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luciano

Monococco (piccolo farro): proprietà e caratteristiche reologiche degli impasti

by luciano

La presenza o l’assenza di proteine specifiche, le quantità di proteine del glutine e il rapporto tra gliadine e glutenine e la tipologia delle proteine del glutine determinano le proprietà dell’impasto e le sue prestazioni [1] e queste caratteristiche possono essere molto diverse, in termini di qualità e quantità, secondo le accessioni.

Punti salienti dalla letteratura scientifica:

Le accessioni di grano monococco possono avere contenuti fortemente diversi di proteine anche nelle stesse condizioni di coltivazione [2]
Le farine di grano monococco hanno un contenuto relativamente elevato di gliadine rispetto al contenuto di glutine. Anche il contenuto di gliadine o glutenine può raddoppiare tra le diverse accessioni.
Il rapporto tra gliadine e glutenine può anche triplicare tra diverse accessioni.
Gli α-gliadine sono più abbondanti delle γ-gliadine: possono anche essere il doppio delle γ-gliadine.
Il contenuto di ω5-gliadine è molto elevato per il grano monococco rispetto al grano comune. Anche la quantità di ω5-gliadine può triplicare tra le diverse accessioni. Nell’accessione ID331 le ω5-gliadine sono assenti.
Nelle farine di grano monococco le proteine HMW-GS presentano un contenuto molto basso rispetto al grano tenero. Le proteine HMW-GS possono anche raddoppiare tra diverse accessioni.
LMW-GS è il tipo di proteina più presente nelle frazioni di glutenina. Le proteine LMW-GS possono anche raddoppiare diverse accessioni.

L’influenza del genotipo sulle proporzioni di gliadine, glutine e i diversi tipi di proteine del glutine rispetto alle proteine totali può essere molto forte. Le gliadine rappresentano l’80-94% delle proteine totali del glutine, le glutenine rappresentano il 6-20% delle proteine totali del glutine.

La quantità di proteine HMWGS, essenziali per la creazione della rete dei polimeri per glutine [21], è di gran lunga inferiore rispetto al grano tenero. La loro quantità può anche essere inferiore di circa il 4%.

Queste caratteristiche (fortemente influenzate dal genotipo [4]) si riflettono in modo decisivo sulle caratteristiche reologiche, influenzando:

• La formazione dell’impasto che ha una stabilità molto bassa (il tempo di sviluppo dell’impasto è negativamente correlato al rapporto tra gliadine e glutenine e positivamente con il contenuto di glutenine) e una scarsa capacità di lievitazione (a causa della debolezza della rete glutinica che ha una capacità di espansione molto limitata).
• Il risultato finale: forma di pagnotta, struttura della mollica e volume del pane (il volume dipende principalmente dal contenuto delle proteine HMW; e poco dal rapporto gliadine con glutenine).
Altro:
• Il glutine della farina del grano monococco ha un’alta capacità di ritenzione di gas e una bassa capacità di ritenzione idrica (D’Egidio et al. 1993)
• Gli impasti preparati con farina di grano monococco mostrano anche caratteristiche reologiche inferiori e sono appiccicosi e difficili da maneggiare meccanicamente (Yamashita et al. 1957)
• La testure del pane realizzato con farina di grano monococco ha una consistenza molto morbida (Pogna et al. 2002)
• A differenza del grano tenero, la qualità del pane realizzato con farina di grano monococco non è influenzata dal contenuto delle proteine totali del glutine, mentre altri parametri come il contenuto di glutenina e il rapporto tra gliadine e glutine sono importanti quanto per il grano comune [5].
Nota:
From the “Studies on the protein composition and baking quality of einkorn lines Herbert Wieser · Karl-Josef Mueller · Peter Koehler”
“The absence of a group of γ-gliadins at the beginning of the γ-gliadin elution region was unique for einkorn compared to all other wheat species. “
Questa caratteristica ne permette la classificazione in quattro gruppi; ulteriore sottodivisione è possibile analizzando il numero di ω5-gliadine presenti e le subunità delle glutenine a basso peso molecolare.

References
1. Kieffer R, Wieser H, Henderson MH, Graveland A (1998) J Cereal Sci 27:53–60
2. Brandolini A, Hidalgo A, Moscaritolo S (2008) J Cereal Sci 47:599–609
3. Wieser H, Bushuk W, MacRitchie F (2006) In: Wrigley C, Bekes F, Bushuk W (eds) Gliadin and glutenin—the unique balance of wheat quality. AACC International, St. Paul, pp 213–240
4. Borghi B, Castagna R, Corbellini M, Heun M, Salamini F (1996) Cereal Chem 73:208–214
5. Abdel-Aal E-SM, Hucl P, Sosulski FW, Bhirud PR (1997) J Cereal Sci 26:363–370

Keywords:
proprietà dell’impasto di farina di grano monococco;
prestazioni dell’impasto di farina di grano monococco
gliadine;
glutenine;
rapporto tra gliadine e glutenine;
α-gliadine;
γ-gliadine;
ω5-gliadine;
tempo di sviluppo dell’impasto di farina di grano monococco
pagnotta di farina di grano monococco;
texture della pagnotta di farina di grano monococco;
volume della pagnotta di farina di grano monococco e proteine HMW;
elevata capacità di ritenzione di gas dell’impasto di farina di grano monococco;
scarsa capacità di ritenzione idrica dell’impasto di farina di grano monococco;

Coronavisus: un nuovo comandante per uscire dal tunnel

by luciano

Lettera aperta al Presidente della Repubblica Sergio Mattarella
Il ponte di Genova come metafora del ricongiungimento del passato con il futuro dopo la lacerazione profonda che il coronovirus ha prodotto e ancora produce nella nostra società. E’ indispensabile e improcrastinabile che ci sia, però, un cambio totale della guida della fase attuale perché se è vero che sono prioritarie le azioni volte ad affrontare le emergenze è altresì vero che non sono più differibili le azioni necessarie per far sì che il tessuto produttivo possa essere messo in condizioni di mantenere quelle attività che altrimenti potrebbero essere difficili o impossibili riavviare.
E’ necessario affrontare la situazione, ora e subito, con onestà intellettuale e riconoscere i vistosi limiti del Presidente del Consiglio e del governo così come ora formato. E’ di tutta evidenza, come da Lei, più volte sottolineato, che il futuro del nostro paese è indissolubilmente legato ad una forte unità nazionale che né Conte né il Governo rappresentano. E’ inutile sottolineare le gravi carenze del Presidente del Consiglio riguardanti tempi, modi e contenuti delle sue azioni volte ad affrontare le emergenze. Una per tutte: Venticinque giorni tra la dichiarazione dello stato d’emergenza “in conseguenza del rischio sanitario connesso all’insorgenza” del coronavirus del 31 gennaio, pubblicato l’1 febbraio sulla Gazzetta Ufficiale e il primo provvedimento della Protezione civile per fronteggiare la pandemia (il 25 febbraio). E’ necessario che il popolo Italiano si identifichi in una guida autorevole capace di guidare l’emergenza e dare un segnale positivo per il futuro iniziando subito a costruirlo. La politica, tutta la politica, in questo momento non è in grado per le forti lacerazioni esistenti di corrispondere a questo compito.
Guida tanto autorevole da poter incidere anche e sopratutto sul nuovo assetto che DEVE avere l’Europa: “L’Europa è a un bivio: o si va verso gli Stati uniti d’Europa o così serve poco a tutti.-Carlo Cimbri da intervista di Segio Bocconi Corriere della sera”.
Il sogno di tanti cittadini, penso, è quello di vedersi guidati da una personalità come il Dott. Draghi a cui tutti attribuiscono le doti necessarie per assumere il comando del vascello Italia.
Ci sono nodi che devono essere subito affrontati con decisione ed autorevolezza:
• La messa in sicurezza degli asset strategici del paese da scalate ostili
• La assoluta cancellazione delle regole della vecchia Europa e loro completa riscrittura a cominciare dal Mes che va subito reso inoperante (e non utilizzato in altro modo)
• La messa in sicurezza dei confini nazionali per assicurarsi dai contagi di ritorno (che sono già iniziati in Cina)
• La cancellazione della legge sul taglio dei parlamentari in modo che sia possibile appena l’emergenza lo permetterà di indire nuove elezioni che solo potranno dare una nuova e vera rappresentanza e legittimità ad un nuovo governo chiamato a ricostruire la società richiamandosi ai valori che furono alla base della ricostruzione post-bellica.
• L’immediata semplificazione della burocrazia senza eliminare i necessari controlli (magari facendoli parallelamente alla realizzazione degli interventi).
L’elenco non è certamente esaustivo: vuole solo richiamare l’attenzione su alcuni punti rilevanti. L’importante è agire subito: le guerre non si vincono se il comandante e lo stato maggiore sono incerti e non all’altezza del compito da svolgere. Per favore non aspettiamo la fine dell’emergenza!! Cambiamo ora!!!
Ing. Sangiorgio Luciano Roma

Coronavirus: dalle tenebre alla luce

by luciano

Una riflessione necessaria in un momento che ci cambierà tutti.

Il secondo Rinascimento Italiano

L’Italia, l’Europa tutta non sarà così come è adesso dopo il coronavirus. Non solo la visione economico-finanziaria non sarà, non potrà essere la stessa ma, prima ancora, non sarà la coscienza collettiva di società ad essere la stessa. Il virus sta producendo mutamenti significativi nella percezione dei valori della società e, soprattutto, nella percezione dell’elemento economia come unico indice regolatore della vita delle persone. La globalizzazione da tempo aveva iniziato a mostrare il suoi limiti macroscopici vuoi per interessi commerciali, vuoi per esigenze di preminenza di potere, vuoi per differenza nella valutazione dei valori base costituenti le fondamenta di ogni società in primo luogo l’ambiente e il concetto di libertà. Ora la globalizzazione è in crisi.
Può essere la svolta epocale che ci consente di uscire dalla decadenza in cui versa la nostra società, dal torpore dello pseudo benessere che abbiamo raggiunto negli ultimi vent’anni. Benessere largamente compromesso dallo scadere dei valori sociali che creano la coesione di una società, la rendono forte, consentono di muoversi verso una unica direzione e di conseguire un unico scopo ancorché nel rispetto di una necessaria visione pluralistica.
Ora, mentre una parte di noi è impegnata nel fronteggiare l’esigenza primaria dell’emergenza sanitaria e a fornire tutto il supporto perché la società possa superare questi momenti difficili, è il momento di preparare i progetti per la casa che costruiremo passate le tenebre altrimenti quando sarà possibile la rinascita saremo impreparati e senza strumenti.

E’ il momento d’immaginare il mondo che vorremmo dopo, è il momento di dar vita al secondo Rinascimento Italiano: mentre i nostri medici, infermieri e tutto il personale paramedico lotta per debellare il virus le migliori menti che abbiamo in campo economico-finanziario e socio-politico possono, anzi dovrebbero, iniziare a realizzare il progetto che ci consentirà di partire subito dopo la tempesta con idee chiare e fattibili. Il progetto deve coinvolgere tutte le parti sociali e i cittadini: il vascello Italia, ora nella tempesta, deve avere e seguire una nuova rotta motivando sia i marinai che governano la nave sia gli “abitanti” del vascello Italia.
La tempestività ed efficacia della ripresa dipendono dalla capacità di immaginare il nostro futuro e di prevedere gli strumenti necessari per attuarlo. Premessa imprescindibile perché il progetto possa partire finite le tenebre e che ora e subito si mettano in sicurezza quelle attività che se “muoiono” ora non risorgeranno più e nello stesso modo si crei il supporto per le persone che possano essere “vive” per la rinascita.
L’avvio del progetto sarà percepito dai cittadini come una luce che indica una via nelle tenebre e il loro coinvolgimento creerà un “forte senso di appartenenza” presupposto per una nuova società non più fondata unicamente sul denaro e sull’io.

Sangiorgio Luciano, Roma

Sicurezza alimentare e normativa di legge

by luciano

La sicurezza alimentare è diventata elemento imprescindibile per una società che voglia tutelare la salute pubblica e l’ordine economico inteso come tutela delle imprese dalla concorrenza sleale . Il DDL di riforma dei reati agroalimentari (DDL S. 283 del 08/03/2020) ha infatti previsto il concetto di tutela del patrimonio agroalimentare, la definizione di comportamenti a rischio in tutte le fasi della filiera e l’introduzione del reato di “agropirateria”.
Importanti, inoltre, che il reato di frode sia revisionato includendo le attività realizzate in fasi precedenti come il ricorso a segni distintivi con indicazioni false e ingannevoli. In questo modo verranno tutelati anche i prodotti convenzionali Oggi lo sono solo i prodotti Dop e Igp. Diventerà obbligo non solo la certificazione dell’origine ma anche la completa tracciabilità fino alla verifica delle informazioni in etichetta. In ultimo ma rilevante va segnalato l’introduzione di sanzioni relative a comportamenti riguardanti le attività volte ad assicurare la sicurezza lungo la filiera come le condizioni di trasporto e di conservazione dei prodotti prima della loro immissione al consumo.

Rilevante, ad esempio, è il contenuto dell’art. 517 del codice penale come verrebbe modificato dal DDL richiamato:
“«Art. 517. – (Vendita di alimenti con segni mendaci). – Chiunque, nell’esercizio di un’attività agricola, commerciale, industriale o di intermediazione di alimenti, al fine di indurre in errore il consumatore, anche mediante introduzione in custodia temporanea o in deposito doganale, utilizza falsi o fallaci segni distintivi o indicazioni, ancorché figurative, ovvero omette le indicazioni obbligatorie sull’origine o provenienza geografica ovvero sull’identità o qualità del prodotto in sé o degli ingredienti che ne rappresentano il contenuto qualificante, è punito con la reclusione da sei mesi a tre anni e con la multa da 5.000 a 30.000 euro».”

L’articolo soprariportato, per quanto riguarda il grano, sarà veramente efficace solo se, però, saranno definite “obbligatorie” le informazioni riguardanti tutta la filiera a partire dall’identità della varietà di grano per arrivare a tutti ingredienti usati nella preparazione dei prodotti finiti tranne quelli presenti in “tracce”. La normativa attuale, ad esempio, ammette la possibilità di aggiungere glutine in una farina entro certi limiti senza doverlo segnalare nell’etichetta. Questo è deleterio per i soggetti sensibili al glutine non celiaci, per i soggetti che sono nella fase di reintroduzione del glutine ed in generale per tutti i soggetti per i quali il glutine possa rappresentare un possibile problema. Parimenti sarebbe necessario in etichetta indicare il metodo di preparazione dei prodotti finiti e tutti gli ingredienti utilizzati. E’ da sottolineare, infatti come per il lievito naturale o pasta acida non esista ancora una univoca definizione così come la esatta specifica degli ingredienti usati. Il DDL . N. 3265 Disposizioni in materia di produzione e vendita del pane è stato approvato dalla Camera dei deputati il 06-12-23017 ma non ha ancora proseguito il suo corso.

Composizione delle proteine del grano monococco

by luciano

Presentazione dello studio del Dt. K.J. Mueller et al. : Studies on the protein composition and baking quality of einkorn lines (2006).
Lo studio analizza la composizione quantitativa e qualitativa delle proteine di 24 cultivar di grano monococco. Lo studio è interessante in quanto ha evidenziato la possibilità di classificare le accessioni di monococco attraverso la presenza delle γ gliadine. “The absence of a group of γ-gliadins at the beginning of the γ-gliadin elution region was unique for einkorn compared to all other wheat species. “
Questa caratteristica ne permette la classificazione in quattro gruppi, ulteriore sottodivisione è possibile analizzando il numero di ω5-gliadine presenti e le subunità delle glutenine a basso peso molecolare. Inoltre la individuazione delle singole proteine del glutine, loro sottogruppi e il rapporto tra le componenti evidenzia le notevoli differenze con la farina di grano spelta e grano tenero ed sottolinea le caratteristiche che rendono la farina di grano monococco meno perfoprmante per la realizzazione di prodotti da forno salati (pane). Più dettagli in: https://www.researchgate.net/publication/226901132_Studies_on_the_protein_composition_and_baking_quality_of_einkorn_lines.

Pane di grano monococco 100%: la forza del glutine fa la differenza

by luciano

Lo studio ha lo scopo di valutare il ruolo della forza del glutine di uno stesso genotipo (imprinting genetico uguale) ma con coltivazione differente sul volume finale del pane.
Sono stati, quindi, realizzati due pani con due farine di grano monococco del tutto identici per quantità di ingredienti e modalità di esecuzione. Entrambe le farine utilizzate appartengono al genotipo monococco tipo ID331; uno (A) coltivato senza alcun fertilizzante né altri composti chimici, l’altro (B) coltivato con l’apporto di azoto.

Entrambi i pani sono stati preparati con la stessa metodica:
New Method for making fermented bakery products n. EP 3305078B1: at the bottom of https://glutenlight.eu/en/2019/09/27/einkorn-bread100/
Il risultato evidenzia in modo netto come la forza del glutine (1) abbia svolto un ruolo decisivo nel conferire al pane (B) un volume superiore, una mollica più aperta e regolare (Foto NN. 3, 4, 5, 6, 7, 8).

E’ noto che l’apporto di azoto contribuisce ad aumentare sia la quantità che la forza del glutine (2). Questo è stato un fattore decisivo per lo sviluppo dell’agrotecnica che ha permesso da avere farine con una migliore lavorabilità dal punto di vista industriale; l’aumento della forza del glutine ha, però, comportato parallelamente un glutine meno digeribile (3) e meno tollerabile (4).

Grano: sicurezza alimentare e tracciabilità

by luciano

Un esempio eccellente: Mulino Marino Cossano Belbo (CN)

Una famiglia di mugnai da tre generazioni che ha impostato la produzione seguendo rigorosi controlli per la sicurezza alimentare e fornendo la completa tracciabilità dal campo al sacco.

La sicurezza alimentare, primo requisito per realizzare prodotti di alta qualità, è assicurata da scrupolosi rapporti di prova ( 1 analisi su un lotto di farina di grano monococco Enkir) che documentano la ricerca nella materia prima, così come nella farina di:
• Più di 600 pesticidi (erbicidi, insetticidi, fungicidi) utilizzati su cereali e farine sia in campo che in magazzino
• Fitoregolatori chimici di crescita (Chlormequat, Mepiquat) che vengono dati in campo per migliorare l’accrescimento della pianta.
• Fosfina (antiparassitario insetticida)
• Glifosate ( antiparassitario erbicida)
• Classe delle micotossine (Aflatossine, DON.)
• Livelli di contaminazione microbiologica.

La tracciabilità inizia dall’analisi del campione di grano fino alle analisi reologiche sulla farina:
1. Analisi del campione di grano
2. Campionatura del cereale allo scarico
3. Analisi reologiche eseguite sul grano
4. Analisi sicurezza alimentare eseguite sul grano
5. Pulitura del grano
6. Macinazione a cilindri per alcune farine
7. Macinazione a pietra naturale per alcune farine
8. Analisi reologiche sulle farine

Una ottima rappresentazione tratta dal loro sito (www.mulinomarino.it):


Con questi criteri vengono prodotte “ farine artigianali, non additivate di nessun miglioratore, non standardizzate e quindi leggermente diverse in ogni momento dell’anno… come la natura, come il grano e come gli esseri umani. Come per chi fa il vino il compito è quello di rispecchiare in bottiglia i grappoli creati dalla vite, le nostre farine sono lo specchio delle spighe di grano sul campo”.
Le farine infine vengono analizzate anche sotto l’aspetto della loro composizione chimica ed energetica offrendo una panoramica dettagliata sui valori di oligoelementi, vitamine, aminoacidi, zuccheri, acidi grassi, ed altri componenti.(2 analisi su farina di grano monococco Enkir).

1 analisi microbiologica su un lotto di farina di grano monococco Enkir

2 analisi chimica su farina di grano monococco Enkir

L’esempio proposto per la sicurezza alimentare e la tracciabilità ha un’importanza fondamentale per il consumatore che ha la necessità, anzi il diritto, di sapere cosa introduce nella sua dieta.
Non va dimenticato che i prodotti a base di grano coprono una importante parte dell’alimentazione e che le problematiche legate alle intolleranze al grano sono in rapido aumento.

In un prossimo futuro auspichiamo che possa essere proposta anche una selezione di varietà (1) di grani con altre importanti informazioni:
1. la certificazione della varietà di grano importante considerato l’aumento esponenziale delle truffe
2. la “forza” del glutine e la quantità di glutine presente nel grano importanti per definire la sua digeribilità
3. la presenza qualitativa e quantitativa delle frazioni di glutine che, in taluni soggetti, attivano il sistema immunitario creando infiammazioni intestinali e molto altro.

Nota

(1) questa selezione di grani potrebbe rispondere alle esigenze di tutti quei soggetti che hanno difficoltà di vario tipo con il grano. Ad esempio il grano monococco varietà tipo ID331 è molto importante perché:

Grano monococco: perchè è così importante

Pane di grano monococco Enkir in purezza con pasta madre stesso grano e L.di B. come starter

Sindrome dell’intestino irritabile: c’è un ruolo per il glutine?

by luciano

Uno studio molto importante che evidenzia la sovrapposizione dei sintomi della sindrome dell’intestino irritabile con quelli generati dalla sensibilità al glutine non celiaca dalle ATI e da Fodmaps.

“A tight link exists between dietary factors and irritable bowel syndrome (IBS), one of the most common functional syndromes, characterized by abdominal pain/discomfort, bloating and alternating bowel habits. Amongst the variety of foods potentially evoking “food sensitivity”, gluten and other wheat proteins including amylase trypsin inhibitors represent the culprits that recently have drawn the attention of the scientific community. Therefore, a newly emerging condition termed non-celiac gluten sensitivity (NCGS) or nonceliac wheat sensitivity (NCWS) is now well established in the clinical practice. Notably, patients with NCGS/NCWS have symptoms that mimic those present in IBS. The mechanisms by which gluten or other wheat proteins trigger symptoms are poorly understood and the lack of specific biomarkers hampers diagnosis of this condition. The present review aimed at providing an update to physicians and scientists regarding the following main topics: the experimental and clinical evidence on the role of gluten/wheat in IBS; how to diagnose patients with functional symptoms attributable to gluten/wheat sensitivity; the importance of double-blind placebo controlled cross-over trials as confirmatory assays of gluten/wheat sensitivity; and finally, dietary measures for gluten/wheat sensitive patients. The analysis of current evidence proposes that gluten/wheat sensitivity can indeed represent a subset of the broad spectrum of patients with a clinical presentation of IBS. (J Neurogastroenterol Motil 2016;22:547-557). Umberto Volta, Maria Ines Pinto-Sanchez et al.

Extrac from the study:
…..omissis. Experimental Evidence for a Role of Wheat Components in Irritable Bowel Syndrome. Different mechanisms have been proposed to explain how gluten may trigger gastrointestinal symptoms in the absence of celiac disease (Figure).

In vitro studies have demonstrated that digests of gliadin increase the expression of co-stimulatory molecules and the production of proinflammatory cytokines in monocytes and dendritic cells (40,57,58). Certain “toxic” (that only stimulates the innate immune response) gliadin-derived peptides such as the 31-43mer, may evoke epithelial cell dysfunction, increased IL-15 production and enterocyte apoptosis (59). Recent studies have demonstrated increased expression of TLR-2 in the intestinal mucosa of non-celiac compared to celiac patients, suggesting a role of the innate immune system in the pathogenesis of non-celiac reactions to gluten or other wheat components (49). Other studies have shown that monocytes from HLA-DQ2+ non-celiac individuals spontaneously release 2-3 fold more IL-8 than monocytes from HLA-DQ2 negative patients. This suggests that patients without celiac disease (no enteropathy and negative specific serology), but with positive HLA-DQ2 status, may represent a subpopulation reacting mildly to gluten (60). In terms of gut dysfunction, gluten sensitization in mice has been shown to induce acetylcholine release, one of the main excitatory neurotransmitters in the gut, from the myenteric plexus (57).
This correlates with increased smooth muscle contractility and a hypersecretory status with increased ion transport and water movements (57). These functional effects induced by gluten were not accompanied by mucosal atrophy, and were not observed after sensitization with non-gluten proteins. Interestingly gluten-induced gut dysfunction was particularly notable in mice transgenic for the human celiac gene HLA-DQ8 (57).
ATIs, a group of wheat proteins that confer resistance of the grain to pests, are strong inducers of innate immune responses via TLR4 and via the myeloid differentiation factor 88-dependent and -independent pathway (40). This activation occurs both in vitro and in vivo after oral ingestion of purified ATIs or gluten, while gluten-free cereals display no or minimal activities (61). The role of ATIs in IBS is not yet known, however there is clear description of a mechanism that could be involved in the generation of gut dysfunction and symptoms. These mechanisms are different from those proposed for gluten and thus it is conceivable that they could co-exist in given patients or have a synergistic effect.

Migliorare il grano per rimuovere gli epitopi dannosi per i celiaci mantenendone la funzionalità

by luciano

Un interessante studio che esplora le possibilità di ottenere grani a bassa tossicità investigando qualità, quantità e distribuzione delle frazioni tossiche (per i celiaci) del grano

“…..omissis. Wheat gluten proteins are traditionally classified into two groups based on their solubility. The gliadins are readily extracted from flour with alcohol:water mixtures, such as 60% (v/v) ethanol or 50% (v/v) propan-1- ol, while the glutenins were traditionally extracted with dilute acid or alkali. However, these fractions contain related proteins and the differences in solubility are determined by their presence as monomers or polymers. Thus, the gliadin fraction comprises mainly proteins which are present as monomers, with small amounts of polymeric components, while the glutenins comprise “subunits” assembled into high molecular mass polymers stabilized principally by inter-chain disulphide bonds. When these disulphide bonds are reduced the monomeric glutenin subunits resemble the gliadins in being soluble in alcohol: water mixtures. Hence, the protein subunits present in both fractions correspond to alcohol-soluble prolamin proteins as defined in the classic studies of Osborne (1924). more in full text”. Improving wheat to remove coeliac epitopes but retain functionality. Peter R. Shewry and Arthur S. Tatham. Journal of Cereal Science 2016 Jan

Estratto dallo studio:
1.2. Gliadine e glutenine
1.3. La distribuzione delle subunità nei geni
2.2. L’individuazione delle frazioni tossiche per i celiaci
2.3. La distrubuzione delle frazioni tossiche per i celiaci
3.1. La diversità genetica del grano
3.2. La possibile individuazione di varietà (genetic diversity) a basso livello di tossicità
3.3. Il possibile sviluppo di varietà idonee per celiaci

Genotipi di grano contenenti sequenze di glutine a bassa tossicità

by luciano

“Precedenti studi hanno documentato che le varietà locali e le varietà di grano più vecchie contengono più combinazioni genetiche diverse per le prolamine (proteine del grano) rispetto alle varietà moderne (10, 11). La letteratura riporta variazioni per specifiche sequenze geniche principalmente nelle regioni epitopiche di Glia-α9, Glia-α2, Glia-α20 e Glia-α nelle vecchie landraces (9). Nell’ultimo decennio nel contesto del CD, l’immunogenicità degli epitopi specifici delle cellule T è stata acquisita in prima linea (9, 12). Il potenziale immunogenico tra le diverse varietà di grano esaploide è variabile; quindi è possibile che vi siano differenze indotte dalla tecnica dell’incrocio dei grani in relazione alla presenza e tipologia di epitopi stimolatori delle cellule T nelle moderne varietà di grano (13, 14). Ciò solleva la questione se vi sia una varietà specifica di grano che è meno immunogenica e può essere utilizzata nei programmi di riproduzione per lo sviluppo di un genotipo di grano completamente sicuro per il consumo da parte dei pazienti affetti da CD ”.

Punti salienti:
• L’identificazione di specie di grano meno / non immunogeniche è una pietra miliare importante che potrebbe aiutare i pazienti o addirittura prevenire la CD.
• Con l’uso di cellule T e PBMC specifici per glutine, è possibile selezionare genotipi di grano contenenti sequenze di glutine a bassa tossicità.

Reazioni avverse al grano o a componenti del grano.

by luciano

La ricerca che presentiamo è un ottimo compendio delle attuali conoscenze sulla sensibilità al glutine non celiaca

“Riassunto: il grano è un alimento base importante a livello globale e fornisce un contributo significativo all’apporto giornaliero di energia, fibre e micronutrienti. Il consumo di più cereali integrali, tra cui il grano, contribuisce a ridurre il rischio del diabete, delle malattie cardiovascolari e del cancro del colon. Tuttavia, i componenti specifici del grano possono anche provocare reazioni fisiche avverse in soggetti sensibili come la celiachia (CD) e l’allergia al grano (WA). Recentemente i media hanno evidenziato una stretta correlazione tra consumo di grano ed effetti negativi sulla salute. Ciò ha motivato molti consumatori a evitare o ridurre il consumo di alimenti che contengono grano / glutine, nonostante l’assenza di CD o WA diagnosticati, sollevando domande sui meccanismi sottostanti e sui possibili effetti di nocebo. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che alcuni soggetti possono soffrire di reazioni avverse in assenza di CD e WA. Questa condizione è chiamata sensibilità al glutine non celiaca (NCGS) o sensibilità al grano non celiaca (NCWS). Oltre al glutine, il grano e i prodotti derivati contengono molti altri componenti che possono scatenare sintomi, tra cui inibitori dell’α-amilasi e tripsina (ATI), lectine e carboidrati a fermentazione rapida (FODMAP). Inoltre, il modo in cui vengono elaborati gli alimenti, come l’uso di lievito o la fermentazione a lievito naturale, i tempi di fermentazione e le condizioni di cottura, possono influenzare la presenza e la bioattività di questi componenti. La presente recensione descrive sistematicamente le caratteristiche delle intolleranze legate al grano, tra cui l’eziologia, la prevalenza, i componenti responsabili, la diagnosi e le strategie per ridurre le reazioni avverse.
Extract from the study:
Non-Celiac Gluten/Wheat Sensitivity
During recent years a third group of people has been classified who experience symptoms after eating wheat products, but have been diagnosed not to suffer from either WA or CD. Mostly these individuals are self diagnosed wheat intolerant/sensitive. In these individuals, irritable bowel syndrome (IBS)-like gastrointestinal symptoms and extra-intestinal complaints occur, which improve on a gluten-free diet. This group of patients is referred to as “non-celiac gluten sensitivity” (NCGS), or the more recently, “non-celiac wheat sensitivity” (NCWS). Di Sabatino emphasizes that NCWS is not a homogeneous disease syndrome (such as CD and WA), but rather a heterogeneous syndrome (Di Sabatino & Corazza, 2012). It is probable that the underlying causes and mechanisms are not the same for all people with NCWS and that reactions may be caused by different components of wheat or grain (products) and involving different host factors. Ludvigsson et al. (2013) defined NCGS as follows: one or more of a variety of immunological, morphological, or symptomatic manifestations that are precipitated by the ingestion of gluten in individuals in whom CD has been excluded. However, despite the word “gluten” in the currently most cited definition “NCGS,” it is far from certain that the gluten is the (main) cause of the symptoms observed. The more recent term “NCWS” was adopted since it was noted that gluten (NCGS) may not be the real cause (Biesiekierski, Peters, et al., 2013; Skodje et al., 2018). For that reason, we will use the term NCWS as most appropriate in the remainder of this article.

Antinutrienti

by luciano

Cosa sono gli antinutrienti?
I composti antinutrizionali o antinutrienti sono sostanze naturali o di sintesi che interferiscono con il metabolismo e l’assorbimento dei nutrienti. Sono presenti sia negli organismi vegetali, dove svolgono funzioni strutturali, di riserva o di difesa contro eventuali predatori, sia negli organismi animali (es. tossine e ammine biologiche presenti nei molluschi o nei pesci, nei derivati del latte e nel vino). Possono anche formarsi dai processi di degradazione, di cottura (es.ammine eterocicliche delle carni cotte) o di conservazione degli alimenti, o essere presenti come contaminanti ambientali, microbici, fungini o xenobiotici (agrofarmaci, ormoni, etc).
Gli antinutrienti possono essere classificati in base all’azione che svolgono:
• riducono la digestione proteica e l’utilizzazione delle proteine (es. inibitori della tripsina e della chimotripsina, lectine o emoagglutinine, composti fenolici, saponine);
• interferiscono con la digestione dei carboidrati (es. inibitori dell’amilasi, composti polifenolici, fattori di flautolenza);
• disturbano la digestione e l’azione dei sali minerali (glicosinolati, acido ossalico, acido fitico, gossipolo);
• inattivano le vitamine o causano un incremento del loro fabbisogno (antivitamine);
• producono un effetto tossico ( es. afla-tosine, nitrati).
• stimolano il sistema immunitario (istamina, antigeni).

Assenza della gliadina ω-5 nel grano monococcum (Einkorn)

by luciano

Le omega gliadine, soprattutto la omega-5 gliadina termostabile, sono responsabili dell’anafilassi grano-dipendente indotta dall’esercizio fisico (wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis, WDEIA) diffusa principalmente tra gli adulti.
“Wheat [Triticum aestivum (T.a.)] ingestion can cause a specific allergic reaction, which is called wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis (WDEIA). The major allergen involved is ω-5 gliadin, a gluten protein coded by genes located on the B genome. Our aim was to study the immunoreactivity of proteins in Triticum monococcum (einkorn, T.m.), a diploid ancestral wheat lacking B chromosomes, for possible use in the production of hypoallergenic foods. A total of 14 patients with a clear history of WDEIA and specific immunoglobulin E (IgE) to ω-5 gliadin were enrolled. Skin prick test (SPT) with a commercial wheat extract and an in-house T.a. gluten diagnostic solution tested positive for 43 and 100% of the cases, respectively. No reactivity in patients tested with solutions prepared from four T.m. accessions was observed. The immunoblotting of T.m. gluten proteins performed with the sera of patients showed different IgE-binding profiles with respect to T.a., confirming the absence of ω-5 gliadin. A general lower immunoreactivity of T.m. gluten proteins with scarce cross-reactivity to ω-5 gliadin epitopes was assessed by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Given the absence of reactivity by SPT and the limited cross-reactivity with ω-5 gliadin, T.m. might represent a potential candidate in the production of hypoallergenic bakery products for patients sensitized to ω-5 gliadin. Further analyses need to be carried out regarding its safety”. Study on the Immunoreactivity of Triticum monococcum (Einkorn) Wheat in Patients with Wheat-Dependent Exercise-Induced Anaphylaxis for the Production of Hypoallergenic Foods. Lombardo Cet altri J Agric Food Chem. 2015

Cosa sono gli antinutrienti?

by luciano

“I composti antinutrizionali o antinutrienti sono sostanze naturali o di sintesi che interferiscono con il metabolismo e l’assorbimento dei nutrienti. Sono presenti sia negli organismi vegetali, dove svolgono funzioni strutturali, di riserva o di difesa contro eventuali predatori, sia negli organismi animali (es. tossine e ammine biologiche presenti nei molluschi o nei pesci, nei derivati del latte e nel vino). Possono anche formarsi dai processi di degradazione, di cottura (es.ammine eterocicliche delle carni cotte) o di conservazione degli alimenti, o essere presenti come contaminanti ambientali, microbici, fungini o xenobiotici (agrofarmaci, ormoni, etc).
Gli antinutrienti possono essere classificati in base all’azione che svolgono:
• riducono la digestione proteica e l’utilizzazione delle proteine (es. inibitori della tripsina e della chimotripsina, lectine o emoagglutinine, composti fenolici, saponine);
• interferiscono con la digestione dei carboidrati (es. inibitori dell’amilasi, composti polifenolici, fattori di flautolenza);
• disturbano la digestione e l’azione dei sali minerali (glicosinolati, acido ossalico, acido fitico, gossipolo);
• inattivano le vitamine o causano un incremento del loro fabbisogno (antivitamine);
• producono un effetto tossico ( es. afla-tosine, nitrati).
• stimolano il sistema immunitario (istamina, antigeni).

Sensitivity to wheat, gluten and FODMAPs in IBS: facts or fiction?

by luciano

Roberto De Giorgio, Umberto Volta, Peter R Gibson. Published Online First 15 June 2015. Gut 2016; 65:169–178.

Riassunto
La sindrome dell’intestino irritabile (IBS) è uno dei tipi più comuni di disturbo funzionale intestinale. Una crescente attenzione è stata data al ruolo causale del cibo nell’IBS. L’ingestione di cibo fa precipitare o aggrava i sintomi, come dolore addominale e gonfiore nei pazienti con IBS attraverso diversi meccanismi ipotizzati tra cui l’attivazione immunitaria e dei mastociti, la stimolazione dei meccanorecettori e l’attivazione chemosensoriale. Il grano è considerato uno dei fattori scatenanti dell’IBS più rilevanti, anche se i componenti di questo cereale coinvolti rimangono sconosciuti. Il glutine, altre proteine, del grano, ad esempio gli inibitori dell’amilasi-tripsina e i fruttani (questi ultimi appartenenti a oligo-di-mono-saccaridi e polioli fermentabili = FODMAP), sono stati identificati come possibili fattori per la generazione / esacerbazione dei sintomi. Questa incertezza sul vero colpevole o colpevoli ha aperto uno scenario di definizioni semantiche favorite dai risultati discordanti degli studi controllati in doppio cieco controllati con placebo, che hanno generato vari termini che vanno dalla sensibilità al glutine non celiaca a quella più ampia del grano non celiaco o sensibilità alle proteine del grano o, persino, sensibilità FODMAP. Il ruolo dei FODMAP nel suscitare il quadro clinico dell’IBS va oltre, poiché questi carboidrati a catena corta si trovano in molti altri componenti dietetici, tra cui frutta e verdura. In questa recensione, abbiamo valutato la letteratura attuale al fine di scoprire se la sensibilità al glutine / grano / FODMAP rappresenti “fatti” e non “fiction” nei sintomi dell’IBS. Questa conoscenza dovrebbe promuovere la standardizzazione nelle strategie dietetiche (senza glutine / senza grano e FODMAP basso) come misure efficaci per la gestione dei sintomi IBS.

ABSTRACT
IBS is one of the most common types of functional bowel disorder. Increasing attention has been paid to the causative role of food in IBS. Food ingestion precipitates or exacerbates symptoms, such as abdominal pain and bloating in patients with IBS through different hypothesised mechanisms including immune and mast cell activation, mechanoreceptor stimulation and chemosensory activation. Wheat is regarded as one of the most relevant IBS triggers, although which component(s) of this cereal is/are involved remain(s) unknown. Gluten, other wheat proteins, for example, amylase-trypsin inhibitors, and fructans (the latter belonging to fermentable oligo-di-mono-saccharides and polyols (FODMAPs)), have been identified as possible factors for symptom generation/exacerbation. This uncertainty on the true culprit(s) opened a scenario of semantic definitions favoured by the discordant results of double-blind placebo-controlled trials, which have generated various terms ranging from non-coeliac gluten sensitivity to the broader one of non-coeliac wheat or wheat protein sensitivity or, even, FODMAP sensitivity. The role of FODMAPs in eliciting the clinical picture of IBS goes further since these short-chain carbohydrates are found in many other dietary components, including vegetables and fruits. In this review, we assessed current literature in order to unravel whether gluten/wheat/FODMAP sensitivity represent ‘facts’ and not ‘fiction’ in IBS symptoms. This knowledge is expected to promote standardisation in dietary strategies (gluten/wheat-free and low FODMAP) as effective measures for the management of IBS symptoms.

Extract from study:

WHEAT SENSITIVITY
Wheat is considered one of the foods known to evoke IBS symptoms. However, which component(s) of wheat is/are actually responsible for these clinical effects still remain(s) an unsettled issue. The two parts of wheat that are thought to have a mechanistic effect comprise proteins (primarily, but not exclusively, gluten) and carbohydrates (primarily indigestible short-chain components, FODMAPs). Two distinct views characterise the clinical debate: one line identifies wheat proteins as a precipitating/perpetuating factor leading to symptoms, while the other believes that FODMAPs are the major trigger for IBS.

The controversy over nomenclature
If gluten is a major trigger for IBS, it expands the gluten-related disorders by adding a new entity now referred to as non-coeliac gluten sensitivity (NCGS). Indeed, coeliac disease-like abnormalities were reported in a subgroup of patients with IBS many years ago. A recent expert group of researchers reached unanimous consensus attesting the existence of a syndrome triggered by gluten ingestion. This syndrome recognises a wide spectrum of symptoms and manifestations including an IBS-like phenotype, along with an extra-intestinal phenotype, that is, malaise, fatigue, headache, numbness, mental confusion (‘brain fog’), anxiety, sleep abnormalities, fibromyalgia-like symptoms and skin rash. In addition, other possible clinical features include gastroesophageal reflux disease, aphthous stomatitis, anaemia, depression, asthma and rhinitis. Symptoms or other manifestations occur shortly after gluten consumption and disappear or recur in a few hours (or days) after gluten withdrawal or challenge. A fundamental prerequisite for suspecting NCGS is to rule out all the established gluten/wheat disorders, comprising coeliac disease (CD), gluten ataxia, dermatitis herpetiformis and wheat allergy. The major issue not addressed by the consensus opinion was that gluten is only one protein contained within wheat. Other proteins, such as amylase-trypsin inhibitors (ATIs), are strong activators of innate immune responses in monocytes, macrophages and dendritic cells. Furthermore, wheat germ agglutinin, which has epithelial-damaging and immune effects at very low doses at least in vitro, might also contribute to both intestinal and extraintestinal manifestations of NCGS. Consequently, a further development of this research field led to suggestions of a broader term, non-coeliac wheat sensitivity (NCWS). The problems with this term are twofold. First, rye and barley may be inappropriately excluded. Second, the term will refer to any wheat component that might be causally related to induction of symptoms and, therefore, will also include fructans (FODMAPs). It will then have a very nonspecific connotation in IBS. A more correct term would then be non-coeliac wheat protein sensitivity (NCWPS) since this does not attribute effects to gluten without evidence of such specificity, eliminates the issue of fructan-induced symptoms and avoids the unknown contribution of rye and barley proteins to the symptoms. Both NCGS, the currently accepted term, and NCWPS will be used subsequently in this paper.

Grano monococco: perchè è così importante

by luciano

Riassunto delle principali caratteristiche del grano monococco che gli conferiscono grande potenzialità per essere utilizzato per la preparazione di prodotti da forno salati ma anche dolci per le persone che:
• sono geneticamente predisposte per la celiachia (1) (2) (3) (4) (5),
• debbono tenere sotto controllo l’indice glicemico (6),
• sensibili al glutine non celiache, reintroducono il glutine dopo la sua esclusione (7),
• hanno difficoltà con la digestione del glutine (8).
• sono sensibili alle ATI -amylase trypsina inibitors-. (9)
Da sottolineare, anche, le elevate qualità nutrizionali del grano monococco (10).

(1)- Immunogenicity of monococcum wheat in celiac patients
………..omissis. “Conclusions: Our data show that the monococcum lines Monlis and ID331 activate the CD T cell response and suggest that these lines are toxic for celiac patients. However, ID331 is likely to be less effective in inducing CD because of its inability to activate the innate immune pathways”. Immunogenicity of monococcum wheat in celiac patients. Carmen Gianfrani et altri. Am J Clin Nutr 2012;96:1339–45.

(2) ………omissis. “D’altra parte, tenuto conto che l’incidenza e la gravità della celiachia dipende dalla quantità e dalla nocività delle prolamine e che alcuni genotipi di grano monococco hanno una elevata qualità panificatoria accoppiata con assenza di citotossicità e ridotta immunogenicità, è atteso che l’uso delle farine di monococco nella dieta della popolazione generale, all’interno della quale si trova una elevata percentuale di individui predisposti geneticamente alla celiachia ma non ancora celiaci, possa contribuire a contenere la diffusione di questa forma di intolleranza alimentare. Ciò lascia pensare che il grano monococco, riportato recentemente in coltivazione in Italia dai ricercatori del Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura (CRA) di Roma e San Angelo Lodigiano, potrà svolgere un ruolo importante nella prevenzione della celiachia, sia direttamente sotto forma di pane e pasta sia indirettamente come specie modello per lo studio del ruolo dell’immunità innata nell’insorgenza della celiachia”. Le nuove frontiere delle tecnologie alimentari e la celiachia Norberto Pogna, Laura Gazza (2013).

(3)-Extensive in vitro gastrointestinal digestion markedly reduces the immune-toxicity of Triticum monococcum wheat: Implication for celiac disease
Carmen Gianfrani, Alessandra Camarca, Giuseppe Mazzarella, Luigia Di Stasio, Nicola Giardullo, Pasquale Ferranti, Gianluca Picariello, Vera Rotondi Aufiero, Stefania Picascia, Riccardo Troncone, Norberto Pogna, Salvatore Auricchio
and Gianfranco Mamone. Mol. Nutr. Food Res. 2015, 00, 1–11
Scope: The ancient diploid Triticum monococcum is of special interest as a candidate low-toxic wheat species for celiac disease patients. Here, we investigated how an in vitro gastro-intestinal digestion, affected the immune toxic properties of gliadin from diploid compared to hexaploid wheat.
Method and results: Gliadins from Triticum monococcum, and Triticum aestivum cultivars were digested using either a partial proteolysis with pepsin-chymotrypsin, or an extensive degradation that used gastrointestinal enzymes including the brush border membrane enzymes. The immune stimulatory properties of the digested samples were investigated on T-cell lines and jejunal biopsies from celiac disease patients. The T-cell response profile to the Triticum mono coccum gliadin was comparable to that obtained with Triticum aestivum gliadin after the partial pepsin-chymotrypsin digestion. In contrast, the extensive gastrointestinal hydrolysis drastically reduced the immune stimulatory properties of Triticum monococcum gliadin. MS-based analy- sis showed that several Triticum monococcum peptides, including known T-cell epitopes, were degraded during the gastrointestinal treatment, whereas many of Triticum aestivum gliadin survived the gastrointestinal digestion.
Conclusion: he pattern of Triticum monococcum gliadin proteins is sufficiently different from those of common hexaploid wheat to determine a lower toxicity in celiac disease patients following in vitro simulation of human digestion.

(4) …….omissis. “Abstract. A growing interest in developing new strategies for preventing coeliac disease has motivated efforts to identify cereals with null or reduced toxicity. In the current study, we investigate the biological effects of ID331 Triticum monococcum gliadin-derived peptides in human Caco-2 intestinal epithelial cells. Triticum aestivum gliadin derived peptides were employed as a positive control. The effects on epithelial permeability, zonulin release, viability, and cytoskeleton reorganization were investigated. Our findings confirmed that ID331 gliadin did not enhance permeability and did not induce zonulin release, cytotoxicity or cytoskeleton reorganization of Caco-2 cell monolayers. We also demonstrated that ID331 ω-gliadin and its derived peptide ω(105–123) exerted a protective action, mitigating the injury of Triticum aestivum gliadin on cell viability and cytoskeleton reorganization. These results may represent a new opportunity for the future development of innovative strategies to reduce gluten toxicity in the diet of patients with gluten intolerance”. Protective effects of ID331 Triticum monococcum gliadin on in vitro models of the intestinal epithelium. Giuseppe Jacomino et altri 2016.

L’effetto della digestione e della digeribilità sull’allergenicità degli alimenti (seconda parte)

by luciano

Estratto dal capitolo: “Digestione delle proteine: l’acido gastrico è fondamentale per un’adeguata digestione delle proteine e la prevenzione delle allergie alimentari
La digestione delle proteine- e quindi la maggior parte degli allergeni alimentari – inizia nello stomaco. Un basso pH è essenziale per l’attivazione dell’enzima pepsinogeno in pepsina [92]. Tuttavia, se vengono somministrati farmaci che sopprimono l’acido, il pH aumenta considerevolmente (ad esempio, fino a 5 con inibitori della pompa protonica, PPI). Come mostrato in molti precedenti esperimenti in vitro, la corretta digestione da parte della pepsina è ostacolata dall’aumento del pH (Figura 1), e questo vale per un certo numero di proteine alimentari, come la nocciola [93], il merluzzo bianco [94], il latte [ 95] e caseina (Figura 1).

(A) Digestion of proteins is hampered when pH increases. Proteins, as part of the daily diet, are digested at low pH and broken down into smaller fragments, whereas a higher pH blocks proper digestion. The resulting bigger fragments or proteins are more easily recognized by the immune system, leading to an increased risk for sensitization or allergic reactions. (B) Digestion of α-casein in vitro is hampered when pH increases. Casein was readily broken down by enzymatic digestion with pepsin at pH 2.0, but remained totally intact even after 2 h of incubation with enzyme at pH 5.0. M: molecular weight marker; -: empty lane; P: pepsin; 0: no incubation time, reaction stopped immediately; “: seconds; ‘: minutes; h: hour(s); Cas: casein.
It is clear that food intake per se changes the gastric pH, which can increase from a median fasting baseline value of pH 1 to pH 4.5 with ingestion of the meal [96]. The buffer capacity thereby depends on the food composition and meal constituents. However, this effect is transient, as ongoing acid production is responsible for a subsequent decrease of the pH, which returns to ca. pH 1 about 260 min after the start of the meal [96]. Applying acid-suppressing substances can disturb this process and induce a long-lasting elevation of the gastric pH up to 5.0 [97]. In a number of food animal models, the effect of this pH-elevation was shown in vivo, as feeding digestion-labile antigen under concomitant acid-suppression resulted in a clear Th2-response and allergy symptoms [98,99,100,101,102,103,104]. This acquired sensitization capacity was true for different proteins, like codfish, hazelnut or ovalbumin, and even oral drugs, in the mouse model [99] and also in humans [105]. Importantly, several types of acid-suppressing or -neutralizing medication, like base powder [106], sucralfate [102], H2-receptor blockers [107] and proton pump inhibitors [101] produced this effect. The outcome of the immune response may depend on timing of the anti-acid drug application in relation to food uptake, and on the dosage of the antigen [101,108]. Gastric acid suppression might further impact on intestinal pH levels and consequently on protein digestion in the intestine [109]. This assumption, however, requires further investigations in clinical settings.” “The Effect of Digestion and Digestibility on Allergenicity of Food Isabella Pali-Scholl, Eva Untersmayr, Martina Klems and Erika Jensen-Jarolim. Published: 21 August 2018 Nutrients.”

L’effetto della digestione e della digeribilità sull’allergenicità degli alimenti (prima parte)

Approfondimenti
The Effect of Digestion and Digestibility on Allergenicity of Food

ATI inibitori enzimi ailasi e tripsina. Parte II

by luciano

Anti nutritional factors in cereals, especially amylase trypsin inhibitors, affecting digestibility.
“Anti nutritional factors (ANF) play an important role in cereals to protect against infestation and animal consumption. From an agronomic point of view these pest barriers are beneficial as the required pest control measures (chemical pesticides, storage facilities) is relatively limited.
From a health point of view a large group of ANF, the ATI are of special interest as they may impact digestion in multiple ways, e.g. they:
• can reduce digestibility of food directly by inhibition of enzymes from the digestive tract (human and microbiome; Weegels 1994),
• can increase the load of allergenic peptide presented to the small intestine, thus increasing the allergenic and inflammation reactions (Junker et al. 2012; Zevallos et al 2014)
• complexation behavior may strongly interact with the small intestine epithelium that can cause inflammation by itself (Zevallos et al 2014)
• are the not yet completely understood cause of Bakers asthma (asma), the major labour related allergy (Stobnicka and Górny, 2015)
• can increase the load of non digested peptides and carbohydrates especially of non-starch polysaccharides (FODMAPS) that are a major cause of Irritable Bowel Syndrome (IBS) which affects 7% to 21% of the general population (Chey et al 2015)
• may impact the microbiome itself. This is not established in detail
From a food processing point of view ATI’s play a negative role as they inhibit enzymes that are added as processing aids for improved processing and bread quality. This reduces processing effectiveness and quality control of cereal based products. Understanding the role of ATI in cereals food processing and food digestion and mitigation of the negative effects is therefor of prime importance for food safety, security (1) and sustainability. An interesting way to mitigate the effect of ATI could be by altering its molecular structure that is stabilised by the large number of disulphide bonds (5-6 on ca. 14 kDa; Buchanan et al 1997)”. “https://www.wur.nl/en/Research-Results/Chair-groups/Agrotechnology-and-Food-Sciences/Laboratory-of-Food-Chemistry/Research/Themes/Technology-of-cereal-foods-digestibility.htm”
Note
(1). “food security” e la “food safety” possono essere considerate come le facce della stessa medaglia, due termini complementari che indicano, rispettivamente, la sicurezza economico-sociale di disporre di cibo a sufficienza per vivere (“food security”) e l’esigenza igienico-sanitaria di consumare cibo sano e acqua potabile (“food safety”).

ATI inibitori enzimi ailasi e tripsina. Parte I

L’effetto della digestione e della digeribilità sull’allergenicità degli alimenti (prima parte)

by luciano

“Riassunto: ….Omissis La digestione lungo il tratto gastrointestinale è essenziale per la disgregazione dei carboidrati e delle proteine ed è un prerequisito per un adeguato assorbimento nell’intestino dei loro componenti. La digestione e la digeribilità di carboidrati e proteine ​​influenzano quindi in modo critico il rischio di sviluppo di allergie alimentari. In questa recensione, mettiamo in evidenza l’influenza di amilasi, degli inibitori dell’acido gastrico e della tripsina, nonché della trasformazione degli alimenti nel contesto dell’allergenicità alimentare.
Omissis… .. Inoltre, la digestione e la digeribilità potrebbero determinare se le proteine ​​alimentari sono tollerate o diventano agenti sensibilizzanti. Questo aspetto è stato evidenziato dall’Agenzia europea per la sicurezza alimentare parere scientifico sulla valutazione dell’allergenicità delle proteine ​​alimentari e dei mangimi. Una maggiore resistenza alla digestione o alla sopravvivenza lungo il tratto digestivo sembra aumentare la capacità di sensibilizzazione di un componente alimentare e renderlo più immunogenico e / o allergenico. Sulla base di questo background scientifico, questo articolo di recensione evidenzia i fattori che influenzano la digestione e la digeribilità delle proteine.

Estratto dallo studio:

Digestion of Carbohydrates: Amylase Action Critical for Starch Digestion and Microbiome

……..Omissis. Starch is digested by specific enzymes, i.e., amylases, which cleave the α-1,4-glucosidic bond of its major compound amylose, as well as the α-1,6-glucosidic bond of the second major constituent, amylopectin [15].

….. Omissis. In humans, α-amylase is a product of the exocrine pancreas. Animal models suggest that microbial amylases could be supplied in pancreas insufficiency [18]. It is not known whether this will be linked to a risk for sensitization, but α-amylase per se when inhaled is a well-known occupational allergen. In baker’s asthma associated with the flour processing industry, allergenic amylase derives from contaminating fungi [19]. In mammals, amylase is also secreted into the saliva. Its role in starch digestion has been questioned due to its low amount relative to the overall amylase activity [20]. However, in vitro studies strongly propose that salivary amylolytic activity hydrolyzes up to 80% of bread starch in the first 30 min of gastric digestion, independent of acidification by the gastric juices [21]. This critically affects the quality of remnants reaching the intestine, which will affect the composition of the microflora (discussed below).

………Omissis. The amylase action on rapidly digestible starch (RDS) renders smaller products, like disaccharides and trisaccharides [25]. These are then further hydrolyzed to glucose by other enzymes, such as α-glucosidase in the small intestine [26]. However, both amylase and α-glucosidase may act synergistically. Some compounds represent slow-digestible starch (SDS), or resistant starch (RS) as larger leftovers, which persist the gastrointestinal transit to a large degree. Usually, resulting levels of malto-oligosaccharide indicate the degree of granular starch breakdown. The starch breakdown by amylases is largely influenced by the composition of the food processing and matrix composition. Cooking has been shown to enhance the amylase breakdown of starch [27], which also depended on the individual α-amylase activity. Flavonoids are important plant constituents, which interfere with amylase activity by hydrophobic interaction in the food matrix or by formation of covalent bonds during cooking or in gastric juice, and therefore impair starch digestion [28]. This opens up potential intervention strategies in diabetic patients to decrease the fermentation speed of starch and thereby inhibit an undesired fast release of glucose. Starch may also form complexes with lipids in the food matrix, e.g., complex formation with palm oil interfered with the digestion of rice starches [29]. Interestingly, some fresh food may neutralize amylases by proteolysis. Kiwi contains actinidin, a cysteine proteinase, which specifically attacks amylase and thereby may inhibit starch digestion [30]. This may affect the presentation of allergenic epitopes in the food matrix. Amylase in the duodenum also plays a key role in the breakdown of gluten and may therefore modulate its pathophysiologic role in celiac disease [31]. While starch forms complexes with gluten during baking of bread, amylase resolves them and makes gluten accessible for thorough protein digestion. Wheat on the other hand contains anti-enzymes, such as the ATIs (amylase-trypsin inhibitors) with a role in non-celiac gluten sensitivity (NCGS) [32]. Nutritional ATIs additionally stimulate the innate immune reaction via TLR4 [32] and thereby exacerbate allergic inflammation not only in the intestine, but also in the airways in mouse models [33,34]. It is hypothesized that industrial food processing contributes to the increased numbers of non-celiac gluten/wheat sensitivity by stabilizing e.g., starch-gluten complexes, thereby bypassing the salivary and pancreatic enzymes, leaving the digestion to mucosal amylases [35]”. “The Effect of Digestion and Digestibility on Allergenicity of Food Isabella Pali-Scholl, Eva Untersmayr, Martina Klems and Erika Jensen-Jarolim. Published: 21 August 2018 Nutrients.”

FODMAP: composizione degli alimenti, definizione dei “valori limite” di FODMAP tollerabili e applicazione internazionale

by luciano

Riassunto
La dieta a basso contenuto di FODMAP è una nuova terapia dietetica per la gestione della sindrome dell’intestino irritabile che sta guadagnando popolarità in tutto il mondo. Lo sviluppo della dieta a basso contenuto di FODMAP ha richiesto non solo dati dettagliati sulla composizione degli alimenti, ma anche l’istituzione di “valori limite” per classificare gli alimenti come a basso contenuto di FODMAP. Questi valori si riferiscono ad ogni particolare FODMAP presente in un alimento, inclusi oligosaccaridi (fruttani e galatto-oligosaccaridi), polioli di zucchero (mannitolo e sorbitolo), lattosio e fruttosio in eccesso di glucosio. I valori limite sono stati individuati considerando i livelli di FODMAP in porzioni tipiche di alimenti che comunemente scatenano sintomi in soggetti con sindrome dell’intestino irritabile, nonché alimenti generalmente ben tollerati. L’affidabilità di questi valori limite di FODMAP è stata testata in numerosi studi dietetici. Lo sviluppo delle tecniche per quantificare il contenuto FODMAP degli alimenti ha notevolmente migliorato la nostra comprensione della composizione degli alimenti. La composizione di FODMAP è influenzata dalle tecniche di trasformazione degli alimenti e dalla selezione degli ingredienti. Negli Stati Uniti, l’uso di sciroppi di mais ad alto contenuto di fruttosio può contribuire ai livelli più elevati di FODMAP rilevati (tramite eccesso di fruttosio) in alcuni alimenti trasformati. Poiché le tecniche e gli ingredienti di trasformazione degli alimenti possono variare da paese a paese, sono necessari dati più completi sulla composizione degli alimenti affinché questa dieta possa essere implementata più facilmente a livello internazionale.

Extrat from the study:
A – “ omissis The Monash University Department of Gastroenterology has performed extensive work for over 10 years to quantify the FODMAP composition of hundreds of foods. Foods tested for FODMAP content represent a range of categories, including fruit and vegetables; grains, cereals, pulses, nuts, and seeds; dairy products and dairy free alternatives; meat, fish, poultry, and eggs; fats and oils; beverages; and condiments and confectionary. Some of these data have been published previously (12 -14) and are summarized in Figs 1 and 2. With growing international interest in the low-FODMAP diet, our program of FODMAP food analysis is expanding to include more international foods. This paper will dis- cuss the criteria for classifying food as low in FODMAPs and the challenges encountered in analysing food for FODMAP content.

Prodotti da forno e gluten-free

by luciano

Il problema principale dei prodotti gluten-free è quello di creare una struttura “simile alla maglia glutinica” senza le proteine della farina in modo che il prodotto finale soddisfi le aspettative dei consumatori in relazione alla “leggerezza della struttura” e all’apparenza del pane fresco.
Per raggiungere questo scopo vengono utilizzati principalmente:
1. Idrocolloidi per la costruzione di una rete interna in grado di contenere la struttura dei prodotti fermentati;
2. Enzimi capaci di legare le proteine come glucosio ossidasi (1), transglutaminasi e laccasi per creare una rete proteica senza le proteine della farina

A – Estratto dallo studio: “Gluten-Free Products for Celiac Susceptible People:

TECHNOLOGICAL APPROACHES FOR MIMING GLUTEN IN GLUTEN-FREE BAKERY PRODUCTS
The formulation of gluten-free bakery products is still a challenge to both for cereal-cum-baking technologists. Replacing gluten functionality has been a challenge for food technologists. The absence of gluten leads to weak cohesion and elastic doughs which results in a crumbling texture, poor color, and low specific volume in bread. Hence, during the last few years, numerous studies have been attempted for improving the physical properties of gluten-free foods, especially baked and fermented foods, by utilizing the interaction of the many ingredients and additives which could mimic the property of gluten (28). Approaches proposed for obtaining gluten-free baked foods include the utilization of different naturally gluten-free flours (rice, maize, sorghum, soy, buckwheat) and starches (maize, potato, cassava, rice), dairy ingredients (caseinate, skim milk powder, dry milk, whey), gums and hydrocolloids (guar and xanthan gums, alginate, carrageenan, hydroxypropyl methylcellulose, carboxymethyl cellulose), emulsifiers (DATEM, SSL, lecithins), non-gluten proteins from milk, eggs, legumes and pulses, enzymes (cyclodextrin glycosyl tranferases, transglutaminase, proteases, glucose oxidase, laccase), and non-starch polysaccharides (inulin, galactooligosaccharides) (Table 1). Strengthening additives or processing aids has been fundamental for miming gluten’s iscoelastic properties (93), where mainly hydrocolloids have been used for building an internal network able to hold the structure of fermented products. Simultaneously with the same intention, different crosslinking enzymes such as glucose oxidase, transglutaminase, and laccase have been used to create a protein network within the flour proteins (94). However, the success of gluten-free products relied on the type of effect of the enzymes as gluten-free processing aids, type of flour, enzyme source, and level. Generally, the combinations of ingredients and the optimization of the breadmaking process have resolved the technological problems, yielding gluten-free products that met the consumer’s expectations concerning texture and appearance of the fresh bread (95).

Pasta madre e prodotti per persone geneticamente predisposte per la celiachia

by luciano

I batteri lattici presenti nella madre hanno dimostrato di avere notevoli capacità di idrolizzate le proteine del glutine; alcune selezioni di batteri lattici utilizzati con specifiche temperature, tempi e concentrazioni possono anche idrolizzare i peptidi più resistenti alla digestione gastro-intestinale. I prodotti da forno realizzati con pasta acida possono, pertanto, essere considerati una ottima opportunità e una valida scelta per le persone geneticamente predisposte per la celiachia.

Estratto dallo studio “Gluten-Free Products for Celiac Susceptible People”:

A – “ omissis…… The 33-mer peptide from α2-gliadin (amino acid sequence positions 56–88, LQLQPFPQPQLPYPQPQLPYPQPQLPYPQPQPF) contains three overlapping T-cell epitopes (3 × PQPQLPYPQ, 2 × PYPQPQLPY and PFPQPQLPY) for CD sensitive individuals. The human gastrointestinal enzymes pepsin, trypsin, and chymotrypsin were unable to hydrolyze the 33-mer peptide due to their inability to cleave before or after proline or glutamine, leaving the epitopes intact. Comparatively, large CD immunogenic peptides (≥9 amino acid residues) reach the small intestine (11) after crossing through the epithelial barrier and initiate immunogenic cascade in the laminapropria.

B – “omissis …Wheat flours modified to eliminate or reduce the immune toxicity of gluten have been used to prepare pasta and baked products. The large peptides of gluten need to be modified/converted into peptides of <9 amino acid residues to minimize the CD-induced immunoreactivity. This has been achieved through numerous approaches, including exogenous enzyme treatment, use of sourdough/lactic acid bacteria, use of genetically modified wheat, etc.”

C – “ omissis…The sourdough was prepared by fermenting flour with naturally occurring lactic acid bacteria (LAB) and yeasts. In the mature sourdoughs, the lactic acid bacteria were higher in number (> 10cfu/g) than the number of yeasts. Type I sourdough has a final pH of 4.0 at room temperature (20–30C) and is manufactured by continuous daily refreshments with the aim to maintain the microorganisms in an active state. It takes 2–5 (>30C) days of fermentation for developing type II sourdough as an acidifier with a pH that is <3.5 after 24 h of fermentation (131). The microorganisms were used in the late stationary phase of growth and exhibited restricted metabolic activity. The type III sourdough, as an acidifier supplement and aroma carrier in bread making, is a dried powder used for fermentation by certain starter cultures. A few reports are available about the use of sourdough for the preparation of gluten-free bread (84, 85). In one study it was reported that food processing by selected sourdough lactobacilli and fungal proteases may be considered an efficient approach for eliminating gluten toxicity, reducing the gluten level below 12 ppm (119). Further, sourdough fermentation, usually with a mixture of lactic acid bacteria (LAB) and yeasts, is traditionally used to produce leavened bread, especially from rye flour. Lactobacillus sp. are predominant among lactic acid bacteria (LAB) and they produce numerous mixed proteolytic enzymes, including metalloendopeptidases, such as PepO and PepF; aminopeptidases, such as PepN and PepC; dipeptidases, such as PepD; and dipeptidyl and tripeptidylpeptidases, such as the proline-specific Xaa-Pro dipeptidyl-peptidase (PepX) (132). The combination of wheat germination and sourdough fermentation with Lactobacillus brevis L62 extensively hydrolyzed wheat prolamin down to <5% of the initial content (133). A cell-free extract of two LABs, L. plantarum and Pediococcus pentosaceus, had a higher gliadin-degrading capacity (83%) in doughs than the corresponding cell suspension (70%), and complete gliadin degradation without using live LAB may be optimized (134). High molecular weight polymers, namely exopolysaccharides, are produced by lactic acid bacteria in presence of sucrose that mimics physiochemical properties of commercial hydrocolloids or gums, such as the ability to form a network and bind water. It counteracts the negative effects of excessive sourdough acidification and enhances loaf volume, shelf-life, the staling rate, and textural properties of products (129).”

Approfondimento
Gluten-Free Products for Celiac Susceptible People. Sweta Rai, Amarjeet Kaur and C. S. Chopra. Front. Nutriens 17 december 2018.

ATI (inibitori dell’amilasi/tripsina) Parte I

by luciano

Riassunto
Gli inibitori dell’amilasi/tripsina (ATI) sono tra i fattori scatenanti della sensibilità al glutine non celiaca (NCGS). Le Ati (le ati ritenute predominanti 0,19 + 0,53, 0,28, CM2, CM3 e CM16) di otto cultivar ciascuna di grano tenero, grano duro, farro spelta, farro dicocco e monococco, coltivati ​​nelle stesse condizioni ambientali, sono state quantificate mediante spettrometria di massa liquida-tandem mirata liquida (LC) -MS / MS) e saggi di diluizione isotopica stabile (SIDA) utilizzando peptidi marker specifici come standard interni. I risultati sono stati confrontati con un’analisi LC-MS / MS non mirata senza etichetta, in cui le concentrazioni di proteine ​​sono state determinate mediante quantificazione assoluta basata sull’intensità (iBAQ). Entrambi gli approcci hanno prodotto risultati simili. Il farro spelta e il farro dicocco avevano un contenuto di ATI più elevato rispetto al grano tenero, con grano duro in mezzo. Solo tre delle otto cultivar Einkorn contenevano ATI in concentrazioni molto basse. La distribuzione dei tipi di ATI era caratteristica per le specie di grano esaploide, tetraploide e diploide ed utilizzabile come impronta digitale specifica per specie. I risultati indicano che il grano monococco, avendo un contenuto di ATI totale molto basso, presenta una migliore tollerabilità per i pazienti con NCGS. (Targeted LC-MS/MS Reveals Similar Contents of α-Amylase/Trypsin-Inhibitors as Putative Triggers of Nonceliac Gluten Sensitivity in All Wheat Species except Einkorn). Article in Journal of Agricultural and Food Chemistry 66(46) · October 2018. Sabrina Geisslitz, Christina Ludwing, Katharina Scherf (Technische Universität München Munich, Bayern, Germany).

Reintroduzione del glutine, dopo un certo periodo, in una dieta priva di glutine per soggetti sensibili al glutine non celiaci.

by luciano

“Una volta ragionevolmente raggiunta la diagnosi di NCGS, la gestione e il follow-up dei pazienti sono completamente oscuri. Un approccio logico consiste nell’intraprendere un regime dietetico senza glutine per un periodo limitato (ad esempio, sei mesi), seguito dalla graduale reintroduzione del glutine. Durante la dieta priva di glutine, dovrebbe essere evitata l’ingestione del peptide prolaminico (gliadina), derivato da grano, segale, orzo, avena, bulgur e ibridi di questi cereali. Riso, mais e patate sono stati i tipici sostituti, ma oggigiorno si possono usare altri cereali e pseudocereali diversi come amaranto, grano saraceno, manioca, fonio, teff, miglio, quinoa e sorgo. Dopo un po ‘di tempo con una dieta priva di glutine, la reintroduzione del glutine può iniziare con cereali a basso contenuto di glutine (ad es. Avena). Inoltre, è possibile utilizzare il farro einkorn (Triticum monococcum), che non presenta tossicità diretta in vitro o ex vivo e basso contenuto di glutine (7%)[41]”. (Non-celiac gluten sensitivity: Time for sifting the grain. Luca Elli, Leda Roncoroni, and Maria Teresa Bardella. Copyright ©The Author(s) 2015. Published by Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved).

Prevenzione della celiachia: dieta con grano con ridotta quantità di epitopi stimolatori delle principali T-cellule.

by luciano

La ricerca scientifica ha più volte sostenuto ed incoraggiato l’utilizzazione di grani a bassa tossicità nella prevenzione della celiachia; Nella ricerca che ora presentiamo sono stati studiati alcuni grani evidenziando il loro profilo riguardo sia la presenza dei peptidi resistenti alla digestione gastro-intestinale sia, tra questi, quelli contenenti la frazione “tossica” (Summary of the GD-resistant peptides identified at the end of the duodenal phase and counting of the peptides encrypting full length epitopes relevant for celiac disease (CD) and wheat allergy  (table 3) “….omissis Even if none of them can be considered safe for CD patients, grain with reduced amount of major T-cell stimulatory epitopes may help in the prevention of CD, since previous studies demonstrated that the amount and duration to gluten exposure are strictly linked to the initiation of this pathology.” (A Comprehensive Peptidomic Approach to Characterize the Protein Profile of Selected Durum Wheat Genotypes: Implication for Coeliac Disease and Wheat Allergy. Rosa Pilolli , Agata Gadaleta, Luigia Di Stasio , Antonella Lamonaca, Elisabetta De Angelis , Domenica Nigro , Maria De Angelis , Gianfranco Mamone and Linda Monac. Published: 1 October 2019).

Abstract
The wheat varietal selection undertaken by breeders in recent decades has been tailored mainly to improve technological and productivity-related traits; however, the latter has resulted in a considerable impoverishment of the genetic diversity of wheat-based products available on the market. This pitfall has encouraged researchers to revalue the natural diversity of cultivated and non-cultivated wheat genotypes in light of their different toxic/immunogenic potential for celiac disease and wheat-allergic patients. In the present investigation, an advanced proteomic approach was designed for the global characterization of the protein profile of selected tetraploid wheat genotypes (Triticum turgidum). The approach combined proteins/peptides sequence information retrieved by specific enzymatic digestions (single and dual proteolytic enzymes) with protein digestibility information disclosed by means of in-vitro simulated human gastroduodenal digestion experiments. In both cases, the peptide pools were characterized by discovery analysis with liquid chromatography high-resolution tandem mass spectrometry, and specific amino acid sequences were identified via commercial software. The peptide list was screened for in silico toxicity/immunogenicity risk assessment, with the aid of various open-source bioinformatics tools for epitopes matching. Given the global information provided by the designed proteomic approach, the in silico risk assessment not only tackled toxicity implication for celiac disease patients, but also scouted for immunogenic sequences relevant for wheat allergic patients, achieving a comprehensive characterization of the protein profile of the selected genotypes. These latter were assessed to encrypt a variable number of toxic/immunogenic epitopes for celiac disease and wheat allergy, and as such they could represent convenient bases for breeding practices and for the development of new detoxification strategies.

Caratterizzazione di varietà autoctone di grano duro siciliane, utilizzando marcatori di polimorfismi a singolo nucleotide (forniscono un’impronta genetica molto utile per evitare frodi commerciali).

by luciano

Riassunto: Nel corso del XX secolo, l’uso diffuso delle moderne cultivar di grano ha ridotto drasticamente la coltivazione di antiche varietà autoctone, che oggi sono confinate in aree di coltivazione di nicchia. Diverse varietà autoctone di grano duro adatte agli ambienti estremi della regione mediterranea, sono ancora coltivate in Sicilia, in Italia. Una conoscenza dettagliata della diversità genetica di questo germoplasma potrebbe gettare le basi per la loro gestione efficiente nei programmi di riproduzione, per una vasta gamma di caratteristiche. Lo scopo del presente studio era di caratterizzare una raccolta di varietà autoctone di grano duro siciliane, utilizzando marcatori di polimorfismi a singolo nucleotide (SNP), insieme a tratti agro-morfologici, fenologici e relativi alla qualità. Due grani moderni cv. Simeto, Claudio e uno autoctono esaploide, Cuccitta, furono usati come outgroup. L’analisi dei cluster e l’analisi delle coordinate principali (PCoA) ci hanno permesso di identificare quattro cluster principali attraverso il germoplasma analizzato, tra cui un cluster includeva solo varietà storiche e moderne. Allo stesso modo, l’analisi della struttura è stata in grado di distinguere le varietà antiche dalle altre, raggruppando le voci in sette cluster genetici criptici. Inoltre, un’analisi delle componenti principali (PCA) è stata in grado di separare i moderni tester dall’antico germoplasma. Questo approccio è stato utile per classificare e valutare il germoplasma di grano antico siciliano, supportando la loro salvaguardia e fornendo un’impronta genetica necessaria per evitare frodi commerciali per sostenere i profitti economici degli agricoltori che ricorrono alla coltivazione delle terre. (High-Throughput Genotype, Morphology, and Quality Traits Evaluation for the Assessment of Genetic Diversity of Wheat Landraces from Sicily. Maria Carola Fiore , Francesco Mercati, Alfio Spina, Sebastiano Blangiforti, Gianfranco Venora, Matteo Dell’Acqua, Antonio Lupini, Giovanni Preiti , Michele Monti, Mario Enrico Pè and Francesco Sunseri. 30 aprile 2019.)
Tavola 1
Lista grani esaminati

Tavola 2
Caratteristiche dei grani esaminati

Glutine: aminoacidi, digestione, peptidi tossici

by luciano

Gliadina e Glutenina
Sono le proteine del grano (la gliadina, solubile in alcol e la glutenina, insolubile in alcol.) e sono composte da catene di aminoacidi (1). La gliadina è costituita dall’unione di circa 100-200 amminoacidi (principale responsabile della celiachia), e la glutenina, costituita dalla combinazione di circa 2.000-20.000 amminoacidi. Il legame covalente che unisce due amminoacidi prende anche il nome in biochimica di “legame peptidico”. Una catena di più amminoacidi legati attraverso legami peptidici prende il nome generico di peptide o polipeptide o di oligopeptide se il numero di amminoacidi coinvolti è limitato; uno o più polipeptidi, a volte accompagnati da altre strutture ausiliarie o ioni dette cofattori o gruppi prostetici, costituiscono una proteina. Gli aminoacidi (o amminoacidi) sono l’unità strutturale primaria delle proteine. Possiamo quindi immaginare gli aminoacidi come mattoncini che, uniti da un collante chiamato legame peptidico, formano una lunga sequenza che dà origine ad una proteina.
Le proteine dei cereali solubili in alcol sono denominate: prolammine.
La prolamina del grano è la gliadina, dell’orzo l’ordeina, della segale la secalina, dell’avena l’avenina. I diversi tipi di prolamine contengono diversi aminoacidi e quanto più alto è il contenuto di prolina e glutamina (che sono alcuni degli aminoacidi che la compongo) tanto più quella prolamina, e quindi i peptidi di quel cereale saranno tossici (2) per il paziente affetto da malattia celiachia. I livelli più elevati di prolina e glutamina sono nel grano, orzo e segale. Anche le glutenine hanno alcune sequenze tossiche per i celiaci ma risultano essere molto meno attive nel sollecitare la risposta avversa del sistema umanitario dell’uomo.

Ricerca di genotipi di grano naturalmente a bassa tossicità mediante un approccio multidisciplinare

by luciano

E’ il primo studio focalizzato sulla ricerca di grani “naturalmente” a bassa tossicità per ottenere prodotti senza glutine senza influire sulle proprietà reologiche del grano. Si sottolinea nello studio come “Nell’ultimo decennio, l’ingestione di grano è stata associata a disturbi clinici, come la celiachia (CD), l’allergia al grano (WA) e la sensibilità al glutine non celiaca (NCGS), che stanno diventando epidemiologicamente sempre più rilevanti con una stima prevalenza globale di circa il 5%. Il fattore scatenante che provoca CD e WA è ampiamente studiato, mentre al contrario la patofisiologia dell’NCGS è ancora poco compresa.” La sensibilità al glutine non celiaca, anche se dai contorni non completamente definiti, è comunque anche correlata al glutine ed alle sue frazioni tossiche (1) (2) (3).

La ricerca scientifica ha, da tempo, sottolineato l’importanza di “diminuire l’esposizione al glutine delle persone geneticamente predisposte” ed un modo per farlo è anche quello di introdurre nella dieta prodotti realizzati con grani a bassa tossicità (le ricerche riguardanti il grano monococco ID331, considerato tra i più digeribili ed il più tollerabili, sottolineavano da tempo questo aspetto).

Approfondimenti

Ricerca di genotipi di grano naturalmente a bassa tossicità mediante un approccio multidisciplinare. Rosa Pilolli , Agata Gadaleta, Gianfranco Mamone, Domenica Nigro, Elisabetta De Angelis, Nicola Montemurro & Linda Monaci. Scientific Reports Gennaio 2019).

Note

(1) – Time for sifting the grain (2015). Luca Elli, Leda Roncoroni, and Maria Teresa Bardella. World J Gastroenterol. 2015 Jul 21; 21(27): 8221–8226. PMCID: PMC4507091 Published online 2015 Jul 21.

(2) – Differentiation between Celiac Disease,
 Nonceliac Gluten Sensitivity, and their overlapping with Crohn’s disease: A case series. Aristo Vojdani and David Perlmutter. Decemder 2012.

(3) – Gluten Immunogenic Peptides as Standard for the Evaluation of Potential Harmful Prolamin Content in Food and Human Specimen. Ángel Cebolla, María de Lourdes Moreno, Laura Coto, Carolina Sousa. Nutriens 5 December 2018.

 

AVIPROFO – Antiche Varietà per l’Innovazione dei Prodotti da Forno

by luciano

E’ un interessante progetto riguardante l’utilizzazione di grani antichi in corso d’attuazione a cura del Dipartimento di Agraria dell’Università degli Studi di Sassari in collaborazione con Porto Conte Ricerche. Sardegna – Italia.

Quattordici aziende sarde stanno producendo e commercializzando in modo sperimentale diversi tipi di pane e biscotti, pizze, realizzati con due grani antichi sardi (grano duro “Trigu Murru”; grano tenero “Trigu Cossu”). Il progetto AVIPROFO ha come obiettivo principale la creazione di una filiera tra chi produce la materia prima e chi la trasforma, comprendendo anche la commercializzazione.

Presentazione del progetto
Il progetto affronta le criticità manifestate dalle aziende del settore:

a -difficoltà d’innovazione di prodotti da forno tradizionali
b- problemi di tipo tecnologico derivanti dall’utilizzo di materie prime locali
c – scarsa reperibilità di materie prime prodotte in Sardegna.
Il siero di latte ovino in polvere, frutto del recupero di un sottoprodotto dell’industria casearia, sarà utilizzato per le caratteristiche delle siero-proteine capaci di dare struttura alla maglia glutinica dell’impasto, mentre la pasta acida avrà il compito, oltre che far di far lievitare l’impasto, di idrolizzare il lattosio contenuto nel siero in polvere, ad opera dei batteri lattici contenuti al suo interno. La degradazione del lattosio nell’impasto eviterà di riportare in etichetta l’indicazione della sua presenza permettendo ai soggetti intolleranti di consumare questi prodotti. L’obiettivo generale del progetto è quello di ottimizzare la produzione di sfarinati di grano duro e tenero di vecchie varietà sarde per la realizzazione di prodotti da forno secondo le moderne tecnologie di produzione, con l’ausilio di un miglioratore (siero di latte ovino in polvere) e della tecnologia del lievito naturale.

Contatti
Responsabile scientifico: Antonio Piga
pigaa@uniss.it

Sardegna Ricerche: Graziana Frogheri
graziana.frogheri@sardegnaricerche.it

Documenti correlati
Scheda del progetto [file.pdf]

Batteri dell’acido lattico e Saccharomyces cerevisiae: interazioni

by luciano

Interazioni reciprocamente stimolanti tra batteri dell’acido lattico e Saccharomyces cerevisiae nella fermentazione della pasta madre

“Le interazioni tra microrganismi sono fondamentali per le loro prestazioni negli habitat alimentari. Una migliore comprensione di queste interazioni supporta un razionale miglioramento delle fermentazioni alimentari. Questo studio mirava a identificare le interazioni tra i batteri dell’acido lattico e il lievito durante la fermentazione della pasta madre. Pertanto, i batteri dell’acido lattico Lactobacillus plantarum e Lactobacillus sanfranciscensis sono stati sottoposti a co-coltura con il lievito Saccharomyces cerevisiae in un terreno di recente sviluppo, nonché in situ in un ambiente simile alla lievitazione naturale. La L. sanfranciscensis è risultata stimolata da un fattore secreto di S. cerevisiae in qualsiasi situazione in vitro testata, mentre L. plantarum e S. cerevisiae si sono stimolate a vicenda solo in presenza di glucosio, fruttosio e lattosio come fonte di carbonio, ma non con galattosio, maltosio, saccarosio e amido. Inoltre, è stato dimostrato che la L. sanfranciscensis è stimolata dalla CO2 e da un altro fattore ancora da identificare prodotto dal lievito in un ambiente simile alla pasta madre. In conclusione, S. cerevisiae produce fattori di crescita stimolanti per i batteri lattici. La natura e l’efficacia di questi fattori di crescita dipendono dalle specie scelte e dalla fonte di carbonio fornita.” Abstract della ricerca riportata negli Approfondimenti.

Approfondimenti

Mutually stimulating interactions between lactic acid bacteria and Saccharomyces cerevisiae in sourdough fermentation. Sander Sieuwerts, Peter A. Bron, Eddy J. Smid, Kluyver The Netherlands
 Wageningen University, Laboratory of Food Microbiology, P.O. Box 17, 6700 AA Wageningen, The Netherlands . LWT – Food Science and Technology 90 (2018) 201–206

 

Danneggiamento dell’amido del grano

by luciano

L’amido del grano è composto di due sostanze:

  • L’amilopectina: è un polisaccaride a catena ramificata, può essere composto da circa 1 a 6000 molecole di glucosio. Tende a disporsi nella parte centrale dei granuli di amido e non è solubile in acqua. Generalmente rappresenta l’80% del totale.
  • L’amilosio è invece un polisaccaride a catena lineare. Può arrivare a contenere fino a 600 molecole di glucosio. Tendenzialmente si aggira intorno al 20% del totale. Si scioglie alle alte temperature e in acqua.

Questi due costituenti vanno a determinare le differenze tra gli amidi, in funzione delle loro ramificazioni e del grado di polimerizzazione.

L’amido rappresenta il 67-68% del grano integrale e tra il 78-82% della farina prodotta dalla macinazione. La struttura semicristallina del granello di amido nel chicco di grano è danneggiata da operazioni meccaniche, in particolare dal processo di macinazione che lo frantuma. Il livello di danneggiamento dell’amido influenza direttamente l’assorbimento d’acqua e le proprietà di miscelazione dell’impasto ed ha, quindi, una grande importanza tecnologica. L’amido danneggiato assorbe da 2 a 4 volte più acqua rispetto ai normali granuli di amido. I granuli di amido frantumati sono oggetto dell’azione delle alfa e beta amilasi (1); le prime trasformano l’amido in maltosio e destrine (2) e le seconde lo trasformano in maltosio. Un valore eccessivo di amido danneggiato comporta un elevato assorbimento d’acqua, impasti appiccicosi, tempi di lievitazione più lunghi e colore scuro della crosta. Una migliore conoscenza dei livelli di amido danneggiato nelle farine è essenziale per un loro migliore utilizzo. Il valore ottimale di amido danneggiato varia con l’uso della farina ed è fortemente dipendente dal contenuto proteico della farina, dall’attività alfa-amilasi e dal tipo di pane che si desidera. L’amido è un polimero del glucosio e si presenta in due diverse forme: amilosio e amilopectina.

Pane di grano monococco 100% (idoneo per persone sensibili al glutine/grano non celiache)

by luciano

La ricerca scientifica ha da tempo evidenziato, oltre la grande digeribilità e la ricchezza dei contenuti di minerali, anche l’elevata tollerabilità di alcune varietà del grano monococco https://glutenlight.eu/2019/03/11/tollerabilita-del-grano-monococco/. Per questo motivo dedichiamo a questo grano una particolare attenzione.

La farina di grano monococco presenta alcune difficoltà per la realizzazione di pane e/o prodotti da forno secchi.

In sintesi alcune possibili difficoltà sono:

  1. La minore quantità di glutine
  2. La minore forza del glutine
  3. Danneggiamento amido accentuato (1)
  4. Amilasi troppo debole (falling number superiore a 350). (2)

Inoltre la realizzazione di prodotti per persone sensibili al glutine/grano ma non celiache richiede lunghi tempi di maturazione dell’impasto affinché i processi enzimatici operino anche le trasformazioni (idrolisi) degli amidi e del glutine (https://glutenlight.eu/2019/03/12/maturazione-e-fermentazione-di-un-impasto-acqua-farina-e-lieviti-e-o-batteri-lattici/). Tempi lunghi (oltre 24 ore) non sono compatibili con la stabilità di questo tipo d’impasti a temperatura ambiente o superiore; dovrà essere utilizzata una cella a temperatura bassa (4-6 gradi) per rallentare la lievitazione e favorire la maturazione dell’impasto (oppure, per preparazioni casalinghe, il frigorifero). Finita la maturazione si procederà, poi, rapidamente alla lievitazione. Dovrà essere utilizzata, sempre perché il prodotto è pensato per persone sensibili al glutine/grano ma non celiache, la pasta madre dello stesso grano che utilizziamo o del grano monococco più digeribile e tollerabile. Questa pasta madre non darà grande apporto per la lievitazione. La scarsità di glutine, inoltre, non genera un reticolo glutinico abbondante né peraltro forte: rischiamo di avere un pane basso e compatto. Si dovrà immettere aria nell’impasto durante la preparazione. Si dovrà utilizzare una percentuale limitatissima di Lievito di Birra compresso fresco che ha funzione di starter e collaborazione con i lattobacilli. La farina da usare dovrebbe essere sempre da coltivazione biologica: l’uso di composti azotati aumenta sia la percentuale di glutine che la forza ed altera il rapporto glutenina gliadina. https://glutenlight.eu/2019/03/14/i-fertilizzanti-e-il-grano/. Queste note fanno parte di una nuova metodica industriale (1) per la realizzazione d’impasti per pane e prodotti secchi adatta con farine povere di glutine (percentuale di glutine s.s. e “forza del glutine” limitate). Sono le farine che, nella prassi corrente, non vengono utilizzate per la produzione di pane. Un primo passo lo facciamo utilizzando una versione semplificata (impasto diretto) di quella metodica che prevede la realizzazione del preimpasto seguito dall’impasto finale. Inoltre la metodica è stata adattata per una preparazione casalinga, quindi senza l’uso –ad esempio- di una cella a temperatura e umidità controllate. Tempi e temperature sono stati definiti per la farina di grano monococco tipo ID331 semintegrale, macinata a pietra. Questa precisazione è necessaria, perché soprattutto tempi e temperature variano secondo la farina (tipo e raccolto) e il suo grado di raffinazione (quantità di crusca presente). Ulteriore precisazione: la metodica è per persone esperte.

Metodo – ricetta

Glutine: digeribilità

by luciano

Il glutine che è un composto formato dalla gliadina e glutenina che è alla base dei prodotti da forno (pane e altro) non è, in quanto tale, assimilabile dall’intestino ma deve essere ridotto agli aminoacidi componenti o piccole serie (peptidi) di essi. La riduzione avviene ad opera di diversi enzimi quali la tripsina nello stomaco, la pepsina nell’intestino tenue ed altri enzimi [1]. In condizioni normali di salute l’intestino espelle le parti di glutine non digerite perché troppo grandi per essere assimilate. La digeribilità del glutine non è solamente, però, dipendente dalla “forza del glutine” cioè dalla forza dei diversi tipi di legami che “collegano” le proteine del glutine ma anche dal tipo di enzimi che idrolizzano “spezzettano” il glutine e dall’ambiente nel quale questi processi avvengono. Ad esempio, la tripsina, nello stomaco è attivata (cioè lavora), solo in ambiente acido. Tutti gli enzimi digestivi, inoltre, hanno la possibilità di lavorare meglio se direttamente a contatto con il glutine: cosa che può avvenire solo negli esperimenti di laboratorio, dal momento che nello stomaco e nell’intestino questi enzimi si troveranno a dover “lavorare” su un “complesso” di cibi e non sul glutine [2]. La conoscenza della digeribilità del glutine è quindi oltremodo complessa essendo affetta da molteplici fattori non ultimo la variabilità delle condizioni dell’ambiente dove avviene (stomaco ed intestino).
Non va affatto trascurata, poi, la modalità di preparazione del prodotto finito. Anzi la digeribilità del glutine, e più specificatamente, del prodotto finito è grandemente influenzata dalla modalità di preparazione e dagli ingredienti utilizzati [3].
Tra questi un ruolo primario lo hanno il tipo di farina e l’uso della pasta acida e/o lieviti.
Certamente l’utilizzo di farine che abbiano poco e debole* glutine favoriscono il processo digestivo ma un ruolo fondamentale lo svolge la pasta acida (meglio se associata a limitatissime quantità di lievito di birra). La pasta acida con i suoi lattobacilli svolge una forte azione di idrolisi (spezzettamento) delle proteine del glutine sia direttamente che attivando le proteasi della farina.

Molti studi e ricerche sono state dedicate a questo tema, uno in particolare:

Protein Digestibility of Cereal Products Iris Joye
Department of Food Science, University of Guelph, Guelph, ON N1G 2W1, Canada; ijoye@uoguelph.ca; Tel.: +1-519-824-4120 (ext. 52470). Published: 8 June 2019
Abstract: Protein digestibility is currently a hot research topic and is of big interest to the food industry. Different scoring methods have been developed to describe protein quality. Cereal protein scores are typically low due to a suboptimal amino acid profile and low protein digestibility. Protein digestibility is a result of both external and internal factors. Examples of external factors are physical inaccessibility due to entrapment in e.g., intact cell structures and the presence of antinutritional factors. The main internal factors are the amino acid sequence of the proteins and protein folding and crosslinking. Processing of food is generally designed to increase the overall digestibility through affecting these external and internal factors. However, with proteins, processing may eventually also lead to a decrease in digestibility. In this review, protein digestion and digestibility are discussed with emphasis on the proteins of (pseudo)cereals.”

Importanza delle subunità HMM del glutine (aggiornamento 21-01-2020)

by luciano

Estratto dallo studio: The structure and properties of gluten

“….omissis. Un gruppo di proteine ​​del glutine, le subunità HMM della glutenina, è particolarmente importante nel conferire alti livelli di elasticità (ovvero la resistenza della pasta). Queste proteine ​​sono presenti nei polimeri HMM che sono stabilizzati dai legami disolfuro e sono formano “l’ossatura elastica” del glutine. Tuttavia, le sequenze ripetitive ricche di glutammina che comprendono le parti centrali delle subunità HMM formano anche estese matrici di legami idrogeno tra di loro legati che possono contribuire alle proprietà elastiche attraverso un meccanismo “loop and train*”. L’ingegneria genetica può essere utilizzata per manipolare la quantità e la composizione delle subunità HMM, portando a un aumento della forza dell’impasto o a cambiamenti più drastici nella struttura e nelle proprietà del glutine.

….omissis … Queste proprietà sono generalmente descritte come viscoelasticità, con l’equilibrio tra estensibilità ed elasticità che determina la qualità dell’uso finale. Ad esempio, per la panificazione sono necessari impasti altamente elastici (“forti”) ma impasti più estensibili per preparare torte e biscotti. Omissis … Le proteine ​​del grano determinano le proprietà viscoelastiche dell’impasto, in particolare le proteine ​​di conservazione che formano una rete nell’impasto chiamata glutine (Schofield 1994). Di conseguenza, le proteine ​​del glutine sono state ampiamente studiate per un periodo superiore a 250 anni, al fine di determinare le loro strutture e proprietà e fornire una base per manipolare e migliorare la qualità dell’uso finale.”

*

…omissis. As a result of the formation of a protein matrix, individual cells of wheat flour contain networks of gluten proteins, which are brought together during dough mix ing. The precise changes that occur in the dough during mixing are still not completely understood, but an increase in dough stiffness occurs that is generally considered to result from ‘optimization’ of protein–protein interactions within the gluten network. In molecular terms, this ‘optimization’ may include some exchange of disulphide bonds as mixing in air, oxygen and nitrogen result in different effects on the sulphydryl and disulphide contents of dough (Tsen & Bushuk 1963; Mecham & Knapp 1966).

I pro e i contro del glutine debole (Oriana Porfiri)

by luciano

I pro e i contro del glutine debole

I frumenti “alternativi” idonei per la pastificazione sono il farro dicocco, il grano khorasan o Triticum turanicum e popolazioni locali di grano duro come le saragolle, i grani antichi siciliani e vecchie varietà come il Senatore Cappelli. Questi frumenti sono stati “scelti” dagli agricoltori nel corso dei secoli per la loro adattabilità ambientale e la resa produttiva. La selezione in funzione della qualità di trasformazione (qualità tecnologica) è storia recente, degli ultimi 40-50 anni, nei quali la selezione operata dai costitutori vegetali è andata in direzione di aumentare il contenuto proteico e la quantità di glutine, accrescere la tenacità del glutine, ridurre il contenuto di amido, elevare la resa molitoria. Pertanto, nell’ambito dei grani “alternativi” è frequente individuare varietà con una quantità di glutine estratto più bassa rispetto a quelle moderne e, soprattutto, di scarsa tenacità (struttura del glutine più debole), di facile scomposizione, quindi più digeribile.

La pasta fatta con queste varietà di frumento

La pasta fatta con queste varietà di frumento hanno il pregio di essere adatte a coloro che soffrono di gluten sensitivity (sensibilità al glutine non celiaca) o vogliono mangiare “leggero”, ma per essere di qualità e avere tenuta alla cottura ha bisogno di un processo di pastificazione particolare. Tutto deve essere più lento: l’impasto, l’estrusione e l’essicazione. Inoltre, è impossibile stabilire una ricetta di lavorazione standardizzabile e buona per tutti: ogni prodotto, ogni raccolto, ogni località di provenienza della materia prima richiedono un aggiustamento dei parametri. Questi grani hanno molta variabilità e il pastificio deve costantemente correggere il tiro a misura delle caratteristiche qualitativo/tecnologiche, della quantità di proteine e di glutine dei grani di quell’anno. Sulla qualità della pasta influisce anche un terzo parametro, la quantità di amido presente, in particolare la frazione “resistente”, che è quella non digeribile e che ha un comportamento simile alle fibre, quindi contribuisce ad abbassare l’indice glicemico della pasta.

a cura di Oriana Porfiri

agronoma ed esperta di cereli

Fonte: Notizie Pasta. Grani siciliani, pasta integrale, glutine debole e micotossine: 4 dilemmi affrontati con gli esperti 23 Ago. 2019, 01:00 | a cura di Gambero Rosso

Fermentazione pasta acida (IV parte)

by luciano

Reologia della pasta acida: influenza dei Lattobacilli

“Effects of LAB to dough structure

The structural effects of sourdough in wheat-based system may first be due to the direct influence of low pH on structure-forming dough components, such as gluten, starch, arabinoxylan etc. (Angioloni et. al., 2006). Dough is very sensitive to changes in ionic strength and pH and such changes could have direct impact on the constituents of dough (Clarke et al., 2002). The drop in pH value caused by the produced organic acids influences the viscoelastic behaviour of dough. A correct description of the changes in dough behaviour is necessary to maintain handling and machinability in industrialized production (Wehrle et. al., 1997). A number of earlier studies have examined influence of acids and different pH values on the dough properties. All of these confirmed that changes in the absolute pH value of sourdough significantly influence sourdough components.

The pH profile may affect the time frame during which the acid influences the constituent ingredients of the dough. The changing pH values during sourdough fermentation period may also afford passage through a range of pH values close to the optimum for various enzymes present in the dough system. It is so-called secondary (indirect) effect of sourdough acidification (Clarke et al., 2004). The activity of proteolytic and amylolytic enzyme present may be influenced to a greater degree by the pH profile of the biological acidification fermentation period in contrast to the rather instantaneous nature of the chemically acidified regime. Optimum activity of these enzymes, which play significant role in changes of dough constituents, achieve optimum activity at pH 4-5 for the proteolytic and pH 3.6 – 6.2 for the amylolytic enzymes (Belitz & Grosh, 1992). Other enzymes that might affect the structural components of the dough the activity of which is pH dependent include peroxidases, catalases, lipoxigenases and polyphenol oxydases (Belitz & Grosh, 1992; Clarke et. al., 2002). Results obtained by the the fundamental rheological tests, baking tests, and farinograms show that activity of some enzymes in the biologically acidified dough led to structural changes in the dough (Corsetti et. al., 2000; Clarke et. al., 2002; Clarke et. al., 2004). Corsetti et. al. (2000) also reported that even limited photolytic degradation of wheat proteins affects the physical properties of gluten, which in turn can have a major effect on bread firmness and staling.

Fermentazione della pasta acida (III parte)

by luciano

Carbohydrate metabolism
“The ratio between lactic and acetic acid is an important factor that might affect the aroma profile and structure of final product. Acetic acid, produced by heterofermentative LAB, is responsible for a shorter and harder gluten, while lactic acid can gradually account for a more elastic gluten structure (Lorenz, 1983; Corsetti & Settani, 2007).
Influence of Acidification on Dough Rheological Properties Daliborka Koceva Komleni, Vedran Slaanac and Marko Jukić Faculty of Food Technology, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Croatia 2012- www.intchopen. )”

Metabolism of proteins
“According to the results of studies performed by Gerez et. al. (2006) 13 nine lactobacilli and four pediococci were able to use gluten as a nitrogen source. Gerez et. al. (2006) also reported an increase in essential amino acids (treonine, valine, lysine and phenylalanine) in a gluten based medium fermented by LAB strains.
Substantial hydrolysis of gliadinin and glutenin proteins occurs during sourdough fermentation. Proteolityc activity in sourdough originates not only from LAB enzymes, than derives also from the cereal materials present in sourdough (Thiele, 2002; Thiele, 2004). Except activity of own enzymes, LAB contribute to overall proteolysis during sourdough fermentation by creating optimum (acidic) conditions for activity of cereal proteinases (Vermeulen et al. 2006). The partial hydrolysis of glutenins during sourdough fermentation results in depolymerisation and solubilisation of the gluten macro peptide (GMP). After 24 hours of fermentation with defined lactobacill strains, all gluten proteins were SDS-soluble (Thiele et. al., 2003). Glutathione (GSH) is the most relevant reducing agent in wheat doughs (Grosh & Wieser, 1999). Heterofermentative lactobacilli express glutathione reductase during growth in dough and reduce extracellular oxidized glutathione (GSSG) (Jänsch et. al., 2007). The continuous transformation of GSSG to GSH by LAB metabolism maintains high SH levels in wheat doughs, and increase the amount of SH-groups in gluten proteins (Vermeulen et. al., 2006)
The level of individual amino acids in wheat dough depends on the pH level of dough, fermentation time and the consumption of amino acids by the fermentative microflora (Thiele et. al., 2002). In wheat sourdoughs, Lb. brevis linderi, Lb safransciensis, Lb. brevis and Lb. plantarum have been reported to increase the levels of aliphatic, dicarboxylic and hydroxyl amino acids (Gobbetti et. al., 1994a, Gobbetti et. al., 1994b). The yeasts, S. cerevisiae and S. exiguous decrease the total level of amino acids. Influence of Acidification on Dough Rheological Properties Daliborka Koceva Komleni, Vedran Slaanac and Marko Jukić Faculty of Food Technology, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Croatia 2012- www.intchopen.)”

Quantificazione del 33-mer presente nell’alfa gliadina del grano

by luciano

Nel grano sono presenti molteplici frazioni in grado di attivare la risposta avversa del sistema immunitario dell’uomo. Tra queste frazioni la più attiva è quella chiamata 33-mer perché è quella più resistente alla digestione umana e perché contiene sei copie dei tre epitopi tossici e i suoi legami intermolecolari sono molto forti.

E’ rilevante conoscere, dunque, la quantità di questa frazione nei grani. Lo studio di cui vengono riportate alcune parti, ha esaminato 57 tipi differenti di grano, antico e moderno, rilevando come sia ampia la differenza della presenza, in tutte le farine di grano tenero e farro spelta, del 33-mer: da 90,9 a 602,6 μg / g di farina. Non è stata, invece, rilevata la sua presenza nel grano monococco e nel grano duro. Questi risultati assumono grande importanza perché consentono di poter scegliere grani con limitata o nulla presenza di questa importante frazione tossica per la realizzazione di prodotti che siano più idonei per le persone sensibili al glutine non celiache o che soffrano di disordini da glutine.

“All gluten protein fractions, namely the alcohol-soluble prolamins and the insoluble glutelins, contain CD-active epitopes3. The prolamin fraction is particularly rich in proline and glutamine and the numerous proline residues lead to a high resistance to complete proteolytic digestion by human gastric, pancreatic, and brushborder enzymes. Studies by Shan et al. (2002) showed that a large 33-mer peptide (LQLQPFPQPQLPYPQPQLPYPQPQLPYPQPQPF) from α2-gliadin (position in the amino acid sequence of α2-gliadin: 56–88) is resistant to cleavage by intestinal peptidases4,5. The 33-mer is widely called the most immunodominant gluten peptide4,6,7, because it contains three overlapping T-cell epitopes, namely PFPQPQLPY (DQ2.5-glia-α1a, one copy), PYPQPQLPY (DQ2.5-glia-α1b, two copies) and PQPQLPYPQ (DQ2.5-glia-α2, three copies)3, which result in the initiation of a strong immune response.

Potenziali benefici dei prodotti realizzati con il grano monococco

by luciano

La ricerca che presentiamo può essere considerata la prima valutazione integrata dei potenziali benefici, legati alle ottime proprietà nutrizionali, dell’uso per il pane e prodotti derivati del grano monococco. Sottolinea come l’utilizzo della farina integrale e della pasta acida sia essenziale per ottenere i migliori risultati in termini di sfruttamento delle potenzialità di questo grano. La scelta di questo grano è ben sintetizzata in un passaggio della ricerca: “Einkorn (Triticum monococcum L. ssp. monococcum) is an ancient crop. Compared to polyploid wheats it has a higher content of proteins, polyunsaturated fatty acids, fructans, and phytochemicals as tocols, carotenoids, alkylresorcinols, phytosterols, and a lower α-, β-amylase and lipoxygenase activities [15]. In addition, einkorn expresses very few T-cell stimulatory gluten peptides [16]. Einkorn could represent a valid alternative for producing functional baked products.

“Abstract: Nowadays the high nutritional value of whole grains is recognized, and there is an increasing interest in the ancient varieties for producing wholegrain food products with enhanced nutritional characteristics. Among ancient crops, einkorn could represent a valid alternative. In this work, einkorn flours were analyzed for their content in carotenoids and in free and bound phenolic acids, and compared to wheat flours. The most promising flours were used to produce conventional and sourdough fermented breads. Breads were in vitro digested, and characterized before and after digestion. The four breads having the best characteristics were selected, and the product of their digestion was used to evaluate their anti-inflammatory effect using Caco-2 cells. Our results confirm the higher carotenoid levels in einkorn than in modern wheats, and the effectiveness of sourdough fermentation in maintaining these levels, despite the longer exposure to atmospheric oxygen. Moreover, in cultured cells einkorn bread evidenced an anti-inflammatory effect, although masked by the effect of digestive fluid. This study represents the first integrated evaluation of the potential health benefit of einkorn-based bakery products compared to wheat-based ones, and contributes to our knowledge of ancient grains.

Miscuglio di grani (grano evolutivo): no grazie!

by luciano

Ma di che si tratta esattamente? Una popolazione evolutiva non è altro che una mescolanza di tantissime varietà diverse della stessa specie. Un concetto tanto semplice, quanto concretamente utile: Questi miscugli servono a far fronte al cambiamento climatico grazie alla loro capacità di evolversi nel tempo. Proprio per questa loro capacità Ceccarelli preferisce chiamarle popolazioni evolutive, e non miscugli come si fa spesso. Vi faccio un esempio concreto: nel 2008 mentre lavoravo ad Aleppo ho mescolato un migliaio di tipi di semi di orzo e li ho portati ad alcuni agricoltori in cinque paesi diversi: Siria, Algeria, Eritrea, Giordania e Iran. Il risultato è stato subito un raccolto abbondante, che poi è stato distribuito ad altri agricoltori, e le sementi così selezionate sono state diffuse. L’anno successivo ho fatto lo stesso con frumento duro (mescolando 700 tipi diversi) e con il frumento tenero (mescolando 2000 tipi diversi). Con gli anni queste tre popolazioni si sono moltiplicate, hanno viaggiato per tutto il Medio Oriente e nel 2010 sono arrivate e hanno cominciato a diffondersi in Italia. Una diffusione avvenuta spontaneamente tra gli agricoltori con il semplice passaparola. I vantaggi. Si tratta di miglioramento genetico partecipativo-evolutivo, facilmente spiegabile attraverso la teoria dell’evoluzione, secondo cui coltivando una popolazione evolutiva, ci si mette al riparo da malattie ed erbe infestanti nuove o cambiamenti climatici perché tra gli individui di una popolazione ce ne sarà sempre una parte che riuscirà a cavarsela. Non solo, con le popolazioni evolutive si evita di sottostare al monopolio dei semi e all’impoverimento dei raccolti e della dieta quotidiana. “ Fonte: https://www.gamberorosso.it/notizie/articoli-food/grano-evolutivo-storia-e-vantaggi-del-miscuglio/ intervista al Dott. Salvatore Ceccarelli.

La richiesta dei consumatori è sempre più orientata a sapere cosa mettono nel piatto, anzi ad avere la possibilità di conoscere l’intera filiera del prodotto e le sue caratteristiche. La filiera del vino, dell’olio, solo per citare due importanti esempi, testimoniano l’importanza di un’informazione completa e, possibilmente esaustiva che è, poi, anche la chiave, insieme con la qualità, del successo dei prodotti più famosi. Con il grano vogliamo percorrere questo cammino a ritroso? Mangiamo quello che il campo produce in quel dato anno cosi come madre natura decide?

Ovviamente non mi riferisco alla tecnica di ibridare due o più grani/varietà con il preciso scopo di ottenerne una nuova con determinate caratteristiche (più resistente alle malattie, più adatta per determinati climi, più adatta per la pasta ecc.): questa tecnica presenta gli indubbi vantaggi di sapere cosa vogliamo e come ottenerlo ed è largamente utilizzata ed è ampiamente idonea a conseguire i vantaggi ascritti alla tecnica del miscuglio. Il monopolio dei semi, invece, va combattuto con opportune limitazioni legislative. L’impoverimento dei raccolti e della dieta è ottenibile utilizzando l’immensa ricchezza dei grani “antichi”.

Pane realizzato con il grano monococco (piccolo farro) e i potenziali benefici per la salute

by luciano

La ricerca, di seguito riportata, ha analizzato le farine di grano monococco (piccolo farro) per il loro contenuto in carotenoidi e in acidi fenolici liberi e legati, rispetto alle farine di grano. Le farine più promettenti sono state utilizzate per produrre pane fermentato tradizionale e con pasta madre. I pani sono stati digeriti in vitro e caratterizzati prima e dopo la digestione. I risultati hanno confermato i livelli più elevati di carotenoidi nel monococco rispetto ai grani moderni e l’efficacia della fermentazione a lievito naturale nel mantenimento di questi livelli. Questo studio rappresenta la prima valutazione integrata del potenziale beneficio per la salute dei prodotti da forno a base di grano monococco rispetto a quelli a base di grano moderno e contribuisce alla nostra conoscenza dei grani antichi.

Integrated Evaluation of the Potential Health Benefits of Einkorn-Based Breads
Fabiana Antognoni, Roberto Mandrioli, Alessandra Bordoni, Mattia Di Nunzio, Blanca Viadel, Elisa Gallego, María Paz Villalba, Lidia Tomás-Cobos,
Danielle Laure Taneyo Saa and Andrea Gianotti. Published: 11 November 2017

“Abstract
Nowadays the high nutritional value of whole grains is recognized, and there is an increasing interest in the ancient varieties for producing wholegrain food products with enhanced nutritional characteristics. Among ancient crops, einkorn could represent a valid alternative. In this work, einkorn flours were analyzed for their content in carotenoids and in free and bound phenolic acids, and compared to wheat flours. The most promising flours were used to produce conventional and sourdough fermented breads. Breads were in vitro digested, and characterized before and after digestion. The four breads having the best characteristics were selected, and the product of their digestion was used to evaluate their anti-inflammatory effect using Caco-2 cells. Our results confirm the higher carotenoid levels in einkorn than in modern wheats, and the effectiveness of sourdough fermentation in maintaining these levels, despite the longer exposure to atmospheric oxygen. Moreover, in cultured cells einkorn bread evidenced an anti-inflammatory effect, although masked by the effect of digestive fluid. This study represents the first integrated evaluation of the potential health benefit of einkorn-based bakery products compared to wheat-based ones, and contributes to our knowledge of ancient grains. “
Approfondimento
Integrated Evaluation of the Potential Health Benefits of Einkorn-Based Breads. Fabiana Antognoni et altri

Grano monococco: sua caratterizzazione per la produzione di pane e biscotti in relazione alla composizione della subunità proteica

by luciano

La ricerca ha evidenziato, attraverso test per la realizzazione di pane e biscotti, le migliori varietà di monococco tra le 24 prese in esame: tra queste le varietà ID140, ID280 e Id361 sono risultate le migliori per entrambi gli usi.

La ricerca riporta anche come, per le proprietà reologiche delle farine sia importante la presenza o assenza di un numero molto limitato di subunità della proteina di riserva evidenziando l’importanza delle LMW-GS (glutenine a basso peso molecolare) nella qualità della panificazione “.

Einkorn Characterization for Bread and Cookie Production in Relation to Protein Subunit Composition M. Corbellini, S. Empilli, P. Vaccino, A. Brandolini, B. Borghi, M. Heun, and F. Salamini. Cereal Chem. 76(5):727–733

Abstract
“Twenty-four einkorns were evaluated for agronomic traits in Italy and in Germany in replicated plot trials. After dehulling and milling, the harvested kernels, flour protein content, sedimentation volume, falling number, carotenoid, and dry gluten content were determined. Farinograph profiles were obtained with a farinograph and baking and cookie quality were evaluated with standard microtests. Significant differences in yield potential were observed between the two locations, with a three-fold increase in Germany as compared with Italy. One of the einkorn lines (ID529) had farinograph stability and degree of softening indices better than those of the control bread wheat. All the samples analyzed for breadmaking aptitude showed some degree of stickiness, but it was possible to handle the dough during the different steps of breadmaking. On average, cookies produced with einkorn flour were larger in diameter and thinner than those produced with soft wheat flour. The composition in α, β and γ-gliadins and in high molecular weight glutenin subunits was similar in all the lines. In contrast, the pattern exhibited in low molecular weight glutenin subunits correlated strictly with baking quality. In particular, the lines with bands arbitrarily designated a and b showed a high breadmaking poten- tial, while the lines lacking these bands had an ample range of variability but, on average, a much lower baking potential. Our data point to a simple genetic control of the breadmaking aptitude and indicate einkorn not only as a promising source of specialty foods but also as an ideal species for genetic investigations on wheat quality”.

NOTE:
LMW-GS: Glutenine a basso peso molecolare

Tabella estratta dalla ricerca:

Caratterizzazione elettroforetica delle proteine di riserva: glutenine e gliadine. Esse rappresentano, con le diverse rispettive bande, l’impronta genetica che ne definisce ed individua la varietà. (Tabella estratta dalla ricerca)

Grano monococco (piccolo farro) e allergia al grano

by luciano

La ricerca di cui si riporta il sommario, ha evidenziato l’assenza, nel grano monococco, della ω-5 gliadina responsabile dell’allergia al grano: un’altra importante caratteristica del grano monococco!

Study on the Immunoreactivity of Triticum monococcum (Einkorn) Wheat in Patients with Wheat-Dependent Exercise-Induced Anaphylaxis for the Production of Hypoallergenic Foods.
Carla Lombardo, Michela Bolla Roberto Chignola Gianenrico Senna Giacomo Rossin Beatrice Caruso, Carlo Tomelleri Daniela Cecconi Andrea Brandolini Gianni Zoccatelli
Cite This:J. Agric. Food Chem.201563378299-8306. Publication Date:September 2, 2015. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5b02648 Copyright © 2015 American Chemical Society. Journal of Agricultural and Food Chemistry
Abstract
“Wheat [Triticum aestivum (T.a.)] ingestion can cause a specific allergic reaction, which is called wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis (WDEIA). The major allergen involved is ω-5 gliadin, a gluten protein coded by genes located on the B genome. Our aim was to study the immunoreactivity of proteins in Triticum monococcum (einkorn, T.m.), a diploid ancestral wheat lacking B chromosomes, for possible use in the production of hypoallergenic foods. A total of 14 patients with a clear history of WDEIA and specific immunoglobulin E (IgE) to ω-5 gliadin were enrolled. Skin prick test (SPT) with a commercial wheat extract and an in-house T.a. gluten diagnostic solution tested positive for 43 and 100% of the cases, respectively. No reactivity in patients tested with solutions prepared from four T.m. accessions was observed. The immunoblotting of T.m. gluten proteins performed with the sera of patients showed different IgE-binding profiles with respect to T.a., confirming the absence of ω-5 gliadin. A general lower immunoreactivity of T.m. gluten proteins with scarce cross-reactivity to ω-5 gliadin epitopes was assessed by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Given the absence of reactivity by SPT and the limited cross-reactivity with ω-5 gliadin, T.m. might represent a potential candidate in the production of hypoallergenic bakery products for patients sensitized to ω-5 gliadin. Further analyses need to be carried out regarding its safety”.

Individuare simultaneamente i peptidi del glutine che sono più attivi nell’attivare il sistema immunitario dell’uomo

by luciano

Il metodo si propone di individuare, attraverso l’uso di specifici anticorpi, i peptidi più tossici invece che, come avviene con gli usuali metodi oggi utilizzati, il contenuto totale di glutine. Considerato che la ricerca è focalizzata anche nel produrre grani con minore quantità di peptidi tossici, così come utilizzare specifici pool di enzimi/batteri/ecc nella preparazione di prodotti con lo stesso scopo la possibilità di individuare e “pesare” solo la presenza, nel prodotto finito, dei peptidi più attivi diventa uno strumento molto utile. Lo studio evidenziato ripercorre la storia dei metodi finora utilizzati per quantificare il glutine nel cibo e presenta vantaggi e limiti del nuovo metodo. Tutti i metodi richiamati, compreso il nuovo metodo, sono stati sviluppati per poter certificare se un cibo è o meno sicuro per i celiaci ma il nuovo metodi diventa ancora più interessante per i soggetti sensibili al glutine NON celiaci e/o pre-celiaci. La frazione tossica dannosa per i celiaci è la stessa che nei soggetti sensibili al glutine NON celiaci (1) ma ha un impatto molto diverso e meno dannoso: il nuovo metodo è, dunque, utilissimo anche in questo caso con il vantaggio di poter avere una maggiore tolleranza nel risultato.

Simultaneously identify the gluten peptides that are most active in activating the human immune system.

The method aims to identify, through the use of specific antibodies, the most toxic peptides instead of, as with the usual methods used today, the total gluten content. Considering that the research is also focused on producing grains with smaller amounts of toxic peptides, as well as using specific pools of enzymes / bacteria / etc in the preparation of products with the same purpose, the possibility of identifying and “weighing” only the presence, in the final product, more active peptides become a very useful tool. The highlighted study traces the history of the methods used to quantify gluten in food and presents advantages and limitations of the new method. All the methods mentioned, including the new method, have been developed to be able to certify whether a food is safe for celiacs or not, but the new methods become even more interesting for non-celiac and / or pre-celiac gluten sensitive subjects. The toxic fraction harmful to celiacs is the same as in people who are sensitive to gluten NOT celiac (1) but has a very different and less harmful impact: the new method is, therefore, very useful also in this case with the advantage of being able to have a greater tolerance in the result.

Approfondimenti

 Immunochemical Detection Methods for Gluten in Food Products: Where Do We Go from Here?

Note:

(1) – Gluten Immunogenic Peptides as Standard for the Evaluation of Potential Harmful Prolamin Content in Food and Human Specimen.

Ángel Cebolla , María de Lourdes Moreno , Laura Coto and Carolina Sousa

Published: 5 December 2018

Grano Monococco, dicocco e grano duro

by luciano

Grano Monococco, dicocco e grano duro: non hanno la frazione “33mer” considerata la più attiva nell’attivare la risposta avversa del sistema immunitario nei soggetti celiaci. Anche per questo motivo sono i genotipi più adatti per le ricerche che hanno come scopo di “detossificare” le farine o di intervenire con particolari enzimi per idrolizzare i “peptidi tossici” comunque presenti; sono più adatti anche per i soggetti sensibili al glutine NON celiaci.

“Quantitation of the immunodominant 33-mer peptide from α-gliadin in wheat flours by liquid chromatography tandem mass spectrometry.

Kathrin Schalk , Christina Lang , Herbert Wieser , Peter Koehler  & Katharina Anne Scherf. Scientific Reports volume 7, Article number: 45092 (2017).

Abstract

Coeliac disease (CD) is triggered by the ingestion of gluten proteins from wheat, rye, and barley. The 33-mer peptide from α2-gliadin has frequently been described as the most important CD-immunogenic sequence within gluten. However, from more than 890 published amino acid sequences of α-gliadins, only 19 sequences contain the 33-mer. In order to make a precise assessment of the importance of the 33-mer, it is necessary to elucidate which wheat species and cultivars contain the peptide and at which concentrations. This paper presents the development of a stable isotope dilution assay followed by liquid chromatography tandem mass spectrometry to quantitate the 33-mer in flours of 23 hexaploid modern and 15 old common (bread) wheat as well as two spelt cultivars. All flours contained the 33-mer peptide at levels ranging from 91–603 μg/g flour. In contrast, the 33-mer was absent (<limit of detection) from tetra- and diploid species (durum wheat, emmer, einkorn), most likely because of the absence of the D-genome, which encodes α2-gliadins. Due to the presence of the 33-mer in all common wheat and spelt flours analysed here, the special focus in the literature on this most immunodominant peptide seems to be justified……Omissis…..

Analysis of durum wheat, emmer and einkorn

The 33-mer peptide was also analysed in two durum wheat and two emmer cultivars (genome AABB) as well as two diploid einkorn cultivars (genome AA) (Table 1). In each of these wheat species, the 33-mer was not detected (<LOD). In comparison to hexaploid common wheat, durum wheat, emmer, and einkorn do not contain the D-genome, which originated from hybridisation of T. turgidum dicoccum (genome AABB) with Aegilops tauschii (genome DD)36. The absence of the 33-mer peptide can be explained by the fact that this peptide is encoded by genes located in the Gli-2 locus on chromosome 6D, which is missing in durum wheat, emmer, and einkorn. Studies by Molberg et al. showed clear variations in intestinal T-cell responses between common wheat and tetra- or diploid species due to different degrees of T-cell immunoreactivity between the gluten proteins encoded on the A-, B-, and D-genome. Einkorn cultivars were only recognized by DQ2.5-glia-α1a-specific T-cell clones, but not by DQ2.5-glia-α1b- and DQ2.5-glia-α2-specific T-cell clones. Emmer and durum wheat cultivars were all recognized by DQ2.5-glia-α1a-specific T-cell clones, but only two out of four emmer cultivars and three out of ten durum wheat cultivars activated DQ2.5-glia-α1b- and DQ2.5-glia-α2-specific T-cell clones37. Consistent with our results, Prandi et al.38 found that the 33-mer was not present in durum wheat. As a consequence, this peptide was used as a marker peptide to identify the presence of common wheat in durum wheat flours. One durum wheat cultivar was also analysed by van den Broeck et al.33 and the 33-mer peptide was not detected either”. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.it

Genoma dell’antenato del frumento duro

by luciano

Comunicato stampa

Svelato il genoma dell’antenato del frumento duro 07/07/2017

Un team internazionale di ricercatori ha ricostruito per la prima volta la sequenza del genoma del farro selvatico (Triticum turgidum ssp. dicoccoides). Il lavoro pubblicato sulla prestigiosa rivista Science, è stato guidato dall’Università di Tel Aviv ed ha coinvolto diverse decine di ricercatori provenienti da istituzioni di tutto il mondo. L’Italia ha contribuito a questo risultato attraverso la partecipazione di Crea (Centro di ricerca genomica e bioinformatica di Fiorenzuola d’Arda), del Cnr (Istituto di biologia e biotecnologia agraria e Progetto InterOmics) e dell’Università di Bologna (Dipartimento di scienze agrarie).

Il farro selvatico è il progenitore da cui sono stati selezionati quasi tutti i frumenti coltivati, tra cui il grano duro ed il grano tenero utilizzati per produrre, rispettivamente, pasta e pane. Il farro selvatico non è coltivato a causa della bassissima produzione e dei caratteri selvatici che lo caratterizzano. Ad esempio, i semi maturi del farro selvatico cadono spontaneamente a terra rendendo difficile la loro raccolta da parte dell’uomo, mentre nel farro coltivato i semi rimangono sulla spiga. La decodifica del genoma del farro selvatico rappresenta un contributo fondamentale per lo studio dei caratteri genetici utili per il miglioramento dei frumenti coltivati (in relazione alla resistenza agli stress biotici ed abiotici, in particolare la siccità) e per la ricostruzione della storia evolutiva del frumento nella fase antecedente la nascita dell’agricoltura. La disponibilità del genoma del farro selvatico ed il confronto con il patrimonio genetico dei frumenti coltivati ha infatti consentito di identificare i geni responsabili dell’addomesticamento. In particolare sono stati caratterizzati due geni la cui mutazione spontanea impedisce la dispersione dei semi dalle spighe mature, una modifica che, rendendo possibile lo sviluppo dell’agricoltura nel neolitico, è stata determinante nell’indirizzare la storia dell’umanità.

Il genoma del farro selvatico è circa il triplo del genoma umano, caratteristica che rende la sua ‘lettura’ particolarmente difficile. Il Centro di ricerca genomica e bioinformatica ha partecipato con le proprie competenze bioinformatiche all’annotazione funzionale del genoma, ovvero all’identificazione della funzione dei geni, occupandosi in particolare di una porzione del genoma tanto misteriosa quanto affascinante poiché coinvolta nell’attività di regolazione genica in quanto sede di produzione dei cosiddetti RNA non codificanti. Ed è proprio questa parte del genoma ad essere la più interessante per la genomica del futuro permettendo di svelare i meccanismi di accensione e spegnimento coordinati degli oltre 65.000 geni presenti nel genoma del farro selvatico.

Cnr e Università di Bologna hanno contribuito allo studio dell’addomesticamento e della diversità genetica presente nelle popolazioni di farro selvatico e domestico, fonti importanti di variabilità ed una riserva fondamentale di varianti genetiche naturali tuttora scarsamente esplorata ed utilizzata per il miglioramento del frumento moderno. Da questo lavoro sono attese ricadute importanti sulle attività di miglioramento genetico per incrementare la sostenibilità, la resistenza alla siccità, la tolleranza alle patologie e gli aspetti nutrizionali e salutistici dei frumenti del futuro.

“L’approccio di sequenziamento ed analisi bioinformatica utilizzato per il farro selvatico è senza precedenti e ha aperto la strada al sequenziamento del frumento duro, la forma addomesticata del farro selvatico. Ora possiamo capire meglio come l’uomo ha trasformato questa pianta selvatica in un grano duro moderno ad alto rendimento”, ha detto il Luigi Cattivelli, direttore del Centro di ricerca Crea di genomica e bioinformatica e coordinatore del Consorzio internazionale di sequenziamento del frumento duro.

“La disponibilità della sequenza del farro selvatico è un vero e proprio filo di Arianna che ci consentirà di individuare più facilmente i geni per selezionare frumenti di qualità migliore ed a minor impatto ambientale. Conoscere questi geni è la premessa indispensabile per utilizzare le nuove metodiche di selezione come l’editing dei geni, la cui applicazione potrà assicurare la competitività della granicoltura nazionale”, ha detto Roberto Tuberosa, responsabile del Laboratorio di genomica dei cereali presso il Dipartimento di scienze agrarie dell’Università di Bologna.

Aldo Ceriotti, direttore dell’Istituto di biologia e biotecnologia agraria del Cnr, sottolinea come “Il confronto fra la sequenza del farro selvatico e quella del frumento duro ci permetterà di evidenziare come la selezione fatta dall’uomo abbia favorito l’accumulo di specifiche modificazioni nella sequenza del genoma di una delle principali specie coltivate nell’area del Mediterraneo, e costituirà una solida base per lo studio della variabilità genetica e lo sviluppo di nuove varietà di frumento duro”.

La scheda: Chi: Cnr (Istituto di biologia e biotecnologia agraria e Progetto InterOmics); Università di Tel Aviv; Crea; Università di Bologna.

Che cosa: Studio sul genoma del farro selvatico, pubblicato su Science

Per informazioni: Aldo Ceriotti, direttore Ibba-Cnr, tel. 02/23699444, e-mail: ceriotti@ibba.cnr.it

Capo ufficio stampa:
Marco Ferrazzoli
marco.ferrazzoli@cnr.it
ufficiostampa@cnr.it

Varietà di grano a basso contenuto di frazioni tossiche: un’opportunità per i prodotti dedicati ai bambini.

by luciano

LC/MS ANALYSIS OF GLUTEN PEPTIDES DERIVED FROM SIMULATED GASTROINTESTINAL DIGESTION OF DIFFERENT WHEAT VARIETIES: QUALITY AND SAFETY IMPLICATIONS. Sforza, Stefano & Prandi, Barbara & Bencivenni, Mariangela & Tedeschi, Tullia & Dossena, Arnaldo & Marchelli, Rosangela & Galaverna, Gianni. (2011):

Riassunto

“Il contenuto di glutine nel grano è molto variabile, dipendendo dalla varietà genetica e delle condizioni di coltivazione. La digestione gastrointestinale del glutine produce, oltre ai peptidi corti, anche lunghi, che, l’alto contenuto di prole di gliadine (16-26%) e glutenine (11-13%), rende molto resistenti alla degradazione delle proteasi digestive. Nel presente lavoro, un metodo per l’estrazione della frazione prolamine è stato applicato a diverse varietà di grano, seguite da una digestione gastrointestinale simulata della gliadina estratta. Le miscele peptidiche generate erano caratterizzate da LC / MS e i peptidi più abbondanti sono stati identificati mediante tecniche MS a stadio multiplo a bassa e alta risoluzione e attraverso la sintesi di standard autentici. Questi peptidi erano anche semiquantificati nei diversi campioni rispetto a un adeguato standard interno. Le miscele peptidiche sono risultate molto variabili, a seconda del diverso contenuto e tipo di gliadine presenti nelle varietà di grano, con forti differenze tra le varietà testate, sia qualitativamente (le sequenze dei peptidi generate) sia quantitativamente (la loro quantità).

La differenza più grande è stata trovata tra le varietà di grano duro e quelle comuni. I peptidi presenti solo nelle varietà precedenti sono stati identificati e utilizzati come marcatori molecolari per identificare e quantificare la presenza di grano tenero quando aggiunti a campioni di grano duro. La maggior parte dei peptidi identificati erano già noti per essere patogeni per le persone affette da celiachia, un’enteropatia autoimmune innescata dalle proteine ​​del glutine, che si sviluppa in alcuni soggetti geneticamente suscettibili dopo il consumo di glutine. Alcuni campioni appartenenti a varietà definite hanno mostrato una minore quantità di peptidi patogeni legati alla celiachia durante la digestione, a causa di un contenuto inferiore di gliadina. Sebbene non sia sicuro per i pazienti celiaci, l’uso di queste varietà nelle formulazioni di alimenti per l’infanzia potrebbe essere di grande aiuto per ridurre la diffusione della malattia, poiché la prevalenza della celiachia sembra essere favorita da un’esposizione precoce a una grande quantità di peptidi di glutine”.

 

Grano monococco (piccolo farro) e l’offerta del mercato

by luciano

La ricerca scientifica ha evidenziato da tempo le caratteristiche peculiari del grano monococco  riportate in (https://glutenlight.eu/2019/03/11/il-grano-monococco/ ) e così sintetizzabili:

  1. Elevata digeribilità del glutine
  2. Elevata tollerabilità in relazione ai disturbi gastro-intestinali (celiachia esclusa)
  3. Elevato contenuto di minerali e vitamine
  4. Elevata disponibilità di componenti bioattive
  5. Un differente rapporto tra le componenti dello zucchero dell’amido con prevalenza di quella a lento assorbimento.

Il grano monococco è, da un po’ di tempo, al centro dell’attenzione dei produttori-trasformatori e dei consumatori. I prodotti offerti, però, non hanno, se non in rari casi, una tracciabilità completa da partendo dal “campo arrivi alla tavola”. Sulle confezioni di farina è raro trovare indicazioni riguardo la varietà del grano da cui deriva; sui prodotti finali troviamo gli ingredienti obbligatori per legge ma, raramente, la modalità di preparazione. Il discorso, comunque, vale per tutti i grani sia antichi sia moderni. La maggiore attenzione verso il grano monococco (piccolo farro) è dovuta alla forza evocativa della sua origine ancestrale e alle sue caratteristiche di elevata digeribilità, tollerabilità e contenuti salutistici. La varietà di grano usato e gli indicatori che ci informino sulla quantità e “forza” del glutine risulterebbero particolarmente preziose per poter inserire nella nostra dieta, quando serve, prodotti più digeribili. Il glutine così come si forma durante quando acqua e farina vengono impastate non è digeribile dal nostro intestino, deve venire prima “spezzettato” dagli enzimi digestivi in piccolissimi “frammenti”. In questo modo nell’intestino altri enzimi digestivi completeranno il lavoro in modo da rendere i componenti del glutine “aminoacidi” assimilabili. La minore quantità di glutine e una minore forza faciliteranno a volte di molto, il nostro compito.

I prodotti fatti con farina di grano monococco (piccolo farro) ed in genere quelli realizzati con “ i grani antichi”, vengono pubblicizzati come “molto digeribili” o “ad elevata digeribilità”. Entrambi i termini sono molto generici dal momento che possono presentare forti differenze in termini di quantità di glutine e di “forza del glutine”. Recentemente ho acquistato due differenti farine di grano monococco di cui ho fatto rilevare la quantità di glutine: uno ha una percentuale di glutine secco del 9,6% l’altro del 17,1%! Stessa cosa con la forza del glutine il cui indice in un caso era 33 in un altro 71!

Questi indicatori sono un primo valido aiuto che potremmo avere per meglio bilanciare, con il supporto del medico, la nostra dieta. Va poi ricordato che la digeribilità finale del prodotto realizzato con farine, qualunque esse siano, è molto influenzata anche dalla modalità di preparazione dei prodotti: basti pensare al notevole contributo per la digeribilità che possiamo ottenere utilizzando la pasta acida, ma anche questa informazione è generalmente assente o presente in maniera ambigua o senza specificazione di quale farina sia stata utilizzata: “….realizzato con pasta acida”.  https://glutenlight.eu/2019/05/08/la-fermentazione-della-pasta-acida-ii-parte/

Grani antichi e moderni, intolleranza al glutine e pesticidi: Enzo Spisni risponde alle domande dei lettori

by luciano

(DA: Redazione Il Fatto Alimentare 11 Agosto 2017)

“La questione dei grani antichi e della sensibilità al glutine fa molto discutere. Non sorprende quindi, che l’articolo “Pasta con grano antico o moderno: il problema dell’intolleranza al glutine è lo stesso? Spisni risponde a Bressanini” abbia scatenato un acceso dibattito. Ecco le risposte di Enzo Spisni, docente di Fisiologia della Nutrizione all’Università di Bologna, ai tanti commenti dei lettori del Fatto Alimentare.

Prima l’incipit. Ho sottolineato che tutti possono fare divulgazione scientifica, ma solo tre figure hanno le competenze e possono (per la legge italiana) modificare il modo di alimentarsi e la dieta delle persone. In un paese in cui troppi parlano di diete senza avere competenze e in cui famosi farmacisti vanno in televisione a suggerire diete e dichiarano di avere migliaia di “pazienti”, mi sembra quantomeno un appunto doveroso.

Veniamo alle definizioni. Si definiscono antichi o tradizionali le cultivar presenti prima della cosiddetta “Rivoluzione Verde”. Le differenze sostanziali tra i grani pre-rivoluzione e quelli post-rivoluzione possiamo riassumerle in quattro punti:

1.    La forza del glutine. Si parte da grani che hanno un valore W di forza del glutine di 10-50 e si arriva ai moderni che hanno una forza intorno ai 300-400. È evidente che la struttura del glutine cambia per venire incontro alle necessità dell’industrializzazione degli alimenti.
2.    La taglia. I grani pre-rivoluzione sono a taglia alta (diciamo oltre il metro e trenta), mentre i post sono a taglia bassa (molto al di sotto del metro).
3.    La produttività per ettaro, che aumenta molto nei moderni a fronte però dell’aumento dell’input di azoto attraverso la concimazione. Lascio il discorso su quanto azoto per ettaro agli agronomi, ma chi in campo è passato dal coltivare moderni in convenzionale a grani antichi in biologico si è reso ben conto del risparmio in denaro generato dalla minore concimazione e dal minore uso di chimica.
4.    La minore variabilità genetica, nel senso che le cultivar antiche erano un insieme di genotipi con una biodiversità complessivamente elevata, mentre post-rivoluzione si è andati verso la selezione di grani “in purezza”, fatta di piante tutte geneticamente identiche, con una perdita netta di biodiversità non trascurabile. In altre parole è cambiato il concetto di adattamento: mentre una variabilità genetica ampia è in grado di adattarsi ai mutamenti ambientali, una variabilità genetica ridotta richiede un maggior intervento dell’uomo nel tentativo di meglio adattare il campo al tipo di grano coltivato. E l’intervento dell’uomo molto spesso si traduce in utilizzo di prodotti chimici.

Fermentazione della pasta acida (II parte)

by luciano

Pasta acida e fitati
“L’aumento del contenuto di fibre nella farina può comportare una minore assimilazione dei minerali a causa dei fitati. Un’ottimizzazione della fase di fermentazione con pasta acida ha permesso di migliorare sia la biodisponibilità dei minerali che gli attributi sensoriali del prodotto finito (pane). (16mo. IFOAM Organic World Congress, Modena, Italy, June 16-20, 2008 Archived at ttp://orgprints.org/view/projects/conference.html)”.

Nota: L’acido fitico è tradizionalmente considerato un fattore antinutrizionale, cioè una sostanza in grado di limitare l’assorbimento o l’utilizzo dei nutrienti. Nel caso specifico, legandosi ad essi a formare sali insolubili (fitati e fitina), l’acido fitico ostacola l’assorbimento di alcuni minerali (calcio, ferro, magnesio e zinco).

Fermentazione a lievitazione naturale e proprietà dei prodotti da forno “Sfortunatamente, c’è spesso un compromesso tra la degradazione del glutine reattivo e la conservazione del glutine per le proprietà dei prodotti da forno. Per gli enzimi microbici possono essere necessarie grandi quantità di tempo e di calore per abbattere i peptidi tossici. Per degradare completamente il peptide α-gliadina 33-mer della farina di grano sono necessarie 24 ore a 30 ° C (Gallo e altri 2005), mentre il grano duro ha richiesto 72 ore di fermentazione a 37 ° C per soddisfare gli standard di etichettatura senza glutine (De Angelis e altri, 2010). Le glutenine HMW, che sono importanti per la cottura e l’integrità della pasta, sono degradate prima e più estesamente delle prolamine reattive durante la fermentazione degli acidi (Ga ̈nzle e altri 2008, Wieser e altri 2008). L’impasto fermentato a lungo ha un elevato rapporto di gliadine con le glutenine, il che è molto indesiderabile per i fornai. I legami disolfuro che tengono insieme il glutine macropolimero (GMP), un componente intrinseco della qualità della cottura, iniziano a deteriorarsi molto prima del glutine. Solo 5 ore di fermentazione con Lactobacilli o prodotti chimici acidi hanno degradato il GMP fino al 46% (Wieser e altri 2008). I pentosani, un componente importante per la cottura del pane di segale, sono stati anche idrolizzati in pasta madre germinata (Loponen e altri 2009). Di conseguenza, la lunga e calda fermentazione a lievitazione naturale per idrolizzare le prolamine compromette le proprietà funzionali di cottura dell’impasto. (A Grounded Guide to Gluten: How Modern Genotypes and Processing Impact Wheat Sensitivity – Chapter Fermentation and microbial enzymes – Lisa Kissing Kucek, Lynn D. Veenstra, Plaimein Amnuaycheewa, and Mark E. Sorrells. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety Vol. 14, 2015.)”.

Microbiologia della pasta acida
“È noto che il tipo di flora batterica sviluppata in ogni alimento fermentato dipende dall’attività dell’acqua, dal pH (acidità), dalla concentrazione di minerali, dalla concentrazione di gas, dalla temperatura d’incubazione e dalla composizione della matrice alimentare (Font de Valdez et al 2010). La microflora di cereali grezzi è composta da batteri, lievito e funghi (104 – 107 CFU / g), mentre la farina di solito ne contiene 2 x 104 – 6 x 106 CFU / g (Stolz, 1999). Nella fermentazione a lievito naturale il ruolo principale è svolto dalle specie eterofermentative dei LAB (Salovaara, 1998; Corsetti e Settani, 2007), specialmente quando la pasta acida è preparata nel modo tradizionale (Corsetti et al., 2003). Lactobacillus sanfranciscensis, Lactobacillus brevis e Lactobacillus plantarum sono i lattobacilli più frequentemente presenti nel lievito madre (Gobbetti, 1998, Corsetti et al., 2001; Valmorri et al., 2006; Corsetti & Settanni, 2007). I seguenti lieviti sono stati rilevati in cereali (9 x 104 CFU / g) e farina (2 x 103 CFU / g): Candida, Cryptococcus, Pichia, Rodotorula, Torulaspora, Trychoporon, Saccharomyces e Sporobolomyces. Saccharomyces cerevisiae non si trova nelle materie grezze. La sua presenza nella pasta madre è dovuta all’uso del lievito di birra nella maggior parte delle pratiche di panificazione quotidiane (Corsetti et al., 2001). L’importanza delle interazioni antagoniste e sinergiche tra lattobacilli e lieviti si basa sul metabolismo degli idrati di carbonio e degli aminoacidi e sulla produzione di anidride carbonica (Gobetti & Corsetti 1997). Lactic and acetic acid are predominant products of sourdough fermentation). Influence of Acidification on Dough Rheological Properties Daliborka Koceva Komleni, Vedran Slaanac and Marko Jukić Faculty of Food Technology, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Croatia 2012- www.intchopen)”.

 

Glutine ed intestino

by luciano

Digestione di peptidi del glutine nell’intestino crasso.

È stato dimostrato che l’eliminazione del glutine dalla dieta influisce sulla composizione della comunità batterica nell’intestino crasso dove il cibo non digerito nell’intestino tenue e potrebbe essere idrolizzato dal metabolismo microbico, generando composti benefici per l’ospite.

“Alimentary protein digestion followed by amino acid and peptide absorption in the small intestinal epithelium is considered an efficient process. Nevertheless, unabsorbed dietary proteins enter the human large intestine as a complex mixture of protein and peptides.53,63 The incomplete assimilation of some dietary proteins in the small intestine has been previously demonstrated, even with proteins that are known to be easily digested (e.g., egg protein).64,65 The high proline content of wheat gluten and related proteins renders these proteins resistant to complete digestion in the small intestine. As a result, many high molecular weight gluten oligopeptides arrive in the lower gastrointestinal tract.66 While gluten peptides pass through the large intestine, proteolytic bacteria could participate in the hydrolysis of these peptides. A recent study from our group has shown that some of the gluten ingested in the diet is not completely digested while passing through the gastrointestinal tract, and is consequently eliminated in feces.

Moreover, it has been shown that the amount of gluten peptides present in feces is proportional to the amount of gluten consumed in the diet. Therefore, several gluten peptides are resistant to both human and bacterial proteases in the gastrointestinal tract.66,67

The large intestine is the natural habitat for a large and dynamic bacterial community. Although the small intestine contains a significant density of living bacteria, the density in the large intestine is much higher. The large intestine has as many as 1011–1012 cells per gram of luminal content that belong to thousands of bacterial taxa. Furthermore, the large intestinal microbiota is extremely complex and performs specific tasks that are beneficial to the host.68–71 Among the important functions that the intestinal microbiota performs for the host are several metabolic functions.72 In contrast to the rapid passage of dietetic components through the small intestine, the transit of the luminal material through the large intestine is considerably slower. The longer transit time in the large intestine has been associated with important bacterial metabolic activity.53 Therefore, undigested food in the upper gut could be hydrolyzed by microbial metabolism in the large intestine, generating beneficial compounds for the host.

The resistance of gluten peptides to pancreatic and brush border enzymes allows large amounts of high molecular weight peptides to enter the lower gastrointestinal tract. Therefore, gluten peptides are available for microbial metabolism in the large intestine and could be important to the composition of the intestinal microbiota. It has been shown that removing gluten from the diet affects the composition of the bacterial community in the large bowel.78,79 De Palma et al.78 observed that healthy subjects who followed a gluten-free diet for 1 month had reduced fecal populations of Lactobacillus and Bifidobacterium, but the population of Enterobacteriae such as E. coli appeared to increase. Similar results were obtained in studies with CD patients. Treated CD patients also showed a reduction in the diversity of Lactobacillus and Bifidobacterium species.80,81Gluten Metabolism in Humans. Alberto Caminero, … Javier Casqueiro, in Wheat and Rice in Disease Prevention and Health, 2014”

Un’opportunità da cogliere: glutine digeribile e tollerabile. Perché?

by luciano

Il glutine (è un composto proteico che si forma quando glutenina e gliadina, presenti nella farina, sono mescolate con forza con acqua) è responsabile celiachia in soggetti geneticamente predisposti. Non tutto il glutine è all’origine di questa patologia: la ricerca ha, infatti, isolato alcune sequenze di aminoacidi (sono i “mattoni” che costituiscono il glutine) che sono responsabili della reazione avversa del sistema immunitario umano innato e adattivo. Queste sequenze sono presenti (anche più volte) nelle catene molecolari (peptidi) che costituiscono il glutine, e, soprattutto nelle gliadine.
Moltissimi sono gli studi che hanno come obiettivo quello di creare grani o farine senza queste sequenze, impasti dove l’azione di particolari batteri presenti nella pasta acida distruggano le frazioni tossiche. Ancora sono stati identificati particolari enzimi (proteasi prodotte dall’Aspergillo) in grado di attivare una completa digestione enzimatica della gliadina, riducendo o annullando la risposta reattiva delle cellule T sensibili al glutine. (Toft-Hansen H et al Clin Immunol. 2014 Aug;153(2):323-31. doi: 10.1016/j.clim.2014.05.009. Epub 2014 Jun 3).
Il glutine è indigeribile in quanto tale, solo se suddiviso negli aminoacidi costituenti può essere digerito e, dopo essere passato nel sangue, essere assimilato. L’azione di “spezzettamento del glutine è svolta dall’enzima pepsina (è il più importante tra gli enzimi digestivi e, attivata dall’acido cloridrico, attacca le proteine e le scompone in frammenti detti polipeptidi che verranno successivamente scomposti nei singoli aminoacidi dalla tripsina), presente nello stomaco e dall’enzima tripsina prodotta dal pancreas presente nell’intestino. Questi due enzimi non sempre riescono a “spezzettare” il glutine e i residui vengono, dalle persone “normali”, eliminate. Questi residui, invece, se contenenti le sequenze tossiche attivano la risposta del sistema immunitario che li combatte come “nemici”. Più il glutine è forte (cioè quanto più forti sono i legami delle molecole che costituiscono il glutine) più difficile e lunga sarà l’azione degli enzimi. Si può nascere celiaci ma anche ci si può diventare se predisposti geneticamente. A rischio maggiore, ovviamente, sono i congiunti e parenti dei celiaci. La ricerca scientifica ha evidenziato che l’uso nella dieta cibi prodotti con grani più possibilmente leggeri e tollerabili (con la minor quantità possibile di “epitopi tossici”) riduce la possibilità di diventare celiaci ed è indicato per le persone sensibili al glutine non celiache.
Un esempio riguardante il grano monococco lo troviamo nello studio:
“…..Conclusions: Our study shows that Tm (Grano Monococco) is toxic for CD patients as judged on histological and serological criteria, but it was well tolerated by the majority of patients, suggesting that Tm is not a safe cereal for celiacs, but that it may be of value for patients with gluten sensitivity or for prevention of CD.Copyright of European Journal of Nutrition is the property of Springer Science & Business Media B.V. and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder’s express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract.”

La ricerca scientifica, ormai da qualche tempo, ha evidenziato un’altra patologia legata al glutine: la sensibilità al glutine non celiaca (NCGS). E’ oggi, possibile diagnosticarla solo attraverso una lunga e complessa serie di analisi che, per questo motivo, non possono trovare larga applicazione. La ricerca (ottimamente riassunta nella ricerca allegata) è ancora in alto mare, infatti, nella realizzazione di biomarcatori idonei a diagnosticare questa patologia in modo certo e semplice. Infine va rilevato come pur esistendo moltissimi gli studi, ricerche e test su pazienti, questi sono risultati troppo parziali per arrivare a definire “con certezza” come viene attivata la NCGS. Le gliadine, comunque, svolgono un ruolo importante dal momento che l’antigene anti gliadine è stato trovato nei pazienti diagnosticati con questa patologia.
In ultimo la ricerca ha evidenziato come un glutine leggero e tollerabile sia meno invasivo per i soggetti con la patologia dell’intestino irritabile.

Elevato indice glicemico dei prodotti gluten-free

by luciano

“Nel formulare prodotti Gluten Free quindi il primo problema da risolvere è l’assenza del reticolo proteico su cui costruire il prodotto. Questa carenza si ripercuote sulla struttura del prodotto sia in termini di volume sia a livello organolettico. Le formulazioni si basano principalmente su miscele di amidi e sostanze che fanno da “collante” e spesso presentano un deciso sbilanciamento nutrizionale, cioè una forte carenza di fibra e un elevato indice glicemico. L’Indice Glicemico chiarisce quanto velocemente il carboidrato ingerito viene demolito, assorbito e immesso nella circolazione sanguigna come fonte energetica per le cellule. Alimenti a basso Indice Glicemico rilasciano energia in modo prolungato, in modo costante e permettono di evitare la sensazione di fame poche ore dopo il pasto. Alimenti ad alto Indice Glicemico rilasciano energia sotto forma di glucosio molto velocemente con il risultato che la sensazione di fame non tarda a farsi sentire ed il glucosio in eccesso viene trasformato in grasso di deposito. Nella relazione “Indice Glicemico e Prodotti privi di Glutine” della dott.ssa Alessandra Bosetti, dietista clinico presso l’ospedale Sacco, emergere l’esigenza di riconsiderare le caratteristiche dei prodotti dieto-terapeutici per migliorarne l’indice glicemico e l’adeguatezza nutrizionale.
Nei diversi prodotti da forno si evidenziano inoltre una serie di difetti organolettici riassunti qui:
• Biscotti: manca consistenza al morso, struttura troppo dura o eccesso di sabbiosità, manca persistenza del gusto;
• Torte da forno: manca volume, asciugano in fretta, gommosità, manca persistenza del gusto, profilo nutrizionale sbilanciato;
• Pane, pizza: manca volume, manca elasticità nella mollica, mollica poco omogenea, gommosità, profilo nutrizionale sbilanciato.
Nelle diverse formulazioni si utilizzano farine di mais, riso, quinoa, grano saraceno, a cui sono aggiunti amidi con funzione strutturante o emulsionante e idrocolloidi. Questi ultimi hanno l’importante funzione di assorbire e trattenere l’acqua dell’impasto e in fase di cottura di creare una maglia di contenimento all’amido gelatinizzato. Tra i principali idrocolloidi utilizzati ricordiamo la gomma di guar, lo xantano la carragenina, l’idrossimetilcellulosa. Per utilizzare al meglio questi prodotti si consiglia di impiegare acqua calda o lunghi tempi di riposo che permettono un’idratazione ottimale delle fibre.
Ancora poco si è studiato sulle impastatrici: l’impastatrice a spirale la forcella o le braccia tuffanti sono le meno indicate in quando non è presente glutine da formare o orientare. Normalmente si utilizzano impastatrici planetarie per avere la migliore idratazione dei diversi componenti; inoltre se permettono un’ossidazione ottimale dell’impasto la maglia formata da gomme e amidi mostra una migliore resistenza e funzionalità.”
Da: https://www.sigmasrl.com/it/blog/importanza-del-gluten-free

Fermentazione della pasta acida (I parte)

by luciano

Lo studio evidenzia l’azione che la pasta acida ha sia nell’idrolizzare (rompere) le proteine ricche di prolina (gliadina) coinvolte nell’attivazione del sistema immunitario umano sia nell’idrolizzare (rompere) il glutine (favorendo la digeribilità) e soprattutto le glutenine ad alto peso molecolare

La pasta acida e il suo potenziale di degradazione del glutine. Il lievito naturale è prodotto utilizzando una coltura di lactobacillus, spesso in combinazione con il lievito (saccaromiceti). Il lievito naturale è il metodo più antico per la lievitazione del pane ed è ancora utilizzato per alcune applicazioni. Ad esempio, per preparare il pane di segale, forse perché l’impasto ottenuto dalla farina di segale ha bisogno di un pH basso per essere adatto alla cottura (Arendt et al., 2007). Rispetto agli impasti trattati con lievito per pane a base di grano o di segale, la pasta madre produce un gusto tipicamente piccante o aspro, principalmente a causa dell’acido lattico prodotto dai lattobacilli. Inoltre, durante la fermentazione la proteolisi fornisce composti che sono precursori degli aromi volatili e degli amminoacidi che vengono convertiti dai batteri in composti che sono precursori dei sapori (Gänzle et al., 2008). Tradizionalmente, la pasta madre viene aggiunta come ingrediente alla farina di frumento o di segale non modificata per la panificazione. Tuttavia, alcuni autori (Rizzello et al., 2007) hanno proposto la pasta madre come l’ingrediente principale e l’unica fonte di proteine ​​per produrre il pane senza glutine.

Antiche varietà di grano e salute umana: implicazioni biochimiche e cliniche.

by luciano

Un importante studio che evidenzia le interessanti caratteristiche delle antiche varietà di grano in relazione, soprattutto, ad alcune diffuse patologie gastrointestinali (This manuscript reviews the nutritional value and health benefits of ancient wheats varieties, providing a summary of all in vitro, ex vivo, animal and human studies that have thus far been published.)

Premessa:
Antiche varietà di grano. Sebbene non esista una definizione precisa, è generalmente accettato che il grano antico sia rimasto invariato negli ultimi cento anni. Al contrario, le specie moderne sono state ampiamente modificate e soggette a incroci in quella che viene comunemente definita la “rivoluzione verde”. Questo termine è stato sviluppato per riferirsi a una serie di iniziative di ricerca e trasferimento tecnologico avvenute tra gli anni ’30 e la fine degli anni ’60. La rivoluzione verde fu iniziata da Strampelli, che fu tra i primi, in Europa e nel mondo, ad applicare sistematicamente le leggi di Mendel a caratteristiche come la resistenza alla ruggine, la fioritura precoce e la maturità e la lunghezza dello stelo. Di conseguenza, la produzione di grano italiano è raddoppiata, un risultato che durante il regime fascista è stato definito la “Battaglia del grano” (1925-1940) [10]. Dopo la Seconda Guerra Mondiale, alcune delle varietà di grano di Strampelli furono usate come genitori nei programmi di riproduzione in molti paesi in una fase della Rivoluzione Verde, definita come la rivoluzione verde di Norman Borlaug. Questa fase è stata determinante nello sviluppo delle varietà ad alto rendimento [10]. Successivamente, durante gli anni ’60, la ricerca si concentrò sul miglioramento della qualità delle proteine ​​di riserva, aumentando così le proprietà tecnologiche. Agronomi coltivavano varietà di mais, grano e riso che venivano generalmente indicati come “varietà ad alto rendimento” basate su una maggiore capacità di assorbimento dell’azoto rispetto ad altre varietà. Alti livelli di azoto nei terreni causano l’allettamento del grano prima del raccolto. Pertanto, i geni semi-nani sono stati allevati per migliorare per ridurre sia l’allettamento che il ciclo di maturazione. I principali risultati di questa rivoluzione sono stati lo sviluppo di varietà moderne caratterizzate da una maggiore resa, una ridotta suscettibilità alle malattie e agli insetti, una maggiore tolleranza agli stress ambientali, una maturazione omogenea (per ottimizzare la raccolta) e un contenuto di glutine più elevato (per migliorare qualità del pane e della pasta). Mentre questi programmi di coltura intensivi hanno contribuito ad aumentare la produzione e la qualità tecnologica, si è verificata una concomitante diminuzione della variabilità genetica e un progressivo impoverimento delle proprietà nutrizionali e nutraceutiche del grano, determinate principalmente dalla completa sostituzione delle antiche razze locali con la moderna varietà “.

Alcuni passaggi dello studio aiutano a focalizzare le evidenze più significative che, sebbene, riferite ad un limitato numero di ricerche, aprono interessanti prospettive per una maggiore utilizzazione dei grani antichi al fine di diminuire i disturbi derivanti dall’ingestione del glutine:

About monococcum wheat: “Compared with soft wheat, einkorn showed a lower content of both total and resistant starch (mean value: 655 vs 685 g/kg dry matter (DM) and 25.6 vs 30–88 g/kg DM respectively) [7]. However, the amount of amylose molecules, that are digested more slowly, was higher than the amount of amylopectin molecules, thereby lowering both glucose and insulin levels in the blood after meals [14] and maintaining satiety for longer periods [15]. By evaluating the average protein content, einkorn protein values were 59% higher than those of modern wheat [16], but the bread-manufacturing quality of storage proteins were poor, making it better suited to the preparation of cookies or pasta [17]. The comparative analysis of lipids and fatty acid composition in einkorn and soft wheat germ revealed a higher content of lipids (+50%) in einkorn, with a greater proportion of monounsat- urated fatty acids (+53%), and lower polyunsaturated (−8%) and saturated fatty acids (−21%) [16]. With respect to phytochemicals, einkorn showed the highest concentration of phytosterols and tocols (1054 and 57 μg/g DM respectively), but this difference was mostly marked in the HEALTHGRAIN dataset [12]. In addition, einkorn, khorasan wheat and emmer wheat cultivars showed the highest content of total carotenoids (2.26, 6.65 and 8.23 μg/g DM respectively) and lutein (7.28, 4.9 and 2.7 μg/g DM), the major carotenoid with respect to all the other species [18,19]. Of interest, several lines of einkorn showed lutein values from three to eight-fold higher than soft wheat and two-fold greater than those for durum wheat. Some authors suggested that the higher carotenoid content in einkorn-made products could be a result of lower processing losses, linked to lower lipoxygenase activity [7]. “

“Although there is insufficient evidence to suggest that ancient wheat varieties prevent gluten-related disorders, several studies have shown that a diet based on less-immunoreactive wheat products, with fewer amounts and types of reactive prolamins and fructans, may help in the improvement of gastrointestinal and/or systemic symptoms of some auto-immune or chronic diseases (eg, irritable bowel syndrome, etc.) [34]. These less-immunoreactive varieties, like einkorn, may be good targets for slowing the development of disease in populations genetically predis posed to celiac disease and other wheat sensitivities [42]. “

“On the other hand, a subsequent paper investigating how in vitro gastro-intestinal digestion affects the immune toxic properties of gliadin from einkorn (compared to modern wheat), demonstrated that gliadin proteins of einkorn are sufficiently different from those of modern wheat, thereby determining a lower immune toxicity following in vitro simulation of human digestion [40]. “

“Although concrete functional benefits are difficult to ascertain from random individual human trials, since they are subject to differences and/or limitations in experimental design, participant number and participant characteristics in the case of parallel arm studies, results unanimously suggest that the consumption of products made with ancient wheat varieties ameliorate not only proinflammatory/antioxidant parameters (where investigated) but also glycaemic and lipid status. “ Ancient wheat species and human health: Biochemical and clinical implications. Stefano Benedettelli et altri. September 2017. (Available online at www.sciencedirect.com)

Approfondimenti
Antiche varietà di grano e salute umana: implicazioni biochimiche e cliniche

Il Glutine e le frazioni “tossiche” (I parte)

by luciano

-la struttura della gliadina e la tossicità di alcune frazioni –
Il glutine è un composto proteico formato dalla prolammina, nota col nome di gliadina nel frumento e responsabile dei principali fenomeni di reazioni avverse, e dalla glutenina presenti principalmente nell’endosperma della cariosside di cereali quali frumento, farro, segale e orzo. Il glutine si forma quando acqua, farina e lievito sono mescolati: gliadina e glutenina si uniscono formando un impasto caratterizzato da viscosità, elasticità e coesione. Pertanto la quantità e il grado d’integrità delle proteine che compongono il glutine presente in una farina sono un importante indice per valutarne la qualità e l’attitudine alla panificazione.
Gliadina e glutenina, pertanto, sono state oggetto di numerosissime ricerche sia in relazione alle proprietà riguardanti le caratteristiche reologiche degli impasti sia riguardo alle reazioni avverse che attivano del sistema immunitario. Sono stati gli studi riguardanti la celiachia che hanno scoperto chi e come causa questa patologia: sono alcuni peptidi (un insieme di aminoacidi) presenti, soprattutto nella gliadina che contengono delle sequenze che sono tossiche, cioè attivano, nei soggetti geneticamente predisposti, la reazione avversa del sistema immunitario. La gliadina, a sua volta, è composta da diverse sub unità e queste contengono in diversa quantità e qualità le frazioni “tossiche”.
Non solo la ricerca di William Hekkins ha messo in luce come anche la forma e la posizione delle molecole della gliadina influenzano non solo le proprietà chimiche e fisiche ma anche la tossicità.
“The gliadin proteins are heterogenous in different regions of the molecule and consequently differ in phisical and chemical properties. About 35% of the gliadin molecule is the alfa helix form, whereas 35% are beta turns(5). The latter are concentrated in the N terminal and C terminal more apolar parts of the gliadin. The remaining part has a random structure. These form have conseguences for the immunogenecity of the different regions in the molecule. Especially beta-turns are immunogenic.” The Toxicity of wheat prolamins William TH. J. M. Hekkens Annales Nestlé 1995 n. 51.
Lo studio ha analizzato anche il meccanismo alla base della tossicità rilevando come “ il passaggio di frammenti di gliadina non digeriti (frammenti più lunghi di 8 aminoacidi) o una minore tolleranza alla gliadina provochi la reazione del sistema immunitario”.
Non è sufficiente, dunque, sapere quanta gliadina è presente in un grano, ma occorre avere lo screening completo delle sue sub unità (qualità, quantità, e, in accordo con lo studio citato anche forma e posizione).
Lo studio sulla “struttura della gliadina” potrebbe in parte, spiegare perché alcuni grani antichi (ad esempio il monococco) pur avendo una quantità di gliadina (e segnatamente alfa gliadina) non inferiore ai grani moderni presenta livelli di tossicità nulli o quasi.
Approfondimenti
Il Glutine e le frazioni “tossiche”

Fodmaps (Fermentable, Oligo-, Di-, Mono-saccharides And Polyols)

by luciano

Negli anni, sono emerse numerose evidenze che l’ingestione di certi carboidrati a catena corta, includenti lattosio, fruttosio e sorbitolo, fruttani e galatto oligosaccaridi, induce i sintomi tipici della Sindrome dell’intestino irritabile.
Un metodo per ridurre la quantità di FODMAP e possibilmente la bioattività delle ATI nel pane (e quindi teoricamente migliorarne la tollerabilità), è l’utilizzo di processi di fermentazione prolungati nel processo di panificazione. La fermentazione a lievitazione naturale (pasta acida) attiva alcuni enzimi proteolitici e fruttosidasi nell’impasto e può quindi ridurre la quantità di proteine ​​e fruttani nei prodotti finali [14,15,16,17]. Il contenuto FODMAP del pane a lievitazione naturale può essere ridotto fino al 90% utilizzando uno specifico sistema a lievitazione naturale, come dimostrato nel nostro studio precedente [16]. Presi insieme, la cottura a lievitazione naturale potrebbe teoricamente dare prodotti con una migliore tollerabilità gastrointestinale.
(Pilot Study: Comparison of Sourdough Wheat Bread and Yeast-Fermented Wheat Bread in Individuals with Wheat Sensitivity and Irritable Bowel Syndrome Reijo Laatikainen et altri. Published: 4 November 2017.) Nota: I riferimenti presenti nel testo si riferiscono alla bibliografia dello studio citato.
Il lievito, d’altra parte, produce enzimi di inulina e invertasi che lavorano insieme per idrolizzare efficacemente i fruttani (Nilsson e altri 1987). La fermentazione con S. cerevisiae per 1,7 ore ha ridotto il contenuto di fruttani di grano integrale e farina bianca rispettivamente del 33% e del 48% (Knez e altri 2014). (A Grounded Guide to Gluten: How Modern Genotypes and Processing Impact Wheat Sensitivity – Chapter Fermentation and microbial enzymes – Lisa Kissing Kucek, Lynn D. Veenstra, Plaimein Amnuaycheewa, and Mark E. Sorrells. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety Vol. 14, 2015)

La riscoperta della coltivazione del grano più antico: il grano monococco (chiamato anche farro monococco o piccolo farro).

by luciano

Una descrizione molto approfondita sulla coltivazione del monococco, varietà Monlis, Hammurabi e ID331, la troviamo in un’interessante tesi di Laurea. Lorenzo Moi nel 2013 sotto la supervisione del CREA ha seguito ad Orosei Sardegna, tutte le fasi di semina, coltura, raccolto e trasformazione di queste varietà che sono state oggetto anche di moltissime analisi riguardanti le varie fasi di lavorazione. (UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA DIPARTIMENTO DI AGRONOMIA, ANIMALI, ALIMENTI, RISORSE NATURALI E AMBIENTE Corso di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie agrarie. IL FRUMENTO MONOCOCCO (Triticum monococcum L. ssp. monococcum) IN SARDEGNA: CARATTERISTICHE AGRONOMICHE, REOLOGICHE, TECNOLOGICHE E POSSIBILITÀ DI SVILUPPO
Relatore
Prof. ssa Margherita Lucchin Correlatori
Dott. Norberto Pogna Dott.ssa Laura Gazza Laureando Lorenzo Moi).
Lorenzo Moi, Padovano, si è dedicato alla riscoperta dei grani antichi con passione, determinazione e competenza rari che lo hanno portato anno dopo anno ad ottenere prodotti unici per caratteristiche organolettiche e salutistiche preservando nel contempo la biodiversità dell’ambiente.
“Quando nel 2016 sono rientrato in Sardegna ho deciso che quella della coltivazione e trasformazione del grano diventasse la mia attività principale – racconta Lorenzo Moi –. Abbiamo iniziato a piccoli passi e ora abbiamo un’estensione di circa 15 ettari, che contiamo di triplicare nei prossimi anni. Per ora vendiamo solo ai privati, ma ci stiamo organizzando per aprire uno spaccio nel nostro mulino di Orosei. Vendiamo farina, pane carasau e vari tipi di pasta fresca, dalla fregula ai malloreddus». Il marchio che sta cominciando a cavalcare anche l’onda lunga del commercio elettronico si chiama “I grani di Atlantide” e richiama il mito ma anche il concetto di terra fertile. Un grano che punta sul suo alto contenuto proteico e che previene la celiachia: come testimoniano le relazioni degli Istituti di Gastroenterologia dell’università di Brescia e Federico II di Napoli.”

Farina di farro Dicocco e di farro Spelta

by luciano

Premessa: la ricerca ha evidenziato l’importanza della pasta madre realizzata con LAB selezionati e con quelli autoctoni delle farine di farro dicocco e spelta per sfruttare completamente il potenziale di questi “grani antichi”. L’optimum sarà, quindi, partire da una pasta madre con una selezione di lattobacilli (LAB) e rinfrescarla con le farine in oggetto apportando, così, il contributo del Lab presenti nelle stesse farine.

“Lactobacillus brevis 20S, Weissella confusa 24S and Lact. plantarum 31S were used as pool 1 to start spelt flour. Lactobacillus plantarum 6E, Lact. plantarum 10E and W. confusa 12E were used as pool 2 to start emmer flour. ‘Ancient grains’ could serve as an abundant source of protein and soluble fibre, oleic acid and macro- and micro-elements (Bonafaccia et al. 2000; Ruibal-Mendieta et al. 2005). In spite of this increasing interest, few results are available on the microbiota of spelt and emmer and on their suitability for bread making. Selection of starters within endogenous strains was considered the most important pre-requisite. Some recent studies (Di Cagno et al. 2008a,b,c) on fermented vegetable foods, which also included strains of Lact. plantarum, have clearly shown that endogenous strains are preferred to those of the same species isolated from different matrices to promote a rapid and intense process of acidification with a positive influence on nutritional and technological properties. To use, mixed starters was considered functional to completely exploit the potential of spelt and emmer flours. Mixture of strains with dif- ferent carbohydrate metabolism is frequently used because it may guarantee optimal acidification and sensory properties (Gobbetti 1998). Mixed obligate and facultative heterofermentative lactic acid bacteria starters, as selected in pool 1 and 2, ensured rapid growth and acidification, the capacity to liberate FAA and exploited the rheology, sensory and nutritional properties of the raw flours. This was according to a two-step fermentation process. The use of sourdough comprising selected and autochthonous strains of lactic acid bacteria was considered the most suitable biotechnology to exploit the potential of spelt and emmer flour in bread making. Fermentation of spelt, emmer or wheat flours by pool 1 and 2 was allowed according to a two-step fermentation process (Fig. 1). As the general rule, it was possible to keep it lower than 4Æ0 in spelt and emmer sourdoughs, which implied a considerable synthesis of acetic acid (Gobbetti et al. 2005). Acidity of spelt and emmer breads was perceived through sensory analysis and positively influenced the volume and crumb grain of breads. Flavour of bread is known to be influenced by the combination of raw materials, fermentation and baking process (Gobbetti et al. 2005). Spelt and emmer sourdough breads received the highest score for acid taste, and a clear preference for the global taste was assigned to spelt sourdough bread. First, this study showed the suitability of spelt and emmer flours to be used for bread making according to a two-step fermentation process. Sourdough biotechnology based on selected starters was indispensable to completely exploit the potential of these ‘ancient grains’. Spelt and emmer flours were purchased from a local market. The characteristics of emmer flour were water content, 15,0%; protein (N · 5,70), 15,1% of dry matter (d.m.); fat, 2,5% of d.m.; ash, 1,9% of d.m.; and total soluble carbohydrates, 2,6% of d.m. The characteristics of spelt flour were water content, 15,0%; protein (N · 5,70), 19,1% of d.m.; fat, 2,2% of d.m.; ash, 2,0% of d.m.; and total soluble carbohydrates, 2,7% of d.m. Spelt and emmer flours: characterization of the lactic acid bacteria microbiota and selection of mixed starters for bread making. (
R. Coda, L. Nionelli, C.G. Rizzello, M. De Angelis, P. Tossut and M. Gobbetti. 1 Department of Plant Protection and Applied Microbiology, University of Bari, Bari, Italy 2 Puratos N. V., Industrialaan, 25 B-1702z, Groot-Bijgaarden, Belgium. 2009).”

Diversità genetica del grano

by luciano

A-B-D Genomes

Wheat occurs in a range of diploid, tetraploid and hexaploid forms (summarised in Table 1). The earliest cultivated forms were the A genome diploid einkorn (T. monococcum var monococcum) and tetraploid emmer (T. turgidum var. dicoccum) with the A and B genomes. These are closely related to wild forms: diploid T. monococcum var. monococcum and T. ururtu and tetraploid T. turgidum var. dicoccoides, respectively. Modern tetraploid durum (pasta) wheat (T. turgidum var. durum) probably arose from mutations in cultivated emmer.
Hexaploid wheat (Triticum aestivum) (genomes ABD)
Hexaploid wheat (Triticum aestivum) (genomes ABD) has never existed as a wild species and no wild hexaploid wheats are known. It probably arose by hybridization of cultivated emmer with the related wild grass T. tauschii (goat grass, also called Aegilops tauschii and Ae. squarossa). This hybridization probably occurred in south-eastern Turkey about 9000 years ago (Feldman, 1995, Dubcovsky and Dvorak, 2007) and contributed the D genome. All cultivated hexaploid wheats, including spelt, are forms of T. aestivum.
A major difference between “ancient” cultivated wheats (einkorn, emmer, spelt) and their wild relatives and modern durum and bread wheats is whether the grain are hulled or free threshing. In hulled wheats the glumes and palea adhere to the grain and the threshed material consists of intact spikelets.
α-gliadins
As the most coeliac-active T-cell epitopes are present on the α-gliadins, emphasis has been placed on exploring differences in the amounts and sequences of proteins of this class. Kasarda 
et al. (1976)
33mer fragment of α-gliadin
The studies of van Herpen et al. (2006) showed that T-cell stimulatory epitopes were more abundant in α-gliadins encoded by the D genome, and Molberg et al. (2005) who demonstrated that the immunodominant 33mer fragment of α-gliadin was encoded by chromosome 6D (and hence absent from diploid einkorn and tetraploid wheats).
The absence of the D genome from durum wheat
The absence of the D genome from durum wheat could result in lower coeliac activity due to the absence of the T-cell stimulatory epitopes at the Gli-D2 locus. van den Broeck et al. (2010a) therefore screened 103 accessions of tetraploid wheat by immunoblotting of gluten protein extracts with monoclonal antibodies against the Glia-α9 and Glia-α20 epitopes. This identified three accessions with significantly reduced levels of both epitopes. Further analysis of 61 durum wheat accessions by high throughput transcript sequencing similarly identified some accessions with lower abundances of transcripts containing coeliac disease epitopes (Salentjin et al., 2013).
Other gluten proteins
Although impressive progress has been made with identifying variation in the abundances of coeliac disease epitopes in α-gliadins, it must be borne in mind that other groups of gluten protein also contain coeliac active sequences. This was demonstrated in the survey of gluten protein sequences in the Uniprot protein sequence database by Spaenij-Dekking et al. (2005) which is referred to above. They showed that T-cell stimulatory epitopes were present in all γ-gliadin sequences (17/17), in 95.5% (21/22) of HMW subunit sequences and in 5% of LMW subunit sequences (3/57), in addition to 66% (19/29) of α-gliadin sequences. (Improving wheat to remove coeliac epitopes but retain functionality. Peter R. Shewry and Arthur S. Tatham 2016).

La funzione degli additivi nelle farine

by luciano

Autore: Simona Lauri (www.quitidiemagazine.it)
“Premessa
Qualche mese fa, una nota azienda alimentare commercializzò una farina riportante sulla confezione la dicitura “senza additivi”. Questo fatto suscitò immediatamente molte polemiche (false o presunte, non entro nel merito) ed indignazione da parte degli Operatori del Settore.
E’ chiaro che il più indignato in assoluto è stato l’inerme consumatore, che si è visto crollare addosso l’ultimo baluardo di sana alimentazione: la farina può non essere solo tale e contenere additivi volontari.
L’incipit “senza additivi” ha svelato finalmente a tutti che le farine non sono tutte uguali (non mi riferisco naturalmente alla sola classificazione botanica, merceologica e reologica), ma soprattutto non è purtroppo vero che tutte le farine in commercio siano prive di additivi volontari.
Quando parlo di “farine”, faccio riferimento agli sfarinati la cui denominazione di vendita è riportata nel Decreto del Presidente della Repubblica n°187/2001 e non all’immenso mondo dei mix, semilavorati, preparati, miglioratori, miscele già pronte all’uso per pane bianco, ai cinque cereali, nero, pizza soffice, croccante, dolci, ecc. che molte aziende commercializzano e che nulla hanno a che vedere con la parola “farina”.
Additivi ammessi nelle farine
Parlando di “farina”, vi è il DPR n°187/2001 che disciplina sia i TIPI, sia la denominazione di vendita, sia la modalità (art. 4); purtroppo è anche vero che nelle farine è consentito aggiungere glutine secco (all’uopo vedasi il DM n°351/1994) oltre alla L-cisteina (E920), l’acido ascorbico (E300) nella quantità quantum satis, senza cioè uno specifico limite secondo Reg. (UE) n°1129/2011, oltre all’acido fosforico, di-, tri- e poli-fosfati (E338 – E452) e l’additivo biossido di silicio e silicati (E551-E559) consentito in tutte le categorie di alimenti, farine comprese, in dose massima di 10.000 mg/kg o mg/l a seconda degli alimenti.
Oltre a ciò, si aggiunga che sono ammessi anche gli enzimi Reg. (CE) n°1332/2008 e Reg. (CE) n°1829/2003. In virtù di una trasparenza d’informazione, in teoria e anche in pratica, tutti gli additivi volontari dovrebbero essere dichiarati in etichetta, ma purtroppo questo, da parte di molte aziende non succede pur restando nella legalità.

Acido Fitico

by luciano

L’acido fitico costituisce circa l’1% delle farine di grano e di segale e riduce la biodisponibilità di calcio, magnesio e ferro formando complessi con i cationi bivalenti. L’acido fitico inibisce gli enzimi del sistema digestivo necessari per idrolizzare amido e proteine1. Questo spiega perché alcune persone provano disagio nel mangiare prodotti di grano integrale. La pasta acida neutralizza l’acido fitico e “predigerisce” le proteine del grano durante il processo di fermentazione trasformandole in micronutrienti facili da digerire. 2

RIFERIMENTI

[1] Vaintraub, I. A. & Bulmaga, V. P. (1991). Effect of phytate on the in vitro activity of digestive proteinases. Journal of Agricultural and Food Chemistry 39 (5), 859-861 DOI: 10.1021/jf00005a008

[2] Gänzle, M. G. (2014). Enzymatic and bacterial conversions during sourdough fermentation. Food Microbiology, 37(0), 2-10. doi:http://dx.doi.org.libproxy.clemson.edu/10.1016/j.fm.2013.04.007

Approfondimenti:

Phytate Degradation during Breadmaking

Moderate decrease of pH by sourdough fermentation is sufficient to reduce phytate content of whole wheat flour through endogenous phytase activity.

I fertilizzanti e il grano

by luciano

L’agrotecnica negli ultimi 50 anni ha subito una forte evoluzione che ha comportato.

  1. Nuove modalità di distribuzione del concime azotato (N)
  2. Introduzione della difesa fungicida
  3. Introduzione di regolatori di crescita
  4. Introduzione delle lavorazioni superficiali del terreno

Particolare cura è stata rivolta all’uso dei concimi azotati per gli effetti sia sulla quantità di grano prodotto che sulla qualità del grano. Infatti incrementando l’apporto di azoto si ottiene un incremento di proteine e di glutine. La concimazione azotata minima sino agli anni 60 è andata aumentando fino ad arrivare anche a 220 Kg. per ettaro oltre che ad essere distribuito nell’arco della crescita della pianta.

Con l’aumento e il ritardo della distribuzione di azoto (N)

  1. a) Aumenta il contenuto proteico di chicco e farina
  2. b) Si riducono Albumine e Globuline mentre aumentano Gliadine 
e Glutenine (Godfrey, 2011; Pechanek, 1997 )
  3. c) Aumenta il rapporto GLU HMW/LMW (Pechanek, 1997)
  4. d) Cresce il rapporto GLI/GLU (Du Pont et al., 2006; Gupta et al, 1992)
  5. e) Cresce il contenuto in GLI α, β, γ mentre stabile ω (Du Pont et al., 2006; Wieser & Seilmeier, 1998)
  6. f) Aumentano gli AA liberi: Ala, Aso, Ile, Val (Godfrey, 2011)

Da: L’evoluzione delle tecniche agronomiche e l’opportunità dei cereali minori. Amedeo Reyneri, Debora Giordano Università degli Studi di Torino DISAFA. 2014.

Molte altre ricerche hanno evidenziato gli effetti dell’azoto e dello zolfo sul grano, effetti che, sostanzialmente, alterano le proporzioni del contenuto proteico. Alterazioni che si riflettono sia sulla digeribilità che sulla tollerabilità. Gli effetti sono molto diversi a seconda della varietà, della quantità di fertilizzanti e del periodo vegetativo durante il quale sono utilizzati.

The influence of nitrogen fertilisation on quantities and proportions of different protein types in wheat flour Herbert Wieser Werner Seilmeier First published: 26 March 1999. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0010(199801)76:1<49::AID-JSFA950>3.0.CO;2-2.

Grain subproteome responses to nitrogen and sulfur supply in diploid wheat Triticum monococcum ssp. Monococcum. Titouan Bonnot et altri. 2017. The Plant Journal (2017) 91, 894–910.

Effects of nitrogen nutrition on the synthesis and deposition of the β-gliadins of wheat . Yongfang Wan, Cristina Sanchis Gritsch, Malcolm J. Hawkesford and Peter R. Shewry. Department of Plant Biology and Crop Science, Rothamsted Research, Harpenden, Hertfordshire AL5 2JQ, UK .
E’ dunque molto importante che uso dei fertilizzanti sia controllato ed appropriato in modo da alterare il meno possibile il grano, rispettare il ciclo vegetativo senza “forzature” rispettare il terreno.
I grani “antichi” non hanno bisogno di fertilizzanti, diserbanti e funghicidi, sono naturalmente adatti proprio alla coltivazione biologica.

Approfondimento:
Split Nitrogen Application Improves Wheat Baking Quality by Influencing Protein Composition Rather Than Concentration

L’importanza fondamentale della maturazione

by luciano

La lunga maturazione di un impasto consente ai LAB (lattobacilli della pasta madre), insieme anche alle proteasi della farina, di attivare i processi enzimatici, chimico-fisici responsabili delle qualità organolettiche del prodotto finito come della sua shelf life. La durata del processo di maturazione è essenziale affinché i processi che attiva possano svolgere pienamente la loro attività.

Le lunghe maturazioni consentono ai LAB (lattobacilli della pasta madre), insieme anche alle proteasi della farina, di attivare il processo d’idrolisi delle proteine del glutine e, quindi, anche della frazione immunogenica; frazione che con Lab selezionati può essere anche degradata completamente. Questa tecnica -LAB selezionati- è già stata utilizzata della ricerca per ottenere la completa distruzione della frazione tossica (e, ovviamente, la distruzione totale della maglia glutinica –gluten network-) ed è stata utilizzata per ottenere una farina deglutinata. Nel corrente uso, invece, la pasta madre contiene un pool di lattobacilli estremamente variabili. Il nuovo metodo consente, quindi, per una determinata farina con pasta madre realizzata con la stessa farina (o con la farina di grano monococco come precisato nella descrizione del nuovo metodo), di ottenere un impasto con la maturazione più lunga possibile, con una maglia glutinica idonea, comunque, a essere poi utilizzata per avere un prodotto finito valido secondo gli usuali criteri (i cosiddetti requisiti o descrittori qualità).

“I diversi microrganismi impiegati durante la fermentazione hanno un metabolismo complesso che non si limita ad apportare all’impasto solamente modifiche macroscopiche legate all’utilizzo degli zuccheri per la produzione di anidride carbonica (agente primario della lievitazione). Questi microrganismi sono dotati, infatti, di enzimi capaci di modificare anche sostanzialmente la composizione dell’impasto. In generale quest’azione della flora microbica fermentante è tanto più evidente quanto più il tempo di lievitazione è lungo e quanto più varia è la tipologia di microrganismi impiegati. Si ha quindi che, lievitazioni rapide ottenute mediante lievito di birra abbiano un’azione blanda sulla trasformazione dei vari costituenti dell’impasto e che, al contrario, lunghe fermentazioni ottenute con paste acide, contenenti varie tipologie di batteri lattici e lieviti, causino trasformazioni molto più marcate nei diversi costituenti dell’impasto. Recentemente sono stati pubblicati vari studi per tentare di descrivere e sintetizzare come l’azione di lievitazioni lente ottenute mediante paste acide (quindi con metodi più vicini alle tradizionali tecniche di panificazione) influiscano sulle qualità organolettiche, nutrizionali e tecnologiche del pane.”. (Katina et al. 2005; Corsetti e Settanini 2007).”

“Si è visto che lunghe fermentazioni, ottenute mediante l’uso di pasta acida, migliorano l’aroma e il sapore del prodotto finito, grazie ai diversi acidi organici prodotti dall’attività dei batteri lattici sugli zuccheri. Le lunghe fermentazioni naturali comportano la liberazione di una maggior quantità di aminoacidi liberi nell’impasto. Questo è dovuto all’attività proteolitica dei batteri lattici e in parte all’attivazione delle proteasi presenti nella farina. Si è constatato che, la presenza nell’impasto di aminoacidi, permette la formazione di composti che contribuiscono alla formazione dell’aroma del pane migliorandone così le qualità organolettiche. Il generale aumento dell’aroma e della palabilità dei prodotti ottenuti mediante fermentazione naturale rende maggiormente appetibili i pani integrali che, come precedentemente visto, storicamente spesso non godono del favore dei consumatori. La produzione di pani integrali a lievitazione naturale potrebbe così aumentarne il consumo e favorire l’assunzione di tutti i nutrienti che questa tipologia di pane contiene. La fermentazione mediante pasta acida se paragonata alla lievitazione mediante lievito di birra ha differenti influenze sul contenuto di molti dei composti bioattivi presenti nel pane. In generale la diminuzione del pH dovuto all’uso di pasta acida causa un aumento dei composti fenolici e una diminuzione di composti quali la tiamina (vitamina B1), dei dimeri dell’acido ferulico (antiossidante) e dell’acido fitico. La riduzione del contenuto di acido fitico risulta importante poichè questa molecola, legandosi ai minerali contenuti nella farina, li rende indisponibili per l’organismo umano. È stata descritta una riduzione di acido fitico del 62% con paste acide a fronte di una riduzione del 38% mediante lievitazione con lievito di birra (Lopez et al. 2001).

PANE NUOVO DA GRANI ANTICHI Evoluzione delle varietà di grano, della tecnica molitoria e panificatoria (Ricerca realizzata con il supporto scientifico del Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell’Ambiente dell’Università degli Studi di Firenze e la collaborazione tecnica del Coordinamento Toscano Produttori Biologici)”.

“The most studied process for gluten degradation during bread making is sourdough fermentation. Sourdough is a mixture of flour and water that is fermented with LAB and yeasts (commonly Saccharomyces cerevisiae). The proteolytic activity of LAB enzymes to degrade gluten during dough mixing and fermentation may be attributed to the proteolytic activity of LAB and endogenous proteases of flour under acidic conditions”. This results in a weaker dough and a decrease in the loaf specific volume; these effects are accentuated when long fermentation times are used [38]. In contrast to traditional sourdough processes, it has been reported that for total gluten degradation, long fermentation times are needed (approximately 24–72 h). The use of sourdough fermentation for bread making plays a crucial role in the development of sensory properties such as taste, aroma, texture, and overall quality of baked goods. This is due to the acidification, proteolysis, and activation of a number of enzymes [7,8].

“Different attempts have been made for reduction of immunogenic gluten sequences of wheat while keeping its baking technological properties. In the last decade, several studies have shown the capacity of proteolytic enzymes, mainly peptidases, to degrade gluten during food processing. “

 

“Another important effect of sourdough fermentation is to disrupt the gluten protein network. The highest molecular weight proteins in gluten are glutenins which are polymers stabilised by disulphide bonds. When glutenins are partially hydrolysed, the depolymerisation and solubilisation of the polymers occurs (Thiele et al., 2004). In addition, glutathione is an endogenous reducing agent in dough that can cleave disulphide bonds particularly when the pH is slightly acidic as during the first hours of sourdough fermentation (Grosch and Wieaser, 1999; Wieser et al., 2008). Furthermore, the activity of glutathione reductase is increased due to the effect of the lactobacilli on the redox potential (Jänsch et al., 2007). Finally, proline-rich polypeptides released by disruption of the gluten network, are exposed to the action of proline-specific peptidases from lactobacilli”. (Trends in wheat technology and modification of gluten proteins for dietary treatment of coeliac disease patients . F Cabrera-Chávez, AM Calderón de la Barca 
Coordinación de Nutrición. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A. C. Carretera a la Victoria Km 0.6 P. O. Box 1735. Hermosillo 83000, Mexico)

“More recently, it was shown that selected Lactobacillus in combination with fungal and/or malt proteases could decrease the residual concentration of gluten immunogenic sequences during extended fermentation times [2–5]. However, its utilization may affect the technological properties of dough and the quality of baked products”. Qui lo studio evidenzia, anche, che con un pool di LAB selezionati si può arrivare non solo alla degradazione completa del glutine ma anche alla eliminazione dei residui tossici).

Microbial Proteases in Baked Goods: Modification of Gluten and Effects on Immunogenicity and
Product Quality. Nina G. Heredia-Sandoval, Maribel Y. Valencia-Tapia, Ana M. Calderón de la Barca and Alma R. Islas-Rubio. Received: 1 May. 016; Accepted: 27 August 2016; Published: 30 August 2016

La degradazione delle proteine del glutine influenza la reologia degli impasti e, di conseguenza, la struttura del pane (Thiele et al., 2004); inoltre, l’idrolisi della maglia glutinica migliora la lavorabilità dell’impasto (Wehrle et al., 1999). Gli aminoacidi e i piccoli peptidi rilasciati durante la fermentazione sono importanti per la crescita microbica nonché per lo sviluppo dell’aroma nei prodotti da forno. L’attività proteolitica/ peptidolitica dei batteri lattici può contribuire all’idrolisi dei peptidi amari e alla liberazione di peptidi bioattivi (Mugula et al., 2003). I batteri lattici hanno un ruolo sostanziale nella proteolisi durante la fermentazione (Di Cagno et al., 2002; Wehrle et al., 1999).

“The most studied process for gluten degradation during bread making is sourdough fermentation. Sourdough is a mixture of flour and water that is fermented with LAB and yeasts (commonly Saccharomyces cerevisiae). The proteolytic activity of LAB enzymes to degrade gluten during dough mixing and fermentation may be attributed to the proteolytic activity of LAB and endogenous proteases of flour under acidic conditions. This results in a weaker dough and a decrease in the loaf specific volume; these effects are accentuated when long fermentation times are used. pag. 7. “ (Microbial Proteases in Baked Goods: Modification of Gluten and Effects on Immunogenicity and
Product Quality. Nina G. Heredia-Sandoval, Maribel Y. Valencia-Tapia, Ana M. Calderón de la Barca and Alma R. Islas-Rubio. Received: 1 May 2016; Accepted: 27 August 2016; Published: 30 August 2016).

For those with a less severe reaction, with what Pollan calls “gluten intolerance”, which is more commonly known as non-celiac gluten sensitivity, the sourdough process may increase tolerance for consuming the bread, says Alessio Fasano, director of the Center for Celiac Research at Massachusetts General Hospital. The long fermentation process to make sourdough bread the old fashioned way does reduce some of the toxic parts of gluten for those that react to it, says Peter Green, director of the Celiac Disease Center at Columbia University. (https://www.theguardian.com/lifeandstyle/2016/mar/23/sourdough-bread-gluten-intolerance-food-health-celiac-disease).

Sourdough and degradation of protein: A grounded guide to gluten: How modern genotypes and processing impact wheat sensitivity – Chapter fermentation and microbial enzymes – (Lisa Kissing Kucek – Lynn D. Veenstra, Plaimein Amnuaycheewa and Mark E. Sorrels – Comprehensive reviews in food schience and food safety Vol 14 – 2015).

An important contribution of sourdough fermentation is wheat endoprotease activity that require a low pH level (Hartmann et al. 2006 – Ganzle et al. 2008 – Loponen et al. 2009).

 

Maturazione e fermentazione di un impasto acqua, farina e lieviti e/o batteri lattici

by luciano

La maturazione e la fermentazione sono solamente due tra gli innumerevoli processi che avvengono all’interno di un impasto: non sono la stessa cosa e non devo essere confusi l’uno con l’altro. Il concetto generale di “fermentazione” è abbastanza noto ed è inteso come il complesso delle reazioni biologiche che interessa la trasformazione degli zuccheri come la fermentazione lattica e quella alcoolica. Durante tali metabolismi parte degli zuccheri presenti negli impasti vengono trasformati dai lieviti e dai batteri in acidi, anidride carbonica, acqua, alcool etilico, energia ecc. e macroscopicamente si traducono in un abbassamento del valore del pH, nella produzione di sostanze aromatiche e/o volatili, produzione di gas e aumento di volume della massa in oggetto. Con il termine “maturazione”, invece, s’intende il complesso delle innumerevoli reazioni biochimiche che è alla base della scissione o scomposizione enzimatica di molecole complesse in molecole più semplici; da macromolecole complesse a semplici aminoacidi nel caso delle proteine, a monosaccaridi nel caso di polisaccaridi. Queste reazioni richiedono tempi lunghi, mentre la fermentazione è decisamente più veloce; la fermentazione, però, può essere rallentata moltissimo se l’impasto è posto in riposo a bassa temperatura (da +1°C a max +4°C). In questo modo diamo la possibilità all’impasto di maturare; solo a maturazione avvenuta si sceglierà di operare l’innalzamento graduale della temperatura al fine di incrementare, equilibrare ed ottimizzare il processo fermentativo. Fermentazione e maturazione prolungate hanno anche un’influenza non secondaria sia sulla conservazione (shelf-life) sia sulle caratteristiche organolettiche del prodotto finito conferendogli, tra l’altro, profumi e sapori accentuati.

Approfondimento:

L’importanza fondamentale della maturazione

Amido più digeribile nel Monococco

by luciano

Il contenuto di amilosio in T. monococcum (23,3-28,6% dell’ amido totale) (Hidalgo et al.. 2014) è più basso rispetto al grano duro (30%) e al grano tenero (35-43%), suggerendo che il contenuto di amilosio aumenta con l’aumentare del numero di genomi. Inoltre possiede granuli di amido di piccole dimensioni (cosiddetti B-type) in proporzione maggiore rispetto ai frumenti coltivati. Anche i granuli d’amido di grosse dimensioni (A- type) presentano un diametro nettamente inferiore nel grano monococco (13,2 μm) rispetto al frumento duro (15,3 μm) o al frumento tenero (23,8 μm) (Taddei et al. 2009) e tutto ciò contribuisce alla elevata digeribilità degli alimenti a base di grano monococco (Taddei et al. 2009), di conseguenza la superficie per unità di peso dei granuli d’amido del grano monococco (764 μm) è maggiore rispetto al grano tenero (550 μm), e quindi più rapidamente idrolizzata da parte delle amilasi (Franco et al. 1992).

Non tutto l’amido è rapidamente idrolizzato durante la digestione, la frazione che resiste alla digestione e all’assorbimento nell’intestino tenue umano è definita “amido resistente” e ha effetti fisiologici comparabili a quelli della fibra alimentare. Il grano monoccoco però ha un basso contenuto (0,2%) in “amido resistente” se confrontato con il grano tenero(0,4- 0,8%) (Abdel-Aal et al. 2008).

Tollerabilità del grano monococco.

by luciano

Una caratteristica peculiare di questo cereale è l’elevata tollerabilità alimentare. Negli ultimi anni sono state ottenute numerose evidenze sperimentali della ridotta tossicità delle prolamine di grano monococco. In particolare, le prolamine di questo cereale non sono in grado di indurre lesioni nella mucosa intestinale di pazienti celiaci (Auricchio et al., 1982; De Vincenzi et al., 1995; 1996) e di agglutinare le cellule K562(S), un test in vitro fortemente correlato con la “tossicità” dei peptidi prolaminici. Inoltre sono state individuate accessioni di T. monococcum povere di sequenze immuno-dominanti in grado di stimolare i linfociti T (Molberg et al., 2005; Spaenij-Dekking et al., 2005; Zanini et al., 2013). Recentemente, Gianfrani et al. (2012) hanno riportato i risultati di uno studio condotto su due genotipi di grano monococco, Monlis e ID331, a confronto con la varietà di grano tenero Sagittario. Orbene, mentre le prolamine di Sagittario e Monlis, una varietà di grano monococco priva di ω-gliadine, sono in grado di promuovere la proliferazione degli enterociti nelle cripte delle mucose di pazienti celiaci e di indurre la sintesi di interleu- china 15 (IL-15) negli enterociti dei villi intestinali, le prolamine di ID331, una linea di grano monococco contenente una sola ω-gliadina, non mostrano alcun effetto. I risultati suggeriscono che Monlis è in grado di attivare l’immunità innata e promuovere la sintesi di interleuchina 15 (IL-15), molecola chiave nell’induzione dell’immunità adattativa, mentre ID331 non sembra capace di elicitare questo tipo di risposta immunitaria. Tutto ciò è in accordo con l’osservazione che le prolamine della varietà Monlis e di altri genotipi di grano monococco privi di ω-gliadine si comportano come le prolamine di frumento tenero nella loro capacità di agglutinare le cellule K562(S) e alterare l’epitelio intestinale. Questi rari genotipi tossici di grano monococco (< 2%) differiscono dagli altri per la particolarità di non produrre ω-gliadine, nelle quali sembrano essere presenti sequenze in grado di contrastare la tossicità delle altre prolamine. Nonostante le proteine di grano monococco mostrino ridotta citossicità verso le cellule intestinali, la presenza di epitopi immuno-dominanti ne preclude l’uso nella dieta dei celiaci. D’altra parte, tenuto conto che l’incidenza e la gravità della celiachia dipende dalla quantità e dalla nocività delle prolamine e che alcuni genotipi di grano monococco hanno una elevata qualità panificatoria accoppiata con assenza di citotossicità e ridotta immunogenicità, è atteso che l’uso delle farine di monococco nella dieta della popolazione generale, all’interno della quale si trova una elevata percentuale di individui predisposti geneticamente alla celiachia ma non ancora celiaci, possa contribuire a contenere la diffusione di questa forma di intolleranza alimentare. Ciò lascia pensare che il grano monococco, riportato recentemente in coltivazione in Italia dai ricercatori del Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura (CRA) di Roma e San Angelo Lodigiano, potrà svolgere un ruolo importante nella prevenzione della celiachia, sia direttamente sotto forma di pane e pasta sia indirettamente come specie modello per lo studio del ruolo dell’immunità innata nell’insorgenza della celiachia. DA: Le nuove frontiere delle tecnologie alimentari e la celiachia Norberto Pogna, Laura Gazza (2013). Volume 212, 1 December 2016, Pages 537-542

Ulteriori conferme sono state evidenziate dalla ricerca: Protective effects of ID331 Triticum monococcum gliadin on in vitro models of the intestinal epithelium. Giuseppe Jacomino et altri 2016.

Highlights:

  • ID331 gliadins do not enhance permeability and do not induce zonulin release.
  • ID331 gliadins do not trigger cytotoxicity or cytoskeleton reorganization.
  • ID331 gastrointestinal digestion releases ω(105–123) bioactive peptide.
  • ω(105–123) exerts a protective action against the toxicity induced by T. aestivum.

Abstract

A growing interest in developing new strategies for preventing coeliac disease has motivated efforts to identify cereals with null or reduced toxicity. In the current study, we investigate the biological effects of ID331 Triticum monococcum gliadin-derived peptides in human Caco-2 intestinal epithelial cells. Triticum aestivum gliadin derived peptides were employed as a positive control. The effects on epithelial permeability, zonulin release, viability, and cytoskeleton reorganization were investigated. Our findings confirmed that ID331 gliadin did not enhance permeability and did not induce zonulin release, cytotoxicity or cytoskeleton reorganization of Caco-2 cell monolayers. We also demonstrated that ID331 ω-gliadin and its derived peptide ω(105–123) exerted a protective action, mitigating the injury of Triticum aestivum gliadin on cell viability and cytoskeleton reorganization. These results may represent a new opportunity for the future development of innovative strategies to reduce gluten toxicity in the diet of patients with gluten intolerance.

 

Il grano monococco (piccolo farro)

by luciano

Il contenuto proteico del grano monococco (piccolo farro), in media 15-18%, è superiore a quello degli altri cereali coltivati e presenta un valore nutrizionale superiore a quello di frumento tenero e frumento duro. Gli studi condotti presso l’Unità di Ricerca per la Valorizzazione Qualitativa dei Cereali del Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura (CRA-QCE) negli ultimi dieci anni hanno permesso di identificare numerosi aspetti peculiari e nutrizionalmente interessanti del grano monococco.
Tra le caratteristiche che lo rendono unico nell’ambito dei cereali a paglia abbiamo (i) l’elevato contenuto in carotenoidi, precursori della vitamina A e antiossidanti naturali, che è circa 5 volte quello del frumento tenero; (ii) l’ottima disponibilità di tocoli (vitamina E), che è circa 50% maggiore rispetto a frumento duro e tenero; (iii) l’alto contenuto in lipidi (circa 50% in più rispetto al frumento tenero), con una netta prevalenza di acidi grassi insaturi; (iv) l’alta percentuale in ceneri e l’elevato contenuto in minerali (particolarmente interessanti sono zinco, ferro e fosforo) e (v) un contenuto in fruttani circa 50-70% maggiore rispetto al grano tenero (Hidalgo e Brandolini, 2008). La farina di grano monococco, quasi impalpabile, presenta un caratteristico colore giallo ed è ottima per la produzione di biscotti, snakes, fiocchi (flakes) e altri prodotti da forno (Brandolini et al., 2008; Pollini et al., 2013); esistono anche genotipi con un’ottima attitudine alla panificazione (Saponaro et al., 1995; Borghi et al., 1996). Anche la qualità pastificatoria è molto elevata, sia in termini di lavorabilità della materia prima che di qualità del prodotto finito: gli spaghetti e i maccheroni di grano monococco hanno una buona tenuta alla cottura e una ridotta perdita di amido rispetto a quelli a base di semole commerciali di grano duro (Brandolini et al., 2008). Inoltre T. monococcum possiede granuli di amido di piccole dimensioni (cosiddetti B-type) in proporzione maggiore rispetto ai frumenti coltivati.

 

Approfondimenti:

  1. Tollerabilità del grano monococco
  2. Amido più digeribile nel grano monococco