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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)

Le omega gliadine codificate dal genoma B1 del frumento exaploide possono anche ospitare epitopi della grave allergia alimentare WDEIA.

by luciano

“Omega-5 gliadins are a group of highly repetitive gluten proteins in wheat flour encoded on the 1B chromosome of hexaploid wheat. These proteins are the major sensitizing allergens in a severe form of food allergy called wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis (WDEIA). The elimination of omega-5 gliadins from wheat flour through biotechnology or breeding approaches could reduce the immunogenic potential and adverse health effects of the flour. Susan B. Altenbach et al. BMC Plant Biology volume 18, Article number: 291 (2018)”

 

Il grano monococco ne è privo, vedi articolo : assenza della ω-5 gliadin nel monococco

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

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/. 

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