COLTURE ALIMENTARI utilizzazione organi utili composto utile 1) industriali farine e prodotti derivati frutti, semi, o. sotterranei amido, proteine

COLTURE ALIMENTARI utilizzazione organi utili composto utile 1) industriali farine e prodotti derivati frutti, semi, o. sotterranei amido, proteine industria estrattiva frutti, semi, o. sotterranei glucidi, lipidi, (zucchero, oli, altro) conserve alimentari,succhi vari (frutti, o. vegetativi, tutti i componenti (orticole, frutticole) o. sotterranei) industria fermentazioni (vino, bevande alcooliche) frutti, o. sotterranei carboidrati prodotti secondari (aromi, coloranti etc.) vari vari metaboliti secondari 2) consumo diretto (fresco o minima trasformazione) orticole vari tutti i componenti frutticole frutti tutti i componenti bevande aromatiche organi vegetativi, fiori metaboliti secon. spezie vari metaboliti secon.

Trattazione elementi di sistematica morfologia ed ecologia prodotto utile, utilizzazioni, qualità diffusione ed importanza elementi di tecniche di produzione genotipi coltivati, varietà CEREALI specie erbacee coltivate che danno come prodotto frutti secchi con riserve prevalentemente amilacee. rappresentano la base della dieta a livello mondiale. prodotto digeribile, con alto valore nutritivo, facilmente conservabile e trasportabile. utilizzazione: alimentazione umana, zootecnica, altri usi industriali (amido, alcool, metaboliti secondari etc.). alimentazione umana: trasformazione domestica o consumo diretto; trasformazione industriale.

Specie e famiglie Poaceae (Graminaceae) Frumento tenero (Triticum aestivum L. ssp. aestivum) Frumento duro (Triticum turgidum L. ssp. durum (Desf.) Husn) Frumenti minori: spelta o farro maggiore (T. aestivum L. ssp. spelta (L.) Thell; sin: T. spelta L.); farro (T. turgidum L. ssp. dicoccon Schrank; sin: T. dicoccum Schubl.); farro piccolo (T. monococcum L. spp. monococcum). Orzo (Hordeum vulgare L.) Avena (Avena sativa L.; A. byzantina L.) Segale (Secale cereale L.) Triticale (x Triticosecale) Riso (Oryza sativa L.) Mais o granoturco (Zea mais L.) Sorgo (Sorghum vulgare L.) Miglio (Panicum miliaceum L.) Panico (Setaria italica L.) Teff (Eragrostis abyssinica Link) Panico indiano (Eleusine coracana Gaertn.) Polygonaceae Grano saraceno (Polygonum fagopyrum L.) Chenopodiaceae Quinoa (Chenopodium quinoa ) Amaranthaceae Amaranto (Amaranthus ssp) Poaceae

fusto nodo internodo lamina foglia ligula auricola guaina

rachide glume rachilla fiore sterile palea fiori fertili lemma

crusca (13-16%) schema di cariosside di frumento aleurone (2-3% tegumenti seminali endosperma (75%) embrione o germe (5-6%) pericarpo

Composizione media di alcuni cereali (% s.s.) proteine grassi carboidrati fibra ceneri orzo 11. 2.1 78.8 6. 2.3 mais 1. 4.7 72.2 2.4 1.5 avena 16. 7.7 68.2 1.6 2. riso 8. 2.4 77.4 1.8 1.5 sorgo 1. 3.6 73. 2.2 1.6 frumento 12. 1.9 71.7 2.5 1.4 Composizione media delle diverse parti della cariosside di frumento (% s.s.) cariosside pericarpo aleurone endosperma embrione intera esterno interno proteine 14.1 8.8 28.2 18.8 9.3 3.6 amido 68.8.. 73.8 84.4. grassi 2.1. 9.4 2.6 1.9 11.8 zuccheri semplici 2.4.. 1.9 1.9 3.6 pentosani 7.8 4.6 45.3 1.6 1.6 7.6 cellulosa 2.7 44.7 4.1.4.4 2.4 ceneri 2.1 5.9 12.9.9.6 5.3

Classificazione agronomica Cereali microtermi: originari di zone temperate o temperato-fredde; zero di vegetazione vicino a C; temperatura critica inferiore anche di parecchi gradi sotto C; optimum 15-2 C (frumento, orzo, avena, segale, triticale). Nelle zone temperate possono compiere una parte del ciclo nella stagione invernale. Cereali macrotermi: originari di zone tropicali o equatoriali; zero di vegetazione 6-15 C; temperatura critica inferiore ca. C; optimum 25-3 C; molte specie C4 (mais, sorgo); nel le zone temperate coltivati obbligatoriamente con ciclo primaverile-estivo. Frumento tenero endosperma a frattura farinosa farina pane di vario tipo, prodotti da forno non lievitati (biscotti) o lievitati (panettoni, pandori). duro endosperma a frattura vitrea semola pasta, altri prodotti (p. es. cuscus)

Areali di origine primaria dei frumenti coltivati La mezzaluna fertile è uno dei più antichi centri di origine dell agricoltura. Vi si trovano tuttora molti progenitori selvatici del frumento; centro importante di differenziazione è il Caucaso

Triticum urartu Aegilops sp. Aegilops tauschii

1) Diploidi (A). a) T. monococcum L., con 2 sottospecie: monococcum (monococco, farro piccolo; tuttora coltivato in Turchia, Romania) aegilopoides (Link) Thell. (selvatico) b) T. urartu Tumanian ex Gandilyan (selvatico), probabile donatore del genoma A delle specie polipliodi. 2) Tetraploidi. a) T. turgidum L. (B x A), con 8 sottospecie: turgidum L. carthlicum (Nevski) Á. Löve & D. Löve dicoccon (Schrank) Thell (farro, coltivato ancora in Italia, Balcani, Turchia) durum (Desf.) Husn. (grano duro) paleocolchicum (Manabde) Á. Löve & D. Löve polonicum (L.) Thell. ( Kamut, tuttora coltivato nel Caucaso, introdotto negli USA) turanicum (Jakubz.) Á. Löve & D. Löve dicoccoides (Körn. ex Asch. & Graebn.) Thell. (progenitore selvatico). b) T. timopheevi (Zhuk.) Zhuk. (G x A), con 2 sottospecie: timopheevi (tuttora coltivato nel Caucaso) armeniacum (Jakubz.) van Slageren (selvatico) 3) Esaploidi. a) T. aestivum L. (BA x D), con 5 sottospecie: aestivum (grano tenero) compactum (Host) MacKey macha (Dekapr. & Menabde) McKey spelta (L.) Thell. (tuttora coltivato in Spagna, Europa centrale) sphaerococcum (Percival) MacKey b) T. zhukovskyi Menabde & Ericz. (GA x A), col secondo genoma A derivato da T. monococcum

Frumento (tenero+duro): superfici coltivate (ha) 24 Mondo 1 Asia Russia Area ex URSS Nord America 23 8 6 22 4 21 2 2 25 15 Europa orientale Europa occidentale Africa America Latina Australia Oceania 5 4 3 2 Italia Italia (25) tenero duro totale 62835 15261 nord 387368 28927 centro 152317 31172 sud 6315 1179432 5 1

Frumento (tenero+duro): resa media (kg ha -1 ) 6 Mondo 6 Asia Area ex URSS Russia Nord America 4 4 2 2 6 Europa orientale Europa occidentale Africa America Latina Australia Oc. 6 Italia 4 2 4 2 Italia (25) tenero duro totale 547 3 nord 612 643 centro 469 384 sud 341 27

germinazione-emergenza produzione di foglie accestimento sviluppo della spiga

levata - spighetta terminale allungamento culmo; differenziazione organi fiorali spigatura-fioritura botticella maturazione

maturazione lattea (massimo peso dell acqua) maturazione cerosa massimo peso fresco e secco maturazione fisiologica) peso (mg) peso fresco peso secco percentuale acqua percentuale acqua fase di crescita esponenziale (lag; divisione e distensione cellulare) giorni dalla fioritura fase di crescita lineare (accumulo riserve) peso acqua fase di essiccamento maturazione di raccolta (cariosside dormiente)

Schema di utilizzazione Trebbiatura, (ventilazione), conservazione in silo, molitura, trasformazione industriale. Qualità del prodotto 1) Valore commerciale umidità: umidità standard di riferimento= 13%; umidità superiori al 16% possono determinare il rifiuto del prodotto impurità: materiali estranei, semi di infestanti peso ettolitrico (vedi prossimo punto) slavatura: perdita di lucentezza dovuta alla formazione di microlesioni nel pericarpo; determinata soprattutto da alternanze di essiccamento ed inumidimento prima della raccolta; dannosa soprattutto per il grano duro (riduzione dei pigmenti). 'massa critica : partita minima di caratteristiche omogenee (stessa varietà e sistemi di produzione; limite per le produzioni italiane) 2) Qualità molitoria Caratteristiche favorevoli ad ottenere una buona resa di macinazione (rapporto tra quantità di farina con determinate caratteristiche e quantità di materia prima di partenza. La resa diminuisce in funzione della raffinazione della farina (grado di abburattamento): farina integrale, tipo 2, 1,,.

2) Qualità molitoria peso specifico o peso ettolitrico (kg hl -1 ); dipende dal grado di riempimento del seme: è basso nei semi striminziti, alto in quelli ben riempiti. Valori accettabili: tenero: 78-8 kg hl -1 ; duro: 83-85 kg hl -1 peso medio dei semi: carattere che dipende dall'equilibrio tra il numero di semi e le condizioni verificatesi durante il loro riempimento. Spesso in relazione col peso ettolitrico e, quindi, con la resa in farina. Frumenti teneri: 35-45 mg; duri 45-55 mg. pregerminazione: inizio di germinazione avvenuta in campo prima della raccolta; determina riduzione della qualità tecnologica. bianconatura (grano duro): farinosità della cariosside; si determina sezionando le cariossidi con un 'tagliagrani'; tollerato il 2% di cariossidi bianconate. Determinata da cattiva nutrizione azotata ed altri stress e collegata in genere a basso contenuto proteico e di pigmenti. volpatura (grano duro): imbrunimento della cariosside localizzato nella zona embrionale o nel solco ventrale. Conseguenza di attacchi fungini e soggetta a differenze varietali. Tolleranza del 1-12 %. ceneri: residuo dopo incenerimento in muffola a 55 C. Nelle farine di grano duro limite del.9%. Concentrate nel pericarpo per cui con maggiore raffinazione se ne diminuisce il contenuto, ma a scapito della resa

Aminoacidi essenziali (mg kg -1 di proteine) in diverse frazioni della cariosside cariosside farina embrione aleurone cistina 22.4 16.9 6.6. istidina 22. 18.3 26.3 43. isoleucina 35.1 36.1 39.1 32. leucina 67.1 67.4 67.9 67. lisina 25.2 19.5 77.6 59. metionina 21.1 14.9 18.8 4. fenilalanina 47.5 46.8 4.7 42. teronina 28.7 23.1 48.2 3. triptofano 13.2 11.5.. valina 42.2 39.4 56.5 55. Aminoacidi (mg g -1 di proteine) in diverse categorie di farina integrale farina farina lisina 347 262 239 treonina 367 336 31 isoleucina 49 451 43 leucina 816 838 741 metionina 24 185 167 cistina 265 277 287 fenilalanina 592 63 51 valina 551 53 452 triptofano 163 122 116 istidina 265 25 298

3) Qualità tecnologica Attitudine della farina o della semola ad essere trasformata in un prodotto alimentare secondo tecniche appropriate. In tutti i casi il processo di lavorazione prevede: inumidimento ed impasto della farina o semola lavorazione dell'impasto eventuale lievitazione cottura e eventuale essiccazione Durante l'assunzione di acqua le proteine della farina, e soprattutto il glutine, si idratano formando un reticolo che ingloba le particelle di amido Le caratteristiche delle proteine determinano quindi per gran parte l'idoneità di una farina ai diversi tipi di lavorazione. Le proteine della cariosside si classificano in base alla loro solubilità albumine: solubili in acqua globuline: in soluzioni saline neutre prolamine (gliadine): in soluzioni alcoliche glutenine: in acidi, basi o alcool. Albumine e globuline: proteine enzimatiche, a basso peso molecolare localizzate soprattutto nello strato aleuronico e nell'embrione e più ricche di aminoacidi essenziali e importanti per la qualità dietetica. Gliadine e glutenine: proteine di riserva localizzate principalmente nell'endosperma; globalmente rappresentano il 'glutine'; determinanti la qualità tecnologica.

4) Qualità tecnologica: metodi di controllo (sviluppati soprattutto per il frumento tenero) Velocità di fermentazione ad opera dei lieviti dipende essenzialmente dall'attività α-amilasica della farina, cioè dalla velocità con cui l'amido è degradato a zuccheri semplici, che sono il substrato dei lieviti. se in difetto: impasto poco rigonfiabile e prodotto 'secco'; eccesso: impasto colloso e poco stabile. Valutazione: indice di Hagberg (tempo di caduta o falling number; in secondi (s) ). Rappresenta il tempo che un peso tarato impiega a 'cadere' in una sospensione di farina in acqua bollente: l'amido gelatinizzato forma un gel viscoso viene degradato dall'α -amilasi; più è rapido il processo, più velocemente diminuisce la viscosità e minore è il tempo di caduta del peso FN<16 s indicano eccesso di attività enzimatica (p.es. pregerminazione); FN >3 s scarsa attività (p.es. cattiva conservazione).

Capacità di assorbimento acqua, rigonfiabilità, resistenza alle lavorazioni caratteristiche collegate alla quantità e qualità delle proteine. Contenuto proteico (Nx5.7) Quantità di glutine: farina lavata con soluzione di NaCl e poi in acqua resta il glutine che viene poi essiccato e pesato Qualità del glutine: vari indici area specifica del glutine: rapporto tra l area ed il peso del disco di glutine essiccato; verificata correlazione negativa tra qualità del glutine ed area resistenza del glutine: il glutine viene forzato (per pressione o centrifugazione) a passare in setacci tarati; elevata resistenza all attraversamento del setaccio indica buona qualità (stabilità del glutine) test di sedimentazione: sospensione di farina in acido lattico e sodio dodecil-solfato (SDS); si misura l'altezza del sedimento (glutine) in un cilindro di dimensione standard dopo un certo tempo. dischi di glutine

Misure reologiche Alveogramma di Chopin. Forme di impasto sottoposte alla pressione di un gas e rigonfiate. Le variazioni di pressione vengono riportate in un diagramma (alveogramma). Indice: W (J * 1-4 ), proporzionale all'area del diagramma: indica la 'forza' dell'impasto cioè la resistenza che l'impasto oppone alla rottura P (mm): altezza del diagramma e rappresenta la massima pressione raggiunta; è un indice della 'tenacità ' dell'impasto, caratteristica conferita dalle glutenine L (mm): lunghezza del diagramma; indica la 'estensibilità ' dell'impasto, capacità di gonfiarsi senza rompersi, conferita dalle gliadine. P/L: elasticità dell'impasto; deve avere valori equilibrati. W (area del diagramma) P (altezza) L (lunghezza)

grani di forza: alta tenacità ed estensibilità (W>3; P/L 1); danno impasti altamente rigonfiabili e resistenti alla rottura panificabili superiori (W>26; P/L.7); direttamente panificabili (W>16-2; P/L.6-.7): danno impasti mediamente tenaci ed elastici; grani da biscotti (W<12; P/L.3-.4): danno impasti poco elastici e friabili. concimazione N = 16 kg ha -1 proteine (%): 1= 11.6; 2=13.; 3=13.8 concimazione N = 24 kg ha -1 proteine (%): 1= 12.1; 2=13.2; 3=14.2

Farinografo di Brabender usato soprattutto negli Stati Uniti, dove si è sviluppata per prima la panificazione industriale, con forti sollecitazioni meccaniche per gli impasti nel caso di prodotti lievitati è necessaria anche una valutazione della stabilità dell'impasto durante la lavorazione. Farinogramma: misura i parametri di resistenza ed i tempi di sviluppo di un impasto, formato con un quantitativo predeterminato di acqua. A = tempo richiesto per raggiungere la consistenza standard di 5 unità Brabender B = massima consistenza raggiunta C = tempo in cui la consisteza scende sotto 5UB; D = stabilità; tempo in cui la consistenza si mantiene sopra 5 UB; stabilità: >14 : grani di forza; >1 : panificabili superiori; >7 : panificabili. E = sfibramento: differenza tra la massima consistenza e quella ottenuta dopo tempo standard (es 12 ) A B D C E

Hardness (durezza). Caratteristica influente tanto la resa molitoria che la qualità tecnologica, legata al tipo di reticolo proteico dell'endosperma grani "soft"; macinazione: minor tempo di condizionamento e consumo energetico, maggiore resa in farina; impasto: minore assorbimento di acqua ed attività enzimatica grani "hard": caratteristiche opposte. Hardness si misura con metodi correlati alla resistenza allo schiacciamento o NIR. E' la base della classificazione mercantile in USA e Canada Prove di panificazione Simulano il comportamento dell impasto in un sistema reale, inclusa la cottura usano come standard il pane in cassetta non rappresentato bene la qualità per la produzione di pani poco lievitati e a crosta dura sono lunghe e costose e richiedono molto materiale (farina)

Esempi di clasificazione qualitativa del grano tenero in base a caratteri multipli (ITALMOPA) alveografo farinografo W P/L proteine stabilità Indice di (%) (min) caduta (s) di forza 3 max 1 14.5 15 25 panificabile superiore 22 max.6 13.5 1 22 panificabile 16 max.6 11.5 5 22 biscottiero max 115 max.5 max 1.5 --- 24 altri usi --- --- --- --- ---- Frumento duro Caratteri determinanti la qualità uguali al frumento tenero. Pasta di buona qualità: resistente alla cottura e non produce collosità alla superficie; caratteri collegati alla quantità e alla forza del glutine. Alto contenuto proteico (>13%). Indice di sedimentazione correlato con la qualità pastificatoria. Differenze varietali sulla qualità del glutine: banda 45 del pattern elettroforetico delle gliadine in SDS-PAGE correlata con glutine di buona qualità; banda 42 con glutine scarsamente tenace. Necessaria la massima tenacità dell'impasto, mentre sono sfavorevoli eccessiva estensibilità e rigonfiabilità. W>35; P/L>1.5; Falling number >3. 'Indice di giallo': colorazione gialla dell'endosperma conferita da pigmenti carotenoidi, importante per la colorazione che conferisce alla pasta. Carattere attualmente molto richiesto. Limitato da elevato contenuto di enzimi ossidasi, che ossidano i pigmenti generando colore bruno: 'indice di bruno'.

Elementi di tecnica colturale Scelta della specie fino a trenta anni fa il frumento duro era confinato al centro sud, per la mancanza di varietà idonee al nord (scarsa resistenza al freddo, tardività, scarso adattamento ai terreni fertili, qualità carente). attualmente disponibili varietà di duro adatte al nord: tutte però alternative e perciò più sensibili al freddo duro però assente al nord per motivi di politica agricola comunitaria Scelta varietale Le caratteristiche di una varietà riguardano sia la produzione quantitativa (adattabilità all'ambiente e produttività) che la qualità del prodotto. Habitus di crescita: varietà non alternative, per semine autunnali in zone ad inverno rigido; alternative, per zone ad inverno mite o semine primaverili in zone ad inverno rigido. Precocità: importante in aree con siccità precoce. Qualità: contenuto proteico ampiamente determinato dalle condizioni ambientali e colturali. Qualità delle proteine e tecnologiche sotto prevalente controllo genetico, anche se, specie le seconde, soggette a variabilità ambientale: una varietà scadente non potrà mai avere buone caratteristiche, per cui opportuno indirizzarsi verso varietà di buona qualità. Frumento tenero: lista varietale nel 'contratto 11' classifica le varietà in base alle loro caratteristiche qualitative. Frumento duro: per alcune varietà vengono effettuati contratti di coltivazione da parte dell'industria (p. es. varietà ad elevato 'indice di giallo').

Semina. Epoca: autunnale, nel nostro paese; da inizio ottobre (nord) a fine dicembre (sud). Primaverile in paesi ad inverno rigido ed estate piovosa. In teoria rese migliori con semine precoci; in pratica situazione variabile a causa di possibili fattori positivi o negativi nelle diverse fasi di determinazione della produzione. Densità obiettivo: 3 a 5 semi m -2 in condizioni di scarsa o elevata fertilità. Concimazione. L'azoto viene normalmente somministrato in più riprese. All inizio del ciclo, favorisce l accestimento e la crescita vegetativa. Somministrazioni tardive innalzano il contenuto proteico, se possono essere utilizzate (umidità sufficiente). Nel grano duro carenze aumentano la percentuale di bianconatura. Eccessi causano allettamento. Fattori di stress allettamento: causato da eccessi di azoto e piogge nella fase finale; determina difficoltà di raccolta, possibile pregerminazione, scadimento qualitativo, maggiori possibilità di attacchi fungini stretta: brusca interruzione della crescita della cariosside <determinata da alte temperature e stress idrico; comune al sud; determina riduzione della produzione e cariossidi striminzite pregerminazione: causata da fase di essiccamento in condizioni di elevata umidità; determina aumento dell attività α-amilasica Raccolta. Si effettua a maturazione piena della granella, in modo completamente meccanizzato (mietitrebbiatura). Da metà giugno a fine luglio, a seconda delle zone. In genere non necessaria essiccazione artificiale

ORZO (Hordeum vulgare L.) origine: Medio oriente, più o meno stesso areale dei frumenti coltivati. spighette uniflore, disposte a gruppi di tre ad ogni nodo del rachide. orzi esastici: tutte e tre le spighette fertili; distici: le due spighette laterali sterili. spiga a sviluppo indeterminato (spighette apicali abortite). cariosside 'vestita': le glumette restano aderenti alla cariosside dopo la trebbiatura lemma sempre dotato di lunghe reste spiga normalmente reclinata verso il basso a maturità. spighette sterili distico spighette fertili esastico

Orzo: superfici coltivate (ha) 9 Mondo 4 Asia Russia Area ex URSS Nord America 6 3 2 3 1 18 5 15 4 12 9 6 Europa orientale Europa occidentale Africa America Latina Australia Oceania 3 2 Italia 3 1

Orzo: resa media (kg ha -1 ) 6 Mondo 6 Asia Area ex URSS Russia Nord America 4 4 2 2 6 Europa orientale Europa occidentale Africa America Latina Australia Oc. 6 Italia 4 4 2 2

Utilizzazioni alimentazione animale, come concentrato (ca. 85% in Italia) produzione di malto (ca. 1%) usi secondari: estrazione di amido, alcool, prodotti alimentari speciali. Malto Preparazione pulizia e cernita del seme imbibizione del seme (35-4% di acqua) germinazione per 3-6 giorni fino a quando la 'piumetta' fuoriesce dalle glume essiccazione fino al 6% di umidità ed asportazione delle radichette macinazione tino conico di im bibizione convogliatore in entrata stadio cui viene interrotta la germinazione entrata orzo vasca germ inazione entrata acqua convogliatore in uscita

piattaforma di germinazione entrata aria circolazione aria orzo braccio rotante per mescolamento uscita aria convogliatore in entrata carica malto aria calda essiccazione scambiatore calore ventilatore Processi Attivazione enzimatica ed idrolisi dell'amido con aumento di zuccheri solubili Differenze di composizione tra orzo e malto orzo malto peso medio semi (mg) 38-4 35-37 amido (%) 55-6 5-55 zuccheri solubili (%).5-1 8-1 azoto totale (%) 1.8-2.3 1.8-2.3 azoto solubile (% totale) 1-12 35-5 attività diastasica 5-6 1-25 α-amilasi tracce 3-6 attività proteolitica tracce 15-3

Qualità Preferiti per prodotti tradizionali (puro malto) preferiti gli orzi distici, perchè hanno cariosside più grande, dimensioni più uniformi, glumette più sottili, minore contenuto di tannini e proteine, minore attività enzimatica rispetto agli esastici. Questi ultimi sono più produttivi e preferiti per prodotti di massa, in cui vengono miscelati a materiali aggiunti a basso costo (mais, riso etc.) Germinabilità: deve essere elevata (>98%) ed avvenire in modo uniforme e contemporaneo; cariossidi non germinate non danno estratto: fattori negativi sono elevate percentuali di cariossidi spezzate, pregerminazione, assenza di glume. Dimensione del seme: le cariossidi di dimensioni più elevate richiedono più tempo per la germinazione ma danno rese di malto più elevate. Cariossidi di dimensioni eterogenee assumono acqua in tempi diversi: necessaria una calibratura per classi di diametro. In genere>2.5 mm; tra 2 e 2.5 e <2 mm; quest'ultima è considerata di minore valore e deprezza il prodotto. Spessore delle glumette: le glumette sono importanti perchè proteggono il germoglio durante le manipolazioni che avvengono durante la preparazione del malto e fungono da materiale 'filtrante' durante la filtrazione della birra. Non devono però essere troppo spesse, per non causare riduzioni della resa di malto. Contengono abbondanti polifenoli e tannini, che possono causare intorbidamenti nella produzione di birra

Glumette danneggiate e cariossidi rotte: determinano germinabilità eterogenea e danneggiamento del germoglio in fase di germinazione con conseguente arresto della stessa. Colore della cariosside: deve essere chiaro; pigmenti antocianici e polifenoli presenti soprattutto negli strati esterni conferiscono instabilità al mosto e torbidità alla birra. Contenuto proteico: per l'orzo da malteria deve essere basso, tradizionalmente <11%. Un eccesso di proteine determina: minore resa di estratto di malto; problemi di stabilità del colore della birra (imbrunimento). Attualmente sono accettati orzi con contenuto proteico fino al 13%, in quanto si aggiungono materiali amilacei come correttivi (derivati dal mais o riso), tranne che per i prodotti 'di puro malto'. Un contenuto proteico troppo basso è comunque substrato sfavorevole per i lieviti. Contenuto di β-glucani: sono polisaccaridi della parete cellulare. Devono essere presenti nella minore quantità possibile in quanto negativi per la stabilità della birra. Dal punto di vista dell'alimentazione umana, un alto contenuto di β-glucani è positivo, per la loro azione ipocolesterolemizzante

Altri impieghi dell'orzo L'orzo è largamente usato tuttora in numerose parti del mondo (soprattutto nelle aree caldo-aride, dove produce più del frumento), per la preparazione del pane. Il glutine dell'orzo ha scarse caratteristiche panificatorie: è friabile, tenace e poco rigonfiabile e dà pane duro anche se molto conservabile. L'uso del pane d'orzo sta ritornando come specialità alimentare. Orzo torrefatto: la torrefazione della granella intera solubilizza una parte degli zuccheri complessi e genera composti aromatici; l'orzo torrefatto si usa come succedaneo del caffè. Orzo perlato: la 'perlatura' è l'asportazione delle glumette e di quasi tutto il pericarpo. L'orzo perlato si usa in zuppe. Gli orzi 'nudi' privi cioè di glumette, hanno qualche interesse nel mercato dei prodotti speciali e per la torrefazione.

Elementi di tecnica colturale Coltura simile al frumento Scelta varietale. Distico per malto. Esastico per zootecnia. Recentemente selezionate varietà polistiche con buone caratteristiche maltarie. Semina. Dato il maggiore accestimento, la dose di seme è inferiore rispetto al frumento (p. es. una densità di 6 spighe m 2 si raggiunge con 4 piante m 2 nel frumento, mentre ne bastano 25-3 nell'orzo). Le varietà distiche attualmente disponibili sono in prevalenza primaverili e seminate in primavera nei climi del centro-nord Europa e anche nel nord- Italia. Nell'Italia mediterranea si può anticiparne la semina al tardo autunno, con ottimi risultati produttivi e qualitativi. Le varietà non alternative si seminano in autunno, prima del frumento, per la minore resistenza al freddo. Concimazione azotata. Per l'orzo da malteria è importante avere basso contenuto di proteine. L'orzo utilizza l'azoto meglio del frumento. A parità di produzione obiettivo le dosi possono essere inferiori del 3-4%. Da evitare le somministrazioni tardive (non oltre l'inizio levata). Raccolta. Avviene normalmente ca. 15 giorni prima del frumento. Il seme di orzo è più soggetto a danneggiamenti durante la trebbiatura.

Avena La specie più usata è Avena sativa, di origine centro-europea. A. byzantina, di origine mediterranea-medio orientale è meno impiegata. Caratteri morfologici differenziali. Infiorescenza a pannocchia espansa, con spighette contenenti 2-8 fiori. Cariosside allungata, in genere 'vestita' dopo la trebbiatura, con percentuale di gluma molto elevata (25-3%). Forme nude conosciute. Ligula presente, auricole assenti. Prodotto La cariosside di avena ha contenuto proteico e lipidico maggiore rispetto agli altri cereali vernini. Tra le proteine predominano le globuline, ricche di aminoacidi essenziali (lisina). Nella fibra predomina la frazione 'dietetica' (solubile); recentemente è stato verificato un effetto sull'abbassamento del colesterolo.

Prodotto L'uso dell'avena (fiocchi, estrusi) è diffusissimo nei paesi anglosassoni, meno da noi. La farina di avena è poco adatta alla panificazione. L'avena si presenta quindi come un tipico prodotto dietetico e per mercati specializzati. Le avene nude hanno buone prospettive nell'industria dei prodotti specializzati. Ecologia ed esigenze, elementi di tecnica colturale. Vedi frumento e orzo. L'avena è la meno resistente al freddo tra i cereali microtermi. La maggior parte delle varietà è a maturazione tardiva e poco adatta a climi con aridità precoce. Elementi di tecnica colturale. La semina è in genere primaverile, tranne che nelle zone più miti. La concimazione azotata migliora la produzione anche dal punto di vista qualitativo: contrariamente ad altri cereali non vi è infatti correlazione negativa tra aumento del contenuto proteico e qualità delle proteine. Le varietà disponibili sono però suscettibili all'allettamento per cui le dosi di azoto sono normalmente inferiori del 4-5% rispetto al frumento.

Avena: superfici coltivate (ha) 45 4 35 3 25 2 15 1 5 7 6 5 4 3 2 1 Mondo Europa orientale Europa occidentale Africa America Latina Australia Oceania 14 Asia Area ex URSS Russia Nord America 12 1 8 6 4 2 45 4 35 Italia 3 25 2 15 1 5

Avena: resa media (kg ha -1 ) 6 Mondo 6 Asia Area ex URSS Russia Nord America 4 4 2 2 6 Europa orientale Europa occidentale Africa America Latina Australia Oc. 6 Italia 4 4 2 2

Segale (Secale cereale L.) Infiorescenza a spiga, simile a quella del frumento, con spighette triflore (due fiori fertili) e lemma aristato. Foglie prive di ligule e orecchiette appena accennate. Cariossidi allungate, generalmente di colore grigio-verdastro. E' la più resistente al freddo tra i cereali vernini, adattata a terreni acidi e poveri. Spigatura precoce. Dal punto di vista colturale è simile agli altri cereali vernini. Essendo coltivata in aree marginali, le cure colturali sono in genere limitate. Dal punto di vista alimentare, la farina è largamente usata in centro Europa per la preparazione di pani scuri, poco lievitati, di consistenza compatta ed un po' elastica. Da noi l'uso è limitatissimo, per mercati specialistici. Un uso simile è stato recentemente proposto per il triticale, ibrido interspecifico tra frumento e segale, le cui caratteristiche qualitative sono però più simili alla segale.

Segale: superfici coltivate (ha) 3 Mondo 18 15 Europa orientale Area ex URSS Russia Europa occidentale 2 12 9 1 6 3 3 2 Asia Nord America Africa America Latina 8 6 Italia Australia Oceania 4 1 2

Segale: resa media (kg ha -1 ) 6 Mondo 6 Asia Area ex URSS Russia Nord America 4 4 2 2 6 Europa orientale 6 4 Europa occidentale Italia 4 Africa America Latina Australia Oc. 2 2

Frumenti minori Frumenti vestiti (farri: T. dicoccum, monococcum e spelta) I primi due sono frumenti primitivi, quasi scomparsi dalla coltivazione in Europa e coltivati soltanto con ecotipi locali. Il terzo è coltivato con varietà selezionate soprattutto in Germania, Belgio, Svizzera Sono specie di taglia alta, soggette all'allettamento, poco produttive, ma molto adattabili e resistenti. Per questo la loro coltura ha subito un rilancio soprattutto nel campo dell'agricoltura biologica. In Italia sono coltivate T. dicoccum e spelta. Il loro uso si è diffuso negli anni 9 e riguarda sia la granella tal quale, da usare in zuppe e minestre, che prodotti derivati dalla farina: dolci, pasta etc. La farina di spelta presenta valori di W bassi o medi ed è adatta alla fabbricazione di pani speciali, molto popolari in Germania; La farina di T. dicoccum presenta W molto bassi con predominanza della tenacità sulla estensibilità: dà impasti friabili, adatti per biscotti e crostate. La pasta di farro ha caratteristica consistenza friabile e 'granulosa'. Il farro ha azione depurativa e blandamente lassativa. Grano "kamut " (Triticum polonicum). E' un frumento primitivo, recentemente rilanciato in coltura negli USA, per mercati di nicchia. Dà farine tenaci, con alcune caratteristiche simili ai frumenti duri. Se ne fa pane o pasta.