Carboidrati e lipidi PDF

Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Carboidrati e lipidi  Carlotta Giromini Argomenti trattati , Caratteristiche degli alimenti per la nutriz...

Insegnamento Produzioni Animali Professore Carlotta Giromini Argomento Carboidrati e lipidi  Carlotta Giromini Argomenti trattati , Caratteristiche degli alimenti per la nutrizione animale MODULO II Carboidrati Analisi alimenti: metodo wende e van soest Lipidi Analisi alimenti: calcolo dei lipidi grezzi Carboidrati e lipidi 2 di 32  Carlotta Giromini Carboidrati-saccaridi-glucidi (Fibra) Sostanze organiche ad elevata diffusione negli organismi viventi ed in particolare nei tessuti vegetali dove ne avviene la produzione per mezzo della fotosintesi clorofilliana Elementi ternari costituiti da Cn H2n On Classificazione zootecnica: v Estrattivi inazotati (zuccheri semplici e complessi digeribili) v Fibra grezza (zuccheri complessi poco digeribili) Carboidrati e lipidi 3 di 32  Carlotta Giromini Monosaccaridi glucosio, mannosio, galattosio, fruttosio, xilosio, arabinosio, ribosio Zuccheri semplici formati da un singola unità di poli-idrossialdeide o di chetone Pentosi: zucccheri a 5 atomi di carbonio tra cui xilosio (idrolisi Ribosio prolungata dei pentosani); arabinosio (idrolisi della gomma); ribosio desossiribosio (costitu DNA ed RNA) sintetizzati nel metabolismo glucidico poiché assenti negli alimenti Carboidrati e lipidi 4 di 32  Carlotta Giromini Monosaccaridi glucosio, mannosio, galattosio, fruttosio, xilosio, arabinosio, ribosio Zuccheri semplici formati da un singola unità di poliidrossialdeide o di chetone Glucosio Esosi: zuccheri tra i più importanti a fini nutrizionali D-Glucosio che è composto di partenza per numerose reazioni biochimiche che forniscono energia D-Galattosio esoso elaborato a partire da D-glu da parte delle cellule ghiandolari mammarie. Presente nel latte. D-Gal+ D-Glu= lattosio D-Fruttosio esoso presente nella frutta e nel miele. D-Fru+D-Glu= saccarosio Carboidrati e lipidi 5 di 32  Carlotta Giromini Oligosaccaridi Da due a dieci unità di monosaccaridi uniti tramite legame glicosidico Maltosio costituito da 2 molecole di glucosio legate tramite legame α (1-4 glicosidico) Maltosio Cellulobiosio Cellulobiosio: costituito da 2 molecole di glucosio legate tramite legame β (1-4 glicosidico) Carboidrati e lipidi 6 di 32  Carlotta Giromini Polisaccaridi amido, glicogeno, inulina, cellulosa, emicellulosa, lignina AMIDO polisaccaride più importante di origine vegetale; polimerizzazione del D-glucosio (semi frutti e tuberi) Costituito da miscela di α-amilosio (20-25%) e amilopectina (80-85%) Amilosio formato da lunghe catene non ramificate in cui le unità di D-glu sono legate da α-glicosidico (1-4) Amilopectina altamente ramificata in catene di D-glu legate da legame α-glicosidico (1- 4). Nei punti di ramificazione (1-6) Amido riscaldato subisce processi di Rigonfiamento dei granuli Gelatinizzazione solubilizzazione Carboidrati e lipidi 7 di 32  Carlotta Giromini Polisaccaridi amido, glicogeno, inulina, cellulosa, emicellulosa, lignina Cellulosa (fieni e paglie) Polisaccaride strutturale più diffuso. Polimero lineare di D-glucosio con legame beta (1-4). Componente della parete cellulare vegetale e negli interspazi dove conferisce elasticità Gli animali non posseggono capacità di produrre enzimi cellulosolitici in grado di attaccare il legame β (1-4). I microrganismi sono in grado di idrolizzarlo Monogastrici: funzione cellulosolitica a livello di intestino crasso Poligastrici: funzione cellulosolitica svolta da micro popolazione simbionte ruminale Carboidrati e lipidi 8 di 32  Carlotta Giromini Altri polisaccaridi strutturali Emicellulosa Lignina Polisaccaride complesso che Principale componente delle piante legnose e negli steli dei foraggi in ha funzione cementante nelle avanzato stato di maturazione pareti cellularie nelle strutture è un polimero di alcoli aromatici (natura non glucidica, associato a fibrose cellulosa) Ridotta digeribilità Fattore determinante per valutazione del valore nutritivo di un alimento Carboidrati e lipidi 9 di 32  Carlotta Giromini Digestione dei glucidi La digestione dei carboidrati ha ruolo diverso a seconda che si tratti di poligastrici o monogastrici POLIGASTRICI Glucidi subiscono idrolizzazione e fermentazione ruminale dando luogo alla liberazione di glucosio, acidi grassi volatili, CO2 e CH4 (eruttati) AGV e glucosio assorbiti tramite papille ruminali e raggiungono flusso sanguineo La quota di carboidrati non fermentata nel rumine viene idrolizzata a livello intestinale Carboidrati e lipidi 10 di 32  Carlotta Giromini Digestione dei glucidi La digestione dei carboidrati ha ruolo diverso a seconda che si tratti di poligastrici o monogastrici MONOGASTRICI Nei monogastrici erbivori i monosaccaridi liberati da enzimi duodenali vengono assorbiti Fermentazioni hanno luogo nell’intestino crasso e permettono la liberazione di AGV Carboidrati e lipidi 11 di 32  Carlotta Giromini Nei poligastrici la fibra rappresenta Nei monogastrici il ruolo della fibra un'importante fonte di energia e di principi in termini di apporto energetico e di nutritivi ed è fondamentale per mantenere altri nutrienti è molto limitato, il una corretta funzionalità del rumine. ruolo principale è il mantenimento Nello stesso tempo il contenuto in fibra della motilità intestinale rappresenta un fattore limitante in ruminanti ad elevate performance produttive: v corr negativa con la digeribilità e la densità energetica v corr positiva con lo spazio occupato Carboidrati e lipidi 12 di 32  Carlotta Giromini Fibra negli alimenti Il contenuto in fibra degli alimenti viene determinato con diversi metodi: – NDF (fibra neutro detersa) = emicellulose, cellulosa e lignina; – ADF (fibra acido detersa) = cellulosa e lignina; – ADL (lignina acido detersa) = lignina. Solo l'NDF misura il contenuto totale in fibra. L'adeguato apporto in fibra e la sua forma fisica nella razione assicurano la normale attività di masticazione e ruminazione. L'NDF fisicamente efficace (peNDF) rappresenta una misura della capacità di un alimento di stimolare la masticazione e la ruminazione Carboidrati e lipidi 13 di 32  Carlotta Giromini Carboidrati non strutturali I carboidrati non strutturali (NSC), rappresentano un’ importante fonte energetica. Sono costituiti da carboidrati endocellulari (amido e zuccheri) ed alcuni componenti delle pareti vegetali ad elevata degradabilità ruminale (pectine). NSC (% DM) = 100 - (NDF %+ CP %+ EE %+ ash %). Carboidrati e lipidi 14 di 32  Carlotta Giromini Metodiche analitiche per determinazione fibra negli alimenti vMetodo weendeFIBRA GREZZA NDF vMetodo van soest ADF ADL Carboidrati di riserva (EI = estrattivi inazotati o NFE) Calcolati per differenza Carboidrati e lipidi EI = 100 - (umidità + ceneri + PG + grassi + fibra) 15 di 32  Carlotta Giromini Metodiche analitiche per determinazione fibra negli alimenti vMetodo weende FIBRA GREZZA METODO UFFICIALE: WEENDE 1.estrazione lipidi (etere) 2.H2SO4 0,26N per 30’ all’ebollizione 3.filtrazione e lavaggio in acqua bollente 4.NAOH 0,23N per 30’ all’ebollizione 5.filtrazione,lavaggio con acqua bollente ed essiccazione in stufa 6.pesata(W1), incenerimento 7.pesata(W2) risultato: fibra greggia = W1 - W2/100 Carboidrati e lipidi 16 di 32  Carlotta Giromini Carboidrati di struttura nella cellula vegetale Cellulosa: solubile a pH fortemente acido Emicellulose: stabili solo a pH neutro Lignina: solubile a pH fortemente basico Carboidrati e lipidi 17 di 32  Carlotta Giromini Metodiche analitiche per determinazione fibra negli alimenti NDF vMetodo van soest ADF Diversi trattamenti idrolitici con soluzioni a differente pH: ADL 1) trattamento con soluzione a pH neutro che solubilizza il contenuto cellulare – NDF (emicellulosa, cellulosa, lignina e minerali) 2) il residuo NDF subisce un trattamento con detergente acido che solubilizza le emicellulose e la frazione residua (cellulosa, lignina e silice) -ADF (cellulosa, lignina e minerali) 3) il residuo ADF subisce trattamento con acido solforico al 72% che solubilizza la cellulosa – ADL (lignina e minerali). 4) Il residuo ADL viene incenerito in muffola a 600°C NDF-ADF= emicellulosa ADF -ADL = cellulosa Carboidrati e lipidi 18 di 32  Carlotta Giromini I principi alimentari I lipidi Carboidrati e lipidi 19 di 32  Carlotta Giromini Lipidi v Alimenti energetici per eccellenza: 1g di tale sostanza fornisce 9.3kcal v I lipidi costituiscono una fonte energetica ad elevata densità (pari convenzionalmente a 2,25 volte l'energia contenuta nei carboidrati) v Sostanze insolubili in acqua ma solubili in solventi organici v Grassi, olii, glicolipidi, fosfolipidi e terpeni v fonte di acidi grassi essenziali Carboidrati e lipidi 20 di 32  Carlotta Giromini Lipidi Nell'alimentazione dei ruminanti l'impiego di grassi rappresenta un intervento nutrizionale di interesse in quanto permette di: – sostituire una quota di cereali della razione con una fonte energetica maggiormente concentrata con conseguente aumento del contenuto in fibra nella dieta – aumentare la concentrazione energetica senza gli effetti negativi associati ad un aumento della quota di cereali – mantenere l'assunzione di sostanza secca nei periodi in cui tale assunzione risulta ridotta; – migliorare la fertilità. Carboidrati e lipidi 21 di 32  Carlotta Giromini Lipidi Lipidi complessi Lipidi semplici Contengono acidi grassi Non contengono acidi grassi Grassi, oli, fosfolipidi, Non saponificabili glicolipidi, cere Sono presenti nelle cellule in Sono saponificabili poiché quantità molto bassa ma formano tramite idrolisi comprendono molte sostanze alcalina i Sali di acidi grassi ad elevata attività biologica (vitamine ed ormoni) Carboidrati e lipidi 22 di 32  Carlotta Giromini Lipidi complessi Fosfolipidi Glicolipidi Esteri del glicerolo, sfingomielina Costituiti da due acidi grassi e da Costituenti membrane cellulari 1 zucchero Abbondanti a livello di cuore, ≈ 5% dei lipidi del monostrato reni, tessuto nervoso (cefaline) esterno delle membrane cellulari Costituiscono 80% della frazione lipidica dei cloroplasti delle piante Le uova tra i prodotti di origine animale figurano tra le fonti Presenti a livello di cervello, principali di tali composti per fegato e reni uomo Carboidrati e lipidi 23 di 32  Carlotta Giromini Lipidi complessi TRIGLICERIDI Costituiti da acidi grassi a lunga catena con gruppo carbossilico esterificato da gruppo ossidrile del glicerolo Carboidrati e lipidi 24 di 32  Carlotta Giromini Lipidi complessi Gli acidi grassi differiscono tra loro per la lunghezza della catena e per numero e posizione dei legami insaturi Acido linoleico e linolenico non vengono sintetizzati dall’organismo: ESSENZIALI Trasporto lipidi Membrane cellulari Sintesi eicosanoidi Carboidrati e lipidi 25 di 32  Carlotta Giromini Mc donald, 2012 Eicosanoidi (e.g. Prostaglandine, leucotrienti) Risposta immunitaria sono gruppo di molecole ormono-simile. Coagulazione del sangue Mediatori chimici locali, prodotte da cellule Pressione arteriosa bersaglio degli ormoni stessi Carboidrati e lipidi 26 di 32  Carlotta Giromini Lipidi complessi Olio di lino è fonde essenziale di acido linoleico Semi di lino fonte di α-linolenico Mc donald, 2012 Elevate dosi di semi di lino nella dieta di polli e suini: ricevono adeguate dosi di acidi grassi essenziali Nelle diete per ruminanti linoleico e linolenico sono addizionati alla dieta costituita principalmente da foraggi (comunque difficili fenomeni carenziali) Carboidrati e lipidi 27 di 32  Carlotta Giromini Lipidi complessi Carboidrati e lipidi 28 di 32  Carlotta Giromini Lipidi semplici I terpeni sono costituiti da multipli Steroidi (e.g. colesterolo) hanno dell’isoprene (idrocarburo a 5 atomi struttura tetraciclica di carbonio) ü Nei tessuti animali: Il colesterolo è precursore di altri steroidi quali acidi biliari, progesterone ed estrogeni, androgeni Stuttura ciclica o lineare I terpeni costituiscono la componente aromatica di molti oli ü Nei tessuti vegetali: presenti essenziali differenti forme denominate Carotenoidi, vitamine liposolubili A, E fitosteroli (ergosterolo, e K. precursore vitamina D2) Carboidrati e lipidi 29 di 32  Carlotta Giromini Digestione lipidica Negli animali poligastrici i lipidi Nello stomaco ghinadolare di subiscono primo attacco monogastrici e poligastrici azione enzimatico da parte della flora lipolitica è garantita da lipasi batterica simbionte: idrolisi gastrica (attività blanda) trigliceridi, dei galattolipidi, fosfolipidi e steroidi con relativa Digestione lipidica avviene in formazione di glicerolo, modo particolare nell’ambiente galattosio, steroli e acidi grassi basico dell’intestino tenue (lipasi Gli acidi grassi insaturi vengono pancreatiche ed enteriche) poi idrogenati da enzimi prodotti da batteri e protozoi Carboidrati e lipidi 30 di 32  Carlotta Giromini Analisi chimica: lipidi grezzi Il campione viene consegnato in lab in diversi contenitori, macinazione campione e mantenuto Alimento a temperatura ambiente fino all'analisi Pesare 5 g campione in ditali cellulosa e becher essicati in stufa ll solvente (Etere di petrolio) viene fatto rifluire più volte sul campione di alimento; infine il Estrazione in etere solvente viene eliminato (e con esso anche i grassi estratti dal solvente) ed il residuo di alimento (privato dei grassi grezzi) viene essicato e pesato. Lipidi grezzi: sostanze solubili in etere di petrolio Alcuni alimenti (grassi protetti, lieviti) richiedono una idrolisi % EE = (campione iniziale - residuo dopo preliminare con acido cloridrico estrazione)/ campione iniziale x 100 prima di essere trattati con etere di petrolio. Carboidrati e lipidi 31 di 32  Carlotta Giromini Carboidrati e lipidi Carboidrati e lipidi 32 di 32