B Minerali

MINERALI
Possono definirsi come i costituenti delle ceneri che rimangono dopo
l’incenerimento di un tessuto vegetale o un tessuto animale.
Possono essere suddivisi in:
√
elementi principali o macroelementi (Ca, P, K, Cl, Na, Mg)
√
elementi in tracce, oligoelementi o microelementi (Fe, Zn, Cu, Mn, I, Mo,
ecc.)
o anche:
>
elementi essenziali, con funzioni note (elettroliti, costituenti di enzimi,
“mattoni” di tessuti come ossa e denti, ecc.)
>
elementi non essenziali, con funzioni ancora ignote o senza funzioni
>
elementi tossici.
Contenuto di minerali nel corpo umano (totale: 6.2%)
Elemento
Contenuto
Elemento
Contenuto mg/Kg
g/Kg
Calcio
10-20
Ferro
70-100
Fosforo
6-12
Zinco
20-30
Potassio
2-2.5
Rame
1.5-2.5
Sodio
1-1.5
Manganese
0.15-0.3
Cloro
1-1.2
Iodio
0.1-0.2
Magnesio
0.4-0.5
Molibdeno
0.1
•Nelle stesse materie prime di un alimento, il contenuto minerale può
variare ampiamente in base a fattori climatici, genetici, pratiche agricole,
composizione del suolo, grado di maturazione del raccolto.
•Anche il processo produttivo di un alimento influisce molto sul contenuto
finale di minerali.
•I minerali non sono importanti soltanto per le loro funzioni nutritive e
fisiologiche, ma anche perché contribuiscono all’aroma di un alimento,
attivano o inibiscono reazioni enzimatiche e chimiche ed influiscono
sull’aspetto dell’alimento.
biodisponibilità: è importante la forma chimica in cui è presente
l’elemento e la composizione dell’alimento.
La presenza/assenza di alcuni composti può influenzare l’assorbimento.
Molti costituenti degli alimenti, come proteine, peptidi, amminoacidi,
polisaccaridi, zuccheri, lignina, fitina e acidi organici legano i minerali
aumentando o inibendo il loro rilascio.
Calcio (LARN: 800-1000 mg/die)
• E’ il minerale più abbondante dell’organismo umano (1-2%)
• Funzione plastica
[Ca3(PO4)2]3.Ca(OH)2
idrossiapatite
• Essenziale nella eccitazione-contrazione muscolare
99%
1%
Ossa e denti
Liquidi organici e
(PO43-, CO32-, F-)
sangue
(90-110mg/l)
• Favorisce la coagulazione del sangue
• Interagisce con Na, K, Mg nella regolazione
della pressione arteriosa (una carenza favorisce l’ipertensione)
• La vitamina D ne favorisce l’assorbimento
Carenza
difficilmente
diagnosticabile
• L’assorbimento è sfavorito da: alimenti ricchi in fibra, integrali (acido fitico, acidi
uronici, lignina); prodotti orticoli (acido ossalico), alcool, eccessiva assunzione di
acidi grassi e xantine.
Ragione biologica
⇒ Fonti alimentari: latte (120 mg/100 g) e derivati (formaggi duri: 800-1300 mg/
100 g; a pasta molle: 450 mg/100 g) sono la fonte primaria; tra i vegetali, broccoli
e spinaci ne contengono notevoli quantità (100 e 600 mg/100 g rispettivamente),
mentre frutta, cereali e altre verdure ne contengono basse quantità.
Magnesio (LARN: 150-500 mg/die)
• L’organismo umano ne contiene 0.4-0.5 g/Kg
• Funzione plastica
60% Tessuto osseo
(fosfato)
40% plasma, liquidi intracellulari
• Essenziale nella regolazione del metabolismo, partecipa alle attività enzimatiche
che utilizzano ATP (metabolismo dei glucidi, biosintesi dei protidi, acidi nucleici,
lipidi);
Mg++
Mg++
-
adenina-ribosio O
P
O-
O-
O
O
O
P
O-
adenina-ribosio O
O
P
-
O
O
ADP
O-
O
P
O
O
P
O-
O
ATP
• Importante nel sistema neuromuscolare.
• La vitamina D ne favorisce l’assorbimento;
• L’assorbimento è sfavorito da: alte concentrazioni di calcio, elevato consumo di
proteine, zuccheri, acidi grassi a lunga catena, calcio e fosforo, abuso di alcool.
⇒ Fonti alimentari: largamente distribuito. Soprattutto: vegetali verdi (clorofilla),
ortaggi, cereali e derivati, frutta.
⇒ Contenuto medio: 10-40 mg/100 g. Contenuto in alimenti derivati da semi
(farina integrale, noci, nocciole, legumi) 100mg/100g.
Potassio (LARN: 3100 mg/die)
• Si trova prevalentemente nei liquidi intracellulari;
• E’ distribuito in tutti i tessuti, principalmente nei muscoli;
• Varie funzioni: regolazione eccitabilità neuromuscolare, pressione osmotica,
equilibri acido-base, ritenzione idrica, attivazione enzimi glicolitici e respiratori.
Viene assunto in quantità largamente superiore al fabbisogno giornaliero, ma
l’eccesso viene eliminato attraverso i reni; in caso di carenza, non c’è un sistema
di controllo, purtroppo si ha comunque una parziale eliminazione.
⇒ Fonti alimentari: fagioli, piselli, asparagi, banane, spinaci, cavolfiori,...
A differenza del sodio, è distribuito abbastanza uniformemente sia in alimenti di
origine vegetale che in alimenti di origine animale (100-350 mg/100 g).
Particolarmente elevato il suo contenuto in frutta secca e semi (0.5-1%).
Il suo elevato contenuto nella frutta, lo rende un potenziale indice di qualità delle
confetture dove è difficile verificare la effettiva quantità di frutta utilizzata.
Sodio (LARN: 2 g/die)
• L’organismo umano ne contiene ca. 1.4 g/kg
40% liquidi extracellulari
43% tessuto osseo, (% restante:
connettivo e cartilagini)
• Funzioni: regola pressione osmotica, equilibrio acido-base del sangue,
gradienti transmembrana, trasmissione degli impulsi nervosi, contrazione
muscolare; attiva alcuni enzimi (es. amilasi).
• Contenuto in alimenti di origine animale: 50-100 mg/100 g (uova 150 mg/100 g)
Contenuto in cereali, frutta, verdura: 1-10 mg/100 g
Ferro (LARN: 10-18 mg/die)
65% Emoglobina (sangue)
10% Mioglobina (muscolo)
•L’organismo umano ne contiene
70-100 mg/Kg
ferro
emico
20-25% deposito nel fegato, nella
milza, nel midollo osseo legato a
ferritina ed emosiderina
0.1-0.5% enzimi intracellulari e
legato alla transferrina
•Essenziale nella respirazione cellulare, nella sintesi del collagene, nel
metabolismo degli acidi nucleici.
Viene
assorbito
con
difficoltà:
massimo
assorbimento (20-30%) nella carne, molto meno in
fegato e pesce (rispettivamente 6.3% e 5.9%), minimo
in cereali, latte e vegetali (1-1.5%). Il ferro emico è il
più biodisponibile.
•Favoriscono l’assorbimento: sostanze riducenti (l’acido ascorbico), il calcio, che
compete con il ferro nel formare composti insolubili, il fruttosio, che lo solubilizza;
•L’assorbimento è sfavorito da: fitati, ossalati, fosfati (formano composti
insolubili).
⇒Fonti alimentari: carni rosse, fegato, legumi, crostacei, frutta secca, spinaci.
•Sono piuttosto diffusi i casi di carenza da ferro (diete carenti di carne, insufficiente
assorbimento, eccessive perdite ematiche); per sopperire alle carenze di ferro
esistono in commercio prodotti a base di cereali (riso, pasta,…) arricchiti con ferro.
Studi effettuati su polli e su ratti dimostrano che la forma migliore per
somministrare ferro è FeSO4, comunque anche gluconato ferroso e glicerolfosfato
ferroso sono bene assimilabili dall’organismo.
L’arricchimento di alimenti con minerali può creare alcuni problemi: ad es. il ferro
catalizza l’ossidazione dei lipidi, nel vino causa intorbidimento, nell’acqua favorisce
la crescita di un tipo di batteri.
DETERMINAZIONE DELLE CENERI
* N.B. Notare la distinzione tra il contenuto di ceneri ed il contenuto di minerali.
•Le ceneri sono il residuo inorganico che rimane dopo che acqua e sostanza
organica sono state allontanate per riscaldamento ad elevate temperature e/o
aggiunta di agenti ossidanti.
•Si può avere la necessità di conoscere il contenuto quali/quantitativo di ceneri
per diversi motivi:
Etichettatura nutrizionale
Qualità
Aspetti nutrizionali
Frodi
Variazioni durante il processo produttivo
•In questo processo il riscaldamento allontana l’H2O e le sostanze volatili, la
materia organica viene bruciata in presenza dell’O2 dell’aria, a CO2 e H2O; lo
zolfo passa a solfato, il fosforo organico a fosfato, il silicio a silicato, i metalli
alcalini si ritrovano come ossidi.
•Tipicamente si utilizzano 1-10g di campione finemente macinato (se solido) ed
omogeneizzato.
•Campioni con elevati contenuti di umidità andrebbero precedentemente
essiccati e campioni con elevati contenuti di grassi andrebbero degrassati in
modo da favorire il successivo allontanamento dell’acqua.
La determinazione del contenuto di ceneri può essere fatta:
•Per via secca (muffola o microonde);
•Per via umida (riscaldamento in presenza di acidi forti e/o ossidanti).
MASH peso delle ceneri ottenute
MDRY peso iniziale del campione essicato
MWET peso iniziale del campione umido
Vantaggi e svantaggi: tempi-reattivi-attrezzature-perdita di minerali volatili
(temperature) come ferro, zinco, mercurio, piombo, rame, nichel.
Raramente alimenti freschi hanno un contenuto in ceneri superiore al 5%.
ESEMPI
Latte
• Evaporazione a bagnomaria in capsula di platino di 10 g di latte
• Incenerimento a fiamma diretta
• Muffola (stufa di materiale refrattario che raggiunge i 1700°C) a 520-550 °C (2-3h)
fino all’ottenimento di ceneri bianche.
• Raffreddamento in essiccatore
Osservazioni:
Valori medi: 0.70-0.80 % (valori minori indicano probabile annacquamento). 10 g di
latte contengono ca.100 mg P, 125 mg Ca e 10 mg Mg.
Sfarinati di frumento
• Incenerimento a fiamma diretta (su capsula di platino)
• Calcinazione in muffola a 550-590 °C
• Raffreddamento in essiccatore
Osservazioni:
Il peso viene riferito a 100 g di farina secca. La percentuale di ceneri è funzione del tasso
di abburattamento. Valori elevati indicano probabili aggiunte fraudolente di sali
minerali.
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Un campione di latte intero con la seguente composizione
chimica, viene completamente scremato.
Composizione latte intero:
Grassi: 3,4%
Carboidrati: 5,0%
Proteine: 3,3%
Minerali:1%
Calcolare l’apporto energetico di un bicchiere di tale latte
(200ml) prima e dopo scrematura.
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