I polisaccaridi sono polimeri formati dall’unione di numerosi monosaccaridi. Si tratta di sostanze poco solubili in acqua, o insolubili, e prive di sapore dolce. Negli organismi viventi i polisaccaridi svolgono funzione strutturale (glicoproteine), di riserva (amido, glicogeno e inulina) e di sostegno (cellulosa, emicellulosa e pectina).
L’amido è il principale polisaccaride utilizzato come riserva energetica dalle piante. Questo polimero del glucosio si trova in abbondanza nei chicchi dei cereali e nei tuberi (patata, manioca). Nelle cellule vegetali che lo accumulano, l’amido è depositato all’interno di vescicole dette amiloplasti, in granuli di forma e dimensione caratteristiche per ogni specie vegetale.
Nella dieta umana, costituisce la componente più rilevante di molti prodotti derivati dalla macinazione del grano, quali il pane e la pasta.
L’amido è una struttura complessa che deriva dall’unione di due polimeri del glucosio: l’amilosio e l’amilopectina. L’amilosio costituisce circa il 20% dell’intera molecola di amido e rappresenta la frazione solubile in acqua. Ha una struttura lineare, con molecole di glucosio unite da legami α (1 → 4) glicosidici.
La frazione restante di amido è costituita da amilopectina, insolubile in acqua. Essa ha una struttura ramificata, con molecole di glucosio unite da legami α (1 → 4) glicosidici nei tratti lineari e da legami α (1 → 6) glicosidici a livello delle ramificazioni.
In acqua calda i granuli di amido si rigonfiano fino a scoppiare e formare una soluzione colloidale, ossia di consistenza gelatinosa, chiamata salda d’amido. L’amido è pertanto utilizzato dalle industrie alimentari come addensante.
L’amido di mais è il prodotto commercialmente più economico e diffuso. Tramite processi che ricorrono all’impiego prima di acidi (solforico e cloridrico) e poi di enzimi amilasi, da questo amido si ricava lo sciroppo di glucosio, usato più per le sue proprietà fisiche (abbassa il punto di congelamento) che per quelle edulcoranti. Tale sciroppo può essere reso decisamente più dolce trasformando il glucosio in fruttosio, tramite l’enzima glucoso-isomerasi. Si ottiene così l’HFCS (High-Fructose Corn Syrup), uno sciroppo di fruttosio che contiene comunque percentuali variabili di glucosio.
Come mai solo i semi di mais scoppiano diventando pop-corn? Il motivo di questo comportamento dipende dal pericarpo del mais. Infatti l’involucro esterno di questi chicchi è molto resistente e trasmette in modo efficace il calore. Quando i semi di mais vengono riscaldati, l’acqua presente all’interno del germe si trasforma in vapore, che non riesce a fuoriuscire dal guscio duro del pericarpo, e penetra nell’endosperma, costituito principalmente da amido. Quando la pressione interna raggiunge il valore di 9 atmosfere, il pericarpo esplode liberando di colpo l’amido in tipici fiocchi bianchi.
Il glicogeno costituisce un importante materiale di riserva energetica per gli animali. Si tratta di un polimero di molecole di glucosio con struttura ramificata, simile all’amilopectina presente nei vegetali, con la differenza che ramifica circa ogni 8-10 unità, anziché ogni 24-30. L’organismo umano ne può accumulare al massimo circa 350 g, degradandolo e ricostruendolo continuamente. La maggior parte si trova nei muscoli, la restante nel fegato.
Il glicogeno presente nel fegato riveste un ruolo fondamentale per il mantenimento del livello di glicemia nel sangue. Quando nel sangue c’è un eccesso di glucosio, il fegato lo assorbe e lo immagazzina polimerizzandolo in forma di glicogeno (glicogenosintesi). Viceversa, quando la quantità di glucosio nel sangue si abbassa, il fegato scinde il glicogeno che ha accumulato liberando singole molecole di glucosio (glicogenolisi). Il glicogeno accumulato nei muscoli rappresenta invece una fonte di energia immediatamente disponibile per la contrazione.
Dal punto di vista alimentare il glicogeno riveste scarsa importanza. Infatti il glicogeno presente nei muscoli degli animali si trasforma in acido lattico poco dopo la macellazione, dunque non viene assunto direttamente attraverso la nutrizione.
La cellulosa è la principale componente strutturale della parete delle cellule vegetali. La si trova in abbondanza nella frutta, nella verdura e nelle farine integrali, dove è generalmente associata a molecole di emicellulosa e lignina a formare la cosiddetta fibra vegetale.
Dal punto di vista chimico la cellulosa è un omopolisaccaride costituito da migliaia di unità di glucosio legate da un legame α (1 → 4) glicosidico. È insolubile in acqua e ha proprietà igroscopiche. Se idrolizzata completamente la cellulosa dà luogo a monomeri di α-glucosio, se invece viene idrolizzata solo parzialmente genera molecole di cellobiosio, un disaccaride costituito da due molecole di glucosio unite da un legame α (1 → 4) glicosidico.
L’organismo umano non possiede enzimi in grado di spezzare questo tipo di legame e dunque la cellulosa attraversa il sistema digerente senza essere digerita e assorbita. Nell’intestino umano tuttavia sono presenti alcuni microrganismi che dispongono degli enzimi necessari per digerirla parzialmente.
La cellulosa si trova spesso associata a emicellulosa e lignina, a formare la cosiddetta fibra alimentare insolubile. L’emicellulosa è un eteropolisaccaride a struttura variabile a seconda del tessuto dal quale proviene. La sua digestione, più semplice rispetto a quella della cellulosa, avviene anche nell’apparato digerente umano, grazie all’attività dei microrganismi che popolano l’intestino. La lignina invece non è un polisaccaride (trae origine da composti fenolici), è insolubile e non viene né digerita né assorbita dall’intestino umano.
La fibra alimentare è pressoché priva di calorie e viene espulsa con le feci. Tuttavia riveste una certa importanza nutrizionale per la sua grande capacità di legare acqua e di rigonfiarsi, aumentando il volume delle feci. Ciò facilita i movimenti dell’intestino e limita l’accumulo di residui della digestione con effetto protettivo antitumorale. L’importanza della fibra è stata rivalutata negli ultimi anni e a questo si deve l’aumento del consumo di alimenti che ne sono naturalmente ricchi.
L’inulina è un omopolisaccaride costituito da molecole di fruttosio unite da legami β (1 → 4) glicosidici, presente in diverse piante, in particolare topinambur, cicoria e carciofi, dove ha funzione di riserva. È poco solubile in acqua e non viene digerita dagli enzimi intestinali ù dell’uomo, ma stimola la crescita dei microrganismi che vivono nell’intestino, ossia agisce da prebiotico. L’inulina si usa nell’industria dolciaria con impiego simile allo sciroppo di fruttosio.
La pectina è un eteropolisaccaride nella cui composizione prevale l’acido galatturonico, a sua volta derivato dal galattosio. Essa abbonda nella frutta, soprattutto nelle mele e nei frutti dalla polpa gelatinosa, dove esercita la funzione di saldare le pareti di cellule vegetali adiacenti.
Grazie alla sua capacità di trasformare i liquidi in sostanze colloidali, la pectina è un ottimo gelificante e addensante, molto usata in campo alimentare per realizzare marmellate e confetture. Nel nostro organismo ha la capacità di ridurre l’assorbimento intestinale del colesterolo.
Le glicoproteine sono polisaccaridi complessi, costituiti dall’unione di proteine e catene oligosaccaridiche. Il contenuto di glucidi può variare dall’1 al 90% rispetto al peso dell’intera glicoproteina.
Appartengono a questa famiglia le immunoglobuline (anticorpi prodotti da alcuni globuli bianchi), il collagene dei tessuti connettivi e varie proteine distribuite nelle membrane cellulari con funzione di recettori e antigeni.
Nell’industria alimentare l’utilizzo del saccarosio è spesso sostituito da quello dei polialcoli, detti anche polioli. Si tratta di glucidi che in natura si trovano soltanto in piccolissime quantità nella frutta; si distinguono sorbitolo, mannitolo, xilitolo e isomalto. Generalmente vengono ottenuti attraverso un processo di idrogenazione degli zuccheri.
I polialcoli hanno il sapore e la consistenza dello zucchero ma forniscono all’organismo la metà delle calorie, in quanto solo una minima parte di essi viene metabolizzata. Per la medesima ragione non aumentano la glicemia e sono dunque utilizzati nella preparazione di alimenti per diabetici. Essendo anche acariogeni, si possono spesso trovare in caramelle e gomme da masticare.
La parte non metabolizzata dei polialcoli fermenta nell’intestino, generando gas. Se consumati in eccesso, questi glucidi hanno effetti lassativi.
| POLIALCOLI | FONTE VEGETALE | MONOSACCARIDE DI PROVENIENZA | DOSE LIMITE DI ASSUNZIONE QUOTIDIANA | IMPIEGO |
| sorbitolo | bacche di sorbo, mele, prugne, ciliegie, uva, alghe rosse | glucosio, saccarosio | 30 g | E420 (dolcificante, stabilizzante, lievitante), prodotti per diabetici |
| mannitolo | manna (linfa del frassino), fichi, sedano, olive, alghe | saccarosio | 50 mg | farmacologico (diuretico, lassativo, disintossicante) |
| maltitolo | miele, cipolle, carciofi | maltosio | 100 g | dolcificante, prodotti per diabetici |
| xilitolo | legno di betulla, gusci di mandorle, fragole, prugne, lamponi, melanzane | xilosio | 50-70 g | dolcificante acariogeno per caramelle, cioccolato, gomme da masticare, prodotti per diabetici e cosmetici (dentifrici e collutori) |
Per sostituire il saccarosio in alimenti e bevande, oltre ai polialcoli, l’industria alimentare impiega anche sostanze artificiali, chiamate edulcoranti sintetici, dall’effetto dolcificante molto intenso. Il loro potere edulcorante può essere centinaia di volte maggiore di quello del saccarosio, dunque garantiscono dolcificazione anche quando sono utilizzati in minima quantità, con evidenti vantaggi pratici e commerciali.
Nel mondo scientifico è animata la discussione sulla loro sicurezza per la salute umana. Per questo motivo l’Unione Europea, pur autorizzandone l’impiego, consiglia di limitarne l’assunzione alla quantità massima consentita stabilita per ognuno di essi.
Gli edulcoranti più usati in Italia sono saccarina, aspartame, acesulfame K e ciclamati, questi ultimi sottoposti a particolari restrizioni.
| NOME | CARATTERISTICHE | POTERE EDULCORANTE (RISPETTO AL SACCAROSIO) |
| saccarina |
|
400 volte superiore |
| aspartame |
|
150-220 volte superiore |
| acesulfame K |
|
200 volte superiore |
| ciclamati |
|
30 volte superiore |
Spesso si pensa che solo gli edulcoranti sintetici possano avere un grandissimo potenziale dolcificante. In realtà, c’è un dolcificante naturale 300 volte più dolce del saccarosio. Lo si ricava dalla Stevia rebaudiana, un arbusto che cresce spontaneamente in Paraguay, Brasile e Argentina e che oggi viene coltivato anche in Canada, Asia ed Europa. Dalle foglie di questa pianta si estraggono particolari composti dalle straordinarie capacità dolcificanti, chiamati steviol glicosidi. Il più importante tra essi è lo stevioside, un edulcorante che può essere utile a chi soffre di obesità, diabete e carie dentale. Studi su questa pianta hanno dimostrato che, oltre alla dolcezza, lo stevioside contrasta l’ossidazione cellulare, l’iperglicemia, l’ipertensione e le infiammazioni. L’uso dei glicosidi steviolitici è autorizzato dall’Unione Europea; tuttavia viene indicata una dose giornaliera massima consentita, pari a 4 mg per kg di peso corporeo. Un inconveniente è che il suo sapore, molto simile a quello della liquirizia, tende a modificare il gusto degli alimenti a cui viene aggiunto.
I glucidi svolgono più ruoli all’interno dell’organismo umano. In particolare, le loro funzioni sono di tipo energetico, strutturale, disintossicante e di riserva.
Ecco perché, pur costituendo una percentuale quantitativamente minima del nostro corpo, i glucidi forniscono un apporto fondamentale alla nostra alimentazione.
I LARN raccomandano un’assunzione giornaliera di glucidi compresa fra il 45 e il 60% delle calorie totali; all’interno di questo range, però, solo il 10-12% dovrebbe essere costituito da zuccheri semplici, il che rappresenta in media 2,6 g di glucidi per ogni kg di peso corporeo (tale valore può salire a 3,2 g/kg per chi svolge attività fisica sostenuta).
I LARN (Livelli di Assunzione di Riferimento di Nutrienti ed energia per la popolazione italiana), elaborati dalla Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU), sono i dati relativi al fabbisogno quotidiano di nutrienti riferiti a una fascia di popolazione adulta e in buone condizioni di salute. I dati a cui si rimanda in questo volume sono quelli aggiornati nella IV revisione dei LARN dell’ottobre 2014.
Una grave carenza di glucidi nell’alimentazione determina l’insorgere di problemi molto seri per la salute umana. In particolare, causa eccessivo catabolismo delle proteine, chetosi e marasma.
Il consumo eccessivo di glucidi può portare a differenti conseguenze negative per la salute. In particolare, può determinare l’insorgenza di obesità, diabete e carie.
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