Biochimica degli alimenti: Cereali e tuberi

Certo, ecco gli appunti di studio dettagliati del testo fornito:

Biochimica degli alimenti: Cereali e tuberi

• I cereali comprendono diverse specie appartenenti alla famiglia delle Graminacee.
• La coltivazione è principalmente indirizzata alla produzione di cariossidi ricche di amido, fornendo calorie necessarie alla dieta.
• Altre famiglie di semi, come Poligonacee e Chenopodiaceae, sono definite pseudo-cereali per l'alto contenuto di amido.
• I cereali sono distinti in maggiori (frumento, riso, maiscereali), minori (avena, orzo, segale, miglio, sorgo) e pseudocereali (simili per valore nutritivo ma appartenenti a famiglie diverse dalle Graminacee).
• I principali cereali coltivati sono frumento (duro e tenero), riso, mais, orzo, avena, segale, sorgo e miglio.
• Frumento, orzo, avena e segale sono cereali microtermi con basse esigenze termiche, coltivati in Italia con ciclo autunno-primaverile.
• Riso, mais, sorgo e miglio sono cereali macrotermi con elevate esigenze termiche, coltivati nel periodo primaverile-estivo quando le temperature sono sufficientemente alte.

Composizione chimica dei principali cereali (g/100g sostanza secca)

• Frumento duro: Proteine 13, Carboidrati 70.0, Lipidi 2-3, Fibra 1-3, Ceneri 1.5
• Frumento tenero: Proteine 12, Carboidrati 71.7, Lipidi 1.9, Fibra 2.5, Ceneri 1.4
• Orzo: Proteine 9, Carboidrati 78.8, Lipidi 2.1, Fibra 2.1, Ceneri 2.3
• Mais: Proteine 10, Carboidrati 72.2, Lipidi 4.7, Fibra 2.4, Ceneri 1.5
• Miglio: Proteine 11, Carboidrati 72.9, Lipidi 3.3, Fibra 8.1, Ceneri 3.4
• Avena: Proteine 16, Carboidrati 68.2, Lipidi 7.7, Fibra 1.6, Ceneri 2.0
• Riso: Proteine 8, Carboidrati 77.4, Lipidi 2.4, Fibra 1.8, Ceneri 1.5
• Segale: Proteine 10, Carboidrati 73.4, Lipidi 1.8, Fibra 2.6, Ceneri 2.1
• Sorgo: Proteine 10, Carboidrati 73.0, Lipidi 3.6, Fibra 2.2, Ceneri 1.6
• Quinoa: Proteine 14, Carboidrati 64.6, Lipidi 6.1, Fibra 7, Ceneri 2.4

Cereali: Frumento

• Il frumento è una delle principali risorse alimentari dell'umanità.
• La produzione mondiale di frumento si aggira intorno ai 600 milioni di tonnellate, costituendo il 30% della produzione mondiale di cereali.
• Il frumento rappresenta circa il 17% degli scambi internazionali di prodotti agricoli.
• Il frumento è destinato per oltre il 75% all'alimentazione umana, per il 15% all'alimentazione animale e il restante per usi non alimentari.
• La selezione umana ha portato a due tipi principali di frumento: il T. aestivum (tenero) e il T. durum (duro).
• Il frumento tenero si è diffuso in aree fresche temperate con buona piovosità, mentre il frumento duro in climi caldo-aridi del Mediterraneo.

Cereali: Struttura

• La cariosside è il frutto dei cereali. Essa si distingue in pericarpo, cruscalo, strato aleuronico (ricco di PN), endosperma (mandorla farinosa o albume (amido) e germe o embrione (ricco di vitamina E).
• I cereali sono ricchi di amido (60-80%), conferendo una funzione energetica.
• L'acqua presente nei cereali varia dall'8 al 18%.

Glucidi e Proteine

• I glucidi (60-70%) sono principalmente amido, con piccole quantità di cellulosa e glucosio.
• Le proteine (10-18%) includono albumine e globulinesi, perse durante la macinazione.
• La combinazione di gliadina e glutenine forma il glutine, a basso valore biologico e carente di lisina.
• I lipidi (2%) si trovano nel germe.
• I sali minerali (1,5-2%) includono P, Ca, Mg.
• Le vitamine sono presenti in tracce: gruppo B nell'albume e vitamina E nel germe.
• Fattori antinutrizionali: fitatitannini.
• Il glutine è un complesso proteico viscoelastico composto da gliadine e glutenine, unite da legami covalenti (disolfuro) e non covalenti (idrogeno, ionici) e interazioni idrofobiche.
• Il glutine è composto per il 75-85% da proteine, 5-7% da lipidi, 5-10% da amido e 5-8% da acqua.
• Il complesso visco-elastico del glutine non è presente nella cariosside di frumento o nella semola/farina, ma si forma con l'idratazione e l'impasto.
• La celiachia è una patologia complessa causata dal glutine o morbo celiaco.
• La celiachia è un enteropatia permanente causata dal glutine con infiammazione cronica e progressiva scomparsa dei villi intestinali.
• L'assunzione di alimenti contenenti glutine determina una risposta immunitaria abnorme nell'intestino tenue.

Trasformazione del frumento in sfarinati

• La trasformazione del frumento in sfarinati comprende le fasi di pulitura, condizionamento, macinazione e setacciamento.
• La conservazione corretta dei cereali è essenziale per evitare infestazioni e attacchi di muffe e micotossine.
• La macinazione comporta una serie di rotture progressive dei chicchi, intercalate da setacciature, per allontanare crusca, cruschello e tritello.
• Le tappe della macinazione sono: rottura (distacco dell'albume), rimacina (riduzione in granuli più piccoli), svestimento (asportazione della crusca) e abburattamento (passaggi attraverso setacci).
• Dalla molitura (macinazione) delle cariossidi di grano si ottengono sfarinati.

Pane

• Il pane è considerato l'alimento più antico preparato dall'uomo, ottenuto dalla cottura di un impasto di farina, acqua e lievito.
• Il pane comune è fatto solo di farina, acqua e lievito.
• Se presenti altri ingredienti si parla di pani speciali (pane al latte, all'olio, al sesamo ecc.).
• Il pane comune è classificato in pane di tipo 00,0 , di semola per indicare il tipo di farina utilizzata per la produzione. Le principali operazioni del processo di panificazione comprendono: impastamento, 1a lievitazione, formatura, 2a lievitazione, cottura, raffreddamento condizionamento.
• Impastamento: una fase del processo di panificazione tra farina e acqua
• È alla base della formazione di una pasta liscia, omogenea, tenace, viscoelastica.
• Trasformazioni dell'impasto: l'acqua (40-65 parti per 100 di farina) ha funzioni fondamentali nel determinare la formazione del glutine, l'idratazione dei granuli di amido, l'azione di solvente per altri ingredienti e la regolazione delle attività enzimatiche.
• L'aggiunta di grassi (olio, burro o strutto in modo che la materia grassa totale sia non inferiore del 4,5%) ha diverse funzioni: lubrificare, stabilizzare e aumentare la conservabilità,

Impastamento-fermentazione

• La fermentazione ha un duplice scopo: levata della pasta e sintesi di acidi organici e gas volatili che contribuiscono al gusto e all'aroma.
• In panificazione i lieviti sono incorporati nella misura del 2% rispetto al peso della farina.
• L'alcool evapora all'inizio della cottura.
• I lieviti sono inattivati a temperature superiori a 50 °C.
• Saccaromices cerevisiae sono i lieviti che sono normalmente usati in panificazione.
• In anaerobiosi i lieviti utilizzano gli zuccheri per produrre energia, trasformando il glucosio in etanolo e anidride carbonica, producendo acidi organici, alcoli superiori e esteri.
• La formatura consiste nella messa in forma della pasta conferendo al prodotto la forma desiderata.
• La durata della cottura varia in funzione del formato del pane, seguita dal raffreddamento durante il quale si verifica una perdita di acqua.
• Durante la cottura, la struttura glutinica diventa rigida a causa della denaturazione delle proteine, conferendo forma e volume al pane.
• Durante la fase di cottura, si verificano diversi fenomeni: vaporizzazione dell'alcool, raggiungimento progressivo di temperature di 90°C nella mollica e 250°C nella crosta, inattivazione degli enzimi, gelatinizzazione dell'amido, e solidificazione delle proteine.
• La reazione di Maillard conferisce il colore caratteristico alla crosta.
• Il pane è un alimento energetico ricco di amido.
• Contiene proteine (anche se incomplete), quantità ridotte di lipidi (tranne nei pani speciali con grassi addizionati), sali minerali, vitamine e fibra (pane integrale).
• Il rapporto Ca/P non è ottimale e il pane è un alimento rachitogeno.

Tuberi

• I tuberi, insieme ai cereali, appartengono al III gruppo degli alimenti, richiedendo il processo di cottura per la loro commestibilità.
• Sono alimenti vegetali ricavati per agricoltura o raccolta spontanea.
• Nell'alimentazione umana, i tuberi svolgono una funzione prevalentemente energetica, apportando carboidrati complessi, sali minerali e vitamine idrosolubili.
• Tendenzialmente collocati nella porzione inferiore del tronco, ben nascosti sotto la superficie.
• Le patate e il topinambur sono tuberi eduli ben noti.
• Le patate sono commestibili solo cotte; crude possono contenere livelli "fastidiosi" di solanina (un alcaloide tossico).
• Contengono ottimi livelli di vitamina C e, nella variante a pasta rossa, anche diverse tipologie di pro vitamine A.

Patate

• L'energia delle patate è conferita dai carboidrati complessi, seguiti da proteine e lipidi.
• Sono abbondanti le fibre mentre il colesterolo è assente.
• Le patate non contengono glutine, lattosio ed istamina.
• Tra le vitamine si apprezzano buoni livelli di acido ascorbico, acido folico (che si perde durante la cottura), provitamine A o carotenoidi e niacina.
• Tra i sali minerali, sono buone le concentrazioni di potassio e zinco.
• Ci sono coltivazioni selezionate in cui il terreno è arricchito con minerali "rari" come il selenio e lo iodio.
• Il topinambur (Helianthus tuberosus) è un tubero commestibile meno diffuso delle patate.
• Ha un apporto energetico inferiore rispetto alla patate.
• Il topinambur apporta maggiori razioni di inulina(fibra alimentare) e quantità inferiori di amido.
• I tuberi hanno una funzione prevalentemente energetica (grazie all'amido), ma anche probiotica e di conservazione intestinale (in virtù della presenza di inulina).
• Tuberi: Il contenuto di inulina è un polimero di fruttosio i cui monosaccaridi sono vincolati da legami di tipo β-glicosidico.
• Il tubero, in generale, viene smantellata da parte dei bifidobatteri fisiologici che ne traggono nutrimento sviluppandosi in maniera eccellente; tale funzione è detta prebiotica..
• L'inulina favorisce la gelificazione delle feci per questo motivo l'inulina dei tuberi svolge anche un ruolo di conservazione intestinale.
• Tra i sali minerali dei tuberi,vi è l'eccellenza del potassio, zinco e selenio.
• Evidenziano un ottimo apporto di niacina e acido ascorbico.

Fibra Alimenatare e Fibre

• Il consumo di fibre ha un impatto positivo sulla salute, riducendo il rischio di malattie cardiovascolari, obesità, diabete e problemi gastrointestinali.
• Il consumo giornaliero raccomandato è di 14 g per 1000 kcal, corrispondente a 28 g per le donne e 36 g per gli uomini adulti; in Italia, si raccomandano 30 g/die.
• Il consumo medio di fibre negli USA è di 17 g.
• Le fibre alimentari sono un gruppo eterogeneo di molecole con proprietà fisicochimiche diverse.
• Fibre allimentari sono riconosciute dalle definizioni di Associazione Americana dei Chimici dei Cereali (AACC) del 2001, Codex Alimentarius Commission del 2009
• Le parti commestibili di piante o carboidrati sono resistesti alla digestione e all'assorbimento quindi fermentati nel colon.
• Le parti commestibili sono: Polisaccaridi non amidacei, Amido resistente e destrine e Oligosaccaridi resistenti.
• La lignina è un polimero non carboidrato legato alla cellulosa nelle piante.
• La chitina, l'ialuronano e il condroitin-solfato sono carboidrati di origine animale.

Destino dei Polisaccaridi

• Una porzione di polisaccaridi ingeriti può seguire diversi percorsi metabolici, tra cui la conversione in amido, glucosio, glicogeno epatico e altri metaboliti.
• Una parte di questi polisaccaridi viene eliminata attraverso le feci sotto forma di fibre.
• L'inclusione di fibre alimentari nella dieta produce energia e il livello medio di energia fornito dalla fermentazione varia tra 1,5 e 2,5 kcal/g.
• Gli alimenti vegetali sono la sola fonte di fibra alimentare, essenziale per la regolazione delle funzioni fisiologiche.
• Aggiungere 30g di raccomandationi giornaliere è fondamentale per le fibre.
• Queste raccomandazioni escludono: Popolazione di estrema età.
• Gli alimenti vegetali hanno fibre importanti che influenzano positivamente le funzioni fisiologiche quindi nutrizionali ed energetiche.
• Le fibre alimentari si suddividono in Amido resistenti, Polisaccaridi non amidacei e Oligosaccaridi resistenti.
• I polisaccaridi vegetali diversi dall'amido sono polisaccaridi complessi composti da unità a legami beta-glicosidici che quindi non possono essere assorbiti dall'uomo fornendo energia.
• Sono componenti chiave delle pareti cellulari di molti cereali.

I Polisaccaridi non Amilacei

• Possono svolgere ruoli strutturali come cellulosa, emicellulosa e pectine.
• Essere riserve di polisaccaridi come fruttani, glucomannani e galattomannani.
• Svolgono funzione protettiva come Mucillagini, alginati e gomme.
• Le fibre solubili includono beta-glucani, arabinoxilani, glucurono-arabinoxilani, xiloglucani, galattomannani, glucomannani, pectine e gomme.
• Nelle piante è presente una miscela di diverse fibre.
• Le fibre hanno un fabbisogno in percentuale proveniente da vari elementi.

Amido Digeribile

• La struttura principale è con legami amilosio 1-4 con il (15-20%), l'amilopectina ha una ramifica di legami all' 1-4 e al'1-6 con peso dell'amido all'(80-85%)
• L'amilasi è idrolizzato da parte del glucosio che viene assorbito.

Amido Resistente

• L'amido resistente ha un contenuto di amido totale che resiste durante la digestione.
• L'elenco degli alimenti con un alto contenuto di amido sono ad esempio I fagioli, mais cereali, patata e amido di patata.
• Essendo solubili in acqua assorbono il tutto e trattengono i gas.
• La fibra si è sviluppata con batteri dell'intestino durante la fermentazione che viene considerata un ingrediente con crescita e un'attività metabolica dei gruppi microbici.

Effetti fisiologici della fibra

• Sul cavo orale stimola la salivazione e la masticazione.
• L'ipersecrezione indotta conferisce volume al bolo rendendolo più viscoso.
• Si ha una frazione al tenue che rallenta la progressions interfacciandosi sull'azione degli enzimi con un azione di un enterocita.
• Nel colon gli enzimi fermentano liberandosi in energia.
• Nel retto l'evacuazione è completa.
• Ci sono fibre viscose come Il "selenio e iodio
• Aumentando le fibre alimentari si riduce la gliemia postprandiale è la glicosuvia.
• Utilizzata in base alla composizione e al diverso stato fisico
• Fibre insolubili sono da chiarire.

Effetti Della Fibra Sull'Obestità

• La fibra è utile per il contirbuto e il controllo degli obesi
• Il maggior beneficio deriva dalla distensione gastrica dal lento svuotamento.
• Ci sono fibre che assorbono fino a cento ml di acqua.

Effetti Collaterali

• Flogosi causa malassorbimento portando all'effetto della mucosa intestinale.
• Inolte meteorismo e la dispesia causano diarrea.

Fibra e sindrome intestino irritabile

• Si ha un ruolo in fattore del del colon irritabile in alterante batteri
• Di solito sono trattati con antibiotici causa in alterazione del microbiota intestinale
• Una dieta alta di fibre tende a giocare con un ruolo di prevenzione
• Le diete di persone con allergie hanno una raccomandatione in caso di integrazione delle fibre soluble , nel migliorare i sintomi globali

Fibra alimentare nell'anziano

• Nei pazienti anziani si ha un microbiota intestinale con bassa bio diversity
• Le alterazioni portano all'uso d antibiotici in età adulta con alterazioni dei microbiota
• Le fibre alimentari contribuiscono in particolar mode per la malattia di verticolata

Fibre alimentare e malattia de ventilare

• Per questa situazione si ha un deficit di fibre
• Confermano una malattia bassa di diverticolare
• Si a un associazione bassa di persone vegetaríane in rischió di malatia
• La prevalenza indica una elevata in che contribuisce con malattie di dieta e diverticolari
• E una malatia ad un alto contenuto con dieta alimentare quindi ricca di fibra

Sensori nutrizionali regolatori della carica energetica cellulare.

• I meccanismi sono molecolari e sono adattamenti cellulari a modificaziono energetiche
• C'è una stimolazione nel risposta metabolica in adattività di macronutrienti
• Si stimola un livello per la salute metabolica –In relazione hai nutrienti dello stato di Salute vengono usati il Digiúno, Esercizio e dieta ricchi di protein

Funzione dei sensori AMPK e La sirtuine

• Svolgono una funzione per la salute metabolica
• L'AMPK è stimolata dall'attività fisica ma anche da condizioni limitanti
• AMPK inibisce ATP e li rende più adatti al mitocondri e si ha quindi un attività cellulare per l abbondanza limitante ed energetica
• Uno degli effetti proteolitici è l'aufotagia si interpongono in protezione grazie al FOXO
• A nível molecolare e con gli amminoácidi viene prodotto più proteine ricchi di antiossidanti
• AMPK nei metaboliti dei acivi grassi nel fégato
• PPARS são ricchi di recettori nucleari

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