Bottoni gustativi: gruppi di cellule recettoriali (cellule gustative)

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2 Dolce: basi molecolari Quando il cibo viene ingerito, la masticazione disgrega i componenti dei cibi in molecole che vengono disciolti nella saliva. Queste molecole arrivano alla bottoni gustativi formazioni incorporate in piccoli rigonfiamenti chiamate papille che rivestono tutta la lingua, il palato molle, epiglottide e la mucosa della guancia. Bottoni gustativi: gruppi di cellule recettoriali (cellule gustative)

3 Esistono 4 diversi tipi di papille di cui SOLO TRE contengono recettori del gusto. Papille filiformi: si trovano sulla parte anteriore della lingua e non hanno recettori del gusto Papille fungiformi: assomigliano a piccoli funghi, locate nella parte anteriore della lingua, su ciascuna di esse si trovano circa 6 recettori del gusto Papille fogliate: locate ai lati della bocca, assomigliano a piccole pieghe che contengono i recettori Papille a muraglioni (Papillae Circumvallate): formano una V invertita alla base della lingua

4 La sensibilità nei confronti dei quattro sapori fondamentali non è uniformemente distribuita sulla lingua.

5 Dolce - Recettore T1R2/T1R3 - I recettori sono accoppiati alla proteina G: aumento dell AMP ciclico, attivazione proteina kinasi A, chiusura di un canale al K + - La depolarizzazione della membrana provoca l entrata del Calcio e la liberazione di neurotrasmettitori su un neurone postsinaptico che, a sua volta, produce potenziali d'azione che raggiungono il cervello. - La frequenza e la durata della depolarizzazione sono proporzionali alla concentrazione della sostanza.

6 Saporous unit teoria di Shallenberger - Il perché una molecola sia dolce non si può affermare con certezza ma nel 1967 Shallenberger ha individuato nelle sostanze dolci una parte della molecola responsabile di questa caratteristica Saporous unit. -Secondo questa teoria queste molecole devono possedere un atomo elettronegativo, indicato con A, unito covalentemente ad un atomo di H (AH) ed un altro atomo elettronegativo indicato B ad una distanza di 0,3 nm dall atomo di H. - Questo sistema è in grado di formare legami H sul recettore (X e YH) portando, attraverso le modifiche di membrana, alla sensazione dolce. - E stata individuata una regione non polare, detta g tale da bloccare stereochimicamente la molecola.

7 Questa teoria è estesa anche alle molecole non zuccherine con buon successo.

8 Dolce - L unico strumento per valutare la dolcezza è la lingua. - La sensazione del dolce non permettere di distinguere fra vari tipi di dolce. Quello che si può discernere è l intensità di quanto dolce risulta una sostanza mangiata (es più dolce o meno dolce). - Confronta l intensità con il saccarosio. - e.g. 1 g/l di soluzione di glucosio è dolce quanto una soluzione 0.6 g/l saccarosio. - L intensità relativa intensity del glucosio è 0.6 Intensità relativa < 1 è meno dolce del saccarosio Intensità relativa > 1 è dolce più del saccarosio

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10 Edulcoranti Intensivi di Massa (o Polioli) Aspartame Polialcoli Acesulphame K Sucralose Saccharin

11 Dolcificanti Intensivi e di Massa non calorici

12 Dolcezza relativa

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14 Edulcoranti Sostanze aggiunte al cibo in sostituzione dello zucchero. Edulcoranti con effetto massa o "polioli". Forniscono un numero minore di calorie per grammo rispetto allo zucchero (saccarosio) a parità di massa (volume). Il sorbitolo, il mannitolo, l'isomalto, il maltitolo, il lattitolo e lo xilitolo appartengono tutti alla famiglia dei polioli. Edulcoranti intensivi Forniscono un intenso gusto dolce con pochissime o addirittura senza calorie. Dato che sono molto dolci, ne occorrono soltanto piccolissime quantità. Sono edulcoranti intensivi l'acesulfame K, l'aspartame, i ciclamati, la saccarina, la taumatina, la neoesperidina DC.

15 Polialcoli Derivano dalla riduzione del gruppo carbonilico ad ossidrilico dei monosaccaridi

16 Caratteristiche dei polialcoli

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18 Utilizzati come sostituti dello zucchero tradizionale (Edulcoranti). Il loro potere dolcificante è molto simile al saccarosio, ma in confronto a quella degli zuccheri, la biodisponibilità nel tratto gastrointestinale è ridotta. Per cui raggiungono l intestino crasso in cui vengono fermentati dalla microflora. I Polialcoli (xilitolo e mannitolo) sono considerati acariogeni. Infatti essi sono più resistenti alla fermentazione da parte della microflora batterica orale e producono meno placca.

19 Lo xilitolo si trova naturalmente nel lampone, nella prugna. Il sorbitolo è presente in molte bacche e frutti come mele, prugne, ciliegie, uva e sorbe, da cui poi prende il nome. Il mannitolo è una sostanza che si trova facilmente in natura in alghe e funghi e il nome deriva dalla manna (la linfa del frassino) da cui si può ottenere. Tuttavia il contenuto nei cibi è molto limitato. Una tazza di lamponi contiene meno di un 1gr di xilitolo.

20 Altre fonti.. Generalmente si ottengono per idrogenazione degli zuccheri corrispondenti (es. sorbitolo viene prodotto per idrogenazione del glucosio). Xilitolo Idrogenazione dello xilosio. Lo xilosio a sua volta deriva dalla degradazione dello xilano che è un polisaccaride presente nella corteccia degli alberi (betulla), gusci di noci, ect.

21 L isomalto Si produce con una tecnica che utilizza cellule immobilizzate di Protaminobacter rubrum, batterio dotato di un enzima in grado di convertire il saccarosio nel suo isomero alfa-1-6 (isomaltosio) successivamente idrogenato.

22 Sintesi microbiologica in laboratorio (meno costoso).

23 Elenco di polioli utilizzati come additivi (edulcoranti) nell industria alimentare

24 L'etichettatura degli edulcoranti da tavola contenenti polioli avverte: "un consumo eccessivo puo' avere effetti lassativi" Dose lassativa: sorbitolo : 0,40g/kg per gli uomini; 1,0 per le donne mannitolo : 0,8 g/kg per entrambi i sessi direttiva 2003/115/CE che modifica la direttiva 94/35/CE sugli edulcoranti destinati ad essere utilizzati nei prodotti alimentari

25 Dolcificanti intensivi

26 Sweetness

27 Edulcoranti intensivi

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30 Dolcificanti tradizionali ed alternativi

31 Coloranti Conservanti Antiossidanti Sostanze che rinforzano l azione antiossidante Emulsionanti, Stabilizzanti, Addensanti, Gelificanti

32 Mercato dei Dolcificanti Intensivi

33 Riassunto proprietà dei principali edulcoranti intensivi

34 Dosi massime d impiego dei dolcificanti

35 Alternative dello zucchero HFCS - Dolcezza, - massa, - conservazione Sciroppo di glucosio - Massa, meno dolce dello zucchero Polialcoli - Forniscono una sensazione particolare - Massa - Ridotte calorie Edulcoranti intensivi - Molto dolci - Non stabili al Ph calore e al tempo - No forniscono calorie

36 Saccarina - Potere edulcorante volte del saccarosio. - Non fornisce alcun apporto calorico. - Viene parzialmente assorbita ed è escreta immodificata nelle urine. - E stabile alle alte temperature ed è inerte rispetto agli altri ingredienti alimentari e non dà problemi di conservazione. - Ha un retrogusto metallico e amaro ad alte concentrazioni. - DGA 5mg/die - E954

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38 Durante gli anni '60 diversi studi hanno suggerito che la saccarina fosse un cancerogeno per gli animali. L'allarme tocca il livello massimo nel 1977, dopo la pubblicazione di uno studio in cui si rileva un aumento dei casi di cancro alla cistifellea e vescica nei ratti alimentati con alte dosi di saccarina. La saccarina viene vietata in Canada. Da allora molti studi sono stati condotti sulla saccarina, con risultati controversi. Lo studio del 1977 è stato criticato per via delle altissime dosi di saccarina date ai ratti, un valore ritenuto assolutamente irrealistico per un normale consumatore. Finora nessuno studio ha evidenziato pericoli per l'uomo, alle dosi normalmente utilizzate. Nel 1991, la FDA (Food and Drug Administration) ha ufficialmente ritirato la proposta di bando.

39 Acesulfame - Potere edulcorante circa 200 volte del saccarosio. - Non fornisce alcun apporto calorico. - Viene parzialmente assorbita ed è escreta immodificata nelle urine. - E inodore, solubile in acqua, stabile nel tempo e alle temperature elevate. - Ha un retrogusto metallico e amaro ad alte concentrazioni (utilizzato in sinergia con altri edulcoranti intensivi). - DGA 9mg/die - E950

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41 Ciclammati - Potere edulcorante circa 30 volte del saccarosio. - Non fornisce alcun apporto calorico. - Ad elevate concentrazioni ha un retrogusto salato. - E inodore, solubile in acqua, stabile in un intervallo di ph compreso tra 2-7 e alle temperature non superiori a 170 C. - DGA 7mg/die - E952

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44 Aspartame - Privo di odore e di retrogusto. - Solubile in acqua (1%). - Sintetizzato da Schlatter J Poco stabile alle alte temperature (degrada a dichetopiperazina con conseguente perdita del potere edulcorante). - DGA 40mg/die - E951

45 Metabolismo dell aspartame

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47 Sucralose - Potere edulcorante circa volte del saccarosio. - Viene prodotto per clorinazione selettiva dello zucchero, ovvero mediante la sostituzione selettiva di tre dei gruppi idrossilici del saccarosio con altrettanti atomi di cloro. - Non fornisce alcun apporto calorico. - E inodore, privo di retrogusto, solubile in acqua, stabile alle temperature in cui vengono preparati i prodotti da forno, è facilmente miscelabile ad altri carboidrati. - L utilizzo del sucralose come dolcificante è stato autorizzato dalla Food and Drug Administration nel 1998 e la vendita al dettaglio dello Splenda è iniziata nel DGA 15 mg/die - E955

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49 Neoesperidina diidrocalcone (DC) - E prodotta per idrogenazione della neoesperidina, flavone glucoside, presente nell albero dei pompelmi e delle arance amare da cui viene estratta. - Potere edulcorante fino a volte maggiore del saccarosio. - Sensazione persistente nel tempo. - Non viene utilizzata da sola a causa dell elevato costo. - E stabile al calore e alla lunga conservazione. - Poco assorbita e viene metabolizzata dalla flora intestinale. - DGA 5,0mg/kg - E959

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51 Taumatina - Le taumatine costituiscono una famiglia di proteine presenti nei frutti della pianta tropicale Thaumatococcus daniellii Benth, che cresce nelle foreste pluviali dell Africa occidentale. - Sono un gruppo vasto ma le principali sono: taumatina I e taumatina II. Taumatina I è costituita da 207AA; Taumatina II è una proteina di 235 AA. - Il suo potere dolcificante è circa 3000 volte superiore a quello del saccarosio. - E solubile in acqua e stabile alle alte temperature e in ambienti acidi.

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53 GRAZIE PER L ATTENZIONE!!

54 Bibliografia -Gianguido Rindi ErmannoⲢManni, Fisiologia umana vol.1, UTET Thomas M. Devlin, Biochimica seconda ed. italiana, Gnocchi Ciro Balestrieri, Chimica, Ferraro Albert L. Lehninger, Principi di Biochimica, Zanichelli Paolo Tenca Renato Cozzi Alessandra Caratto, Il sistema chimico Modelli, esperimenti e applicazioni, Marietti scuola Chiara Franceschi, Vivere la chimica, Loffredo AA.VV., Mangiare meglio per vivere meglio, Selezione dal Reader s Digest AA.VV., Enciclopedia completamente illustrata, Vita Meravigliosa Milano -Eugenio del Toma (a cura di), In forma a tavola Guida all alimentazione consapevole vol.2, Gruppo Editoriale L Espresso