In questo articolo, esploreremo le proteine presenti nel frumento, elementi fondamentali che, attraverso l'azione meccanica dell'impasto e l'acqua, danno origine al glutine. Questo composto organico è formato da sequenze di amminoacidi legati tra loro tramite legami peptidici.
Classificazione delle Proteine del Frumento
Le proteine del frumento si dividono principalmente in due categorie:
- Proteine solubili: Comprendono l'albumina e la globulina, che costituiscono circa il 20% del totale proteico.
- Proteine insolubili: Includono la gliadina e la glutenina, rappresentando il restante 80%.
È importante notare che le proporzioni di queste proteine possono variare a seconda della tipologia di frumento.
Il Ruolo del Glutine
Il glutine è una lipoproteina formata dalla gliadina e dalla glutenina in presenza di acqua. Queste componenti non sono presenti solo nel grano, ma anche in altri cereali.
Il glutine è composto per il 75-85% da proteine, per il 5-7% da lipidi, per il 5-10% da amido e solo per il 5-8% da acqua; il glutine si attiva SOLO in presenza di acqua, pertanto è possibile isolarlo dalla farina semplicemente idratandola e sottoponendola a molteplici lavaggi consecutivi per diluirne progressivamente l'amido residuo.
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Durante l'azione meccanica dell'impasto, e grazie all'acqua, le gliadine e le glutenine si intrecciano formando una maglia tridimensionale chiamata, appunto, glutine. Questa struttura è viscosa, compatta ed elastica, capace di assorbire l'acqua durante l'impastamento e di trattenere l'anidride carbonica prodotta durante la lievitazione.
Una farina ad alto contenuto di glutine produrrà una maglia glutinica fitta, con elevata capacità di trattenere i gas fermentativi, richiedendo tempi di lievitazione più lunghi.
Gliadina e Glutenina: Le Componenti Chiave del Glutine
Le gliadine e le glutenine sono proteine idrofobiche. Le prime sono responsabili dell'estensibilità dell'impasto, mentre le seconde ne determinano la tenacità.
Grani Antichi vs. Frumento Moderno
La genetica del frumento gioca un ruolo cruciale nella qualità del glutine. In particolare, i grani antichi, cereali coltivati in Italia all'inizio del secolo scorso e poi abbandonati per ragioni di resa, presentano una qualità di glutine diversa rispetto al frumento moderno. Questo glutine assorbe meno liquidi, ha una tenacità differente e una maglia glutinica meno resistente, caratteristiche meno apprezzate dalle industrie che preferiscono cereali più strutturati per ottenere prodotti da forno voluminosi e alveolati.
Importanza Nutrizionale dei Cereali
Tutti i cereali che contengono glutine sono da sempre una fonte primaria di sostentamento, sopperendo alle esigenze nutrizionali globali. È consigliabile assumerli per una nutrizione equilibrata, a meno che non si soffra di un'intolleranza permanente al glutine, che richiede l'eliminazione degli alimenti contenenti glutine dalla dieta.
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Sempre più spesso, troviamo prodotti sugli scaffali con la dicitura “senza glutine”, richiamo questo che fa percepire al consumatore finale che mangiare senza glutine faccia bene. Eliminare il glutine dalla propria dieta se non si hanno problematiche certificate, non è una soluzione, anzi porta spesso ad impoverimento di sostanze nutrizionali quali fibre, vitamine e sali minerali come ferro, magnesio, zinco, selenio e calcio.
Proteine del Grano come Supplemento Alimentare
Le proteine del grano vengono utilizzate come un’alternativa di alta qualità e digeribilità a quelle di altre origini, come le proteine del siero di latte, che potrebbero contenere lattosio e quindi essere sconsigliate per chi ha intolleranza a questo zucchero. Attualmente, vengono proposte come supplementi alimentari per chi pratica sport, in particolare per chi solleva pesi e per coloro che svolgono attività fisiche che richiedono prestazioni muscolari elevate.
È importante prestare attenzione alle proteine del grano in quanto, in persone predisposte, possono scatenare reazioni allergiche. Inoltre, per chi soffre di celiachia, è consigliabile evitare i prodotti contenenti proteine del grano. Pertanto, è raccomandabile consultare il proprio medico o un esperto di nutrizione per una valutazione personalizzata, prima di utilizzare le proteine del grano o altri integratori alimentari.
Il Consumo di Cereali in Italia
Secondo le ultime stime della FAO, gli Italiani hanno quasi raddoppiato negli anni il proprio consumo giornaliero di cereali. All’epoca dell’indagine INRAN-SCAI 2005-06 il pane rappresentava più della metà dei prodotti a base di cereali consumati, sia dagli uomini (2 porzioni e mezzo da 50 g ciascuna al giorno), che dalle donne (poco più di 1 porzione e mezzo giornaliera). L’altro prodotto cerealicolo molto presente sulle tavole degli Italiani era la pasta, seguita da riso, biscotti e, in ultimo, dai cereali per la prima colazione.
Proteine dei Cereali: Funzioni e Contenuto
Localizzate prevalentemente nell’endosperma (la parte che diventa farina dopo la macinazione del grano) e in minima parte nell’embrione o germe (che dà origine alla nuova pianta dopo la germinazione) delle cariossidi, le proteine dei cereali svolgono nella pianta primariamente una funzione di immagazzinamento. Il loro contenuto varia notevolmente a seconda delle specie e delle varietà agronomiche e oscilla da un minimo del 7% a un massimo del 18% della sostanza secca.
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Le principali frazioni proteiche dei cereali sono state identificate alla fine del diciannovesimo secolo dallo scienziato americano Thomas Osborne, utilizzando solventi con caratteristiche diverse: albumina, globulina, prolammina e glutelina. Ad oggi sappiamo che frumento, orzo, mais, sorgo e miglio contengono in prevalenza prolammine, mentre gluteline e globuline sono presenti in quantità maggiore in avena e riso.
Raccomandazioni sull'Assunzione di Proteine
Un adeguato apporto di proteine con la dieta è un fattore fondamentale per il mantenimento dell’organismo. In Italia, l’assunzione giornaliera raccomandata di proteine dalla Società Italiana di Nutrizione Umana (SINU) per la popolazione adulta è pari a 0,9 g per kg di peso corporeo; vale a dire che un uomo di 70 kg ne dovrebbe consumare giornalmente almeno 60 g.
Cereali Integrali vs. Raffinati
La fibra, che comprende polisaccaridi, oligosaccaridi e lignina, è concentrata negli strati più esterni della cariosside: il contenuto è quindi più elevato negli alimenti integrali rispetto a quelli raffinati. La raffinazione può influenzare anche il contenuto di micronutrienti, che già varia notevolmente in base alle cultivar e ai terreni di coltivazione.
Qualità delle Proteine e PDCAAS
Dal punto di vista nutrizionale, oltre alla quantità è fondamentale valutare la qualità delle proteine fornite dagli alimenti, determinata da un punteggio universalmente accettato: il PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score). Quanto più il valore di PDCAAS delle proteine di un alimento è vicino a 1, tanto maggiori saranno qualità e digeribilità delle proteine stesse.
Gli alimenti a base di graminacee forniscono la maggior parte degli amminoacidi essenziali, ad eccezione della lisina e del triptofano, i cui livelli sono generalmente più bassi rispetto alle proteine animali. La digeribilità relativamente bassa delle proteine dei cereali può essere migliorata da una combinazione di diversi fattori legati anche alla lavorazione del singolo prodotto: nei panificati, ad esempio, la digeribilità delle proteine aumenta durante la lievitazione ma diminuisce in forno dopo una cottura prolungata.
Sono invece numerosi gli studi osservazionali che hanno mostrato associazioni inverse tra il consumo giornaliero di prodotti a base di cereali integrali, in cui è predominante la frazione fibrosa del chicco, e il rischio di sviluppare patologie croniche non trasmissibili come il diabete di tipo 2, le malattie cardiovascolari e il tumore del colon-retto.
Effetti Avversi dei Cereali: Celiachia e Sensibilità al Glutine
Gli effetti avversi dei cereali sull’organismo sono invece legati a specifiche proteine in condizioni patologiche. La celiachia, in particolare, è una malattia autoimmune che si sviluppa in individui geneticamente suscettibili in risposta all’ingestione di glutine. Si stima che i peptidi derivati dalla digestione del glutine nel tratto gastrointestinale, che non causano alcun problema per la maggior parte delle persone, nell’1% della popolazione mondiale, scatenino invece una risposta infiammatoria cronica, con conseguente atrofia dei villi intestinali, strutture deputate all’assorbimento delle sostanze nutritive.
Secondo i dati forniti dall’Associazione Italiana Celiachia (AIC) sono oltre 200.000 i casi diagnosticati in Italia, di cui più della metà donne, anche se in realtà si calcola che il numero teorico di celiaci, nel nostro Paese, si aggiri intorno ai 600.000.
Un discorso a parte merita la gluten sensitivity, ovvero un’ipersensibilità al glutine associata a disturbi sia gastrointestinali e sia extraintestinali, che però, a differenza della celiachia, non comporta lesioni degenerative della muscosa intestinale.
Sensibilità al glutine e celiachia si differenziano sia per la comparsa dei sintomi (entro poche ore o giorni dall’ingestione del glutine in caso di sensibilità e anche dopo mesi o anni in caso di celiachia) e sia per il ruolo della dieta gluten free.
Le persone che manifestano sensibilità al glutine, dopo una prima fase nella quale devono eliminare qualsiasi fonte di glutine per la remissione dei sintomi, possono, con il tempo e sotto stretto controllo medico, provare a reintrodurlo nella dieta, a differenza dei celiaci che devono obbligatoriamente seguire una dieta rigorosamente priva di glutine per tutta la vita.
Acrilammide nei Prodotti a Base di Cereali
Dalla reazione tra zuccheri e amminoacidi (soprattutto l’asparagina) si forma l’acrilammide, un composto che viene generato anche in contesti produttivi non alimentari ed è presente anche nel fumo da sigaretta. Dell’acrilammide, che nel 1994 l’Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC) ha classificato tra i “probabili cancerogeni per l’uomo” si è occupata in più riprese l’Autorità Europea per la sicurezza alimentare (EFSA), fissando dei valori massimi di riferimento per le diverse categorie di alimenti, la cui revisione è tuttora in corso.
L’impiego di farine di cereali contenenti meno asparagina come riso e mais (o il pretrattamento con un enzima che degrada l’asparagina, denominato asparaginasi, senza ridurne il valore nutrizionale) può contribuire a diminuire il quantitativo di acrilammide nei prodotti da forno e quindi il livello di esposizione alimentare.
In ambito domestico, per esempio, è possibile ridurre il contenuto di acrilammide nel pane tostato diminuendo i tempi della tostatura: abbrustolendo il pane per 3 minuti invece di 5 minuti, comporta un calo del contenuto da circa 200 μg/kg a 30 μg/kg.
Tabella: Valori Nutrizionali Comparativi dei Cereali
La seguente tabella riassume i valori nutrizionali comparativi di diversi tipi di cereali, evidenziando il contenuto proteico e altri nutrienti importanti.
| Cereale | Proteine (g/100g) | Carboidrati (g/100g) | Grassi (g/100g) | Fibre (g/100g) |
|---|---|---|---|---|
| Grano Duro | 13.0 | 62.5 | 2.9 | 9.8 |
| Grano Tenero | 12.3 | 65.3 | 2.6 | 9.7 |
| Riso | 7.0 | 77.0 | 0.9 | 1.4 |
| Mais | 9.4 | 74.0 | 4.7 | 7.3 |
La frazione proteica dei cereali è di buona qualità, contenendo quasi tutti gli amminoacidi essenziali, eccetto la lisina e il triptofano.