LA VARIABILITA GENETICA ED IL SUO USO PER IL MIGLIORAMENTO DEGLI ASPETTI NUTRIZIONALI DEGLI ALIMENTI

Transcript

1 La biodiversità: una risorsa essenziale della natura. Conoscenza e valorizzazione attraverso la scuola 13 aprile 2010, Roma LA VARIABILITA GENETICA ED IL SUO USO PER IL MIGLIORAMENTO DEGLI ASPETTI NUTRIZIONALI DEGLI ALIMENTI Marina Carcea Istituto Nazionale di Ricerca per gli Alimenti e la Nutrizione (INRAN), Roma

2 Contenuti Considerazioni preliminari sui rapporti tra biodiversità e nutrizione Panoramica della biodiversità in alcune importanti specie vegetali alimentari Conclusioni

3 Considerazioni preliminari 1/4 gli alimenti sono espressione diretta della biodiversità perché derivano da specie, razze, cultivars (dall inglese cultivated variety) tutto questo garantisce varietà e quindi equilibrio nutrizionale (vedi Linee Guida dell INRAN sostenibilità produttiva anche per tenere conto dei cambiamenti climatici e democraticità nell offerta alimentare

4 Considerazioni preliminari 2/4 dall inizio dell agricoltura, circa anni fa, circa 7000 specie di piante e diverse migliaia di specie di animali sono state usate come cibo. Attualmente alcune comunità indigene continuano ad usare 200 o più specie nella loro dieta, ma la tendenza generale a livello globale è verso la semplificazione anche nella dieta con conseguenti potenziali effetti negativi sulla salute legati a carenze di sostanze necessarie o accumuli di sostanze negative

5 Tutti i cibi sono funzionali : le piramidi della dieta

6 La piramide dell USDA del 2005 A more global evolution and concept of diet in a healthy lifestyle

7 Considerazioni preliminari 3/4 le specie selvatiche e la biodiversità all interno della specie rivestono un ruolo chiave nel garantire la sicurezza alimentare a livello globale. La raccolta di alimenti selvatici o la caccia, la coltivazione di varietà autoctone o un alimentazione che fa capo a ecosistemi locali (modernamente pensiamo ai marchi di origine DOP, IGP, ai consumi a km 0, etc.) continuano a far parte delle diverse culture e il loro valore potenziale per la sicurezza alimentare e lo sviluppo rurale è attualmente riconosciuto differenti varietà della stessa specie hanno contenuti statisticamente diversi degli stessi nutrienti.

8 Alcuni esempi dall isola di Taiwan Il frutto Testa di Buddha (Annona squamosa L.) La felce Il pollo nero La mela cerosa (wax apple) (Syzygium Javanicum)

9 Considerazioni preliminari 4/4 la FAO (Organizzazione delle Nazioni Unite per il Cibo e l Agricoltura) e l Istituto Internazionale per le Risorse Genetiche (IPGRI) sono a capo di una nuova iniziativa internazionale sulla biodiversità per il cibo e la nutrizione sotto l ombrello della Convenzione della Diversità Biologica ( Lo scopo generale è quello di promuovere l uso sostenibile della biodiversità in programmi che contribuiscono alla sicurezza alimentare ed alla nutrizione umana e pertanto ad aumentare la consapevolezza dell importanza del rapporto tra biodiversità e nutrizione per uno sviluppo sostenibile.

10 Specie di cereali coltivate in Italia

11 Frumento duro (Triticum durum Desf.) Proprietà tecnologiche uniche Valori dell Indice di Glutine SIMETO DUILIO CRESO COLOSSEO ARCANGELO CICCIO GRAZIA OFANTO più di cento cvs sono presenti in Italia nel Registro Nazionale delle Varietà la selezione genetica è stata prevalentemente guidata da bisogni agricoli e industriali legati alla produzione della pasta recente riscoperta e interesse nei confronti di vecchie cvs ed ecotipi (Cappelli, Tumminia), che erano coltivati con inputs diversi ed erano utilizzati soprattutto in panificazioni tradizionali

12 Frumento tenero (Triticum aestivum L.) più di 100 cvs sono iscritte nel registro Nazionale Italiano. Le differenze tecnologiche principali sono legate alla qualità del glutine in funzione dei diversi prodotti da forno. recentemente è sorto un interesse nella coltivazione dei recentemente è sorto un interesse nella coltivazione dei cosiddetti grani vecchi (coltivati in Italia dall 800 fino agli anni 50) per la panificazione artigianale tradizionale nella quale si usano macine a pietra e impasti lievitati con il lievito madre invece che con il lievito di birra industriale (Gentilrosso, Avanzi, etc).

13 Caratteristiche qualitative delle proteine di cvs di frumento tenero PROTEINE %s.s ,2 13,813,4 13,2 11,5 11, ,8 11, ,6 14,1 13,6 5 0 AUBUSSON BOLOGNA MIETI ISENGRAIN PR22R58 BLASCO BOLERO PALESIO INDICE DI ZELENY AUBUSSON BOLOGNA MIETI ISENGRAIN PR22R58 BLASCO BOLERO PALESIO

14 Farro monococco, dicocco e spelta (Triticum monococcum, dicoccum and spelt) Cosiddetti grani vestiti. Il monococco è stato probabilmente una delle prime specie coltivate. Sono caratterizzati dalla loro abilità di dare un buon raccolto anche con bassi inputs e in condizioni climatiche difficili. Si prestano a diversi impieghi tecnologici e alla produzione di cibi integrali. La farina di monococco è caratterizzata da un intenso colore giallo. Denominazioni di origine IGP per il Farro della Garfagnana e DOP per il Farro di Monteleone di Spoleto (dicoccum). Altre popolazioni provenienti da regioni montuose del centro-sud Italia sono riconosciute come prodotti tipici (farro del Lazio, d Abruzzo, delle Marche, dei Monti Lucretili, di Acquapendente). Per il dicocco sono state costituite recentemente nuove cvs adatte alla moderna coltivazione.

15 Mais (Zea mays L.) E un cereale interessante perché non contiene glutine. Il mais ibrido è preferito dagli agricoltori rispetto alle varietà convenzionali per la sua migliore resa. Si assiste recentemente ad una attività di conservazione di sementi locali, ad esempio mais bianco in Toscana. Differenti ecotipi possono avere differenti proprietà dell amido. La Polenta è un cibo tradizionale italiano (bianca e gialla ) Ecotipo di mais Orecchiella

16 Riso (Oryza sativa L.) La coltivazione del riso è iniziata in Italia nel E il maggior produttore in Europa. Le cvs italiane appartengono al Tipo Japonica and Brevis (Balilla, Maratelli, Ardizzone, Vialone Nano, Rizzotto, Ribe, Roma, Arborio, Carnaroli) Il loro pericarpo può essere sia bianco che rosso. si stanno sviluppando nuove cvs attingendo al patrimonio genetico del tipo Indica per venire incontro ai nuovi gusti del consumatore (risi lunghi, risi aromatici) Anche nel caso del riso esistono dei riconoscimenti di origine (Riso Vialone Nano Veronese IGP; Riso di Baraggia Biellese e Vercellese DOP and IGP, Riso del Delta del Po IGP)

17 Orzo (Hordeum vulgare L.) Condivide con i farri l antichità di coltivazione. Adesso è usato prevalentemente nell industria birraria e mangimistica. Recente interesse nutrizionale come fonte di fibra solubile (beta-glucani). Orzo distico Scandella. Ecotipo della Garfagnana

18 Alcuni esempi di sostanze bioattive presenti nei cereali: i Carotenoidi I carotenoidi sono un gruppo molto diffuso di pigmenti naturali liposolubili e rappresentano uno dei maggiori micronutrienti nella dieta umana con molte funzioni fisiologiche. Hanno un ruolo importante nella salute umana potendo agire come sostanze antiossidanti, proteggendo le cellule e i tessuti dagli effetti dannosi dei radicali liberi e dell ossigeno singoletto. Altri effetti benefici dei carotenoidi, che potrebbero essere correlati al loro potenziale antiossidativo, includono il potenziamento delle funzioni immunitarie, la protezione dalle scottature solari e l inibizione dello sviluppo di alcuni tipi di cancro.

19 Risultati ottenuti con diverse specie di cereali e diverse cultivars Contenuti di carotenoidi in orzo, triticale, avena, grano tenero e duro, farro dicocco e spelta e segale (µg/100g s.s.) 800,0 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 µg/100g d.m. 100,0 0,0 Lutein+Zeaxanthin Lutein beta-carotene Barley Priora Barley Alamo Triticale Oceania Triticale Talentro Oat Argentina Oat Bionda Durum Wheat Simeto Durum Wheat Creso Soft Wheat Bologna Soft Wheat Artico Rye Treviso Rye Resonanz Emmer Garfagnana Emmer Padre Pio Spelt Sertel Spelt Linea P12

20 Alcuni esempi di sostanze bioattive presenti nei cereali: i Lignani I lignani (una forma di fitoestrogeni) sono una classe di metaboliti secondari delle piante ottenuti dalla dimerizzazione ossidativa di due unità fenilpropanoidi. H 3 CO HO OH Matairesinol OCH 3 H 3 CO O HO OH O OH OCH 3 OH Secoisolariciresinol Diversi studi epidemiologici hanno mostrato un potenziale effetto protettivo dei loro metaboliti, i lignani dei mammiferi, enterolattone ed enterodiolo, nei confronti di cancri ormone-dipendenti (specialmente cancro al seno e alla prostata) e delle malattie cardiovascolari Anticarcinogenic activity LIGNANS Antioxidant activity Estrogenic and antiestrogenic activity

21 Risultati sulla granella Lignani nei cereali italiani (µg/100g s.s.) Lignani Campione Iso Lari Seco Pino Mat totali Grano duro Creso n.i ±34.34 n.i. n.i. n.i Grano duro Simeto n.i ±30.55 n.i. n.i. n.i Grano tenero Artico n.i ±18.05 n.i. n.i. n.i Grano tenero Bologna n.i ±6.10 n.i. n.i. n.i

22 Risultati sulla granella Lignani nei cereali italiani (µg/100g s.s.) Campioni Iso Lari Seco Pino Mat Total Lignans Farro Garfagnana n.i ± ±0.33 n.i. n.i Farro Padre Pio n.i ± ±0.37 n.i. n.i Spelta Sertel n.i 39.88± ±1.09 n.i. n.i Spelta Linea P12 n.i n.i. n.i Triticale Oceania n.i ±2.79 n.i. n.i. n.i Triticale Talentro n.i ±0.52 n.i. n.i. n.i

23 Risultati sulla granella Lignani nei cereali italiani (µg/100g s.s.) Campione Iso Lari Seco Pino Mat Lignani totali Riso Perla n.i ±9.96 n.i ±9.75 n.i Riso Perla Rosso n.i n.i Riso Vialone Nano n.i ± ± ±5.39 n.i Mais Costanza n.i ± ± n.i Mais DKL6530 n.i. 8.52± ± n.i Mais VA57 n.i ±0.64 n.i n.i

24 Progetto Europeo HEALTHGRAIN Progetto finanziato dall unione europea nell ambito del VI Programma Quadro e appena terminato. Uno degli obiettivi era quello di sviluppare cvs di cereali con un maggiore contenuto di sostanze bioattive, essenziali per il miglioramento della qualità nutrizionale degli alimenti derivati dai cereali. Questa possibilità dipende dalla disponibilità di variazione nella composizione e nella quantità delle sostanze bioattive. In questo ambito sono state analizzate 26 cvs di frumento coltivate in 4 diverse nazioni e sono state effettuate analisi di diverse sostanze (steroli, tocoli, fitati, acidi fenolici, alchilresorcinoli). I risultati mostrano chiari effetti di entrambi, genotipo e ambiente. Sito internet:

25

26 Conclusioni La biodiversità è fondamentale per la diversificazione e il miglioramento delle caratteristiche tecnologiche, nutrizionali e organolettiche degli alimenti ( cibi funzionali, nuovi prodotti, rinascita di cibi tradizionali, etc.). La scelta attenta delle materie prime e di adeguate tecnologie produttive costituiscono i fondamenti per l ottenimento di alimenti sani, nutrizionalmente bilanciati e organoletticamente graditi. L acquisizione di dati nutrizionali e la compilazione di banche dati relative alla composizione in macro e micronutrienti a livello non solo di specie ma anche di varietà, ecotipo, etc. (che tengano conto quindi anche della variabilità genetica) è essenziale per comprendere l impatto della biodiversità sulla sicurezza alimentare e nutrizionale.

27 Grazie per la vostra attenzione!