Tema svolto Alimentazione simulazione 2^ prova I principi nutritivi, gli alimenti e le modificazioni durante la cottura

Principi nutritivi

Verso la fine del 1869 il chimico russo Mendeleev inventò un sistema di classificazione degli elementi presenti in natura su una tabella che ordinava gli elementi in base alla massa atomica. Su questa tabella si trovavano tutti gli 89 elementi presenti in natura. Gli elementi sono importanti per l' argomentazione di cui voglio parlare, vale a dire i principi nutritivi che sono formati da gruppi di questi elementi. Prendiamo in considerazione ad esempio i lipidi, composti da sostanze ternarie, cioè da carbonio, idrogeno e ossigeno. Sono sostanze insolubili in acqua, ma solubili in soluzioni organiche. I lipidi si possono suddividere in lipidi saponificabili che si dividono a lor volta in lipidi semplici, lipidi complessi, e in lipidi insaponificabili.  

Gli elementi predominanti nei lipidi sono gli acidi grassi che possono essere di vario tipo:

saturi, quando non presentano doppi legami e sono quelli più stabili e di solito sono allo stato solido e monoinsaturi, quando presentano un doppio legame, sono meno stabili perché addizionate all' ossigeno danno inizio all' irrancidimento e spesso sono allo stato liquido o semiliquido; polinsaturi, quando presentano più di un doppio legame. 

Inoltre i monoinsaturi o i polinsaturi possono essere modificati togliendo loro i doppi legami, attraverso un processo chiamato idrogenazione catalitica che consente agli oli di trasformarsi in grassi come ad esempio le margarine. 

Il nostro organismo ha bisogno di due acidi grassi essenziali, vale a dire che il nostro organismo non li produce e bisogna introdurli tramite alimentazione; l' acido linoleico, l' acido linolenico che sono essenziali per una funzione bioregolatrice e strutturale.

Troviamo successivamente i gliceridi che sono esteri addizionati alla glicerina che si dividono in monogliceridi quando la glicerina reagisce con un acido grasso, digliceridi quando la glicerina reagisce con due acidi grassi e trigliceridi quando la glicerina reagisce con tre acidi grassi.

Gli steridi invece sono esteri di sterolo con acidi grassi, sono costituenti degli ormoni steroidei. Tra gli steroli troviamo il colesterolo che fa parte della famiglia degli zoosteroli un alcol solido che permette la produzione di sali biliari. Il colesterolo si suddivide in LDL ( colesterolo cattivo ) che oltre certi valori può causare problemi al nostro organismo come provocare ictus cerebrale, infarti o aterosclerosi, causa l' indurimento dei vasi sanguinei, oppure il rompersi dei vasi che causano emoraggie.

I fosfolipidi sono lipidi complessi composti da un alcool, acidi grassi e acido fosforico legato ad una base azotata. I fosfolipidi in base al tipo di alcool contenuto si dividono in glicerofosfolipidi che contengono glicerolo e addizionati alle proteine formano le lipoproteine e gli sfingofosfolipidi che contengono sfingosina e sono presenti nel tessuto nervoso.

Simili ai trigliceridi, ma invece di un acido grasso troviamo uno zucchero, sono  i  gliceroglicolipidi. Il gruppo dei glicolipidi comprende: i gangliosidi presenti nel cervello che mediante le sinapsi intervengono nella trasmissione dell' impulso nervoso e i cerebrosidi che si trovano nelle membrane delle cellule nervose. Le alterazioni che i grassi possono subire con la cottura è la termodegradazione consiste della trasformazione della glicerina che subisce una disisdratazione mentre gli acidi grassi subiscono l' ossidazione, la polimerizzazione, la ciclizzazione, la pirolisi che portano la formazione di vari composti.

Le proteine sono macromolecole più abbondanti e più versatili di tutte le cellule viventi. Sono composti ternari formati da carbonio, idrogeno, ossigeno e azoto, ma si possono aggiungere anche altri composti ad esempio fosforo oppure dei metalli come rame, ferro, calcio. Gli amminoacidi possono essere oligopeptidi quando contengono meno di 10 amminoacidi e i polipeptidi quando gli aminoacidi vanno da 10 a 100.

le proteine si dividono in base a vari criteri, ad esempio:

in base alla composizione chimica che a loro volta si dividono in:

proteine semplici e coniugate. Le prime hanno una composizione chimica molto regolare, mentre le seconde sono molto più evolute e più strutturate, prendiamo come esempio le lipoproteine e le glicoproteine; in base alla forma si suddividono in: fibrose ( collagene, cheratina ) e globulari ( enzimi, anticorpi ).

In base alla funzione nell' organismo in proteine strutturali ( cheratina, collagene ) e proteine dotate di una particolare attività biologica ( enzimi, anticorpi, ormoni )

le proteine alimentari si trovano in tutti gli alimenti in quantità differente. Le più importanti si trovano nelle masse muscolari nella carne e nel pesce. Oltre a queste proteine, che sono indispensabili per l' uomo, ci sono proteine che svolgono funzioni negative nel nostro organismo. Tra queste ci sono i fattori antinutrizionali che sono inattivati con la cottura, come ad esempio le lecitine. Le tossine sono di origine batterica e sono contenute nell' organismo fin dall' origine ( tossina botulinica ). Gli allergeni, proteine presenti nel latte, nelle noci, nelle uova, crostacei, molluschi, causano attacchi istamici, asmatici, e shock anafilattici negli individui sensibili. 

Alcune proteine possono essere agenti patogeni detti prioni che causano malattie degenerative a livello nervoso, ad esempio la malattia della mucca pazza, oppure le scrapie negli ovini e nell' uomo l' encefalopatie spongiforme. 

Gli amminoacidi si possono classificare in quattro gruppi:

-R apolare alifatico: con catena idrofoba ( glicina, valina, prolina ) e con catena alifatica ( triptofano, fenilalanina );

-R polare: con catena funzionale per la loro polarità, danno legami a ponte idrogeno e sono abbastanza solubili in acqua; ( gruppo -OH, gruppo -SH, gruppo )

-R carico positivamente ( istidina )

-R carico negativamente ( acido glutamminico ).

Le proteine per poter svolgere la loro funzione biologica devono formare una determinata conformazione spaziale in base alla loro funzione. Queste strutture sono quattro:

la struttura primaria è molto semplice, gli amminoacidi sono uniti da legami peptidici e ponti disolfuro.

La struttura secondaria è una catena più o meno estesa; ci sono vari tipi di struttura secondaria: ά elica ha una forma simile ad una spirale ed è unita da legami a idrogeno che si rompono facilmente ad esempio con trattamenti termici. L' ά elica si allaccia ad altre catene formando catene lunghissime come ad esempio l'  ά-cheratina costituita da una triplice elica. 

Un' altra struttura secondaria è l' elica del collageno di natura fibrosa, è formata da tre filamenti intrecciati ed è stabilizzata solo da ponti a idrogeno. 

Infine la β foglietto ha una forma più puntigliosa simile ad un foglietto pieghettato. 

La struttura terziaria: è un insieme della struttura β foglietto e l' ά elica. L' insieme di queste catene è unita da legami ionici o ponti a idrogeno o legami idrofobici; è molto più stabile rispetto alle precedenti strutture.

La struttura quaternaria, invece, è formata da catene polipeptidiche, strutture terziare associate ad altri gruppi, come ad esempio una catena polipeptidica associata al gruppo eme  che forma l' emoglobina, un tipico esempio della struttura quaternaria indispensabile per il trasporto dell' ossigeno nel sangue.

Molto importanti per il nostro organismo sono gli amminoacidi essenziali in quanto non sono prodotti dal nostro organismo e dobbiamo introdurli attraverso l' alimentazione. Questi amminoacidi sono particolarmente importanti nella tenera età perché gli amminoacidi essenziali da assumere sono dieci; mentre nell' età adulta sono otto. Se non si introducono tutti gli amminoacidi essenziali si può contrarre una malattia detta kwashiorkor che causa ritardi nello sviluppo psico-fisico e danni permanenti al fegato. Si sviluppa nei paese poveri dove i bambini non hanno un' alimentazione completa. La carenza di proteine causa invece il marasma infantile, che porta deperimento generale, debolezza, arresto della crescita, e riduce le difese immunitarie. Queste due malattie possono portare alla morte.

Le proteine, con la cottura, subiscono la reazione di maillard, che consiste nella caramellizzazione di esse. Dal punto di vista nutrizionale si perde la lisina un amminoacido essenziale e l' alimento può indurire ed essere poco digeribile. 

I glucidi sono i costituenti più importanti nei vegetali e sono il principio più importante alimentare per l' uomo. Sono sostanze ternarie formate da idrogeno, carbonio, ossigeno e a volte contengono azoto, fosforo. Si possono suddividere in monosaccaridi ovvero costituiti da singole unità  ( glucosio, fruttosio, galattosio ) e in oligosaccaridi formati da due a nove unità ( saccarosio, maltosio, lattosio ) e i polisaccaridi formati da 10 o più unità zuccherine fino a qualche migliaia. ( amido, cellulosa, glicogeno )

Possiamo trovare i glucidi disponibili: che vengono digeriti e assorbiti a livelli intestinali ( amido  ), i glucidi non disponibili che non sono digeribili a livelli intestinali perché non abbiamo gli enzimi appropriati per scomporli, ad esempio la cellulosa non possiamo scomporla perché siamo privi dell' enzima cellulasi.

I carboidrati svolgono una funzione energetica perché il glicogeno nell' organismo umano è una riserva di energia immediata e il glucosio nutre le cellule; strutturale invece perché formano la struttura delle cellule e delle sostanze extracellulare delle fibre nervose.

Tra monosaccaridi è importante il glucosio: monosaccaride presente nella frutta, nella verdura. Da solo o addizionato  ad altri monosaccaridi forma disaccaridi e polisaccaridi.

Il fruttosio: chetoesoso, presente nella frutta, in dosi maggiori del glucosio, nel nostro organismo non se ne trova molto perché viene convertito quasi tutto in glucosio nel fegato e addizionato al glucosio da origine al saccarosio.

I disaccaridi comprendono: 

Il saccarosio: comune zucchero che si ottiene da canne e barbabietola. 

Il lattosio che si trova nel latte e viene scomposto dall' enzima lattasi.

Infine ci sono i polisaccaridi che comprendono l' amido che si trova nei tuberi e nei semi è formato da due polimeri: amilosio e amilopectina.

Il glicogeno è molto importante come riserva energetica nel nostro organismo, si trova nei muscoli e nel fegato.

La cellulosa si trova nella cellula vegetale e il nostro organismo non riesce a scomporla completamente, perché sprovvisti dell' enzima apposito. Quando i glucidi vengono portati a temperature elevate, vengono idrolizzati, formando delle destrine; la destrinizzazione è un esmpio tipico dell' imbrunimento della crosta del pane. Mentre, invece, il saccarosio e il glucosio subiscono la caramellizano. E il prodotto finale è di colore brune utilizzato nelle preparazioni di dolci.

Le vitamine sostanze organiche che si trovano negli alimenti, indispensabili per il metabolismo cellulare. Le vitamine si suddividono in due gruppi: idrosolubili, che comprendono le vitamine del gruppo B e la vitamina C, Liposolubili invece che comprendono le vitamine A, D, E, K. 

 La prima vitamina scoperta è stata la vitamina B1, scoperta nella cuticola del riso. La carenza di questa vitamina porta al beri beri una malattia molto diffusa in Cina perché l' alimentazione era basata solo sul riso brillato. Si trova principalmente nelle carni. 

La vitamina PP è molto resistente ed è molto diffusa negli alimenti di origine animale. La carenza di questa vitamina causa la pellagra, una malattia diffusa in Lombardia all' inizio del Novecento, perché l' alimentazione era molto povera e ci si nutriva solo di la polenta di mais;

i sintomi classici sono dermatite, edemi, diarrea cronica, delirio, allucinazioni.

La vitamina B12 molto importante perché la carenza di questa vitamina causa l' anemia perniciosa e se non curata causa la morte; i soggetti a rischio di avitaminosi per insufficiente introduzione alimentare sono persone che hanno una dieta strettamente vegetariana oppure neonati  allattati da madri vegetariane. Può provocare anche la sterilità maschile e l' infertilità femminile; è instabile alla luce, si trova nella carne e nei pesci. 

La vitamina C è presente nella frutta acidula e nelle verdure fresche, inattivata dalla cottura. La carenza di questa vitamina causa lo scorbuto una malattia che veniva ai marinai sulle navi; i suoi sintomi sono anemia e perdita di appetito, in seguito sanguinamento delle gengive e perdita dei denti; successivamente emorragie interne e morte.

La vitamina A prima vitamina liposolubile si trova nell' uovo ,formaggio, latte, nel burro e nei caroteni. La carenza di questa vitamina causa la cecità notturna, pelli secche, nei bambini blocca la crescita e può portare alla morte. È una vitamina che se ne viene assunta in quantità eccessive diventa tossica, può provocare una malattia simile allo scorbuto. 

La vitamina D non si trova molto negli alimenti, è sensibile alla luce, al calore e all' aria,  la carenza di questa vitamina causa il rachitismo nel bambino e osteomalacia nell' adulto. Veniva contratta questa perché i bambini non erano esposti alla luce del sole; i sintomi sono deformazioni dello scheletro, le ossa lunghe si curvano, arresto della crescita.

Anche l' eccesso di vitamina D è un pericolo, perché provoca le calcificazioni diffuse agli organi: cuore, reni, fegato, polmoni, portano anche all' anoressia, diarrea, vomito, mal di testa.

La vitamina E si trova nell' olio dei frutti oleosi o semi, il sintomo dell' avitaminosi è l' anemia emolitica che consiste nella rottura dei globuli rossi.

Vitamina K, chiamata anche antiemorragica, è una vitamina instabile alla luce, ma resiste al calore, ne sono ricchi gli spinaci  e i cavoli. La carenza di questa vitamina causa emorragie. 

I sali minerali rappresentano il 4% del peso corporeo, svolgono un' importante funzione di regolazione, di controllo e di struttura. Un'  alimentazione regolare comprende anche l' assunzione di minerali, alcuni in dosi elevate come ad esempio il calcio e il ferro. I minerali si suddividono in metalli come calcio, ferro, rame, zinco, potassio e i non metalli come iodio, fluoro, zolfo. Si dividono in macroelementi perché la concentrazione nell' organismo è maggiore del 3% come potassio, calcio, fosforo e in microelementi perché la concentrazione è minore del 3% come ferro, rame e zinco. 

Il calcio si trova principalmente nelle ossa e nei denti e gli alimenti ricchi di calcio sono il latte e i formaggi. La carenza di calcio nel nostro organismo provoca il rachitismo nel bambino e in un' età avanzata causa osteoporosi che comporta facili fratture.

Il fosforo è indispensabile per il metabolismo, il suo assorbimento è favorito dalla vitamina D. Non si conoscono casi di carenza  di fosforo perché è diffuso in quasi tutti gli alimenti.

Il sodio è presente nei salumi e nei formaggi, ma anche nelle verdure nella carne e nei pesci. 

L' eccesso di questo minerale può provocare ipertensione arteriosa in soggetti a rischio. I sintomi per la carenza di sodio sono nausea, vomito e anoressia e nei peggior casi può causare il coma e infine la morte.

Il potassio si trova nella frutta e nella carne, la sua carenza provoca debolezza muscolare, variazioni del battito cardiaco fino alla morte; anche l' eccesso è molto pericoloso, causa crampi muscolari, debolezza, insufficienza renale e morte.

Il ferro è presente nelle carni rosse, nell' uovo, nel pesce e negli spinaci. Si suddivide in cinque tipologie in base alla sua funzione: ferro emoglobinico essenziale per il trasporto dell' ossigeno, ferro mioglobinico, ferro di riserva, ferro di trasporto e ferro enzimatico.

La carenza di ferro causa anemia e riduce le capacità mentali. L' eccesso, invece, provoca una sorta di intossicazioni a vari organi come fegato, reni.

Il selenio si trova nelle frattaglie, nei cereali e nei pesci. La sua carenza causa il morbo di Keshan che provoca una grave cardiopatia ed è stata rilevata in una regione della Cina.

Lo iodio si trova nelle uova, nelle carni e nei pesci. La carenza di questo minerale causa il cretinismo endemico, se colpita una donna in gravidanza può causare danni al feto e alla nascita potrebbe presentare un problema psichico, sordomutismo o nanismo.

L' acqua rappresenta circa il 70% del peso corporeo. Si può trovare in vari stati. Allo stato solido, liquido, gassoso. L' acqua negli alimenti si divide in due categorie, acqua legata e acqua libera. L' acqua corporea è distribuita dentro le cellule, ovvero acqua intracellulare per circa il 40% ed extracellulare per circa il 20%. L' acqua legata diminuisce con il tempo e in base alla struttura corporea come nel caso degli obesi assumendo più lipidi hanno un valore di acqua inferiore agli individui magri, come l' organismo femminile,che accumula più lipidi, ha un valore di acqua corporea inferiore a quello maschile.

L' acqua si suddivide anche in acqua esogena cioè l' acqua che viene introdotta nel nostro organismo attraverso l' alimentazione e l' acqua endogena che all' interno del nostro organismo. Il bilancio idrico, infatti,  viene determinato dall' acqua endogena addizionata a quella esogena e il totale deve essere uguale all' acqua eliminata. Se l' acqua è superiore si va incontro ad un intossicazione da acqua che provoca debolezza muscolare e disfunzioni gastrointestinali, fino ad arrivare al coma, ma quando le entrate sono minori delle uscite si ha una disidratazione d' acqua con sintomi come una ridotta capacità mentale e fisica con il 4% in meno ed oltre al 10% in meno sono incompatibili con la vita.