Libro di cucina/Nutrizione/Carboidrati

Wikibooks, manuali e libri di testo liberi.

I glucidi, o zuccheri, o saccaridi, sono detti anche carboidrati o idrati di carbonio in quanto i più semplici hanno un rapporto idrogeno ossigeno simile a quello dell'acqua: (CH2O)n. Tutti i glucidi sono solidi a temperatura ambiente.

I glucidi sono i più importanti e veloci fornitori di energia biochimica. Il loro metabolismo, descritto nel complesso ciclo di Krebs, fornisce all'organismo l'energia necessaria per la completa demolizione dei lipidi, evitando l'accumulo di chetoni, metaboliti incompleti dei lipidi e origine di effetti indesiderati. (Esempio: la comparsa di "acetone" nei bambini).

Un modo di dire fiorito in biochimica è: "I lipidi bruciano nel fuoco dei glucidi".

In una dieta equilibrata, i glucidi e i lipidi devono essere introdotti in un rapporto equilibrato.

Se prevalgono i lipidi si va incontro a chetosi e ad accumulo di grasso.

Se prevalgono i glucidi, la parte di questi che non viene utilizzata per metabolizzare i lipidi, viene trasformata essa stessa in lipidi e può condurre al diabete secondario.

Struttura e classificazione dei glucidi[modifica]

Come la maggior parte delle sostanze naturali, i glucidi sono costituiti da molecole chirali ed in natura è presente solo uno dei due enantiomeri.

Pressoché tutti i glucidi presenti nei sistemi viventi appartengono alla cosiddetta serie D, ovvero la disposizione dei sostituenti attorno al penultimo atomo di carbonio della catena è assimilabile a quella della D-gliceraldeide.

A seconda di come reagiscono all'idrolisi i glucidi si dividono in diversi tipi:

  • Osi o zuccheri semplici: non sono idrolizzabili.
  • Osidi o zuccheri complessi: idrolizzabili. A seconda di cosa si ottiene dalla reazione si dividono in:
    • Olosidi: l'idrolisi dà zuccheri semplici (osi).
    • Eterosidi: l'idrolisi dà zuccheri semplici e agliconi, cioè composti di natura non zuccherina.

Osi[modifica]

Noti come zuccheri semplici, i più noti comprendono da tre (triosi) a sette (eptosi) atomi di carbonio per molecola, tuttavia il numero di atomi di carbonio che compongono gli zuccheri semplici può essere ben maggiore: triosi (3 C), tetrosi (4 C), pentosi (5 C), esosi (6 C), eptosi (7 C), octosi. (8 C), nonosi (9 C), etc. Alla stessa formula bruta corrispondono diversi isomeri, il cui numero cresce col numero di atomi di carbonio della molecola. Vengono ulteriormente classificati come aldosi se nella loro molecola è presente un gruppo aldeidico, -CHO; chetosi se nella loro molecola è presente un gruppo chetonico, ossia un doppio legame C=O.

La formula generica degli osi è CnH2nOn; in ogni zucchero ci sono n-1 gruppi -OH ed è presente un gruppo chetonico o un gruppo aldeidico.

Il glucide più diffuso ed importante del mondo vivente è il glucosio, un aldoesoso

I triosi sono due: la D-gliceraldeide

        CHO
        | 
      H-C-OH
        |
        CH2-OH

formule di questo tipo sono dette "proiezioni di Fischer"; i legami sull'asse orizzontale sporgono verso l'osservatore, i legami sull'asse verticale si allontanano dall'osservatore.

che è il più semplice degli aldosi (un gruppo aldeidico), ed il diidrossiacetone

        CH2-OH
        |
        C=O
        |
        CH2-OH

che è il capostipite dei chetosi (un gruppo chetonico).

Quelle che seguono sono le forme aperte rispettivamente del D-eritrosio, un aldotetroso, del D-arabinosio, un aldopentoso e del D-fruttosio, un chetoesoso

    CHO               CHO              CH2-OH
    |                 |                |
  H-C-OH           HO-C-H              C=O
    |                 |                |
  H-C-OH            H-C-OH          HO-C-H 
    |                 |                |
    CH2-OH          H-C-OH           H-C-OH
                      |                |
                      CH2-OH         H-C-OH
                                       |
                                       CH2-OH

I pentosi, gli esosi e gli eptosi hanno un sufficiente numero di atomi tale da potersi chiudere ad anello formando un semi-acetale per reazione tra il carbonile e l'ossidrile legato al penultimo atomo di carbonio della catena. L'anello può essere costituito da cinque atomi (quattro di carbonio e uno di ossigeno) - nel qual caso si parla di forma furanosica - o di sei atomi (cinque di carbonio e uno di ossigeno) - nel qual caso si parla di forma piranosica. Ognuna delle due forme esiste in due configurazioni diverse, dette α e β, a seconda che il nuovo gruppo -OH, ottenuto dall'apertura del doppio legame carbonilico, giaccia al di sotto o al di sopra del piano medio della molecola.


File:Glucidi interconversione forme cicliche.png
Interconversione tra le diverse forme del D-glucosio
La forma aperta è al centro, a sinistra ci sono le forme cicliche furanosiche, a destra le forme cicliche piranosiche; in alto le forme cicliche α, in basso le β

Esistono inoltre zuccheri semplici contenenti zolfo o azoto.

Olosidi[modifica]

Gli zuccheri complessi, polimeri costituiti da monosaccaridi, si dividono in oligosaccaridi (corte catene di zuccheri semplici, generalmente fino ad otto unità) e polisaccaridi (con catene molto lunghe, che possono essere anche ramificate e cicliche).

I polisaccaridi possono essere strutturali o di riserva.
Il più diffuso polisaccaride strutturale è la cellulosa, costituita da lunghissime catene di glucosio e presente nelle Piante e nelle alghe. Nei procarioti è presente l'acido muramico nella parete cellulare mentre negli animali (eucarioti) i glucosaminoglicani, più complessi, hanno una funzione di "collante" nei tessuti connettivi.
Il principale polisaccaride di riserva vegetale è l'amido, negli animali il glicogeno. I polisaccaridi di riserva consentono il rilascio rapido di glucosio per le necessità energetiche dell'organismo, mentre i lipidi di riserva contengono più energia per unità di massa.


Fabbisogno sostanziale umano di glucidi[modifica]

Nell'intestino tutti i glucidi (amidi, zuccheri) per poter essere assorbiti vengono trasformati in monosaccaridi (glucosio, fruttosio, galattosio, mannosio e ribosio). Non si conoscono glucidi essenziali.

File:Monosaccaridi.png
Monosaccaridi (assorbibili dall'intestino)

I glucidi hanno una funzione strutturale che riguarda la sintetizzazione della matrice basale del tessuto connettivo. Il resto va usato per la produzione energetica nei mitocondri.

La scorta di glucidi nell'organismo umano in forma di glicogene insolubile è intorno ai 100 grammi, ma anche i liquidi corporei (sangue, linfa, liquido interstiziale) contengono piccole dosi insolute. La concentrazione nel sangue si chiama glicemia.

Si stima che il fabbisogno glucidico umano sia 100 - 150 gr al giorno, indipendente dal peso corporeo. Servono per lo più al fabbisogno energetico di eritrociti e neuroni, cellule che non sono in grado di catabolizzare acidi grassi.

I glucidi (carboidrati digeribili) sono contenuti maggiormente in alimenti vegetali: come amidi in ortaggi (patate, ...), graminacee (frumento, ...), leguminacee (fagioli, ...) e come zuccheri in frutta e in certi ortaggi (barbabietole, carote, ...).

Ma anche tessuti animali contengono piccole dosi di amido insolubile, chiamato glicogene: scorta carboidratica in tessuti animali (muscoli, fegato, ...) in dosi di ca. 1... 2 grammi per kg.

Zucchero e dolcificanti[modifica]

Lo zucchero, la cui formula chimica è C12H22O11, è la denominazione comune del disaccaride saccarosio, composto organico della famiglia dei carboidrati, che costituisce il più comune dei glucidi. Il termine zucchero viene ancora talvolta utilizzato per indicare, in generale i glucidi o idrati di carbonio.

Lo zucchero è usato principalmente nell'alimentazione e costituisce un alimento facilmente assimilabile e molto calorico apportando circa 17 J (4 calorie) per grammo. Attualmente si ricava estraendolo dalla barbabietola da zucchero e dalla canna da zucchero.

Lo zucchero bianco raffinato durante il processo digestivo consuma parte delle vitamine e i sali minerali presenti nel corpo umano. È stato altresì accertato che l'eccessivo consumo di zucchero bianco crea una dipendenza simile alle droghe pesanti.

La parola "zucchero" viene dal termine sanscrito sarkara ( Let. sabbia ), mutuato poi in sakcharon o saccharum da autori greci e romani. Lo stesso termine è alla radice dell'etimologia del termine "saccarina".


Il consumo di zucchero è salito dai 2 kg pro/capite all'anno, ad una media di 80 kg. Il consumo eccessivo di zucchero è considerato tra le probabili cause di

Secondo le indicazioni dietetiche, il consumo di calorie derivanti da zuccheri semplici deve essere limitato al 15% del fabbisogno giornaliero. Alcune rare malattie rendono lo zucchero indigeribile


Vi sono diverse alternative allo zucchero sia naturali che di sintesi. Il principale è senz'altro il miele, utilizzato almeno dalla preistoria, nonché sciroppi ricavati da alberi come l'acero o da cereali e frutta, il fruttosio. Esistono molti dolcificanti di sintesi, come lo xilitolo,il ciclamato, la saccarina e l'aspartame. Esiste, inoltre, una pianta chiamata Stevia che ha proprietà dolcificanti maggiori dello zucchero: il potere dolcificante dello stevioside è circa 300 volte superiore a quello dello zucchero. Tuttavia negli USA e dal 2000 nell'Unione Europea è proibito il commercio di questa pianta a fini commestibili, anche se in molti paesi, tra cui il Giappone, viene usata come dolcificante.