(approfondimento 4 di Potenziale genetico e condizioni di processo nella determinazione della forza del glutine, della digeribilità e dell’immunogenicità)
Quando si crea un grano nuovo si cercano grani forti
Nel breeding diventa centrale, perché:
se vuoi aumentare la probabilità di ottenere linee “forti”, selezioni genitori con alleli/subunità favorevoli;
poi, nelle progenie, usi test rapidi (e sempre più spesso marker molecolari/proteomica rapida) per scegliere le linee migliori.
Esempi chiari:
Linee quasi isogeniche (NILs) o linee con delezioni mirate: servono proprio a isolare l’effetto di una HMW-GS sulla forza/elasticità dell’impasto. Un lavoro recente mostra che l’assenza di singole HMW-GS riduce elasticità/forza e cambia parametri alveografici. (ScienceDirect)
Studi su popolazioni (DH lines) che confrontano combinazioni di HMW-GS e il loro effetto su tratti di qualità: mostrano che l’effetto non è solo “presenza/assenza”, ma anche interazioni tra subunità. (PLOS)
Screening accelerato di linee di breeding con test rapidi di forza del glutine: utile perché nel breeding devi valutare migliaia di campioni. (MDPI)
Grani con minor potenziale genetico ma con più capacità di creare nuovi legami.
Il “potenziale genetico” (subunità, cisteine, rapporto frazioni) imposta un tetto: se mancano certe componenti strutturali, non puoi costruire una rete enorme dal nulla.
Però la “capacità di esprimere” quel potenziale dipende anche da fattori che cambiano tra varietà e lotti: accessibilità dei gruppi reattivi, cinetica di scambio tiolo-disolfuro, distribuzione iniziale delle frazioni polimeriche, ecc.
È per questo che, in pratica, si usano anche proxy come GMP e analisi di frazioni polimeriche per capire quanto la rete si sviluppa davvero. (ResearchGate)
Queste differenze biologiche si traducono nella possibilità di utilizzare specifici marker genetici e proteomici come strumenti predittivi.
Marker pratici (usabili anche in ambito professionale)
1) Profilo HMW-GS ai loci Glu-1 (Glu-A1 / Glu-B1 / Glu-D1)
Che cos’è: quali subunità HMW-GS sono presenti (es. a Glu-D1: 5+10 vs 2+12).
Perché conta: alcune combinazioni sono ripetutamente associate a migliori proprietà reologiche e panificatorie; in particolare l’allele 5+10 (Glu-D1d) e 17+18 (Glu-B1i) sono spesso riportati tra i più “efficaci”. (PMC)
Come si misura (pratico): SDS-PAGE; in contesti di screening anche MALDI-TOF. (PMC)
2) Rapporto “polimeriche vs monomeriche” (P/M) o quota di polimeri ad alto PM (SE-HPLC / estrattabilità)
Che cos’è: quanta proteina è in forma polimerica (glutenine, soprattutto ad alto PM) rispetto a frazioni più piccole/monomeriche.
Perché conta: più quota polimerica (e soprattutto polimeri grandi) → maggiore “telaio” elastico potenziale.
Come si misura: SE-HPLC (distribuzione dimensionale), oppure proxy di estrattabilità (SDS-solubile vs SDS-insolubile).
3) GMP / UPP (glutenin macropolymer; unextractable polymeric protein)
Che cos’è: frazione di polimeri molto grandi (spesso SDS-insolubili) considerata strettamente legata alla forza del network.
Perché conta: è uno dei proxy più usati per “quanto network polimerico” si può costruire ed esprimere.
4) Contenuto di tioli liberi (–SH) e stato redox
Che cos’è: quanti gruppi –SH sono liberi (e quindi potenzialmente coinvolgibili nello scambio tiolo–disolfuro).
Perché conta: non dice “quanto sarà alto W”, ma aiuta a capire la dinamica di riorganizzazione dei disolfuri (esprimibilità del potenziale), cioè quanto facilmente la rete può rimodellarsi.
Esempi documentati
A) Esempio (pane): cultivar nominate in uno studio con glutine moderato-forte
Uno studio su varietà indiane che incrocia marcatori e valutazioni reologiche indica che solo quattro varietà tra quelle analizzate combinavano alto contenuto proteico e glutine moderatamente forte: K307, DBW39, NI5439, DBW17. (PMC)
Nota: questo è un esempio “con nomi” dentro un lavoro specifico (utile come prova che la letteratura elenca cultivar), ma ovviamente è relativo al germoplasma e al contesto di quello studio.
B) Esempio (Italia, duro): varietà nominate e differenze di composizione (glutenine/gliadine)
In un lavoro su genotipi di frumento duro, vengono citate varietà come Svevo e Saragolla (più alte in glutenine e più basse in gliadine nel set considerato) e Cappelli con comportamento opposto nel confronto riportato. (doi.org)
Questo tipo di evidenza è utile perché collega composizione di partenza (rapporto frazioni) a un profilo potenzialmente più o meno favorevole per “glutine forte”.
C) Esempio (Italia, duro): qualità tecnologica e W su “vecchie cultivar”
Uno studio valuta cultivar “storiche” di duro con misure tecnologiche includendo W (alveografo) per discutere se la qualità delle vecchie cultivar sia comparabile alle moderne. (PMC)
(Lo studio è utile perché mostra che la domanda “quali cultivar hanno W alto” viene affrontata sperimentalmente su set varietali reali.)