ITMO20090084A1

ITMO20090084A1 - Composizione per preparare un alimento funzionale

Info

Publication number: ITMO20090084A1
Application number: IT000084A
Authority: IT
Inventors: Mario Pierleoni
Original assignee: Benedetti Serena; Canestrari Franco; Casa Del Pane S R L
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-04

Description

Descrizione di invenzione industriale

Composizione per preparare un alimento funzionale L'invenzione concerne una composizione comprendente una miscela di farine vegetali e utilizzabile per preparare un alimento funzionale, in particolare un prodotto alimentare da forno.

Nel campo medico e delle scienze nutrizionali è noto l’uso dei cosiddetti “alimenti funzionali” o nutraceutici.

Gli alimenti funzionali comprendono composizioni alimentari in grado di svolgere un ruolo preventivo e/o terapeutico nei confronti di svariate condizioni patologiche.

Gli alimenti funzionali possono essere incorporati nella dieta in modo sostanzialmente agevole, il che consente di attribuire ai pasti quotidiani una duplice funzione, nutrizionale e preventiva/terapeutica.

Tra gli alimenti funzionali è annoverato l’orzo (Hordeum vulgare L.), di cui sono note, sebbene tuttora oggetto di studio, le seguenti proprietà:

-Indice glicemico (definibile come la capacità percentuale di innalzare la glicemia rispetto al glucosio puro, considerato pari a 100), o IG, ridotto;

-Capacità di ridurre la glicemia;

-Capacità di incrementare il volume intestinale, così da produrre un precoce senso di sazietà, accelerare il transito intestinale e ridurre i fenomeni di stipsi;

-Capacità di svolgere una generica attività anti-ossidante. Il ridotto indice glicemico, l’attività ipoglicemizzante e gli effetti sul volume intestinale sono attribuibili alle notevoli quantità di fibra alimentare solubile, in particolare beta-glucani, contenute nell’orzo. L’attività anti-ossidante è invece attribuibile alla presenza, nell’orzo, di molecole anti-ossidanti naturali, quali polifenoli, tocoferoli e carotenoidi.

L’attività anti-ossidante dell’orzo risulta particolarmente interessante in considerazione della crescente importanza che viene attualmente attribuita alla condizione patologica nota con il termine di “stress ossidativo”. Con questo termine viene definita la modificazione del normale equilibrio intracellulare tra sostanze ossidanti, prodotte fisiologicamente durante i processi metabolici, e il sistema di difesa anti-ossidante che svolge la funzione di neutralizzare le suddette sostanze ossidanti.

Sono note interazioni fra alimentazione e stress ossidativo, in particolare fra l’assunzione di macronutrienti, quali carboidrati o lipidi, e l’insorgenza dei fenomeni di stress ossidativo. E’ infatti documentato in letteratura (Sies H., Stahl W., Sevanian A.: Nutritional, dietary and postprandial oxidative stress – J. Nutr.; 2005 May; 135(5):969-72) che l’aumento postprandiale dei livelli ematici di lipidi e carboidrati è in grado di provocare lo stress ossidativo. Quest’ultimo danneggia (per ossidazione) le biomolecole circolanti, principalmente lipoproteine come le LDL, con conseguente aumento del rischio aterosclerotico e cardiovascolare.

Nonostante l’orzo sia in grado di svolgere una generica funzione anti-ossidante, non sono tuttavia note composizioni alimentari a base di orzo che siano in grado di svolgere una specifica, e sperimentalmente verificata, funzione preventiva nei confronti dello stress ossidativo.

Uno scopo dell’invenzione è migliorare gli alimenti funzionali noti.

Un altro scopo è fornire una composizione ed un metodo utilizzabili per preparare un alimento da forno di tipo funzionale.

Un altro scopo è fornire una composizione ed un metodo utilizzabili per preparare un prodotto alimentare da forno di tipo funzionale e contenente orzo, che sia in grado di svolgere una funzione preventiva nei confronti dello stress ossidativo.

In un primo aspetto dell’invenzione, è prevista una composizione per preparare un prodotto alimentare da forno di tipo funzionale, detta composizione comprendendo una farina d’orzo ricavata da orzo a cariosside nuda.

In un secondo aspetto dell’invenzione, è previsto un metodo per preparare un prodotto alimentare da forno di tipo funzionale, comprendente utilizzare una farina d’orzo ricavata da orzo a cariosside nuda.

Grazie a questi aspetti, sono resi disponibili una composizione ed un metodo utilizzabili per preparare un alimento funzionale a base di orzo, in particolare un prodotto alimentare da forno, che risulta in grado di svolgere una funzione difensiva e preventiva nei confronti dello stress ossidativo.

E’ stato infatti sorprendentemente scoperto (e confermato con verifiche sperimentali, come sarà descritto con maggior dettaglio nel seguito) che, utilizzando una miscela di farine vegetali includente una farina ricavata da orzo a cariosside nuda, è possibile preparare un alimento da forno di tipo funzionale, ad esempio un pane, in grado di fronteggiare efficacemente lo stress ossidativo.

In particolare, è stato verificato sperimentalmente che, consumando un pasto includente un pane all’orzo preparato utilizzando la composizione e/o il metodo secondo l’invenzione, è possibile ridurre significativamente (nell’organismo del consumatore) le ossidazioni radicaliche tipiche dei fenomeni di stress ossidativo.

Per “orzo a cariosside nuda” (o “orzo nudo”) si intendono quelle varietà di orzo (Hordeum vulgare L.) le cui cariossidi, una volta giunte a maturazione, perdono naturalmente il rivestimento esterno formato dalle glume. La composizione secondo l’invenzione ha una formula qualitativa e quantitativa riportata nella seguente Tabella A:

Tabella A

Componente Range % in peso Farina d’orzo 47-67

Farina di grano 48-28

Lievito 3.9-4.1 Sale 1.1-0.9 In una versione, la composizione secondo l’invenzione ha la formula qualitativa e quantitativa riportata nella seguente Tabella B:

Tabella B

Componente Percentuale in peso Farina d’orzo 60

Farina di grano 35

Lievito 4

Sale 1

La farina d’orzo compresa nelle composizioni di Tabella A e di Tabella B è una farina ottenuta da orzo a cariosside nuda. Ad esempio, può essere utilizzata una farina d’orzo ricavata da Hordeum vulgare L. var. Priora.

In una versione, la farina d’orzo è una farina integrale biologica.

In un’altra versione, la farina di grano comprende farina di grano tipo “0”.

In un’ulteriore versione, la farina di grano comprende farina di grano tipo “0” biologica.

In un’ulteriore versione, il lievito è un lievito naturale disidratato.

Mediante la composizione avente la formula qualitativa e quantitativa di Tabella A, o di Tabella B, è possibile preparare un prodotto da forno a base di orzo, in particolare un pane all’orzo, il cui consumo consente di ridurre i fenomeni ossidativi causati dall’incremento di sostanze ossidanti e radicali liberi nel plasma post-prandiale.

Il pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione costituisce quindi un alimento funzionale, in grado di contribuire efficacemente alla difesa dell’organismo contro gli effetti indesiderati dello stress ossidativo.

Il summenzionato pane all’orzo è preparabile utilizzando le comuni tecniche di panificazione, che sono note e pertanto non saranno descritte in questa sede.

Va notato che la composizione secondo l’invenzione può essere utilizzata sia per la panificazione professionale (panifici) sia per la panificazione domestica.

Per agevolare la panificazione domestica, la composizione secondo l’invenzione può essere confezionata come miscela pre-dosata “pronta all’uso” (acqua esclusa), ad esempio in sacchetti da 1000 g.

Grazie alla summenzionata miscela pre-dosata, un utilizzatore può produrre, in casa, una desiderata quantità di pane all’orzo. Ad esempio, utilizzando una confezione da 1000 g è possibile produrre in casa 1300-1400 g di pane, a seconda del tipo di forno utilizzato.

Va inoltre notato che la composizione secondo l’invenzione può essere efficacemente utilizzata anche per preparare prodotti alimentari da forno differenti dal pane, ad esempio prodotti dolciari quali biscotti e torte.

A tal fine, è possibile aggiungere alla composizione secondo l’invenzione opportune quantità di idonei ingredienti, quali ad esempio: bicarbonato d’ammonio, latte in polvere, zucchero (o altri edulcoranti).

Come precedentemente menzionato, è stato verificato sperimentalmente l’effetto benefico (riduzione delle ossidazioni causate da radicali liberi) ottenibile consumando un prodotto alimentare da forno, ad esempio un pane all’orzo, preparato con la composizione secondo l’invenzione.

La verifica sperimentale è stata effettuata dalla Sezione di Biochimica Clinica del Dipartimento di Scienze Biomolecolari dell’Università degli Studi di Urbino (Prof. Franco Canestrari e Dott. ssa Serena Benedetti).

La sperimentazione condotta e i corrispondenti risultati sono descritti nel prosieguo con riferimento alle seguenti Figure: Figura 1 è un grafico mostrante i livelli ematici di glucosio prima (0 minuti) e dopo (a 60, 120, 180 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 2 è un grafico mostrante i livelli ematici di insulina prima e dopo (a 60, 120, 180 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 3 è un grafico mostrante i livelli plasmatici di MDA prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 4 è un grafico mostrante i livelli plasmatici di AOPP prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 5 è un grafico mostrante i livelli plasmatici dei tioli totali prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 6 è un grafico mostrante i livelli plasmatici di retinolo (vitamina A) prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 7 è un grafico mostrante i livelli plasmatici di alfatocoferolo (vitamina E) prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di un pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 8 è un grafico mostrante i livelli plasmatici di luteina prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di un pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione;

Figura 9 è un grafico mostrante i livelli plasmatici di betacarotene prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il consumo di pane bianco e di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione.

Nel corso della sperimentazione, sono stati studiati 12 pazienti diabetici di tipo 2 (7 di sesso maschile e 5 di sesso femminile) aventi un valore di emoglobina glicata (HbA1c) compreso tra 6% e 8% ed un indice di massa corporea (BMI) pari a 28.8±2.6, ciascuno dei quali è stato utilizzato come controllo di se stesso.

A ciascun paziente, in 2 giorni distinti, è stato somministrato un pasto standard, al mattino e a digiuno.

Il pasto standard del primo giorno era costituito da:

-1 tazza di caffè;

-150 ml di latte parzialmente scremato;

-60 g di pane normale bianco raffinato (nel seguito chiamato “pane bianco”).

Il pasto standard del secondo giorno era costituito da:

-1 tazza di caffè;

-150 ml di latte parzialmente scremato;

-60 g di pane all’orzo preparato tramite la composizione di cui alla Tabella A (nel seguito chiamato “pane all’orzo”).

In ciascuno dei 2 giorni, a ciascun paziente sono stati prelevati campioni di sangue eparinati prima del pasto standard, nonchè 1 ora, 2 ore e 3 ore dopo il pasto standard. Per ciascun campione prelevato, sono state effettuate le seguenti determinazioni analitiche:

1) Glicemia (livello ematico di glucosio) e insulinemia (livello ematico di insulina) sono state dosate quali parametri metabolici;

2) I livelli plasmatici di malonildialdeide (MDA) e di prodotti di ossidazione avanzata delle proteine (advanced oxidation protein products o AOPP) sono stati valutati come indici di ossidazione lipidica (MDA) e proteica (AOPP);

3) I livelli plasmatici di vitamina E (alfa-tocoferolo), vitamina A (retinolo), carotenoidi (luteina e beta-carotene) e tioli totali sono stati valutati per il monitoraggio dello stato anti-ossidante.

I risultati sono stati espressi come media ± errore standard. L’analisi statistica dei dati è stata effettuata mediante t test, considerando significativi valori con p<0.05.

Le variazioni della glicemia e insulinemia dopo il consumo dei due differenti pasti standard, e quindi dei due differenti tipi di pane, sono illustrate rispettivamente nelle Figure 1 e 2 e riassunte nella seguente Tabella 1:

Tabella 1

Glicemia e insulinemia prima (a 0 minuti) e dopo il pasto comprendente pane bianco o pane all’orzo

Tempo (minuti) 0 60 120 180

Pane

124±8 232±19 211±29 198±29 Glicemia bianco

(mg/dl) Pane

126±9 223±15 208±22 172±23 all’orzo

Pane

8±1 36±6 28±6 25±7 Insulinemia bianco

(µU/ml) Pane

7±1 29±4 28±5 20±4 all’orzo

A 60 minuti dal consumo del pasto comprendente il pane bianco, si verifica un aumento della glicemia pari all’87% rispetto ai valori pre-pasto (232±19 vs 124±8 mg/dl).

Al contrario, a 60 minuti dal consumo del pasto comprendente il pane all’orzo, l’aumento della glicemia è pari al 77% (223±15 vs 126±9 mg/dl), ciò significando che l’assunzione del pane all’orzo provoca un picco glicemico inferiore (-10%) rispetto a quello provocato dall’assunzione di pane bianco (Figura 1).

A 180 minuti dal consumo del pasto, i livelli ematici di glucosio nei pazienti che hanno assunto il pane d’orzo continuano ad essere inferiori (-23%) rispetto a quelli rilevabili dopo il consumo di pane bianco.

Per quanto riguarda l’insulinemia, a 60 minuti è presente un forte aumento dei valori ematici di insulina, in corrispondenza del picco glicemico. Questo aumento è pari al 350% dopo consumo di pane bianco (36±6 vs 8±1 µU/ml) ed è pari al 314% dopo consumo di pane all’orzo (29±4 vs 7±1 µU/ml), ciò significando che il pane all’orzo induce minor stimolo insulinico (-36%) rispetto al pane bianco (Figura 2). Analogamente alla glicemia, a 180 minuti dal consumo del pasto l’insulinemia dopo il consumo di pane all’orzo si mantiene a valori inferiori (-27%) rispetto a quelli determinabili dopo il consumo di pane bianco.

In considerazione del fatto che i picchi di glicemia e insulinemia compaiono a 60 minuti dal consumo del pasto (Figure 1 e 2), ed è quindi a 60 minuti dal consumo del pasto che si verifica il massimo rilascio di sostanze ossidanti, le valutazioni biochimiche riguardanti lo stress ossidativo e il profilo anti-ossidante plasmatico sono state eseguite a 0 minuti e a 60 minuti dal consumo del pasto.

Le variazioni dei livelli plasmatici di MDA e AOPP (utilizzati come marcatori di danno ossidativo ai lipidi e alle proteine circolanti) dopo il consumo dei due differenti pasti standard sono illustrate rispettivamente nelle Figure 3 e 4 e riassunte nella seguente Tabella 2:

Tabella 2

Livelli plasmatici di MDA e AOPP prima (a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il pasto comprendente pane bianco o pane all’orzo

Tempo (minuti) 0 60

Pane bianco 0.85±0.19 0.93±0.25

MDA (µM) Pane

0.84±0.11 0.67±0.06* all’orzo

Pane bianco 53±9 57±9

AOPP (µM) Pane

55±8 48±6* all’orzo

*p<0.05 vs Tempo = 0

Dopo 60 minuti dal consumo di pane bianco si osserva nel plasma un aumento, rispetto al tempo 0, dei livelli sia di MDA che di AOPP: ciò indica che il pasto includente il pane bianco è associato al rilascio di sostanze ossidanti che possono danneggiare le biomolecole circolanti. In particolare, la MDA aumenta del 9% e gli AOPP aumentano dell’8%.

Al contrario, dopo 60 minuti dal consumo di pane all’orzo (Figure 3 e 4):

-Non si riscontrano accumuli di MDA e AOPP;

-La MDA si riduce significativamente del 20%;

-Gli AOPP si riducono del 13%.

Per monitorare il profilo anti-ossidante, a 0 minuti e a 60 minuti dal pasto sono stati valutati i principali antiossidanti plasmatici, sia idrosolubili (tioli totali) che liposolubili (vitamine A ed E, carotenoidi).

Le variazioni dei livelli plasmatici di tioli totali, retinolo (vitamina A), alfa-tocoferolo (vitamina E), carotenoidi (luteina e beta-carotene) sono illustrati rispettivamente nelle Figure 5, 6, 7, 8 e 9 e riportati nella seguente Tabella 3:

Tabella 3

Livelli dei principali antiossidanti plasmatici prima

(a 0 minuti) e dopo (a 60 minuti) il pasto comprendente pane bianco o pane all’orzo Tempo (minuti) 0 60

Pane bianco 445±36 424±29 Tioli (µM) Pane

453±31 456±34 all’orzo

Pane bianco 3,42±0,19 3,12±0,24 Vitamina A (µM) Pane

3,42±0,21 3,39±0,28 all’orzo

Pane bianco 20,9±1,4 18,9±1,2* Vitamina E (µM) Pane

22,7±1,7 22,8±1,7 all’orzo

Pane bianco 0,508±0,054 0,470±0,054 Luteina (µM)

Pane orzo 0,532±0,068 0,528±0,064

Beta-carotene Pane bianco 0,253±0,063 0,235±0,048 (µM) Pane 0,253±0,058 0,254±0,061 all’orzo

*p<0.05 vs Tempo = 0

A 60 minuti dal consumo di pane bianco, i livelli plasmatici dei tioli totali diminuiscono del 5% rispetto al tempo 0, mentre i suddetti livelli rimangono costanti dopo il consumo del pane all’orzo (Figura 5).

A 60 minuti dal consumo di pane bianco, il livello plasmatico di retinolo (vitamina A) diminuisce del 9%, restando invece stabile dopo consumo di pane all’orzo (Figura 6).

A 60 minuti dal consumo di pane bianco, il livello plasmatico di alfa-tocoferolo (vitamina E) diminuisce del 10% (p<0.05 vs tempo 0), rimanendo invece costante dopo ingestione di pane all’orzo (Figura 7).

A 60 minuti dal consumo di pane bianco, i livelli plasmatici dei carotenoidi beta-carotene e luteina subiscono una riduzione pari al 7-7.5%, mentre i loro livelli plasmatici rimangono costanti dopo consumo di pane all’orzo (Figure 8 e 9).

I risultati sperimentali sopra descritti, relativi a pazienti affetti da diabete di tipo II, confermano che il picco glicemico rilevabile 60 minuti dopo il consumo di un pasto a base di carboidrati (60 gr di pane bianco) è associato a:

-Un aumento (+8/9%) dei livelli plasmatici di sottoprodotti dell’ossidazione lipidica (MDA) e proteica (AOPP);

-Una contemporanea riduzione (-5/10%) dei livelli dei principali antiossidanti plasmatici quali tioli, vitamine A ed E, carotenoidi.

Tuttavia, il summenzionato, e chiaramente sfavorevole, quadro biochimico risulta sensibilmente modificabile consumando un pasto comprendente una razione pari a 60 g di un pane all’orzo, preparato utilizzando la composizione secondo l’invenzione e ricco sia di fibre solubili (beta-glucani) che di molecole antiossidanti (tocoferoli e carotenoidi).

Innanzitutto, a 60 minuti dal pasto includente il suddetto pane d’orzo sono rilevabili un picco insulinico ed un picco glicemico che sono minori (-36%; -10%) rispetto ai corrispondenti picchi rilevabili dopo assunzione del pasto includente pane bianco.

Inoltre, non si evidenziano nel plasma accumuli di prodotti dell’ossidazione lipidica e proteica: al contrario, i livelli di MDA e AOPP si riducono del 13-20% rispetto ai valori rilevabili precedentemente al pasto.

Allo stesso tempo, il profilo anti-ossidante viene preservato e a 60 minuti dal pasto non si osservano riduzioni dei livelli plasmatici delle molecole antiossidanti circolanti, sia idrosolubili che liposolubili.

Di conseguenza, il consumo di un pane all’orzo preparato tramite la composizione secondo l’invenzione consente, in pazienti con diabete di tipo II, di:

-Ridurre il picco glicemico postprandiale;

-Indurre un minor rilascio in circolo di sostanze ossidanti, che possono danneggiare le biomolecole circolanti ed indebolire il sistema di difesa anti-ossidante.

Il pane producibile a partire dalla composizione secondo l’invenzione è quindi considerabile un alimento funzionale, in grado di contrastare in modo benefico le complicanze, soprattutto a livello cardiovascolare, che accompagnano la malattia diabetica.

Inoltre, poiché nella dieta umana il pane è un alimento base, ed ampiamente utilizzato, l’assunzione regolare (durante i pasti) di un pane all’orzo prodotto tramite la composizione secondo l’invenzione è certamente consigliabile non solo ai pazienti diabetici, ma anche a tutti i consumatori sani.

Infatti, la capacità di ridurre le ossidazioni radicaliche fa sì che il pane all’orzo, o un altro prodotto da forno, preparato tramite la composizione secondo l’invenzione possa essere utilizzato efficemente come strumento di prevenzione primaria nei confronti non solo del diabete, ma anche dei più generali fenomeni di invecchiamento cellulare e tissutale, indotti dai radicali liberi nell’organismo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Composizione per preparare un prodotto alimentare da forno di tipo funzionale, comprendente una farina d’orzo ricavata da orzo a cariosside nuda.
2. Composizione secondo la rivendicazione 1, in cui detta farina d’orzo è prevista in una percentuale in peso compresa fra il 47% ed il 67%.
3. Composizione secondo la rivendicazione 1, oppure 2, comprendente una farina di grano.
4. Composizione secondo la rivendicazione 3, in cui detta farina di grano è prevista in una percentuale in peso compresa fra il 48% ed il 28%.
5. Composizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente lievito.
6. Composizione secondo la rivendicazione 5, in cui detto lievito è previsto in una percentuale in peso compresa fra il 3.9% ed il 4.1%.
7. Composizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente sale.
8. Composizione secondo la rivendicazione 7, in cui detto sale è previsto in una percentuale in peso compresa fra l’1.1% e lo 0.9%.
9. Composizione secondo una delle rivendicazioni precedenti, confezionata come miscela pre-dosata e pronta all’uso.
10. Metodo per preparare un prodotto alimentare da forno di tipo funzionale, comprendente utilizzare una farina d’orzo ricavata da orzo a cariosside nuda.
11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui detto utilizzare comprende preparare un impasto da cuocere contenente detta farina d’orzo.
12. Metodo secondo la rivendicazione 10, oppure 11, in cui detta farina d’orzo è prevista in una percentuale in peso compresa fra il 47% ed il 67%.
13. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 10 a 12, in cui detto prodotto alimentare da forno è in grado di svolgere una funzione preventiva nei confronti dello stress ossidativo.
14. Metodo secondo una delle rivendicazioni da 10 a 13, in cui detto prodotto alimentare da forno è un pane.
15. Uso di una composizione secondo una delle rivendicazioni da 1 a 9 per preparare un prodotto alimentare da forno.
16. Uso secondo la rivendicazione 15, in cui detto prodotto alimentare da forno è in grado di svolgere una funzione preventiva nei confronti dello stress ossidativo.