Imbrunimento non-enzimatico: il caso della glutamina nella reazione di Maillard

Introduzione: la reazione di Maillard è una complessa serie di reazioni chimiche che avvengono tra i gruppi carbonilici degli zuccheri riducenti e i gruppi aminici degli aminoacidi[1]. Questa reazione porta alla formazione degli AGEs (advanced glycation end products). Tale reazione, meglio conosciuta come ¿browning reaction¿, è una reazione di imbrunimento non enzimatico caratterizzata dalla formazione di composti bruni definiti melanoidine. Scopo della tesi: lo scopo è stato quello di andare a valutare il diverso grado di reattività della glutamina, l'aminoacido libero presente in elevate concentrazioni nel corpo umano ed in grado di attraversare la barriera emato-encefalica, con diversi zuccheri ed i loro metaboliti: fruttosio, glucosio, metilgliossale e gliceraldeide. Questo studio è stato condotto da un punto di vista chimico andando ad investigare diverse condizioni di reazione: utilizzando il forno a microonde[2] (MW), riscaldamento in bagno ad olio ed infine in stufa a 37 °C, in tampone fosfato, per avvicinarsi a quelle che sono le condizioni fisiologiche. Discussione dei risultati: dallo studio condotto emerge che gli zuccheri ed i loro metaboliti reagiscono in maniera differente con la glutamina: in ordine di reattività si ha gliceraldeide > metilgliossale >> fruttosio ≈ glucosio. Per valutare il grado di imbrunimento non-enzimatico, le miscele di reazione sono state analizzate via UV misurando la relativa assorbanza al termine di ogni reazione. Nel secondo step della reazione di Maillard, si formano diversi prodotti fluorescenti, la cui intensità è stata analizzata tramite l'emissione di fluorescenza. Anche in questo caso la gliceraldeide si è rivelata essere il composto che oltre a dare l'imbrunimento maggiore, è in grado anche di dare origine a una miscela di composti fluorescenti. Le miscele di reazione sono infine state anche analizzate utilizzando la spettrometria di massa ad alta risoluzione. Conclusioni: i composti maggiormente reattivi con la glutamina, sono la gliceraldeide e il metilgliossale; il grado di imbrunimento ottenuto nelle due miscele è paragonabile sia nel metodo al MW che riscaldando su bagno. In tampone fosfato invece, la cinetica di reazione risulta essere molto lenta.