Impatto sanitario e reologico delle tecniche di molitura nei prodotti da forno integrali

Wheat plays a fundamental role in food diets around the world due to its use in baked goods. Today the demand for healthy foods and health benefits is growing, therefore we are witnessing an expansion in the consumption of whole-grain baked goods. However, the layers of the pericarp of the kernels have more health problems, especially due to the presence of natural contaminants such as mycotoxins. In addition, the fiber-rich fractions of the pericarp cause a worsening of the technological performance of the doughs due to the negative action on the gluten-starch network. Among the most recent milling techniques, decortication allows the obtaining of fractions of the pericarp, which allow to maintain a high nutritional value. The purpose of the thesis was to evaluate the production of wholemeal bread with different ingredients obtained from the pericarp of wheat (bran or hulled) and different percentages of substitution of refined flour (10% and 25%) on the concentration of free, modified and emerging in bread, through a multitoxin LC-MS / MS method, and on the rheological properties of doughs with Mixolab instrumentation. The test involved a comparison of 3 wheat varieties, considering both conventional and pigmented varieties, blue and purple. The rheological properties in the doughs obtained from the substitutions with the cortical fractions produced significant differences showing a significantly longer dough development time of 72% and a lower stability of -27% compared to the use of refined flour. The use of the hulled fraction involves a greater water absorption of the dough + 1% and involves a greater weakness of the gluten + 5% compared to the use of bran, while the latter has a greater development time of the dough of 15% compared to the hulled fraction. In the bread obtained from mixtures of flour and cortical fractions, the mycotoxin content was influenced primarily by the variety, but also by the percentage of substitution and the milling fraction used for bread making. The use of cortical fractions obtained from the blue grain variety resulted in trichothecene contamination 3 times higher than in refined bread, while this increase was on average equal to 1.9 times for both other varieties. As expected, the content of the researched mycotoxins is increased in the bread as the percentage of replacement increases, with however a differentiation for the hulled fraction which presented less risk of contamination than the bran. The bran has a 3% higher content in DON and emerging toxins, and 21% higher than the hulled fractions. In conclusion, the experimentation has highlighted the presence of mycotoxins in the fractions obtained from the pericarp that remain in baked goods and how their content is clearly influenced by the raw material and the percentage of substitution. However, the use of decorticated fractions as an alternative to bran, allows a reduction of normed and emerging mycotoxins. The use of hulled and bran to replace refined flour show a similar reduction in kneading properties, although the replacement of hulled is more complex to manage due to greater water absorption.

Il frumento ha un ruolo fondamentale nella dieta alimentare in tutto il mondo per il suo impiego nei prodotti da forno. Oggi è crescente la domanda di alimenti salutari e benefici per la salute, pertanto si assiste a un’espansione del consumo di prodotti da forno integrali. Tuttavia, gli strati del pericarpo delle cariossidi sono più soggetti a problemi sanitari, soprattutto per la presenza di contaminanti naturali quali le micotossine. Inoltre, le frazioni ricche di fibre del pericarpo determinano un peggioramento delle performance tecnologiche degli impasti per l’azione negativa sul reticolo glutinico-amidaceo. Tra le tecniche molitorie di più recente diffusione, la decorticatura permette l’ottenimento di frazioni del pericarpo, che permettono di mantenere un alto valore nutrizionale. Lo scopo della tesi è stato quello di valutare sulla produzione di pane integrale con diversi ingredienti ottenuti dal pericarpo del frumento (crusca o decorticato) e diverse percentuali di sostituzione della farina raffinata (10% e 25%) sulla concentrazione delle micotossine libere, modificate e emergenti nel pane, mediante un metodo multitossina LC-MS/MS, e sulle proprietà reologiche degli impasti con la strumentazione Mixolab. La prova ha previsto un confronto di 3 varietà di grano, considerando sia varietà convenzionali sia pigmentate, blu e viola. Le proprietà reologiche negli impasti ottenuti dalle sostituzioni con le frazioni corticali hanno prodotto differenze significative mostrando un tempo di sviluppo dell'impasto significativamente più lungo del 72% e una minore stabilità del -27% rispetto all’impiego della farina raffinata. L’impiego della frazione decorticata comporta un maggiore assorbimento idrico dell’impasto +1% e comporta una superiore debolezza del glutine +5% rispetto all’uso della crusca, mentre quest’ultima presenta un maggiore tempo di sviluppo dell’impasto del 15% rispetto alla frazione decorticata. Nel pane ottenuto dalle miscele di farina e frazioni corticali il contenuto di micotossine è risultato influenzato in primo luogo dalla varietà, ma anche dalla percentuale di sostituzione e dalla frazione molitoria impiegata per la panificazione. L’impiego di frazioni corticali ottenute dalla varietà a granella blu ha determinato una contaminazione da tricoteceni 3 volte superiore rispetto al pane raffinato, mentre tale aumento è risultato in media pari a 1.9 volte per entrambe le atre varietà. Come atteso il contenuto delle micotossine ricercate è incrementato nel pane all’aumentare della percentuale di sostituzione, con però una differenziazione per la frazione decorticata che ha presentato meno rischi di contaminazione rispetto alla crusca. La crusca presenta un contenuto in DON e tossine emergenti superiori del 3%, e 21% rispetto alle frazioni di decorticato. In conclusione, la sperimentazione ha messo in evidenza la presenza delle micotossine nelle frazioni ottenute dal pericarpo che permangono nei prodotti da forno e come il loro contenuto sia influenzato chiaramente dalla materia prima e dalla percentuale di sostituzione. Tuttavia l’impiego di frazioni decorticate come alternativa alla crusca, permette un abbattimento delle micotossine normate ed emergenti. L’impiego del decorticato e della crusca in sostituzione alla farina raffinata mostrano una riduzione delle proprietà di impastamento simile, sebbene la sostituzione di decorticato risulta più complessa da gestire a causa di un maggiore assorbimento idrico.