proteiche vegetali carenti di metionina e lisina.
• D. La lisina può formare reazioni di Maillard, il gruppo amminico viene bloccato dagli zuccheri, condensano con derivati amminoacidici portando a reazioni alcaline.

NON tutte le proteine sono digerite allo stesso modo, le proteine in base all'idrolisi enzimatica sono eliminate tramite feci. Tali caratteristiche influenzano la qualità della proteina perché spesso i processi fisici denaturano le sostanze rendendole non biodisponibili. Per stimare la qualità si può misurare il contenuto di amminoacidi essenziali tramite la monta degli amminoacidi totali, quindi noi sappiamo quanti sono nella matrice e andiamo a sottrarli ottenendo i non essenziali. Quindi una quantità per grammo di proteina è confrontata con il fabbisogno teorico dell'organismo (proteine di riferimento ideali). Tale rapporto si chiama Amino Acid Score e ci assicura la biodisponibilità. Se tutti gli aminoacidi sono pari a 1 la proteina è idealmente perfetta; ad ogni alimento o miscela proteica si può attribuire un punteggio, più basso è più l'amino acido è limitante. Quindi questo score ci permette di capire la qualità e la quantità reale del fabbisogno per avere un ottimo aspetto nutrizionale.

IC=%a.a.a.lim/%a.a.e. protonato di riferimento x 100

Se non si può fare una determinazione analitica si possono fare dei calcoli teorici in base alla composizione nutrizionale, ci sono tabelle che indicano tali valori.

Le proteine animali hanno una qualità elevata e scarsa i vegetali perché hanno una carenza di aminoacidi essenziali. Ma soprattutto perché non vengono totalmente digerite dal nostro organismo.

Digestione delle proteine

Una proteina ideale è una proteina che ha aminoacidi essenziali perfettamente digeribili. Sono idrolizzate dagli enzimi proteolitici permettendo la liberazione di tripeptidi e di aminoacidi assorbiti nell'immediato. La digestione è il primo passo per renderle fruibili, sono scisse nei legami peptidici. Gli enzimi che svolgono tale ruolo sono gli endopeptidasi, quando idrolizzano i legami ed esopeptidasi quando si attacca il legame peptidico alla catena terminale; quindi nello stomaco agisce la pepsina agendo indirettamente sugli aminoacidi interni e quindi amplifica la specificità.

Nel tratto intestinale agiscono la tripsina e i chimotripsina carichi positivamente e lipofili e aromatici che cooperano con diverse isoproteasi e agiscono nella parte terminale. Un altro ruolo lo hanno le proteine con proteasi associate alle membrane cellulari e l'ultimo passaggio è il suolo delle proteasi a livello della flora intestinale poiché avviene l'intervento di numerosi enzimi che ci permettono di assimilare tutte le sostanze importanti. Le proteine arrivate nel fegato vengono utilizzate o trasformate come le ammine biogene e nel colon invece possono essere decarbossilate con produzione di ammi.