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Le fibre alimentari in quanto composti chimici possono essere considerate polimeri?

Le fibre alimentari in quanto composti chimici possono essere considerate polimeri?



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A livello di struttura molecolare, le fibre alimentari possono essere considerate polimeri?


Le fibre alimentari sono la parte non digeribile del cibo derivato dalle piante.

La maggior parte di questi sono infatti polimeri di zuccheri (cioè una catena di unità base ripetute di carboidrati), ad esempio cellulosa, alginato o pectina. Hanno legami glicosidici che non possono essere scomposti dagli enzimi presenti nell'uomo e sono quindi indigeribili.

Ma ci sono delle eccezioni, ad esempio il raffinosio, un trisaccaride presente nei fagioli e nei cavoli, è anch'esso classificato come fibra alimentare, in quanto non è frangibile dagli enzimi umani.


Fibra alimentare negli alimenti: una recensione

La fibra alimentare è quella parte del materiale vegetale nella dieta che è resistente alla digestione enzimatica che include cellulosa, polisaccaridi non cellulosici come emicellulosa, sostanze pectiche, gomme, mucillagini e un componente non carboidrato della lignina. Le diete ricche di fibre come cereali, noci, frutta e verdura hanno un effetto positivo sulla salute poiché il loro consumo è stato correlato alla diminuzione dell'incidenza di diverse malattie. La fibra alimentare può essere utilizzata in vari alimenti funzionali come prodotti da forno, bevande, bevande e prodotti a base di carne. L'influenza di diversi trattamenti di lavorazione (come estrusione-cottura, inscatolamento, macinazione, bollitura, frittura) altera le proprietà fisico-chimiche della fibra alimentare e ne migliora la funzionalità. La fibra alimentare può essere determinata con diversi metodi, principalmente con: metodi enzimatici gravimetrici ed enzimatico-chimici. Questo articolo presenta i recenti sviluppi nell'estrazione, nelle applicazioni e nelle funzioni della fibra alimentare in diversi prodotti alimentari.

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L'importanza delle fibre alimentari ha portato allo sviluppo di un ampio e potenziale mercato per prodotti e ingredienti ricchi di fibre e oggi c'è una tendenza a trovare nuove fonti di fibra alimentare (DF), come i sottoprodotti agronomici che sono stati tradizionalmente sottovalutato. Sebbene ci siano stati grandi risultati in questo campo di ricerca, sono necessarie ulteriori indagini per progettare "nuovi sistemi alimentari" che considerino la precisa funzionalità del DF sia dal punto di vista tecnologico che fisiologico.

Le attuali conoscenze sui diversi aspetti della DF e le future potenziali applicazioni delle fibre e/o dei suoi componenti come alimenti o ingredienti funzionali saranno al centro di questo rapporto.


10 - Fibre tessili naturali bioingegnerizzate

La cellulosa è una risorsa biologica rinnovabile la cui biomassa può essere utilizzata nella produzione di carta, tessuti, biocarburanti e composti chimici. La cellulosa si presenta raramente nella sua forma pura e si trova solitamente sotto forma di biomassa lignocellulosica. Recentemente è stata sviluppata anche la cellulosa batterica (BC) di origine microbiologica, sintetizzata da microrganismi. La trasformazione della biomassa lignocellulosica non è un compito semplice e prevede tipicamente due fasi: la prima, il pretrattamento, e la seconda, l'idrolisi della cellulosa e dell'emicellulosa pretrattate per formare zuccheri semplici (saccarificazione). Un'ulteriore comprensione dei complessi meccanismi che consentono alle termiti di decomporre materiale a base di cellulosa di questo tipo potrebbe consentire di applicare soluzioni simili su scala industriale. Una potenziale direzione futura in questo settore è lo sviluppo di fibre naturali e biomateriali modificati come la biosilk e le fibre a base di acido polilattico (PLA) e acido poliidrossibutirrico (PHB), ma questo è attualmente molto nelle prime fasi.


Astratto

Sfondo

La carne e i prodotti a base di carne, nonostante abbiano proteine ​​ad alto valore biologico e nutrienti essenziali necessari per il sostentamento umano, sono altamente suscettibili all'ossidazione dei lipidi e anche carenti di carboidrati complessi come la fibra alimentare (DF). Questa carenza di DF è spesso associata ad una maggiore incidenza di alcune malattie croniche come il rischio di malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2 e cancro del colon-retto. Inoltre, lo sviluppo dei cambiamenti ossidativi nella carne e nei prodotti a base di carne deve essere riorientato per prevenire il deterioramento della qualità durante lo stoccaggio.

Ambito e approccio

Un'ampia gamma di materiali di origine vegetale e i loro sottoprodotti sono fonti potenzialmente ricche di DF e composti bioattivi (sostanze fitochimiche) con proprietà antiossidanti intrinseche, comunemente note come fibre alimentari antiossidanti (ADF). L'ADF mantiene la promessa di agire come ingrediente funzionale per migliorare la carenza di DF e i cambiamenti ossidativi nei prodotti a base di carne, oltre a offrire benefici per la salute. Assume quindi significato la fortificazione della carne e dei prodotti a base di carne con ingredienti funzionali (ADF) aventi proprietà duali.

Principali risultati e conclusioni

Questa recensione completa si concentra sulle attuali conoscenze in letteratura sulle fonti di ADF e sulla loro potenziale applicazione come ingredienti funzionali per migliorare le caratteristiche fisico-chimiche, la stabilità ossidativa, gli attributi sensoriali e la durata di conservazione della carne e dei prodotti a base di carne. Considerando gli effetti positivi sulla salute dell'ADF, la sua incorporazione nei prodotti a base di carne apre nuove possibilità per l'industria di migliorare la sua "immagine" e l'opportunità di soddisfare le richieste dei consumatori.


Analisi chimica della fibra

I capelli sono i sottili fili filiformi che crescono dalla pelle di esseri umani, mammiferi e alcuni altri animali, mentre le fibre sono definite come la parte più piccola di un materiale tessile. Entrambi rientrano nel titolo di "tracce di prova" in un'indagine.

I capelli umani sono una delle prove più frequenti sulla scena di un crimine violento. Può fornire un collegamento tra il criminale e l'atto.

Dai capelli puoi determinare:

  • Umano o animale
  • Corsa
  • Origine
  • Modo in cui sono stati rimossi i capelli
  • Capelli trattati
  • Farmaci ingeriti

I capelli sono composti dalla proteina cheratina, che è anche il componente principale delle unghie.

I capelli sono prodotti da una struttura chiamata follicolo pilifero. Il colore dei capelli è principalmente il risultato di pigmenti, che sono composti chimici che riflettono determinate lunghezze d'onda della luce visibile. La forma dei capelli (rotondi o ovali) e la consistenza (ricci o lisci) sono fortemente influenzati dai geni. L'aspetto fisico dei capelli può essere influenzato dallo stato nutrizionale e dall'alterazione intenzionale (arricciatura a caldo, permanenti, stiratura, ecc.). L'area del corpo (testa, braccio, gamba, schiena, ecc.) da cui ha avuto origine un capello può essere determinata dalla lunghezza, dalla forma, dalle dimensioni, dal colore e da altre caratteristiche fisiche del campione. Per testare le prove dei capelli per il DNA nucleare, la radice deve essere presente. I capelli possono anche essere testati utilizzando il DNA mitocondriale presente nel fusto del capello, indipendentemente dalla presenza o meno della radice.

Il midollo è il nucleo del capello che non è sempre presente. Il midollo è disponibile in diversi tipi e modelli. Il midollo umano può essere continuo, frammentato o assente.


Midollo

L'indice Medulla viene utilizzato per confrontare i capelli e per determinare il tipo di capelli trovato. Il valore dell'indice si calcola misurando il diametro del midollo e dividendolo per il diametro del capello. I capelli umani hanno un valore di indice intorno a ⅓ mentre i peli di animali hanno un valore di indice di circa &½.

Fibre

Quasi tutte le fibre sono una qualche forma di polimero chimico. I polimeri sono molecole chimiche con unità di struttura ripetitive.

Le fibre sono divise in due categorie generali: naturali e sintetiche. E poi ulteriormente classificati in base alla loro origine: animale, vegetale o minerale.

Il cotone è una fibra vegetale. Forte, resistente, flessibile, assorbente dell'umidità non ritentivo di forma. Una volta acceso, brucia con una fiamma costante e odora di foglie bruciate. La cenere rimasta si sbriciola facilmente. Piccoli campioni di cotone bruciato possono essere spenti come faresti con una candela.

Anche il lino è una fibra vegetale ma diversa dal cotone in quanto le singole fibre vegetali che compongono il filato sono lunghe dove le fibre di cotone sono corte. Il lino impiega più tempo ad accendersi. Il tessuto più vicino alla cenere è molto fragile. Il lino si spegne facilmente soffiandoci sopra come faresti con una candela.

La seta è una fibra proteica e di solito brucia facilmente, non necessariamente con una fiamma costante, e odora di capelli bruciati. La cenere si sbriciola facilmente. I campioni di seta non si estinguono facilmente come il cotone o il lino.

La lana è anche una fibra proteica, ma è più difficile da accendere rispetto alla seta poiché le singole fibre dei "capelli" sono più corte della seta e la trama dei tessuti è generalmente più sciolta rispetto alla seta. La fiamma è costante ma è più difficile continuare a bruciare. L'odore della lana bruciata è come bruciare i capelli.

L'acetato è costituito da cellulosa (fibre di legno), tecnicamente acetato di cellulosa. L'acetato brucia facilmente con una fiamma tremolante che non può essere facilmente estinta. La cellulosa in fiamme gocciola e lascia una cenere dura. L'odore è simile a quello di trucioli di legno bruciati.

L'acrilico tecnicamente l'acrilonitrile è composto da gas naturale e petrolio. Gli acrilici bruciano facilmente a causa del contenuto di fibre e delle sacche alte e piene d'aria. Un fiammifero o una sigaretta lasciati cadere su una coperta acrilica possono incendiare il tessuto che brucerà rapidamente se non si spegne. La cenere è dura. L'odore è acre o aspro.

Il nylon è una poliammide ricavata dal petrolio. Il nylon si scioglie e poi brucia rapidamente se la fiamma rimane sulla fibra fusa. Se riesci a mantenere la fiamma sul nylon che si scioglie, puzza di plastica bruciata.

Il poliestere è un polimero prodotto da carbone, aria, acqua e prodotti petroliferi. Il poliestere si scioglie e brucia allo stesso tempo, la cenere che si scioglie e brucia può legarsi rapidamente a qualsiasi superficie su cui gocciola, compresa la pelle. Il fumo del poliestere è nero con un odore dolciastro. La cenere spenta è dura.

Il rayon è una fibra di cellulosa rigenerata che è quasi pura cellulosa. Il rayon brucia rapidamente e lascia solo una leggera cenere. L'odore di bruciato è vicino alle foglie bruciate.

Le miscele sono costituite da due o più fibre e, idealmente, dovrebbero assumere le caratteristiche di ciascuna fibra della miscela. Il test di combustione può essere utilizzato ma il contenuto del tessuto sarà un'ipotesi.

Generalmente l'analisi delle fibre è completata da molti degli stessi metodi utilizzati per analizzare i capelli. Vale a dire che la maggior parte dei test consiste semplicemente nell'esame al microscopio e nel confronto. La tabella seguente elenca molti degli esami utilizzati sulle fibre. Nota quanti dei processi sono microscopia.

Uno dei modi più semplici per identificare le fibre di tessuto sconosciute è un semplice test di combustione. Questo test può essere eseguito per determinare se il tessuto è una fibra naturale, una fibra artificiale o una miscela di fibre naturali e artificiali. Il test di combustione deve essere utilizzato per determinare l'esatto contenuto di fibre. Tuttavia, può ancora determinare la differenza tra molte fibre per "restringere" le scelte fino alle fibre naturali o artificiali. Il vantaggio di questo test per scopi forensi è il tempo necessario per completarlo.


Astratto

Sfondo

Patata (Solanum tuberoso L.) è la coltura orticola più importante, con una produzione globale di circa 368 milioni di tonnellate e più di 5000 varietà conosciute. I tuberi sono la parte commestibile della pianta, che può essere mangiata in varie forme, ad es. bolliti, cotti, fritti, croccanti, ecc. La lavorazione dei tuberi crudi prevede solitamente la pelatura che genera una grande quantità di rifiuti ingombranti che solitamente vengono scartati o utilizzati come mangime per animali.

Ambito e approccio

La presente recensione mira a discutere approfonditamente le attuali conoscenze sul valore nutrizionale, sulla composizione chimica e sulle bioattività potenzialmente correlate delle bucce di patate. Inoltre, viene presentata una panoramica sul riutilizzo di questo bioresiduo da parte dell'industria alimentare, discutendo le applicazioni/incorporazioni riportate in diverse matrici alimentari, insieme alle potenziali proprietà tecnologiche.

Principali risultati e conclusioni

Considerando il valore nutritivo e la composizione chimica delle bucce di patate, insieme alla bioattività e alle proprietà tecnologiche dei loro estratti, la valorizzazione sostenibile dei sottoprodotti della lavorazione delle patate presenta un grande interesse per le industrie alimentari e farmaceutiche che potrebbero aumentare il valore aggiunto complessivo e ridurre al minimo il impatto ambientale di questa coltura alimentare.


Astratto

Sono state analizzate e confrontate le fibre alimentari, i principali fenoli, i principali minerali e gli oligoelementi nei cachi e nelle mele al fine di scegliere un frutto preferibile per una dieta antiaterosclerotica. La fluorometria e la spettrometria di assorbimento atomico dopo la digestione a microonde sono state ottimizzate per la determinazione dei principali composti fenolici e minerali. Fibre alimentari totali, solubili e insolubili, fenoli totali, epicatechina, gallica e P-acidi cumarici e le concentrazioni di Na, K, Mg, Ca, Fe e Mn nei cachi interi, nelle loro polpe e bucce erano significativamente più alte rispetto alle mele intere, polpe e bucce (P < 0,01-0,0025). Al contrario, il contenuto di Cu e Zn era più alto nelle mele che nei cachi. Nei cachi e nelle mele tutti i componenti di cui sopra erano più alti nelle bucce che nei frutti interi e nella polpa. I contenuti relativamente elevati di fibre alimentari, fenoli totali e maggiori, minerali principali e oligoelementi rendono il cachi preferibile per una dieta antiaterosclerotica.

Parole chiave: Cachi mele fibre fenoli minerali oligoelementi


Digestione della cellulosa

Gli esseri umani mancano dell'enzima necessario per digerire la cellulosa. fieno e erbe sono particolarmente abbondanti nella cellulosa ed entrambi sono indigeribili dall'uomo (sebbene gli esseri umani possano digerire l'amido). Animali come termiti ed erbivori come mucche, koala , e cavalli tutti digeriscono la cellulosa, ma anche questi animali non hanno di per sé un enzima che digerisce questo materiale. Invece, questi animali ospitano microbi che possono digerire la cellulosa.

La termite, ad esempio, contiene nei loro intestini protisti (organismi unicellulari) chiamati mastigofori che effettuano la digestione della cellulosa. Il specie di mastigofori che svolge questo servizio per le termiti si chiama Trichonympha, che, curiosamente, può causare un grave parassita infezione negli umani.

Animali come le mucche hanno batteri anaerobi nei loro tratti digestivi che digeriscono la cellulosa. Le mucche sono ruminanti o animali che ruminano. I ruminanti hanno diversi stomaci che scompongono i materiali vegetali con l'aiuto di enzimi e batteri. Il materiale parzialmente digerito viene quindi rigurgitato in bocca, che viene quindi masticato per scomporre ulteriormente il materiale. La digestione batterica della cellulosa da parte dei batteri nello stomaco dei ruminanti è anaerobica, il che significa che il processo non utilizza ossigeno . Uno dei sottoprodotti di anaerobico metabolismo è il metano, un gas notoriamente maleodorante. I ruminanti emettono quotidianamente grandi quantità di metano. In effetti, molti ambientalisti sono preoccupati per la produzione di metano da parte delle mucche, perché il metano può contribuire alla distruzione di ozono nella stratosfera terrestre.

Sebbene la cellulosa sia indigeribile dall'uomo, fa parte della dieta umana sotto forma di alimenti vegetali. Piccole quantità di cellulosa presenti in la verdura e frutta passare attraverso l'umano apparato digerente intatto. La cellulosa fa parte del materiale chiamato "fibra" che dietologi e nutrizionisti hanno identificato come utile per far passare il cibo attraverso il tubo digerente in modo rapido ed efficiente. Si pensa che le diete ricche di fibre riducano il rischio di colon cancro perché la fibra riduce il tempo in cui i prodotti di scarto restano a contatto con le pareti del colon (la parte terminale del tubo digerente).


Conclusioni

Sappiamo che gli esseri umani ingeriscono le microplastiche. Considerando la totalità dei risultati della ricerca sulle microplastiche fino ad oggi, sappiamo che i crostacei e altri organismi marini consumati con tratti gastrointestinali intatti destano particolare preoccupazione perché accumulano e trattengono le microplastiche. La tossicità associata al consumo di microplastiche dipende probabilmente dalle dimensioni, dalle sostanze chimiche associate e dalla dose. La nostra comprensione collettiva è limitata per quanto riguarda le fonti, il destino, l'esposizione, la biodisponibilità e la tossicità delle microplastiche e delle loro sostanze chimiche associate nell'ambiente marino. Le conoscenze attuali si basano principalmente sulla ricerca condotta nell'ultimo decennio, tuttavia, l'interesse per lo studio delle microplastiche sta crescendo. Di seguito sono riportate le esigenze di ricerca chiave per le microplastiche e i loro effetti sulla salute umana:

Valuta l'impatto delle microplastiche sui sistemi ecologici e sulla sicurezza alimentare e migliora la comprensione dei potenziali meccanismi tossicologici e degli effetti sulla salute pubblica.

Identificare, se possibile, specie, metodi di produzione o regioni a minor rischio e interazioni di microplastiche con nutrienti e vari metodi di lavorazione e cottura dei frutti di mare, al fine di promuovere adeguamenti piuttosto che evitare ai consumatori di prodotti ittici.

Standardizzare i metodi di raccolta dei dati per la presenza di microplastiche nell'ambiente e negli alimenti, seguiti dalla valutazione dell'esposizione per l'assunzione alimentare.

Standardizzare la raccolta dei dati valutando i principali tipi di produzione di pesce e i paesi produttori di pesce.

Raccogliere dati sulla presenza, identità e quantità di plastica degradata negli alimenti e dati sulla traslocazione delle microplastiche attraverso la rete alimentare acquatica e il sistema alimentare umano.

Sviluppare metodi per valutare i cambiamenti fisici e chimici di micro e nanoplastiche durante l'interazione con i sistemi biologici.

Raccogliere dati sull'esposizione sulla tossicità valutando le miscele di vari additivi/monomeri.

Raccogliere dati tossicologici sui polimeri più comuni e sui relativi contributi alla contaminazione da microplastiche.

Sviluppare processi di biomonitoraggio specifici e misurazioni del carico corporeo per additivi e monomeri.

Ricercare la tossicocinetica e la tossicità delle micro e nanoplastiche e dei loro composti chimici associati, per determinare gli effetti locali del tratto gastrointestinale (GI) negli animali e nell'uomo.

Anche se molto resta da imparare, colmare queste lacune è essenziale per portare avanti il ​​duplice obiettivo di promuovere il consumo di pesce e proteggere i consumatori dagli effetti negativi sulla salute delle microplastiche nell'ambiente marino.

Supporto per D.C.L. e R.A.N. è stato fornito dal Johns Hopkins Center for a Livable Future (CLF) con un dono della GRACE Communications Foundation, che non ha avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nell'analisi, nei risultati o nello sviluppo di raccomandazioni. Gli autori ringraziano Jillian Fry, Shawn McKenzie, Jim Yager, Keeve Nachman, Mardi Shoer e Marc Weisskopf per il loro feedback approfondito.