BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli ALIMENTI

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Lorenzo Marchesi
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1 Seconda Università degli Studi di Napoli DiSTABiF Anno Accademico Corso di Laurea Magistrale in SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA Insegnamento di BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli ALIMENTI Prof. Augusto Parente Lezione 9 e e

2 Vedere Le molteplici funzioni delle proteine Leuzzi U., capitolo 7, pg. 181

3 BIOCHIMICA DELLE PROTEINE ALIMENTARI (10%) -Proteine Legame peptidico I COMPONENTI - Amminoacidi strutture e classificazione (1); proprietà acido-basiche ; proprietà spettroscopiche - Amminoacidi essenziali (2): lisina, treonina, metionina, valina, leucina, isoleucina, fenilalaniana, triptofano (istidina e arginina nei bambini). - Amminoacidi e sapori (3): -Metabolismo degli amminoacidi (glucogenici e chetogenici) (4)

5 Digestione delle proteine Stomaco: pepsinogeno-> pepsina Duodeno:

6 Intestino tenue: Endopeptidasi - Tripsina - Chimotripsina - Elastasi Esopeptidasi - Amminopeptidasi - Carbossipeptidasi - Amminodipeptidasi

7 - Trasporto degli amminoacidi liberi nelle cellule epiteliali dell intestino tenue; (coinvolgimento della -glutammil transpeptidasi); - Ingresso nei capillari dei villi intestinali e trasporto al fegato

8 Amminoacidi essenziali -Treonina - Valina - Isoleucina - Leucina - Metionina - Fenilalanina - Triptofano - Lisina - Istidina (nei bambini) -Arginina (nei bambini)

9 Gli amminoacidi liberi e la composizione in amminoacidi delle proteine sono importanti componenti alimentari: i) per il generale impatto sul metabolismo ii) perché responsabili di diverse loro proprietà alimentari - La presenza di glutammato (monosodico- additivo E621) è associato con il sapore umami salato); - Amminoacidi aromatici: Aromi floreali e fruttati - Amminoacidi a catena ramificata Aromi di malto o animali - Amminoacidi solforati Aromi di zolfo, cavolo e aglio - Un alto contenuto di amminoacidi idrofobici può conferire un sapore amaro; - Un alto contenuto di amminoacidi liberi ed un elevato numero di amminoacidi basici, promuovono le reazioni di Maillard, in particolare quando i cibi sono soggetti a trattamenti ad alta temperatura.

- Determinazione degli amminoacidi in alimenti: - i) Amminoacido decarbossilasi; - ii) uso della triptofanasi e della piruvato deidrogenasi per la

10 - Determinazione degli amminoacidi in alimenti: - i) Amminoacido decarbossilasi; - ii) uso della triptofanasi e della piruvato deidrogenasi per la determinazione del triptofano - Metodi cromatografici B.K. Simpson, pp H 2 O Triptofanasi Lattato deidrogenasi Acido piruvico + indolo + NH3 NADH +H + NAD +

11 Michele Grassi Proteolisi- peptidi (in genere anche amari) - Amminoacidi responsabili dei sapori dei formaggi (ma anche di alcuni difetti). pagg. 146 e 147. Tirosina isolata appunto dal formaggio: dal greco tyròs- formaggio. Presente in forma cristallina nel Grana Padano e nel Parmigiano Reggiano DOP. Durante la maturazione gli amminoacidi possono essere degradati da batteri lattici e altri microrganismi Simpson, pag. 475 Determinazione dell aroma legato alla presenza di aldeidi, alcoli e acidi derivati da amminoacidi aromatici, a catena ramificata e solforati CK anche Simpson, cap. 16, pag. 304->; cap. 18, pag. 337; ; 350; 367-8; ; 473;

12 Metabolismo degli amminoacidi - Eliminazione del gruppo carbossilico: produzione di ammine biogene - Metabolismo del gruppo amminico - Metabolismo della catena carboniosa

13 1- Eliminazione del gruppo carbossilico: produzione di ammine biogene ALCUNE AMMINE BIOGENE Amminoacido Ammina formatasi Distribuzione e funzione Lisina Cadaverina Ribosomi, batteri Ornitina Putrescina Ribosomi, batteri Metionina (-> Spermidina, spermina) (Ribosomi, sperma) Arginina Agmatina Batteri (flora intestinale) Serina Etanolammina Fosfatidi Treonina Propanolammina Vitamina B12 Cisteina Cisteammina Coenzima A Acido aspartico -alanina Coenzima A, acido pantotenico Acido glutammico Acido -amminobutirrico Cervello (blocca i gangli) Istidina Istamina Attiva sulla pressione del sangue Tirosina Tiramina Fa contrarre l utero Dopamina Ormone tessutale 3,4-diidrossifenilalanina (->Adrenalina) (->Ormone) Triptofano Triptammina Ormone? 5-idrossitriptofano Serotonina (->Melatonina) Ormone tessutale Metionina (SAM) e cadaverina concorrono alla formazione di spermina e spermidina

14 Lisina > cadaverina Ornitina > putresceina Istidina > Istamina Glutammato > acido -amminobutirrico GABA Tirosina > tirammina Triptofano > triptammina

15 Le ammine biogene sono presenti in: formaggio, vino, birra, vegetali, pesce e carne. La loro importanza nei prodotti alimentari è dovuta a due importanti ragioni: 1) se presenti in quantità elevate ed ingerite, possono avere effetti tossici. La tiramina (da Tyr) e l istamina (da His) sono state associate a sensazione di bruciore alla gola, vampate di calore, mal di testa, nausea, ipertensione, paralisi e formicolio delle labbra, accelerazione del polso e vomito. 2- sono indice di qualità dei prodotti alimentari e di un loro eventuale deterioramento L industria alimentare ha perciò sviluppato metodi per la loro determinazione a scopo di ricerca, salute e sicurezza, nonché per il controllo della qualità alimentare Esempio: L istamina può provocare avvelenamento da pesce (sgombro maccarello (pesce azzurro), tonno, ecc. In questi casi sono importanti le pratiche di post-raccolta- raffreddamento.

16 2- Eliminazione del gruppo NH 2 Organismi ureotelici (urea) ammoniotelici (NH 4 + ) uricotelici (acido urico) uomo e squali** pesci ossei rettili e uccelli **Per migliorare il gusto della carne di squalo, si deve allontanare il sangue immediatamente dopo la sua uccisione per evitare l azione della ureasi sull urea che produce CO 2 e NH 3 ; Sumner);

17 AMMINOACIDI GLUCOGENICI: Formano precursori della gluconeogenesi - Piruvato - fumarato - Ossalacetato - -chetoglutarato - Succinil-CoA AMMINOACIDI CHETOGENICI: formano acetil-coa, acetoacetil CoA, precursori dei Corpi CHETONICI: GLUCOSIO Acetone Acido acetoacetico Acido beta-idrossibutirrico

18 ** * * * * ** * * * * *Chetogenici e glucogenici ** Chetogenici

19 - Metabolismo del gruppo amminico 1- Transamminasi 2- Glutammato deidrogenasi Transamminasi L- amminoacido (1) + -chetoacido (2) -chetoacido (1) + amminoacido (2) - La specificità delle transamminasi è duplice: per l -chetoacido (più elevata) e per l amminoacido Es. Glutammico-piruvato transamminasi (GPT) L-alanina + -chetoglutarato Glutammico-ossalacetato transamminasi (GOT) L-aspartato + -chetoglutarato Piruvato + glutammato Ossalacetato + glutammato

22 La glutammina trasporta l ammoniaca nel torrente circolatorio.

23 NEL MUSCOLO L alanina trasporta lo ione ammonio dal muscolo scheletrico al fegato in forma non tossica -chetoglutarato - Glutammato deidrogenasi - Transamminazione con ossalacetato

24 Glutammato deidrogenasi

25 Ciclo dell Urea o dell ornitina - Inizia nel mitocondrio - prosegue nel citosol 3 2 I 1 Carbamil-P sintetasi II citosolica (biosintesi delle pirimidine) Trasporto di Asp nel citosol Il fumarato entra nei mitocondri

30 Vie cataboliche di alanina, glicina, serina, cisteina, triptofano e treonina G/C

31 * Assenza o carenza di tirosinasi (via della sintesi di melanine) determina l albinismo Catabolismo di: Lys* Leu* * Phe Tyr Trp Ile C

38 Malattia delle urine a sciroppo d acero

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