Valutazione nutrizionale degli alimenti

Valutazione nutrizionale degli alimenti

Indice glicemico

Questo valore esprime la velocità con la quale lo zucchero presente nell’alimento (anche in forma polimerica) viene immesso nel circolo sanguigno. L’indice glicemico è il rapporto tra la curva glicemica dell’alimento in questione (50g) e la curva glicemica di una porzione di 50g di glucosio. Possiamo classificare gli alimenti in base al risultato ottenuto:

• Alto IG (maggiore di 70) come patate, pane bianco e riso
• Medio IG (compreso tra 70 e 55) ad esempio pane integrale, biscotti e crakers
• Basso IG (inferiore a 55) come pasta, riso parboiled, legumi, orzo e avena

L’IG è influenzato dalla forma in cui si trovano gli zuccheri nell’alimento (forma libera, disaccaridi o polisaccaridi). La forma polisaccaridica più popolare è l’amido composto a sua volta da amilosio (frazione a lenta digestione) e amilopectina (frazione ad alta velocità digestiva). Alte quantità di amilosio e fibre all’interno di un alimento conferiranno ad un alimento un basso IG rispetto ad alimenti ricchi di amilopectina.

La texture dell’alimento è di ugual importanza, più l’alimento risulterà compatto più sarà lenta la sua digestione nell’apparato digerente con annesso basso IG, a differenza di alimenti più alveolati che avranno superfici di contatto maggiori durante la digestione così da velocizzare l’ingresso dei nutrienti nel flusso ematico. Questo lo notiamo guardando le differenze tra due impasti di grano e acqua; pane e pasta. Questi due alimenti sono caratterizzati dalle medesime materie prime, ma con una texture notevolmente diversa, questo causerà un IG più basso alla pasta rispetto all’altro prodotto.

Le differenti varietà di riso hanno IG molto differenti tra loro dato che varia di molto la composizione dell’amido con specie dall’indice inferiore a 50 e altre vicine a quelle dello zucchero puro.

Una terza variabile che può notevolmente modificare l’IG è l’accompagnamento del carboidrato con proteine e grassi. I due macronutrienti appena citati tenderanno a far permanere per un tempo maggiore l’alimento nel tratto gastrico abbassando così l’indice (es. patate schiacciate 108, stesse patate con olio 71, se si aggiunge del pollo si arriva a 50).

Un’ultima variabile è costituita dal processo di produzione che può innalzare (fioccatura e soffiatura principalmente) o abbassare (frittura o cottura in grassi).

Carico glicemico

Un secondo parametro da affiancare all’indice glicemico è quello del carico glicemico. Esso è espresso come GL=(carboidrati presenti in una porzione x IG)/100. Anche in questo caso possiamo classificare gli alimenti secondo questo parametro:

• GL basso (inferiore a 10)
• GL alto (superiore a 20)

Un esempio che testimonia l’importanza di quest’ultimo indice lo troviamo nelle carote dove abbiamo un IG altissimo (130) mentre poi andando a calcolare il carico arriviamo a 18,2 (valore nettamente inferiore).

GL= porzione media x frazione glucidica x IG= 200g x 7% x 130= 18,2

I vantaggi di una dieta generalmente basata su alimenti a basso IG può portare a molteplici benefici tra cui:

• Minor rischio di diabete (insulinoresistenza) -150% di diabete
• Minori rischi a livello cardiovascolare, essendoci una liberazione di nutrienti più lenta nel flusso ematico è più difficile che si formino sedimenti (-100% di malattie cardiovascolari)

Dato che alimenti a basso indice hanno un rilascio lento, ma costante di nutrienti il senso di sazietà nell’individuo si protrarrà per tempi più lunghi rendendo così meno probabili problemi di obesità e sovrappeso. Nonostante i molteplici benefici in Italia è vietato apporre sulle etichette alimentari l’IG, mentre è consentito in alcuni paesi come ad esempio l’Australia.

Qualità proteica

Le proteine hanno sia ruolo strutturale (costituiscono le strutture cellulari) che ruolo funzionale (catalizzatori, trasportatori, recettori, ormoni e neurotrasmettitori). Nell’industria alimentare sono di fondamentale importanza per la creazione di: schiume, emulsioni, aromi, impasti e leganti.

Una volta ingerite tramite un alimento esse vengono intaccate da enzimi appositi nello stomaco con parziale idrolisi che poi continuerà nel tratto intestinale con successivo assorbimento finendo poi nel flusso ematico a disposizione del fegato e poi degli altri organi. Le proteine, o meglio amminoacidi, in eccesso verranno poi smaltite dai reni mediante i nefroni.

Gli AA sono 20 e si dividono in:

• Essenziali: Val, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp e His
• Semi-essenziali: Cys e Tyr (sono ricavabili rispettivamente da Met e Phe)
• Condizionatamente indispensabili: Gly, Pro e Arg, non sono considerabili essenziali, ma in specifiche situazioni fisiologiche lo sono data la loro fondamentale funzione per quanto riguarda i parametri omeostatici.

Il rapporto tra AA essenziali varia in base all’età dell’individuo, mentre la quantità è in funzione del peso. Il fabbisogno proteico indica la quota giornaliera per mantenere inalterate le condizioni fisiche, quindi in caso di volontà di aumentare il proprio peso/massa muscolare ovviamente le linee guida non andranno più bene.

La qualità biologica di un alimento è in dipendenza di fattori:

• Intrinsechi, contenuto di AA e rapporto tra essi (AA essenziale limitante)
• Estrinsechi, legati a digeribilità e biodisponibilità

Le modalità di valutazione di una proteina sono molteplici:

• Metodo biologico, è il più utilizzato e consiste nel valutare direttamente su un essere umano, o un animale, la digeribilità della fonte proteica in questione.
• Metodo chimico, si basa sulla valutazione della quantità di proteine e del rapporto tra i vari AA.
• Metodo enzimatico, si somministrano enzimi proteolitici che causeranno la liberazione di AA sui quali si faranno le valutazioni.
• Metodo microbiologico, inoculo M.O. con il fabbisogno di AA essenziali simili a quello umano studiando poi la sua crescita.

Gli indici più significativi sono:

• PER (protein efficiency ratio), basato sull’incremento di peso corporeo che consiste nel rapportare la differenza di peso con l’intake proteico somministrato. Test effettuato su animali a rapido sviluppo.
• VB (biological value), basato sulla ritenzione di azoto esprime la % di azoto trattenuto rispetto a quello introdotto ((entrate di azoto – uscite di azoto)/azoto ingerito) x 100.
• NPU (net protein utilisation) prodotto tra il VB e la digeribilità. La digeribilità media delle varie fonti proteiche si aggira tra l’80% e il 90% ed è influenzata dall’origine, dai trattamenti termici effettuati, dalla possibile presenza di inibitori delle proteasi e da fibra e altri componenti di disturbo.

Per quanto riguarda la mappatura del profilo amminoacidico di un alimento ci si affida al metodo chimico il quale consiste nell’idrolisi dei vari legami peptidici (ad opera di HCl e calore) per liberare i vari AA per poi effettuare derivatizzazione (colorazione differente in base al tipo di AA) per poi far passare il composto allo spettrofotometro. Fatto ciò si calcola l’indice chimico per ogni amminoacido che consiste in: (mg di AA/ g proteina test)/(mg aa essenziale/g proteina nota). L’AA che otterrà il risultato più basso costituirà il fattore limitante.

Nei legumi gli AA limitanti sono i solforati (Cis e Met), nei cereali (Lys e Trp) mentre gli alimenti proteici di origine animale sono abbastanza bilanciati per quanto riguarda il rapporto tra i vari AA. Il PDCAAS è un valore che rapporta l’indice chimico con la digeribilità dell’alimento in questione, esso varia tra 0 e 1. Il limite di questo metodo di valutazione è dovuto al fatto che considera solamente l’aa limitante trascurando tutti gli altri 19, motivo per il quale nacque il DIAAS.

Cereali

In un anno la produzione è di 300 000 000 000 kg, il più coltivato è il mais, seguono grano e riso. Il consumo medio giornaliero in Italia è pari a 250g di cui circa 100g di pane e 50g di pasta. I cereali sono l’alimento principale nella dieta dell’italiano medio dato che costituiscono circa il 40% delle calorie giornaliere, il 67% dei carboidrati e il 50% della fibra consumata giornalmente.

La cariosside del cereale è costituita dal germe (frazione lipidica e proteica rimossa pre-molitura), tegumento (chiamata volgarmente crusca) e l’endosperma ricco di carboidrati. L’amido costituisce la frazione principale in tutti i cereali con un tenore sul prodotto finale che può variare dal 50% al 80%. Una frazione di questo amido è costituita da amido resistente (componente non intaccata dall’apparato digerente) per vari motivi:

• Cottura solo parziale del prodotto
• Amido retrogradato, se il prodotto viene cotto (con conseguente idratazione dell’amido e quindi biodisponibilità), ma poi il prodotto si raffredda esso potrebbe non essere più biodisponibile
• Amido inaccessibile, per via di una membrana di copertura costituita da fibra o matrice lipidica
• Amidi modificati chimicamente con la formazione di legami con particolari composti i quali non permettono l’assimilazione della catena glucidica.

La fibra è contenuta principalmente nel tegumento, anche se una piccola percentuale è presente anche nell’endosperma; essa è costituita da:

• Polisaccaridi non amilacei (cellulosa, emicellulosa e pectine)
• Oligosaccaridi resistenti (galacto-olisaccaridi)
• Amidi resistenti
• Lignina associata all’alimento

Essa si divide in solubile (gomme, pectine, emicellulosa, etc…) con la funzione di rallentare la digestione così da moderare l’IG e insolubile (principalmente lignina e cellulosa) che favorisce il senso di sazietà e promuove il transito intestinale.

Il profilo proteico dei cereali non è ottimo data la deficienza in Lys (o nel caso del mais di Trp), mentre il tenore lipidico è molto basso dato che nella cariosside il germe (ricco in lipidi) viene rimosso. I microelementi principali sono il gruppo vitaminico B e molti minerali tra cui il ferro.

Il frumento è il cereale base nella dieta italiana, da esso si produce farina, la quale viene impiegata in molteplici lavorazioni. Il tasso di abburattamento esprime mediante un valore compreso tra zero e l’unità la quantità di farina prodotta da un kg di materia prima. Più il valore sarà alto più il prodotto finale sarà grezzo, con farine molto lavorate che arrivano a valori di 0,5.

Il pane è il prodotto ottenuto dalla cottura di un impasto formato da acqua, farina, lievito e possibile aggiunta di sale. Il suo valore energetico è relativamente alto con una media di 280 kcal ogni 100g di prodotto ed elevati livelli di amido digeribile. La quasi totalità del pane consumato è acquistato fresco con solo il 5% del totale proveniente da prodotti surgelati. È possibile trovare specifiche tipologie di pane a cui viene addizionato olio d’oliva, burro, strutto, uvetta o altri ingredienti.

La pasta è il prodotto della trafilatura, laminatura e conseguente essicamento di impasti preparati esclusivamente con acqua e semola di grano duro. Oltre alla classica pasta possiamo ritrovare sul mercato pasta all’uovo, pasta ripiena e paste fresche (con impasti a base di farina di grano tenero). Il consumo medio giornaliero in Europa si aggira intorno ai 15g pro capite, mentre in Italia il dato è nettamente maggiore (55g/die). Il valore energetico è elevato (350 kcal per 100g di prodotto secco), alto tenore amilaceo, IG relativamente basso e buona digeribilità della frazione proteica dovuta alla cottura.

Il kamut non è il nome di un cereale, ma bensì di un’azienda che ha brevettato la sua varietà di grano per poi commercializzarlo in regime monopolistico. La sua coltivazione è consentita solamente tra USA e Canada con autorizzazione di tre aziende per il processo di molinatura. Il prodotto è simile al comune grano con una lieve frazione proteica in più a discapito delle fibre.

Il mais è un cereale originario dell’America e ad oggi è il cereale più coltivato a livello mondiale, questo per via del suo utilizzo anche a livello zootecnico. La resa ad ettaro è molto alta e questo porta molti coltivatori alla sua produzione che sta avendo un graduale aumento di anno in anno. È un cereale privo di glutine, con la frazione proteica di scarso valore biologico data la carenza in Lys e Trp. La concentrazione d’amido è elevatissima (73%), mentre i lipidi si concentrano nel germe (utilizzato per la produzione d’olio). Il mais è ricco di niacina, ma nonostante ciò un’alimentazione basata su questo cereale ha portato popolazioni intere alla pellagra nel passato, questo perché per rendere biodisponibile la niacina bisogna trattare il prodotto con soluzione basica, mentre la cottura non permette la sua liberazione. Le popolazioni sudamericane cucinavano il mais nella cenere (basica) permettendo così la liberazione di niacina a differenza delle popolazioni alpine che non avevano il rilascio della vit. B3 con la polenta.

I maggiori produttori di riso sono i paesi asiatici, il prodotto è caratterizzato da un altissimo tenore glucidico (82%), basso livello protidico e lipidi quasi assenti. Il riso a differenza dei precedenti cereali non è rivestito da crusca, ma bensì da glumelle (non edibili). Il riso integrale è anch’esso sottoposto alla rimozione delle glumelle mantenendo però lo strato aleuronico che gli permette di ritenere quantità maggiori di tiamina (B1), riboflavina (B2) e niacina (B3).

Il processo di paraboiling si divide in più fasi; inizialmente il riso viene messo a bagno per 24-48h, successivamente verrà trattato con vapore per 30 minuti per poi rimuovere le glumelle e procedere all’essiccatura. Questo trattamento permette alle micromolecole con effetti benefici di penetrare nella cariosside (le vitamine migrano dalle glumelle alla parte centrale del cereale), così facendo il prodotto sarà molto più ricco di vitamine rispetto ad un riso tradizionale. L’amido durante il processo gelificherà così da conferire un aspetto vitreo al prodotto quando verrà seccato. Questo processo oltre ad aumentare la concentrazione vitaminica, abbasserà IG, denaturerà le proteine e complesserà i lipidi con l’amido.

Il golden rice è un prodotto modificato geneticamente in grado di sintetizzare carotenoidi così da avere una colorazione più intensa, oltre che essere più ricco in vitamina A.

L’orzo per consumo umano non è molto utilizzato se non perlato in zuppe e minestre, da esso sono ricavati semilavorati come il malto. I suoi valori nutrizionali sono simili a quelli del frumento, mentre morfologicamente parlando somiglia al riso.

L’avena è un cereale dal tenore proteico e lipidico nettamente superiore a quelli elencati in precedenza. Questa cariosside ha dai 2 agli 8 gr di b-glucani per 100g di prodotto. Essi sono polimeri (derivanti dalla fibra alimentare) in grado di idratarsi ampliamente formando gels. La loro proprietà principe è quella di rivestire zuccheri e lipidi così da rallentarne la digestione causando un più basso IG al prodotto.

Gli pseudocereali (quinoa, grano saraceno e amaranto) appartengono ai cerali, ma non alle graminacee. Rispetto ai classici cerali hanno un valore biologico superiore oltre ad essere più ricchi in vitamine e minerali (sono privi di glutine e pertanto consentiti nell’alimentazione di soggetti affetti da celiachia).

Tuberi

Si intende un fusto modificato con funzione di riserva energetica sotto forma di amido.

La patata è sicuramente il tubero di maggior importanza a livello nazionale. La produzione mondiale è di 364 000 000 000kg annui di cui solo un milione in Italia (0,002%). Esse possono essere classificate in base alla consistenza:

• Tipo A, dalla polpa soda anche post-cottura, sono adatte a minestre e insalate
• Tipo B, polpa abbastanza soda che le permette di essere polivalente
• Tipo C, farinosa, adatta ai purè
• Tipo D, polpa molto farinosa, si sfalda in cottura (inadatta ad ogni preparazione).

O commercialmente:

• Pasta bianca, si sfalda in cottura è utilizzata per gnocchi e purè
• Pasta gialla, gestisce bene la cottura è utilizzata per fritture o al forno
• Patate rosse, via di mezzo tra le precedenti
• Novelle, solitamente cotte intere hanno densità calorica inferiore dato il contenuto maggiore di acqua, è edibile anche la buccia
• Patate dolci, non appartenenti alle solanacee.

Il contenuto lipidico è generalmente trascurabile (1%) come quello proteico che è inferiore al 3%. La quota di carboidrati varia dal 15 al 20% così da essere una via di mezzo tra gli ortaggi e i cereali. Post-cottura l’amido è facilmente digeribile (IG alto) mentre raffreddandosi esso si abbasserà a causa di un aumento dell’amido resistente. Sono una coltura sostenibile dato che forniscono un’energia relativamente alta in rapporto al quantitativo di acqua e concimi necessari per la loro produzione.

Oltre alle patate altri tuberi di interesse alimentare sono: yam, manioca, topinabur e yucca.

Latte

Con la dicitura “latte” senza alcuna specifica aggiuntiva si intende il latte vaccino, per qualsiasi altra specie bisogna specificare l’animale di provenienza.