Tema svolto Alimentazione simulazione 2^ prova Alimenti, Principi nutritivi e modificazioni durante la cottura

Gli alimenti, per l' uomo, sono importantissimi dal punto di vista nutrizionale grazie al fatto che questi contengono principi nutritivi.
I principi nutritivi presenti negli alimenti sono i glucidi, lipidi, protidi (comunemente detti "proteine"), vitamine, sali minerali e acqua.
Ognuno di questi nutrienti possiede determinate caratteristiche e con la cottura degli alimenti ognuno di questi subisce una diversa trasformazione.

Il più abbondante principio alimentare nell' alimentazione umana è costituito dai glucidi che, dal punto di vista chimico, sono composti ternari, cioè costituiti da carbonio idrogeno e ossigeno.
I glucidi possono essere suddivisi in tre gruppi: monosaccaridi o monosi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
I monosaccaridi sono costituiti da singole unità, che a sua volta si possono classificare in aldosi e chetosi in base al gruppo carbonilico, invece si possono classificare in triosi, tetrosi, pentosi ed esosi in base alla lunghezza della catena.
I monosi sono sostanze cristalline e di colore bianco, hanno sapore dolce e sono solubili in acqua.
I più importanti monosaccaridi presenti negli alimenti sono gli esosi, di cui fan parte il fruttosio, il glucosio e il galattosio.
Il glucosio è lo zucchero più importante nel regno animale e vegetale, infatti si trova nella frutta e verdura, ma soprattutto nel sangue umano.
Il galattosio è presente in alcuni frutti; negli animali e nell'uomo è importante biologicamente perchè è componente dei galattolipidi, costituente della materia bianca del cervello.
Il fruttosio è un monoso molto diffuso nel regno vegetale, è importante perchè, con il glucosio, forma un fondamentale disaccaride presente soprattutto in cucina:il saccarosio.
Per quanto riguarda gli oligosaccaridi, essi sono formati da 2 a 9 unità monosaccaridiche, che a sua volta, in base al numero di unità presenti, si classificano in disaccaridi, trisaccaridi,ecc...
Come già scritto prima, il saccarosio è uno dei principali disaccaridi rappresentato;viene usato come dolcificante di dolci e bevande calde o fredde e viene prodotto industrialmente.
Il saccarosio si forma grazie al legame tra 2 monosi: il glucosio e il fruttosio.
Esistono altri due disaccaridi: il lattosio e il maltosio; il primo è presente nel latte ed è formato da una molecola di galattosio ed una di glucosio.
il lattosio può essere idrolizzato dall' enzima lattasi che, in alcuni individui carenti di questo enzima, può provocare disturbi gastrointestinali.
Il maltosio, invece, si forma dall'idrolisi dell' amido tramite l'amilasi ( enzima ); questo disaccaride è composto da 2 molecole di glucosio e viene molto utilizzato per la produzione di prodotti da forno, pane e bevande.
Tutti questi zuccheri, definiti "semplici" o "solubili" durante la cottura, tendono a passare nell' acqua oppure, se la cottura avvenisse ad alte temperature, questi glucidi caramellizzano.
Durante la caramellizzazione, si forma idrossimetilfurfurolo che, legandosi ai gruppi amminici, avvia le reazioni di Maillard.
Questa reazione provoca la formazione di caramello, dal colore marrone scuro, che viene usato per la preparazione di dolci, come il creme caramel, oppure utilizzato dalle industrie alimentari come colorante per bibite e gelati.
I polisaccaridi sono composti da 10 o più unità monosaccaridiche; i principali polisaccaridi sono l' amido e la cellulosa.
L' amido rappresenta la riserva energetica delle piante ed è costituito da due tipi di polimeri: l' amilosio ( lineare ) e l' amilopectina ( ramificata ).
Con la cottura a calore secco, l'amido destrinizza, formando uno strato croccante e dorato sulla superficie, grazie a questo viene limitata la fuoriuscita dei succhi nutritivi che in questo modo rimangono all'interno dell'alimento, inoltre migliora l'aroma e la digeribilità.
Nel caso in cui l' alimento venga cotto a calore umido, come ad esempio la pasta, l' amido assorbe una percentuale di acqua che, con l'aumento di temperatura, provoca la rottura dei granuli con conseguente solubilizzazione dell' amilosio e l' amilopectina, formando la salda, usata per legare e dare consistenza a salse, budini,ecc.
La cellulosa è il principale componente della parete delle cellule vegetali, essa con la cottura, intenerisce le foglie dei vegetali.

Dal punto di vista energetico risultano molto importanti i lipidi, composti definiti ternari perchè formate da carbonio, idrogeno ed ossigeno.
Fisicamente vengono distinti due tipi di lipidi, quelli solidi, chiamati anche grassi, come il burro e la margarina, e quelli liquidi come tutti gli oli derivanti da alcuni frutti e dal pesce.
La differenza fondamentale tra i due è la composizione in acidi grassi, i primi vengono definiti saturi, i secondi vengono definiti insaturi.
Dal punto di vista chimico si possono classificare in lipidi saponificabili; come i gliceridi, cere e steridi; ed insaponificabili come steroidi ed eicosanoidi.
I gliceridi sono degli esteri che derivano dalla reazione del glicerolo con acidi grassi, che possono essere uno, due o tutti e tre ed in base a questo si distinguono monogliceridi, digliceridi e trigliceridi.
Le cere vengono utilizzate soprattutto come rivestimento impermeabile su pelli e piume di animali (come ad esempio anatre, papere,ecc..) e sulle superfici di foglie e di frutti.
Gli steridi sono esteri di steroli con acidi grassi, il principale sterolo presente negli organismi animali è il colesterolo.
I lipidi con la cottura ad alte temperature, soprattutto nei casi di alimenti fritti e arrostiti, sono soggetti a processi di termodegradazione a carico di: glicerina, acidi grassi e fosfolipidi.
La glicerina, liberata dall' idrolisi dei trigliceridi, subisce una disidratazione e si decompone in acroleina.
Gli acidi grassi subiscono una serie di reazioni tra cui l' ossidazione, la polimerizzazione che vanno a formare numerosi composti; i fosfolipidi invece vengono ossidati.

I protidi, comunemente detti proteine, sono costituiti da amminoacidi e sono composti quaternari perchè formati da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto.
Le proteine sono formate da singole catene proteiche costituite da minimo 50-100 amminoacidi fino a qualche migliaio.
Le catene con meno di 100 amminoacidi vengono dette peptidi: oligopeptidi nel caso in cui ci siano meno di 10 amminoacidi, polipeptidi quando invece ci siano tra i 10 e i 100 amminoacidi.

Le proteine vengono classificate in diversi tipi.
In base alla forma si suddividono in proteine fibrose, come il collagene, e proteine globulari, come gli enzimi.
In base alla composizione chimica si suddividono in: proteine semplici, composte solo da amminoacidi, e proteine coniugate, che oltre agli amminoacidi sono presenti gruppi prostetici.
Un'altra classificazione viene fatta in base alla funzione nell'organismo in cui le proteine vengono suddivise in strutturali, presenti nei muscoli, nelle ossa, nella pelle; e proteine dotate di una particolare attività biologica, come gli ormoni, gli enzimi, gli anticorpi,ecc..

Come già scritto, le proteine sono costituite da amminoacidi, questi composti sono costituiti da una parte comune e da una parte variabile che caratterizza ognuno degli amminoacidi.
La parte comune è data da un atomo di carbonio che, con legami covalenti, si lega ad un atomo di idrogeno, ad un gruppo carbossilico (COOH) , un gruppo amminico (NH2) e il radicale R (che costituisce la parte variabile dell' amminoacido).
Le proteine assumono una determinata conformazione spaziale per svolgere la loro funzione biologica; ogni proteina ha la propria struttura che la caratterizza.
Le strutture sono quattro: primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
La struttura primaria è la sequenza lineare e precisa degli amminoacidi legati da legami ( covalenti ) peptidici.
La struttura secondaria è un arrangiamento spaziale della catena che, in base alla forma che conferisce, può essere ad alfa elica o beta foglietto.
La struttura ad alfa elica ha una forma elicoidale e le spire sono legate tra di loro da legami a idrogeno che, col calore, si spezzano e di conseguenza la struttura perde la forma a spirale.
La struttura a beta foglietto invece assume un andamento a zig zag, come un foglio pieghettato.
La struttura terziaria è caratterizzata da una forma raggomitolata della catena, a gomitolo; come ad esempio gli enzimi.
L'ultima struttura delle proteine è quella quaternaria, data dall'associazione di più catene polipeptidiche con struttura terziaria, come un raggruppamento di più "gomitoli" in un gruppo solo; ed è l' emoglobina il tipico esempio di questa determinata struttura.

Con la cottura i protidi subiscono delle modifcazioni: la denaturazione o la reazione di Maillard.
Il calore maggiore di 60° è uno dei fattori che provoca la denaturazione, cioè la perdita irreversibile della configurazione spaziale della proteina; provocando lo srotolamento della catena che determina: diminuzione della solubilità in acqua e l' inattivazione dei fattori antinutrizionali ( proteine che interferiscono con l' assorbimento di nutrienti ).
La reazione di Maillard avviene tra gli zuccheri e le proteine che, in presenza del calore, luce, pH alcalino e metalli, portano alla formazione di sostanze scure che provocano l'imbrunimento dell' alimento.

Le vitamine sono un gruppo di sostanze organiche presenti negli alimenti e vi sono due principali caratteristiche: agiscono in dosi molto piccole e non hanno importanza dal punto di vista energetico.
Ogni vitamina ha nell' organismo un ruolo ben preciso ed insostituibile; esse si classificano in idrosolubili e liposolubili, in base al fatto che siano solubili in soluzioni acquose o nei grassi.
Alle idrosolubili appartengono le otto vitamine del gruppo B e la vitamina C, invece le liposolubili sono le vitamine A, D, E, K.
Più precisamente le vitamine idrosolubili sono: Tiamina (B1), Riboflavina (B2), Niacina (PP), Piridossina (B6), Acido pantotenico (B5), Biotina (H), Acido folico (Bc), Cobalamina (B12) e Acido ascorbico (C).

La tiamina è stabile all' acidità, alla luce e all' aria, ma è instabile al calore, infatti con la cottura se ne perde fino all'80%.
Si trova in tutti gli alimenti, soprattutto in quelli di origine animale, ma in genere si può trovare questa vitamina anche nei legumi e nei cereali integrali.
La carenza di tiamina provoca una malattia chiamata beri-beri, caratterizzata da sintomi come debolezza, perdita di peso e anoressia; se non viene curata con la sua somministrazione si può arrivare alla morte.

La riboflavina è una vitamina termostabile e non si ossida all' aria, ma in compenso è molto sensibile alla luce.
Con la cottura si può arrivare a perderne fino al 75%.
E' molto diffusa negli alimenti, come nel lievito di birra, nel latte, nelle uova, nella carne e soprattutto nel fegato e nei pesci.
La carenza di tale vitamina non si manifesta con sintomi gravi.

La niacina, detta anche vitamina PP, è una delle vitamine più stabili, essa infatti resiste all' acidità, alla basicità, al calore e alla luce.
E' molto diffusa negli alimenti di origine animale, le fonti principali di niacina sono la carne, il fegato, le frattaglie e il pesce.
La carenza di vitamina PP provoca la pellagra, diffusa soprattutto nei Paesi dove prevaleva il consumo di polenta di mais; i sintomi provocati da questa malattia sono dermatite, edemi e disquamazione della pelle.
La piridossina è molto diffusa negli alimenti in genere, ma principalmente la troviamo nel lievito, nella carne, nei pesci, nel fegato e nelle frattaglie.
Questa vitamina, chiamata anche B6, è inoltre stabile al calore; così anche l' acido pantotenico che con la cottura se ne perde fino al 50%.
L' acido pantotenico è presente in tutti i tessuti animali e vegetali, soprattutto nel rosso delle uova, nel fegato, nei vegetali e nel lievito.
La carenza di questa vitamina non provoca malattie gravi, ma solo dei sintomi che sono mal di testa, debolezza e disturbi gastrointestinali.

La biotina è abbastanza stabile al calore in soluzione acquosa, ma con la cottura se ne può perdere fino al 60%.
Le fonti principali di questa vitamina sono la frutta secca, il rosso delle uova, il cioccolato e il latte.
I sintomi da carenza avvengono se si fa una dieta ricca di albume di uova crude e si manifesta con pallore, anemia e dermatite.

L' acido folico è instabile al calore in soluzione acida mentre è resistente in soluzione neutra.
E' diffuso negli alimenti come il fegato, il lievito di birra e le verdure in genere; la sua carenza provoca disturbi più acuti per le donne in gravidanza e durante la crescita, più in generale provoca un determinato tipo di anemia definita megaloblastica.

La cobalamina è instabile all' ossigeno e alla luce, mentre resiste abbastanza al calore, infatti le perdite durante la cottura sono minime.
Si trova in alimenti di origine animale, soprattutto nel fegato, pesce, latte e uova. La carenza di tale vitamina provoca l' anemia perniciosa, caratterizzata da alterazioni della pelle e delle mucose e disturbi digestivi.

L'ultima vitamina idrosolubile è l' acido ascorbico, comunemente chiamata vitamina C.
Trattamenti con il calore impoveriscono notevolmente gli alimenti da questa vitamina, infatti esso accelera il processo di distruzione .
L' acido ascorbico è presente nelle verdure fresche e soprattutto nella frutta acidula come kiwi e limoni.
La carenza di vitamina C provoca lo scorbuto, malattia che causa anemia, sanguinamento delle gengive, caduta dei denti e nei casi più gravi anche emorragie interne che possono provocare la morte.

Delle vitamine liposolubili fanno parte: Retinolo ( vitamina A ), Calciferolo ( vitamina D ), Tocoferolo ( vitamina E ) e vitamina K.
Il retinolo è molto sensibile all' ossidazione, mentre è stabile al calore se l' atmosfera è priva di ossigeno.
La vitamina a si trova soprattutto nell' olio di fegato dei pesci, nel latte intero, nel burro e nelle uova.
La carenza di tale vitamina può provocare deficit visivo causando cecità notturna in presenza di luce debole, oppure secchezza della pelle e delle mucose.
Aumenta inoltre il rischio di infezioni e nei bambini si può arrivare all'arresto della crescita e morte; se invece avviene il contrario, cioè un iperdosaggio di retinolo, può manifestarsi una malattia che nei sintomi è simile allo scorbuto.

Il calciferolo, rispetto alle altre vitamine, può essere prodotto dall'uomo stesso, infatti proprio per questo motivo l'assunzione di questa vitamina liposolubile può avvenire tramite due fonti: quella endogena (in quantità maggiori) cioè prodotta dall' organismo stesso, quella esogena contenuta negli alimenti di origine animale.
La vitamina D è sensibile alla luce, all' aria e al calore, ma essendo l' uomo in grado di rifornirsi di calciferolo in modo endogeno, non ha grande importanza la perdita di vitamina nell' alimento con la cottura.
Il rachitismo è la malattia tipica nei bambini causata da carenza di vitamina D, mentre nell' adulto provoca l' osteomalacia.
Il primo provoca una mancata mineralizzazione delle ossa durante la crescita, mentre nel caso dell' adulto provoca una decalcificazione.
La caratteristica del calciferolo è il fatto che anche l' eccesso provoca effetti, infatti da luogo alla calcificazione dei reni, polmoni e cuore.

Il tocoferolo, definito vitamina E, è stabile al calore e principalmente si trova in alimenti di origine vegetale.
La carenza di vitamina E provoca l' anemia emolitica, cioè la rottura dei globuli rossi.

La vitamina K viene chiamata anche vitamina della coagulazione, perchè la carenza provoca emorragie; risulta instabile alla luce ma resistente al calore e soprattutto la puoi trovare negli alimenti di origine vegetale specialmente nelle piante verdi.

L' acqua rappresenta il principale costituente degli organismi viventi ed è il composto più diffuso in natura; essa è presente in tre differenti stati fisici: liquido, come i mari, i fiumi e i laghi, solido, come il ghiaccio e la neve, aeriforme, come le nubi e la nebbia.
Negli alimenti l' acqua ha un ruolo molto importante dal punto di vista nutrizionale, organolettico e strutturale; l' acqua negli alimenti non si trova allo stato puro, ma in soluzioni più o meno concentrate.
Gli alimenti contengono acqua in due diverse categorie: acqua legata alle molecole organiche, incongelabile e non utilizzabile dai microrganismi per la loro attività riproduttiva; acqua libera che invece si congela a basse temperature e soprattutto utilizzabile dai microrganismi.
Nell' uomo l' acqua rappresenta circa il 60% del peso nell' adulto e il 75% nei neonati; questa percentuale viene a sua volta distribuita per circa il 40% del peso corporeo in acqua intracellulare, circa il 20% invece in acqua extracellulare.
L' uomo oltre ad avere acqua endogena, introduce circa al giorno due litri e mezzo di acqua, in seguito avverrà l' eliminazione per vie urinarie, sudore e feci.
Per mantenere un giusto equilibrio idrico è necessario che la quantità di acqua introdotta insieme all'acqua endogena siano uguali alla quantità di acqua eliminata. Se questo non avvenisse l' equilibrio idrico risulterà alterato, perciò potranno avvenire due opposti sintomi: nel caso in cui l' acqua presente nell' organismo sia maggiore rispetto a quella eliminata si manifesterà un'intossicazione da acqua; mentre in caso contrario, cioè che le entrate di acqua siano minori rispetto all' acqua eliminata, si avrà una disidratazione.

I sali minerali sono sostanze inorganiche essenziali per l' organismo, perchè svolgono funzioni di controllo, di regolazione e di struttura.
Dal punto di vista chimico i sali si suddividono in: metalli e non metalli; dei metalli fanno parte il sodio, il potassio, il calcio, il ferro e il rame; mentre dei non metalli fanno parte il fosforo, lo zolfo, il cloro, il fluoro, lo iodio e il selenio.
Esiste un'altra suddivisione dei sali minerali, che in base alla quantità presente nell' organismo umano vengono raggruppati in: microelementi e macroelementi.
La differenza tra i due gruppi è che i macroelementi sono presenti nell' organismo in una quantità superiore al 3%; invece i microelementi sono tutti quei minerali che sono presenti in piccolissime quantità.
Dei macroelementi fanno parte: calcio, fosforo, zolfo, sodio, cloro e potassio; invece dei microelementi fanno parte: ferro, rame, iodio, fluoro e selenio.

Il calcio è un sale minerale presente soprattutto nei latticini, come il formaggio e il latte; il calcio nel nostro organismo svolge una funzione plastica, perchè è il costituente principale delle ossa.
la carenza di calcio può provocare nel bambino sintomi simili a quelli del rachitismo, mentre per l' adulto, soprattutto per le donne in menopausa, può causare l' osteoporosi; con conseguente fragilità ossea e quindi predisposte a facili fratture.
Lo zolfo è presente in tutte le cellule, ma è anche contenuto in alcune vitamine come la biotina e tiamina.
Il fosforo è ampiamente distribuito negli alimenti, come formaggi, pesce, carne e uova.
Essendo il fosforo diffuso negli alimenti, non si sono riscontrati casi di carenza.
Il sodio è largamente diffuso in natura, i salumi e i formaggi sono alcuni degli alimenti che ne contengono di più, rispetto invece ad alimenti come il pane, la frutta e le patate che ne contengono in quantità inferiori.
Un' eccessiva introduzione di questo minerale può portare, soprattutto negli individui già predisposti, ad un'ipertensione arteriosa; al contrario, una carenza che può essere causata da sudorazione abbondante e ferite estese, da origine a sintomi come l'anoressia, vomito e nausea; nei casi più gravi può portare alla morte.

Il potassio è molto diffuso in tutti gli alimenti, soprattutto nei vegetali, una carenza può causare disturbi come alterazione del battito del cuore, debolezza dei muscoli e, nei casi più gravi anche la morte.
L' eccesso provoca invece debolezza, ipotensione e morte.

Il cloro è contenuto nell'organismo umano e negli alimenti sotto forma di cloruro di sodio; inoltre è anche il costituente principale dell' acido cloridrico gastrico, fondamentale nei processi digestivi.

Il ferro è il principale elemento dell' organismo umano, nell'uomo sono presenti all'incirca 4-5 g di ferro suddiviso in: ferro emico e ferro non emico.
Del ferro emico fanno parte: il ferro emoglobinico, che si trova nei globuli rossi ed è un costituente dell' emoglobina; il ferro mioglobinico, che si trova nella muscolatura ed è il costituente della mioglobina; infine il ferro enzimatico, che costituisce la parte attiva di alcuni enzimi.
Del ferro non emico fanno parte: il ferro di riserva, che si trova accumulato nel fegato; il ferro di trasporto che viaggia nel plasma legato ad una proteina carrier che lo porta dall'intestino fino al midollo osseo, luogo in cui vengono prodotti i globuli rossi.
La carenza di ferro è, rispetto alla carenza degli altri sali minerali, più diffusa e i motivi possono essere: perdite emorragiche oppure aumento del fabbisogno, come durante la gravidanza.
Essa si manifesta con debolezza e anemia.
L' eccesso invece può provocare intossicazione dovuta al deposito del ferro negli organi come: pancreas, reni, fegato e cuore; che di conseguenza subiranno dei danni.

Nell' organismo umano il rame è presente in tutti gli organi ed è distribuito negli alimenti come il pesce, carne e cereali.
una carenza da rame può provocare demineralizzazione delle ossa e anemia simile a quella da carenza di ferro.

Il selenio si trova per la maggior parte nei cereali, nelle frattaglie e nei pesci.
Ha un ruolo biologico fondamentale perchè costituisce una parte importante dell'enzima glutatione-perossidasi; importantissimo per contrastare l'aterosclerosi.

Lo iodio è contenuto per la maggior parte nella tiroide, gli alimenti che principalmente contengono iodio sono i pesci, le uova e il latte; la carenza può provocare la ipertrofia della tiroide, creando così il gozzo.

Infine il fluoro è importantissimo per le ossa e soprattutto per i denti, arriva nell'organismo tramite l'acqua e, dopo il suo assorbimento, si deposita nei denti.
La carenza provoca l'aumento delle carie, invece l' eccesso provoca delle macchie scure sullo smalto dei denti, dovuto appunto all'eccessiva quantità di fluoro assorbito.