PROTEINA GREGGIA (P.G.)

Il contenuto proteico di un alimento è valutato dal suo tenore in azoto, determinato con il metodo Kjeldahl modificato.Il metodo Kjeldahl valuta la maggior parte dell’azoto presente nell’alimento, esclusi i nitrati, i nitriti, e taluni composti azotati ciclici.

Il metodo Kjeldahl parte da 2 premesse:-1 tutto l’azoto presente nell’alimento sia sotto forma proteica-2 tutte le proteine alimentari contengano 160 g di N/kg

Il contenuto azotato dell’alimento è espresso in termini di proteina greggia:

P.G. (g/kg) = g N/kg x 1.000 /160o più comunemente

P.G. (g/kg) = g N/kg x 6,25

• SCOPO: determinare il contenuto in N degli alimenti ed SCOPO: determinare il contenuto in N degli alimenti ed esprimere il risultato come proteina greggia (N x 6,25);esprimere il risultato come proteina greggia (N x 6,25);

• CAMPO DI APPLICAZIONE: viene determinato N CAMPO DI APPLICAZIONE: viene determinato N proteico, amminico, ammidico, iminico, ammoniacale ed proteico, amminico, ammidico, iminico, ammoniacale ed ureico; non viene determinato l’azoto nitroso e nitrico;ureico; non viene determinato l’azoto nitroso e nitrico;

• PRINCIPIO DEL METODO: mineralizzazione dell’azoto PRINCIPIO DEL METODO: mineralizzazione dell’azoto mediante trattamento a caldo con acido solforico mediante trattamento a caldo con acido solforico concentrato e successiva distillazione dell’azoto concentrato e successiva distillazione dell’azoto ammoniacale con raccolta su acido borico a titolo noto.ammoniacale con raccolta su acido borico a titolo noto.

DETERMINAZIONE DELLA PROTEINA GREGGIAFinalità: valutare la quantità di azoto presente nell’alimento

Metodo ufficiale: Kjeldahl

MATERIA PRIMA Azoto % Coefficiente Semi di cotone 18,87 5,30 Semi di soia 17,51 5,71 Orzo 17,15 5,83 Mais 16,00 6,25 Avena 17,15 5,83 Frumento 17,15 5,83 Uova 16,00 6,25 Carne 16,00 6,25 Latte 15,68 6,38

P.G. = N x 6,25P.G. = N x 6,256,25 = 100/N proteina6,25 = 100/N proteina

DETERMINAZIONE DELLA PROTEINA GREGGIA

AMINOACIDI (1)

prolinaprolinaserinaserinatreoninatreoninatriptofanotriptofanotirosinatirosinavalinavalinaasparaginaasparaginaglutamminaglutammina

alaninaalaninacisteinacisteinaglicinaglicinaisoleucinaisoleucinaleucinaleucinametioninametioninafenilalaninafenilalanina

NEUTRINEUTRI ACIDIACIDIac. asparticoac. aspartico

ac. glutammicoac. glutammico

BASICIBASICIargininaargininaistidinaistidinalisinalisina

AMINOACIDI (2)

isoleucinaisoleucinaleucinaleucinavalinavalina

RAMIFICATI (e.)RAMIFICATI (e.) SolforatiSolforatiMetionina (e.)Metionina (e.)Cisteina (n.e.)Cisteina (n.e.)

BASICIBASICIArginina (Arginina (±±))Istidina (Istidina (±±))Lisina (e)Lisina (e)

Phenilalanina (e) -> TirosinaPhenilalanina (e) -> TirosinaTriptofano (e) -> NiacinaTriptofano (e) -> NiacinaIstidinaIstidina

CicliciCiclici

UOMO POLLO SUINO Metionina + + + Lisina + + + Treonina + + + Triptofano + + + Fenilalanina + + + Tirosina + - - Leucina + + + Isoleucina + + + Valina + + + Istidina + +/- +/- Arginina +/- +/- +/-

fenilalanina-tirosina

metionina-cistina

AMINOACIDI ESSENZIALI

“LEGGE DEL MINIMO” DI LIEBIG

AMINOACIDO LIMITANTE O CRITICOAMINOACIDO LIMITANTE O CRITICO

La quantità di proteina potenzialmente La quantità di proteina potenzialmente sintetizzabile è limitata dall’aminoacido sintetizzabile è limitata dall’aminoacido

essenziale presente in minore concentrazioneessenziale presente in minore concentrazione

COME PUÒ AVVENIRE CHE UNA PARTE DEGLI COME PUÒ AVVENIRE CHE UNA PARTE DEGLI AMINOACIDI NON VENGA UTILIZZATA?AMINOACIDI NON VENGA UTILIZZATA?

Tale eventualità si verifica o quando gli alimenti apportano Tale eventualità si verifica o quando gli alimenti apportano

eccessive quantità di proteine oppure quando uno degli eccessive quantità di proteine oppure quando uno degli

aminoacidi essenziali si trova in concentrazione troppo bassa aminoacidi essenziali si trova in concentrazione troppo bassa

rispetto agli altri limitandone la possibilità di impiego.rispetto agli altri limitandone la possibilità di impiego.

AMINOACIDO LIMITANTE

BOTTE DIBOTTE DI““LIEBIG”LIEBIG”

aminoacido limitanteaminoacido limitanteprimarioprimario

RISPOSTE PRODUTTIVE ALL’INTEGRAZIONE DELLA DIETA CON UN AMINOACIDO LIMITANTE.

LIVELLO OTTIMALELIVELLO OTTIMALEDI INTEGRAZIONEDI INTEGRAZIONE

INTEGRAZIONE AMINOACIDICA DELLA DIETAINTEGRAZIONE AMINOACIDICA DELLA DIETA(1 solo aminoacido)(1 solo aminoacido)

RIS

PO

ST

A P

RO

DU

TT

IVA

RIS

PO

ST

A P

RO

DU

TT

IVA

AZOTO INGERITOAZOTO INGERITO(proteina greggia)(proteina greggia)

AZOTO ASSORBITOAZOTO ASSORBITO

AZOTO TRATTENUTOAZOTO TRATTENUTO

AZOTOAZOTOFECALEFECALE

AZOTOAZOTOURINARIOURINARIO

VALORE BIOLOGICO (V.B.)

Il termine Valore Biologico coniato da Thomas all’inizio del secolo, è stato ripreso intorno Il termine Valore Biologico coniato da Thomas all’inizio del secolo, è stato ripreso intorno agli anni ‘20 da Mitchell e proposto come metodo per l’espressione del valore proteico.agli anni ‘20 da Mitchell e proposto come metodo per l’espressione del valore proteico.

VALORE BIOLOGICO (V.B.)VALORE BIOLOGICO (V.B.)Definizione:Definizione:

Rispondenza in termini di equilibrio aminoacidico della proteina Rispondenza in termini di equilibrio aminoacidico della proteina alimentare ai fabbisogni dell’animale.alimentare ai fabbisogni dell’animale.

rapporto fra l’azoto trattenuto e l’azoto assorbito da un animalerapporto fra l’azoto trattenuto e l’azoto assorbito da un animale

N ingerito - (N fecale + N urinario)N ingerito - (N fecale + N urinario)N ingerito - N fecaleN ingerito - N fecale

V.B. =V.B. =

La formula in realtà esprime un La formula in realtà esprime un Valore Biologico ApparenteValore Biologico Apparente, in quanto andrebbe , in quanto andrebbe depurato da 2 fonti di N endogene che non hanno direttamente a che fare con la quota depurato da 2 fonti di N endogene che non hanno direttamente a che fare con la quota

digerita e con la quota assorbita dell’azoto alimentare:digerita e con la quota assorbita dell’azoto alimentare:AZOTO FECALE METABOLICO (N.F.M.)AZOTO FECALE METABOLICO (N.F.M.)AZOTO URINARIO ENDOGENO (N.U.E.)AZOTO URINARIO ENDOGENO (N.U.E.)

VALORE BIOLOGICO (V.B.)VALORE BIOLOGICO (V.B.)Come si calcolaCome si calcola

La carenza di un solo aminoacido rispetto alla La carenza di un solo aminoacido rispetto alla quantità richiesta è responsabile del basso valore quantità richiesta è responsabile del basso valore

biologico di una proteina alimentare.biologico di una proteina alimentare.

AMINOACIDO CRITICO PRIMARIOO LIMITANTE

N fecaleN fecale = N di origine alimentare indigerito + N di = N di origine alimentare indigerito + N di costituzione degli enzimi digestivi, degli acidi biliari, degli costituzione degli enzimi digestivi, degli acidi biliari, degli epiteli di sfaldamento del canale alimentare, delle spoglie della epiteli di sfaldamento del canale alimentare, delle spoglie della microflora intestinale (N.F.M.).microflora intestinale (N.F.M.).

N urinarioN urinario = N derivante dal catabolismo degli aminoacidi di = N derivante dal catabolismo degli aminoacidi di origine alimentare non utilizzati per la sintesi + N derivante origine alimentare non utilizzati per la sintesi + N derivante dal catabolismo microbico + N degli aminoacidi e delle basi dal catabolismo microbico + N degli aminoacidi e delle basi puriniche che provengono dal ricambio dei tessuti (N.U.E.)puriniche che provengono dal ricambio dei tessuti (N.U.E.)

NFM = azoto fecale metabolicoNFM = azoto fecale metabolicoNUE = azoto urinario endogenoNUE = azoto urinario endogeno

N ingerito - (N fecale - NFM) - (N urinario - NUE)N ingerito - (N fecale - NFM) - (N urinario - NUE)N ingerito - (N fecale - NFM)N ingerito - (N fecale - NFM)

V.B. =V.B. =

V.B. tanto migliore quanto più si avvicina all’unità; questo si verifica V.B. tanto migliore quanto più si avvicina all’unità; questo si verifica quanto meglio la miscela di aminoacidi ha composizione simile a quella di quanto meglio la miscela di aminoacidi ha composizione simile a quella di costituzione delle proteine da sintetizzare.costituzione delle proteine da sintetizzare.Le proteine di origine animale hanno una composizione molto più simile a Le proteine di origine animale hanno una composizione molto più simile a quella del corpo animale di quanto non abbiano le proteine vegetali.quella del corpo animale di quanto non abbiano le proteine vegetali.

La carenza di un solo aminoacido rispetto alla La carenza di un solo aminoacido rispetto alla quantità richiesta (aminoacido limitante quantità richiesta (aminoacido limitante primario) è responsabile del basso valore primario) è responsabile del basso valore biologico di una proteina alimentare, valore che biologico di una proteina alimentare, valore che può essere migliorato integrando quanto manca.può essere migliorato integrando quanto manca.

V.B. proteine di origine animale > V.B. proteine di origine vegetale

VALORE BIOLOGICO DELLE PROTEINE DI ALIMENTI PER IL MANTENIMENTO E

LA CRESCITA DI GIOVANI SUINI

LATTELATTEFARINA DI PESCEFARINA DI PESCEFARINA DI SOIAFARINA DI SOIAFARINA DI SEME DI COTONEFARINA DI SEME DI COTONEFARINA DI SEME DI LINOFARINA DI SEME DI LINOMAISMAISORZOORZOPISELLIPISELLI

0,95 - 0,970,95 - 0,970,74 - 0,890,74 - 0,890,63 - 0,760,63 - 0,76

0,630,630,610,61

0,49 - 0,610,49 - 0,610,57 - 0,710,57 - 0,710,62 - 0,650,62 - 0,65

PROTEINA IDEALE

La qualità delle proteine di un alimento è indicata specificando il La qualità delle proteine di un alimento è indicata specificando il contenuto di tutti gli aminoacidi essenziali o solo di quelli che contenuto di tutti gli aminoacidi essenziali o solo di quelli che più facilmente possono essere limitanti.più facilmente possono essere limitanti.

Il metodo più recente di valutazione delle proteine alimentari Il metodo più recente di valutazione delle proteine alimentari destinate agli animali è basato sul concetto di:destinate agli animali è basato sul concetto di:

““PROTEINA IDEALE”.PROTEINA IDEALE”.

La proteina ideale è quella in grado di apportare gli aminoacidi indispensabili nelle proporzioni corrispondenti ai fabbisogni dell’animale e

nella quale esiste un corretto equilibriofra aminoacidi essenziali e non essenziali.

LisinaLisinametionina + cistinametionina + cistinatreoninatreoninatriptofanotriptofanoisoleucinaisoleucinaleucinaleucinaistidinaistidinafenilalaninna + tirosinafenilalaninna + tirosinavalinavalina

707035354242101038387070232367674949

EQUILIBRIO FRA AMINOACIDI (g/kg) PROPOSTOEQUILIBRIO FRA AMINOACIDI (g/kg) PROPOSTOPER LA PROTEINA IDEALE NEL SUINOPER LA PROTEINA IDEALE NEL SUINO

PROTEINA IDEALE

Stabilito così l’equilibrio fra aminoacidi, non è più necessario calcolare la Stabilito così l’equilibrio fra aminoacidi, non è più necessario calcolare la copertura dei fabbisogni in singoli aminoacidi, che viene copertura dei fabbisogni in singoli aminoacidi, che viene

automaticamente assicurata con la copertura del fabbisogno proteico.automaticamente assicurata con la copertura del fabbisogno proteico.

Il concetto di proteina ideale non considera la possibilitàIl concetto di proteina ideale non considera la possibilitàdi fornire qualche aminoacido in eccessodi fornire qualche aminoacido in eccesso

integrare il concetto di proteina ideale con quellointegrare il concetto di proteina ideale con quellodell’integrazione dei singoli aminoacidi di sintesidell’integrazione dei singoli aminoacidi di sintesi

PROTEINA IDEALE

PROTEINA LA CUI COMPOSIZIONE IN AMINOACIDI PROTEINA LA CUI COMPOSIZIONE IN AMINOACIDI PIU’ SI AVVICINA ALLE ESIGENZEPIU’ SI AVVICINA ALLE ESIGENZE

DI UNA DETERMINATA SPECIE ANIMALEDI UNA DETERMINATA SPECIE ANIMALEIN UN DETERMINATO STATO FISIOLOGICO.IN UN DETERMINATO STATO FISIOLOGICO.

PROTEINA IDEALESUINO IN ACCRESCIMENTO

(lisina = 100)

AminoacidiAminoacidiLISINALISINATREONINATREONINATRIPTOFANOTRIPTOFANOMETIONINA + CISTINAMETIONINA + CISTINAARGININAARGININAISOLEUCINAISOLEUCINALEUCINALEUCINAFENILALANINA + TIROSINAFENILALANINA + TIROSINAVALINAVALINAISTIDINAISTIDINA

COLE 1984COLE 1984100100606018185050------5050

1001001001007070

33 - 3533 - 35

I.N.R.A. 1984I.N.R.A. 1984100100606018186060292960607272

10010070702626

PhenylalanineSystematic name: 2-Amino-3-phenyl-propanoic acidAbbreviations: Phe

Chemical formula: C9H11NO2

Molecular mass 165.19 g mol-1

Melting point 283 °CDensity 1.29 g cm-3

Isoelectric point 5.5

pKa 2.20 9.09PubChem 994CAS number[673-06-3] (D)[63-91-2] (L) [150-30-1] (D/L or racemic)

PhenylalaninePhenylalanine is an essential alpha-amino acid.

It exists in two forms, a D and an L form, which are enantiomers (mirror-image molecules) of each other. It has a benzyl side chain. Its name comes from its chemical structures consisting of a phenyl group substituted for one of the hydrogens in the side chain of alanine. Because of its phenyl group, phenylalanine is an aromatic compound. At room temperature, it is a white, powdery solid.

Phenylalanine Forms

•L-phenylalanine

•D-phenylalanine

•DL-phenylalanine

L-phenylalanine

L-PhenylalanineL-Phenylalanine (LPA) is an electrically-neutral amino acid, one of the twenty common amino acids used to biochemically form proteins, coded for by DNA. L-phenylalanine is used in living organisms, including the human body, where it is an essential amino acid. L-phenylalanine can also be converted into L-tyrosine, another one of the twenty protein-forming amino acids. L-tyrosine is converted into L-DOPA, which is further converted into dopamine, norepinephrine (noradrenaline), and epinephrine (adrenaline) (the latter three are known as the catecholamines).

D-phenylalanine

D-phenylalanineD-phenylalanine (DPA), can be synthesized artificially. D-phenylalanine can be converted only into phenylethylamine. D-phenylalanine is a non-protein amino acid, meaning that it does not participate in protein biosynthesis. D-phenylalanine and other D-amino acids are, however, found in proteins, in small amounts, particularly aged proteins and food proteins that have been processed. The biological functions of D-amino acids remain unclear. Some D-amino acids, such as D-phenylalanine, may have pharmacologic activity.

DL-phenylalanine

DL-phenylalanine is a racemic mixture of phenylalanine - it contains 50 % each of D and L enantiomers. DL-Phenylalanine is marketed as a nutritional supplement for its putative analgesic and antidepressant activities. The putative analgesic activity of DL-phenylalanine may be explained by the possible blockage by D- phenylalanine of enkephalin degradation by the enzyme carboxypeptidase A. The mechanism of DL- phenylalanine's putative antidepressant activity may be accounted for by the precursor role of L- phenylalanine in the synthesis of the neurotransmitters norepinephrine and dopamine. Elevated brain norepinephrine and dopamine levels are thought to be associated with antidepressant effects.

Biological aspectsThe genetic codon for phenylalanine was the first to be discovered.

Marshall W. Nirenberg discovered that, when he inserted m-RNA made up of multiple uracil repeats into E. coli, the bacterium produced a new protein, made up solely of repeated phenylalanine amino acids.

Phenylalanine uses the same active transport channel as tryptophan to cross the blood-brain barrier, and, in large quantities, interferes with the production of serotonin.

Phenylalanine is contained in most protein rich foods, but especially good sources are dairy products (curd, milk, cottage cheese), avocados, pulses and legumes (particularly peanuts and lima beans), nuts (pistachios, almonds), seeds (piyal seeds), leafy vegetables, whole grains, poultry, fish and other seafoods.

DL-phenylalanineThe genetic codon for phenylalanine was the first to be discovered.

Marshall W. Nirenberg discovered that, when he inserted m-RNA made up of multiple uracil repeats into E. coli, the bacterium produced a new protein, made up solely of repeated phenylalanine amino acids.

Phenylalanine uses the same active transport channel as tryptophan to cross the blood-brain barrier, and, in large quantities, interferes with the production of serotonin.

Phenylalanine is contained in most protein rich foods, but especially good sources are dairy products (curd, milk, cottage cheese), avocados, pulses and legumes (particularly peanuts and lima beans), nuts (pistachios, almonds), seeds (piyal seeds), leafy vegetables, whole grains, poultry, fish and other seafoods.