PROTEINA Tutte le proteine, sia nei batteri che nelle forme di vita più complesse, sono costituite dallo stesso gruppo di 20 aminoacidi legati in modo covalente, in caratteristiche sequenze linerari. Ogni aminoacido ha una caratteristica catena laterale da cui dipendono le sue proprietà chimiche Ogni proteina ha proprietà e caratteristiche diverse, in quanto è composta da aminoacidi in combinazioni ed in seuqneze diverse.

FUNZIONI BIOLOGICHE DELLE PROTEINE Enzimi Proteine di trasporto – emoglobina, lipoproteine Proteine di riserva – ovalbumina, caseina Proteine contrattili – actina, miosina Proteine strutturali – collagene, elastina Proteine di difesa – anticorpi, trombina Proteine regolatrici - ormoni

METABOLISMO DEI COMPOSTI DELL'AZOTO L’esistenza di 20 a.a. nelle proteine comporta l’esistenza di 20 vie cataboliche e altrettante vie biosintetiche

GLI ORGANISMI SI DIFFERENZIANO AMPIAMENTE NELLA LORO CAPACITÀ DI SINTETIZZARE A.A. Molti batteri sintetizzano tutti gli a.a. partendo da una singola fonte d’azoto come l’ NH3 anche se a volte preferiscono adoperare un a.a. preesistente lactobacillus I mammiferi sono capaci di sintetizzare circa metà dei 20 a.a. Quelli non sintetizzabili, A.A. ESSENZIALI, devono essere assunti con l’alimentazione.

ECONOMIA DELL'AZOTO Carboidrati e lipidi possono essere metabolizzati completamente a CO2 e H2O, così non è per gli a.a. ed altri composti azotati. Mentre i carboidrati e i lipidi possono essere immagazzinati non esiste NESSUN COMPOSTO AZOTATO POLIMERICO la cui funzione sia quella di essere accumulato o rilasciato su richiesta A causa della limitata quantità d’azoto utilizzabile, gli animali devono ripristinare le molecole mediante la dieta per rimpiazzare quelle perdute con la catalisi. Quando le proteine introdotte con l’alimentazione risultano insufficienti, proteine corporee, costruite per altri scopi, vengono degradate senza essere rimpiazzate.

DIGESTIONE DELLE PROTEINE DELLA DIETA

PROTEINA GREGGIA (P.G.) P.G. (g/kg) = g N/kg x 1.000 /160 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 /160 o più comunemente P.G. (g/kg) = g N/kg x 6,25

DETERMINAZIONE DELLA PROTEINA GREGGIA P.G. = N x 6,25 6,25 = 100/N proteina

AMINOACIDI NEUTRI ACIDI BASICI prolina serina treonina triptofano tirosina valina asparagina glutammina alanina cisteina glicina isoleucina leucina metionina fenilalanina NEUTRI ACIDI ac. aspartico ac. glutammico BASICI arginina istidina lisina

AZOTO INGERITO (proteina greggia) AZOTO ASSORBITO AZOTO TRATTENUTO FECALE AZOTO ASSORBITO AZOTO URINARIO AZOTO TRATTENUTO

AMINOACIDI ESSENZIALI metionina-cistina fenilalanina-tirosina (*)indispensabili “sensu-scricto”

COME PUÒ AVVENIRE CHE UNA PARTE DEGLI AMINOACIDI NON VENGA UTILIZZATA? Tale eventualità si verifica o quando gli alimenti apportano eccessive quantità di proteine oppure quando uno degli aminoacidi essenziali si trova in concentrazione troppo bassa rispetto agli altri limitandone la possibilità di impiego. AMINOACIDO LIMITANTE

“LEGGE DEL MINIMO” DI LIEBIG La quantità di proteina potenzialmente sintetizzabile è limitata dall’aminoacido essenziale presente in minore concentrazione AMINOACIDO LIMITANTE O CRITICO

BOTTE DI “LIEBIG” aminoacido limitante primario

INTEGRAZIONE AMINOACIDICA DELLA DIETA RISPOSTE PRODUTTIVE ALL’INTEGRAZIONE DELLA DIETA CON UN AMINOACIDO LIMITANTE. LIVELLO OTTIMALE DI INTEGRAZIONE RISPOSTA PRODUTTIVA INTEGRAZIONE AMINOACIDICA DELLA DIETA (1 solo aminoacido)

AZOTO INGERITO (proteina greggia) AZOTO ASSORBITO AZOTO TRATTENUTO FECALE AZOTO ASSORBITO AZOTO URINARIO AZOTO TRATTENUTO

rapporto fra l’azoto trattenuto e l’azoto assorbito da un animale VALORE BIOLOGICO (V.B.) 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. VALORE BIOLOGICO (V.B.) rapporto fra l’azoto trattenuto e l’azoto assorbito da un animale N ingerito - (N fecale + N urinario) N ingerito - N fecale V.B. =

AMINOACIDO CRITICO PRIMARIO VALORE BIOLOGICO DI UNA PROTEINA rapporto fra l’azoto trattenuto e l’azoto assorbito N ingerito - (N fecale + N urinario) N ingerito - N fecale V.B. = La carenza di un solo aminoacido rispetto alla quantità richiesta è responsabile del basso valore biologico di una proteina alimentare. AMINOACIDO CRITICO PRIMARIO

V. B. proteine di origine animale > V. B V.B. proteine di origine animale > V.B. proteine di origine vegetale 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 costituzione delle proteine da sintetizzare. Le proteine di origine animale hanno una composizione molto più simile a quella del corpo animale di quanto non abbiano le proteine vegetali. La carenza di un solo aminoacido rispetto alla quantità richiesta (aminoacido limitante primario) è responsabile del basso valore biologico di una proteina alimentare, valore che può essere migliorato integrando quanto manca.

COMPLEMENTARIETA’ DI PROFILI AMINOACIDICI COMPLETI Proteina A - indice proteico 0 aminoacido limitante: metionina Leu Lys Val Ile Thr Phe Met Trp Proteina B - indice proteico 0 aminoacido limitante: lisina Leu Lys Val Ile Thr Phe Met Trp Leu Lys Val Ile Thr Phe Met Trp Proteina A + B - indice proteico 100 compensazione completa

VALORE BIOLOGICO DELLE PROTEINE DI ALIMENTI PER IL MANTENIMENTO E LA CRESCITA DI GIOVANI SUINI LATTE FARINA DI PESCE FARINA DI SOIA FARINA DI SEME DI COTONE FARINA DI SEME DI LINO MAIS ORZO PISELLI 0,95 - 0,97 0,74 - 0,89 0,63 - 0,76 0,63 0,61 0,49 - 0,61 0,57 - 0,71 0,62 - 0,65

nella quale esiste un corretto equilibrio PROTEINA IDEALE La qualità delle proteine di un alimento è indicata specificando il contenuto di tutti gli aminoacidi essenziali o solo di quelli che più facilmente possono essere limitanti. Il metodo più recente di valutazione delle proteine alimentari destinate agli animali è basato sul concetto di: “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 equilibrio fra aminoacidi essenziali e non essenziali.

PROTEINA IDEALE PROTEINA LA CUI COMPOSIZIONE IN AMINOACIDI PIU’ SI AVVICINA ALLE ESIGENZE DI UNA DETERMINATA SPECIE ANIMALE IN UN DETERMINATO STATO FISIOLOGICO. Stabilito così l’equilibrio fra aminoacidi, non è più necessario calcolare la copertura dei fabbisogni in singoli aminoacidi, che viene automaticamente assicurata con la copertura del fabbisogno proteico. Il concetto di proteina ideale non considera la possibilità di fornire qualche aminoacido in eccesso  integrare il concetto di proteina ideale con quello dell’integrazione dei singoli aminoacidi di sintesi