Glutine

Generalità

Cos'è il glutine?

Il glutine (dal latino gluten = colla) è un complesso alimentare costituito principalmente da proteine.
Si tratta di un composto peptidico tipicamente contenuto in alcuni cereali, soprattutto nel grano o frumento e simili (spelta, farro, triticale, kamut), ma anche nella segale, nell'orzo e spesso nell'avena .
glutine alimentiNei semi di origine, le proteine che compongono il glutine hanno la funzione di nutrire l'embrione durante la germinazione; originariamente separate nell'endosperma della cariosside, si combinano insieme per formare glutine negli impasti a base di farina, previo attivazione dell'acqua (nella quale NON si scioglono ma si assemblano).
Il glutine contribuisce a conferire le proprietà elastiche necessarie alla lievitazione naturale, che avviene grazie al metabolismo energetico dei Saccharomyces cerevisiae (starter biologico).
Tuttavia, nei soggetti predisposti, l'assunzione di questo nutriente scatena reazioni avverse più o meno gravi (es malattia celiaca dei celiaci e sensibilità al glutine non celiaca).

Struttura

Com'è fatto il glutine?

Il glutine si presenta come un reticolo viscoelastico (elastico, appiccicoso) capace di associare coesione ed elasticità.

Il glutine è costituito da due classi proteiche:

  • Gluteline (chiamate glutenine nel grano)
  • Prolammine (chiamate gliadine nel grano, ordeine nell'orzo, secaline della segale, avenine dell'avena ecc)*.

GlutineLe gliadine e le glutenine costituiscono circa l'80% dell'intera frazione proteica presente nell'endosperma della cariosside di frumento. Il rimanente 20% è costituito da altre due classi di proteine, contrariamente alle precedenti, solubili in acqua:

*Nota: La tossicità delle avenine nei soggetti ipersensibili al glutine dipende dal tipo di cultivar, perché le immunoreattività alle prolamine sono diverse in base alla varietà di avena in oggetto. Inoltre, molti prodotti a base di avena sono incrociati con altri cereali contenenti glutine.

Lievitazione e Panificazione

Ruolo del glutine in lievitazione e panificazione

La panificazione è resa possibile dalla presenza del glutine, che come abbiamo già detto si forma in seguito all'idratazione e all'azione meccanica dell'impasto.

  • Nel momento in cui aggiungiamo acqua alla farina di grano o frumento, le gliadine (formate da un'unica catena proteica) cominciano ad associarsi formando delle fibrille (fibre piccole e sottili), che conferiscono estensibilità alla massa glutinica.
  • Contemporaneamente, anche le glutenine (composte da diverse subunità proteiche) si assemblano, dando origine a fibre di dimensioni maggiori e formando una struttura, stabile e molto coesiva, che dona all'impasto consistenza e una certa resistenza all'estensione.
  • Il grado di lievitazione dell'impasto dipende quindi dalla proporzione tra il contenuto in gliadine e glutenine della farina. Il rapporto tra le due proteine dipende dalla varietà di frumento considerata e conferisce al glutine la capacità di deformarsi e di resistere alla distensione. Sinteticamente:
    1. Se prevalgono le prime il reticolo glutinico può estendersi, quindi lievitare maggiormente.
    2. Se invece prevalgono le glutenine la maglia è più rigida, si estende meno e di conseguenza la lievitazione è minore.
  • Durante l'azione meccanica di impastamento, le fibrille di gliadina e le fibre di glutenina cominciano a intrecciarsi tra loro, formando una maglia tridimensionale (contenuto proteico 75-85%), che ingloba granuli di amido (10-15%), lipidi (5-10%), piccole quantità di sali minerali, acqua (che il glutine può trattenere fino al 70% del proprio peso) e bolle d'aria che, come vedremo, sono importantissime per la lievitazione e la panificazione.
  • Aggiungendo i lieviti (Saccharomyces cerevisiae) nelle giuste quantità, in presenza di una temperatura adeguata, si gettano le basi per la fermentazione dei carboidrati (amido o glucosio) e la conseguente produzione di alcool e anidride carbonica.
  • L'alcol e l'anidride carbonica si combinano in bolle d'aria che, inglobate dal glutine, si espandono progressivamente allargando e distendendo le maglie di glutine. Questo è il fenomeno che permette di accrescere il volume dell'impasto.
  • Successivamente, durante la cottura avviene la denaturazione/coagulazione delle proteine e il glutine - che perde elasticità - stabilizza in maniera irreversibile la struttura e la forma dell'impasto, che diventa “alimento” (pane, focaccia, pizza ecc).

Glutine negli Alimenti

Quali alimenti contengono glutine?

Gluteline e prolammine sono tipiche di tutti i cereali, ma la loro composizione amminoacidica è variabile; questa differenza influisce sulla capacità delle varie farine di formare tutta una serie di legami tra le proprie catene proteiche e di rendere più o meno stabile il reticolo glutinico.
Il glutine del grano duro, ad esempio, è più resistente e tenace di quello del grano tenero, tant'è vero che la farina di quest'ultimo può essere utilizzata per la preparazione del pane e del panettone, mentre la farina di grano duro (detta semola) è ideale per la preparazione della pasta.
Le proteine di alcuni cereali, come il riso e il mais, non riescono a formare il glutine, che abbonda soprattutto nel frumento ( contiene fino all'80% di glutenina e gliadina sul totale proteico).


ALIMENTI CONTENENTI GLUTINE ALIMENTI PRIVI DI GLUTINE
Frumento (grano), Orzo, Segale, Avena*, Farro, Kamut, Spelta, Triticale Amaranto, grano saraceno, mais, miglio, riso, legumi (fagioli, lenticchie e piselli), castagna, patata, sesamo, soia, sorgo, tapioca
(*) Secondo alcuni studi, se introdotta pura, ossia non contaminata da glutine durante la lavorazione, l'avena non sarebbe comunque lesiva per la maggior parte (99,4%) dei celiaci. Bibliografia: Can oats be taken in a gluten-free diet? A systematic review. Scand. J. Gastroenterol. Vol. 42, No. 2 , pagine 171-178.

Legami chimici responsabili della struttura del glutine

I legami chimici responsabili della struttura del glutine sono molto complicati e numerosi, e dipendono dalla differente organizzazione di gliadine (struttura monomerica e globulare) e glutenine (struttura fibrosa e polimerica):

  • Legami idrogeno tra i gruppi carichi negativamente delle proteine (ac. glutammico e aspartico) e le molecole d'acqua
  • Ponti disolfuro tra i residui di cisteina
  • Legami ionici tra i sali e acido glutammico e lisina
  • Complessi lipoproteici tra glutenine e lipidi
  • Legami elettrostatici tra l'acqua assorbita dall'amido (36%) e residui aminoacidici.

Quando l'impasto è crudo, tutti questi legami non sono stabili, tant'è vero che possiamo modellarlo a nostro piacimento rompendoli e costruendone di nuovi; la loro stabilità viene raggiunta durante la cottura, che comporta la perdita di acqua e l'irrigidimento del reticolo glutinico.

Produzione

Isolamento del glutine dalla farina

Il glutine può essere isolato dal resto della farina; questo processo può avvenire sia a livello industriale, sia a livello casalingo.

Produzione casalinga di glutine

La produzione casalinga di glutine è semplice:

  • Si impasta la farina con acqua fredda
  • Si sottopone l'impasto a un lavaggio continuo (sempre in acqua fredda) eliminando completamente l'amido (l'acqua di lavaggio dev'essere limpida)
  • Nota: recuperando l'acqua sarebbe possibile estrarre l'amido per essiccazione.
  • Vedi la videoricetta per fare il seitan in casa

Produzione industriale di glutine

  • La produzione industriale è più efficiente.
  • Si diluisce e impasta la farina in acqua fredda
  • Mediante centrifugazione, si separa il glutine
  • Grazie a una pressa, si preme via fino al 65% dell'acqua
  • Attraverso un ugello atomizzatore, ciò che rimane viene spruzzato in una camera di essiccazione (non troppo calda) dove evapora l'acqua rimanente, lasciandone solo il 7%
  • Seguono il raffreddamento e la macinatura.

Reazioni Avverse

Il glutine, in virtù dell'elevato contenuto aminoacidico, è considerato molto nutriente; in particolare, costituisce una fonte proteica estremamente importante nell'alimentazione vegana.
Tuttavia, esistono alcune persone che devono farne assolutamente a meno, in quanto ipersensibili al glutine.
I disturbi legati al glutine comprendono:

La loro incidenza è attualmente in aumento nella maggior parte delle aree geografiche del mondo. Questo è forse dovuto:

  • Alla crescente occidentalizzazione della dieta
  • All'aumento dell'uso di alimenti a base di grano tipici della Dieta Mediterranea
  • Alla sostituzione progressiva del riso con il frumento in molti paesi dell'Asia, del Medio Oriente e nel Nord Africa
  • Al recente sviluppo di nuovi tipi di grano con maggiore quantità di peptidi citotossici
  • Al maggior contenuto di glutine nei prodotti da forno (per ridurre il tempo di lievitazione della pasta)
  • All'aumento delle indagini diagnostiche.

Glutine e celiachia

Cos'è la malattia celiaca?

La celiachia trascurata (sottoponendo l'organismo a una continua esposizione al glutine) può evolvere nella cosiddetta malattia celiaca (CD).
La CD non è solamente un disturbo di tipo gastrointestinale, dove provoca l'infiammazione e l'atrofia dei villi intestinali, ma può coinvolgere diversi organi provocando sintomi non gastrointestinali.
Talvolta la malattia celiaca risulta completamente asintomatica, ritardando la diagnosi. Un'ulteriore difficoltà diagnostica riguarda l'assenza dei marcatori sierologici (anti-transglutaminasi tissutale [TG2]), che può nascondere le lesioni minori alle mucose (senza atrofia dei villi intestinali).
La CD colpisce circa l'1-2% della popolazione generale, ma la maggior parte dei casi rimane sconosciuta, non diagnosticata e non trattata, con il rischio di gravi complicazioni a lungo termine.

Complicazioni della malattia celiaca

La malattia celiaca non trattata può causare:

Comorbilità della malattia celiaca

La CD si associa anche ad alcune malattie autoimmuni come il diabete mellito tipo 1, la tiroidite, l'atassia da glutine, la psoriasi, la vitiligine, l'epatite autoimmune, le dermatiti herpetiformi, la colangite sclerosante primaria e altro ancora.

Sintomi della malattia celiaca

La malattia celiaca con i "sintomi classici” comprende alcune reazioni gastrointestinali intense:

  • Diarrea cronica
  • Distensione addominale
  • Malassorbimento
  • Perdita di appetito
  • Compromissione dello sviluppo.

Tuttavia è attualmente la forma patologica meno comune e colpisce prevalentemente i bambini di età inferiore a due anni.
La CD con "sintomi non classici" è invece più comune e si verifica nei soggetti più grandi (oltre i 2 anni), negli adolescenti e negli adulti.
È caratterizzata da sintomi gastrointestinali più lievi o addirittura assenti e da un ampio spettro di manifestazioni non intestinali, che possono coinvolgere qualsiasi organo del corpo; molto spesso può risultare completamente asintomatica sia nei bambini (almeno nel 43% dei casi) che negli adulti.
Per maggiori approfondimenti sulla malattia celiaca potete consultare l'articolo dedicato.

Sensibilità al glutine NON celiaca

Per ciò che riguarda le reazioni avverse scatenate dall'assunzione di glutine, oltre alla celiachia, esiste una seconda condizione definita sensibilità al glutine non celiaca.
In questo disturbo, l'ingestione di glutine provoca sintomi analoghi a quelli della celiachia, ma in assenza di evidenze diagnostiche specifiche per la celiachia e la malattia celiaca.

Allergia al frumento

Oltre alla celiachia, esiste una forma allergica al grano:

l'allergia al grano e la celiachia sono disturbi diversi.

Come per la maggior parte delle allergie, quella al frumento coinvolge il sistema immunitario. Questo percepisce il corpo estraneo come minaccioso e reagisce in modo anormale.
Tale risposta immunitaria è spesso limitata nel tempo e non dovrebbe causare danni considerevoli ai vari tessuti corporei; ciò nonostante, potrebbe sfociare nell'anafilassi.
Le reazioni gastrointestinali dell'allergia al grano sono simili a quelle della malattia celiaca e della sensibilità al glutine non celiaca, ma cambia l'intervallo tra l'esposizione all'allergene e l'insorgenza dei sintomi (molto più veloce nell'allergia, da pochi minuti a qualche ora al massimo).