1. 1CLASSIFICAZIONELIPIDI SAPONIFICABILI INSAPONIFICABILI ACILGLICEROLI FOSFOLIPIDI ACIDI GRASSI ESTERI DEGLI STEROLI CERE ALCOLI ALIFATICI TRIACILACILGLICEROLI DIACILGLICEROLI MONOACILGLICEROLI STEROLI TOCOFEROLI ALCOLI TERPENICI IDROCARBURI DIALCOLI TERPENICI MONOALCOLI TERPENICI M + OH -

2. 2 LIPIDI POLARI Costituenti principali delle membrane Costituenti principali delle membrane Presenti in piccole quantità in grassi e oli grezzi Presenti in piccole quantità in grassi e oli grezzi Tra i costituenti principali del tuorlo d’uovo Tra i costituenti principali del tuorlo d’uovo ANFIFILICI ANFIFILICI Testa polare IdrofilaTesta polare Idrofila Coda apolare LipofilaCoda apolare Lipofila

3. 3 Molecole anfipatiche e acqua Acidi grassi e sali, lisofosfolipidi Fosfolipidi

4. 4 Glicerofosfolipidi Costituiscono la maggior parte dei lipidi polari Costituiscono la maggior parte dei lipidi polari Posizioni 1 e 2 del glicerolo esterificate con acidi grassi Posizioni 1 e 2 del glicerolo esterificate con acidi grassi Posizione 1: C16 o C18 saturiPosizione 1: C16 o C18 saturi Posizione 2: C14-C20 insaturiPosizione 2: C14-C20 insaturi Posizione 3 esterificata ad un gruppo fosforico Posizione 3 esterificata ad un gruppo fosforico Questo a sua volta può esterificare alcoli, aminoacidi, basi organiche che ne aumentano il carattere idrofilo Questo a sua volta può esterificare alcoli, aminoacidi, basi organiche che ne aumentano il carattere idrofilo C CH H2CH2C O CH 2 O R CO O R’ O P O O-O- O X

5. 5 Glicerofosfolipidi

6. 6 “Lecitina”

7. 7 Lecitina di soia Formulazione commerciale Formulazione commerciale Miscela di glicerofosfolipidi estratti dall’olio grezzo di soia (37-40%)Miscela di glicerofosfolipidi estratti dall’olio grezzo di soia (37-40%) 15% Fosfatidilcolina 15% Fosfatidilcolina 12% Fosfatidiletanolamina 12% Fosfatidiletanolamina 10% Acido fosfatidico 10% Acido fosfatidico Trigliceridi dell’olio di soia (60%)Trigliceridi dell’olio di soia (60%)

8. 8 Colesterolo È un costituente delle membrane (fornisce rigidità alla struttura) È un costituente delle membrane (fornisce rigidità alla struttura) È un costituente del tuorlo d’uovo È un costituente del tuorlo d’uovo I suoi esteri con gli acidi grassi sono costituenti fondamentali delle lipoproteine del sangue I suoi esteri con gli acidi grassi sono costituenti fondamentali delle lipoproteine del sangue Come tutti gli steroli deriva dal ciclopentanoperidrofenantrene

9. 9 Lipoproteine e colesterolo In base alla loro densità, si distinguono in: In base alla loro densità, si distinguono in: chilomicroni, VLVL (very low density lipoprotein),chilomicroni, VLVL (very low density lipoprotein), IDL (intermediate density lipoprotein),IDL (intermediate density lipoprotein), LDL (low density lipoprotein) eLDL (low density lipoprotein) e HDL (high density lipoprotein)HDL (high density lipoprotein) Le lipoproteine che trasportano il colesterolo sono prevalentemente le LDL e le HDL. Le lipoproteine che trasportano il colesterolo sono prevalentemente le LDL e le HDL. LDL hanno il compito di trasportare il colesterolo dal fegato ai tessuti, dove viene utilizzatoLDL hanno il compito di trasportare il colesterolo dal fegato ai tessuti, dove viene utilizzato HDL hanno la funzione opposta, in quanto prelevano il colesterolo dai tessuti e lo riportano al fegato.HDL hanno la funzione opposta, in quanto prelevano il colesterolo dai tessuti e lo riportano al fegato. Le LDL sono pericolose in quanto tendono a depositare il colesterolo sulla parete delle arterie, favorendo la formazione delle placche aterosclerotiche. Le LDL sono pericolose in quanto tendono a depositare il colesterolo sulla parete delle arterie, favorendo la formazione delle placche aterosclerotiche. Le HDL al contrario, tendono a rimuovere il colesterolo ostacolando la formazione delle placche. Le HDL al contrario, tendono a rimuovere il colesterolo ostacolando la formazione delle placche.

10. 10 LIPIDI POLARI E ALIMENTI SONO IN GRADO DI STABILIZZARE LE EMULSIONI SONO IN GRADO DI STABILIZZARE LE EMULSIONI Emulsioni: sono sistemi dispersi, cioè eterogenei, costituiti da due fasi liquide immiscibili tra loro, delle quali una è dispersa finemente nella fase continua dell’altra Emulsioni: sono sistemi dispersi, cioè eterogenei, costituiti da due fasi liquide immiscibili tra loro, delle quali una è dispersa finemente nella fase continua dell’altra Dimensioni delle particelle disperse: 1-100 micronsDimensioni delle particelle disperse: 1-100 microns Emulsioni O/A (maionese, latte, crema)Emulsioni O/A (maionese, latte, crema) Emulsioni A/O (burro, margarina)Emulsioni A/O (burro, margarina) Possono inglobare particelle solide o aria finemente dispersa (schiuma) Possono inglobare particelle solide o aria finemente dispersa (schiuma)

11. 11 Emulsioni Si formano agitando vigorosamente due liquidi immiscibili, così da suddividere in piccole gocce la fase dispersa (presente in minor quantità) Si formano agitando vigorosamente due liquidi immiscibili, così da suddividere in piccole gocce la fase dispersa (presente in minor quantità) Queste tenderanno spontaneamente a riunirsi (coalescenza), fino a completa separazione delle due fasi (rottura dell’emulsione) Queste tenderanno spontaneamente a riunirsi (coalescenza), fino a completa separazione delle due fasi (rottura dell’emulsione)

12. 12 Emulsionanti L’aggiunta di sostanze anfifiliche (es. fosfolipidi) aumenta la stabilità dell’emulsione L’aggiunta di sostanze anfifiliche (es. fosfolipidi) aumenta la stabilità dell’emulsione Queste molecole si orientano all’interfaccia tra le due fasi, formando una barriera alla coalescenza delle goccioline Queste molecole si orientano all’interfaccia tra le due fasi, formando una barriera alla coalescenza delle goccioline Sono noti anche come tensioattivi Sono noti anche come tensioattivi

13. 13 Sali Biliari I grassi nell’intestino tenue sono emulsionati dai sali biliari prima della digestione ad opera degli enzimi pancreatici I grassi nell’intestino tenue sono emulsionati dai sali biliari prima della digestione ad opera degli enzimi pancreatici Derivano dall’acido colico secreto dal fegato Derivano dall’acido colico secreto dal fegato Il Sodio Taurocolato ne è un tipico esempio: Il Sodio Taurocolato ne è un tipico esempio:

14. 14 Il tuorlo d’uovo È la fonte tradizionale degli emulsionanti alimentari È la fonte tradizionale degli emulsionanti alimentari È una sospensione di particelle lipidico-proteiche (lipoproteine) disperse in una matrice acquoso-proteica È una sospensione di particelle lipidico-proteiche (lipoproteine) disperse in una matrice acquoso-proteica 16% proteine16% proteine 33% grassi33% grassi 68% trigliceridi 68% trigliceridi 28% fosfolipidi (lecitina) 28% fosfolipidi (lecitina) 4% colesterolo 4% colesterolo La lecitina di soia è sempre più utilizzata come alternativa naturale La lecitina di soia è sempre più utilizzata come alternativa naturale Cioccolato, altri dolciumi, prodotti per vegetarianiCioccolato, altri dolciumi, prodotti per vegetariani

15. 15 Tensioattivi Hanno la capacità di diminuire la tensione superficiale dell’acqua nella quale sono disciolti Hanno la capacità di diminuire la tensione superficiale dell’acqua nella quale sono disciolti Possono essere distinti in base alla natura della testa polare: Possono essere distinti in base alla natura della testa polare: AnioniciAnionici Cationici (non ammessi negli alimenti)Cationici (non ammessi negli alimenti) Zwitterionici (anfoteri)Zwitterionici (anfoteri) Non ionici (gruppi idrofili non ionizzabili)Non ionici (gruppi idrofili non ionizzabili) Anche i solventi organici polari (miscibili sia con l’acqua che con liquidi apolari) hanno questa capacità Anche i solventi organici polari (miscibili sia con l’acqua che con liquidi apolari) hanno questa capacità

16. 16 Il sistema HLB (Hydrophylic-Lipophylic-Balance) Scala da 1 a 20 per quantificare la capacità emulsionante di un tensioativo Scala da 1 a 20 per quantificare la capacità emulsionante di un tensioativo HLB = 1/5 x % p/p Porzione idrofila Per un ipotetico tensioattivo esclusivamente idrofilo (100%): Per un ipotetico tensioattivo esclusivamente idrofilo (100%): HLB = (1/5 x 100) = 20 Per un ipotetico tensioattivo esclusivamente lipofilo (100%): Per un ipotetico tensioattivo esclusivamente lipofilo (100%): HLB = (1/5 x 0)/100 = 0

17. 17 HLB di alcuni emulsionanti ammessi per uso alimentare (*) emulsionanti semisintetici Tabella 4,8 pag 106 Tabella 4,8 pag 106

18. 18 Emulsionanti: non solo lipidi polari… Quasi tutti gli alimenti con grassi emulsionati contengono proteine Quasi tutti gli alimenti con grassi emulsionati contengono proteine Le proteine sono molto efficaci come agenti emulsionanti (domini idrofili e lipofili) Le proteine sono molto efficaci come agenti emulsionanti (domini idrofili e lipofili) Contribuiscono con i fosfolipidi alla stabilizzazione dell’emulsione:Contribuiscono con i fosfolipidi alla stabilizzazione dell’emulsione: Maionese e impasti per torte (tuorlo) Maionese e impasti per torte (tuorlo) Carne insaccata finemente macinata (wurstel) Carne insaccata finemente macinata (wurstel) I “Sali emulsionanti” (fosfati, tartrati e citrati di Na e K) aiutano a solubilizzare le proteine I “Sali emulsionanti” (fosfati, tartrati e citrati di Na e K) aiutano a solubilizzare le proteine “Stabilizzanti”: agiscono aumentando la viscosità dell’emulsione (gomma di carruba, alginati, carragenani, gomma xantano) “Stabilizzanti”: agiscono aumentando la viscosità dell’emulsione (gomma di carruba, alginati, carragenani, gomma xantano)

19. 19 Emulsionanti e cioccolato Al cioccolato, benché abbia un basso tenore di acqua, si aggiungono emulsionanti (lecitina) in piccola quantità Al cioccolato, benché abbia un basso tenore di acqua, si aggiungono emulsionanti (lecitina) in piccola quantità Evitano la formazione di grumi e mantengono la viscosità bassa: Evitano la formazione di grumi e mantengono la viscosità bassa: Aiutano la dispersione dello zucchero finemente macinato (< 30 microns) nel cioccolato liquidoAiutano la dispersione dello zucchero finemente macinato (< 30 microns) nel cioccolato liquido Aiutano la dispersione della polvere di cacao (ricca di proteine e polisaccaridi)Aiutano la dispersione della polvere di cacao (ricca di proteine e polisaccaridi) Le molecole di emulsionante si legano con la porzione idrofila alle particelle solide, rendendole più lipofile; mantenendole quindi separate Le molecole di emulsionante si legano con la porzione idrofila alle particelle solide, rendendole più lipofile; mantenendole quindi separate

20. 20 Latte (I) Esempio di emulsione O/A Esempio di emulsione O/A Contenuto medio in grassi: 4% Contenuto medio in grassi: 4% Di cui il 98% sono trigliceridiDi cui il 98% sono trigliceridi I grassi sono organizzati in globuli dispersi nella matrice acquosa I grassi sono organizzati in globuli dispersi nella matrice acquosa 1500 – 3000 Miliardi / Litro1500 – 3000 Miliardi / Litro Diametro dei globuli: 4-10 µmDiametro dei globuli: 4-10 µm Membrana: sottile strato che ricopre il globulo di grassoMembrana: sottile strato che ricopre il globulo di grasso Costituita da lipoproteine specifiche e lipidi polari (anche il colesterolo) Costituita da lipoproteine specifiche e lipidi polari (anche il colesterolo)

21. 21 Latte (II) Il tempo di affioramento della crema è molto minore di quello teorico (legge di Stokes, 50 ore) Il tempo di affioramento della crema è molto minore di quello teorico (legge di Stokes, 50 ore) Formazione di clusters di globuli con diametro fino a 800 µm Formazione di clusters di globuli con diametro fino a 800 µm Proteina linker: macroglobulina (presente in piccolissima quantità nel plasma latteo) Proteina linker: macroglobulina (presente in piccolissima quantità nel plasma latteo) A T>100°C si denatura: inibizione della separazione della crema A T>100°C si denatura: inibizione della separazione della crema Omogeneizzazione del latte (impedisce l’affioramento spontaneo) Omogeneizzazione del latte (impedisce l’affioramento spontaneo) Si forzano i globuli attraverso pori di 2 µm ad alta velocità (250 m/sec)Si forzano i globuli attraverso pori di 2 µm ad alta velocità (250 m/sec) Riduzione del diametro dei globuli a circa 1 µmRiduzione del diametro dei globuli a circa 1 µm

22. 22 Burro Esempio di emulsione A/O Esempio di emulsione A/O La crema contiene 30 –35% di grasso La crema contiene 30 –35% di grasso Inoculazione con batteri e incubazione (qualche ora) Inoculazione con batteri e incubazione (qualche ora) Intensa agitazione meccanica (es. zangolatura) Intensa agitazione meccanica (es. zangolatura) Rottura della membrana dei globuliRottura della membrana dei globuli Fuoriuscita del grasso dai globuli e coalescenza del grassoFuoriuscita del grasso dai globuli e coalescenza del grasso Una frazione della fase acquosa (latticello) rimane intrappolata in forma di goccioline nella matrice grassaUna frazione della fase acquosa (latticello) rimane intrappolata in forma di goccioline nella matrice grassa L’emulsione A/O è stabilizzata dalla presenza di lipidi polari e proteine che si dispongono all’interfaccia acqua-olio L’emulsione A/O è stabilizzata dalla presenza di lipidi polari e proteine che si dispongono all’interfaccia acqua-olio Il burro contiene circa il 20 % di acqua Il burro contiene circa il 20 % di acqua In Italia per legge il limite è fissato al 16% In Italia per legge il limite è fissato al 16%

23. 23 Emulsionanti sintetici

24. 24 Fitosteroli Steroidi presenti nei tessuti vegetali Steroidi presenti nei tessuti vegetali Esercitano nelle membrane delle cellule vegetali la stessa funzione che il colesterolo ha in quelle animali Esercitano nelle membrane delle cellule vegetali la stessa funzione che il colesterolo ha in quelle animali

25. 25 Fitosteroli Inibiscono l’assorbimento del colesterolo nell’intestino tenue Inibiscono l’assorbimento del colesterolo nell’intestino tenue Fonte principale: oli vegetali Fonte principale: oli vegetali Regime alimentare occidentale: 200-400 mg/giorno (fitostanoli: 1/10) Regime alimentare occidentale: 200-400 mg/giorno (fitostanoli: 1/10) Dosi di 2 g/giorno in pazienti ipercolesterolemici riducono il livello ematico di colesterolo (principalmente quello LDL) di circa il 10% Dosi di 2 g/giorno in pazienti ipercolesterolemici riducono il livello ematico di colesterolo (principalmente quello LDL) di circa il 10% 3 g/giorno potrebbero ridurre il rischio di malattie cardiache dal 15 al 40% 3 g/giorno potrebbero ridurre il rischio di malattie cardiache dal 15 al 40% Impiego come additivi alimentari “nutraceutici” Impiego come additivi alimentari “nutraceutici” Costo elevatoCosto elevato Approvati solo in USA (FDA) come additivi alimentariApprovati solo in USA (FDA) come additivi alimentari Europa: legislazione confusaEuropa: legislazione confusa

26. 26 DIGESTIONE dei LIPIDI Lipidi alimentari: trigliceridi, fosfolipidi e steroli Lipidi alimentari: trigliceridi, fosfolipidi e steroli I grassi sono insolubili in acqua I grassi sono insolubili in acqua Digestione costituita da due fasi: Digestione costituita da due fasi: Fisica (emulsionamento)Fisica (emulsionamento) Lipidi ridotti a particelle di 0.5 - 1 µm grazie ai sali biliari (formazione dell’emulsione) Lipidi ridotti a particelle di 0.5 - 1 µm grazie ai sali biliari (formazione dell’emulsione) Chimica (idrolisi).Chimica (idrolisi). Enzimi pancreatici: Enzimi pancreatici: Lipasi, scinde i trigliceridi in monogliceridi e acidi grassi liberi.Lipasi, scinde i trigliceridi in monogliceridi e acidi grassi liberi. Fosfolipasi: idrolizza i legami esterei e fosfoestereiFosfolipasi: idrolizza i legami esterei e fosfoesterei Colesterolesterasi: idrolizza i legami esterei liberando colesterolo e acidi grassiColesterolesterasi: idrolizza i legami esterei liberando colesterolo e acidi grassi Formazione di aggregati micellari con i sali biliari Formazione di aggregati micellari con i sali biliari Veicolazione sulle pareti intestinali Veicolazione sulle pareti intestinali

27. 27ASSORBIMENTO Aggregati micellari in intimo contatto con la membrana dei villi intestinali Aggregati micellari in intimo contatto con la membrana dei villi intestinali Assorbimento (principalmente per diffusione passiva) attraverso gli spazi intermicrovillosi Assorbimento (principalmente per diffusione passiva) attraverso gli spazi intermicrovillosi Acidi grassi a catena lunga (> 12 C) trasformati nuovamente in trigliceridi e portati ai tessuti per mezzo delle lipoproteine (trasportano anche il colesterolo). Acidi grassi a catena lunga (> 12 C) trasformati nuovamente in trigliceridi e portati ai tessuti per mezzo delle lipoproteine (trasportano anche il colesterolo). Prima di essere ceduti ai tessuti, sono nuovamente scissi in acidi grassi liberi da un enzima (lipasi lipoproteica, endoteli dei capillari).Prima di essere ceduti ai tessuti, sono nuovamente scissi in acidi grassi liberi da un enzima (lipasi lipoproteica, endoteli dei capillari). Gli acidi grassi liberi vengono quindi utilizzati per produrre energia.Gli acidi grassi liberi vengono quindi utilizzati per produrre energia. Acidi grassi a catena corta e media (< 12 C) direttamente trasportati al fegato per mezzo delle albumine Acidi grassi a catena corta e media (< 12 C) direttamente trasportati al fegato per mezzo delle albumine Digestione molto più veloce (comparabile a quella dei carboidrati)Digestione molto più veloce (comparabile a quella dei carboidrati)