Che cos’è il frumento?

Insieme all’orzo (Hordeum vulgare), alla segale (Secale cereale) e all’avena (Avena sativa), il frumento è uno dei più importanti cereali coltivati in Asia e nei Paesi dell’area mediterranea. Come tutti i cereali “addomesticati” il frumento si distingue dalle forme selvatiche soprattutto per l’aumento del volume e del numero delle cariossidi.

Si tratta di una pianta erbacea, che sviluppa dalla radice numerosi fusti e che viene per questo definita cespitosa. I fusti sono eretti, nodosi e presentano foglie lineari ed alterne cioè inserite ad altezze diverse ora su un lato del fusto e ora sull’altro. L’infiorescenza o spiga è formata da più spighette adese ad un asse centrale chiamato rachide. Ogni spighetta, protetta da due sottili membrane chiamate glume, è costituita da uno o più fiori a loro volta circondati da glumette.

Il frumento è coltivato sin dalla più remota antichità. Cariossidi di frumento sono state ritrovate nelle caverne del neolitico in Siria, in Iraq, in Turchia e in Palestina.

La specie più ampiamente coltivata è il frumento tenero (Triticum aestivum). Nelle zone più calde questa essenza è sostituita dal frumento duro (Triticum turgidum conv. durum) che quindi possiede un areale di diffusione più ristretto. Si tratta di specie poliploidi. Questo significa che il nucleo di queste piante è caratterizzato da un numero di cromosomi maggiore del normale. Noi per esempio siamo specie dipoloidi, con due serie di cromosomi provenienti rispettivamente dal padre e dalla madre. Se ognuna delle due serie viene indicata con la lettera n noi siamo 2n. Una specie triploide è 3n, una tetraploide è 4n e così via dicendo. Il punto è che il frumento duro è una specie tetraploide con genoma AABB e il frumento tenero è addirittura esaploide con genoma AABBDD.

Se ciascuno di noi possiede circa 23 mila geni il frumento ne possiede 150 mila, più di cinque volte tanto. Gli scienziati lo considerano un bel garbuglio genetico difficile da districare.

Il frumento si è evoluto naturalmente per diventare quello che è. Noi abbiamo fatto la nostra parte attraverso il miglioramento genetico. Con questa espressione si intende il lungo processo di selezione volto a migliorare una cultivar attraverso la scelta dei fenotipi considerati migliori. In altri termini già dai tempi più remoti, nel conservare la granella da seminare per l’anno successivo, i contadini hanno scelto quella proveniente dalle spighe più belle e più produttive. Solo in epoca più recente ci siamo avvalsi allo stesso scopo delle moderne tecniche biotecnologiche.

Gli obiettivi del miglioramento genetico messo in atto dall’uomo sono molteplici. Tra i più importanti vanno annoverati la resistenza all’allettamento. Con questo termine ci si riferisce alla tendenza tipica delle piante erbacee a ripiegarsi fino a terra per azione del vento o della pioggia. Come si può ben comprendere questo fenomeno rende difficoltosa la mietitura. La tendenza all’allettamento è stata superata creando specie di bassa taglia. Altri caratteri auspicabili sono la precocità di fioritura e di maturazione (essenziale per sfuggire alla ruggine dello stelo), la resistenza al freddo, la resistenza alle malattie e l’elevata produttività.

Dunque storicamente l’interesse dell’uomo è stato quello di selezionare le piante con una più alta resa produttiva. Solo in anni più recenti, con l’affermarsi dell’industria alimentare, si è dato peso alle qualità nutrizionali e tecnologiche della granella. Uno degli obiettivi è stato quello di variare la composizione amminoacidica delle proteine della cariosside ed in particolare il contenuto in lisina e treonina, due amminoacidi essenziali la cui carenza è alla base della ridotta qualità nutrizionale dei frumenti. Altro obiettivo è stato quello di migliorare le caratteristiche del glutine a loro volta responsabili delle proprietà panificatorie e pastificatorie delle farine.

Farina di frumento

La farina di grano tenero o semplicemente farina è il prodotto ottenuto dalla macinazione e dal conseguente abburattamento del frumento tenero liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. A seconda del grado di raffinazione le farine vengono distinte nei tipi “00”, “0”, “1”, “2” ed “integrale”.

L’abburattamento consiste semplicemente nel setacciare la farina. Più questo processo è spinto e più la farina sarà bianca. Con l’espressione “tasso di abburattamento della farina” si indica la quantità di prodotto (in chilogrammi) ottenuto macinando 100 kg di grano. Tanto più alto è questo valore e tanto più grezza è la farina. Si va dalla farina integrale (più scura per la presenza della crusca) alla farina bianchissima di tipo 00.

 

Tab. n. 1 – Grado di raffinazione delle farine di frumento

Farina 00	bianchissima e chiamata fior di farina poiché proviene dalla prima macinazione e dal solo endocarpo (la parte più interna del seme) e non contiene né semola né crusca; è composta quasi esclusivamente da amido e da proteine anche se il contenuto proteico è più basso di quello delle altre farine; è indicata per preparare pasta fresca e dolci.
Farina 0	anch’essa bianca, con molti amidi e poche proteine è la migliore per pane e paste fresche.
Farine 1 e 2	sono progressivamente meno bianche e più ricche di crusca, amidi e proteine; si usano per fare il pane e la pizza.
Farina integrale	è formata da tutte le parti del seme incluso il germe; è la più completa dal punto di vista nutrizionale ed è ideale per fare il pane integrale

 

Poiché non c’è un solo tipo di frumento non ci sarà neanche un solo tipo di farina. È denominata “semola di grano duro” o semplicemente “semola” il prodotto granulare a spigolo vivo ottenuto dalla macinazione e dal conseguente abburattamento del frumento duro, liberato dalle sostanze estranee e dalle impurità. È denominato “semolato di grano duro” o semplicemente “semolato” lo stesso prodotto dopo l’estrazione della semola. Seguono la semola integrale di grano duro e la farina di grano duro.

Farina di grano tenero e farina di grano duro differiscono ovviamente anche per l’uso che se ne fa. La farina proveniente dalla macinazione della granella di frumento tenero è impiegata nel processo di panificazione mentre la semola di frumento duro viene utilizzata nella preparazione della pasta.

Il pane è un prodotto alimentare ottenuto dalla cottura di una pasta lievitata preparata con farina di grano tenero acqua e lievito, con o senza aggiunta di sale. Non tutte le farine sono adatte alla panificazione. Compito essenziale è quello svolto dal glutine che deve assicurare estensibilità ed elasticità all’impasto che si gonfia grazie all’anidride carbonica sviluppata dall’azione fermentativa dei lieviti. L’indice di panificabilità è indicato con la lettera W ed è associato ad un alto contenuto in glutine. La farina con un alto valore di W è in grado di assorbire molta acqua dando origine ad un impasto resistente e tenace. In questo caso la lievitazione sarà lenta perché le maglie del reticolo di glutine saranno fitte e resistenti. Al contrario un W basso indica una farina che ha bisogno di poca acqua e che lievita in fretta. Il pane che si otterrà da questo impasto sarà però leggero e poco consistente.

 

Tab. n. 2 – La forza delle farine

W	Caratteristiche
<130	Farine di scarsa qualità, contenuto proteico 9-10%, adatte per i biscotti
130-170	Farine deboli, contenuto proteico 10-11%, adatte per biscotti, cialde, dolci friabili
170-240	Farine medie, contenuto proteico 12%, sono adatte alla panificazione
240-350	Farine forti adatte alla panificazione con contenuto proteico del 13%
>350	Farine molto forti adatte ad un uso in miscela con lo scopo di rafforzare le farine più deboli; contenuto proteico 13-15%

 

Nella pasta l’azione del glutine si svolge durante la cottura e consiste prevalentemente nel contenimento dell’amido. La compatta rete proteica che si struttura con l’esposizione al calore finisce con l’avvolgere i granuli di amido gelatinizzati. Quanto più basso è il contenuto in glutine della pasta e tanto più facilmente l’amido può fuoriuscire dalla rete proteica sporcando l’acqua di cottura e rendendo la pasta collosa.

Crusca di frumento

La crusca di frumento è un prodotto di scarto derivante dalla raffinazione di questo cereale ed è formata dai rivestimenti esterni (glume e glumette) della cariosside. Fino a qualche tempo fa la crusca veniva destinata esclusivamente all’alimentazione animale. Oggi rappresenta un ingrediente di alimenti dietetici e viene proposta per regolarizzare il transito intestinale, per aumentare il senso di sazietà e come alimento in grado di apportare una discreta quantità di sali minerali, di vitamine e di grassi polinsaturi. Si tratta di fibra insolubile (cellulosa ed emicellulosa) il cui consumo sarebbe da evitare nei soggetti affetti da malattia diverticolare. Il rischio è che residui grossolani possano incunearsi all’interno delle sacche diverticolari dando esito ad una diverticolite.

Glutine

Gliadine e glutenine sono le proteine costituenti il glutine. Vengono anche indicate con il termine di prolammine volendo indicare il loro elevato contenuto in prolina e glutammina (dal 30 al 70% dei residui amminoacidici). Il glutine venne descritto per la prima volta da Beccari nel 1745 come un insieme di sostanze proteiche separabili dall’amido impastando la farina sotto un fine getto d’acqua. Il glutine si presenta sotto forma di massa biancastra e gommosa, contenente allo stato secco il 70-80% di proteine, il 5-15% di glucidi e il 5-10% di lipidi. Il grano tenero contiene in genere dall’8 al 12% di glutine, il grano duro fino al 15%.

Le proteine del glutine presentano una forte tendenza all’aggregazione per via del loro scarso carattere ionico e della formazione di ponti disolfuro tra le subunità gluteniniche. Proprio da queste caratteristiche chimiche derivano le proprietà reologiche della farina di frumento, vale a dire la viscosità, l’elasticità e la coesione.

Il glutine non è una proteina facile da digerire. Ad affermarlo è anche Alessio Fasano, professore di pediatria, gastroenterologia e nutrizione al Massachusetts General Hospital for Children. Formatosi all’Università Federico II di Napoli, Fasano ha dedicato la sua carriera di medico allo studio della celiachia e in America ha fondato il Center for Celiac Research. È qui che vengono portate avanti le più approfondite ricerche sulla celiachia. Nel suo recente libro “Senza glutine” il Prof. Fasano afferma che se mettiamo il glutine in un becher da laboratorio assieme con i nostri enzimi digestivi non riusciremo a digerirlo completamente. Resteranno invece grandi frammenti proteici non digeriti (o peptidi). Tra i vari peptidi che si vengono a formare ce n’è uno composto da 33 aminoacidi e per questo noto come 33-mer che è considerato uno dei principali fattori scatenanti la celiachia.

Intolleranza al frumento

Rientrano tra le forme di intolleranza al glutine la malattia celiachia e la sensibilità al glutine (gluten sensitivity) non celiaca. La prima è una malattia autoimmune caratterizzata dalla produzione di autoanticorpi e dall’appiattimento dei villi intestinali in soggetti geneticamente predisposti. Ai fini della diagnosi vanno ricercati:

1. i markers sierologici specifici (anticorpi antitransglutaminasi tissutale o anti-tTG, anticorpi antiendomisio o EMA, anticorpi anti gliadina deaminata o AGA II);
2. il danno a livello della mucosa intestinale con appiattimento dei villi (lo si fa mediante esofagogastroduodenoscopia con biopsie duodenali);
3. l’insorgere di segni e sintomi sia a livello intestinale che gastro-intestinale;
4. la comorbidità con altre malattie autoimmuni quali il diabete di tipo 1 e la tiroidite di Hashimoto.

La terapia consiste in una dieta gluten-free.

Altra cosa è la sensibilità al glutine non celiaca. Recenti studi documentano che mentre nella celiachia è coinvolto il Sistema Immunitario Adattativo (Linfociti T e Linfociti B) al contrario la sensibilità al glutine è controllata dalla nostra reazione immunitaria più antica, vale a dire dalla risposta immunitaria innata. Anche se nella sensibilità al glutine i sintomi gastrointestinali ricordano molto da vicino quelli associati alla celiachia non vi è la presenza di auto-anticorpi diretti contro le nostre strutture intestinali.

Così se nel caso della celiachia esiste un iter diagnostico ampiamente condiviso dalla comunità scientifica nel caso della sensibilità al glutine la diagnosi si fa per esclusione. Per avere conferma del sospetto formulato su base clinica si somministra una dieta di eliminazione seguita da un test di provocazione in aperto (open challenge) nel quale si procede alla reintroduzione sorvegliata degli alimenti incriminati. La conferma si ha quando i sintomi riferiti scompaiono con l’eliminazione del glutine e compaiono di nuovo con la sua reintroduzione.

Allergia al frumento

L’allergia al frumento è un’allergia alimentare provocata dalle proteine presenti nella farina. Tra queste risultano particolarmente allergizzanti gli inibitori delle amilasi. Si stima che questa allergia sia più diffusa tra i bambini con un tasso di prevalenza che oscilla fra il 3 e il 4%. La prevalenza decresce con l’età tant’è che nella popolazione generale ne è affetto lo 0,4% degli individui. Come tutte le allergie alimentari anche quella al frumento innesca una risposta immunitaria più immediata rispetto a quella indotta dalla celiachia o dalla sensibilità al glutine. Le reazioni sono differenti a seconda che la farina venga inalata o ingerita. La reazione allergica all’inalazione della farina di frumento colpisce i formai e si manifesta con affanno, orticaria e rash cutaneo. Viene considerata una forma di asma professionale. Chi è allergico al frumento in genere lo è anche all’orzo, alla segale e all’avena perché questi cereali contengono proteine simili.

A parte l’asma del panificatore le allergie al frumento possono riguardare diversi distretti: la pelle, l’intestino e i polmoni. Si va da un fastidioso prurito cutaneo fino allo shock anafilattico. Tra i sintomi più comuni vanno citati congestione nasale, prurito e gonfiore a livello di bocca e gola, lacrimazione e prurito agli occhi, crampi allo stomaco, diarrea, nausea e vomito, orticaria e prurito cutaneo. Mentre nella celiachia gli auto-anticorpi appartengono principalmente alla classe IgA, nell’allergia al frumento alla base della reazione ci sono le immunoglobuline di classe E o IgE.

Se dunque la sensibilità al glutine può indurre sintomi simili la differenza sostanziale tra allergia e sensibilità è il mancato aumento delle IgE proprio di quest’ultima.

Esiste poi una forma di anafilassi cibo-dipendente da sforzo. Viene indicata con l’acronimo FDEIA che sta per Food-Dependent Exercise-Induced Anaphylaxis e descrive la condizione in cui si sviluppa una reazione anafiliattica se dopo aver mangiato un alimento a cui si è sensibili ci si sottopone ad un intenso esercizio fisico. Tra i cibi più frequentemente incriminati vi è il frumento tant’è che si parla di WDEIA ovvero di Wheat-Dependent Exercise-Induced Anaphylaxis.

È bene poter distinguere tra i sintomi più generici e confinati a livello cutaneo (vedi orticaria) e quelli più gravi che preannunciano lo shock anafilattico. Tra questi vanno citati i dolori al petto, il gonfiore alla gola, la tachicardia, la difficoltà respiratoria, la cianosi, la perdita di coscienza. Al comparire di uno solo di questi sintomi la cosa migliore da fare è recarsi al più vicino pronto soccorso per ricevere l’adeguata assistenza medica.

La diagnosi si fonda sullo skin prick test, sulla ricerca a livello ematico di specifici anticorpi, sull’adozione di una dieta che escluda il frumento e sulla sua reintroduzione sotto controllo medico (challenge test) alla ricerca di sintomi che confermino la presenza di una reazione allergica.

La terapia consiste nell’esclusione del frumento unitamente alla precauzione di portare con sé una dose di adrenalina auto iniettabile da usare al bisogno.

Differenza tra grano e frumento

Se chiedete al fornaio di darvi del pane di frumento questo con molta probabilità vi dirà di non averlo. In realtà il pane di frumento è il principale prodotto presente nella bottega di un fornaio. I nostri bravissimi artigiani panificatori lo ignorano perché sono abituati a chiamarlo grano e lo chiamano grano perché sui sacchi di farina che comprano c’è scritto “farina di grano tenero”. In realtà non c’è nessuna differenza tra il frumento ed il grano. I due termini sono sinonimi ed indicano la stessa pianta, la stessa granella e dunque la stessa farina.