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ad uso ed abuso degli studenti...

Fiammiferi
Gen11

Fiammiferi

Il fiammifero il cui nome deriva dal latino che significa portatore di fiamma (da flamma e fero) è un’invenzione relativamente recente che si deve al chimico inglese John Walker che nel tentativo di creare una bomba si accorse, con stupore, che una goccia del composto su cui stava lavorando caduta per caso su un pezzo di legno, dopo essersi seccata, generò una fiamma per sfregamento su una superficie ruvida. Questa invenzione che ebbe conseguenze rivoluzionarie in quanto tutti potevano disporre in poco spazio di qualcosa che consentiva di accendere un lume o un sigaro non può non riportarci alla favola triste della Piccola fiammiferaia o a rammentare che per la produzione della nuova scoperta furono sfruttati ragazzi e donne che lavoravano senza alcuna sicurezza con sostanze pericolose e tossiche; in particolare il fosforo bianco che causava una terribile malattia chiamata phossy jaw il cui esito è la necrosi della mascella con esiti quasi sempre fatali. La nascita del fiammifero che era stata salutata come una benedizione per l’umanità si era rivelata come causa di morte per le tante persone, peraltro sottopagate, che lo producevano. Fu solo intorno al 1855 che il chimico svedese Johan Edvard Lundström sostituì il pericoloso fosforo bianco con il fosforo rosso ottenendo quei fiammiferi noti anche come “svedesi”. Sebbene gli accendini abbiano spento i fiammiferi essi rimangono sempre utili e testimoni di un’altra scoperta fatta per caso. Il fiammifero veniva prodotto con legno di pino o di pioppo sormontato da una capocchia contenente fosforo che è altamente combustibile per sfregamento, clorato di potassio che fornisce ossigeno a seguito della sua decomposizione, solfuro di antimonio, colla animale che funge da collante ed eventualmente polvere di vetro per migliorare l’attrito durante lo sfregamento necessario per l’accensione. La reazione che avviene è la seguente: 28 KClO3(s) + 6 Sb2S3(s) + 3 P4(s) → 28 KCl(s) + 3 P4O10(s) + 6 Sb2O3(s) + 18 SO2(g) Lo sviluppo dell’anidride solforosa determina l’accensione del fiammifero. I cosiddetti fiammiferi di sicurezza contengono, oltre al clorato di potassio, il trisolfuro di tetrafosforo che danno luogo alla formazione di anidride solforosa secondo la reazione: 32 KClO3(s) + 6 P4S3(s) → 32 KCl(s) + 6 P4O10(s) + 18 SO2(g) Il fiammifero che ha illuminato un’epoca si è spento e per strada non viene più chiesto “hai un fiammifero ?” ma “hai da accendere...

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Vischio
Dic31

Vischio

La pianta che più di tutte viene associata all’arrivo nel nuovo anno è il vischio a cui sono legate tante leggende e tradizioni. Il vischio è una pianta semiparassita che cresce sui rami di alberi le cui radici penetrano, attraverso la corteccia, nel legno dell’albero-ospite. I druidi, sacerdoti degli antichi popoli celtici, consideravano il vischio come una pianta sacra simbolo di immortalità e di rigenerazione che allontanava disgrazie e malattie. Ancora oggi si usa come pianta augurale nel periodo natalizio e vi è l’usanza di appendere questa pianta in alto così come si trova nei rami degli alberi a cui è avvinghiata e salutare l’inizio del nuovo anno baciandosi sotto di essa. Al vischio sono state da sempre attribuite proprietà terapeutiche e come rimedio per curare emicrania, crisi epilettiche, problemi gastrointestinali, crisi respiratorie, asma. Sono note le sue capacità di stimolare il sistema immunitario al punto che in alcune cliniche europee la terapia al vischio viene associata a terapie convenzionali per le patologie oncologiche. Il vischio contiene numerose sostanze farmacologicamente attive tra cui: Carboidrati tra cui l’arabinogalattano che ha uno scheletro costituito da galattano con catene laterali di glucosio e arabinosio in rapporto molare 6:1 che viene utilizzato in farmaci e integratori alimentari, per migliorare il sistema immunitario, per arricchire la flora batterica intestinale e per aumentare l’efficacia dei vaccini. Composti fenolici tra cui l’acido caffeico che è dotato di proprietà antibiotiche verso alcuni germi patogeni intestinali e di effetti antinfiammatori. I composti fenolici sono degli antiossidanti e proteggono il corpo dall’effetto ossidativo Composti polifenolici tra cui i lignani che sembrano efficaci nella lotta ai tumori ormoni-associati ed inoltre inibiscono l’insorgenza di malattie cardiache e diabete mellito Steroli tra cui il β-sitosterolo che ha un’attività ipocolesterolemizzante in quanto durante la digestione forma micelle miste con il colesterolo, riducendone l’assorbimento e triterpeni, sottoclasse dei terpeni che hanno uno scheletro carbonioso di base a 30 atomi di carbonio che hanno attività farmacologiche interessanti, tra cui antivirali, antinfiammatorie e analgesiche Viscotossine ovvero proteine di piccole dimensioni che danneggiano le cellule tumorali e stimolano il sistema immunitario Lecitine ovvero sostanze formate da acido fosforico, colina, acidi grassi, glicerolo, glicolipidi, trigliceridi e fosfolipidi che inducono forti risposte immunitarie Acidi grassi come l’acido oleico, linoleico che sono tra i costituenti delle lipoproteine glicosidi cardiaci ovvero sostanze che esercitano un’azione diretta sul cuore aumentando la forza della contrazione miocardica Il vischio che come molte piante è fonte di sostanze benefiche per l’organismo non è quindi solo beneaugurante ma può costituire un’arma nei confronti di tante...

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Industria alimentare e lipidi
Dic30

Industria alimentare e lipidi

L’industria alimentare si occupa di lavorare prodotti provenienti da varie attività primarie come agricoltura, pesca e allevamento per trasformarli in prodotti da destinare al mercato. Tramite diverse tecniche gli alimenti possono essere conservati per un tempo più o meno lungo mantenendo inalterate le loro proprietà chimiche, fisiche e nutrizionali. Uno degli obiettivi dell’industria alimentare è quello di ottenere prodotti che abbiano una lunga data di scadenza ovvero che abbiano un lungo tempo di conservazione prima che intervengano le cause naturali di deperimento. I lipidi sono contenuti in molti prodotti dell’industria alimentare o perché presenti naturalmente nei cibi o perché vengono aggiunti ad essi in quanto conferiscono sapore migliorando ed esaltando le proprietà organolettiche degli alimenti. Tuttavia i lipidi sono tra le sostanze chimiche più altamente instabili in quanto possono dar luogo a molte reazioni con formazione di sostanze che compromettono il sapore del cibo ma soprattutto sono dannose alla salute. I lipidi infatti sono suscettibili di processi ossidativi dovuti a luce, calore, enzimi, metalli, metalloproteine e microrganismi con conseguente alterazione del sapore, perdita di amminoacidi essenziali e di vitamine liposolubili. Il processo più comune di ossidazione è dovuto alla degradazione ossidativa di acidi grassi a diverso grado di saturazione nota come perossidazione lipidica dovuta alle specie reattive contenenti ossigeno come perossidi o radicali. La degradazione ossidativa è di tipo radicalico; nella fase di iniziazione il radicale idrossile ∙OH formato nella reazione di Fenton estrae un atomo di idrogeno in posizione α rispetto a un doppio legame con formazione di un radicale altamente instabile. Nella fase di propagazione il radicale reagisce con l’ossigeno per dare un radicale perossidico che nella fase di terminazione dà luogo alla formazione di vari composti tra cui aldeidi, chetoni, alcoli, lipidi polimerici e prodotti tossici. Per prevenire l’irrancidimento dei lipidi vengono usati antiossidanti che inibiscono o ritardano tali processi come tocoferoli, acido ascorbico, lattato o citrato di sodio e fosfati. Uno dei metodi particolarmente usati dall’industria alimentare consiste nella parziale saturazione dei doppi legami che intervengono nell’ossidazione dei lipidi tramite l’idrogenazione ottenendo prodotti in cui fra l’altro la percentuale della forma trans è molto alta rispetto ai lipidi naturali che si trovano abitualmente nella forma cis. Studi risalenti già a oltre venticinque anni fa hanno dimostrato che i gassi trans aumentano il livello di colesterolo LDL e diminuiscono quello di HDL con conseguenti rischi di patologie cardiovascolari. I grassi trans vengono utilizzati in molti alimenti quali biscotti, patatine, torte, cracker, snack per conferire oltre che un tempo più lungo di scadenza anche una maggiore consistenza dal momento che i grassi idrogenati sono semisolidi rispetto a quelli non idrogenati che sono liquidi. I prodotti ottenuti quindi...

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Lipoproteine
Dic29

Lipoproteine

Le lipoproteine sono aggregati costituite da una parte proteica e da una parte lipidica deputate alla raccolta e al trasporto nel plasma di lipidi. I lipidi, a causa della loro scarsa solubilità in ambiente acquoso, non possono circolare liberamente e necessitano di un sistema di trasporto idoneo che è costituito dalle lipoproteine dette plasmatiche. Queste ultime hanno forma sferica in cui, nello strato esterno vi sono apolipoproteine e fosfolipidi con i gruppi polari rivolti verso l’esterno mentre all’interno sono presenti trigliceridi e colesterolo esterificato che, essendo apolari, interagiscono con la parte interna apolare dell’involucro fosfolipidico. Le apolipoproteine fungono da componente strutturale, da leganti per i recettori e da cofattori per gli enzimi Le lipoproteine, che differiscono nella composizione di apolipoproteine e lipidi vengono abitualmente classificate sulla base della loro densità: • Chilomicroni che hanno la minore densità e dimensioni maggiori e raccolgono i trigliceridi e il colesterolo assunti negli alimenti a livello dell’intestino tenue • Lipoproteine a densità molto bassa VLDL vengono secrete nel fegato e contengono una notevole quantità di trigliceridi, colesterolo libero ed esterificato, fosfolipidi e proteine • Lipoproteine a bassa densità LDL comunemente note come “colesterolo cattivo” che trasportano colesterolo, colesterolo esterificato e trigliceridi nelle pareti delle arterie. Una elevata presenza di LDL nel sangue dovuta a fattori genetici o a una alimentazione eccessiva o poco sana, aumenta la quantità e lo spessore delle placche aterosclerotiche che poi portano a patologie quali aterosclerosi. L’otturazione delle arterie causata da queste placche porta poi frequentemente a degli infarti di tipo cardiaco o cerebrale • Lipoproteine a densità intermedia IDL si formano dalla degradazione delle VLDL e contengono prevalentemente colesterolo esterificato e trigliceridi. Nonostante il nome le IDL hanno densità intermedia tra le LDL e le VLDL e come le LDL possono dar luogo alla formazione di placche aterosclerotiche. • Lipoproteine ad alta densità HDL comunemente note come “colesterolo buono” in quanto sono in grado di rimuovere il colesterolo presente nelle placche aterosclerotiche e trasportarlo al fegato. Sono le lipoproteine più piccole e a maggiore densità e contengono il maggior rapporto tra proteine e lipidi. Quando vengono effettuate le analisi cliniche uno dei parametri è il colesterolo totale che è dato dalla somma delle quantità di LDL e di HDL riscontrate nel sangue. Un elevato valore di HDL costituisce un fattore di rischio per le patologie cardiovascolari. Tuttavia bisogna tener presente oltre al il valore di colesterolo totale anche il rapporto LDL/HDL che dovrebbe essere inferiore a 3. Infatti anche se il valore di colesterolo totale rientra nella norma ma la quantità di HDL è elevata ovvero il rapporto LDL/HDL è maggiore di 3 rimane comunque elevato il rischio...

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La chimica in cucina: le torte
Dic24

La chimica in cucina: le torte

La pratica dolciaria ebbe inizio dall’arte panificatoria quando il pane venne arricchito con il miele e la frutta spesso in abbinamento con formaggi molli. Solo successivamente vennero introdotte le spezie e, dalla scoperta dell’America, entrò in uso il cacao. Le torte farcite iniziarono ad essere prodotte solo alla fine del Seicento, ma si dovrà attendere l’inizio dell’Ottocento quando vennero realizzate torte a base di uova, cioccolata in cui veniva usata una polvere lievitante. Per realizzare una torta occorrono alcuni ingredienti base che devono essere opportunamente dosati così come viene fatto per eseguire una reazione chimica perché, come in tutti i campi, è la chimica a giocare un ruolo fondamentale. La farina che costituisce l’ingrediente fondamentale conferisce struttura e corpo formando un impasto della giusta elasticità in grado di trattenere i gas che si sviluppano durante la lievitazione che conferiscono al dolce la tipica morbidezza. La farina è costituita prevalentemente da polisaccaridi ma contiene anche particolari proteine ovvero la gliadina e la gluteina che durante la fase dell’impastamento in presenza di acqua danno luogo alla formazione del glutine che conferisce agli impasti viscosità, elasticità e coesione con proprietà intermedie tra viscosità dei liquidi ed elasticità dei solidi. Il glutine inoltre è una sostanza gommosa ed elastica che può aumentare il suo volume per l’azione di sostanze lievitanti. Nei prodotti lievitati la prima proprietà della farina è quella di formare un impasto di elasticità tale da trattenere i gas della lievitazione. Il glutine è quindi una sostanza proteica che, in presenza di zuccheri dà luogo alla reazione di Maillard che consiste in un processo di imbrunimento non enzimatico che coinvolge una serie complessa di reazioni tra amminoacidi con un gruppo amminico libero e zuccheri riducenti a temperatura elevata. La reazione di reazione di Maillard è la più importante reazione chimica che avviene durante la cottura degli alimenti ed è responsabile del tipico aspetto bruno e dell’aroma caratteristico delle torte appena sfornate. Le uova hanno un ruolo fondamentale nei dolci: danno struttura, facilitano la lievitazione e conferiscono colore e sapore. Il corretto equilibrio tra uova e farina dà la giusta consistenza alla torta. Le proteine dell’uovo insieme alle proteine del glutine, aiutano a costruire la struttura della torta e i tuorli d’uovo, con la loro azione emulsionante, contribuiscono a formare una pastella liscia e bolle d’aria più stabili. Spesso gli albumi delle uova prima di essere incorporati all’impasto vengono montati a neve insieme allo zucchero in modo che possa essere incorporata aria e l’azione meccanica provoca la denaturazione delle proteine che si dispongono all’interfaccia aria-acqua per formare le pareti delle bolle. Le proteine contenute nell’albume tra cui l’albumina hanno parti idrofobe e parti idrofile: la parte idrofila delle...

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Pungitopo
Dic18

Pungitopo

Insieme alla stella di Natale il pungitopo è la pianta che addobba le case in prossimità del Natale: è caratterizzata infatti dai colori verde e rosso tipici della festività più amata dai bambini le cui bacche rosse sono simbolo di ricchezza e, per il fatto di essere una pianta sempreverde, è simbolo di sopravvivenza. Era usato come talismano dagli antichi Romani ma già da quei tempi se ne conoscevano le proprietà terapeutiche: Dioscoride, grande medico del I secolo d.C. considerato il padre fondatore della farmacologia, descriveva il pungitopo una pianta in grado di indurre il flusso urinario e utile per la cura del mal di testa, dell’ittero e della calcolosi biliare. Grazie alle sostanze in esso contenute sono state dimostrate proprietà vasoprotettrici  e antinfiammatorie sulla circolazione venosa periferica. Le sostanze chimiche di interesse nel campo dei fitofarmaci sono contenute nelle radici e nel rizoma. L’attività biologica del pungitopo è imputabile prioritariamente alle saponine a nucleo terpenico e i loro agliconi. In particolare la ruscogenina glucoside steroide estratto dal pungitopo che attiva la microcircolazione, stimola la circolazione del sangue, ha proprietà vasocostrittrici e ha un effetto antinfiammatorio. La ruscogenina inibisce l’attività enzimatica dell’elastasi che degrada la struttura dell’elastina che insieme al collagene determina le caratteristiche del tessuto connettivo ed esercita quindi una azione anti-age. Tra le sostanze contenute nel pungitopo vi sono: i flavonoidi ed in particolare la rutina detta vitamina P, bioflavonoide particolarmente utile nella prevenzione di perdite di sangue frequenti dovute a vasi sanguigni indeboliti. Sono inoltre presenti: le cumarine che hanno dimostrato di avere numerose attività farmacologiche tra loro anche molto diverse tra cui quella della diminuzione della permeabilità dei capillari con conseguente aumento della loro resistenza la sparteina, alcaloide tetraciclico che costituisce il principio attivo contro le anomalie del ritmo cardiaco la tirammina ammina derivata dall’amminoacido tirosina per decarbossilazione ossidativa che stimola il rilascio di noradrenalina causando vasocostrizione l’acido glicolico noto soprattutto per le sue qualità in campo farmacologico per minimizzare le rughe e le cicatrici da acne e migliorare alcune malattie della pelle tra cui la cheratosi attinica che affligge persone con la carnagione chiara, capelli rossi o biondi se si espongono al sole per lunghi periodi. Ed inoltre si mostra efficace nella ipercheratosi che provoca un inspessimento eccessivo dello strato epiteliare e nella cheratosi seborroica che si manifesta come una macchia brunastra più o meno rilevata sul piano della cute dalla superficie verrucosa o squamo-crostosa la scoparina ad azione diuretica i polifenoli noti per la loro azione antiossidante e in grado di prevenire l’invecchiamento cellulare e proteggono dall’insorgenza di alcune patologie come quelle cardiovascolari Il pungitopo contiene anche alluminio, calcio, cromo, cobalto, ferro, magnesio, manganese, fosforo e potassio....

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