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Effetti dell’utilizzo della pasta acida e/o lievito nella fermentazione del glutine: evidenze scientifiche

by luciano

Studi primari (evidenze principali)

1. Effetti di co-fermentazione LAB + lievito sulla degradazione del glutine

Titolo: Effects of Co-Fermentation with Lactic Acid Bacteria and Yeast on Gliadin Degradation in Whole-Wheat Sourdough

Sintesi: Lo studio valuta come ceppi selezionati di Batteri Lattici (LAB) e lievito di birra (Saccharomyces cerevisiae) co-fermentino il glutine nella pasta madre integrale. La fermentazione combinata porta a una degradazione significativa delle frazioni di gliadina e glutenina, con riduzione del contenuto di glutine. Ceppi come Lactobacillus brevis e Pediococcus pentosaceus mostrano un’elevata attività proteolitica. (MDPI)

2. Riduzione dell’allergenicità del glutine in prodotti fermentati

Titolo: From gluten structure to immunogenicity: Investigating the effects of lactic acid bacteria and yeast co-fermentation on wheat allergenicity in steamed buns

Sintesi: La co-fermentazione LAB + lievito di birra induce depolimerizzazione delle macromolecole di glutine e riduce l’immunoreattività totale rispetto ai controlli non fermentati. Osservata diminuzione significativa di α/γ-gliadine e glutenine associate alla celiachia. (PubMed)

3. Peptidi immunogenici e sourdough

Titolo: A Case Study of the Response of Immunogenic Gluten Peptides to Sourdough Proteolysis
Sintesi: La fermentazione con pasta madre modifica la struttura del glutine e il profilo di rilascio dei peptidi immunogenici durante la digestione in vitro, senza necessariamente eliminarli completamente. Studio comparativo tra pane sourdough e pane a lievitazione rapida. (PubMed)

4. Bacillus spp. isolati da sourdough e idrolisi del glutine

Titolo: Gluten hydrolyzing activity of Bacillus spp isolated from sourdough
Sintesi: Ceppi di Bacillus isolati da pasta madre degradano il peptide immunogenico 33-mer e sequenze di gliadina, riducendo il glutine sotto 110 mg/kg. Potenziale applicazione in prodotti a glutine ridotto. (SpringerLink)

5. Studio clinico pilota su prodotti fermentati

Titolo: Gluten-free sourdough wheat baked goods appear safe for young celiac patients: a pilot study
Sintesi: Fermentazione con lactobacilli selezionati e proteasi fungine riduce il glutine sotto 10 ppm. Prodotti testati su bambini celiaci in remissione mostrano buona tollerabilità clinica. (PubMed)

6. Review recente sul ruolo della fermentazione (2025)

Titolo: Sourdough Fermentation and Gluten Reduction: A Biotechnological Approach for Gluten-Related Disorders

Sintesi: La fermentazione LAB contribuisce alla riduzione dei peptidi di glutine ma non è sufficiente da sola a eliminare tutte le sequenze immunogeniche. Processi combinati con proteasi esogene risultano più efficaci. (MDPI)

Approfondimenti (studi già citati, con maggior dettaglio)

A. Bacillus spp isolated from sourdough

DOI: 10.1186/s12934-020-01388-z

Approfondimento: Lo studio dimostra l’elevata attività proteolitica dei ceppi di Bacillus contro substrati di gliadina e il peptide 33-mer. L’idrolisi estensiva porta a livelli di glutine <110 mg/kg nel sourdough fermentato.

B. Label-free quantitative proteomics and sourdough fermentation

DOI: 10.1016/j.foodchem.2023.137037

Approfondimento: L’analisi proteomica identifica 85 proteine allergeniche modulate dalla fermentazione. Alcune combinazioni microbiche mostrano riduzione di gliadine contenenti sequenze immunogeniche, suggerendo un effetto selettivo della fermentazione sulla frazione proteica del grano.

C. Yeast–bacteria interactions and immunogenicity

DOI: 10.1016/j.ifset.2023.103281

Approfondimento: Le co-colture di lieviti (Saccharomyces, Torulaspora) con Pediococcus acidilactici mostrano maggiore depolimerizzazione del glutine e riduzione dell’immunogenicità rispetto alle fermentazioni con lievito singolo.

Conclusioni generali

  • La fermentazione con pasta madre può degradare parzialmente il glutine e ridurre specifici peptidi immunogenici.

  • La riduzione non equivale a eliminazione completa: senza proteasi esogene spesso rimane glutine residuo.

  • L’efficacia dipende fortemente dai ceppi microbici e dalle condizioni di fermentazione.

Cosa significa tutto questo per chi cerca prodotti gluten light?

I prodotti realizzati con pasta acida (sourdough) presentano, in media, caratteristiche tecnologiche e biochimiche superiori rispetto ai prodotti ottenuti con lievitazioni rapide, soprattutto quando si parla di tollerabilità e qualità complessiva.

In particolare:

  • Parziale degradazione del glutine: la fermentazione prolungata favorisce l’idrolisi di alcune frazioni di gliadina e glutenina, riducendo la complessità proteica rispetto a impasti non fermentati.

  • Profilo peptidico modificato: anche quando il glutine non viene eliminato, la sua struttura risulta diversa, con potenziale riduzione di specifici peptidi immunogenici.

  • Maggiore digeribilità percepita: molti consumatori non celiaci riferiscono una migliore tolleranza gastrointestinale rispetto a prodotti da forno industriali a lievitazione rapida.

  • Riduzione di altri fattori critici: la fermentazione con pasta madre contribuisce anche alla diminuzione dei FODMAP e di alcuni composti antinutrizionali.

⚠️ Nota importante: i prodotti gluten light non sono automaticamente sicuri per i celiaci. La fermentazione tradizionale migliora la qualità e la tollerabilità, ma solo processi controllati e validati possono portare a livelli di glutine compatibili con una dieta senza glutine.

Per chi non è celiaco ma cerca prodotti più digeribili, meno stressanti per l’intestino e basati su processi fermentativi naturali, la pasta acida rappresenta oggi una delle soluzioni più interessanti supportate dalla letteratura scientifica.

Nota importante (scientifica)

La degradazione del glutine è dovuta quasi interamente ai LAB (acidificazione + proteasi).
Il lievito:

  • contribuisce poco direttamente alla proteolisi

  • ma modula l’ambiente fermentativo (pH, zuccheri, tempi)

Quindi ha senso che lo studio li analizzi insieme, ma i LAB sono i veri protagonisti.

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).

Coronavirus, sistema immunitario e alimentazione (aggiornamento 28-05-2020)

by luciano

Il sistema immunitario

Il sistema immunitario (innato ed adattivo) è l’unica arma che il corpo ha per combattere il nuovo coronavirus covid-19. Ad oggi non ci sono cure o vaccini in grado di debellarlo. L’analisi delle modalità con cui il virus infetta ha ampiamente dimostrato che la sua letalità è strettamente correlata con la salute dell’individuo: più patologie sono presenti più il virus è letale. La popolazione colpita dal virus in modo grave presenta un’età piuttosto avanzata in concomitanza con una salute più fragile. Il virus infetta anche persone più giovani che reagiscono in modo più efficace all’infezione a meno di non avere patologie pregresse importanti. E’, dunque, essenziale che il sistema immunitario di ogni persona sia al massimo dell’efficienza in modo da poter fronteggiare il virus con la massima efficacia. Lo stress e l’alimentazione giocano un ruolo di primo piano nel conservare in buone condizioni il sistema immunitario e, se i tempi che viviamo non ci aiutano a certo a diminuire lo stress, l’alimentazione può essere più facilmente adattata per meglio mantenerci in salute.

Importanza dell’alimentazione
Su questo tema la medicina è piena di utili consigli ma va richiamato in modo particolare il ruolo degli alimenti prodotti con farina di grano e/o farro perché sono presenti in maniera massiccia nella nostra dieta. E’ necessario evidenziare quanto frequenti siano le malattie e i disordini grastro-intestinali derivanti dal consumo di prodotti realizzati con grano. Tra cui: sensibilità al glutine non celiaca (NCGS – non celiac gluten sensivity) [1], la sensibilità al grano non celiaca (NCWS-non celiac wheat sensivity) [2], la sindrome dell’intestino irritabile (IBS) [3], glicemia, sensibilità alle ATI (amylase trypsina inibitors) [4]; sensibilità alle FODMAP’s (Fermentable Oligo-, Di- and Mono- saccharides And Polyols) [5]; infiammazione intestinale (IBD inflammatory bowel disease) [6]. Per ridurre l’incidenza di queste patologie, spesso debilitanti, la ricerca scientifica da molto tempo ha suggerito non solo di ridurre la quantità degli alimenti che causano una reazione avversa del sistema immunitario ma anche di introdurre nella dieta prodotti realizzati con grani ricchi di fibra vegetale più digeribili e più tollerabili [7]. La riduzione di questo tipo di alimenti, però, se portata all’eccesso con una rimozione totale può comportare lo sviluppo di una nuova reattività verso l’alimento sostitutivo, magari con gli stessi sintomi di prima. Un esempio è rappresentato dalla reattività al glutine; in questo caso spesso i medici consigliano il consumo di cibi “gluten-free” e la sostituzione del frumento utilizzato, per esempio, con il riso. La totale eliminazione del glutine provoca inoltre una sensibile disbiosi intestinale [8]. Alimenti assunti in eccesso possono provocare la reazione del sistema immunitario [9]. In molti casi, quindi, è sufficiente diluire l’assunzione di quell’alimento verso il quale il nostro sistema immunitario reagisce (studi di Cai, pubblicati nel 2014 su PLoS One). Va precisato che l”infiammazione da cibo dovuta al glutine non è da confondersi con la celiachia, o con l’allergia IgE-mediata al frumento.

Microbiota intestinale

“Il microbiota intestinale è uno degli elementi fondamentali di tutto l’ecosistema intestinale. Quest’ultimo, infatti, comprende tre componenti: la barriera intestinale, che è un filtro molto selettivo e importante per il benessere dell’intero organismo, una struttura di tipo neuroendocrino oggi chiamata comunemente secondo cervello e, infine, il microbiota intestinale che, pur non essendo un vero organo perché funzionalmente ci appartiene anche se non dal punto di vista anatomico, da sempre ci accompagna nell’evoluzione filogenetica (dott. Edoardo Felisi dell’Università di Pavia)”. E’ costituito prevalentemente da batteri, lieviti, parassiti e virus. La loro condizione di equilibrio è definita di eubiosi. Equilibrio che permette alle varie componenti del microbiota intestinale di svolgere in modo efficace una serie di funzioni essenziali: funzioni di tipo metabolico, quindi sintesi di sostanze utili all’organismo, di tipo enzimatico, di protezione e stimolo verso il sistema immunitario e di eliminazione di tossici. Funzioni da cui dipende la salute generale dell’organismo. Tra I principali componenti del microbiota troviamo le colonie batteriche: Firmicutes, Bacteroides, Proteobacteria e Actinobacteria. Firmicutes e Bacteroides rappresentano circa il 90% . La ricerca scientifica ha dimostrato come il variare del rapporto tra queste componenti faciliti e promuova uno stato di disbiosi che può comportare malattie dell’apparato digerente. Può inoltre avere un ruolo in malattie come il diabete, l’obesità, la dermatite, le patologie cardiovascolari, l’Alzheimer, il Parkinson ecc. Il microbiota varia con l’età e, soprattutto con l’alimentazione. Infezioni e farmaci (assunti in modo cronico) sono i fattori che incidono negativamente nella composizione del macrobiota cosi come le diete iperproteiche o con troppi carboidrati e stili di vita sbagliati (non fare attività fisica, fumo, l’abuso di alcool, ecc.) protratti nel tempo. La disbiosi, soprattutto cronica comporta anche importanti alterazioni funzionali che coinvolgono soprattutto la barriera intestinale. La barriera intestinale è formata da strutture chiamate “giunzioni serrate” o “thight junction” che mettono in collegamento le varie cellule intestinali e che permettono il passaggio bidirezionale di sostanze dal lume intestinale al torrente circolatorio. Sono strutture proteiche che traggono grande beneficio e sono molto condizionate nella loro funzionalità da sostanze come gli acidi grassi a catena corta, prodotti proprio dal metabolismo del microbiota intestinale. L’alterazione del microbiota intestinale, se protratta a lungo, comporta l’alterazione della funzionalità delle giunzioni serrate e quindi il passaggio di sostanze tossiche, di allergeni, di microbi nel sistema circolatorio e quindi dall’intestino a tutto l’organismo.

Sintesi degli aspetti più importanti riguardanti la digeribilità e la tollerabilità di prodotti realizzati con grano/farro (con esclusione dei soggetti celiaci):

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.