Valutazione nutrizionale degli alimenti

Corso opzionale di valutazione nutrizionale degli alimenti

Prof.ssa Maria Cristina Casiraghi © Laila Pansera

Definizione di alimento

Etimologia: alimento deriva dal verbo alo, alare, cioè crescere. È presente anche il prefisso AL (alzare, muovere) e il suffisso MENTO. Secondo la definizione popolare è qualcosa che si porta al mento, quindi qualcosa di destinato all’uomo, e non agli animali, perché il mento è il segno di distinzione tra l’animale e l’uomo.

La definizione legale di alimento è presente nel Regolamento 178/2002: l’alimento è qualsiasi sostanza, prodotto trasformato, parzialmente trasformato o non trasformato, destinato a essere ingerito, o di cui si prevede ragionevolmente che possa essere ingerito, da esseri umani. In questa definizione sono compresi: bevande, gomme da masticare, qualsiasi sostanza, compresa l’acqua intenzionalmente incorporata negli alimenti nel corso della loro produzione, preparazione o trattamento. Non sono considerati alimenti invece: mangimi, animali vivi a meno che siano preparati per l’immissione sul mercato ai fini del consumo umano (ostriche), vegetali prima della raccolta, medicinali e cosmetici, tabacco e prodotti del tabacco, sostanze stupefacenti o psicotrope, residui e contaminanti.

Definizione nutrizionale: gli alimenti sono il veicolo, che ci permette di assumere macro e micro nutrienti, che servono ad accrescere e rinnovare i tessuti del nostro organismo, e a produrre energia. Quindi sono alimenti le sostanze che ci permettono di:

• Fornire materiale energetico: produzione di calore, lavoro e altre forme di energia da parte di proteine, glucidi, lipidi
• Fornire materiale plastico, crescita e riparazione dei tessuti da parte di proteine e minerali
• Fornire materiale regolatore: micronutrienti, minerali e vitamine che fungono da catalizzatori organici nelle reazioni metaboliche del nostro organismo.

Possiamo distinguere dal punto di vista nutrizionale alimenti:

• Primari: devono essere assunti quotidianamente per soddisfare le richieste di macro e micronutrienti del nostro organismo
• Secondari o accessori: non sono nutrizionalmente essenziali, ma vengono consumati per una valenza socio-psicologica; ad esempio bevande alcoliche o analcoliche, alimenti nervini, agenti dolcificanti, erbe aromatiche e spezie.

Nessun alimento preso da sé è in grado di soddisfare completamente le esigenze dell’uomo. Gli alimenti, oltre che nutrienti, possono contenere componenti diversi, non nutrienti, che svolgono nell’organismo azioni con effetto sia positivo che negativo. Tra quelli con effetti positivi troviamo:

• Composti che hanno funzioni essenziali, ma che possono essere sintetizzati anche dall’organismo: Carnitina (carrier degli acidi grassi nel mitocondrio, per subire β-ossidazione), Taurina (coinvolta nella trasmissione degli impulsi nervosi, nella stabilizzazione delle membrane cellulari, stimola l’efficienza e la contrattilità cardiaca)
• Composti non essenziali ma benefici: Carotenoidi, antiossidanti liposolubili, Polifenoli, antiossidanti idrosolubili (antocianine, flavonoidi, isoflavoni), Fibra alimentare, con effetto positivo sia a livello metabolico che della funzionalità intestinale.

I non nutrienti con effetto negativo sono:

• Fattori antinutrizionali, cioè costituenti naturali aventi azione indesiderabile: Inibitori enzimatici degli enzimi digestivi, Fattori che ostacolano l’assorbimento di nutrienti: lecitine o emoagglutinine, Composti che chelano i metalli (fitati, ossalati), Gozzigenio
• Composti tossici: Glicoalcaloidi, fattori del favismo, tossine di diversa origine (funghi, pesci…)
• Composti nocivi derivanti da trattamenti tecnologici: Prodotti della reazione di Maillard, Prodotti della pirolisi di grassi e proteine.

La qualità nutrizionale di un alimento

La qualità nutrizionale di un alimento dipende da:

• Contenuto in nutrienti: che fornisce un’informazione approssimata
• Sicurezza d’uso: assenza di rischio
• Biodisponibilità dei macro e micronutrienti presenti in esso.

La biodisponibilità è la percentuale del contenuto totale di un nutriente che sia realmente assorbita e quindi disponibile dall’organismo per le sue funzioni.

Gruppi alimentari

Gli alimenti si possono raggruppare in base a:

• Stato fisico
• Processo produttivo
• Occasione di consumo

I nutrizionisti raggruppano gli alimenti in funzione della tipologia di nutrienti che li compongono. In questo caso si individuano 5 gruppi:

*Grassi essenziali: non siamo in grado di sintetizzarli, e servono per sintetizzare le prostaglandine, e non possiamo assorbire le vitamine liposolubili.

In questa suddivisione mancano:

• Vino, birra e bevande alcoliche, fonte di alcool e antiossidanti
• Bevande nervine, che forniscono antiossidanti e caffeina
• Zucchero, miele, caramelle, cioccolato, che forniscono carboidrati semplici, grassi saturi (cioccolato).

In una dieta bilanciata l’apporto di nutrienti dovrebbe seguire l’andamento della piramide alimentare:

Parametri di qualità nutrizionale degli alimenti

Indice glicemico

L’amilasi salivare e quella intestinale durante la digestione creano monomeri partendo dai carboidrati complessi, che per essere assorbiti hanno bisogno di un sistema complesso che prevede la presenza di un trasportatore con consumo di energia e in simporto col sodio. In funzione della qualità dei carboidrati presenti negli alimenti, il processo digestivo può compiersi in maniera più o meno veloce:

• Alimenti in cui i carboidrati sono facilmente digeribili: pane, patate calde, dolci: il passaggio del glucosio nel sangue è molto veloce, curva molto alta che promuove una curva insulinemica molto alta. Le risposte glicemiche e insulinemiche sono molto repentine, con una breve durata di tempo e lo scatenamento di ormoni di controregolazione che riportano anche la sensazione di fame.
• Alimenti in cui i carboidrati sono lentamente digeribili, in cui abbiamo curve glicemiche post-prandiali e insulinemiche post-prandiali molto più basse e allargate, che portano a una stabilità ormonale maggiore.

L’indice glicemico è un numero, un parametro che si calcola facendo il rapporto tra l’area incrementale sottesa dalla curva glicemica post-prandiale di un alimento test e quella di un alimento standard, consumati a parità di carboidrati disponibili (=50g).

IAUC alimento Test
IG = (IAUC alimento Test / IAUC alimento Standard) × 100

Come alimento di riferimento si usa una soluzione di glucosio. L’indica glicemico è un parametro che si calcola da studi in vivo, è una norma qualificata ISO. Si prendono 10 volontari sani, convocati a digiuno in 2 giorni diversi e gli si somministra una volta l’alimento test e una volta quello standard. A intervalli regolari dopo il consumo dei pasti i soggetti fanno dei piccoli prelievi e si raccoglie il sangue che viene utilizzato per il dosaggio del glucosio e si va a costruire la curva glicemica post-prandiale. Il glucosio ha la curva glicemica più pronunciata. Occorre poi passare alla curva glicemica incrementale, che slitta a zero sottraendo l’indice glicemico basale. Dopodiché si calcola l’area con dei software (che fanno l’integrale), si fa il rapporto e si ottiene l’IG.

Operiamo una suddivisione dei prodotti in base al valore di IG:

• IG > 70: alimenti a alto IG: pane, patate, alimenti con amido gelificato
• 55 < IG < 70: alimenti a medio IG: alcuni tipi di pane, alcuni biscotti in cui l’accessibilità enzimatica dell’amido è media
• IG < 55: bassi IG: alcuni tipi di riso, la pasta, orzo, avena, legumi.

Per calare il concetto di indice glicemico nella dietetica quotidiana, occorre parlare di carico glicemico. Si ottiene moltiplicando la quantità di carboidrati reale nella porzione per l’IG, fratto 100.

IGGL = g CHO presenti nelle reali porzioni × 100

I grammi di carboidrati (CHO) realmente presenti nella porzione si calcolano così:

g CHO presenti nelle reali porzioni = grammi di porzione × % carboidrati

Quindi ad esempio per un pane comune che ha IG=80, carboidrati=67% e un pezzo è circa 50g:

67 80
GL = 50g × (67/100) × (80/100) = 27

Per il carico glicemico:

• GL < 10: basso
• GL > 20: alto.

Quindi l’indice glicemico classifica gli alimenti in base alla velocità della loro risposta glicemica, quindi valuta la qualità dei carboidrati, mentre il carico glicemico predice la risposta glicemica e la richiesta di insulina per una porzione specifica di alimento, per cui valuta la qualità e la quantità dei carboidrati. Sommando il GL di tutti gli alimenti consumati nella dieta, possiamo calcolare il GL della dieta, da cui possiamo ricavare anche l’IG dieta:

(IG dieta = GL dieta / CHO tot dieta) × 100

Fattori che influenzano l’IG

I fattori che influenzano l’IG sono molteplici:

• Quantità dei carboidrati
• Natura dei monosaccaridi: Le ampiezze delle curve glicemiche sono: glucosio > saccarosio > lattosio > fruttosio; da tenere conto che il fruttosio non induce la glicemia immediata, ma poi esce dal fegato come glucosio. Occorre citare anche il grado di maturazione, che determina la maggiore o minore concentrazione degli zuccheri presenti nella frutta; in particolare più una banana è acerba, meno ha zuccheri accessibili, quindi avrà un IG più basso (circa 45) rispetto a una banana matura (circa 60);
• Natura dell’amido: L’amilopectina è più accessibile rispetto all’amilosio, grazie alla sua struttura più ramificata; se aggiungiamo anche il food processing alla struttura dell’amido, ci accorgiamo che se cuociamo l’amilosio, esso presenta una curva glicemica più bassa; recenti studi, inoltre, hanno constatato che l’amilosio è il principale componente del grano che influenza l’IG;
• Varietà/cultivars
• Altri componenti alimentari: Fibra solubile: c’è una dipendenza diretta tra la viscosità della fibra e il picco glicemico post-prandiale: la viscosità della fibra è inversamente correlata con l’indice glicemico. Proteine e grassi: aggiungendo proteine e grassi, abbasso la curva glicemica, perché essi rallentano lo svuotamento gastrico, in più alcuni amminoacidi contenuti nelle proteine stimolano la secrezione di insulina; proteine e grassi quindi rallentano la digestione degli amidi e la dimostrazione è che le patatine fritte hanno un IG di 54, mentre le patate al forno hanno un IG di 85, siccome hanno una minore quantità di grassi;
• Food processing: Un esempio di come il processo possa influire sull’IG è rappresentato dal seguente grafico:

Legenda grafico

1. Prodotti del mais: A. mais dolce; B. estrusi di mais; C. cornflakes
2. Prodotti del riso: A. riso brillato; B. riso instant; C. riso soffiato
3. Prodotti di patate: A. patata; B: chips di patate; C. fiocchi di patate

I prodotti processati sono quelli più facilmente digeribili perché hanno subito delle modificazioni strutturali, quali l’estrusione (es. estrusi di mais e cornflakes), oppure la gelatinizzazione dell’amido (cornflakes, riso instant, riso soffiato, fiocchi di patate). Nel caso del riso soffiato abbiamo anche il rigonfiamento della struttura, che consente una più facile digestione; Un altro esempio di come il processo modifica l’indice glicemico è rappresentato da:

  140
  120
  100
   80
   60
   40
   20
    0
  Pane bianco  Riso brillato  Riso precotto  Riso parboiled

Se oltre al food processing consideriamo anche la formulazione, l’effetto sull’IG è maggiore: se aggiungo a un pane dei β-glucani, riduco l’IG. A questo riguardo sono stati formulati dei crackers e dei frollini con farina di orzo e sono stati confrontati con degli analoghi prodotti a base di farina di frumento; l’effetto è che la risposta glicemica dei prodotti a base orzo è minore.

Un altro esempio è fornito dal confronto di 3 pani:

• Pane comune, IG 93
• Pane madre acida, IG 62
• Pane madre acida con fibra solubile, IG 44

Sono 2 le ipotesi che permettono di spiegare questi diversi IG:

1. Il pane a madre acida contiene acido lattico: facendo ingerire acido lattico o acetico si rallenta lo svuotamento gastrico;
2. Durante la fermentazione della madre acida i microrganismi tagliano le proteine, formando un glutine più compatto, che ingloba l’amido, che così risulta meno digeribile.

Le curve glicemiche di pane e pasta sono differenti: quella della pasta è meno pronunciata. Tuttavia la formulazione di questi prodotti è molto simile, così come la loro tecnologia di produzione, come dimostrato dall’immagine. La differenza sta nel fatto che il pane viene fatto lievitare, mentre la pasta viene essiccata. Questa deviazione di processo è responsabile della formazione di due diverse strutture: guardando la struttura dell’amido nei due prodotti, si nota che l’amido del pane è gelatinizzato, mentre nella pasta c’è dell’amido non ancora gelatinizzato intrappolato nel glutine.

Il pane viene definito il prodotto con più alto IG, tuttavia questo è parzialmente vero, perché in base agli ingredienti e alla tecnologia di produzione, abbiamo un vasto range di IG; ad esempio il pane di segale, che ha un elevato contenuto di β-glucani (fibra solubile) e viene panificato con madre acida, ha un IG basso, paragonabile a quello della pasta. I prodotti a base patate hanno una risposta glicemica molto diversificata. Le patate bollite consumate calde hanno una risposta glicemica molto alta, il doppio rispetto a un piatto di gnocchi. Questo perché negli gnocchi si struttura il glutine, grazie all’aggiunta della farina, che fa gelatinizzare l’amido in maniera diversa. Le patate sono tra i tuberi a più alto valore di amilosio, per cui consumate calde hanno una risposta glicemica pronunciata, ma se lasciate raffreddare, tutta la porzione di amilosio tende a ristrutturarsi formando una catena lineare, in modo tale da essere meno accessibile agli enzimi digestivi.

Potenziali benefici di una dieta a basso IG

Le curve glicemiche più controllate comportano una minore e graduale richiesta di insulina e non comportano l’intervento dei sistemi di controregolazione glicemica, permettendo una maggiore stabilità ormonale e metabolica. Questo fatto è importante non solo per la riduzione del rischio di diabete, ma anche per le malattie cardiovascolari: sbalzi molto pronunciati giornalieri di insulina sembra che siano una concausa di un elevato rischio cardiovascolare. Un altro dato interessante è che il livello di insulina più costante durante la giornata significa anche un maggior controllo dei lipidi sia a livello di stoccaggio che di circolazione, quindi un minor rischio di malattie cardiovascolari. Questo è dimostrato da dati epidemiologici: il rischio di sviluppare diabete, cancro al colon e malattie cardiovascolari con una dieta a basso IG, aumentando l’IG aumenta il rischio relativo di contrarre tali malattie. Il cancro al colon è mediato dall’insulina: è ormai noto che quando abbiamo elevati livelli di insulina, in concomitanza abbiamo livelli circolanti di IGF (Insulin Growth Factor) alti. Esso è un fattore ormonale che promuove la crescita cellulare, per cui nei soggetti a rischio genetico di cancro, elevati livelli di insulina significano promuovere la moltiplicazione delle cellule tumorali.

È stato effettuato un lavoro su 12 bambini obesi a cui è stata somministrata una colazione a basso, a medio o ad alto IG. Questo per valutare la sensazione di fame e sazietà durante la mattinata: essa viene registrata come più bassa nei soggetti che hanno consumato la colazione a basso IG, questo perché questo pasto rilascia glucosio gradualmente nell’arco della mattinata. La minor sensazione di fame si traduce anche in una differente assunzione energetica al pasto successivo: i bambini che hanno assunto una colazione a basso IG, nel pranzo assumono un intake calorico inferiore dell’80% rispetto a quanto viene assunto dai ragazzi che hanno consumato una colazione ad alto IG. Quindi una colazione a basso IG si traduce in più basso intake. Sono in corso ora degli studi che prevedono l’utilizzo della dieta a basso IG come co-terapia per combattere l’obesità.

Un altro studio riguarda gli effetti del diabete negli anziani. Infatti uno degli effetti del diabete è la compromissione delle funzioni cognitive, perché gli sbalzi di insulina compromettono...