Alcuni risultati delle ricerche svolte sui grani antichi

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Michelangelo Pippi
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1 Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell Ambiente P.le Cascine, 18 Firenze Incontro tecnico di presentazione dell attività e dei primi risultati conseguiti Per il progetto Biovant N Creazione di un modello sostenibile di best practices per la valorizzazione di varietà antiche di frumento tenero nella Regione Emilia Romagna Alcuni risultati delle ricerche svolte sui grani antichi Granarolo dell Emilia (BO), 20 febbraio 2017 Stefano Benedettelli stefano.benedettelli@unifi.it

2 SELEZIONE DEI FRUMENTI Taglia ridotta (resistenza all allettamento) Precocità Resistenza alle malattie fungine Resistenza a stress abiotici Qualità delle proteine Qualità dell amido Indice di giallo Resa in farina e semola: peso di mille cariossidi e peso ettolitrico

3 LA CARIOSSIDE PERICARPO e TEGUMENTI SEMINALI 8-10 % Fibra alimentare, minerali ALEURONE Fibra alimentare Proteine ad elevato valore nutrizionale, minerali, lipidi ENDOSPERMA AMILACEO % Amido, proteine di riserva, vit. B EMBRIONE - GERME 2-4 % in peso Proteine solubili, lipidi, enzimi, vit. B 1,B 6, ceneri I N V O L U C R I CRUSCA FARINA SEMOLA

4 SOSTANZE BIOLOGICAMENTE ATTIVE PRESENTI NEGLI ALIMENTI DI ORIGINE VEGETALE flavonoidi isoflavoni Polifenoli acidi fenolici flavoni flavonoli Sostanze fitochimiche Glucosinola ti stilbeni antociani lignani flavanoli Carotenoidi flavanoni FITOESTROGENI

CIBO MODULATORE DELL ESPRESSIONE DEI GENI FATTORI EPIGENETICI polyphenols are able to regulate the immune function and has been also demonstrated an effect on epigenetic mechanisms, it is

5 CIBO MODULATORE DELL ESPRESSIONE DEI GENI FATTORI EPIGENETICI polyphenols are able to regulate the immune function and has been also demonstrated an effect on epigenetic mechanisms, it is possible to hypothesize that there exists a mediator role of epigenetic mechanisms in the modulation of the immune response by polyphenols. 5 A. Cuevas et al. Nutrients Jul; 5(7):

2016 ppm 700 A AB ABD ABD 600 500 400 300 200 100 0

6 REATTIVITÀ ALL ANTICORPO G12 P. Gelinas & C. McKinnon. I.J.Food Sci. and Techn ppm 700 A AB ABD ABD ppm 700 Specie-varietà % glutine

7 DIGERIBILITÀ - PROVE IN VITRO

9 Prove in vivo Ø 150 g/giorno di pane prodotto con la varietà Verna per 10 settimane (Test period) Ø 10 settimane di wash-out 20 soggetti clinicamente sani [9 M; 11 F; età media: 39.5 anni (range: anni)] Ø 150 g/giorno di pane commerciale per 10 settimane (Control period) Time points: Inizio del periodo di Test (T0) Fine periodo di Tast (T1) Inizio periiodo di controllo (T2) Fine periodo di controllo (T3) Sofi et al., J Med Food 2010

10 Profilo Lipidico Colesterolo Totale (mg/dl) p<0.05 p = n.s T0 T1 T2 T3 Test period Control period LDL colesterolo (mg/dl) p<0.05 p = n.s T0 T1 T2 T3 Sofi et al., J Med Food 2010

12 Obiettivo Studiare gli effetti di una dieta a base di frumento khorasan sui biomarcatori associati a malattie ateriosclerotiche e cardiovascolari. 22 clinically healthy subjects 8 males / 14 females Age: 50.5 (26-66) y BMI: /- 3.6

13 Disegno sperimentale T0 Group A (n=11) Group B (n=11) 8 weeks 8 weeks T1 Control Control Wash-out T2 Group B (n=11) Group A (n=11) Sofi et al., Eur J Clin Nutr 2013

14 Prodotti

15 Caratteristica della semola e della farina Variable Kamut! (Semolina) Control Control (Semolina) p Kamut! (Flour) Control Control (Flour) p Potassium, mg/kg 2817 ± ± ± ± Magnesium, mg/kg ± ± ± ± Phosphorus, mg/kg 2.98 ± ± ± ± Zinc, mg/kg ± ± ± ± Iron, mg/kg ± ± ± ± Selenium, mg/kg 0.99 ± ± ± ± Vanadium, mg/kg 1.01 ± ± ± ± ! Sofi et al., Eur J Clin Nutr 2013

1% P<0.05-7.8% - 2.8% +4.6% - 1.6% +2.3% - 1.

16 Risultati P<0.01 P<0.01 Percentage of modification (post-pre) P< % - 2.1% P< % - 2.8% +4.6% - 1.6% +2.3% - 1.4% General linear model for repeated measurements after adjustment for age and gender Sofi et al., Eur J Clin Nutr 2013

17 Controllo Risultati Controllo P<0.001 Percentage of modification (post-pre) P< % - 2.9% % P< % % +15.1% General linear model for repeated measurements after adjustment for age and gender Sofi et al., Eur J Clin Nutr 2013

19 Obiettivo Investigare se una dieda a base di frumento khorasan può migliorare: 1. Sintomi gastrointestinali 2. Qualità delle vita 3. Parametri biochimici Sofi et al., Br J Nutr 2014

20 Disegno sperimentale T0 Group A (n=10) Group B (n=10) 6 weeks 6 weeks T1 Bio Bio Wash-out T2 Group B (n=10) Group A (n=10) Sofi et al., Br J Nutr 2014

21 Risultati DOLORI ADDOMINALI (1=forti dolori; 7=assenza di dolori) 7 p< p n.s. Controllo 3 2 p n.s. p=0.6 1 Sofi et al., Br J Nutr 2014

22 Resultati Severità del Gonfiore (1=Gonfiore Acuto; 7=Assenza di Gonfiore) 7 p=0.004 p< p n.s. Controllo p n.s. p=0.2 1 Sofi et al., Br J Nutr 2014

23 Risultati Qualità della vita 50 (100=Very severe; 0=Not severe) 40 p= p n.s p n.s. p<0.001 Controllo 0 Sofi et al., Br J Nutr 2014

25 Obiettivo Studiare l effetto di una dieta a base di grano sul profilo biochimico di pazienti con sindrome coronaria acuta Whittaker et al., Nutrients 2015

26 Studi in vivo 22 pazienti con diagnosi di sindrome acuta coronarica A (16 infartuti; 6 angina istabile) Variabli Età media 61 (47-75) Uomini/Donne 13 / 9 Indice di massa corporea kg/m 2, media ± SD 26.9 ± 4.8 Stile di vita sedentario, n (%) 9 (40.9%) Whittaker et al., Nutrients 2015

Medicinali!"#$%&'()*+!""#$ %!&%$ '"#$ '"#$ ((&)#$ *+&,#$ -&!#$./0123$ 4546789:;3$ <3=>;>2$ <215=60/:6:/3$?

27 Medicinali!"#$%&'()*+!""#$ %!&%$ '"#$ '"#$ ((&)#$ *+&,#$ -&!#$./0123$ :;3$ <3=>;>2$ B0502/0A72>3/3$

28 Disegno sperimentale T0 (n=11) Bio (n=11) 8 weeks 8 weeks T1 Wash-out T2 (n=11) Bio (n=11) Whittaker et al., Nutrients 2015

29 Risultati Modifica del profilo Biochimico Controllo Bio 10% 5% 0% +3.8 % +1.2 % Controllo Bio +3.0 % -5% -10% -15% -9.7 % -8% -4.2 % % -20% -25% -30% % Whittaker et al., Nutrients 2015

30 Risultati Modifica del profilo Ossidativo Controllo Bio 10% 5% 0% % +1.0 % -5% -10% -15% -20% % % % % % Whittaker et al., Nutrients 2015

31 Secondary prevention of patients with diabetes: is there a role for wheat (Kamut ) products? Sofi F*, Dinu MR*, Whittaker A, Gori AM*, Cesari F*, Becatti M^, Fiorillo C^, Casini A*, Benedettelli S *Department of Experimental and Clinical Medicine, University of Florence; Unit of Clinical Nutrition, Careggi University Hospital, Florence, Italy; Department of Agrifood Production and Environmental Sciences, University of Florence; ^Department of Clinical and Experimental Biomedical Sciences, University of Florence

32 Prova in vivo 21 pazienti con diagnosticato il diabete Variable Age, yrs, median (range) 65 (42-84) Males/Females 14 / 7 Body Mass Index, kg/m 2, mean ± SD 27.9 ± 4 Hypertension, n (%) 8 (38.1%) Smoking habit, n (%) 5 (23.8%) Dyslipidemia, n (%) 7 (33.3%)

33 Risultati Colesterolo Totale, mg/dl '**% p=0.04 p=0.2!#*%!"#$"% -3.7%!"'$"% +3%!"&$"%!"#$(%!"*%!+*%!)*%,-.%,/01% Controllo General linear model adjusted for age, gender, BMI, hypertension, diet score, and anti-diabetic drugs

34 Risultati LDL-colesterolo, mg/dl!&'$ p=0.3!!)"*$ p=0.8 p= %!!!"#$ +3.6%!!%"&$ p=0.2!!'$!'(")$!''$ +,-$ +./0$ Controllo General linear model adjusted for age, gender, BMI, hypertension, diet score, and anti-diabetic drugs

35 Risultati Glucosio nel sangue, g/l!'"#!&"#!%"# p=0.04 p= % +3.5% p=0.3 p=0.2 ()*# (+,-#!$"#!""# Controllo

36 Risultati!&% Insulina, U/L!*% p=0.04 p=0.09!"%!"#$% -16.3% +11.9%!(#"%!'%!'#(%!!#&%!)% +,-% +./0% Controllo General linear model adjusted for age, gender, BMI, hypertension, diet score, and anti-diabetic drugs

37 Risultati &$ Indice-HOMA *$!"!#$ p=0.04 p=0.09 ($ -24.3% +15.1% (")&$ %"&'$ ("!&$ #$ +,-$ +./0$ Controllo General linear model adjusted for age, gender, BMI, hypertension, diet score, and anti-diabetic drugs

PROSPETTIVE FUTURE Valutazione delle interazioni genotipo-varietà x ambiente; Identificazione dei genotipi parentali in base alle caratteristiche produttive,

38 PROSPETTIVE FUTURE Valutazione delle interazioni genotipo-varietà x ambiente; Identificazione dei genotipi parentali in base alle caratteristiche produttive, tecnologiche e nutraceutiche; Costituzione del nucleo evolutivo, capace di generare nuove varietà popolazioni, adatte all ambiente e ai cambiamenti climatici; Breeding partecipativo.

39 GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE

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