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luciano

Influenza dei fattori ambientali e genetici sul contenuto tossico ed immunogenico dei peptidi del glutine del grano

by luciano

DomenicoRonga et al. https://doi.org/10.1016/j.eja.2020.126091 Science Direct
Punti salienti
Principali effetti dell’ambiente sull’accumulo di gliadine e peptidi che attivano la celiachia.
• Il fattore genetico contribuisce all’accumulo di peptidi tossici.
• Gliadine e peptidi coinvolti nella celiachia dipendono anche da GDD e precipitazioni.
• La bassa evapotraspirazione diminuisce il livello di gliadine e peptidi coinvolti nella celiachia.
• La selezione per TP (peptidi tossici), IP (peptidi immunogenici), α-GliA2-6, γ-Gli-5 potrebbe essere disancorata da GPC e GV
Abstract
“The impact of environment, genetic selection and their interactions on grain yield of durum wheat genotypes has been extensively studied; however, limited information is available for their influence on gluten quality associated with effects on the amount and composition of glutenins, gliadins and celiac disease (CD)-triggering peptides. In this study, a set of six commonly cultivated durum wheat genotypes were assessed in a multi-environment trial of eight site-year combinations in different Italian regions during two consecutive harvest years (2016 and 2017). While high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS) were more stable between years, differences in total gluten proteins were mainly due to low-molecular-weight glutenin subunits (LMW-GS) and gliadins accumulation. After mass separation and quantification, two gliadin proteins – γ-Gli-5 and α-GliA2-6 (41.1 and 33.8 kDa, respectively) – were further studied together with toxic (TP) and immunogenic (IP) celiac disease-triggering peptides obtained via simulated gastrointestinal digestion. While TP accumulation was strongly influenced by the genotypes, IP showed marked variation in the different sites with significant genotype-by-year and genotype-by-site interaction. Specific agrometeorological variables (i.e. growing degree days and aridity index) in different growing phases showed a strong negative correlation with α-GliA2-6 and CD-associated peptides. Statistical analysis revealed that the level of gliadins and TP/IP peptides were uncorrelated with grain protein content and yield (resa). The selection of plant materials with good technological properties but with a low content of CD-triggering peptides should combine with ad hoc environment (e.g. site) selection and management practices reducing crop evapotranspiration in the vegetative phase.”
Abbreviazioni
AI aridity index
DtH days to heading

GY grain yield
ET0 total reference evapotranspiration
GDD growing degree days
GPC grain protein content
HMW-GS high-molecular-weight glutenin subunits
IP immunogenic peptides
LMW-GS low-molecular-weight glutenin subunits
RCBD randomized complete block design
SN spikes per unit area
TGW thousand kernel weight
TP toxic peptides
TW test

Keywords
Durum wheat, Gluten protein, Gliadin fraction, immunogenic peptides, Environment effect

Grani antichi, grani moderni

by luciano

Un’eccellente analisi riguardante grani antichi e moderni del giornalista Dario Dongo, Del Prof. Paolo Guarnaccia e del Dott. Paolo Caruso:

Grani antichi, analisi dei superfood

I consumi alimentari in Italia convergono sulla ricerca di cibi salutari e di alimenti quanto possibile legati a territori e tradizioni. Non solo DOP e IGP, ma anche colture storiche quali i grani antichi, a cui è dedicata la presente analisi.

Grani antichi vs grani moderni
I grani antichi – in attesa di una definizione agronomica o legale condivisa – sono intesi essere popolazioni dinamiche di frumento con origine storica, identità distinta, assenza di miglioramento genetico tramite incrocio. In prevalenza si tratta di piante adattate localmente, con l’ausilio di sistemi agricoli tradizionali (anch’essi tuttora privi di definizione univoca), caratterizzate da taglia più alta e glutine meno tenace rispetto alle varietà moderne.

Un vivace dibattito scientifico in corso da alcuni anni contrappone le proprietà dei grani antichi rispetto a quelle dei grani moderni. La disputa tende a essere focalizzata sulle sole proprietà nutrizionali dei vari genotipi, trascurando le caratteristiche dei prodotti finiti in relazione ai diversi processi. Si propone perciò di estendere l’analisi agli aspetti agronomici e tecnologici che includono, tra l’altro, le fasi di molitura, lievitazione degli impasti, tecniche di pastificazione.

Glutine e frumento nella dieta

Il ruolo del frumento e delle sue proteine nella dieta è ampiamente dibattuto, anche a causa di interessi economici contrapposti. Così i promotori di diete gluten-free accusano i grani moderni di essere ‘veleni cronici’ (Davis 2011) e i grandi produttori di commodities replicano che ‘il glutine di frumento non fa male’ (National Association of Wheat Growers, 2013).

Il glutine nei ‘grani antichi’ non si distingue, dal punto di vista quantitativo, rispetto alle varietà moderne. È invece diverso l’indice di glutine, un parametro che esprime la forza ed è molto inferiore nei frumenti della storia, la cui lavorazione è quindi più difficile e poco compatibile con le moderne tecnologie di pastificazione.

Le proteine del glutine delle varietà di frumenti antichi contengono inoltre meno ‘epitopi tossici’, le sequenze aminoacidiche riconosciute dai linfociti dei soggetti celiaci (Van den Broeck et al., 2010). Una dieta a base di varietà di frumento con meno ‘epitopi tossici’ potrebbe perciò aiutare la prevenzione della celiachia, in considerazione di diversi fattori associati alla sua insorgenza (Ventura et al., 1999; Ivarsson et al., 2000; Fasano, 2006).

Studi comparati tra varietà di frumento antiche e moderne hanno poi evidenziato che le prime producono granella che abbassa o annulla la produzione di citochine pro-infiammatorie nell’organismo umano (Gallo et al., 2010; Di Silvestro et al., 2012; Valerii et al., 2014).

Grani antichi e salute

Differenze significative tra grani antichi e moderni sono state riscontrate sui micronutrienti (vitamine e minerali) e altri composti del metabolismo secondario della pianta (composti ‘funzionali’ o ‘bioattivi’). In termini quantitativi e qualitativi, oltreché di varietà dei composti (Dinelliet al., 2007).

Diversi studi mostrano in effetti una progressiva diminuzione dei tenori di minerali, nelle cariossidi di frumento, negli ultimi 160 anni. I cultivar altamente produttivi a taglia bassa, in particolare, risultano avere minori contenuti di rame, ferro, zinco e magnesio (Fan et al., 2008; Ficco et al., 2009; Zhao et al., 2009).

Le farine di grani antichi si caratterizzano altresì per un contenuto e una varietà maggiore di sostanze fitochimiche biologicamente attive come polifenoli (flavonoidi, lignani, isoflavoni), carotenoidi, tocoferoli e fibre. A cui vengono attribuite importanti funzioni di nutraceutica, incluse le attività antitumorale, antinfiammatoria, immunosoppressiva, cardiovascolare, antiossidante e antivirale (Dinelli et al., 2007).

Un recente studio ha messo in evidenza che l’utilizzo di farine di grani antichi provoca da un lato un abbassamento significativo sia del colesterolo totale, sia di quello LDL (o ‘cattivo’) e del glucosio nel sangue. Riscontrando, d’altro canto, un aumento delle cellule staminali in circolazione, mobilizzate dal midollo osseo, che sono in grado di riparare i vasi sanguigni danneggiati (Sereni et al., 2016).

Effetti benefici ‘convincenti’ riguardano infine vari parametri legati a malattie cardio-metaboliche, quali i profili lipidici, quelli glicemici e lo stato infiammatorio e ossidativo (Dinu et al., 2017).

Nutritional quality of Gluten-fre diet

by luciano

“Background & aims: The only available treatment for celiac disease (CD) is lifelong adherence to gluten free (GF)-diet. However, GF-diet may lead to possible nutrient unbalance resulting in improper nutritional quality of diet. The aim of this study is to evaluate the nutritional quality of GF-diet. Methods: MEDLINE(®)/PubMed and Cochrane Library were electronically searched for articles published between 1990/01/01 and 2015/09/01.
Results: GF-diet was found to be poor in alimentary fiber due in particular to the necessary avoidance of several kinds of foods naturally rich in fiber (i.e. grain) and the low content of fiber of GF product that are usually made with starches and/or refined flours. Micronutrients are also found to be poor, in particular Vit. D, Vit. B12 and folate, in addition to some minerals such as iron, zinc, magnesium and calcium. Moreover, an inadequate macronutrient intake was reported related above all to the focus on the avoidance of gluten that often leaving back the importance of nutritional quality of the choice. In particular, it was found a higher content of both saturated and hydrogenated fatty acids and an increase in the glycemic index and glycemic load of the meal.” Gluten free diet and nutrient deficiencies: A review. Giorgia Vici May 2016 Clinical nutrition (Edinburgh, Scotland) 35(6) DOI: 10.1016/j.clnu.2016.05.002

Kywords: gluten-free, saturated fatty acids, hydrogenated fatty acids, glycemic index, glycemic load,

Principali caratteristiche botaniche e agronomiche del T. monococcum sp. Monococcum

by luciano

“Le caratteristiche di questo cereale minore dipendono in parte dalla sua storia. Originario delle zone aride del Medio Oriente, il farro fu una delle prime otto specie vegetali ad essere domesticate e coltivate dagli agricoltori della Mezzaluna fertile (Zohary & Hopf, 2012). L’arrivo in Europa risale ad un periodo successivo (circa 8-9 mila anni fa), in seguito a commerci e migrazioni di popoli da Est (Gepts, 2004). L’antenato selvatico del farro piccolo è il Triticum monococcum sp. baeoticum, detto anche monococco selvatico. Il monococco domestico ha conservato molti dei tratti caratteristici della sua linea parentale, e ne mantiene quasi intatto il grande patrimonio genetico (Kilian et al, 2007). Lo studio del genoma ha permesso di ricostruire l’albero filogenetico di questo antico cereale, rintracciando alcune delle popolazioni originarie (Heun et al, 1997) e mettendo in luce i tratti che hanno caratterizzato la sua domesticazione. Il domesticato T. monococcum e il selvatico T. baeoticum (genoma Am Am ), insieme alla specie selvatica T. urartu (genoma AA), costituiscono il gruppo dei frumenti diploidi, caratterizzati da numero cromosomico 2n = 14. Questo gruppo fondamentale di specie rappresenta la base di tutte le successive ibridazioni e selezioni, che hanno portato all’evoluzione dei frumenti tetraploidi (4n) ed esaploidi (6n), come illustrato in Figura 1.1.”

Caratteristiche Descrizione Conseguenze
Ciclo vitale microtermo Cereale autunno-vernino con ciclo vegetativo lungo (da Ottobre a Luglio) (Nasi et al, 1999) Adatto a climi temperati con alternanza stagionale freddo-caldo.
Taglia medio-alta Solitamente tra i 120 e 140 cm (Nasi et al, 1999) Ottima copertura del suolo e resistenza alle infestanti.
Spiga aristata e distica Spiga con doppia fila di cariossidi, caratterizzata da un numero ridotto di inflorescenze, di cui solo una basale è fertile (Cortiana, 2014) Produttività medio-bassa.
Rachide fragile Disarticolazione della cariosside in fase di maturazione (Nasi et al, 1999) Necessita particolare attenzione durante la trebbiatura.
Cariosside vestita La cariosside è rivestita dai tegumenti del glume (Nasi et al, 1999) Offre maggiore protezione, rispetto ai cereali nudi, a fattori di stress biotici e abiotici. Aumento dei costi per decorticazione.
Rusticità Specie adatta a suoli pedologicamente poveri e aridi (Cortiana, 2014) Adatta a terreni marginali, aree normalmente non coltivabili o impoverite da sovrasfruttamento. Adatta all’uso in sistemi agricoli ad input ridotti.
Resistenza elevata A condizioni di stress (termico, idrico, ecc) e ad attacchi patogeni o parassitari (Cortiana, 2014) Contribuisce ad aumentare la resilienza del sistema agricolo.
Stabilità del raccolto Anche a fronte di condizioni di crescita non ottimali, grazie all’elevata diversità genetica (Kilian et al, 2007) Contribuisce ad aumentare la resilienza del sistema agricolo.
Elevate qualità nutrizionali Alto contenuto di grassi, fosforo, potassio, piridossina e betacarotene (Stallknecht, 1996). Indicato per la produzione di alimenti dalle elevate caratteristiche nutritive e organolettiche.

Fonte: Tesi di Laurea Water Footprint di un cereale antico: la coltivazione biologica di Triticum monococcum in Pianura veneta, nel contesto del cambiamento climatico. Giulia Grisottro 2018 Università Cà Foscari Venezia

Tags: Monococco, grano monococco, piccolo farro, genoma AA, cariosside rivestita,

Glutine e prima infanzia

by luciano

Introduzione del glutine nella dieta dei bambini: quando?

I medici sono concordi nel suggerire l’introduzione del glutine nella prima infanzia nell’intervallo 4-8 mesi in modo progressivo cominciando, magari, utilizzando segale, avena orzo. Il tema assume rilevanza particolare in relazione ai bambini a rischio celiachia come ben rappresentato in un recentissimo articolo del Corriere della Sera (Corriere Salute del 11-11-2020).

Una ricerca pubblicata nel 2014 sul New England Journal of Medicine [1] ha evidenziato che nei bambini geneticamente predisposti, introdurre il glutine dopo il compimento dell’anno d’età aiuterebbe a ritardare la comparsa dell’intolleranza. Lo studio sottolinea come il maggiore fattore predisponente per la celiachia sia di tipo genetico e non ambientale. I bambini con due copie del gene HLA-DQ-2 hanno il 38% di probabilità di essere celiaci, contro il 19% di quelli che non ne sono portatori. Con un esame del sangue alla nascita è quindi possibile individuare i bambini che presentano questo fattore di rischio.

Un altro più recente studio pubblicato in JAMATrusted Source nel 2019 [2] ha evidenziato che i bambini portatori del genotipo associato al diabete di tipo 1 e alla celiachia corrono un rischio maggiore di celiachia o sviluppano un’intolleranza al glutine se mangiano glutine prima dei 5 anni. “Swedish researchers followed 6,605 children from birth to age 5. They recorded each child’s gluten intake over a 3-day span every few months during these early years. At the end of the observational period, the researchers found that children who ate higher amounts of gluten were more likely to develop celiac disease autoimmunity (the presence of antibodies in the blood that indicates celiac disease may develop) and celiac disease itself.
Indeed, children who had a higher gluten intake in that period saw a 6.1 percent increased risk of showing the immunological response to gluten. Also, children who ate higher than typical gluten amounts had a 7.2 percent increased risk of developing celiac disease.” I risultati dello studio non si applicano ai bambini in generale, ma solo a quelli con un genotipo HLA.
E’, quindi, del tutto evidente come sia importante che la dieta nella prima infanzia, sopratutto per i bambini a rischio celiachia, preveda non solo una gradualità nell’assunzione del glutine ma anche l’utilizzo di grani a maggiore tollerabilità e digeribilità.

Digeribilità e tollerabilità del glutine presente nel grano è, però, quasi del tutto assente nel dibattito riguardante la dieta nella prima infanzia.

Le varietà di grano presentano un grande variabilità nella presenza qualitativa (nota 1) nonché quantitativa delle frazioni del glutine che maggiormente attivano la risposta avversa del sistema immunitario provocando la celiachia, come, ad esempio, il peptide 33mer[3] . Presenza che ha correlazione diretta e/o indiretta (come concausa) anche riguardo la sensibilità al glutine non celiaca.
La digeribilità dei prodotti realizzati con grano è più complessa non derivando solo dal genotipo ma anche dalle condizioni pedo-climatiche e pratiche agronomiche che influenzano la quantità di glutine e la sua “forza”. [4].
Inoltre la digeribilità dei prodotti realizzati con grano è fortemente influenzata dalla metodologia [5] utilizzata per la loro preparazione che può anche incidere molto sulla tollerabilità del prodotto finito.
La ricerca, infine, ha più volte evidenziato la grande opportunità che talune varietà di grano offrono in relazione alla loro elevata tollerabilità e digeribilità [6, 7, 8, 9] in particolare alcune varietà di grano monococco[10].
Un’importante contributo alla ricerca di grani a bassa tossicità è rappresentato dalla ricerca: 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).