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LA BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI 1- Cambiamenti biochimici di lipidi negli alimenti Biogenerazione dellodore di pesce fresco (1.8) 2- Aromi alimentari indotti.

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1 LA BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI 1- Cambiamenti biochimici di lipidi negli alimenti Biogenerazione dellodore di pesce fresco (1.8) 2- Aromi alimentari indotti biochimicamente (1.11) 3- Degradazione biochimica e biosintesi di pigmenti vegetali (1.12) a) degradazione della clorofilla nella maturazione della frutta b) biosintesi di mevalonato ed isopentenil difosfato prima della formazione di carotenoidi; c) biosintesi di naringenin calcone (naringenina-calcone sintasi è un enzima appartenente alla classe delle transferasi, che catalizza la seguente reazione: 3 malonil-CoA + 4-coumaroil-CoA 4 CoA + naringenina calcone + 3 CO2. In presenza di NADH e di una reduttasi, viene prodotto il 6'-deossicalcone) 4- Esempi scelti di cambiamenti biochimici importanti nel trattamento e processamento degli alimenti 5- Maturazione dei frutti 6. Biotecnologie nella produzione, trattamento e processamento degli alimenti 1

2 1- Cambiamenti biochimici di lipidi negli alimenti Biogenerazione dellodore di pesce fresco (1.8) Enzimi coinvolti: 12 e 15 lipossigenasi e idroperossido liasi * * La 12 lipossigenasi agisce su specifici acidi polinsaturi producendo N-9-idroperossidi Acido cis,cis,cis,cis-5,8,11,14-eicosatetrenoico (C 20 H 32 O 2 ) arachidonatoarachidonato + O2 (5Z,8Z,10E,14Z)-(12S)-12-idroperossiicosa- 5,8,10,14-tetraenoatoO2 Il prodotto viene trasformato in 3,6 e 2,6 nonadienale (due aldeidi. Cetriolo) Queste possono essere ridotte ai corrispondenti alcool (fico dindia) Gli alcool hanno una soglia di detection più elevata.

3 I composti a sei atomi di carbonio (es. esenale, trans-2-esenale, cis-3-esenale) forniscono odori di piante verdi. Sono tipici dei pesci di acqua dolce e sono invece solitamente assenti nei pesci di mare. Le molecole a otto atomi di carbonio (es. 1-otten-3-olo, 1-otten-3-one, 1-cis-5-ottadien-3-olo, 1-cis-5-ottadien-3-one) sono presenti nella maggior parte dei pesci e prodotti ittici. Sono responsabili di odori vegetali più intensi, come di foglie di geranio stropicciate, e di tipo metallico. I composti a nove atomi di carbonio (es. 3,6-nonadienale, 2,6-nonadienale, 3,6-nonadien-1-olo) sono presenti solo in alcuni pesci, specialmente dacqua dolce, e impartiscono aromi simili al melone e al cetriolo.

4 Pressione osmotica Non potendo aumentare la concentrazione di cloruro di sodio la maggior parte delle creature marine accumula nelle cellule alcuni aminoacidi. In particolare la glicina, dal sapore dolciastro, e lacido glutammico insieme al suo sale, il glutammato, che ha il potere di esaltare i sapori. Soprattutto i molluschi ne sono ricchi. Molti pesci invece, oltre agli amminoacidi, per bilanciare la pressione osmotica accumulano una sostanza inodore e insapore, la trimetilammina N-ossido. Questa sostanza, dopo la morte, viene convertita dagli enzimi presenti e dai batteri nella trimetilammina, il cui forte odore noi associamo al pesce di mare non più fresco. Altri pesci, come gli squali e le razze, accumulano lurea, una sostanza amarognola e leggermente salata. Anche questa sostanza, dopo la morte dellanimale, viene rapidamente degradata, formando ammoniaca, dal caratteristico odore pungente.

5 15/01/ Altri Cambiamenti biochimici Aromi alimentari indotti biochimicamente ( aglio, cipolla, fragola, tea, semi di limone e arancia, crocifere, 1.11).. 5

6 6 Degradazione biochimica e biosintesi di pigmenti vegetali (1.12) a) degradazione della clorofilla nella maturazione della frutta (modificata nella maturazione della frutta) b) biosintesi di mevalonato ed isopentenil difosfato prima della formazione di carotenoidi; c) biosintesi di naringenin calcone (naringenina-calcone sintasi è un enzima appartenente alla classe delle transferasi, che catalizza la seguente reazione: 3 malonil-CoA + 4-coumaroil-CoA 4 CoA + naringenina calcone + 3 CO2. In presenza di NADH e di una reduttasi, viene prodotto il 6'-deossicalcone) e modifica di alimenti

7 Esempi scelti di cambiamenti biochimici importanti nel trattamento e processamento degli alimenti a)Produzione di ammoniaca e formaldeide dalla trimetilammina ed il suo ossido..

8 C- Produzione di ammine biogene (1.15) B- Produzione di ammoniaca dallureaad opera dellureasi Lammoniaca è uno dei componenti delle basi totali volatili (Total volatile base- TVN). Lazoto TVN viene utilizzato come indice di qualità per laccettabilità del pesce o frutti di mare. Es. lo squalo (eliminare subito il sangue)

9 D- Degradazione delladenosin trifosfato; E- imbrunimento enzimantico da parte della polifenolossidasi (PPO)* F- Produzione di etilene nella maturazione dei frutti; G. riduzione dei fitati nei cereali * Gruppo di enzimi contenuti nelle piante e in alcuni tessuti animali dove provocano l'ossidazione delle sostanze con struttura fenolica, in particolare degli orto-difenoli. Un'importante polifenolossidasi è la DOPA-ossidasi presente nei tessuti melanogeni: agisce sulla DOPA ossidandola in melanina.ossidazioneDOPAmelanina 36 9

10 10 Degradazione delladenosin trifosfato

11 LA BIOCHIMICA DEGLI ALIMENTI LA MATURAZIONE DEI FRUTTI 11 La selezione di alberi che producono frutti ha accompagnato levoluzione delluomo Uomo raccoglitore-cacciatore a quello agricoltore-allevatore In termini di produzione e volume i frutti più importanti sono - Pomodori - Agrumi - Banana - Uva Le qualità nutrizionali e alimentari dei frutti sono il risultato di intricati vie metaboliche. H 2 Ofino al 95% del peso fresco. Nella maturazione si hanno importanti variazioni nella composizione dei composti biochimici.

12 Alcuni componenti dei frutti - Amido - Conversione in zuccheri nella maturazione con conseguente (banana, melone,.. -Acidi organici che diminuiscono nella maturazione (uva, mela, pomodoro…) Contengono grande quantità di materiale fibroso come cellulosa e pectine che nella maturazione vengono trasformati in prodotti idrosolubili con conseguente ammorbidimento del frutto. Prodotti secondari - Antocianine (uva, mele, prugne, mirtilli..) - Carotenoidi ( licopene e carotene. Pomodoro) - Aromi: monoterpeni, (in arance e limetta); esteri volatili (etile, metilbutirrato nelle mele, acetato di isoamile nella banana); acidi organici acido citrico e malico nelle mele e limoni; aldeidi a catena corta come lesanale (melone). -Vitamina C - i lipidi sono in bassa quantità con leccezione delle olive e avocado. (oli). - La quantità di proteine è in genere bassa.

13 METABOLISMO DEI CARBOIDRATI NEI FRUTTI

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15 ASE CATABOLISMO DEGLI ZUCCHERI ATTRAVERSO LA GLICOLISI ED IL CICLO DELLACIDO CITRICO

16 METABOLISMO DEI CARBOIDRATI NEI FRUTTI Acido nucleico

17 METABOLISMO DEI CARBOIDRATI NEI FRUTTI

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21 Le biotecnologie nella produzione di alimenti, trattamento e processing - enzimi alimentari derivati dalle biotecnologie; - organismi geneticamente modificati utili per il processing degli alimenti

22 15/01/ ALCUNI ENZIMI COMMERCIALI PRODOTTI BIOTECNOLOGICAMENTE EnzimaApplicazione Acetolactate decarboxylase Beer aging and diacetyl reduction (EC ) α -amylase (EC ) High fructose corn syrup* (HFCS) production Amylo-1,6-glucosidase High fructose corn syrup (HFCS) (EC ) production Chymosin (EC ) Milk clotting in cheese manufacturing Lactase (EC ) Lactose hydrolysis Glucan 1,4- α -maltohydrolase Anti-staling in bread (maltogenic α-amylase, EC ) 22 *55% fruttosio e 45 % glucosio potere dolcificante come saccarosio o miele Ciascun paese ha i suoi regolamenti per luso Di questi enzimi biotecnologici

23 The third step in the processing of high fructose corn syrup is the most expensive. An enzyme called glucose-isomerase is stored in tall columns and the glucose slurry is poured across the top of those columns. The enzyme converts the pure glucose into a combination of fructose and glucose, but not at the final percentages desired. A process called liquid chromatography essentially distills the syrup into 90% fructose. This concentrated fructose product is then blended back into the original mix to create the final 55% fructose, 45% glucose product called high fructose corn syrup. Saccarosio1,00 Glucosio0,74 Fruttosio1,70 varia con la temperatura


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