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Title: Valutazione degli effetti biologici dei cereali minori
Authors: Manzi, Laura
Keywords: Farro;Orzo;Stato redox plasmatico;Risposta immunitaria;BIO/10
Issue Date: 16-Dec-2008
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 21. ciclo
Abstract: 
Negli ultimi anni c'è stato un crescente interesse nei confronti dei cereali minori. Queste
coltivazioni, molto utilizzate in passato, sono poco utilizzate ma mantengono un importante
posizione come alimenti tipici in alcune regioni. L'eccellente valore nutrizionale è abbastanza
conosciuto, ma la presenza di componenti minori con proprietà funzionali è stata meno
studiata. Per queste ragioni la ricerca sulle proprietà funzionali dei cereali minori, diventa di
grande interesse per l'industria alimentare nello sviluppo di nuovi prodotti con effetti
funzionali. Il consumo dei cereali integrali in genere, è stato associato ad un ridotto rischio di
sviluppare malattie cronico degenerative, grazie alla presenza di composti bioattivi come
fibre e fitochimici. Comunque numerosi studi hanno indicato che per molti fitochimici, il
loro contenuto “in vitro” e l'attività “in vivo” non sono sempre correlati. Questi composti
sono potenzialmente disponibili nell'intestino, ma il modo con cui possono indurre effetti
fisiologici dipende dalla velocità di assorbimento e dalla distribuzione nei tessuti.
Nel presente studio abbiamo analizzato gli effetti biologici di diete ricche in farro e orzo
integrali, comparate con diete ricche in frumento duro integrale e raffinato, sui parametri
fisiologici dello stato redox e della risposta immunitaria, utilizzando come modello
sperimentale ratti in accrescimento.
Sono stati analizzati nelle quattro farine la composizione nutrizionale di base e il contenuto in
fenoli totali. Le farine sono state utilizzate per la preparazione delle diete sperimentali, le
quali sono state somministrate a quattro gruppi di ratti in accrescimento per sei settimane.
Al termine del periodo sperimentale di dieta, i ratti sono stati sacrificati e sono stati prelevati
sangue e linfonodi mesenterici con lo scopo di recuperare plasma per analizzare parametri
dello stato ossidativo (proteine carboniliche) e parametri dello stato antiossidativo (polifenoli
e capacità antiossidante totale), e linfociti, per determinare la capacità proliferativa e il tipo di
risposta immunitaria.
L'analisi del contenuto in fenoli totali nelle farine mostra che le diete ricche nei tre cereali
integrali possiedono un contenuto in fenoli totali più alto rispetto alla farine di frumento
raffinato, con il valore massimo per l'orzo. L'analisi della concentrazione plasmatica dei
polifenoli mostra che le diete ricche nei tre cereali integrali inducono dei valori simili ma più
alti rispetto al frumento raffinato. Ogni dieta determina una differente capacità antiossidante
totale: l'orzo induce il valore più alto, seguito dal farro, frumento integrale e raffinato. C'è
una significativa riduzione delle proteine carboniliche nel plasma dei ratti alimentati con tutte
le diete ricche in cereali integrali rispetto a quelle dei ratti alimentati con la dieta ricca in
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frumento raffinato, anche se il plasma dei ratti alimentati con le diete ricche in cereali minori,
ha un livello di proteine carboniliche significativamente più basso rispetto al plasma dei ratti
alimentati con la dieta ricca in frumento integrale. I risultati dei parametri immunitari studiati
mostrano che i cereali integrali inducono un incremento significativo rispetto al frumento
raffinato.
Questi risultati indicano che i cereali minori , in particolare l'orzo, aumentano la capacità
antiossidante totale, e che lo stato redox plasmatico, dipende, oltre che dai polifenoli, anche
da altri composti antiossidanti presenti nei cereali integrali. Le diete ricche in farro e orzo
inducono lo stesso effetto immunostimolante delle diete ricche in frumento integrale. Questi
risultati suggeriscono che la modulazione immunitaria non è semplicemente dovuta
all'attività antiossidante dei polifenoli, ma può dipendere da altri composti presenti nei cereali
integrali come le fibre alimentari.

In recent years there is a renewed interest for minor cereals. These crops, which are much
used in the past, are currently underutilized but held an important position as a staple food for
certain regions. The excellent nutritional value of minor cereals are quite well know but the
presence of minor components with functional properties has been less investigated. For this
reasons the research on the functional properties of minor cereals become of great interest for
the food industry in the development of new products with functional effects. The
consumption of whole cereals in general is associated with reduced risk of chronic diseases,
due to presence of bioactive compounds such as dietary fiber and phytochemicals. However
different studies have indicated for many phytochemicals that the relationships between “in
vitro” content and “in vivo” activity are not consistent. These compounds are potentially
available in the gut, but the degree to which they produce antioxidant physiological effects
depends on the rate of absorption and distribution.
In the present study we have analyzed the biological effects of diets rich in whole barley and
emmer flours, compared with diets rich in whole and refined wheat, on physiological
parameters of the redox status and immune response, utilizing growing rats as experimental
model.
The chemical composition in basic nutrients and in total phenolic content, have been
analyzed in the four flours. Such flours have been utilized in the preparation of experimental
diets and fed for 6 weeks to four groups of growing rats. After the experimental period of
feeding the animals were sacrificed and blood and mesenteric lymphonodes collected in
order to prepare plasma, utilized to analyse parameter of oxidative status (carbonyl content)
and of antioxidative status (total polyphenols and total antioxidant capacity), and
lymphocytes to analyse the rate of proliferation and the type of immune response.
Analysis of total phenolic content in flours show that the whole wheat, barley and emmer
showed higher polyphenols contents than the refined wheat, with the maximum value for
barley. Analysis of plasma polyphenols concentration show that the diets rich in three whole
cereals determinate significantly higher values respect to diets rich in refined wheat without
any difference among them. Each diets determinate a significantly different plasma
antioxidant capacity: barley induced highest value, followed by emmer, whole wheat and
refined wheat. There is a significant reduction of plasma carbonyl proteins of rats fed with
diets rich in whole cereals, respect to those of rats fed diet rich in refined wheat, furthermore
plasma of rats fed with diets rich in minor cereals has a level of protein carbonyl significantly
lower than plasma of rats fed the diets rich in whole wheat.
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The results of immune parameters studied show that whole cereals induce a significant
increase, in comparison with refined wheat, of lymphocytes proliferation and of CD4+/CD8+
ratio.
These results indicate that minor cereals, in particular barley, induce elevate plasmatic
antioxidant capacity, and that the antioxidant status depends, in addition to polyphenols, on
other phytochemicals present in whole cereals. The diets rich in barley and emmer induce the
same stimulating effects on the immune parameters of diets rich in whole wheat; these results
suggest that the immune modulation it is not due simply to the antioxidant activity of the
polyphenols, but also to the major content in fiber in whole cereals.
Description: 
Dottorato di ricerca in Biotecnologia degli alimenti
URI: http://hdl.handle.net/2067/1141
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