L’effetto di caldo e siccità sul grano duro: concentrazione di micronutrienti e panificazione

Il grano duro (Triticum turgidum ssp. durum Desf. em. Husn.) rappresenta circa il 6% della produzione totale di grano (37,7 milioni di tonnellate nel 2013; International Grain Council ottobre 2014), occupando circa 20 milioni di ettari nel mondo. Nella regione mediterranea il grano duro rappresenta oltre il 50% (raggiungendo il 90% in alcuni Paesi) della superficie totale coltivata a grano, grazie al suo ruolo di alimento base in molti Paesi. Il grano duro viene utilizzato per la preparazione di diversi prodotti alimentari, tra cui pane, couscous, frekeh, bulgur e, soprattutto, pasta.

I parametri più importanti che influenzano la qualità industriale per la produzione di pasta dal grano duro sono probabilmente la qualità del glutine (forza) e il colore giallo della semola. Sebbene le condizioni ambientali e di lavorazione giochino un ruolo significativo in questi due tratti, la ricerca ha dimostrato che essi sono sotto un forte controllo genetico. Le proprietà favorevoli della pasta o del glutine delle linee di grano duro sono state associate principalmente alla presenza di glutenine specifiche codificate dai loci Glu-B1 e Glu-B3. Il colore della semola dipende in larga misura dai geni coinvolti nell'accumulo dei pigmenti (enzimi coinvolti nella biosintesi dei pigmenti come la fitosintetasi e nella degradazione dei pigmenti come la lipossigenasi o la polifenolossidasi).

Sebbene il grano duro presenti generalmente una qualità di panificazione inferiore rispetto al grano da pane (T. aestivum L. ssp. aestivum.) in termini di volume della pagnotta e struttura della mollica, circa il 24% della produzione mondiale di grano duro, e fino al 70-90% in alcuni Paesi del Medio Oriente, viene utilizzato per la panificazione.

I pani speciali prodotti con il grano duro sono comuni nel Sud Italia e questa popolarità si sta diffondendo in altri Paesi.

Sono state condotte importanti ricerche per identificare i tratti necessari a migliorare la qualità della panificazione del grano duro e in questo processo sono stati identificati diversi genotipi di grano duro con caratteristiche panificatorie accettabili.

La forza del glutine (determinata dalla composizione delle glutenine) è stata generalmente accettata come la componente principale che deve essere aumentata per migliorare le prestazioni di panificazione del grano duro, ma anche l'estensibilità del glutine dovrebbe essere migliorata. Tuttavia, sono disponibili pochissime informazioni sull'effetto dell'ambiente sulle caratteristiche di panificazione del grano duro. Nelle aree tipiche di coltivazione del grano duro (Mediterraneo e Paesi dell'Asia occidentale), la carenza idrica e le alte temperature durante il riempimento dei chicchi sono i principali fattori che ne definiscono la qualità.

L’effetto di caldo e siccità sul grano duro: concentrazione di micronutrienti e panificazione

Oltre alla qualità della lavorazione e dell'uso finale, anche la qualità nutrizionale sta diventando una priorità importante nella selezione del grano. Il grano è una buona fonte di diversi composti benefici, tra cui fibre, sostanze fitochimiche e micronutrienti. Tra i diversi micronutrienti, il ferro e lo zinco sono carenti nella dieta di due miliardi di persone (OMS, 2012) e per questo motivo sono diventati il fulcro della biofortificazione dei micronutrienti, che serve a migliorare la concentrazione di ferro e zinco nei chicchi. È stato dimostrato che le moderne cultivar di grano sono povere di questi micronutrienti per soddisfare il fabbisogno giornaliero degli esseri umani.

Sono stati analizzati gli effetti della siccità e degli stress termici sulla morfologia dei chicchi, sulla composizione dei chicchi (proteine, micronutrienti di ferro e zinco), sulla lavorazione e sulla qualità della pasta e del pane nelle varietà di grano duro. I risultati hanno rivelato differenze significative tra i genotipi e risposte uniche agli stress ambientali.

La concentrazione di micronutrienti (ferro e zinco), la qualità della lavorazione e della panificazione sono state favorite dalla siccità ma non dallo stress termico.

Nel complesso, le linee di frumento duro hanno mostrato valori inferiori per quanto riguarda il volume del pane rispetto ai controlli di frumento panificabile. Tuttavia, alcuni genotipi di grano duro in ambienti specifici hanno avuto quasi le stesse prestazioni. Per sviluppare cultivar di grano duro con una qualità di panificazione simile a quella del grano tenero, è necessario raggiungere un migliore equilibrio tra tenacità ed estensibilità.