La chitina è una sostanza che costituisce l'esoscheletro degli Artropodi e i rivestimenti cuticolari di altri Invertebrati. Nel regno vegetale, si trova come materiale plastico sostituente la cellulosa nella membrana cellulare di molti funghi, licheni e batteri (chitina vegetale o micosina). È un polisaccaride azotato, (C8H13NO5)n, costituito da unità di N-acetil-D-glucosammina unite tra loro con legami β (1-4) glicosidici a formare lunghe catene. La chitina è costituita da catene aggregate in lamine e unite mediante legame idrogeno.
La Struttura della Chitina
La formula bruta di questa molecola è (C8H13O5N)n. Fu scoperta nel 1811 dal chimico francese Henry Braconnot che la estrasse prima da un fungo e poi dall’esoscheletro dello scarabeo. La prima cosa che notò fu che risultava insolubile nell’acido solforico (H2SO4) e dato che faceva parte del rivestimento esterno di un insetto la chiamò χιτών, che in greco significa “vestito“. Si presenta come un polisaccaride formato da unità ripetute di β(1,4)-N-acetilglucosammina (NAG). Consiste in un monosaccaride derivato dalla glucosammina e presenta un gruppo CH3CONH- nella stessa posizione in cui troviamo l’OH nelle unità di glucosio che formano la cellulosa. Come risultato la chitina ha la possibilità formare più legami idrogeno tra le catene.
La presenza di maggiori legami rende questo polimero più resistente della cellulosa, creando delle minuscole fibre cristalline disposte in modo ordinato. I vari modi in cui tali lamine si aggregano tra loro determinano le tre forme cristalline note della chitina. Si può presentare in tre forme, indicate con le lettere greche α, β e γ. Nella prima di queste il polisaccaride è composto da catene di NAG parallele e molto ravvicinate fra di loro. Quando è in forma β le fibre hanno una disposizione antiparallela e i legami idrogeno sono inferiori di numero rispetto alla forma α. Infine la terza forma (γ) ha una struttura mista fra le due forme viste prima. A seconda di quanto è più abbondante l’una o l’altra forma le proprietà del polisaccaride possono cambiare.
Come Estrarre la Chitina
Abbiamo detto che la chitina non si trova solo nell'esoscheletro degli insetti, ma in quello della maggior parte degli artropodi, compresi i crostacei. Per riuscire a procurarsi il polisaccaride si parte proprio dal carapace di alcune specie, tra cui il famoso granchio blu. Dato che si trova mescolata a carbonato e fosfato di calcio, pigmenti e varie proteine, l’estrazione richiede prima di tutto l’impiego di acidi forti come l’HCl per demineralizzare la porzione di esoscheletro.
Una volta sciolti i sali presenti nel carapace bisogna passare alla deproteinizzazione per rimuovere i peptidi di struttura presenti. La tecnica impiegata è un trattamento con composti che contengono metalli alcalini. Tra questi il fosfato di sodio (Na3PO4) e l’idrossido di sodio (NaOH). Di recente si sta facendo strada un metodo alternativo più naturale per estrarre la chitina, che ricicla parte dei rifiuti vegetali provenienti dall’agricoltura. In particolare torna molto utile lo zucchero fermentato derivato dalle vinacce per il vino rosso. A portare avanti la ricerca c’è un team di ricercatori della Nanyang Technological University di Singapore.
Leggi anche: Infiammazione e PCR: la connessione
Una tecnologia alternativa farebbe comodo dato che per riuscire a produrre 1kg di questo composto con il metodo classico servono 330 kg di acqua. Uno costo considerevole in termini di risorse, senza contare i solventi nominati prima e il fatto che la resa dei carapaci sia di circa il 10% (un etto di composto ogni kg di gusci).
Utilizzi della Chitina in Campo Medico
Da questo composto si può ricavare tramite deacetilazione il chitosano. Si tratta di una molecola che ha una capacità particolare, poiché pur non potendo essere digerito dall’organismo umano può assorbire i grassi. Una volta che questi si legano al chitosano vengono espulsi attraverso le feci invece di accumularsi nel corpo. Di conseguenza per i pazienti che hanno gravi problemi di obesità o comunque un livello di colesterolo alto nel sangue può essere di grande aiuto. Esistono diversi integratori a base di questo derivato della chitina utilizzati in accostamento ad altri farmaci per potenziarne l’azione. Spesso i medici li prescrivono anche ai pazienti che soffrono di aterosclerosi.
In genere questi integratori si presentano come compresse da assumere con acqua prima dei pasti. Quello con il chitosano deve restare però un trattamento passeggero per gli effetti collaterali che può avere. Tra questi i più comuni sono una produzione più marcata di gas a livello intestinale, disturbi della digestione e fitte al torace. Bisogna aggiungere che in gravidanza e allattamento questi integratori sono fortemente sconsigliati. E dato che si tratta di una molecola che si estrae dal carapace dei crostacei anche chi presenta allergia ai gamberi dovrebbe evitare di assumere chitosano.
Le Applicazioni in Campo Cosmetico
Oltre che come integratore alimentare la chitina e i suoi derivati fanno da base anche per i prodotti usati per la cura del corpo. Presenta infatti delle proprietà idratanti sfruttate nelle creme per il viso e negli impacchi per i capelli. Dato che ha anche una discreta azione microbica aiuta a proteggere le pelli delicate o desquamate da infiammazioni e possibili infezioni. Alcune aziende utilizzano il chitosano mischiato con la bava di lumaca per realizzare un gel da applicare sul viso che ha proprietà antiossidanti. L’azione combinata di questi due ingredienti infatti protegge la pelle dai danni provocati dai raggi UV e la mantiene morbida e liscia. Per questo il gel ricavato può essere usato nelle creme solati o nei prodotti doposole.
Un utilizzo più curioso della chitina la vede impiegata anche nei dentifrici per preservare la salute delle gengive e prevenire l’insorgenza di disturbi come la gengivite.
Leggi anche: Valori Alti di PCR: Cosa Significa?
Chitina e Insetti nell'Alimentazione
Gli insetti contengono chitina, una sostanza a cui dovrebbero stare particolarmente attente le persone allergiche ai crostacei. In questi giorni si parla spesso dell’introduzione degli insetti per uso alimentare anche in Europa e di conseguenza in Italia. Già è stato annunciato il lancio sul mercato dei primi spaghetti a base di farina di grillo così come di pane.
La chitina è un polisaccaride, ovvero un carboidrato complesso, che costituisce l’esoscheletro dei crostacei e nematodi ed è presente anche nei funghi. Questo complesso polisaccaridico, svolge una funzione di difesa negli organismi in cui è presente. Ciò di cui si parla molto ultimamente è la diffusione in molti alimenti di uso comune della farina di insetti, contenente alte concentrazioni di chitina. Dal punto di vista prettamente biologico, gli insetti destinati all’alimentazione umana contengono circa il 70% di proteine ad alto valore biologico, inoltre sono ricchi di vitamine e sali minerali.
L’unico problema potrebbe essere rappresentato dalla chitina, proteina contenuta nel carapace dei grilli che, nelle persone allergiche, può dare manifestazioni che vanno dal semplice eritema cutaneo allo shock anafilattico, come vale per molti altri prodotti (arachidi o crostacei ad esempio). Un uso prolungato e frequente, anche per chi non è allergico, potrebbe portare a una sensibilizzazione verso il prodotto. Ma c’è un altro punto interessante su cui soffermarsi, ovvero quello in cui il biologo sottolinea che consumare regolarmente alimenti contenenti chitina potrebbe portare a diventare sensibili a questa sostanza.
Ad esempio una persona allergica ai crostacei non dovrebbe consumare alimenti contenenti farina di insetti in quanto sia i crostacei che gli insetti sono ricchi di chitina che è appunto l’allergene che scatena la reazione (ovviamente le reazioni allergiche sono di diversa natura e possono essere molto blande come un semplice eritema o rush cutaneo o ben più gravi come lo shock anafilattico). Questo non vuol dire assolutamente che dobbiamo per forza mangiare pane o altri ingredienti realizzati con farina di insetti!
È uno dei temi emersi dal dibattito sull’immissione in commercio di alimenti che contengono farine di insetti: i gusci di questi animali contengono chitina e questo suscita, inspiegabilmente, allarme. C’è chi teme che la chitina sia nociva, addirittura cancerogena. Alcune delle critiche che circolano sui social sono attribuite ad Antonietta Gatti e Stefano Montanari, due ricercatori noti tra l’altro per le posizioni critiche nei confronti dei vaccini.
Leggi anche: Scopri Klotho
La chitina è un carboidrato complesso, simile alla cellulosa, ed è la componente principale delle corazze esterne di alcuni animali come crostacei e insetti, oltre ad essere contenuta anche nella parete cellulare dei funghi. Si tratta insomma di fibre e, in quanto tali, non digeribili per l’uomo: “Noi non produciamo chitinasi, l’enzima che serve a digerirla, come fanno invece rane e lucertole - ricorda Valsecchi. - O meglio, abbiamo il gene che permette di produrre chitinasi, ma non è ancora chiaro quanta effettivamente ne produciamo e se siamo almeno in parte capaci di digerire la chitina”. Ciò però non significa che questa crei problemi. Gli studi disponibili mostrano che ha effetti positivi sul nostro microbiota, promuove il transito intestinale e quindi combatte la stitichezza.
“Inoltre alimenta la nostra flora intestinale favorendo in particolare la proliferazione dei bifidobatteri, che ci proteggono dalla colonizzazione dei batteri patogeni, rafforzano le nostre difese immunitarie e modulano il metabolismo degli zuccheri - spiega Valsecchi. - D’altronde il chitosano, da tempo in uso come integratore alimentare per aiutare a perdere peso, è un derivato della chitina fatto con il carapace di crostacei. “Uno studio autorevole randomizzato in doppio cieco, realizzato nel 2018 mostra che la farina di grilli ha effetti positivi sul microbiota”, sottolinea Spisni.
“Il fatto che apprezziamo tanto i crostacei ci fa capire che la nostra repulsione per gli insetti è solo culturale: dal punto di vista biologico, insetti e crostacei sono strettamente imparentati, - ricorda Spisni, - in effetti ci sono più di 110 Paesi nel mondo in cui gli insetti sono consumati all’interno di piatti tipici delle tradizioni locali”. In ogni caso, per ora nessuno si troverà nel piatto cavallette fritte. “Le farine di insetti introdotte in piccola quantità in prodotti tipicamente europei ne aumentano la quota proteica senza interferire sul gusto. Ho mangiato di recente pasta e muffin con farina di insetti e posso dire che se non l’avessi saputo non me ne sarei accorto - ricorda Spisni. - Senza dimenticare che uno studio dell’Università IULM di Milano segnala che già consumiamo 500 grammi di insetti all’anno, sotto forma di residui ammessi dalla legge in molti alimenti come conserve di frutta e verdura, perché eliminarne del tutto le tracce è impossibile. Si tratta di una media, ed è probabile che per molti di noi la quantità sia decisamente inferiore, ma certamente ci sarà capitato di mangiare qualche insetto”.
Da martedì 24 gennaio è stata autorizzata la vendita sul mercato di “farina di grillo”. Propriamente dobbiamo chiamarla: polvere parzialmente sgrassata di Acheta Domesticus (grillo domestico). In generale, è bene sapere che le informazioni riportate in etichetta sono normate da una legge (REGOLAMENTO (UE) N. Nel caso specifico della farina di grilli, è un altro regolamento UE ad aumentare gli obblighi di chiarezza, imponendo di indicare in etichetta che tale ingrediente può provocare reazioni allergiche (verso chi già ha allergie a crostacei, molluschi o acari).
Nominare una molecola esotica porta diffidenza; una caccia alle streghe dei nostri giorni guidata dalla paura dell’ignoto. Chimicamente parlando è un parente strettissimo della cellulosa: entrambe si ottengono collegando insieme molecole di zucchero per farne una catena. La cellulosa normalmente la conosciamo come una fibra morbida (cotone), al contrario la chitina è rigida (carapace dei crostacei).
Inoltre, l’organismo è in grado di adattarsi a questa alimentazione e se necessario aumenta la produzione di chitinasi. Persino rimuovendo il carapace non si deve pensare di aver rimosso la chitina: è contenuta anche nella polpa stessa. Si stima che il contenuto vada dall’1% dei gamberetti fino al 4% dei granchi o delle aragoste, valori del tutto paragonabili al tenore di chitina ammesso nella farina di grilli (fissato tra il 4% e l’8,5%). In questi alimenti, in generale, il componente principale è acqua (che può arrivare all’80% del totale). Ragionando sul secco possiamo trovare casi in cui la chitina raggiunge il 7% (è il caso del gambo dell’Agaricus Bisporus che ha bisogno di questo particolare rinforzo per poter emergere dal sotto bosco). In generale nei bivalvi è presente come rinforzo nella conchiglia da cui può essere estratta durante la cottura (c’è chi riutilizza l’acqua di cottura delle cozze e chi mente).
La sua peculiarità è quella di legarsi alle molecole di grasso e colesterolo, limitandone l’assorbimento. Chi respinge la farina di grilli a volte usa questa argomentazione per confondere le acque. In condizioni normali è una molecola altrettanto sicura ma, soprattutto, è il prodotto di una reazione di laboratorio.
Questo adagio latino ci ricorda che, spesso, di una sostanza è la dose a fare un veleno. Vale per la chitina e vale in generale anche per le proteine (il costituente principale di questo nuovo ingrediente): una dieta iperproteica affatica i reni. Per queste ragioni è sempre consigliabile imparare a leggere le etichette degli alimenti. La norma fissa anche quanto ne può essere usato in ciascun prodotto finale e, come vediamo dalla tabella sotto, le quantità ammesse sono davvero minime.
Ha fatto notizia l’ecdisterone prodotto dai grilli, altra sostanza disponibile come integratore (solitamente negli articoli per body builder). Le probabilità di avere effetti spiacevoli (in nessun caso gravi) da questo ormone sono isolate ai casi di abuso degli integratori. Tipicamente vengono alimentati con frutta e verdura, pane e altri prodotti derivati dai cereali.
In molti si chiedono quale sia il motivo per dover discutere degli insetti come alimento. La risposta banale è: nessuno è obbligato a mangiarli, ma non c’è motivo di vietarne la vendita. Una giustificazione però per preferirli come fonte di proteine c’è ed è il vantaggio ambientale. Qualcuno si domanda, saggiamente, perché non preferire le proteine vegetali ai grilli. Il loro punto debole deriva dal fatto di non essere complete di tutti gli amminoacidi essenziali. Come le nostre nonne ci insegnano, pasta e fagioli “è un piatto completo”.
Smontiamo tutte le teorie allarmistiche: Nessuno ci vuole obbligare a mangiare insetti. Nessuno li vuole nascondere nei nostri alimenti. Razionalmente la sintesi della notizia è questa: l’EFSA ha analizzato questo alimento esotico e l’ha valutato sicuro per l’alimentazione umana.
Chitina e acidi grassi omega-3 derivati da insetti commestibili sembrerebbero avere un impatto positivo sul microbiota intestinale. È quanto affermano Valerie J. Stull e Tiffany L. Gli insetti hanno già oggi un importante ruolo nella dieta umana con oltre due miliardi di persone che li consumano attualmente. Allo stesso tempo, potenziali fattori di rischio (allergeni, contaminanti ecc.) sono stati identificati anche se, di norma, trascurabili.
La chitina, precursore del chitosano, è infatti la fibra più abbondante negli insetti. Non tutti i chitosani sono però uguali. Una specie di grilli infatti, il Brachytrupes portentosus, ha mostrato di produrre chitina e chitosano di una qualità migliore rispetto a quella commerciale ottenuta dai gamberetti ad esempio. In generale la chitina e i suoi derivati hanno però dimostrato attività prebiotiche e probiotiche. Ad esempio, il supplemento di chitosano ha dimostrato di ridurre l’obesità migliorando i livelli di leptina in modelli murini, oltre che aumentare l’abbondanza di Lactobacillus e Bifidobacterium e di prevenire la progressione di diabete in modelli in dieta ad alto contenuto di zuccheri.
Ad oggi sono però scarsi gli studi sull’uomo, soprattutto per quanto riguarda le loro attività prebiotiche. Non solo. Ricreando l’ambiente intestinale umano e addizionando l’insetto I. Venticinque grammi di polvere di grillo hanno poi mostrato di aumentare B. Animalis in feci umane. Se sia stato l’effetto della chitina o dei suoi derivati rimane tuttavia da approfondire.
Non solo la proliferazione viene stimolata. La chitina estratta da insetti potrebbe infatti inibire la proliferazione di certi batteri, sia patogeni sia probiotici. In adulti sani si è infatti assistito a un decremento di batteri fecali, lattobacilli inclusi, dopo l’assunzione di polvere di grilli interi per due settimane.
La chitina e derivati non sono però gli unici prodotti degli insetti utili all’uomo. Ortopterani come Acheta domesticus (Gryllidae), Conocephalus discolor (Tettigoniidae) e Chorthippus parallelus (Acrididae), contengono infatti alte concentrazioni di acido alfa-linoleico.
Con il loro elevato apporto di proteine, gli insetti stanno attirando sempre più attenzione con una promozione dell’entomofagia. Nonostante le promettenti preliminari evidenze, gli studi condotti finora hanno più di qualche limitazione.