Instagram Twitter Facebook Vimeo Youtube
Home » Articoli » Alimentazione » Chimica di alcune reazioni alimentari importati per la digestione

Chimica di alcune reazioni alimentari importati per la digestione

Federico Canfarini

Dottore in chimica e chimica industriale specializzazione in chimica alimentare

 

In questo articolo riporterò, in linea generale, alcune informazioni estrapolate da ricerche universitarie ( sia chimiche che mediche), inerenti a due fondamentali reazioni (delle oltre 10.000 e più reazioni che avvengono giornalmente nel nostro fisico), ossidazione e putrefazione. Due reazioni che apparentemente possono essere scambiate come una conseguenza dell’altra o addirittura essere un’unica reazione.

Realmente il concetto di reazione (alimentare di tipo ossidativo) è molto più ampio e deve essere scisso da alcuni preconcetti che potrebbero indurre in errore il lettore.

Iniziamo subito ad esaminare alcune caratteristiche riguardanti la decomposizione dei materiali biologici.

La decomposizione dei materiali biologici non viventi può seguire due decorsi completamente diversi a seconda che ci si trovi in condizioni di presenza o di assenza di ossigeno (O2). Solo in quest’ultimo caso si può realmente parlare di putrefazione. Esaminiamo alcuni i risultati finali dei processi di decomposizione putrefattiva .

La prima differenziazione è quando si parla di fattori biotici e fattori abiotici, infatti i primo sono anche detti fattori biologici, sono quelli viventi, mentre glia altri fattori abiotici sono i componenti di un ecosistema che non hanno vita.

Partiamo dal presupposto che in presenza di ossigeno, prevalgono nettamente le trasformazioni di tipo ossidativo, ovvero l’esito finale o comunque avanzato del processo vede un incremento nel numero di ossidazione degli atomi che costituivano le molecole in un primo tempo parte costitutiva dei tessuti viventi.  In condizioni aerobiche lavorano la maggior parte degli organismi ,detti: decompositori (funghi, batteri, lieviti, eventualmente vermi ed insetti) presenti per esempio nel terreno, ch’è la sede naturale maggiormente preposta allo svolgimento del processo di decomposizione.

Lo stesso fenomeno della combustione, ad esempio a carico di un tronco d’albero ormai secco, in fondo non è altro che una decomposizione abiotica di tipo ossidativo, molto veloce e tale da saltare praticamente tutte le tappe intermedie, arrivando direttamente al carbonio al suo massimo grado di ossidazione, ovvero al biossido di carbonio (l’anidride carbonica  CO2) ed all’acqua ( H2O ).

La decomposizione aerobica è verosimilmente quella che predispone meglio le molecole di origine biologica a ripetersi in circolo, ovvero ad essere riassimilate da nuovi esseri viventi autotrofi (sono detti  autotrofi gli organismi, che si nutrono da soli, cioè che non hanno bisogno di molecole biologiche provenienti da fonti esterne per ricavare energia o da usare come materiali da costruzione. Gli autotrofi, infatti, sono in grado di sintetizzare le proprie molecole ricche di energia a partire da sostanze più semplici), in prima ipotesi dalle piante, chiudendo il cerchio del recupero della materia che da sempre caratterizza la vita sul nostro pianeta.

Le molecole che si formano al termine di un processo putrefattivo, che si realizza cioè a carico dei materiali biologici in assenza o quasi di ossigeno, invece, sono di tipo totalmente diverso. Esse si originano attraverso reazioni prevalentemente abiotiche, ma non mancano anche in questo caso organismi decompositori definiti “anaerobi” in grado di effettuare trasformazioni biologiche anche di condizioni di carenza (batteri ed alcuni funghi) o di totale mancanza (solo batteri) di ossigeno.

Al contrario  del caso della decomposizione aerobica, nella putrefazione anaerobica gli atomi che facevano parte delle molecole di origine biologica, tendono alla fine del processo a ridurre il loro stato di ossidazione. Se consideriamo i principali elementi che costituiscono i tessuti viventi (carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto, zolfo, fosforo, C;H2;O2;N;S;P) il punto di arrivo della trasformazione putrefattiva di ciascuno di questi è la sua forma completamente idrogenata, dove cioè l’elemento si trova in forma isolata e lega su di se con legami covalenti esclusivamente atomi di idrogeno. Nello specifico dei 6 atomi citati, avremo:  metano CH; idrogeno H2; acqua H2O; ammoniaca NH3; acido solfidrico H2S; fosfina PH3; dove in ogni caso è rappresentato in minimo numero di ossidazione raggiungibile per ciascuno degli elementi coinvolti.

Faccio notare che l’acqua, di cui sopra citata più volte, rappresenta la forma idrogenata dell’ossigeno già presente fin dall’inizio nel materiale biologico e non deriva da ossigeno atmosferico fissato poi nelle molecole in seguito ad un suo eventuale coinvolgimento in un processo ossidativo.

Una certa quantità di acqua libera dev’essere inoltre presente fin dall’inizio di un processo di putrefazione, tanto di tipo ossidativo quanto anaerobico, perché in sua assenza (assenza completa di acqua ovvero, in atmosfera asciutta) si arriverebbe ad una sostanziale mummificazione del residuo.

Un’annotazione interdisciplinare è quella che riguarda la formazione di questi prodotti “in vivo” negli animali e quindi anche nell’uomo.

Esiste una zona del corpo umano dove spesso l’ossigeno arriva con scarsità e dove pertanto possono avere luogo fermentazioni anche anaerobiche: è l’intestino crasso, sede di attività batteriche (utili, indifferenti o talvolta avverse), e per i ruminanti anche uno dei 4 stomaci noto appunto come “rumine”.

Tanto nell’intestino crasso quanto, in modalità diverse, nel rumine degli erbivori (che ne sono provvisti), possono avere luogo alcune delle reazioni anaerobiche finora accennate, che possono portare alla formazione delle piccole molecole a basso numero di ossidazione e completamente idrogenate, come il metano, l’idrogeno, l’ammoniaca e l’acido solfidrico. L’accumulo di questi gas provoca il noto e fastidioso gonfiore addominale nell’uomo, e nel caso dei ruminanti lo stato patologico noto come meteorismo.

Inoltre l’ammoniaca prodotta da questi processi rischia in taluni casi di entrare in circolo in concentrazioni eccessive nel flusso ematico, determinandone un innalzamento di pH: infatti l’ammoniaca in soluzione acquosa come nel sangue è presente per lo più sotto forma idrata, ovvero di idrossido di ammonio (NH4OH), che si dissocia in ione ammonio e ioni ossidrili, ai quali può essere imputata la basificazione dell’ambiente acquoso.  Questa pericolosa situazione può essere fra le possibili cause di fenomeni di alcalosi metabolica, (L’alcalosi metabolica è un’alterazione del pH del plasma corporeo, diretto verso un aumento del pH o alcalosi. È normalmente causato da una perdita di acidi o da un accumulo di bicarbonati, conseguentemente un aumento del pH arterioso il cui valore normale è compreso tra 7,35 e 7,45).

I gas intestinali risultano tanto più maleodoranti, quando fuoriescono sotto forma di flatulenze, quanto più scaturiscono da un processo fermentativo svolto in condizioni di scarsità di ossigeno: fra le specie chimiche più caratteristiche in questo contesto risultano infatti composti solforati (derivati dello zolfo bivalente) dei quali l’acido solfidrico rappresenta solo il capostipite, che vanno dai mercaptani ai solfuri alchilici.

E’ interessante notare come gli alimenti che provocano maggiore flatulenza sono spesso quelli più facilmente fermentescibili, ma quelli che provocano un maggior arricchimento di composti solforati sono per l’appunto quelli ricchi in aminoacidi solforati, come ad esempio le crocifere (famiglia alla quale appartengono il cavolo, il cavolfiore, ecc).

Altri alimenti fermentescibili sono anche alcuni carboidrati complessi, la loro scomposizione in sottoprodotti generalmente può variare (in piccola percentuale ) a secondo dell’individuo.

Detto ciò, vediamo se quanto detto sopra riportate possa aiutare un atleta (di qualsiasi disciplina sportiva) al raggiungimento dello stato surplus fisico migliore, senta imbattere in alcuni fastidi derivanti magari da una associazione alimentare non propriamente corretta. Alcune regole fondamentali per favorire i processi digestivi sono:

  • evitare di associare tipi diversi di proteine (estrema importanza)
  • evitare di abbinare i carboidrati con proteine animali (per chi non è vegetariano)
  • evitare di abbinare tipi diversi di carboidrati (semplici e complessi come zucchero e pasta, uva e pane, banana e pane…).
  • Olio extra­ver­gine di oliva, va usato sempre quando mangiamo cibi ricchi di betacarotene come zucche, carote e pomodori, infatti alcuni ricercatori hanno scoperto che l’olio extra­ver­gine con­sente sia al lico­pene dei pomo­dori, che al beta­ca­ro­tene contenuto in alcuni alimenti come nelle zucche, carote, essere assorbito meglio.
  • Vitamina C e Ferro:La vitamina C consente l’assorbimento del ferro non-eme quello contenuto negli alimenti vegetali, vitamina C contenuta in alimenti vegetali come: peperoni, agrumi, verdure a foglia verde, fragole, pomodori, broccoli; mentre il ferro è maggiormente presente in vegetali come: bietole, cavoli, spinaci, legumi e cereali integrali. Unire alimenti ricchi di vitamina C ad alimenti ricchi di ferro, favorisce l’assimilazione appunto del ferro. La vitamina C è utile anche per aumentare l’effetto antiossidante di tè e tisane, per questo è bene sempre mettere una fettina di limone nel tè e nelle tisane.
  • Spe­zie ed erbe aro­ma­ti­cheLe erbe aro­ma­ti­che e le spe­zie poten­ziano gli effetti anti­os­si­danti dei vege­tali. Secondo il Bri­tish Jour­nal of Nutri­tion, infatti, solo 3 grammi di maggiorana aggiunti a 200 grammi di insalata ne aumenta di quattro volte l’effetto antiossidante. Dunque utilizziamo nelle insalate erbe aromatiche e spezie.
  • Frutta seccaLa frutta secca e i semi oleosi, sono alimenti ric­chi di vita­mina E ed è stato scoperto che il suo effetto anti­os­si­dante può essere aumentato ancora di più dal resve­ra­trolo, sostanza presente nella buc­cia dell’uva, nel vino rosso, nelle bac­che scure (come mir­tilli, mir­tilli rossi, more), nei pistac­chi e nelle ara­chidi, otte­nendo anche un effetto pro­tet­tivo sull’apparato car­dio­cir­co­la­to­rio e sul cer­vello.
  • Avocado: Uno studio del 2005 pubblicato sul The Journal of Nutrition ha dimostrato che le insalate consumate con condimenti grassi, in particolare avocado oppure olio di avocado, aiutano l’assorbimento di un altro carotenoide chiamato luteina, che si trova principalmente nelle verdure a foglia verde.
  • Broccoli: Una ricerca pubblicata nel 2007 sulla rivista scientifica Cancer Research ha dimostrato che combinare i broccoli con i pomodori previene il cancro alla prostata, molto probabilmente per l’unione di diversi antiossidanti vegetali presenti in questi cibi. Il motivo esatto di questa sinergia alimentare non è stato ancora chiarito ma sta di fatto che tale studio ha constatato che mangiare broccoli e pomodori insieme è stato più efficace nel rallentare la crescita del tumore rispetto a un loro consumo separato.
  • Aglio:L’aglio ed i finoc­chi creano insieme una siner­gia che va a con­tra­stare le malat­tie dege­ne­ra­tive. Inoltre l’anetolo contenuto nel finocchio elimina l’antipatico effetto dell’aglio sull’alito.

Una teoria alimentare che approvo ampiamente ( che attualmente conduco più  27 anni alle spalle di duri allenamenti costanti) è la combinazione  alimentare del  Dr Pickering tre regole fondamentali :

  • Mai proteine e amidi nello stesso pasto, per i motivi espressi prima. Occorre aspettare due ore prima di mangiare proteine dopo aver mangiato amidi e aspettare tre ore dopo aver mangiato proteine prima di assumere amidi.
  • Mai frutta e verdura nello stesso pasto. La frutta contiene mono e disaccaridi, mentre gli amidi sono polisaccaridi. La frutta si scompone nello stomaco, ma chimicamente non si digerisce fino a quando raggiunge l’intestino tenue. Anche gli amidi, vengono digeriti in tre diverse fasi, a partire dalla bocca. questo è anche il motivo per cui è fondamentale non mangiare il dessert dopo il pasto.
  • Se lo mangiamo con tutti gli altri alimenti inizia a fermentare. Per questo si dovrebbe incominciare a mangiare la frutta 30-60 minuti prima dei pasti principali. Inoltre non bisogna mescolare vari tipi di frutta ad esempio la frutta acida, come gli agrumi per esempio, non si combinano bene con gli amidi. Agrumi e banane mangiati insieme porta a disturbi intestinali. Molti considerano il pomodoro un frutto, e viene aggiunto spesso nell’insalata.

Commenti (2)

  1. Herbie scrive:

    Articolo interessantissimo e, comunque, anche impegnativo da memorizzare!

  2. Matteo scrive:

    Ciao!
    Articolo davvero interessante, le mie idee ora sono molto più chiare, grazie!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *