Casi pratici di messa a punto di alimenti funzionali -modalita compatibilita.pdf — Agraria

(1)

Casi pratici di messa a punto di alimenti funzionali

Bari, 15 marzo 2013

Dr. Ph.D. Fabio Minervini

(2)

Glutine:

(dal Codex Alimentarius)

Frazione proteica di frumento, segale, orzo, [avena] e

delle varietà da esse derivanti per incrocio, verso la

quale alcune persone sono intolleranti e che risulta

non solubile in acqua e soluzioni saline (NaCl).

gliadine (monomeriche)

glutenine (polimeriche)

Riduzione dell’intolleranza al glutine

(3)

Peptide

Sequenza

HLA

tTG

Glia-α

α

(206-217)

SGQGSFQPSQQN

DQ8

+

Glia-α

α

2 (62-75)

PQPQLPYPQPQLPY

DQ2

+++

Glia-α

α

9 (57-68)

QLQPFPQPQLPY

DQ2

+++

Glia-α

α

20 (93-106)

PFRPQQPYPQPQPQ

DQ2

+++

Glia-γγγγ1 (138-153)

QPQQPQQSFPQQQRPF

DQ2

+++

Glia-γγγγ30 (222-236)

VQGQGIIQPQQPAQL

DQ2

-LMW-Glt-156 (40-59)

QPPFSQQQQSPFSQ

DQ2

+++

LMW-Glt-17 (46-60)

QQPPFSQQQQQPLPQ

DQ2

+++

HMW-Glt (723-735)

QQGYYPTSPQQSG

DQ8

-Glu-5

QQQXPQQPQQF

DQ2

-Glu-21

PQQSEQSQQPFQPQ

DQ2

---Oligopeptidi responsabili della risposta immunitaria

(4)

VILLI INTESTINALI

NORMALI

ATROFIA DEI VILLI (Celiaco

dopo assunzione di glutine)

(5)

PEPs: prolil-endopeptidasi in grado di idrolizzare peptidi gliadinici ricchi

in prolina

- proposta la somministrazione orale (Hausch

et al.,

2002)

- PEP da

Flavosporium meningosepticum

(Pyle

et al.,

2005)

- PEP da

Myxococcus xanthus

(Shan

et al.,

2004)

- PEP da

Lb. helveticus

(Chen

et al.,

2003)

- PEP da

Aspergillus niger,

resistente alla digestione nel tratto

gastrointestinale (Stepniak

et al.,

2006)

(6)

Isolamento di batteri lattici da lievito naturale

Nuova strategia: dal lievito naturale al pane gluten-free

Utilizzo del

pool di lattobacilli

e di

enzimi microbici

Selezione per l’attività proteinasica e peptidasica specifica

Lb. brevis 14G Lb. alimentarius 15M Lb. hilgardii 51B Lb. sanfranciscensis 7A Lb. sanfranciscensis E14 Lb. sanfranciscensis E21 Lb. sanfranciscensis 174 Lb. sanfranciscensis 13 Lb. sanfranciscensis A1 Lb. sanfranciscensis 274

(7)

pH 11 pH 6

(A)

Mr kDa 200 10 pH 11 pH 6

(B)

200 10

Elettroforesi

bidimensionale

di

gliadine

:

(A)

impasto

acidificato

chimicamente e (B) impasto al 20% di farina fermentato con batteri lattici

selezionati e proteasi per 48 h a 37°C

(8)

Test di agglutinazione (K562)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 48 72 96 Time (hours) A 5 4 0 n m ctr PT rye LAB PT rye ** ** * *

Vitalità di cellule Caco-2/TC7

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45

ctr ctr LAB PT rye LAB PT rye

C a s p a s e -3 a c ti v it y ( m ic ro m o le s /m in /m l) ** *

Attività della caspasi 3 (Caco-2)

0 2 4 6 8 10

ctr c tr LAB PT rye LAB PT rye

n a n o m o le s /m g p ro t/ m l ** *

Produzione di NO (Caco-2)

0 10 20 30 40 50 60 VSL#3 C AD Medium C D 3 + c e lls /m m e p it h e liu m

Infiltrazione linfociti intraepiteliali CD3

+

Riorganizzazione citoscheletro (IEC-6)

0 0 ,5 1 1 ,5 2 2 ,5 3 3 ,5 4

C ontrol Gliadin A Gliadin C

z on ul in ( n g/ m g p ro te in ) Ti me 0 time 120

Rilascio zonulina (IEC-6)

-100 -50 0 50 100 150 200 0 3 0 6 0 9 0 12 0 Ti me (m in) D e lt a T is s u e R e s is ta n c e (O m h s /c m 2 ) contr ol Gluten A g luten C

Resistenza elettrica tissutale

(9)

E’ possibile ottenere un pane dopo la lunga fermentazione,

con la maggior parte delle proteine degradate?

50 g farina liofilizzata

+

44 ml acqua

+

1.9 g lievito di birra

+

agenti

strutturanti

Lunga fermentazione (48 h, 37°C) Spray drying Macinazione

_lievitazione

(1h, 37°C)

cottura

(10)

(11)

Biopsy (t0)

Biopsy (t60)

CD3 (t0)

CD3 (t60)

(12)

(13)

GABA

modulazione di funzioni fisiologiche (neurotrasmissione, ipotensivo,

effetti diuretici, effetto tranquillizzante, prevenzione del diabete,

anti-tumorale)

Jakobs et al., 1993, Guin Ting Wong et al., 2003; Hagiwara et al., 2004; Thaker et al., 2005

Prodotto da lieviti (Hao e Scmith, 1993), altri funghi

(Kono e Himeno, 2000) e batteri lattici in alimenti, es.

Lactococcus lactis

- Nomura et al., 1998

Lactobacillus brevis -

Ueno et al., 1997, Yokoama et al., 2002,

Lactobacillus paracasei

- Komatsuzaki et al., 2005

Lb. paracasei, Lb. delbrueckii subsp bulgaricus,

Lactococcus lactis, Lb. plantarum,

Lb. brevis –

Siragusa et al., 2007

(14)

Fermentazione (30°C, 96 h) Inoculo al 4% (v/v) 6,50 7,00 7,50 8,00 8,50 9,00 9,50 0 6 12 24 30 36 48 54 60 72 78 84 96 Tempo (h) lo g u .f .c . m l -1 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 0 6 12 24 30 36 48 54 60 72 78 84 96 Tempo (h) p H 0 100 200 300 400 500 6 12 24 30 36 48 54 60 72 78 84 96 Tempo (h) m g /l Liofilizzazione Analisi Stoccaggio Coltura GABA-produttore

(15)

Proprietà nutrizionali

Composti/

Batteri lattici

Concentrazione

prima della

fermentazione

(1% p/v di

carboidrati totali)

Concentrazione/

densità cellulare dopo

la fermentazione

(1% p/v di carboidrati

totali)

GABA

0.65 ± 0.21

8.9 ± 0.18

a

Niacina

255 ± 1,98

258 ± 2.87

a

Zn

++

_{276 ± 4.13}

_{281 ± 3.11}

a

Cu

++

_{10.8 ± 0.22}

_{11.1 ± 0.16}

a

Mg

++

_{1503 ± 32.4}

_{1550 ± 17.9}

a

Polifenoli totali

18.7 ± 0.87

20.9 ± 0.34

a

L. plantarum

DSM19463

nd

10.0 ± 0.3

a

I dati sono una media di tre esperimenti indipendenti ± deviazione standard (n = 3) analizzata in duplicato.

(16)

Integratore a base di mosto d’uva rossa contenente GABA

(17)

Daidzin Diidrodaidzeina

Equol

4-hidroxi-equol O-desmetylangolensina Microbiota Intestinale / β β β β-glucosidasi Daidzein

Equolo (4,7-isoflavandiol)

Solo il 33%

della

popolazione è

in grado di

produrre

equolo a

partire dalla

daidzina della

soia

E’ sintetizzato esclusivamente dal microbiota intestinale mediante

il metabolismo degli isoflavoni di origine alimentare

(18)

Alimenti arricchiti: metabolismo degli isoflavoni

Daidzeina

Genisteina

Gliciteina

Daidzina

Genistina

Glicitina

Equolo

(19)

Prevenzione e trattamenti di malattie ormone-dipendenti

(Omoni and Aluko, 2005; Tham et al., 1998; Lee et al., 2001 )

Attività anticarcinogenica

(Uzzan and Labuza, 2004)

Prevenzione dell’osteoporosi

(Jacobsen et al., 1998; Witztum, 1994)

Gli agliconi sono stati associati a:

Attività antiossidante

(Wei et al., 1995)

OH

OH _O

(20)

(Di Cagno et al.,

unpublished data

)

Concentrazioni

Agliconi

(mg/100ml)

Daidzein

1,45

Equol

0,30

Genistein

3,90

0,40

Agliconi

(mg/100ml)

Daidzeina

1,45

Equolo

0,30

Genisteina

3,90

Gliciteina

0,40

Condizioni ottimali

Latte di soia artigianale inoculato con

L. gasseri

B

24

W,

L. curvatus

SAL33,

L. rhamnosus

ATCC,

L. acidophilus

LA14

(21)

Arricchimento di mozzarella con batteri probiotici

Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti- Bari

Screening di 18

lattobacilli probiotici in

base alla

termoresistenza

5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 L. c asei BG P93 L. d elbr ueck ii s ubsp . bul garic us S P5 L. p arac asei LPC 01 L. p arac asei BG P1 L. p arac asei BG P2 L. p lant arum BG 112 L. p lant arum BG P12 L. p lant arum LP2 7 L. p lant arum LP3 2 L. p lant arum LP3 3 L. p lant arum LP3 5 L. p lant arum LP3 6 L. p lant arum LP3 9 L. p lant arum LP4 0 L. p lant arum LP4 2 L. p lant arum LP4 7 L. rh amno sus SP1 L. re uter i DSM 1793 8 65°C 55°C 55°C Adapted L o g c fu /g

Aggiunta di

Lactobacillus bulgaricus

SP5 e

Lactobacillus

paracasei

BGP1 nel

latte da trasformare e

nella cagliata

Caratterizzazione del

prodotto:

• Analisi microbiologiche

• Concentrazioni di acido

lattico e carboidrati residui

• Proteolisi

• Analisi sensoriale

T14 T14 T7 T7 T1 T1 before stretching before stretching * ** ** ** ** ** ** ** 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 8.8 9 9.2 9.4 Log cfu/g 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 f lavour creamy sour body/texture Panel test day 14

BAMP (con probiotici) BAM (controllo)

BGP1

(22)

(23)

“Men inside the bottle” Mario Sironi (1921-1925)

Avoiding speculations…

functional foods have to be

consumed as part of the

normal diet

(24)

Regolamento UE n. 1924/2006 (sugli “health claims”)

Le aziende o gli istituti di ricerca

sottomettono all’EFSA

i claim relativi ad un componente o

ad un alimento

Esame della documentazione fornita

a sostegno del claim

Decisione

EFSA

Accettazione del claim (e.g.: steroli

vegetali, xilitolo)

Rifiuto del claim (e.g.:

probiotici)

http://ec.europa.eu/food/food/labelli ngnutrition/claims/community_regist er/index_en.htm