GLUCIDI Caratteristiche generali I glucidi, chiamati anche (impropriamente) carboidrati, sono sostanze chimiche composte da carbonio, idrogeno e ossigeno e possono essere definiti come derivati di alcoli polivalenti. Dal punto di vista chimico sono costituiti da Carbonio, Idrogeno e Ossigeno nel rapporto 1:2:1 Sono i costituenti più abbondanti nelle cellule vegetali. Vengono sintetizzati grazie alla fotosintesi clorofilliana. Nel corpo umano costituiscono soltanto l 1% del peso corporeo. Forniscono circa 4 kcal/g. Classificazione GLUCIDI SEMPLICI GLUCIDI COMPLESSI classe n. di unità di base monosaccaridi 1 disaccaridi 2 polisaccaridi 300 30.000 Principali rappresentanti Glucosio, fruttosio, galattosio Saccarosio, lattosio, maltosio Amido, glicogeno, cellulosa Glucidi semplici Gli zuccheri semplici si suddividono in monosaccaridi, la cui molecola è formata da una singola unità, e disaccaridi, nei quali ciascuna molecola è formata da due unità di monosaccaridi. - monosaccaridi Glucosio: è il glucide più importante e abbondante in natura, si trova nella frutta e nei vegetali. Fruttosio: è lo zucchero della frutta, presente anche nel miele. Galattosio: non si trova allo stato libero ma combinato (è un costituente del lattosio e di alcuni glucidi complessi)
Strutture dell alfa-glucosio e del beta-glucosio Strutture dell alfa-fruttosio e del beta-fruttosio - disaccaridi Saccarosio (alfa-glucosio + beta-fruttosio): è lo zucchero da tavola si ottiene dalla barbabietola e dalla canna da zucchero. Saccarosio Maltosio (alfa-glucosio + beta-glucosio): è lo zucchero del malto (chicchi dei cereali geminati), si ottiene per idrolisi dell amido. Lattosio (alfa-glucosio + beta-galattosio): è lo zucchero del latte, per fermentazione lattica dà acido lattico.
Formazione del lattosio dal beta-galattosio e dall alfa-glucosio Scissione del lattosio nell intestino ad opera dell enzima lattasi Glucidi complessi I polisaccaridi Negli zuccheri complessi la molecola è formata dall unione di molte unità di monosaccaridi (più di 10) disposte in lunghe catene, lineari o ramificate (alcuni esempi: amido, glicogeno, cellulosa)
Amido È la riserva energetica più importante dei vegetali. La molecola è formata da circa 1000 molecole di glucosio (polimero del glucosio). E formato da un miscuglio di due polimeri del glucosio, l amilosio (20%) lineare e l amilopectina (80%) ramificato. Si accumula nei semi e nei tuberi è quindi il componente principale di cereali, legumi e patate. E' presente sotto forma di granuli a struttura semicristallina: la cottura dei cibi altera tale struttura (processo di gelatinizzazione), rendendo l'amido digeribile (attraverso l azione di enzimi scisso in glucosio che passa nel sangue ed arriva nelle cellule). Glicogeno Polimero del glucosio con forma ramificata superiore a quella dell amilopectina. Si accumula nel fegato e nei muscoli dove è comunque presente in modeste quantità (circa 350 grammi). Viene rapidamente degradato in glucosio ed acido lattico. L'importanza biologica è fondamentale poiché rappresenta, nei muscoli, una riserva energetica a rapida utilizzazione e nel fegato un deposito indispensabile per mantenere costante il glucosio nel sangue (la glicemia). Visione schematica bidimensionale di una sezione di glicogeno. Una proteina centrale diglicogenina è circondata da ramificazioni di unità di glucosio. L'intero granulo globulare può contenere, approssimativamente, 30 000 unità di glucosio.
Confronto tra struttura ramificata dell amido e quella lineare della cellulosa I polisaccaridi delle fibre vegetali Sono i principali componenti della fibra vegetale. Alcuni esempi di questi polisaccaridi sono: cellulosa, emicellulosa, pectine. Costituenti le pareti cellulari. Nelle legno abbonda anche la lignina.
Cellulosa Polimero del beta-glucosio, è composta da circa 300 a 5.000 unità. Catene lineari di cellulosa legate tra loro da legami ad Idrogeno Principale elemento costitutivo delle pareti delle cellule vegetali (conferisce rigidità ai tessuti vegetali). Non è digeribile dall organismo umano (mancano gli enzimi nell apparato digerente, presenti invece in quello dei ruminanti). Costituisce il 25% delle fibre vegetali presenti nei cereali, nella frutta e nella verdura. Fa parte delle fibre alimentari non solubili in acqua.
Costituenti principali di un chicco di frumento Emicellulose Composto dall'unione di più monosaccaridi differenti, inoltre hanno una struttura ramificata e non fibrosa come la cellulosa. Facilmente idratabili se a contatto con acqua (la assorbono) in questo facilitano il flusso intestinale. Sono presenti insieme alla cellulosa nel cementare la parete cellulare. Costituiscono circa il 50% delle fibre vegetali contenute nei cereali, frutta e verdura. Fa parte delle fibre alimentari non solubili in acqua. Non è digeribile. Pectine Composto dall'unione di più monosaccaridi differenti, la pectina è un carboidrato indigeribile che cementifica lo spazio tra una microfibrilla di cellulosa e l altra (nelle pareti cellulari) e tra una cellula vegetale e l'altra, tenendole unite e dando croccantezza a frutta o verdura. Sono molto abbondanti nella frutta (soprattutto mele ed agrumi) costituendo circa il 25% delle fibre presenti e nelle verdure (carote e patate). E una fibra solubile, cioè che a contatto con i liquidi dell intestino (che contengono acqua) forma un gel che ne migliora la funzionalità nell assorbimento delle sostanze (controlla la glicemia e la colesterolemia). Ogni frutto ha una percentuale di pectina variabile a seconda della specie e della sua età di maturazione. Con il procedere della maturazione il legame creato dalle pectine si scioglie e il frutto perde consistenza. Due mele e due arance contengono la quantità giornaliera di pectina raccomandata (15 grammi). In soluzione acida e con zuccheri formano dei gel ( marmellata). Funzione nell organismo I glucidi (carboidrati) presentano una duplice funzione, plastica ed energetica: Plastica (come ad es. il galattosio), in quanto entrano nella costituzione delle cellule, della sostanza extracellulare cioè costituenti delle fibre che avvolgono e proteggono i nervi. Energetica, in quanto forniscono all'organismo energia per le prestazioni funzionali. L'organismo, in condizioni di riposo, consuma 160g di glucosio al giorno, di cui 120g vengono utilizzati dal cervello (questo è uno dei motivi per i quali non bisognerebbe mai assumere meno di 160g di carboidrati al giorno).
Fabbisogno L'assunzione complessiva raccomandata di carboidrati è intorno al 55-60% dell'energia totale. Poiché l'organismo ha la capacità di sintetizzare i glucidi da altri nutrienti, i glucidi non possono essere considerati propriamente nutrienti essenziali; esiste tuttavia la necessità di mantenere il livello di glicemia entro un intervallo di valori adeguato al fabbisogno del sistema nervoso centrale e degli eritrociti (globuli rossi). Nell'intestino tenue tutti i carboidrati vengono scissi nei monosaccaridi: glucosio, fruttosio, galattosio, levulosio. Arrivati al fegato attraverso il sangue, vengono trasformati in glucosio che può essere utilizzato dall organismo. Quando nell'organismo vi è una quantità superiore di glucosio a quella necessaria per l'energia immediata, il corpo trasforma questa quantità in eccedenza in glicogeno muscolare. Solo dopo che si sono ristabilite le riserve di glicogeno, il corpo prende il rimanente glucosio dal sangue e lo immagazzina come grasso. Il consumo di zuccheri semplici non dovrebbe tuttavia superare il 10-12% delle calorie totali. Gli zuccheri semplici infatti forniscono soltanto energia. Gli alimenti contenenti carboidrati complessi, invece, oltre a fornire energia a più lento rilascio, rispetto a quelli semplici, apportano anche altri nutrienti fondamentali all'equilibrio generale della dieta. Le fibre vegetali negli alimenti: attività protettiva sulle funzioni fisiologiche e la prevenzione di patologie Le fibre vegetali non hanno alcun valore nutritivo per l uomo. Non sono infatti degradate dagli enzimi digestivi e quindi, non essendo assimilate, non apportano calorie. Le fibre abbassano la glicemia dopo il pasto, rallentano l assorbimento di acidi grassi e colesterolo, accelerano il transito intestinale, danno senso di sazietà. Le fibre vegetali sono una componente spesso misconosciuta e sottovalutata della nostra alimentazione, che esercita un attività protettiva diretta sull intestino ed indiretta sul metabolismo riducendo i rischi delle malattie metaboliche e neoplastiche. Sono costituite da una frazione polisaccaridica (cellulosa, emicellulosa e pectine) e da una frazione non-polisaccaridica (lignina). La distinzione più importante è però quella tra le fibre idrosolubili e le fibre non idrosolubili in quanto è proprio in rapporto alla solubilità in acqua che varia la loro attività biologica. Le fibre idrosolubili e non idrosolubili sono presenti contemporaneamente negli alimenti vegetali. Le fibre non idrosolubili agiscono direttamente sull intestino regolando le attività funzionali e svolgendo azione protettiva nei confronti delle diverticolosi e delle neoplasie. Prevalgono nei cereali. Le fibre idrosolubili esercitano un effetto indiretto ritardante sulla digestione provocando conseguentemente un assorbimento più graduale del glucosio e degli acidi grassi (es. colesterolo), con limitazione dell assorbimento e riduzione del rischio delle malattie metaboliche. Prevalgono nei legumi. Razione giornaliera raccomandata: circa 20-35 grammi/die (con un rapporto 3/1 tra fibre non idrosolubili e idrosolubili in acqua)