Abbiamo già visto in altre occasioni che come esistono diversi metodi di lavorazione ed estrazione delle proteine, specialmente nel campo degli integratori alimentari, come per le whey, esistono diversi indici da cui si ricava la qualità delle proteine stesse, ovvero quelle proteine migliori da considerare nel nostro piano alimentare al fine di ricavare il massimo dalla nostra alimentazione, specialmente per fini plastici, ovvero per costruire nuova massa magra.
Questi indici sono stati elaborati di volta in volta nel corso degli anni dagli addetti ai lavori e possono prendere in considerazione elementi diversi per valutare la qualità della componente proteica di un certo alimento.
Vediamo quali sono questi indici per poi discuterne nel dettaglio:
- Valore Biologico (VB)
- Rapporto di Efficenza Proteica : P.E.R
- Coefficiente di utilizzazione digestiva (C.U.D) o digeribilità (D o PD)
- PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score, valore degli aminoacidi corretto per la digeribilità delle proteine)
- Indice (o punteggio) chimico e
- Utilizzazione proteica netta (N.P.U)
Possiamo dire fin da subito che i due principali indici nutrizionali per gli alimenti che contengono proteine sono:
- Coefficiente di utilizzazione digestiva (C.U.D.)
- Utilizzazione proteica netta (N.P.U.)
- Valore biologico (VB)
Analizziamo nel dettaglio ognuno di questi indici.
Valore Biologico – VB
Il valore biologico è un parametro di valutazione degli alimenti in base alla qualità delle proteine contenute in essi. Esso dipende dalla composizione in amminoacidi di un alimento e dalla sua digeribilità, ed è definito come il rapporto tra l’azoto (N) trattenuto e l’azoto assorbito. Esso è misurato con la formula:
In questa formula al numeratore figura la differenza tra l’azoto alimentare consumato (Nalim) e l’azoto perduto (con feci e urine), cioè l’azoto trattenuto dall’organismo, mentre al denominatore figura l’azoto alimentare consumato e l’azoto non digerito contenuto nelle feci, cioè l’azoto assorbito.
Il valore biologico così calcolato andrebbe in realtà depurato da due fonti di azoto endogeno: l’azoto metabolico fecale (azoto di costituzione degli enzimi digestivi, degli acidi biliari, degli epiteli di sfaldamento del canale alimentare, delle spoglie della microflora intestinale) e l’azoto endogeno urinario (azoto derivante non dal catabolismo degli amminoacidi assunti con l’alimento, ma dal catabolismo degli amminoacidi e delle basi puriniche che provengono dal ricambio tissutale, l’azoto cioè che si troverebbe nelle feci anche con una dieta completamente priva di proteine).
Il valore biologico di una proteina dipende dalla sua composizione in amminoacidi: infatti una proteina è utilizzata meglio tanto più la sua composizione amminoacidica si avvicina a quella della proteina da sintetizzare da parte dell’organismo animale.
Le proteine animali hanno una composizione amminoacidica molto più vicina a quella del corpo animale (e quindi anche umano) di quanto non abbiano le proteine vegetali. La carenza di un solo amminoacido rispetto alla quantità richiesta (amminoacido limitante) è responsabile del basso valore biologico di una proteina alimentare, valore che può quindi essere migliorato integrando con l’amminoacido mancante.
In generale il valore biologico è alto nelle proteine animali (il valori più alti sono quelli dell’uovo e del latte crudo), minore in quelle batteriche e basso in quelle vegetali, anche se si possono ottenere proteine di alto valore biologico combinando insieme cereali e legumi, motivo per cui in molti piatti della cucina popolare di tutto il mondo esistono tali combinazioni (es. riso con i piselli, pasta e ceci, pasta e fagioli). Una proteina che ha un perfetto equilibrio tra amminoacidi assorbiti e ritenuti ha un VB pari a 100, in questo caso il riferimento è la proteine dell’uovo :
| Proteina | Valore Biologico |
|---|---|
| Uova | 100 |
| Latte | 85 |
| Formaggio | 85 |
| Tonno | 83 |
| Carbe di Manzo | 83 |
| Pane di Segale | 75 |
| Granoturco | 75 |
| Soia | 74 |
| Fagioli secchi | 76 |
| Pane di Frumento | 56 |
Rapporto di Efficienza Proteica
Il Rapporto di Efficienza proteica o P.E.R, dall’inglese Protein Efficency Ratio indica l’aumento di peso in grammi per ogni grammo di proteina ingerita. Da un punto di vista matematico il P.E.R è dato dalla frazione al cui numeratore è impostato l’aumento di peso in grammi e al denominatore i grammi delle proteine consumate
| Proteina | P.E.R |
|---|---|
| Whey – proteine del siero | 3.6 |
| Latte | 3,1 |
| Caseine | 2,9 |
| Soia | 2,1 |
| Grano | 1,5 |
Coefficiente di utilizzazione digestiva (C.U.D) o digeribilità (D o PD)
Questo indice è dato dal rapporto tra l’azoto assorbito e l’azoto introdotto dalla dieta , moltiplicato per 100. Il valore massimo è pari a 100. Detto in parole più semplici, il Coefficiente di Utilizzazione Digestiva indica l’efficienza con la quale viene digerita la proteina in questione dal nostro organismo. Tra le fonti maggiormente digeribili abbiamo latte, grano e soia.
PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score, valore degli aminoacidi corretto per la digeribilità delle proteine)
Il punteggio degli amminoacidi regolato sulla digeribilità delle proteine (PDCAAS) è un metodo per valutare la qualità delle proteine, basato sia sul fabbisogno umano di amminoacidi, che sulla capacità umana di digerire le proteine mangiate. Il PDCAAS è stato adottato dall’Agenzia per gli Alimenti e i Medicinali degli Stati Uniti (FDA) e dall’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura/Organizzazione mondiale della sanità (FAO/WHO) nel 1993 come “miglior metodo”, preferito nel determinare la qualità delle proteine. Gli altri metodi sono stati considerati inferiori da queste organizzazioni.
La formula per calcolare il PDCAAS è la seguente: (mg dell’amminoacido limitante in 1 g delle proteine testate / mg dello stesso amminoacido in 1 g delle proteine di riferimento) x percentuale della digeribilità basata sulle feci.
| Proteina | PDCAAS |
|---|---|
| Albume o Chiara d’uovo | 100 |
| Caseina | 100 |
| Siero del latte (whey) | 100 |
| Soia | 100 |
| Manzo | 92 |
| Ceci | 91 |
| Frutta | 78 |
| Fagili mungo neri | 76 |
| Verdura | 73 |
| Altri legumi | 70 |
| Cereali e derivati | 59 |
| Arachidi | 52 |
| Grano Integrale | 42 |
Il PDCAAS è differente dalla misurazione della qualità delle proteine basata sull’indice di efficienza delle proteine (PER) e differisce anche dai metodi basati sul valore biologico(BV).
l PER è basato sul fabbisogno di amminoacidi nei topi in crescita, fabbisogno che differisce notevolmente da quello umano. Il PDCAAS permette la valutazione della qualità delle proteine negli alimenti in rapporto al fabbisogno degli esseri umani, la misurazione della qualità delle proteine si basa sul fabbisogno di amminoacidi (regolato in base alla digeribilità) in bambini da 2 a 5 anni (si considera un gruppo di età che ha una domanda nutrizionale maggiore). Il metodo del BV utilizza l’assorbimento di azoto come base di riferimento. Comunque, il BV non tiene conto di certi fattori che influenzano la digestione delle proteine e presenta un limitato utilizzo nel versante applicativo del fabbisogno proteico umano. Infatti, ciò che viene misurato è il potenziale massimo della qualità di un alimento, ma non stima effettivamente quanto di questo potenziale viene digerito. Tuttavia, il BV può essere usato per stimare la quantità di proteine da assumere, contenute negli alimenti di cui si conoscono le differenti proporzioni tra amminoacidi, e per stimare la quantità di azoto trattenuta dall’organismo e presumibilmente utilizzata nella sintesi proteica, la quale è un indice accurato della quantità di proteine assorbite.
Con il metodo del PDCAAS, la classifica della qualità delle proteine viene determinata confrontando il profilo degli amminoacidi delle proteine di un alimento specifico, con un profilo standard di aminoacidi, il cui punteggio è il più alto possibile, ovvero 1,0. Questo punteggio indica, avvenuta la digestione delle proteine, che il 100% o più di un’unità di proteine, viene fornita per soddisfare il bisogno di amminoacidi essenziali.
La FDA ha fornito due ragioni per adottare il PDCAAS nel 1993:
- il PDCAAS è basato sul fabbisogno umano di amminoacidi essenziali, questo lo rende più appropriato per gli umani, rispetto ad un metodo basato sul fabbisogno di altri animali.
- l’Organizzazione delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura/Organizzazione mondiale della sanità(FAO/WHO) aveva precedentemente raccomandato il PDCAAS per fini normativi.
Limitazioni del PDCAAS
Gli amminoacidi che proseguono oltre la parte terminale dell’intestino tenue, l’ileo, è meno probabile che siano assorbiti ed utilizzati nella sintesi proteica. Potrebbero essere espulsi dal corpo o anche assorbiti dai batteri e quindi non ritrovarsi nelle feci, in questo caso risulterebbero assorbiti dall’organismo, ma effettivamente sarebbero stati assorbiti dai batteri della flora intestinale. Il PDCAAS non riesce a tener conto delle proteine che saranno effettivamente utilizzate nella sintesi proteica.
Analogamente, gli amminoacidi che vengono persi a causa di fattori antinutrizionali, presenti in molti alimenti, il metodo del PDCAAS li considera effettivamente utilizzati dall’organismo, anche se può non essere così.
Il metodo del PDCAAS si potrebbe considerare ancora incompleto, dato che le diete umane, eccetto in tempi di carestia, quasi mai presentano proteine fornite da un solo tipo di alimento. Inoltre, calcolare il PDCAAS di una dieta, avvalendosi soltanto del PDCAAS dei singoli alimenti che costituiscono la dieta, è impossibile. Questo perché un alimento può fornire in abbondanza un tipo di amminoacido che negli altri alimenti risulta carente, in questo caso il PDCAAS della dieta è più alto di quello dei singoli alimenti mangiati. Per arrivare al PDCAAS della dieta, tutti i singoli amminoacidi devono essere presi in considerazione, in questo modo si arriva al risultato finale, nonostante il PDCAAS degli alimenti presi singolarmente, risulta in gran parte inutile.
Per esempio, le proteine del grano hanno un PDCAAS tra 0,4 e 0,5 limitato per scarsa lisina. D’altra parte, esse contengono più metionina del necessario. Le proteine dei fagioli comuni (e di altri tipi di legumi) hanno un PDCAAS tra 0,6 e 0,7 limitato per scarsa metionina, ma contengono più lisina del necessario. Quando vengono mangiati insieme, in quantità approssimativamente equivalenti, il PDCAAS di questa combinazione diventa 1,0 dato che le proteine degli alimenti costituenti si completano a vicenda.
Un esempio più estremo potrebbe essere la combinazione della gelatina (la quale di fatto non contiene triptofano ed il suo PDCAAS è 0) con l’isolato di triptofano (al quale mancano tutti gli altri amminoacidi essenziali, presentando anch’esso un PDCAAS pari a 0). Malgrado i punteggi individuali sono 0, la combinazione di entrambi nelle giuste quantità ha un PDCAAS positivo, con degli amminoacidi limitanti che sono isoleucina, treonina e metionina. In aggiunta, secondo un recente studio effettuato nel 2000 dallo scienziato Gerjan Schaafsma, “Le questioni sulla validità del modello di punteggio degli amminoacidi e la stima del loro assorbimento basato sulle feci, piuttosto che su di una correzione ideale della digeribilità effettiva, come anche il troncamento dei valori del PDCAAS, giustificano una critica verso il PDCAAS nella sua forma attuale, se utilizzato per misurare la qualità delle proteine nella dieta umana.”Inoltre, la comunità scientifica ha sollevato delle obiezioni critiche sulla validità del PDCAAS.
Si consideri anche che quattro proteine, ciascuna con un differente profilo di amminoacidi, che ricevono lo stesso punteggio di 1,0 limita la sua utilità come strumento comparativo. Siccome hanno composizioni in amminoacidi differenti, è naturale assumere che avranno differenti effetti sul corpo umano e dovrebbero avere differenti punteggi. In breve, questo metodo, non fornisce distinzioni relativamente agli effetti relativi a ciascun tipo di proteine, passato un certo punteggio vengono tutte troncate a 1,0 e ricevono uno stesso punteggio.
Questo perché nel 1990 in un incontro FAO/WHO, si decise che le proteine che avevano valori più alti di 1,0 fossero arrotondate o “troncate per difetto” a 1,0 dato che punteggi oltre 1,0 si considerano un indice di amminoacidi essenziali in eccesso rispetto al fabbisogno umano, per le proteine nelle quali si trovano.
Indice o Punteggio Chimico
Questo indice anche denominato IPC, è ottenuto dal rapporto tra aminoacido limitante e aminoacido limitante nelle proteine dell’uovo (presa a riferimento) moltiplicato per 100. Tanto più alto è il valore dell’indice chimico, tanto più alta sarà la percentuale degli aminoacidi essenziali presenti.
Utilizzazione proteica netta (N.P.U)
L’utilizzazione proteica netta indica la quota di azoto ingerito trattenuta dal corpo, ovvero il rapporto tra i grammi di azoto utilizzati e quindi trattenuti e quelli ingeriti.
Come vedete questi indici non sono spesso di facile comprensione e non sempre attendibili. Come abbiamo detto all’inizio dell’articolo il VB è uno dei valori che rimane a riferimento .
Molto utile per i prossimi acquisti di proteine