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20 marzo 2013
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Alimentazione
Campione di energia
Marina Carcea
L’energia e i bioattivi fanno del frumento
la base dell’alimentazione umana.
Il frumento e i suoi derivati possono essere considerati
alimenti prevalentemente energetici dal momento che
contengono elevate quantità di carboidrati (70% circa),
proteine (12% circa) e pochi lipidi (3% circa) localizzati
prevalentemente nel germe [1]. Per quanto riguarda i
lipidi, la granella di frumento contiene soprattutto acidi
grassi insaturi. Infatti, l’olio di germe di grano è un prodotto apprezzato per il suo contenuto di acidi linoleico
(18:2) e linolenico (18:3). Entrambi questi acidi, molto
importanti per il metabolismo umano, non possono essere sintetizzati dall’uomo. I componenti più rappresentativi sono C16 e C18, sia saturi che insaturi e, in particolare, C16:0, C18:1 e C18:2, rappresentano insieme circa il 90% del totale. Gli acidi grassi saturi hanno una
funzione prevalentemente energetica, mentre i polinsaturi hanno ruoli strutturali e metabolici [2]. Il frumento
integrale è anche una buona fonte di fibra alimentare e
di vitamine lipo e idrosolubili, in particolare vitamina A
e vitamina B1. Le vitamine liposolubili sono principalmente presenti nel germe come la vitamina B1, che è
presente anche nelle parti cruscali. Una certa quantità
(circa il 10%) viene persa anche nei processi di cottura
degli alimenti. Scarsi sono i contenuti di altre vitamine
del gruppo B ed è praticamente assente la vitamina C.
La vitamina PP o niacina è presente in gran parte sotto
forma di un glicoside dell’acido nicotinico che non è
biologicamente disponibile [3].
mento sono molto ricche di fosforo, il quale si trova però in parte combinato con l’inositolo a formare acido
fitico e non viene pertanto assorbito. Anche il ferro presente nel frumento, trovandosi in forma non eme, può
presentare problemi di biodisponibilità. La maggior
parte degli elementi minerali, essendo localizzati nelle
parti più esterne della cariosside, sono selettivamente
eliminati con alcuni processi di lavorazione come
l’abburattamento delle farine e delle semole. Ne consegue che prodotti integrali hanno un maggiore contenuto
di elementi minerali rispetto a quelli più raffinati [4].
Negli ultimi decenni la ricerca sul frumento ha rivolto la
sua attenzione allo studio delle sostanze che vengono
definite bioattive: si tratta di molecole che sono in grado di influenzare i processi metabolici e aiutare il mantenimento nell’organismo di uno stato di buona salute
prevenendo così l’insorgere di malattie cronicodegenerative. Tra queste sostanze, che sono anch’esse
particolarmente concentrate negli strati esterni della
cariosside, ricordiamo le sostanze antiossidanti come gli
acidi fenolici, i componenti della fibra solubile e insolubile, i carotenoidi, i fitosteroli e i lignani [5].
Le proteine
Le proteine del frumento svolgono un ruolo tecnologico
fondamentale nella preparazione di prodotti alimentari
quali pane e pasta grazie alla presenza di frazioni proteiche (gliadine e glutenine) che, in presenza di acqua,
hanno la capacità di formare il glutine che possiede peculiari caratteristiche di elasticità e tenacità.
Le proteine del frumento svolgono anche un ruolo nutrizionale importante anche se il loro valore biologico
non è ottimale. Il contenuto in aminoacidi essenziali
degli alimenti è utilizzato dai nutrizionisti per indicare
il valore “biologico” delle proteine che si ottiene confrontando la composizione delle proteine in questione
Biodisponibilità dei nutrienti
Nel frumento sono inoltre presenti interessanti quantità
di elementi minerali che a seconda dell’entità della loro
presenza possono essere suddivisi in macro o micro elementi: macroelementi presenti nel frumento sono il
potassio, il fosforo, il magnesio e il calcio mentre microelementi, o elementi in traccia, sono il rame, il ferro, il
manganese, lo zinco e il selenio. Le cariossidi del fru-
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con quella di proteine di origine animale (le proteine
dell’uovo o del latte), di norma considerate di alta qualità grazie alla presenza degli aminoacidi essenziali nelle
giuste proporzioni
Le proteine del frumento sono defi-citarie di alcuni aminoacidi essenziali, in particolare di lisina, di treonina
e di isoleucina. È chiaro pertanto che i prodotti derivati
dal frumento, quali pane e pasta, non possono da soli
soddisfare
le
esigenze
di
qualità
protei-ca
dell’organismo umano. Nella dieta giornaliera però questi alimenti vengono consumati in combinazione ad altri alimenti di varia natura che molto facilmente ne
compensano le deficienze aminoacidiche.
Basti pensare che 10 g – corrispondono circa a un cucchiaino – di formaggio parmigiano aggiunti a un piatto
di pasta cot-ta e scolata sono sufficienti a modificare in
senso positi-vo il valore biologico delle proteine presenti nel piatto, per non parlare poi di alcuni tradizionali
abbinamenti tra alimenti quali pasta e legumi (fagioli,
ceci, lentic-chie) in cui la composizione aminoacidica
dei cereali viene compensata da quella complementare
dei legumi, dando luogo a un insieme che presenta una
qualità pro-teica globale simile a quella delle proteine
della carne, considerate di alto valore biologico [6].
g/giorno di glucosio per soddisfare i fabbisogni energetici del sistema nervoso e dei globuli rossi [7].
Occorre anche ricordare che gli alimenti amidacei (pane
e pasta principalmente) mostrano differenze nel processo di digestione dei carboidrati e questo ha un effetto
importante sulla presenza di glucosio nel sangue, sui
livelli di insulina e di ormoni intestinali. È possibile valutare l’effetto relativo dell’ingestione di differenti cibi
sul livello di glucosio nel sangue misurando
l’innalzamento del livello di glucosio in seguito
all’ingestione di una porzione test che contiene 50 g di
carboidrati comparandola con l’effetto prodotto da 50 g
di un prodotto standard (100% glucosio). La comparazione delle aree sottese alle due curve del glucosio produce un indice metabolico importante per la comparazione di prodotti amilacei che è costituito dall’Indice
glicemico (Ig). Il valore di questo indice è influenzato
dalla qualità dei carboidrati (semplici o complessi), dalla presenza di fibre nell’alimento in esame o altre sostanze, come proteine o grassi, che rallentano la velocità
di assorbimento intestinale o dai diversi processi tecnologici a cui viene sottoposto il frumento. Pane e pasta,
per esempio, non hanno lo stesso indice glicemico: il
pane bianco è classificato come prodotto a medio-alto
Ig, cioè più rapidamente digeribile, mentre la pasta a
medio-basso Ig (50-70%), cioè più lentamente digeribile. Nell’ambito della stessa pasta formati diversi potrebbero produrre risposte diverse e i diversi condimenti possono esercitare un’influenza notevole sull’Ig [8].
Studi recenti ipotizzano che il consumo di cibi con un
alto Ig contribuisca alla cosiddetta resistenza insulinica
che è associata con un aumento del rischio di sviluppare
il diabete mellito, l’obesità, le malattie cardiovascolari e
alcune forme di cancro.
Un altro parametro di interesse metabolico legato
all’amido è la presenza negli alimenti della frazione denominata amido resistente che è costituita dalla somma
dell’amido e dei suoi prodotti di degradazione che non
sono assorbiti nell’intestino tenue durante la digestione.
Questa frazione raggiunge il colon insieme alle fibre dove viene fermentato dalla microflora intestinale con la
produzione di acidi grassi a catena corta (acetico, propionico e butirrico). Queste molecole sono interessanti
per i loro effetti positivi sulla salute umana, tra cui la
promozione dell’assorbimento di calcio, magnesio e ferro, l’effetto trofico sulla microflora intestinale e quindi
l’azione prebiotica, l’inibizione della crescita di cellule
neoplastiche. La pasta cotta ha in generale un contenu-
I carboidrati
Per quanto concerne i carboidrati del frumento occorre
specificare che sono costituiti prevalentemente da carboidrati complessi (circa l’80%) e in particolare da amido. I carboidrati semplici (glucosio, fruttosio, saccarosio, maltosio) sono prontamente assorbiti e utilizzati
dall’organismo, mentre i carboidrati complessi quali
l’amido richiedono un certo lavoro digestivo per essere
trasformati in zuccheri semplici e, per questo, sono a
più lento assorbimento.
I nutrizionisti raccomandano che tra il 45 e il 60% del
fabbisogno energetico della popolazione sia fornito da
carboidrati dei quali i tre quarti circa in forma complessa e il resto in forma di zuccheri semplici. È chiaro
quindi che la composizione dei carboidrati del frumento
è nutrizionalmente favorevole.
Elementi generali in favore del consumo di carboidrati
come fonte di energia sono costituiti dal fatto che il loro
metabolismo non produce molecole potenzialmente pericolose come corpi chetonici (derivanti dal metabolismo dei grassi), urea (proteine) e acetaldeide (alcool) e i
carboidrati sono la principale fonte di energia per i neuroni e i globuli rossi. Gli individui adulti richiedono 180
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to di amido resistente più alto di quello del pane bianco
anche se il grado di cottura può avere influenza su questo parametro [9].
quarti sono costituiti da fibra insolubile e un quarto da
fibra solubile. La fibra insolubile agisce prevalentemente sul funzionamento dell’apparato digerente mentre
quella solubile svolge anche una funzione di regolazione
dell’assorbimento di alcuni nutrienti quali zuccheri e
grassi, esercitando quindi un’importante azione di controllo sulla glicemia e sulla colesterolemia del sangue
[7].
Le parti cruscali costituite dagli strati più esterni della
cariosside sono anche quelle più ricche di composti bioattivi. Tra questi ricordiamo gli acidi fenolici (ferulico, cinnamico, vanillico,
caffeico, ecc.) che si trovano in forma libera, solubile
esterificata e insolubile legata ad altre molecole, i
quali sono noti per la loro
attività antiossidante in
grado di contrastare l’azione di danneggiamento cellulare dei radicali liberi.
L’acido ferulico è l’acido
fenolico più abbondante
nelle pareti cellulari della
granella di frumento e la
sua forma libera è consi-derata un buon antiossidante
che, in modelli animali, si è dimostrato capace di inibire
la carcinogenesi chimicamente indotta.
Un altro gruppo di sostanze bioattive sono i cosiddetti
carotenoidi, una importante classe di pigmenti liposolubili costituita da xantofille (luteina e zeaxantina) e caroteni (licopene e carotene). I carotenoidi sono sostanze
antiossidanti in grado di proteggere le cellule e i tessuti
dagli effetti dannosi dei radicali liberi e dell’ossigeno
singoletto. Altri effetti che potrebbero essere collegati al
loro potenziale antiossidante includono il potenziamento del sistema immunitario, la protezione nei confronti
delle scottature solari e l’inibizione dello sviluppo di alcuni tipi di cancro. Tra i cereali, il frumento, sia tenero
che duro, è una buona fonte di xantofille. Sempre tra le
molecole bioattive si ricordano i lignani, un tipo di fitoestrogeni tra cui annoveriamo il matairesinolo, il pinoresinolo, il secoisolariciresinolo e il lariciresinolo. Queste sostanze possono esercitare un’attività antiossidante, anticarcinogenica, estrogenica e antiestrogenica. Diversi studi epidemiologici hanno mostrato un potenziale effetto protettivo dei loro metaboliti intestinali (ente-
Funzioni dietetica e piramide alimentare
I prodotti a base di frumento conservano un posto di
rilievo nella dieta giornaliera dell’uomo nella quale
l’importanza e la corretta proporzionalità degli alimenti
da consumare può essere schematicamente indicata attraverso la cosiddetta piramide della dieta. Il Ministero
della Salute nell’ambito del
Programma “guadagnare
salute” indica una piramide alimentare italiana di 6
piani in cui sono disposti
in modo scalare i vari
gruppi di alimenti [10].
Ciascun gruppo deve essere presente nella nostra
dieta in modo proporzionale alla grandezza della
sua sezione. Alla base della
piramide si trovano gli alimenti che possiamo consumare più liberamente
mentre al vertice troviamo
quelli che è opportuno limi-tare per ridurre il sovrappeso e prevenire l’obesità e le malattie metaboliche. Prodotti a base di frumento quali pane, pasta e biscotti si
posizionano sul secondo piano dalla base dopo frutta,
ortaggi e acqua. Pane, pasta, ri-so, biscotti e patate possono essere consumati 4-5 volte al giorno.
Il frumento integrale e i prodotti a base di sfarinati integrali sono poi un’ottima fonte di fibra alimentare (per
l’80% si trova nelle parti cruscali). La fibra non ha di
per sè valore nutritivo o energetico ma svolge
un’importante azione di regolazione della funzionalità
intestinale, contribuisce ad aumentare il senso di sazietà e la sua presenza nella dieta è stata messa in relazione alla riduzione del rischio per malattie cronicodegenerative (tumori al colon-retto, diabete e malattie
cardiovascolari). Dal punto di vista chimico e fisiologico, la fibra è suddivisa in 2 frazioni: la cosiddetta fibra
insolubile (in acqua) costituita da cellulosa, emicellulosa, lignina e la fibra solubile costituita da pectine,
gomme, mucillagini, amido resistente.
La fibra del frumento è prevalentemente fibra insolubile: considerato che la fibra totale è circa il 10%, i tre
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rolattone ed enterodiolo) nei confronti dei tumori ormone-dipendenti (al seno e alla prostata) e nei confronti delle malattie cardiovascolari. In virtù della quantità
consumata giornalmente attraverso gli alimenti derivati, l’apporto di lignani del frumento non è da trascurare
[5].
storia dell’agricoltura di Sant’Angelo Lodigiano, il 12
ottobre 2012.
Riferimenti bibliografici
[1] Pomeranz Y., 1987. Modern cereal science and technology. Vch publishers, Federal Republic of Germany.
Conclusioni
Sebbene per la popolazione italiana gli alimenti a base
di frumento costituiscano la principale fonte giornaliera
di energia, questi contribuiscono anche al soddisfacimento dei bisogni proteici. Sono inoltre un’interessante
fonte di vitamine, sali minerali e sostanze bioattive. I
prodotti integrali possono contribuire in maniera efficace a incrementare il consumo di fibra così come raccomandato dai nutrizionisti.
Le potenzialità della granella in quanto a presenza di
nutrienti e sostanze bioattive nonché la loro biodisponibilità possono essere modificate dai processi tecnologici (decorticazione, macinazione, abburattamento,
ecc.) e seconda trasformazione (panificazione con differente fermentazione, pastificazione, ecc.) o dall’aggiunta di altri ingredienti. I trattamenti termici a cui viene
sottoposta la materia prima possono anche essere responsabili di variazioni nella presenza di so-stanze
d’interesse tossicologico quali alcuni prodotti della reazione di Maillard come acrilammide e furosina. Non si
deve dimenticare che alcuni individui manife-stano intolleranza al glutine di frumento. Nei casi in cui
l’intolleranza si manifesta in modo permanente si parla
di celiachia, malattia dell’intestino tenue che si verifica
in individui di tutte le età geneticamente predisposti;
tra i vari sintomi vi sono diarrea cronica, dermatiti, ritardi di crescita nei bambini e stanchezza [7].
Non si devono poi trascurare gli aspetti igienico-sanitari
dei prodotti a base di frumento dovuti all’eventuale presenza di micotossine, metalli pesanti, residui di fitofarmaci ed elementi di interesse tossicologico e residui di
pesticidi. I processi di pulitura e di prima trasformazione sono in grado di abbattere notevolmente le eventuali
contaminazioni presenti sulla granella, senza dimenticare la riduzione delle sostanze contaminanti (in taluni
casi pari al 50%) che si verifica, per esempio, con la bollitura [11].
[2] Lafiandra D., Masci S., Sissons M., Dornez E., Delcour J.A., Courtin C.M., Caboni M.F., 2012. Kernel
components of technological value. Durum wheat:
chemistry and technology. Aacc International, 106-111,
[3] Carcea M., 1997. Il ruolo dei cereali e derivati per
una sana alimentazione. Molini d’Italia, 48, 12, 45-49.
[4] Grant C., Cubadda F., Carcea M., Pogna N.E., Gazza
L., 2012. Vitamins, minerals and nutritional value of
durum wheat. Durum wheat: chemistry and technology. Aacc International, 125-130.
[5] Durazzo A., Raguzzini A., Azzini E., Foddai M.S.,
Narducci V., Maiani G., Carcea M., 2009. Bioactive molecules in cereals. Tecnica molitoria international, 60,
10A, 150-163.
[6] Kasarda D.D., Mimmo C.C., Kohler G.O., 1978. Proteins and the aminoacid composition of wheat fractions.
Durum wheat: Wheat chemistry and technology. Aacc
International, 227-299.
[7] Inran, 2013. Più cereali, legumi, ortaggi e frutta. Linee guida per una sana alimentazione Italiana.
http://www.inran.it
[8] Aston L.M., Gambell J.M., Lee D.M., Bryant S.P.,
Jebb S.A., 2008. Determination of the glycaemic index
of various staple carbohydrate-rich foods in the uk diet.
European journal of clinical nutrition, 62, 2, 279-285.
[9] Carcea M., Salvatorelli S., Turfani V., 2009. Measurement of resistant starch in cooked cereal based foods. Quality assurance and safety of crops and foods,
1, 4, 240-245.
[10] Ministero della Salute. Programma guadagnare salute, 2013.
L’articolo è tratto dalla relazione presentata al seminario Il frumento, la più importante fonte di cibo per
l’umanità che si è tenuto presso il Museo lombardo di
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http://www.salute.gov.it/stiliVita/paginaInternaMenuS
tiliVita.jsp?id=475menu=alimentazione
[11] Cubadda F., Raggi A., Zanasi F., Carcea M., 2003.
From durum wheat to pasta: effect of technological processing on the levels of arsenic, cadmium, lead and nickel – a pilot study. Food additives and contaminants,
20, 4, 353-360.
Marina Carcea, primo tecnologo, è Direttore del Programma
cereali presso l’Istituto nazionale di ricerca per gli alimenti e la
nutrizione di Roma.
www.intersezioni.eu
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