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Nei precedenti articoli abbiamo esaminato le caratteristiche degli alimenti funzionali e in particolare della pasta con farine arricchite.
Qui approfondiremo le caratteristiche di una pasta simbiotica.
Il progetto della pasta simbiotica
La pasta simbiotica prende forma grazie al progetto “PassWorld”, acronimo di Pasta e Salute nel Mondo, finanziato dal Ministero dello Sviluppo Economico nell’ambito del bando “Industria 2015: Nuove Tecnologie per il Made in Italy”, finalizzato alla realizzazione di progetti d’innovazione industriale.
Grazie a questo progetto, che ha avuto durata triennale e ha coinvolto il CREA, le Università di Parma, Verona e Foggia e 6 imprese della filiera pasta (produttori di sementi, mugnai e pastifici) tra cui la Rustichella d’Abruzzo, azienda capofila, è stata creata una pasta innovativa e funzionale, mai esistita sul mercato mondiale.
Mettendo insieme le competenze dei partner scientifici è stato ideato un alimento simbiotico di cui, successivamente, è stato realizzato anche il prototipo industriale.
Nella pasta simbiotica è stata combinata l’azione dei prebiotici e dei probiotici, ed è stato dimostrato essere in grado di influenzare i marker infiammatori correlati alla glicemia [1].
Ingredienti funzionali della pasta simbiotica
La formulazione della pasta simbiotica è partita da un blend di cereali a elevato valore funzionale (il grano duro e l’orzo) che sono stati sottoposti a due differenti processi tecnologici per aumentarne le potenzialità nutrizionali.
Il grano duro
Il grano duro (Fig. 1) è la materia prima di elezione per la produzione della pasta.
In questo caso gli è stato applicato un particolare processo di “pelatura” delle cariossidi (comunemente indicate come chicchi), tecnicamente noto con il termine di “perlatura o decorticazione”.
La decorticazione del grano è un processo in cui gli strati di crusca vengono rimossi mediante operazioni di attrito e abrasione utilizzando macchine impiegate per la perlatura del riso leggermente modificate.
In questo caso, questa tecnologia è stata usata per recuperare tutti i composti nutrizionali delle cariossidi del grano che si trovano nella crusca e, in particolare, nello strato aleuronico [2].
Pertanto, dopo un accurato studio sulla varietà di grano utilizzata per il prototipo di pasta funzionale, è stato stabilito che con la rimozione del 4,5% (in peso) degli strati corticali del grano, si poteva ottenere una granella che conservava intatto lo strato aleuronico.
In questo modo si può fornire, a seguito di macinazione integrale con molino a pietra, uno sfarinato funzionale di grano duro, più ricco di vitamine, acidi fenolici e proteine di alta qualità a confronto con la semola tradizionale [3].
Farina d’orzo
Per esaltare le proprietà salutari della semola, è stata aggiunta farina d’orzo arricchita in β-glucani.
Grazie alle proprietà chimico-fisiche, i β-glucani, formano soluzioni ad alta viscosità, che aiutano a mantenere bassi i livelli di colesterolo nel sangue e la risposta glicemica post-prandiale [4].
In questo caso è stata individuata una varietà di orzo nudo con elevato contenuto di β-glucani (circa 5%) che è stata trattata in modo da ottenere una farina arricchita di β-glucani.
Attraverso un processo di tipo fisico, basato su tecniche di macinazione ultrafine e classificazione ad aria, è stato possibile raddoppiare la concentrazione di β-glucani nella farina di orzo, raggiungendo un valore di circa 11%, e conseguentemente, ridurre la quota di farina d’orzo (18 %) da aggiungere in mix allo sfarinato di grano duro.
I veri protagonisti della pasta simbiotica
Il processo di arricchimento si è concluso con l’aggiunta di bacilli sporigeni con spiccata attività probiotica appartenenti al gruppo degli SFLAB (spore forming lactic acid bacteria) capaci di rimanere a lungo vitali nel prodotto essiccato e nel prodotto cotto.
Questi microrganismi, per la loro capacità di formare spore, possiedono un’elevata vitalità e stabilità rispetto ad altre specie di batteri probiotici.
In questo alimento è stato utilizzato B. coagulans GBI-30, 6086 (commercializzato come Ganeden BC30) che si caratterizza per un’elevata capacità di sopravvivere ai processi produttivi e di tollerare le alte temperature, mantenendo le sue proprietà probiotiche anche durante la conservazione [5], nonché di conservare la vitalità durante il passaggio nel tratto gastro intestinale [6].
Questo ceppo sporigeno ha ottenuto lo status di “generalmente riconosciuto come sicuro” (GRAS) nel 2012 dalla Food and Drug Administration (FDA) e recenti ricerche hanno dimostrato anche che B. coagulans BC30 è in grado di migliorare i sintomi legati a vari disturbi gastrointestinali, come la sindrome dell’intestino irritabile e l’artrite reumatoide [7], e di stimolare la risposta immunitaria nelle comuni infezioni virali del tratto respiratorio [8].
Preparazione della pasta simbiotica
Con la ricetta messa a punto dal CREA, sono stati preparati prima gli sfarinati di grano duro e di orzo (grazie all’impegno dei mulini coinvolti), e successivamente è stata realizzata la pasta funzionale innovativa nel pastificio Rustichella d’Abruzzo.
La fase di produzione pre-industriale è stata cruciale per il prosieguo degli studi, in quanto ha consentito la produzione delle quantità di pasta necessarie per lo svolgimento dei trial clinici, fondamentali per valutare l’efficacia funzionale degli alimenti nell’organismo umano, utilizzando marker specifici legati all’insorgenza di malattie cronico – degenerative e sul microbiota gastrointestinale dell’uomo.
Questi studi, condotti in vivo su volontari sani ma in leggero sovrappeso, sono stati condotti in collaborazione con i nutrizionisti dell’Università degli Studi di Parma e con i microbiologi dell’Università di Verona.
Resistenza alla cottura e proprietà probiotiche
La pasta simbiotica realizzata (Fig. 3) ha dimostrato un ottimo comportamento in cottura conservando una buona consistenza a 7 minuti di cottura, paragonabile a uguale tipologia di pasta commerciale [9] e un aroma molto gradevole [10].
Per quanto riguarda il ceppo probiotico selezionato, B. coagulans BC30, abbiamo dimostrato che mantiene la sua vitalità, durante la produzione della pasta funzionale simbiotica e nella successiva fase di cottura, utilizzando sia metodi colturali che mediante un approccio qPCR utilizzando DNA direttamente isolato dalla pasta.
Data l’elevata stabilità dei batteri che formano spore, si è supposto che il ceppo probiotico sia in grado di sopportare la cottura e il passaggio attraverso lo stomaco e l’intestino in quantità sufficiente per esercitare effetti benefici sul microbiota.
Le analisi condotte sulle feci dei soggetti alimentati con la pasta funzionale hanno confermato questa ipotesi indicando che le spore del lattobacillo B. coagulans BC30 sopravvivono in elevatissimo numero al transito gastro- intestinale e che sono in grado di colonizzare l’intestino [11].
La pasta simbiotica nei trial clinici
La pasta funzionale simbiotica ha un indice glicemico più basso rispetto alla pasta commerciale (test in vivo); inoltre i test clinici, condotti su un gruppo di volontari sani in sovrappeso [12], hanno indicato che una porzione giornaliera di questa pasta pur avendo effetti limitati sugli indicatori metabolici primari e secondari nell’intero gruppo di volontari, ha influenzato i marcatori glicemici, lipidici e la resistina nel sottogruppo di volontari sani obesi e iperglicemici.
In particolare, nel sottogruppo di volontari obesi e iperglicemici, una porzione quotidiana della pasta simbiotica ha avuto effetti benefici sulla resistina plasmatica, sul rapporto LDL/HDL del colesterolo plasmatico e la Proteina C-reattiva (hs-CRP).
Questi effetti erano anche associati a cambiamenti nella composizione del microbiota intestinale, in particolare del Bifidobacterium e F. prausnitzii.
Conclusioni
La nuova pasta simbiotica è costituita da farine di grano duro ricca in vitamine, acidi fenolici e proteine e da farina d’orzo arricchita in β-glucani.
Il probiotico utilizzato è il B. coagulans BC30, resistente alla cottura e in grado di colonizzare l’intestino del consumatore.
Infine, questo alimento ha mostrato dei benefici in un trial clinico su soggetti sani lievemente in sovrappeso sul colesterolo plasmatico e i marcatori glicemici e lipidici.
Articolo scritto nell'ambito del progetto LOMBARDY HEALTH BIO - Bando Filiere 2022 - CUP F68C22000490003
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[1] Angelino D., Antonini M., Martina A., Zavaroni I., Torriani S., Veronesi L., Fares C., Vitaglione P., Pellegrini N. (2015) Evaluation of the health effects of an innovative pasta in a parallel randomized controlled intervention study on humans. In Atti del X AISTEC Conference “Grains for feeding the world” Milano 1-3 July: pp 38. ISBN: 978-88-906680-2-9
[2] Hemery, Y., Rouau, X., Lullien-Pellerin, V., Barron, C., Abecassis, J., 2007. Dry process to develop wheat fractions and products with enhanced nutritional quality. J. Cereal Sci. 46, 327-347. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2007.09.008
[3] Fares, C., Platani, C., Baiano, A., Menga, V. (2010). Effect of processing and cooking on phenolic acid profile and antioxidant capacity of durum wheat pasta enriched with debranning fractions of wheat. Food Chem. 119, 1023-1029. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.08.006
[4] Tosh, S.M., 2013. Review of human studies investigating the post-prandial blood glucose lowering ability of oat and barley food products. Eur. J. Clin. Nutr. 67, 310-317. https://doi.org/10.1038/ejcn.2013.25
[5] Bader, J., Albin, A., Stahl, U., 2012. Spore-forming bacteria and their utilisation as probiotics. Benef. Microb. 3, 67-75. https://doi.org/10.3920/BM2011.0039
[6] Angelino D., Vitaglione P., Antonini M., Zavaroni I., Martina A., Torriani S., Veronesi L., Scazzina F., Fares C., Pellegrini N. (2015). Antiflammatory and antidiabetic effects of a whole grain pasta enriched in prebiotics and probiotics. Ann.Nutr. Metab. 2015; 67(suppl.1) https://doi.org/doi10.1159/000440895
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[8] Kimmel, M., Keller, D., Farmer, S., Warrino, D.E., 2010. A controlled clinical trial toevaluate the effect of GanedenBC(30) on immunological markers. MethodsFind. Exp. Clin. Pharmacol. 32, 129-132. https://doi.org/10.1358/mf.2010.32.2.1423881
[9] Fares C., Menga V., Martina A., Pellegrini N., Scazzina F., Torriani S. (2015). Nutritional profile and cooking quality of a new functional pasta naturally enriched in phenolic acids, added with b-glucan and Bacillus coagulans GBI-30, 6086. Journal of Cereal Science 65, 260-266. https://doi.org/10.1016/j.jcs.2015.07.017
[10] Fares C., Menga V., Torriani S., Beleggia R., Pellegrini N. (2016) Potenzialità nutrizionali e funzionali di una pasta probiotica prodotta con sfarinato di grano duro e Bacillus coagulans GBI-30-6086. Tecnica Molitoria Novembre 2016 826-841.
[11] Martina A., Felis G.E., Angelino D., Zavaroni I., Vitaglione P., Fares C., Pellegrini N., Torriani S. (2016). Introducing probiotics and prebiotics with the diet: the development of a new whole grain functional pasta enriched with Bacillus coagulans and β glucans. International Conference, FoodMicro, Dublin 19-22 May 2016.
[12] Angelino D., Martina A, Rosi A., Veronesi L., Antonini M., Mennella I., Vitaglione P., Grioni S., Brighenti F., Zavaroni I., Fares C., Torriani S., Pellegrini N. (2019) Glucose- and Lipid-Related Biomarkers Are Affected in Healthy Obese or Hyperglycemic Adults Consuming a Whole-Grain Pasta Enriched in Prebiotics and Probiotics: A 12-Week Randomized Controlled Trial. The Journal of Nutrition. https://doi.org/10.1093/jn/nxz071
