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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

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.”

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.