Development of gluten-free breads containing carob flour

Project leaders

Gianfranco Mamone, Maria Cecila Puppo

Agreement

ARGENTINA - CONICET - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Call

CNR/CONICET 2015-2016

Department

Biology, agriculture and food sciences

Thematic area

Biology, agriculture and food sciences

Status of the project

New

Research proposal

"Gluten related disorder" è un termine oggi utilizzato per classificare una serie di patologie il cui fattore scatenante è l'assunzione di alimenti contenti glutine [1]. Tra queste il disturbo alimentare finora più noto è la celiachia, definita come una malattia autoimmune provocata dall'ingestione di glutine e prolammine simili in individui geneticamente predisposti [2]. La reazione immunitaria che si scatena causa gravi danni alla mucosa con conseguente atrofia dei villi intestinali. Un'altra patologia di recente inquadramento clinico, la cui diffusione è in misura crescente in tutto il mondo, è la "sensibilità al glutine non celiaca" nota come "Gluten Sensitivity" [3]. I pazienti affetti da questa forma di intolleranza sintomatica, sviluppano sintomi che possono essere molto simili a quelli dei celiaci. L'unica terapia ora possibile per la Malattia Celiaca e per la"Gluten Sensitivity è una dieta priva di glutine [1,3]. L'aderenza a tale dieta è comunque difficile e incide sulla qualità della vita dei pazienti . Una tematiche attiva nel campo delle tecnologie alimentari è lo sviluppo di alimenti "gluten-free". Di fatti però la sostituzione del glutine con matrici strutturanti capaci di analogo potere addensante è un processo piuttosto laborioso e complicato. Un alimento sostitutivo al glutine di grande interesse è la farina di semi di carruba. La carruba ha avuto per lungo tempo il ruolo di frutta secca di basso costo e di alto valore energetico nell'alimentazione [4]. Oggi la farina di semi trova ampia applicazione come additivo tecnologico in diverse preparazioni alimentari. Molti addensanti e gelificanti, sono ottenuti da questa farina. La principale classe proteica è nota come Carrubina o Caroubin [4], un polimero proteico ad alto peso molecolare insolubile in acqua [5]. Questa peculiarità conferisce alla farina di carruba delle proprietà reologiche in parte simili al glutine, suscitando l'interesse della comunità scientifica per la preparazione di alimenti gluten-free. Ad esempio sono stati sviluppati prodotti quali pane a base con un ridotto raffermamento (staling) rispetto ad altri prodotti prive di glutine [6].Pane senza glutine di alta qualità è stata prodotta utilizzando farina di carruba con aggiunta di idrossipropilmetilcellulosa (E464) [5]. Nonostante questo, le applicazioni tecnologiche per lo sviluppo di prodotti gluten-free a base di carruba sono limitati, così come le conoscenze sulle sue proprietà nutrizionali. Nel corso del seguente progetto i gruppi di ricerca dell'ISA-CNR e del CIDCA-CONICT intendono sviluppare un prodotto pane gluten-free a base di farina di carruba, implementando le proprietà organolettiche, nutrizionali e di sicurezza alimentare per le persone tolleranti al glutine. Il gruppo di ricerca del CNR ha sviluppato una pluriennale e documentata esperienza di ricerca sulle proteine dei cereali e sul tema dell'intolleranza al glutine, affrontato con approccio multidisciplinare [7,8]. Similmente il gruppo della Dr.ssa Puppo, rappresentante argentino del CONICET, svolge da anni attività di ricerca per lo sviluppo di formule alimentari ad alto valore nutrizionale [9,10]. Riteniamo che l'attività sinergica dei gruppi coinvolti permetterà di implementare le conoscenze tecnologiche per lo sviluppo di nuovi formulati gluten-free a base di farina di carruba, destinati a un'ampia gamma di consumatori inclusi i pazienti affetti da intolleranza al glutine.

1 Sapone, et al. Spectrum of gluten-related disorders: consensus on new nomenclature and classification. BMC Med. 2012, 7;10-13.
2 Gianfrani, et al Adaptive and innate immune responses in celiac disease. Immunol Lett. 2005
3 Catassi et al Non-Celiac Gluten sensitivity:the new frontier of gluten related disorders. Nutrients. 2013, 5, 3839-53.
4 Bengoeche et al Composition and structure of carob (Ceratonia siliqua L.) germ proteins. Food Chemistry 107 (2008) 675-683.
5 Smith BM, et al. 2010. Composition and molecular weight distribution of carob germ protein fractions. J Agric Food Chem 58:7794-800.
6 Smith BM. 2009. Characterization and functionality of carob germ proteins.. Manhattan, KS: Kansas State Univ. 89 p.
7 Mamone et al. Proteomic analysis in allergy and intolerance to wheat products. Expert Rev Proteomics. 2011, 8:95-115.
8 Mamone et al. Immunogenic peptides can be detected in whole gluten by transamidating highly susceptible glutamine residues: implication in the search for gluten-free cereals. J Agric Food Chem. 2013, 61(3):747-54.
9 Ponzio, et al Wheat varietal flours: Influence of pectin and DATEM on dough and bread quality. International Journal of Food Properties, 2013, 16. 33-44.
10 Milde,et al. Gluten-free Bread Based on Tapioca Starch: Texture and Sensory Studies Food and Bioprocess Technology, 2012, 5,888-896.

Research goals

Scopo del progetto bilaterale è lo sviluppo di un prodotto pane privo di glutine a base di farina di semi di carruba. Verrà selezionata una varietà di carruba e messo a punto un processo tecnologico per ottenere un prodotto "gluten-free" ad alta qualità nutrizionale e organolettica. Verrà inoltre verificata la totale assenza di tossicità del pane ottenuto, per i consumatori affetti da malattia celiaca. Nello specifico, gli obiettivi che l'ISA-CNR di Avellino e il CIDCA-CONICET di La Plata (Buenos Aires) intendono perseguire, sono:
1) caratterizzazione della componente proteica di varietà selezionate, mediante analisi proteomica; 2) analisi della immunotossicità dell'estratto proteico mediante saggio su cellule T isolate da pazienti celiaci; 3) sviluppo di un processo tecnologico per la produzione di pane a base di farina di semi di carruba; 4) valutazione reologiche dell'impasto ottenuto; 5)valutazione della immunotossicità su prodotto finito. 6) valutazione degli aspetti sensoriali e nutrizionali.

Last update: 19/04/2024