CAPITOLUL III ALIMENTELE

ALIMENTELE - FACTOR DE MEDIUIgiena este ştiinţa sau ramură a ştiinţelor medicale care se ocupă cu studiul factorilor de mediu care au influenţă asupra stării de sănătate a omului. Prin factori de mediu se înţeleg: alimentele şi mediul (apă, aer, sol). Factorii de mediu pot fi sanogeni sau patogeni

Alimentul – factor sanogen Alimentul – factor sanogen influenţă favorabilă asupra sănătăţii

Alimentele sunt produse comestibile de origine vegetală sau animală, care se pot consuma în stare proaspătă sau conservată. Au proprietatea ca în urma unor transformări să elibereze energia necesară menţinerii vieţii – sunt factori de mediu indispensabili vieţii.

Alimentele se clasifică în opt grupe alimentare : 1. lapte şi derivate; 2. carne şi derivate; 3. ouă; 4. fructe şi legume; 5. cereale şi leguminoase; 6. produse zaharoase; 7. grăsimi alimentare 8. băuturi alcoolice şi nealcoolice.

Alimentul – factor sanogen Alimentul – factor sanogen

Alimentele conţin diferite clase de compuşi, cunoscute sub numele de trofine sau principi (factori) nutritivi : proteine, lipide, glucide, vitamine, săruri minerale. Factorii nutritivi îndeplinesc în organism diferite roluri : plastice, energetice, catalitice etc.

Unii principi nutritivi se pot sintetiza în organism numai dacă acesta dispune de precursorii adecvaţi. Există şi substanţe active care nu pot fi sintetizate de organism şi trebuie preluate ca atare din mediu prin alimentaţie numite esentiale: aminoacizi esenţiali, acizi graşi esenţiali, elemente minerale, vitamine etc.

Între om şi alimente se stabilesc relaţii strânse pe tot parcursul vieţii şi chiar şi înainte de naştere. Pentru asigurarea unei stări de nutriţie normală este necesar ca alimentele să aducă toate substanţele nutritive în cantitatea optimă.

Necesităţile nutritive diferă, depinzând de vârstă, sex, greutate corporală, intensitatea şi tipul activităţii depuse, condiţii climaterice etc.

Alimentul – factor sanogen Alimentul – factor sanogen

Omul are nevoie de energie atât pentru existenţa sa cât şi pentru asigurarea activităţii sale zilnice. Această energie se eliberează prin metabolizarea (descompunerea, arderea) compuşilor organici. Energia eliberată este utilizată de către organismul uman pentru:

activitatea unor organe vitale, metabolismul bazal (60-70%),activitatea musculară (20-30%),asigurarea unei temperaturi constante (10-15%),refacerea uzurii organismului.

Metabolismul bazal este o nevoie de fond sau de întreţinere reprezentând energia necesară funcţiilor vitale ale organismului : respiraţie, circulaţia sanguină, sinteza unor compuşi organici, trecerea ionilor prin membrane. Cantitatea totală de energie este utilizată de diferitele organe în proporţii diferite : ficat (27%), creier (19%), muşchii scheletici (18%), inimă (10%), rinichi (7%).

Energia cheltuită de către organism se exprimă în kcal (cantitatea de energie necesara ridicării temperaturii a 1 kg apă de la 15 la 16 C) sau kJ (cantitatea de energie cheltuită pentru deplasarea unui corp de 1 kg pe o distanţă de 1 m cu o forţă de 1 N (1N forţa imprimată unui corp de 1 kg pentru deplasarea lui cu o acceleraţie

de 1m/s2) 1 kcal = 4,185kJ.

Alimentul – factor de patogeneză Alimentul – factor de patogeneză influenţă negativă asupra sănătăţii (poluanţi, contaminanţi, microorganisme).

Degradarea unui aliment reprezintă procesul de modificare a proprietăţilor nutritive, fără o pierdere obligatorie a calităţilor organoleptice. Mulţi factori nutritivi mai fragili se distrug fără modificarea proprietăţilor organoleptice. Fenomenul de degradare este o consecinţă a înmulţirii prelucrărilor sau a nerespectării reţetei de preparare. Prelucrarea culinară şi industrială are ca scop obţinerea unor calitati suplimentare cum ar fi: inactivarea unor agenţi patogeni, digerabilitate crescută, modificarea favorabilă a proprietăţilor organoleptice. Prelucrarea alimentului presupune operaţiuni mecanice (curăţare, spălare), tratamente termice (încălzire directă la flacără, indirectă cu radiaţie IR, microunde, fierbere în vapori de apă) şi tratamente chimice (fierbere în soluţii acide sau bazice, extracţii cu diferiţi solvenţi, hidrolize chimice şi enzimatice). Prelucrarea prezintă şi inconveniente, cum ar fi degradarea, pierderea şi inactivarea unor factori nutritivi. O mărunţire avansată şi spălare prelungită duce la pierderea compuşilor solubili (săruri minerale). Prin pierderea majoritara a cationilor se modifica bilanţul mineral al alimentului (acţiune acidifiantă). În vederea facilitării fierberii de multe ori se adaugă bicarbonat de sodiu. Tratamentele termice afectează conţinutul în vitamine uşor oxidabile.

Alimentul – factor de patogeneză Alimentul – factor de patogeneză

Prin alterare se înţelege modificarea proprietăţilor organoleptice ale alimentului fără modificarea obligatorie a proprietăţilor nutritive. Apar de regulă şi modificări ale proprietăţilor nutritive putând dobândi chiar proprietăţi nocive.

Impurificarea alimentului presupune apariţia unor compuşi străini de natura alimentului, indiferent dacă este vorba de agenţi biologici sau chimici.Se consideră substanţe străine de natura alimentului, substanţele care ajung în aliment şi nu au nici o valoare nutritivă. Ele se împart în 2 clase : aditivi şi poluanţi propriu-zis.

Aditivii sunt substanţe chimice adăugate în mod deliberat pe baza unei justificări tehnologice, în cantităţi controlabile şi cu condiţia inocuităţii lor. Adăugarea aditivilor este acceptată dacă măresc calitatea produselor (amelioranţi), micşorează pierderile de factori nutritivi sau măresc stabilitatea (conservanţi), favorizează desfăşurarea procesului tehnologic (lubrefianţi) etc. Aditivii alimentari pot produce în timp diferite afecţiuni. Clasificarea lor poate fi făcută în funcţie de scopul în care sunt folosiţi.

antisepticiantibiotici

conservanţi antioxidanţiconservanţi de textură şi constituţie

Aditivi aromatizanţi

amelioranţi îndulcitori (edulcoranţi)coloranţi

Poluanţii alimentari : constituie o grupă foarte numeroasă de substanţe, care pot ajunge în alimente în mod imprevizibil şi necontrolat, pe baza adăugării ilicite sau a manipulărilor necorespunzătoare. Prezenţa lor în alimente nu este acceptată decât fortuit şi în concentraţii care nu constituie o ameninţare pentru sănătatea omului. Alimentele au capacitatea de a acumula şi concentra noxele din natură şi chiar capacitatea de a le genera în condiţiile unei tehnologii de preparare necorespunzătoare. Clasificarea lor poate fi făcută după sursa de poluare.

compuşi proveniţi din apă, aer, sol şi vegetale biostimulatori utilizaţi în agronomie şi zootehnie

Poluanti pesticide substanţe care ajung în alimente din ambalaje şi utilaje substanţe chimice care se formează în alimente în

anumite condiţii.

Din punct de vedere sanitar prezenţa oricărei substanţe străine ridică multe probleme deoarece aceste substanţe, inclusiv aditivii, au un anumit grad de toxicitate. Nivelul concentraţiei acestor compuşi este reglementată de legislaţia sanitară a fiecărei ţări. În mod general se admite o cantitate maximă admisă, cunoscută sub numele de doză zilnică admisă DZA, prin care se înţelege cantitatea dintr-un aditiv alimentar, exprimată în mg/kg corp, care poate fi ingerată zilnic în timpul vieţii, fără ca să prezinte riscuri. În ceea ce priveşte poluanţii propriu-zis nu poate fi vorba de o doză admisă ci mai degrabă de o toleranţă a unei concentraţii existente care nu determină intoxicarea organismului.

Insalubrizarea unui aliment presupune transformarea lui într-un produs nociv pentru organism. Insalubrizarea se poate realiza şi prin contaminare chimica sau microbilogică.

Micotoxinele - creşterea mucegaiurilor pe produsele alimentare afectează alimentul în două moduri: modificarea proprietăţilor organoleptice şi insalubrizarea lor cu diferiţi compuşi de metabolizare cu acţiune toxică, generaţi în anumite condiţii de mediu de diferite microorganisme.

1.1.3. COMPOZIŢIA CHIMICĂ A ALIMENTELOR

Alimentele, fiind produse de natură biologică, au o compoziţie chimică deosebit de complexă), conţinând apă şi substanţă uscată de natură organică (proteine, glucide, lipide, vitamine) şi anorganică (săruri minerale). Funcţie de concentraţie acestea se pot clasifica în

macrocomponenţi: proteine, glucide, lipide şi apă

microcomponenţi: vitamine, săruri minerale etc.

Alimente

Apă Substantăuscată

Substanţeminerale

Substanţeorganice

1.2. APA

Apa este cel mai abundent component al alimentelor într-un procent mai mare sau mai mic

Salată şi tomate 95 Fructe uscate 18Varză şi brocoli 92 Unt, margarină 16Morcovi şi cartofi 90 Făină 12Citrice 87 Paste 12Mere şi cireşe 85 Lapte praf 4Carne pui 72 Bere 90Brânză 37 Suc de fructe 87Pâine 35 Lapte 87Salam 30 Whisky 60Miere 20

Conţinutul de apă influenţează calitatea şi conservarea alimentelor:- O pierderea excesivă de apă duce la scăderea calităţii alimentelor (aspect şi proprietăţi organoleptice), - Indicator al perisabilităţii alimentului- Alimentele cu un conţinut scăzut de apă se conservă mai uşor

Structura apei

- MH2O = 18

- Legătura O-H: covalentă polară, lungimea legăturii 0,96 A, unghi 104,50.

- Moleculă polară: (Hδ+, Oδ-)

- Prin comparaţie cu hidrurile elementelor alăturate din sistemul periodic, care

sunt gaze. În condiţii normale LICHID

- Între moleculele: legături puternice prin punţi hidrogen, distanţa 1,80 A.

- Atomul de oxigen se găseşte în centru unui tetraedru în care 2 laturi sunt

constituite de legături iar celelalte două de punţile de hidrogen cu alţi doi atomi

de hidrogen de la moleculele vecine.

- Moleculele de apă se asociază,

astfel încât masa moleculară

pare a fi mult mai mare.

O

H

OH

H OH

HH

OO

HH H

H

- Modificarea densităţii - apa lichidă la 0OC are densitatea de 0,9998 g / mL, iar în stare solidă 0,9168 g/mL, ceea ce duce la o creştere a volumului de 9%. - Relaţia între cele trei stări de agregare, lichidă, solidă şi vapori, este prezentată în diagrama de faze.

-Deshidratarea prin îngheţare. Extractele compuşilor sensibili din diferite alimente, de exemplu cafea instant, prima dată sunt îngheţate şi apoi plasate în vid înaintat. Căldura latentă de sublimare pentru gheaţă este de 2813 J/g. Această valoare mare semnifică faptul că atunci când vidul acţionează asupra materialului îngheţat, temperatura poate scădea atât de mult încât apa să nu mai poată fi înlăturată cu o viteză satisfăcătoare. În procesele industriale acest fenomen este contracarat prin încălzirea radiantă a materialului îngheţat până când apa este înlăturată total, proces cunoscut sub denumirea de uscare accelerată prin îngheţare.

În alimente se găseşte sub diferite forme, funcţie de mediul în care se găseşte,

respectiv interacţiunile cu moleculele înconjurătoare.-Apă liberă: este liberă de orice alt constituent, fiecare moleculă de apă este

înconjurată de alte molecule de apă. Are proprietăţi identice cu cele ale apei

pure (punct de fierbere, topire, densitate, compresibilitate, căldură de

vaporizare, spectru de absorbţie). -Apă capilară: este menţinută în canalele înguste dintre diferiţii componenţi,

datorită forţelor de capilaritate. Apa este menţinută în spaţii din interiorul

alimentului care sunt înconjurate de bariere fizice care previn pierderea

facilă a apei. Moleculele sunt implicate în interacţiuni normale cu alte

molecule de apă, deci proprietăţile sunt similare cu ale apei libere. -Apă legată fizic: moleculele se găsesc în contact molecular cu alte molecule

(proteine, carbohidraţi, vitamine). Legăturile dintre moleculele de apă şi

aceşti constituenţi imprimă apei proprietăţi diferite faţă de apa liberă.

-Apă legată chimic: sub formă de apă de cristalizare NaSO4.10H20. Aceste

legături sunt mai puternice decât legătura dintre moleculele apei libere, prin

urmare are alte proprietăţi decât apa liberă: punct de topire mai scăzut,

punct de fierbere mai mare, densitate mai mare, compresibilitate mai mică

etc.

A. Apa legată fizic de carbohidraţiGlucoza reţine 3.7 molecule de apă. Distanţa dintre grupările hidroxil de pe aceeaşi parte a ciclului piranozic este de 4,86 A, valoare foarte apropiată de distanţa dintre atomii de oxigen din acelaşi plan (4,9 A) din apa lichidă. Tendinţa ca glucoza să retardeze procesul de formare a cristalelor de gheaţă se poate explica pe baza faptului că structura ei se potriveşte cu cea a apei lichide şi nu cu matricea apei îngheţate (4,5 A). Proprietăţile anticongelante a altor substanţe, cum ar fi glicerina sau etilenglicolul se bazează pe acelaşi principiu.

B. Apa legată fizic de proteineApa influenţează foarte mult comportamentul proteinelor. O moleculă proteică prezintă trei tipuri de grupări, funcţie de natura grupărilor din lanţul lateral al aminoacidului:

-grupări încărcate cu sarcină (acid glutamic -CH2-CH2-COO- sau lisină - (CH2)4NH3

+), -grupe polare neutre (serină -CH2OH sau acid glutamic -CH2-CH2-COOH la valori mici ale pH-ului),-grupări nepolare (valină -CH-(CH3)2 sau metionină -CH2-CH2-S-CH3).

Valorile pH-ului vor influenţa major comportamentul grupărilor ionizabile.-Grupările acide ionizate pot lega 2-6 molecule de apă.-Grupele neionizate din lanţurile laterale pot lega până la 4 molecule de apă.

Alimentele sunt materiale heterogene care conţin apă în diferite forme de

agregare respectiv tipuri diferite (liberă, capilară sau legată).

Proprietăţile fizico-chimice diferă foarte mult. Determinarea umidităţii poate

ridica probleme.

Metodele analitice prezintă sensibile mai mare pentru un anumit tip de apă.

Aceasta înseamnă că valoarea umidităţii pentru un aliment dat depinde de

tehnica analitică utilizată la determinare.

Uneori este necesară determinarea conţinutului de apă dintr-un anumit mediu

(liberă, capilară) şi nu conţinutul total de apă. De exemplu viteza de dezvoltare

microbială într-un aliment depinde de apa liberă prezentă în aliment şi nu este

necesară determinarea conţinutului total de apă.

Există tehnici analitice care pot oferi informaţii privind fracţia relativă de apă

din diferite forme (RMN)

1.3. SUBSTANŢELE MINERALE

-Substanţele minerale se găsesc în alimente sub formă de săruri sau în combinaţie cu proteinele (cazeinat de calciu, fierul în hemoglobină). -Cantitatea şi felul substanţelor minerale depind de natura alimentului. Procentul de substanţe minerale variază 0,3-1,8% în fructe şi legume proaspete, 1,7-1,9% în grâu, 1,1% in ouă 0,8-1,1% în carne, 0,6-0,7% în lapte.-Cerinţele organismului în raport cu cantitatea de minerale face ca acestea să se împartă în două categorii :

-macroelemente (K, Na, Ca, Mg, Fe, P, Cl, S),-microelemente (Cu, Mn, Cr, I, Br, F).

Unele elemente, chiar în doze extrem de mici sunt foarte toxice pentru organism (Pb, Zn, As, Sn) fapt pentru care prezenţa lor este strict limitată sau chiar interzisă.Ca şi P au o importanţă deosebită în formarea ţesutului osos. Asimilarea calciului în organism este influenţată de prezenţa combinaţiilor cu fosfor din alimente. Raportul optim Ca/P este de 1/3 – 1/5. Calciul influenţează de asemenea şi procesul de coagulare al sângelui iar fosforul participă la metabolizarea glucidelor şi lipidelor. Fe intră în compoziţia hemoglobineiNa se găseşte în cantităţi mici în produsele naturale, de aceea este introdus sub formă de clorură de sodiu, în procesul tehnologic de preparare. Are un rol important în reglarea presiunii osmotice şi menţinerea echilibrului acido-bazic. Cantităţi excesive dăunează însă sănătăţii.

1.4. PROTEINE ALIMENTARE

Protidele sunt molecule complexe formate din C, H, O, N, SDupă gradul de peptizare se împart în aminoacizi, peptide şi macropeptide

Aminoacizi

Peptide Oligopeptide

Polipeptide

Protide Holoproteine Fibrilare Colagen, Elastine, Cheratine

Globulare Albumine, Globuline, Histone

Protamine

Macropeptide

(proteine)

Heteroproteine Lipoproteine, Gluteline,Fosfoproteine,

Metaloproteine, Nucleoproteine,

Glicoproteine

În proteinele alimentare există 20 aminoacizi, dintre care 9 sunt esenţiali - nu pot

fi sintetizaţi de organismul uman şi trebuie preluaţi din alimente

În funcţie de rolul lor în organism distingem :

- aminoacizi indispensabili (leucina, izoleucina, valina, triptofan,

fenilalanina, metionina, treonina, lizina, histidina),

- aminoacizi condiţional indispensabili (prolina, serina, arginina,

tirozina, cisteina, taurina, glicina)

- aminoacizi dispensabili (acid glutamic, ac. aspartic, alanina).

Acizii dispensabili au şi ei o importanţă deosebită în structura proteinelor dar ei

pot fi sintetizaţi de organismul uman prin mecanism de transaminare din alţi

aminoacizi.

În anumite condiţii însă unii aminoacizi pot deveni esenţiali. De exemplu arginina

în stări de malnutriţie sau stări septice devine indispensabilă.

AMINOACIZIICOOH

CH2

H2N

glicocol

COOH

CH

CH3

H2N

alaninã

COOH

CHH2N

valinã

COOH

CHH2N

CH2

CH

CH3

H3C

CH

CH3

H3C

leucinã

CH CH3

CH2

CH3

COOH

CHH2N

izoleucinã

COOH

CHH2N

CH2

fenil-alaninã

N

H

COOH

prolinã

(E) (E)

(E)(E)

COOH

CHH2N

CH2

OH

serinã

COOH

CHH2N

CH OH

CH3

treoninã

COOH

CHH2N

CH2

SH

cisteinã

COOH

CHH2N

CH2

S S

COOH

CHH2N

CH2

cistinã

COOH

CHH2N

CH2

CH2

S CH3

metioninã (E)

COOH

CHH2N

CH2

triptofan (E)

COOH

CHH2N

CH2

OH

tirozinã

COOH

CHH2N

CH2

CO

NH2

COOH

CHH2N

CH2

CH2

CO NH2

asparaginã glutaminã

COOH

CHH2N

CH2

COOH

COOH

CHH2N

CH2

CH2

COOH

ac. aspartic ac. glutamic

COOH

CHH2N

CH2

CH2

CH2

CH2

NH2

COOH

CHH2N

CH2

CH2

CH2

N N CNH

NH2

COOH

CHH2N

CH2

NH

N

histidinã (E)lizinã (E)argininã (E)

PEPTIDELE - reacţia grupării acide (COOH) a unui aminoacid cu gruparea

aminică (NH2) a altui aminoacid când se formează legătura peptidică şi se elimină o

moleculă de apă. În funcţie de gradul de peptizare avem oligoproteine – lanţuri de

maximum 10 aminoacizi şi polipeptide – peste 10 aminoacizi. În alimente se găsesc

ca atare sau în urma hidrolizei proteinelor sub acţiunea unor enzime specifice. În

alimentele de natură animală întâlnim carnozina şi anserina iar în produsele

vegetale – glutadionul.

PROTEINELE – compuşi macromoleculari, masă moleculară mare; legături

peptidice; structura liniară

Fiecare proteină, pe o lungime definită are o secvenţă specifică unică de aminoacizi.

După compoziţia chimică se disting

- proteinele simple sau holoproteinele (în urma hidrolizei sunt eliberaţi

numai aminoacizi)

- proteinele conjugate sau heteroproteinele (alături de aminoacizi conţin şi

grupări neproteice - grupări prostetice).

Proteine simple

Albuminele-proprietăţi fizice : solubile în apă, coagulează la cald-caracteristici nutriţionale : proteine de înaltă calitate, bogate în lizină-surse : produse animale - lapte, albuş de ou

produse vegetale – cereale.Globuline

-proprietăţi fizice : insolubile în apă, coagulează la cald-caracteristici nutriţionale : conţinut ridicat de lizină-surse : cele din regnul animal sunt mai bine echilibrate cele din regnul vegetal sunt deficitare în metionină

Glutelinele-proprietăţi fizice : foarte greu solubile în apa, nu coagulează la cald-caracteristici nutriţionale : conţinut moderat de lizină

-surse : în regnul vegetal – cerealeProlaminele

-proprietăţi fizice : solubile în alcool, nu coagulează la cald-caracteristici nutriţionale : calitate moderata datorită absenţei lizinei şi triptofanului

Histaminele-proprietăţi fizice : solubile în apa, nu coagulează la cald-caracteristici nutriţionale : predomină aminoacizii bazici,

calitate redusă datorită aminoacizilor cu sulf

Protamine-proprietăţi fizice : solubile în apă, nu coagulează la cald-caracteristici nutriţionale : predomina aminoacizii bazici.

Scleroproteinele-proprietăţi fizice : insolubile sau foarte greu solubile în apă, ex.

colagenul prin fierbere duce la formarea gelatinei,-se caracterizează prin conţinut ridicat în hidroxiprolină (ţesut

conjunctiv) şi cisteină (fanere)-caracteristici nutriţionale : valoare nutritivă mediocră, absnţa

triptofanului şi uneori a lizinei. Gelatinele sunt digerabile,

elastinele şi cheratinele nu se digeră.-surse alimentare : regnul animal în ţesutul conjunctiv şi

fanere.

Proteinele conjugate

Fosfoproteidele-formate dintr-o componentă proteică şi acid fosforic ca şi grupare

prostetică-insolubile în apă şi acizi, solubile în baze-reprezentanţi : cazeina (fosfocazeinat de calciu) în lapte, vitelina în

gălbenuşul de ou.

Hemoglobina-proteine globulelor roşii din sângele vertebratelor, partea proteică

– globină 96%, partea prostetică – hem conţine Fe (II) 4%

Nucleoproteidele-formate dintr-o bază azotată (purinică sau pirimidinică), o

molecula de pentoză (riboză sau dezoxiriboză) şi acid fosforic-participă activ la procesele de transfer de energie :

ATP + H2O ADP + H3PO4

1.4.2. Proprietăţi chimice

-Solubilitatea - proteinele prezintă solubilităţi diferite în apă, soluţii saline, soluţii diluate de acizi sau baze, toate sunt insolubile însă în solvenţi organici.

-Punctul izoelectric – pH-ul la care proteinele au sarcina neta nula. Majoritatea proteinelor sunt electroliţi amfoteri datorită grupărilor amino si carboxil liber. Acestea pot fi ionizate sau neionizate funcţie de pH-ul mediului. In general moleculele proteinelor sunt amfiioni, purtând un exces de sarcina (+) si (-) :

RCCOOH RCCOOH + H+ NH2 NH3

+

RCCOOH RCCOO-

+ OH - NH2 NH2

-Capacitatea de tamponare – datorita prezentei grupărilor aminice cu caracter

bazic şi a grupărilor carboxil cu caracter acid.

-Precipitarea trecerea proteinelor din stare dizolvata in stare solida, de compus greu solubil. Procesul poate fi reversibil sau ireversibil.

In soluţii diluate de electroliţi, ionii adsorbiţi pe suprafaţa proteinei duc la creşterea

solubilităţii.

In soluţii concentrate proteinele insa precipita, fenomenul fiind cunoscut sub numele

de salefiere. Concentraţia salina de precipitare diferă de la proteine la proteina.

Pe baza aceasta se pot separa amestecurile de proteine.

Precipitare separare dializă dizolvare

redobândirea activităţii biologice.

Dintre agenţii de precipitare reversibili se enumera sulfaţii de amoniu, magneziu si

sodiu.

Precipitări ireversibile însoţite de denaturarea proteinelor se pot realiza cu săruri ale

metalelor grele.

-Denaturarea trecerea proteinei dintr-o stare foarte ordonata într-o stare

dezordonată, pierzându-şi caracteristicile stării native prin

-dezorganizarea structurii terţiare şi secundare,

-prin ruperea legăturilor necovalente intra- şi inter- moleculare.

Denaturarea se poate realiza şi în urma acţiunii unor agenţi

-chimici (uree, detergenţi -dodecilsulfat de sodiu, alcool, variaţii mari de pH)

-fizici (temperatură, raze Rontgen, UV) sau mecanici (ultrasunete)

-Caracter de coloizi hidrofili reversibili – putând fixa cantităţi mari de apă. Gradul de îmbibare şi stabilitatea soluţiilor proteice prezintă un minim la punctul izoelectric, unde proteinele precipita foarte uşor.

-Hidroliza proteinelor – descompunerea în aminoacizii constituenţi, sub acţiunea

-acizilor (HCl – 6N)

-enzimelor proteolitice – proteaze.

1.4.3. Rolul proteinelor

- rol predominant plastic – participând la formarea, dezvoltarea, reinoirea şi

repararea ţesuturilor organismului, component de baza al protoplasmei celulare

- servesc ca structuri de rezistenta extracelulara : păr, unghii etc

- alături de apă participă la menţinerea echilibrului osmotic şi hidric al organismului.

- mentinerea echilibrului acido-bazic al organismului datorita caracterului lor

amfoter.

- rol catalitic în diverse reacţii biochimice celulare prin intermediul enzimelor

- vector informaţional între diferite grupuri de celule : hormoni proteici - insulina,

- sub formă de lipoproteine participă la transportul trigliceridelor, colesterolului,

fosfolipidelor şi a vitaminelor liposolubile.

- transportă oxigenul în organism : pigmenţi respiratori – hemoglobina.

- Intervin în mecanismul de apărare al organismului prin intermediul anticorpilor

- realizează mişcarea prin intermediul proteinelor contractile din muşchi

- rol secundar de sursă energetică 1g proteină generează 4 kcal.

1.4.4. Valoarea biologică a proteinelor alimentare

Calitatea proteinelor alimentare e dată de - conţinutul în aminoacizi, - coeficientul de utilizare digestivă.

În funcţie de calitatea lor se clasifică în trei categorii:

- Proteine complete : au valoare biologică mare, conţin toţi aminoacizii esenţiali, asigură creşterea organismului şi echilibrul proteic, (ex. proteine animale : miozina – carne ; ovoalbumina – ou ; caseina - lapte) -Proteine parţial complete : conţin toţi aminoacizii esenţiali dar în proporţii necoresopunzătorare, fiind necesare cantităţi duble pentru asigurarea dezvoltării organismului şi echilibrul proteic (ex. proteine vegetale : glicinina – soia ; legumelina - legume)

-Proteine incomplete : au valoare biologică redusă, sunt lipsite de 1-2 aminoacizi esenţiali, iar cei conţinuţi sunt în proporţie necorespunzătorare, nu pot asigura dezvoltarea organismului şi echilibrul proteic ( colagen - carne ; zeina – porumb).

Valoarea biologică a unor proteine deficitare poate fi ridicată prin - suplimentarea cu aminoacidul deficitar- ţinând cont de principiul complementarităţii : amestecarea a două

alimente cu valoare proteică scăzută (ex. : utilizarea derivatelor de cereale (lizina) în amestec cu derivatele din lapte (metionina şi cisteina). Calitatea proteinelor alimentare este evaluată comparativ cu proteinele din ou, acesta fiind luat ca termen de referinţă.

Aliment Ou Lapte Carne Soia Orez Grâu PorumbScor chimic 100 95 93 74 67 53 49

Eficienţa nutriţională a proteinelor e dependentă şi de utilizarea lor digestiva, proteinele de natura animală având o digestibilitate mai mare decât cele vegetale. Pentru aprecierea utilizării digestive a oricărui principiu activ se utilizează coeficientul de utilizare digestivă = diferenţa dintre cantitatea de principiu nutritiv ingerată (I) şi cantitatea eliminată prin fecale (F) şi raportată la cantitatea ingerată.

CUD = [(I-F) / I] x 100

Aliment Ou Lapte Carne Porumb Orez Faina Fasole

CUD 973 953 943 856 884 865 783

GLUCIDELE

Glucidele, zaharuri, substanţe hidrocarbonate sau hidraţi de carbon [Cn(H2O)n]

constituie cea mai răspândită substanţă organică de pe pământ.

Se întâlnesc atât în regnul vegetal cât şi cel animal. Plantele sintetizează glucide din

CO2 şi H2O sub acţiunea catalizatoare a clorofilei cu aportul energiei solare – prin

procesul de fotosinteza. Din acest motiv plantele sunt principala sursă de glucide.

Glucidele sunt compuşi ternari, conţinând C, H, O. Există şi aminozaharuri care

conţin azot. Sunt compuşi polihidroxicarbonilici, având ca şi grupare carbonilică o

aldehidă sau cetonă.

Aldoze trioze, tetroze,

Oze pentoze, hexoze, Cetoze heptoze

Glucide Oligozaharide : dizaharide, trizaharide, etc Holozide Ozide Polizaharide : homopoliglucide

heteropoliglucideHeterozide (glicozide)

Ozele sunt monozaharide sau zaharuri simple. În funcţie de gruparea carbonil avem aldoze şi cetoze. Monozaharidele conţin un număr de 3-7 atomi de carbon. Din punct de vedere al izomeriei optice se prezintă sub trei forme : levogir (-), dextrogir (+) şi racemic (inactiv optic). În natură se găsesc mai ales sub formă racemică. Cele mai importante monozaharide sunt:

-pentoze : riboza, ribuloza, xiloza, xiluloza, arabinoza.-hexoze : glucoza, fructoza, galactoza, ramnoza, manoza ;

HC

C

C

C

C

OH

OH

OH

OH

O

H

H

H

H2 H2

H

H

C

C

C

C

OH

OH

OH

C

O

OHH2

riboza ribuloza

Pentoze

H2

H

H

H

HC

C

C

C

C

OH

OH

OH

O

HO

xiloza

H2

C

C

C

C

OH

OH

C

O

OH

HO H

H

H2

xiluloza

H2

H

H

H

HC

C

C

C

C

OH

OH

OH

O

HO

arabinoza

Hexoze

C

C

C

C

C

C

O

OH

OH

OH

OH

HO

H

H

H

H

H2

glucoza

H2

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

O

OH

OH

OH

HO

HO

galactoza

H2

H

H

H

H

C

C

C

C

C

C

O

OH

OH

OH

HO

HO

manoza

C

C

C

C

C

O

OH

OH

HO

HO

CH3

H

H

H

H

HHH H

ramnoza

H2

H

H

H

C

C

C

C

C

C

OH

OH

OH

HO

O

OHH2

fructoza

Ozidele sunt produşi de condensare ale monoglucidelor cu eliminare de apa. Prin hidroliză ele pot forma fie numai monozaharide cu caracter reducator, caz în care se numesc holozide sau pot pune în libertate şi substanţe neglucidice (numite agliconi) caz în care se numesc heterozide.

Holozidele se subîmpart în oligozaharide şi polizaharide. Oligozaharidele au molecula constituită din 2-10 resturi monoglicidice condensate. Sunt substanţe solide, incolore, solubile în apă, uşor cristalizabile. Polizaharidele au molecula constituită dintr-un număr mare de resturi monozaharidice condensate, care pot fi identice – homopoliglucide sau diferite heteropoliglucide. Cei mai importaţi reprezentanţi sunt : dizaharide :

-zaharoza (glucoza + fructoza)-lactoza (glucoza+galactoza), -maltoza (2 molec de glucoza)

trizaharide : -rafinoza (2 galactoza + fructoza, se găseşte în struguri şi prune), -solatrioza (tomate).

polizaharide -digerabile (amidon, dextine, glicogen),-nedigerabile de către sucurile digestive (celuloze, pectina, mucilagii).

Heterozidele se mai numesc şi glicozide. Agliconul se poate lega de partea glucidică prin intermediul unor legaturi de tip : C-O-C, C-S-C, C-N-C.

POLIGLUCIDELE sunt substanţe amorfe, insolubile în apă. Prin hidroliza se obţin oligoglucide sau monoglucide.

Celuloza - răspândită în lumea vegetală, substanţa de baza a membranei celulare. În forma cea mai pură se gaseşte în firele de bumbac.

Amidonul - principala substanţă de rezervă din plante, se găseşte în cantităţi mari în cereale şi tuberculii de cartofi. Se găseste sub forma de granule de dimensiuni variabile. Are doua componente : în interior amiloza şi în exterior amilopectina.

- Amiloza are structura liniară – spiralată. Cu iodul dă o coloraţie albastră intensă. Se dizolvă în apă fierbinte, dând o soluţie coloidală, iar la rece formează o cocă. - Amilopectina are structura ramificată. Cu iodul amilopectina dă o coloratie brun-violeta.

Glicogenul – are structura asemanatoare amilopectinei. Este unica forma de depozitare a glucozei înlumea animala. Principalul organ de depozitare este ficatul, se gaseste deasemenea şi în muschi. Preparatele de glicogen de diferite proveniente se deosebesc prin gradul de ramificatie. Cu iodul glicogenul da o coloratie mult mai intensa decat amilopectina.

Proprietăţi

Monoglucide

Proprietăţi fizice : substanţe cristaline, incolore, solubile în apă, insolubile în solvenţi organici, în general au gust dulce. Nu au punct de topire net, la încălzire devin vâscoase, apoi se caramelizează. Majoritatea monoglucidelor prezintă activitate optica.

Proprietăţi chimice : Oxidarea energica transforma aldozele în acizi aldonici.

C

O H

C

C

C

C

CH2OH

OH

OH

OH

HO

H

H

H

H

C

O

C

C

C

C

CH2OH

OH

OH

OH

HO

H

H

H

H

OHC

O

C

C

C

C

OH

OH

OH

HO

H

H

H

H

OH

COOH

glucoza acid gluconic acid glucozaharic

Reacţia cu soluţia Fehling – hidroxid cupric în soluţie alcalină de tartrat dublu de sodiu şi potasiu, formează la încălzire cu aldozele un precipitat roşu carămiziu de oxid cupros, ceea ce permite evidenţierea glucidelor cu caracter reducător.

In mod asemănător are loc şi reacţia cu reactiv Tollens – soluţie amoniacală de azotat de argint cu formarea oglinzii de argint.

La încălzire cu acizi minerali tari pentozele pierd 3 molecule de apă, formând furfurolul, iar hexozele formând hidroximetilfurfurol. Cu antrona, respectiv cu - naftolul, aceştia formează produşi de condensare coloraţi (RI).

Cu

O

OH

Cu OH

+

oxid bazic de Cu

R CH

OCu

2O + R COOH

monozaharida acid aldonic

Surse alimentare

Monozaharide -glucoza : fructe, miere, legume, siropuri-fructoza : fructe, miere. Conţinutul depinde de specie, gradul de maturare al fructului şi de modul de conservare.-galactoza şi manoza: nu se găsesc sub forma libera în alimente-riboza, xiloza, arabinoza: nu se găsesc în forma liberă, se găsesc în pentozanii fructelor şi în acizii nucleici din derivatele de carne.Dizaharide

-zaharoza: sfecla de zahăr, trestie de zahăr, melasa-lactoza : lapte şi derivate-maltoza : cereale germinate şi bere-trehaloza : ciuperci, drojdie de bere

Polizaharide-polizaharide nedigerabile : celuloza, hemiceluloza (tulpina şi frunza vegetalelor, în straturile periferice ale boabelor de cereale), pectina (fructe), gume, mucilagii (seminţe). Gumele şi mucilagiile au afinitate pentru apa, îşi măresc volumul formând geluri-polizaharide partial digerabile : inulina (ceapa, usturoi, ciuperci), manozani (legume), pentozani (fructe)-polizaharide digerabile : amidon, dextrine (bobul cerealelor, fructe, legume), glicogen (produse din carne).În alimente de origine animala – lapte şi derivate (lactoza) şi carne, ficat şi preparate (glicogen) procentul de glucide este scăzut. Conţinutul procentual de zaharuri în alimentele de origine vegetală sunt prezentate în tabelul 3.

Tabelul 3. Conţinutul procentual de zaharuri în diferite alimente de origine vegetală.Aliment Conţinut (%)Legume Fasole alba 60

Mazăre 60Linte 56Cartof 20Sfecla roşie 12Ceapa, morcov 9

Fructe proaspete Banane 24Struguri 17Pere, mere, cireşe 15Mandarine, prune 13

Fructe uscate Curmale 75Prune 73Smochine 70

Fructe oleaginoase Castane 46Alune 18Nuci 16

Cereale Orez 80Faina, griz 75Pâine 52

Produse zaharoase Zahăr 100Miere 80

Ciocolata63

LIPIDELE

Lipidele sunt substanţe naturale care se găsesc în toate celulele animale şi vegetale.

Structura şi clasificarea lipidelor

În funcţie de structura lor lipidele se clasifica în : conţin glicerol gliceride

sfingolipideLipide nu contin glicerol alcooli alifatici si ceruri, steroide (colesterolul) terpene

combinate cu alte clase de compuşi : lipoproteine, glicolipide, lipozaharide, fosfolipide etc.

Lipidele simple sunt substanţe ternare compuse din C, O si H. Lipidele complexe conţin şi azot sau fosfor.

Gliceridele sunt esteri naturali ai glicerolului cu acizii graşi saturaţi si nesaturaţi.

In funcţie de numărul acizilor graşi din molecula gliceridele se clasifica în monogliceride, digliceride şi trigliceride.

Lipidele din alimente conţin 98-99% trigliceride, restul de 1-2% fiind constituit din mono- si digliceride, acizi graşi liberi, lipide complexe si compuşi nesaponificabili.

Grăsimile naturale conţin circa 24 de AG diferiţi între ei prin lungimea lanţului de carbon şi gradul de nesaturare.

Lipidele se pot clasifica după ţesutul de localizare in : -lipide de constituţie – se găsesc in majoritatea celulelor, -lipide de rezerva – depozitate ca straturi.

Proprietăţi fizico-chimice

Punctul de topire al gliceridelor este in funcţie de gradul de nesaturare al acidului gras si de lungimea catenei. Gliceridele cu AG cu catena lungă sunt solizi, iar cei cu catene scurtă sau nesaturaţi sunt lichizi. Prin hidrogenarea dublelor legaturi grăsimile lichide se solidifică.

Sunt insolubile in apa, solubile in solvenţi organici nepolari (cloroform, benzen, eter)

In soluţie alcalină hidrolizează dând săpunuri (săruri ai acizilor graşi).

Rolul lipidelor in organism

-combustibili ai proceselor metabolice. Ard complect în organism până la CO2 şi H2O. Fiind insolubile in apa se pot stoca foarte uşor in organism. -plastic – intră în structura tuturor celulelor, mai ales ca fosfolipide in celula nervoasa. Reglează permeabilitatea celulara-substanţe biologic active – hormoni steroizi, etc.-vehicol de transport si stocare a vitaminelor liposolubile-sursa unica de acizi graşi esenţiali.

Surse alimentare de lipideSe împart in doua categorii ascunse (intra in constituţia alimentelor) si vizibile (grăsimi).

Aliment Compoziţie (%)carne Vaca 13-18%

Porc 20-30 Pui 10 Peste 6-12

lactate Lapte 3-7 Branza 20-38 Unt 85

legume Seci 1-2 Proaspete 1

fructe Seci 45-53 Proaspete 1 Oleaginoase 40-50

produse zaharoase Ciocolata 25 Bomboane 0%

Vitaminele

Structură, denumire şi clasificare

Vitaminele sunt compuşi organici esenţiali, a căror biosinteză nu poate fi realizata de catre organismul animal, şi care în doze infinitezimale (g) sunt factori indispensabili desfăşurării normale a proceselor vitale.

Capacitatea de sintetiză a vitaminelor o au numai organismele inferioare, în special cele autotrofe.

Originea cuvântului vitamină – amină vitală, provine de la primul compus din această clasa vitamina B1.

Vitaminele se denumesc cu ajutorul literelor mari din alfabet. Mai poartă denumiri speciale, corespunzătoare structurii lor chimice sau rolului lor fiziologic (vitamina C se mai numeşte acid ascorbic sau antiscorbutică).

Vitaminele reglează una sau mai multe faze ale metabolismului intermediar, influenţează activitatea enzimelor sau intervin în procesele redox şi în sinteza unor enzime.

Pentru funcţionarea normală a organismului, trebuie asigurat un minimum de

vitamine necesare. În caz contrar apar fenomenul de hipovitaminoză, specifică

fiecărei vitamine în parte. Lipsa prelungită a unei vitamine determină îmbolnăviri

grave ale organismului, denumită avitaminoză. Acumularea unei cantităţi mai mari

determină hipervitaminoza, se aseamănă cu orice exces de medicamente, tulbură

buna funcţionare.

Datorită sensibilităţii vitaminelor faţă de unii agenţi fizici (căldură, lumină) sau

chimici (oxigen) în procesul tehnologic de fabricaţie a produselor alimentare

acestea se distrug. Din acest motiv este necesară vitaminizarea unor produse

alimentare finite.

În funcţie de solubilitate lor vitaminele sunt clasificate în vitamine

- hidrosolubile

- liposolubile.

VITAMINE LIPOSOLUBILE

Vitamina A – antixeroftalmica sau retinolul este implicată la acomodarea vizuală la

lumină. Intră în structura pigmentului retinian – rodopsina care se descompune la

lumină. Intervine în procese de creştere osoasă, la formarea smalţului şi a dentinei.

Rol important în menţinerea integrităţii celulelor epiteliale.

Vitamina A în - organismul animalelor, untura de peşte, ficat, lapte, unt, smântână,

- în plante sub formă de provitamină :morcov, salată, sfeclă roşie,

caise, piersici, vişine, căpşuni, pepene galben, banane.

CH3

H3C

CH3

CH CH C CH CH CH C CH CH2OH

CH3

CH3

Vitamina D – antirahitica, calciferolul are rol in absorbţia calciului si depunerea sa in oase. Se întâlneşte numai în organismul animal. Lipsa duce la apariţia spasmofiliei şi cariogeneza.

Surse : ficat de peste, lapte, unt, smântâna, brânzeturi, gălbenuş de ou.

HO CHCH

CH CH CH CH CH

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

H2C

D2

HO

CH2

CH

CH

CH

CH3

CH3

CH2

CH2

CH2

CH3

CH3

CH

D3

Vitamina E – antisterilităţii, tocoferolul. Se găseşte în embrionul cerealelor în ţelină. Are rolm în asigurarea funcţiei de reproducere, asigura troficitatea musculara, antioxidant - împiedicând oxidarea acizilor graşi nesaturaţi. Surse : uleiuri vegetale - porumb, soia, floarea soarelui, cereale si leguminoase uscate.

Vitamina K – antihemoragica, intervine in coagularea sângelui luând parte la sinteza unor factori ai procesului de coagulare (proconvertina, protombina). Surse : spanac, urzici, loboda, ceapa verde, fructe, ficat, gălbenuş de ou. Este sintetizată de organismul uman în intestin.

O

CH3

CH3

CH3

H3C

HO

CH2

(CH2)2

CH

CH3

(CH2)3

CH (CH2)3

CH3

CH

CH3

CH3

CH3

O

O

VITAMINE HIDROSOLUBILE

Vitamina B1 – antiberiberica, tiamina, are rol in metabolismul glucidelor. Lipsa ei induce apariţia acidozei, scăderea capacităţii de munca, insomnii, cefalee, apatie până la nevrita si atrofie musculara. Intervine in buna funcţionare a inimii, in lipsa sa apărând tulburări de ritm, scăderea tensiunii arteriale. Surse : cereale, leguminoase, drojdia de bere, carne de porc, fructe, lapte oua. Lipsa duce la tulburări în metabolismul glucidelor, lipidelor şi proteinelor.

N

N

CH2

NH3

+H

3C

N+

S CH2CH

2OH

CH3

2 Cl --

N

N

NH

N O

O

H3C

H3C

C

C

C

C

CH2OH

H

H

H

HH

HO

HO

HO

Vitamina B2 – riboflavina, intra in sinteza unor enzime cu rol în respiraţia celulară, în care acţionează ca donator şi receptor de hidrogen. Carenţa în vitamina B2 se manifesta prin inflamaţii ale mucoaselor (stomatita) si tegumentelor (dermatita), căderea părului, tulburări de văz şi auz. Surse : lapte, brânza, ficat, ouă, drojdie de bere.

Vitamina B6 – piridoxina, are influenţă asupra metabolismului proteinelor.

Vitamina PP antipelagroasa, niacina, ia parte le sinteza unor enzime cu rol oxido-reducător. Joacă rol in eliberarea energiei din moleculele de glucide, lipide si protide. Lipsa ei duce la apariţia bolii numite pelagră, care se manifesta prin scădere in greutate, tulburări digestive, eritem solar, tulburări psihice. Se găseşte în ficat, carne, peşte, lapte, brânza, oua, cereale, legume, fructe. Necesar 6mg niacina sau 60mg triptofan – niacina poate fi sintetizata din triptofan in prezenţa de vitaminei B6.

N+

OH

CH3

CH2OH

HOCH2

H

Cl --

O

OH

HO

O

OH

OH

O C6H

10O

4O C

6H

11O

Vitamina C, antiscorbutica, acid ascorbic, participa la procesele redox, activează o serie de enzime, participă la sinteza colagenului. Lipsa se manifesta prin scăderea rezistentei pereţilor capilari – hemoragii, anemia (acidul ascorbic participa la transformarea Fe III in Fe II ), osteoporoza, căderea dinţilor, scădere in greutate, sensibilitate la infecţii. Boala care apare în lipsa acidului ascorbic se numeşte scorbut. Necesar 30-70mg/zi. Surse : fructe si legume – citrice, tomate, varza, ardei

CO

C C

OCH CH

OH OH

OH

CH2

OH