Classificazione dei carboidrati non-disponibili

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Emanuele Colella
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1 Classificazione dei carboidrati non-disponibili

2 Caratteristic teristiche dei carboidrati non- digeribili e sostanze associate negli alimenti vegetali

3 I have finally come to the conclusion that a good reliable set of bowels is worth more to a man than any quantity of brains Josh Billings, US writer,

4 Definizione / 72 Dietary fibre are the remnant of plant components that are resistant to hydrolysis by human alimentary enzymes Hipsley EH, BMJ, 1953, (2): ; Burkitt et al. Lancet,, 1972, ; Trowell HC, Lancet,, 1972, 503

5 Modello della parete cellulare delle piante dal livello tissutale a quello molecolare xylem vascular bundle phloem primary cell wall secondary cell wall acidic pectin microfibril cellulose crystal lattice glyco- protein parenchyma section of primary wall hemi- cellulose collenchyma fibers micelle cellulose molecule macrofibril epidermis

6 Semi mi, frut utta,, tuberi,, radicir adici, germogli contengono differenti polisaccarid saccaridi dalle pareti cellulari polisaccarid saccaridi e sostanze associate della parete cellulare

7 Costituenti della parete cellulare: PLISACCARIDI NN-AMIDACEI cellulosa emicellulose arabinoxilani arabinogalattani β-glucani gomme mucillagini pectine SSTANZE NN GLUCIDICHE polifenoli lignina acidi fenolici tannini fitati cutina, suberina saponine

8 Caratteristic teristiche chimiche rilevanti dei polisaccaridi:

9 ZUCCHERI ZUCCHERI CMPNENT CMPNENTI mo mo- o etero etero-pol polisaccarid saccaridi compos composti da zuccheri ti da zuccheri neutr neutri (e.g. (e.g. cellulos cellulosa) o/e o/e acidi acidi (e.g. pectin (e.g. pectine). ). LEGAME EGAME different differenti legami egami, sia per sia per conforma conformazione zione (α,β ) o ) o posi posizion ione (1 (1-2, 1 2, 1-3, 1 3, 1-4, 1 4, 1-6) 6) BRANCHING BRANCHING Catene lineari Catene lineari (e.g. (e.g. cellulos cellulosa); ); catene ramificate catene ramificate (e.g. (e.g. glucomannans glucomannans) GRAD DI GRAD DI PL PLIMERI MERIZZ ZZAZI ZIN NE DP 3 DP 3-9: 9: oligosaccarid oligosaccaridi (e.g. FS); (e.g. FS); DP 9 DP : pol polisaccarid saccaridi (e.g. guar gum) (e.g. guar gum)

10 Esempio: glucani nei cereali Digeribile Amido (glucosio α-1,4 linkage) Non-dige digeribile,, non viscoso so Cellulosa (glucosio β-1,4 linkage) Non-dige digeribile, altamente viscoso so Mixed linkage β-glucani (glucosio β-1,4; β-1,3 linkages) Effetto del legame

11 Caratteristic teristiche chimiche rilevanti dei composti associati ai polisaccaridi:

12 Polifenoli associati alla fibra CH CH CH 3 CH 2 CH CH CH 3 CH 3 Phenolic acids: Crosslinking tra polisaccarid saccaridi. Radical scavengers*, chelatori di metalli li [CH 2 H ] CH 2 H CH CH H H CH CH CH 2 CH CH CH 3 CH 2 H CH CH Lignina R 2 R 1 R 3 R 4 Tannini Colore,, resistenza enza inset. Radical scavengers, chelatori di metalli li, inibitori enzimatici atici, astringenza za. Supporto per la struttura della pianta. Radical scavenger, inibitori enzimatici atici. H H H H H H H H H R 1 R 2 H H Attività antiossidante relativa al Trolox: * 1.8; 35-50; 50; sconosciuta.

13 Caratteristica comune: non-digeribilità digeribilità. Altri analoghi dei carboidrati posseggono la medesima caratteristica.

14 Constituents of dietary fibre: PLISACCARIDI NN-AMIDACEI cellulosa emicellulose arabinoxilani arabinogalattani β-glucani gomme mucillagini pectine LIGSACCARIDI RESISTENTI polifruttani inulina fruttooligosaccaridi galattooligosaccaridi ligosaccaridi dei legumi raffinosio stachiosio verbascosio SSTANZE NN GLUCIDICHE polifenoli lignina acidi fenolici tannini fitati cutina, suberina saponine

15 Composizion ione degli oligosaccaridi non-digeribili naturali e di sintesi: ESEMPI Lattulosio Lattitolo Galatto-oligosaccaridi oligosaccaridi (GS) Xilo-oligosaccaridi oligosaccaridi Isomalto Frutto-oligosaccaridi oligosaccaridi (FS) Inulina ligosaccaridi dalla Soia CMPSIZINE α(2-1) Gal-Fru AcGal-Glu Glu β(1-4) (Gal-Gal)n Gal)n dp 3-6 β(1-4) (Xil( Xil-Xil)n dp=3 =3-6 α(1-6) (Glu( Glu-Glu)n dp=2, 3 β(2-1) (Fru( Fru-Fru)n dp=2 =2-8 β(2-1) (Fru( Fru-Fru)n dp=8 =8-60 raffinose, stachiose

16 PLISACCARIDI NN-AMIDACEI cellulosa emicellulose arabinoxilani arabinogalattani β-glucani gomme mucillagini pectine Constituents of dietary fibre: LIGSACCARIDI RESISTENTI polifruttani inulina fruttooligosaccaridi galattooligosaccaridi ligosaccaridi dei legumi raffinosio stachiosio verbascosio SSTANZE NN GLUCIDICHE polifenoli lignina acidi fenolici tannini fitati cutina, suberina saponine CARBIDRATI-ANALGHI ANALGHI destrine non-digeribili maltodestrine resistenti destrine resistenti di patata amido non-digeribile (resistente) RS1, RS2, RS3, RS4 composti di sintesi polidestrosio metil-cellulosa xantani

17 Definizione Dietary fibre is the edible parts of plants or analogues carbohydrates that are resistant to digestion and absorption in the human small intestine with complete or partial fermentation in the large intestine. Dietary fibre includes polysaccharides, oligosaccharides,, lignin, and associated plant substances. Report of the Dietary Fiber Definition Committee of the American Association of Cereal Chemists. Cereal Food World 2001, 46 (3):

18 Keyword: eterogeneità Differenze tra componenti non-dige digeribili: idratabilità viscosità fermentabilità profili nei gas e SCFA di fermentazione binding capacity attività antiossidante

19 Rules of thumb polisaccaridi solubili polisaccaridi insolub solubili idratabilità viscosità fermentescibilità escibilità trasporto di piccole molecole water holding binding capacity oligosaccaridi i microflora produzione di gas

20 Esempio: produzione di SCFA durante la fermentazione SCFA produced (mg/mg polysaccharide utilised) Polysaccharide Acetate Propionate Butyrate Total Starch 0.25 (50) 0.13 (21) 0.21 (29) 0.59 Arabinogalactans 0.19 (50) 0.20 (42) 0.04 (08) 0.43 Xylans 0.42 (82) 0.10 (15) 0.02 (03) 0.54 Pectin 0.27 (84) 0.06 (14) 0.01 (02) 0.34 From Englyst et al. (1987). Molar ratios of VFA are given in parenthesis

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