ALIMENTI - FRUMENTO - ALLERGIA AGLI ISOLATI/IDROLISATI DI FRUMENTO

AMIDO e AMIDERIA

di Vasco Bordignon

L’amido rappresenta il principale carboidrato di riserva in molte piante.

Viene definito amido transitorio o primario quello che si ritrova nelle foglie e in altri tessuti; e amido di riserva o secondario quello che si accumula negli organi di riserva (semi, tuberi e radici).

L’amido si riscontra come granuli, le cui dimensioni variano da 0,5 a 175 micron di diametro. Le dimensioni, l’aspetto, la composizione e la struttura dei granuli dei principali organi di riserva è caratteristica delle diverse specie.

L’amido è distinguibile in due frazioni: amilosio e amilopectina, che hanno la stessa struttura di base ma differiscono per la lunghezza della catena polimerica e per il grado di ramificazione: queste caratteristiche determinano le proprietà fisiche e chimiche di un amido.

In natura i granuli di amido sono composti in gran parte di amilopectina: nella maggior parte delle piante infatti l’amido è composto per il 20—30% di amilosio e per 70-80% di amilopectina.

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L’amilosio è costituito da catene lineari di 200-2000 residui di glucosio legati essenzialmente con legame α-1,4-glicosidico. L’amilosio ha un peso molecolare di 0,5x106 Dalton.

L’amilopectina anch’essa polimero di catene lineari di residui di glucosio legati con legame α-1,4-glicosidico (da 2000 a 3x106 di residui di glucosio) ha anche una percentuale di circa il 4% di legami α-1,6-glicosidici. Questi ultimi, presenti ogni 20-25 residui di glucosio circa, rappresentano i punti di inserzione delle catene laterali rendendo la molecola ramificata. Il peso molecolare dell’amilopectina tra 107 e 108 Dalton.

L’amido in natura è semicristallino , con un livello di cristallinità variabile tra il 15 e il 45%. La cristallinità è associata con la sola componente di amilopectina.

La struttura dell’amilosio e dell’amilopectina, il rapporto amilosio/amilopectina, il grado di sostituzione e l’associazione di lipidi e proteine, sono fattori responsabili della qualità funzionali dell’amido e quindi influenzano le proprietà di interesse industriale quale la gelatinizzazione, la retrogradazione, la viscosità, la fermentescibilità, il comportamento dei granuli  e le caratteristiche dell’amido trasformato.

Si ricorda che la materia prima per la produzione di amido (amideria)  a livello mondiale è rappresentata nell’80% dal mais, il restante da frumento tenero, da patata, da manioca e in piccola percentuale da riso e altre piante.

In Europa e in Australia il frumento tenero rappresenta una delle principali materie prima per la produzione di amido. Pur avendo una maggiore variabilità qualitativa rispetto al mais, ha il pregio di ottenere un secondo prodotto vendibile, il glutine vitale, che si ottiene per estrazione con azione meccanica e lavaggio con acqua, e successiva essiccazione a bassa temperatura.

Nella maggior parte degli impieghi si deve attuare il processo di gelatinizzazione attraverso una cottura che consente di disperdere le macromolecole nell’acqua  ottenendo uno pseudocolloide.  Si ha così la perdita dell’ordine molecolare nel granulo con delle modificazioni irreversibili di proprietà quali la solubilità, il rigonfiamento dei granuli, la fusione dei cristalli e la perdita della birifrangenza. L’energia richiesta per rompere l’ordine molecolare varia in funzione del tipo e dimensione del granulo e quindi la gelatinizzazione avviene in un intervallo di temperatura, che per il frumento è tra 65 e 75 °C.

La gelatinizzazione è importante in quanto richiesta per numerosi processi industriali  quali ad es. per il settore tessile e per tutti quei settori che impiegano prodotti di idrolisi dell’amido.

In senso più generale possiamo dividere gli amidi in

a)-Amidi nativi quando sono utilizzati tal quali, insolubili e che non si rigonfiano con l’acqua. Sono detti anche amidi crudi. Gli amidi crudi possono essere utilizzati:

. a secco per le loro proprietà antiaderenti da aggiungersi a quelle loro proprietà di biodegradabilità e digeribilità. Non si hanno utilizzi in sospensione con acqua fredda.

.allo stato umido in sospensione acquosa, detti “latte d’amido”, e sono  gli amidi nativi più utilizzati.

b)-Amidi modificati quando vengono sottoposti  a vari trattamenti fisici e/o chimici con lo scopo di indurne la solubilità e di modificarne le caratteristiche chimico-fisiche.

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ALLERGENICITA’

Da circa 10 anni sono comparsi vari casi di allergia riferiti a isolati/idrolisati di frumento o a glutine deamidato, prodotti questi che non esistono allo stato naturale, in quanto ottenuti per trattamento chimico per riscaldamento a pH acido o per trattamento enzimatico, dando luogo ad una deamidazione del glutine e ad una idrolisi parziale.

La loro elevata concentrazione proteica, dal 70 al 90%, e la loro solubilità in acqua sono assai utili all’industria alimentare come ben evidenziato dagli schemi sovrastanti.

Le manifestazione allergiche sono state episodi di angioedema e orticaria generalizzata subito dopo l’ingestione di salsiccia e torta di maiale  confermata dal test di provocazione orale (Leduc V, et al., 2003) come pure dopo ingestione di pasta alimentare, confermata dal test di inibizione delle IgE specifiche verso l’estratto di pasta (Beaumont P, et al. 2005).

 Sono state documentate anche reazioni allergiche da contatto (con orticaria e rinite da contatto)  per la presenza di idrolisati di frumento in cosmetici utilizzati in un ambito lavorativo (parrucchieri) (Airaksinen L,  et al, 2013) oppure una rino-congiuntivite da sapone contenente idrolisati di frumento utilizzato per la propria cura del viso (Fukutomi Y, et al. 2011). In quest’ultimo lavoro la sensibilizzazione induceva poi anche una anafilassi frumento-dipendente indotta da sforzo.

Nel 2012 il lavoro di Adachi R, et al.  ha dimostrato come nei topi BALB/c  l’esposizione transdermica (mediante patch) di proteine di frumento trattate con idrolisi acida induceva una sensibilizzazione con reazioni allergiche immediate.

Per comprendere meglio l’allergenicità verso glutine deamidato in pazienti tolleranti il frumento il gruppo di Denery-Papini S. (2012) ha cercato di individuare i profili allergenici di questi pazienti confrontandoli con quelli di pazienti allergici al frumento. Il gruppo dei soggetti allergici al glutine deamidato comprendeva 15 soggetti, l’altro 9. I profili delle IgE specifiche sono state caratterizzate mediante ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay ) e mediante RBL test (RBL SX-38 è un clone di  mastociti di topo che stabilmente esprimono le catene α, β e γ del recettore ad alta affinità per le IgE, cioè FcεRI, consentendo alle IgE sieriche del paziente allergico di legarsi alla loro superficie. Queste  cellule quindi possono essere  specificatamente attivate dell’allergene al quale il paziente è allergico). Gli epitopi delle sequenze delle γ- e ω2-gliadine sono stati mappati ed è stato studiata la conseguenza delle sostituzioni glutamina/acido glutamico. Confrontando i profili eterogenei degli allergeni rilevati dalle IgE dai pazienti allergici al frumento, le risposte dei pazienti allergici al glutine deamidato  erano omogenee. In Elisa tutti i sieri dimostravano IgE che legavano le γ- e ω2-gliadine deamidate e  anche tutte le gliadine deamidate e in elevata concentrazione.  Queste proteine modificate inducevano una degranulazione nel RBL test nella maggior parte dei sieri  di pazienti con allergia al glutine deamidato. E’ stato trovato che nella allergia al glutine deamidato in un epitopo (QPQQPFPQ) delle native γ- e ω2-gliadine, che veniva ripetuto diverse volte, vi era la  sostituzione di 2 o tre glutamine in acido glutamico.

Quando sospettare una allergia agli isolati/idrolisati di frumento?

-       dal quadro clinico: si tratta di reazioni allergiche immediate, spesso anafilattiche non correlate ai consueti allergeni alimentari;

-       dalla natura degli alimenti ingeriti: indagare se si è trattato di carni o salumi ricostituite o industriali, salse o zuppe industriali;

-       dalla risposte ai prick test: i prick test con carni e alimenti normali si dimostrano negativi, mentre sono positivi con quelli consumati. La prova è data dalla franca positività all’estratto commerciale dell’isolato di frumento e la negatività dei prick –tests e delle IgE specifiche per la farina di frumento e del glutine.

 

Come prevenire?

Sappiamo che l’etichettatura per il frumento e per il glutine è obbligatoria, ma un paziente allergico solo all’isolato/idrolisato di frumento  di fronte alla etichettatura obbligatoria non è in grado di sapere se quell’alimento contiene farina di frumento naturale  oppure un isolato/idrolisato di frumento.  Sarebbe opportuna una etichettatura più precisa o almeno quella più specifica come “contiene proteine di frumento”.

 

PRINCIPALI FONTI DOCUMENTALI

Adachi R, Nakamura R, Sakai S, et al. Sensitization to acid-hydrolyzed wheat protein by transdermal administration to BALB/c mice, and comparison with gluten. Allergy 2012,67:1392-1399.

Airaksinen L, Pallasaho P, Voutilainen R, Pesonen M. Occupational rhinitis, asthma, and contact urticaria caused by hydrolyzed wheat protein in hairdressers. Ann Allergy Clin Immunol 2013;111:567-559.

Beaumont P, Leduc V, Battais F, Guérin L. Allergie à un isolat de blé contenu dans  les pâtes alimentaires. Rev Fr Allergol Immunol Clin 2005;45:612-614.

Cadreanu-Morel F. Les allergènes trasformés: exemples des isolats de blé. Rev Fr Allergol 2012;52:138-140.

Cavallero A, Gianinetti A, Pecchioni N, et al. Amido non food: dalla sintesi alla trasformazione industriale. Riv Agron 2001;35:163-175.

Denery-Papini S. Bodinier M, Larré C, et al. Allergy to deamidated gluten in patiens tolerant to wheat: specific epitopes linked to deamidation. Allergy 2012;67:1023-1032.

Fukutomi Y, Itagaki Y, Taniguchi M, et al. Rhinoconjunctival semsitization to hydrolysed wheat protein in facial soap can induce wheat-dependent exercise-induced anaphylaxis. J Allergy Clin Immunol 2011;127:531-533.

Leduc V, Moneret.Vautrin D-A, Guérin L, et al. Anaphylaxis to wheat isolates:immunochemical study of a cse proved by means of double-blind, placedo-controlled food challenge. J Allergy Clin Immunol 2003, 111:897-899.

Ranieri Roberto. Le emergenti esidenze dei trasformatori del frumento tenero. Seminario: Il  frumento. La più importante fonte di cibo per l’umanità. Ottobre 2012. www.openfields.it (da questo interessantissimo  lavoro ho tratto e modificato le varie immagini sul destino dell'amido e del glutine vitale)