D-AMINO ACIDS AND NUTRITION / D-AMINO ACIDI E NUTRIZIONE

During the years, researchers demonstrated that D-amino acids (D-AA) are widely present in microorganisms, as components of the bacterial cell wall, as well as in plants, mammals and humans. D-AAs play a relevant role in human nutrition, which is still largely undetermined.

In human, D-AAs largely arise from nutrition especially from widely consumed foods such as dairy products, fermented foods and beverages, fruit juices. D-AAs are also natural components of some traditional foods (the Italian cheese Grana Padano and foods from Eastern countries). D-AAs can also originate from different food treatments (e.g., use of high temperatures or highly basic or acid conditions).

From the organoleptic point of view, the D-enantiomers of amino acids have a sweeter taste than L-amino acids. The sweetener Alitame, a dipeptide containing one L-aspartic acid and one D-alanine molecule, is 200-fold sweeter than sucrose and about 10-fold sweeter than aspartame.

D-AA containing proteins are hydrolized with lower efficiency by digestive enzymes: the lower utilization results in a beneficial effect on gain weight control.

Recent investigations show that D-AAs modulate the gut microbiota composition (avoiding the development of pathogens) and have a positive effect on memory deficits and neuronal plasticity processes during aging.

Indeed, the D-AAs detection in selected foods represents a suitable index of microbial alteration and contamination (such as an increase in D-alanine level in milk).

 

Altogether, D-AAs represent molecules of main relevance for the food industry, as sweeteners or as beneficial nutritional components. At present, D-AAs enriched foods and food supplements containing D-AAs are commercialized in Japan.

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Authors

Loredano Pollegioni, University of Insubria

Elena Crespi – FIIRV (DAAIR Center) 

Negli anni i ricercatori hanno dimostrato che i D-amino acidi (D-AA) sono ampiamente presenti non solo nei microorganismi, come costituenti della parete batterica, ma anche nelle piante, nei mammiferi e nell’uomo. I D-AA svolgono un ruolo importante, sebbene ancora poco noto, nella nutrizione umana.

Negli esseri umani i D-AA derivano in parte dall’assunzione di cibi di largo consumo come latticini, alimenti e bevande fermentati, succhi di frutta.  Anche alcuni alimenti tradizionali (italiani come il formaggio Grana Padano o orientali) li contengono naturalmente. I D-AA si possono inoltre formare nei cibi in seguito a diversi trattamenti (ad esempio elevate temperature e condizioni fortemente acide o basiche).

Da un punto di vista organolettico, gli enantiomeri D- hanno un gusto più dolce rispetto agli L-amino acidi. Il dolcificante Alitame, un dipeptide contenente acido L-aspartico e D-alanina, risulta 200 volte più dolce del saccarosio e circa 10 volte più dolce dell’aspartame.

Le proteine contenenti D-AA vengono idrolizzate con minor efficenza dagli enzimi digestivi: il conseguente minor assorbimento determina un effetto benefico sul controllo dell’incremento di peso.

Da studi recenti è anche emerso come i D-AA siano in grado di modulare la composizione del microbiota intestinale (limitando lo sviluppo di microorganismi patogeni) e abbiano effetti positivi sui deficit di memoria e i processi di plasticità neuronale nell’invecchiamento.

Inoltre, la rilevazione dei D-AA in alcuni cibi può rappresentare un indice di alterazione e contaminazione microbica (come ad esempio un aumentato livello di D-alanina nel latte).

 

Tutto questo mette in luce come i D-AA siano di grande interesse per l’industria alimentare sia come dolcificanti che come componenti nutrizionali benefici. Alimenti ricchi di D-AA e integratori a base di D-AA sono attualmente in commercio in Giappone.

 

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Autori

Loredano Pollegioni, Università degli studi dell’Insubria

Elena Crespi – FIIRV (DAAIR Center) 

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