Biologia degli alimenti

Definizione di alimento

Nonostante siamo abituati dalla nascita ad ingerire cibo per il nostro sostentamento, la definizione vera e propria di alimento nella sua completezza è spesso ignorata. La biologia degli alimenti si occupa di studiare e comprendere sostanze provenienti da materiale organico (animale o vegetale), prodotto e trasformato a partire dalla materia prima fino ad arrivare sulla nostra tavola. Nel complesso gli alimenti sono costituiti da vari macronutrienti (carboidrati, lipidi e proteine) veri responsabili della nutrizione. In tal caso è doveroso definire accuratamente anche il termine di “nutrizione“: insieme di processi che consentono ad un essere vivente la sopravvivenza e la crescita grazie all’energia contenuta in ogni alimento.

Proprietà nutrizionali dei macronutrienti, valore alimentare e biologico

Siamo tutti abituati a sentire la parola dieta ma al contrario di quanto ci hanno insegnato a pensare, non si tratta del regime alimentare atto a perdere peso, bensì nel suo reale significato indica il nostro stile di vita e dunque le nostre abitudini alimentari. La dieta è quindi fondamentale per un essere vivente e prendendo in considerazione l’uomo si deve comprendere quanto avere una corretta alimentazione è fondamentale e funzionale per la nostra vita. Il regime alimentare infatti va attentamente modellato secondo lo stile di vita di un individuo, considerando l’apporto energetico di ogni nutriente e il suo valore biologico. Andiamo a vedere nello specifico cosa si intende per biologia degli alimenti.

La biologia degli alimenti alla base fa riferimento a componenti nutrizionali definiti macromolecole biologiche e quindi a sostanze utili per la costruzione e il sostentamento di un organismo. Nello specifico identifichiamo: carboidrati, proteine e lipidi.

Carboidrati

Definiti anche “glucidi” possono essere semplici o complessi. Gli zuccheri sono glucidi semplici e quindi possiamo dividerli in:

  • Monosaccaridi: formati da una unita (glucosio; fruttosio)
  • Disaccaridi: formati dall’unione di due zuccheri (saccarosio)
  • Oligosaccaridi: formati da più unità

I carboidrati, polisaccaridi, invece sono così definiti quando la catena di monosaccaridi uniti tra loro raggiunge anche le migliaia di unità (Fig.1).

Figura 1: distinzione tra glucidi semplici e complessi. [Fonte:https://www.gingerandtomato.com/schede-alimenti/il-valore-nutritivo-degli-alimenti-gli-zuccheri/]
Figura 1: distinzione tra glucidi semplici e complessi. [Fonte:https://www.gingerandtomato.com/schede-alimenti/il-valore-nutritivo-degli-alimenti-gli-zuccheri/]

I carboidrati sono in grado di dare 4 Kcal/g e sono essenziali per rifornire le cellule dell’organismo di glucosio. Sono un alimento amico del nostro metabolismo, facilmente digeribile e senza il quale si potrebbero avere grandi scompensi. Nella buona e corretta alimentazione, dovrebbero costituire circa il 45-60% della nostra dieta (valore che varia in base ai fabbisogni individuali specifici).

Indice glicemico

Di fatto però i carboidrati hanno delle notevoli differenze tra loro: quelli semplici sono in grado di dare energia immediatamente perchè proprio grazie alla sua composizione chimica semplice, entrano subito in circolo innalzando velocemente il picco glicemico. Invece i carboidrati complessi sono definiti a “lento rilascio” ovvero per la loro complessità di struttura, la catena glucidica deve essere scissa dal nostro apparato metabolico e quindi non provoca un immediato innalzamento della glicemia ematica ma rilascia energia nell’arco del tempo. I carboidrati o glucidi quindi possono anche essere definiti ad alto indice glicemico (zuccheri semplici) o a basso indice glicemico (carboidrati) (Fig.2).

I glucidi li troviamo nei cereali, nei legumi, nella frutta, latte e prodotti caseari, in piccola percentuale nella verdura.

Figura 2: picchi glicemici relativi all'alimento assunto. In rosso: picco glicemico a seguito dell'ingestione di un alimento ad alto indice glicemico (zucchero semplice) e quindi innalza la glicemia in pochissimo tempo. In azzurro il picco glicemico relativo ad un alimento a basso indice glicemico (carboidrati/zucchero complesso) in grado di rilasciare glucosio più a lungo nel tempo. [Fonte: https://perfectbody360.it/nutrizione/differenza-tra-indice-glicemico-e-carico-glicemico/]
Figura 2: picchi glicemici relativi all’alimento assunto. In rosso: picco glicemico a seguito dell’ingestione di un alimento ad alto indice glicemico (zucchero semplice) e quindi innalza la glicemia in pochissimo tempo. In azzurro il picco glicemico relativo ad un alimento a basso indice glicemico (carboidrati/zucchero complesso) in grado di rilasciare glucosio più a lungo nel tempo. [Fonte: https://perfectbody360.it/nutrizione/differenza-tra-indice-glicemico-e-carico-glicemico/]

Lipidi

Comunemente definiti grassi, molecole insolubili in acqua, presentano la stessa composizione chimica dei carboidrati (C, H,O) ma presentano un rapporto di ossigeno e idrogeno più alto che gli conferisce maggiori proprietà energetiche. Rilasciano infatti 9 kcal/g (contro le 4 kcal/g dei carboidrati). Il fabbisogno giornaliero è attorno al 25-40% (in base alle necessità). I lipidi sono di varia natura e si possono identificare nelle tabelle nutrizionali come acidi grassi saturi o insaturi.

Classificazione dei lipidi

Nella classificazione degli acidi grassi saturi, rientrano molecole prive di doppi legami lungo la catena carboniosa e possiamo trovarli sia di origine vegetale che animale. Si distinguono per la loro tendenza a solidificare (caratteristica tipica dei burri). Nella classificazione di “insaturi” rientrano i monoinsaturi (se presentano un solo doppio legame nella catena carboniosa) e polinsaturi (se hanno più doppi legami) caratterizzati dalla maggior fluidità (come appaiono gli oli), anch’essi sia di origine animale che vegetale. I polinsaturi sono considerati acidi grassi benefici e sono meglio conosciuti come omega 3 e omega 6. Nel nostro organismo, i lipidi sono per lo più immagazzinati sottoforma di trigliceridi (Fig.3)

Figura 3: i lipidi, tipologie e strutture correlate [Fonte: https://www.prezzisalute.com/Alimenti-Cucina/Lipidi.html]
Figura 3: i lipidi, tipologie e strutture correlate [Fonte: https://www.prezzisalute.com/Alimenti-Cucina/Lipidi.html]

Nella biologia dell’alimentazione il lipide è spesso visto (da chi si approccia in modo poco approfondito verso la materia) come un nutriente da “evitare”. Questo succede perchè è solitamente associato alla credenza che assumere grassi significhi necessariamente ingrassare. Ma attenzione perchè non è sempre cosi! I grassi infatti sono essenziali per il nostro organismo, questi si occupano di molteplici funzioni metaboliche, ormonali, di protezione meccanica e termica. Il loro ruolo biologico è di enorme entità tale per cui non potremmo costruire un regime alimentare privo di questi. Tra le molteplici funzioni: permettono la biodisponibilità di vitamine liposolubili; riescono a dare una struttura al tessuto e rendere il corpo più resistente a traumi; funzionano da isolante termico in quanto se metabolizzati producono calore e sono inoltre precursori ormonali.

I lipidi li troviamo nella carne e pesce, nei legumi, nei formaggi, nella frutta secca e molto pochi in frutta e verdura.

Proteine

Le proteine sono le macromolecole costituenti gran parte del nostro corpo. Si presentano come catene di amminoacidi legati tra loro a formare strutture proteiche più o meno complesse (Fig.4). Esistono amminoacidi essenziali, ovvero da introdurre necessariamente mediante l’alimentazione perchè il corpo non è in grado di sintetizzarli autonomamente e amminoacidi non essenziali, che il corpo produce da solo. Il loro valore biologico è come per i carboidrati, di 4Kcal/g. Il fabbisogno proteico è di circa il 30-40% (variabile in base alle necessità). Nel nostro corpo le proteine sono soggette a turnover continuo (azione di demolizione e nuova sintesi in grado di rinnovarle) va quindi preso in considerazione il fatto che l’introito proteico nel nostro corpo non sia favorito solo dall’introduzione attraverso la dieta, bensì è proprio il turnover che ne aumenta la quantità assunta.

Figura 4: La struttura delle proteine, dalla catena amminoacidica che le compone fino alla struttura complessa che assumono nello spazio. [Fonte: https://www.chimica-online.it/organica/struttura-delle-proteine.htm]
Figura 4: La struttura delle proteine, dalla catena amminoacidica che le compone fino alla struttura complessa che assumono nello spazio. [Fonte: https://www.chimica-online.it/organica/struttura-delle-proteine.htm]

Proteine nobili e non

Non tutte le fonti proteiche sono identiche in quanto il loro valore biologico si differenzia in base alla composizione amminoacidica. Infatti riconosciamo fonti proteiche animali, considerate nobili poiché ricche di amminoacidi essenziali (che il nostro organismo non è in grado di sintetizzare autonomamente e pertanto devono essere assunti con la dieta). Le proteine vegetali invece sono considerate non nobili in quanto sintetizzabili dal nostro organismo e non devono essere necessariamente introdotte con la dieta.

Nella biologia dell’alimentazione sono molteplici le considerazioni da fare per calcolare il giusto apporto proteico di un individuo. Come per tutto il resto dei macronutrienti bisogna sempre studiare in modo approfondito la composizione corporea di una persona ed adattare il suo fabbisogno in base a: stile di vita, età, eventuali patologie in corso, problematiche pregresse ed attività sportiva. Come è ben noto, le proteine sono state grandi protagoniste nel mondo dello sport. Questo ha spinto tantissimi cultori delle varie discipline a interessarsi alla biologia delle proteine al fine di utilizzarle per scopi sportivi. Spesso però si commettono molti errori associati all’introduzione di proteine nella dieta e questo capita quando l’alimentazione non è seguita e ben curata da un professionista specifico.

Le proteine le troviamo in tutti gli alimenti di origine animale, legumi e derivati (esempio soia) e nella frutta secca.

Il ruolo del nutrizionista nella biologia degli alimenti

La figura competente nell’ambito dell’alimentazione è il Nutrizionista. Il nutrizionista è un professionista in grado di calcolare in modo preciso ed accurato i fabbisogni energetici e le specifiche esigenze nutrizionali di ogni individuo. Per fare tutto ciò si avvale di strumentazioni più o meno complesse (in base ai casi e alla competenza specifica) che sono in grado di calcolare accuratamente la composizione corporea.

Come si diventa nutrizionista

I percorsi che permettono ad una persona di ricoprire il ruolo di nutrizionista o di avere le competenze regolamentate ed esercitare la professione sono diversi. Il professionista può quindi diventare nutrizionista ed essere abilitato alla professione mediante:

  • Laurea in Medicina e Chirurgia con seguente specializzazione in scienze dell’alimentazione e iscrizione all’albo
  • Laurea in Biologia (con laurea magistrale e o specializzazione in alimentazione) e relativa iscrizione all’ Ordine Nazionale dei Biologi
  • Laurea in Dietistica, laurea breve associata alle professioni sanitarie, con relativa iscrizione all’albo della Federazione nazionale dei Tsrm e delle Pstrp

Attenzione alle frodi!

Attenzione quindi quando si parla di biologia degli alimenti, di dieta e nutrizione. Questo mondo molto vasto e complesso ha le sue radici più profonde nel metabolismo cellulare, studiato e conosciuto solo da figure professionali. Sappiamo che esistono tantissime persone che pur non possedendo alcun titolo in materia di nutrizione, propinano diete e consigli nutrizionali. Quindi diffidate da chi, con tanta facilità si decanta un professionista senza esserlo. Questo è assolutamente CONTRO LA LEGGE e pertanto costituisce un reato! Con la dieta e l’alimentazione si possono arrecare danni seri, soprattutto in soggetti con patologie. Tutte le figure professionali prima elencate al termine del percorso di studi hanno inoltre dovuto sostenere un esame abilitante alla professione che quindi permette loro di essere in regola in termini di legge ed essere gli unici professionisti a cui è permesso lavorare sulla nutrizione di un individuo.

Una menzione all’alimentazione sostenibile

La sostenibilità alimentare è fonte di grande interesse da qualche anno ed è importante sia per l’uomo che per il pianeta. Fare delle scelte sostenibili vuol dire salvaguardare la salute ambientale e del consumatore, pertanto la coltivazione biologica sta conoscendo la sua massima espansione. Ma non si tratta solo di coltivazione, anche la produzione degli alimenti è da tenere sotto controllo in quanto è ancora troppo vasto lo spreco di cibo e le metodologie che si applicano nelle produzioni ed elaborazioni di materie prime. Tra i primi approcci alla sostenibilità ricordiamo la produzione di proteine da fonti non animali. Tra le molteplici campagne di sensibilizzazione verso le problematiche ecologiche, l’ONU ha proposto un piano molto preciso attuando l’agenda 2030 che si propone di promuovere uno sviluppo sostenibile, introducendo anche le vaste problematiche relative all’alimentazione.

Fonti

Crediti immagini

  • https://www.gingerandtomato.com/schede-alimenti/il-valore-nutritivo-degli-alimenti-gli-zuccheri/
  • https://perfectbody360.it/nutrizione/differenza-tra-indice-glicemico-e-carico-glicemico/
  • https://www.prezzisalute.com/Alimenti-Cucina/Lipidi.html
  • https://www.chimica-online.it/organica/struttura-delle-proteine.htm
Foto dell'autore

Valentina Pisano

Sono una Biologa Cellulare e Molecolare, appassionata di divulgazione scientifica. Mi piace tutto ciò che riguarda la scienza e ritengo fondamentale tenersi sempre aggiornati al meglio!Ho iniziato fin da subito ad interessarmi alle cellule staminali nel campo della rigenerazione neurale, oggetto della mia tesi triennale. In seguito Il mio focus di ricerca si è incentrato sullo studio del Medulloblastoma Radioindotto e i meccanismi che ne controllano l'insorgenza. Questo studio mi ha portato alla produzione del mio lavoro di tesi magistrale presso il centro di ricerca ENEA.

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