Scoperte rivoluzionarie sulla formazione dei granuli di amido nei cereali
Scoperte rivoluzionarie sulla formazione dei granuli di amido nei cerealiRecenti studi hanno gettato luce su un interrogativo di lunga data riguardante la formazione dei granuli di amido nei semi di colture Triticeae, tra cui grano, orzo e segale. Questa scoperta potrebbe avere un impatto significativo su numerose industrie e sulla salute umana.
Il ruolo dell’amido nei cereali e nelle industrie
L’amido presente in grano, mais, riso e patate rappresenta una parte fondamentale della nostra dieta, fornendo energia, ed è un ingrediente chiave in molte applicazioni industriali, dalla produzione di birra e pane alla produzione di carta, colla, tessuti e materiali da costruzione.
La diversità dei granuli di amido
I granuli di amido di diverse colture variano notevolmente per dimensioni e forma. L’amido di grano (e quello di altre Triticeae) ha due tipi distinti di granuli: i granuli di tipo A, più grandi, e i granuli di tipo B, più piccoli. Il rapporto tra granuli di tipo A e B può influenzare la qualità degli alimenti a base di grano, come pane e pasta. Inoltre, i due tipi di granuli rappresentano un problema per l’industria della produzione di amido, poiché molti dei granuli di tipo B più piccoli vengono persi e quindi sprecati durante il processo di macinazione. Inoltre, un eccesso di granuli di amido di tipo B nell’orzo può causare un aspetto torbido o opaco nella birra, poiché non vengono digeriti e filtrati durante il processo di produzione della birra.
Il ruolo dell’amido nella dieta e nell’industria
L’amido è il principale carboidrato dietetico negli alimenti consumati in tutto il mondo e consiste in piccoli granuli semi-cristallini formati da catene di zuccheri semplici. Nei cereali, i granuli di amido si formano nella parte dell’endosperma del seme. Come materia prima, l’amido viene utilizzato in carta da parati, tessuti, materiali da costruzione, prodotti farmaceutici, colle e addensanti. Il grano e i suoi parenti contribuiscono a più di un terzo dell’amido utilizzato per scopi industriali in Europa. L’amido di patate e mais ha composizioni e morfologie di granuli diverse rispetto a quelle delle Triticeae.
Scoperte rivoluzionarie nella ricerca sui granuli di amido
Una nuova ricerca pubblicata sulla rivista The Plant Cell dal gruppo del Dr. David Seung presso il John Innes Centre ha apportato una svolta nella risoluzione di questo problema.
La scoperta dell’enzima responsabile
Il team ha utilizzato tecniche genomiche e sperimentali per dimostrare che i granuli di tipo A e B si formano attraverso due meccanismi distinti. Identificando un enzima coinvolto nell’iniziazione del granulo di tipo B e poi utilizzando tecniche di allevamento di piante convenzionali per rimuovere questa proteina, sono stati in grado di produrre grano con bassi o nessun granulo di tipo B, senza penalità sullo sviluppo della pianta e senza ridurre il contenuto totale di amido.
Implicazioni e prospettive industriali
Questa scoperta ha importanti implicazioni, come afferma l’autore principale dello studio, il Dr. Nitin Uttam Kamble: “Abbiamo scoperto che l’enzima ubiquitario, (PHS1), è fondamentale per la formazione dei granuli di tipo B nel grano. Questa è una scoperta scientifica rivoluzionaria perché decenni di ricerca su questo enzima non sono riusciti a trovare un ruolo chiaro per PHS1 nelle piante, e dimostra che i granuli di tipo A e B del grano si formano attraverso meccanismi biochimici diversi. Ora possiamo utilizzare questa conoscenza per creare variazioni di amido per diverse applicazioni alimentari e industriali”.
Il Dr. David Seung, leader del gruppo presso il John Innes Centre, ha aggiunto: “L’industria in generale non ama l’eterogeneità; vuole qualcosa di bello e uniforme da elaborare senza problemi, e avere questi diversi tipi di granuli di amido nel grano ha sempre rappresentato una sfida. Quindi, scoprire l’enzima responsabile della produzione della popolazione di granuli più piccoli e essere in grado di utilizzare la nostra piattaforma di allevamento per ridurre il numero di granuli di tipo B sarà di grande interesse per molti utenti industriali”.