Sviluppo nuovi formulati per panificazione privi di glutine con farina di canapa e loro caratterizzazione

Prove di panificazione sono state effettuate con formulati convenzionali a cui è stata aggiunta farina di canapa in percentuali crescenti (10%, 15%, 25%). Sono state valutate le proprietà tecnologiche e sensoriali, e misurate quelle nutrizionali e salutistiche. Le analisi hanno mostrato come il contenuto lipidico e proteico, di acidi grassi essenziali e omega3  aumenta in modo direttamente proporzionale alla quantità di farina di canapa aggiunta. La caratterizzazione della frazione proteica ha rivelato un contenuto di serina, prolina, idrossiprolina, aspartato, fenilalaninia e tirosina significativamente maggiore nei pani addizionati con farina di canapa. Infine, anche il contenuto di polifenoli totali e l’attività antiossidante mostrano un andamento coerente all’aumento della quantità di farina di canapa addizionata all’impasto. L’analisi delle proprietà tecnologiche e sensoriali ha consentito di individuare nel 15% la quantità ottimale di farina di canapa per la fortificazione del pane. Con questa percentuale di farina di canapa sono stati fortificati 6 preparati commerciali per panificazione senza glutine; solo 2 mix commerciali sono risultate idonee alla fortificazione con farina di canapa 15%. I pani ottenuti con queste due miscele sono stati caratterizzati confermando i risultati ottenuti con le mix convenzionali. Pertanto, la fortificazione con farina di canapa risulta essere un utile sistema per aumentare le proprietà nutrizionali (lipidi e proteine) e antiossidanti (polifenoli totali) degli impasti per panificazione convenzionali e privi di glutine.

Pulitura fibra macerata e valorizzazione degli scarti della macerazione mediante larve di Mosca soldato

E’ stato messo a punto un sistema di pulitura della fibra di canapa macerata basato sull’uso di larve di mosca soldato, che nutrendosi del biofilm che la ricopre, sono in grado di ripulire la fibra incrementando la propria biomassa. Larve di mosca soldato a 14gg dalla schiusa vengono depositate sulla fibra di canapa macerata e lasciate nutrirsi del biofilm che la ricopre per 5-6 giorni. Al termine della fase di pulitura, la fibra con le larve viene collocata su un graticcio e irradiata con una debole sorgente di calore e luce visibile, che spinge le larve ad addentrarsi nello spessore della fibra ripulita, attraversare il graticcio e cadere sul fondo di un contenitore sottostante per la raccolta. Se la sorgente di luce e calore è il sole, il sistema non consuma energia elettrica.

La biomassa larvale cresciuta su fibra di canapa macerata  ha mostrato un incremento ponderale del 50.87 ± 7.21 %. Essa è inoltre  un'interessante fonte di proteine (40% sulla sostanza secca) ricche di aminoacidi essenziali, e di grassi (12%) principalmente costituiti da acidi grassi saturi. La digestione peptica della componente proteica ha prodotto idrolizzati ricchi in peptidi con potenziali attività antiossidanti, ACE e inibitorie della DPP-IV, correlate rispettivamente con la regolazione della pressione arteriosa nei mammiferi e con la regolazione dell’omeostasi del glucosio. Il sistema di pulizia della fibra sviluppato consente di valorizzare gli scarti della macerazione da un punto di vista quantitativo ma anche qualitativo, rendendo la biomassa larvale una potenziale fonte di ingredienti o additivi funzionali per il settore alimentare e/o mangimistico. 

SPERIMENTAZIONE IN CAMPO

La sperimentazione in campo presso le aziende Agricole Ca’ D’Alfieri e Pedrazzi, entrambe residenti in aree D, (3000 mq seminati con le varietà monoiche KC ZUZANA e SECUIENI JUBILEU, rispettivamente) nonostante le avverse condizioni climatiche, hanno consentito di effettuare i rilievi morfometrici previsti e la raccolta di fusti ed infruttescenze che sono stati poi essiccati all’aria. Le prove hanno dimostrato la possibilità di effettuare la coltivazione anche su terreno collinare, ed evidenziato la necessità di dotare le aziende della strumentazione meccanica adatta al taglio dei fusti di canapa. Infatti, la raccolta degli steli è stata effettuata manualmente, con motosega, in entrambi i campi. Il seme essiccato all’aria è stato sgranato manualmente. Complessivamente, I dati morfometrici e produttivi ottenuti in entrambe le aziende incoraggiano la coltivazione della canapa anche in aree svantaggiate, evidenziando la necessità di macchine dedicate per la raccolta e per la lavorazione dei suoi prodotti.

Il consorzio microbico operante nel bioreattore per la macerazione ad acqua della fibra corticale di canapa è stato caratterizzato mediante DNA Metabarcoding della regione ipervariabile V3-V4 del gene per l’RNA ribosomiale 16S Campioni del liquido di macerazione (liquor), prelevati all’inizio (T0), a metà processo (TM) e alla fine del processo (TF) da 8 processi macerativi consecutivi sono stati sequenziati e le sequenze ottenute sono state sottoposte ad analisi bioinformatica. L’analisi ha rivelato il contributo sostanziale della fibra alla composizione del microbioma macerante e la capacità del bioreattore di selezionare in termini di abbondanza relativa e numero di specie, alcuni generi di batteri che dalla letteratura risultano coinvolti in varie tipologie di processi macerativi:

1) Clostridi: sono introdotti nel sistema al T0 dalla fibra e aumentano in abbondanza relativa e numero di specie nella fase intermedia del processo per stabilizzarsi in quella finale.

2) Bacteroides: apparentemente introdotti dalla fibra tendono ad aumentare sensibilmente dal T0 al TF del primo esperimento, ma aumentano sostanzialmente anche nel tempo confrontando cicli consecutivi di macerazione in cui il 5% del liquido macerativo è costituito dallo scarto del liquido della macerazione precedente.

3) Enterobacteriaceae: introdotte nel sistema dalla fibra di canapa, tendono ad aumentare nel secondo ciclo macerativo con inoculo e a ridursi in abbondanza, crescendo in diversità di specie nel terzo ciclo macerativo e nei seguenti.

4) Pseudomonas: presenti massicciamente sulla fibra ed anche nell’acqua di sorgente vengono selezionati negativamente durante il processo. A questo genere appartengono specie ad attività pectinolitica

 Il Piano CATERPILLAR è finalizzato alla caratterizzazione oggettiva di farina ed olio di canapa per la formulazione di preparati dietetici per l’alimentazione umana, ed alla produzione di additivi per l’industria mangimistica dagli scarti delle lavorazioni della canapa da fibra.

I risultati attesi dal Piano sono:



1. Produzione di olio e farina da seme di canapa biologica e caratterizzazione chimica del profilo nutrizionale e nutraceutico;

2. Sviluppo di nuovi formulati per la panificazione "gluten free" contenenti farina ed olio di canapa e caratterizzazione del profilo sensoriale e nutrizionale;

3. Messa a punto di un sistema ecocompatibile per la pulizia della fibra macerata, basato sull’impiego di larve del dittero Hermetia Illucens;

4. Caratterizzazione del profilo nutrizionale della biomassa larvale allevata su fibra di canapa macerata, al fine di una sua valorizzazione per l’uso industriale, alimentare o mangimistico;

5. Frazionamento della biomassa larvale e produzione di additivi proteici per l’alimentazione animale;

6. Realizzazione di un modello di filiera biologica corta e sostenibile da applicare anche ad imprese agricole biologiche situate in aree interne con problemi di sviluppo;