Filiera Grano duro news
PERIODICO DI INFORMAZIONE TECNICO-ECONOMICA A SOSTEGNO DEL PROGETTO “GRANO DURO DI ALTA QUALITÀ IN EMILIA-ROMAGNA”
Numero 23 • GIUGNO 2012
Perché sequenziare il genoma pag. 1 del frumento duro?
Perché sequenziare il genoma del frumento duro?
Progetto grano duro alta qualità: crescere insieme dal campo alla trasformazione
Luigi Cattivelli - CRA - Centro di Ricerca Genomica, Fiorenzuola d’Arda Roberto Tuberosa - DISTA - Facoltà di Agraria, Università di Bologna
Sommario pag. 3
Seme certificato: coltivi in pag. 4 sicurezza ed investi sul tuo futuro Andamento meteo aprile - maggio 2012
pag. 5
Healthgrain, un progetto per migliorare le condizioni di benessere dei consumatori
pag. 6
Dal “Decalogo” alle scelte operative
pag. 8
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Filiera Grano duro news Codice ISSN 2239-4230
Proprietà e redazione: Società Produttori Sementi Via Macero, 1 - 40050 Argelato (BO) - info@prosementi.com Direttore responsabile: Dott. Marco Bon Stampa: Grafiche BIME s.r.l. Via Sebastiano Zavaglia 20/24 - 40062 Molinella (BO) Reg. Tribunale di Bologna n. 7711 del 15/11/2006 Periodico realizzato con il contributo della Regione EmiliaRomagna ai sensi della L. R. 28/1998.
La competitività di qualunque filiera produttiva dipende dall’innovazione tecnologica, strumento indispensabile per migliorare la qualità dei prodotti esistenti, crearne di nuovi e ridurre i costi di produzione. In agricoltura uno degli aspetti più determinanti per l’innovazione dei prodotti è rappresentato dal sequenziamento dei genomi – inteso come l’insieme del DNA e dei geni di un individuo – delle piante coltivate. Questa breve nota riassume in termini tecnici quanto più semplici possibili come si realizza il sequenziamento dei genomi e come la filiera agroalimentare del frumento duro ne possa trarre beneficio. Il DNA contiene tutte le informazioni che regolano le funzioni necessarie per la realizzazione del ciclo vitale di ogni essere vivente. Nel caso delle piante coltivate tali funzioni influenzano anche importanti caratteri agronomici oggetto di selezione, quali l’epoca di fioritura, la resistenza a malattie e a stress ambientali, la potenzialità produttiva, gli aspetti qualitativi, ecc. I caratteri che rendono una varietà diversa dall’altra sono basati su differenze più o meno marcate nel loro DNA: è evidente quindi l’interesse a comprendere e “gestire” il DNA delle piante coltivate per selezionare varietà migliori. Fino a pochi anni fa le conoscenze sui genomi delle piante coltivate erano limitate e comunque talmente frammentarie da rendere molto difficile ottenere ricadute pratiche da tali conoscenze. Negli ultimi 10 anni abbiamo assistito ad una vera e propria “rivoluzione genomica” carat-
terizzata dalla possibilità di sequenziare (cioè leggere) il genoma di ogni singolo individuo. Questa possibilità ha già un grande impatto nella medicina per una più efficace prevenzione e cura delle malattie ed anche in agricoltura, particolarmente per il miglioramento genetico di specie di grande rilevanza commerciale come riso e mais. Già oggi le grandi ditte sementiere utilizzano le informazioni derivanti dal sequenziamento per inserire, in modo non transgenico, determinate caratteristiche (es. resistenza a malattie) nelle nuove varietà. Nei prossimi anni tutto ciò sarà esteso anche a specie di minore importanza su scala mondiale, ma molto rilevanti in Italia come ad esempio il frumento duro. Attualmente, il passo tecnicamente più difficile ed oneroso nel sequenziamento dei genomi non è la “lettura” del DNA ma l’assemblaggio dei brevi tratti di sequenza che vengono generati dai sequenziatori automatici. È come disporre di tutte le parole contenute in un libro e doverle ordinare tra loro. Conoscere le parole è importante, ma conoscere il loro ordine è anche più importante ai fini della comprensione del significato del libro. Alla base della rivoluzione genomica dell’ultimo decennio ci sono quindi due componenti fondamentali: lo sviluppo di strumentazioni estremamente potenti ed automatizzate in grado di leggere il DNA in tempi e a costi ridottissimi e l’enorme progresso nelle attività di bioinformatica per assemblare tale informazione e fornire la visione completa del genoma di una singola varietà. Prodotta la prima SOCIETÀ PRODUTTORI SEMENTI S.p.A. BOLOGNA
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sequenza ordinata del genoma di una specie, sulla base di questa sarà enormemente più semplice e meno costoso ordinare correttamente le sequenze di altri individui della medesima specie. In pratica, si passa da un costo stimabile in diversi milioni di euro per la prima sequenza (sequenza di riferimento) a poche migliaia di euro per le successive. La logica utilizzata è molto simile a quella che si segue quando si assembla un’immagine a partire dai pezzi rimescolati di un puzzle: prima si controllano i singoli pezzi per poi accostarli uno ad uno fino a ricostruire l’immagine completa. E come nel caso del puzzle, ricostruire l’immagine senza disporre dell’immagine finale (corrispondente alla prima sequenza per una certa specie) è molto più difficile che assemblare i pezzi sulla base dell’immagine di riferimento (risequenziamento di altre varietà di una specie per la quale esiste già un genoma di riferimento). Nonostante siano trascorsi ormai 10 anni dal sequenziamento del genoma del riso, molto rimane da fare per completare il sequenziamento del genoma del frumento, prevalentemente a causa dell’enorme dimensione dello stesso, circa 30 (frumento duro) e 45 (frumento tenero) volte maggiore del genoma del riso. Per sequenziare il genoma del frumento tenero, nel 2006 si è costituito un consorzio internazionale a cui partecipa anche l’Italia (Figura 1 - http://www.wheatgenome.org). A tutt’oggi la sequenza di riferimento è disponibile solo per uno dei 21 cromosomi che costituiscono il genoma del frumento tenero. Si prevede che la sequenza completa del frumento tenero sarà disponibile nel 2015.
SSR2
SSR1
Per il frumento duro, nonostante le minori dimensioni del genoma, al momento non esistono progetti specifici di sequenziamento. Recentemente, si è costituito un gruppo di lavoro sul frumento duro
R
R
Progresso nel sequenziamento del genoma di frumento tenero 1A
2A
3A
4A
5A
6A
7A
Finanziato 1B
2B
3B
4B
5B
6B
7B
Finanziato in parte
Concluso
1D
2D
3D
4D
5D
6D
7D
T. aes vum cv Chinese Spring
www.wheatgenome.org
Fig. 1 - Il sequenziamento del genoma del frumento tenero è stato organizzato a livello internazionale dall’International Wheat Sequencing Consortium (www.wheatgenome.org) ripartendo i 21 cromosomi del frumento tenero tra le diverse nazioni che aderiscono al consorzio. Nella figura è riportata la suddivisione per paesi dei diversi cromosomi e bracci cromosomici, l’Italia partecipa con il sequenziamento del cromosoma 5A.
coordinato da chi scrive che, tra i vari obiettivi, si è proposto di sequenziare il genoma dello stesso. Per quanto riguarda le ricadute pratiche, la disponibilità della sequenza di riferimento rende più efficace l’attività di selezione assistita con marcatori, la cosiddetta MAS (marker-assisted selection) sempre più utilizzata per migliorare le caratteristiche delle varietà. Nella MAS, le piante non sono selezionate in base al fenotipo (cioè in base alle caratteristiche visibili o comunque misurabili) bensì sulla base della sequenza di frammenti del DNA (i cosiddetti marcatori) limitrofi ai geni di interesse (Figura 2). La disponibilità dell’intera sequenza del ge-
Fig. 2 - Selezione assistita da marcatori per resistenza alla fusariosi della spiga in frumento. Vengono riportati i profili molecolari di due marcatori SSR (SSR1 e SSR2) che fiancheggiano un gene di resistenza sul cromosoma 5A. I profili sono relativi a due linee parentali (P1: resistente; P2: suscettibile) e a 12 piante F2 derivate dal loro incrocio. Per ciascun marcatore le frecce indicano l’allele associato al gene di resistenza (R). Si dovranno quindi selezionare le piante 2 e 3 in quanto omozigoti per l’allele “resistente” ad entrambi i marcatori SSR e quindi omozigoti anche per il gene di resistenza compreso tra i due SSR.
Fonte: Laboratorio di Ricerca ed Analisi delle Sementi (LaRAS), Università di Bologna.
noma fornisce un numero quasi illimitato di marcatori che a sua volta migliora la capacità di identificare e isolare (clonare) geni per caratteri di interesse agronomico e, conseguentemente, rende più efficace l’utilizzazione della MAS per selezionare le piante con le combinazioni migliori di alleli, le diverse forme funzionali con cui ogni gene è presente in ciascun individuo. Il clonaggio genico permette quindi di esplorare e caratterizzare molto più accuratamente la biodiversità, consentendoci di identificare nuovi alleli utili per migliorare la produttività e la qualità. È quindi evidente che la disponibilità della sequenza del genoma del frumento duro svolgerà un ruolo chiave per la competitività futura dell’industria sementiera nazionale e, più in generale, della filiera del frumento duro e quindi del “Made in Italy”. Se l’Italia non coglierà questa opportunità, altre nazioni lo faranno ed il rischio allora sarà che la nostra dipendenza dall’estero per nuove varietà di frumento duro aumenterà ulteriormente, analogamente a quanto già successo per altre colture per la cui semina l’Italia dipende largamente da varietà costituite all’estero. L’auspicio è che gli organi Ministeriali preposti al finanziamento della ricerca supportino adeguatamente il sequenziamento del genoma del frumento duro e, più in generale, l’innovazione tecnologica.
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STOCCAGGIO
Progetto grano duro alta qualità: crescere insieme dal campo alla trasformazione Loredano Poli - Responsabile dei Conferimenti di Progeo Siamo al sesto anno del progetto “Grano duro di alta qualità in Emilia-Romagna”, promosso e coordinato dal 2006 dalla Regione Emilia-Romagna, che vede coinvolte oltre alle Organizzazioni di Produttori di cereali emiliano-romagnole, l’industria di trasformazione Barilla e la Società Produttori Sementi di Bologna. Il progetto rappresenta una risposta concreta, nella coltivazione, commercializzazione e trasformazione del grano duro di qualità per tutti i partecipanti alla Filiera. Fra gli obiettivi condivisi dalle parti, rientrano la convenienza di aumentare la potenzialità produttiva ed elevare le caratteristiche qualitative del grano duro coltivato in Emilia-Romagna con l’adozione di uno specifico disciplinare di produzione e con una distribuzione equa del valore generato. La Cooperativa Progeo, come le altre strutture produttive aderenti al progetto, si pone l’obiettivo di valorizzare il grano duro dal campo allo stoccaggio, affiancando i propri soci con tecnici-agronomi nella gestione delle colture, e occupandosi del ritiro, dello stoccaggio e della conservazione dei raccolti. Ritengo opportuno analizzare alcuni risultati ottenuti, in relazione agli obiettivi iniziali, con le azioni di miglioramento adottate che coinvolgono, in particolare, la parte agricola e che sono determinanti per perseguire i migliori risultati qualitativi. Oggi, sempre più spesso l’attenzione è rivolta al rispetto dei parametri igienico sanitari dei raccolti (in particolare contenuto in DON-deossinivalenolo) che svolgono un ruolo sempre più determinante nella valorizzazione del prodotto e che presuppongono l’adozione di adeguate procedure per verificare la salubrità del seme raccolto, permettendo così una differenziazione nello stoccaggio dei raccolti. L’attività della cooperativa, dal campo allo stoccaggio, si può descrivere in questo modo: Operazioni Preliminari (da effettuarsi in campo prima della raccolta) I tecnici, che assistono le aziende nell’adempimento delle buone pratiche agronomiche, vengono istruiti sulle procedure da adottare e aggiornati periodicamente sulle normative vigenti. Durante tutto il periodo di coltivazione viene effettuato un monitoraggio meteo con il controllo delle temperature e delle precipitazioni, con particolare attenzione ai periodi più sensibili della coltura del grano duro. Dopo una accurata elaborazione dei dati, si procede alla definizione di areali con situazioni tendenzialmente omogenee, individuando, ancor prima della raccolta, le
aree a maggior rischio di contaminazione da DON. In queste aree vengono individuate a campione alcune aziende in cui effettuare un monitoraggio approfondito per valutare la percentuale di spighe attaccate da fusarium. Successivamente in alcune di queste, si procede alla raccolta delle spighe (umidità della granella max 18%), e alla loro successiva analisi in laboratorio, utilizzando kit per la determinazione rapida di deossinivalenolo, verificando in seguito i risultati ottenuti con il metodo HPLC. I dati elaborati permettono in questo modo di individuare con più precisione gli areali a potenziale rischio contaminazione. In questo modo, già prima del raccolto, si definiscono le esigenze di separazione del prodotto per la valorizzazione delle caratteristiche e la segregazione delle partite a rischio. Ritiro e formazione dei lotti Con le prime trebbiature nei diversi areali e con gli arrivi del grano presso i centri di stoccaggio, per ogni consegna si procede al campionamento e all’analisi del campione secondo una procedura prestabilita che parte da un’analisi innanzitutto visiva per individuare eventuali difettosità della granella e prosegue con l’analisi del peso specifico, umidità, temperatura, tenore proteico, ecc. ed infine, attraverso l’utilizzo di kit rapidi, si valuta il contenuto in DON del prodotto consegnato, risultato che viene in seguito verificato con il metodo HPLC. Con queste prime analisi vengono determinate le caratteristiche qualitative prevalenti, i potenziali rischi di contaminazione e definito la formazione dei lotti (per varietà, caratteristiche fisiche, qualitative e igieniche sanitarie). Le decisioni adottate in questa fase sono determinanti per il processo di valorizzazione del prodotto. Stoccaggio e Conservazione Prima della raccolta è necessario effettuare operazioni preventive per verificare l’idoneità delle strutture adibite allo stoccaggio. Vengono verificati gli impianti dal punto di vista strutturale e viene controllata la meccanizzazione che deve garantire l’isolamento e la segregazione del prodotto da contaminazioni esterne. Successivamente si procede alla pulizia dei locali adibiti allo stoccaggio e delle attrezzature utilizzate per la movimentazione del prodotto. Le operazioni vengono completate con un trattamento di debiotizzazione, consistente nella nebulizzazione di un insetticida contenente principi attivi consentiti dalle normative vigenti. Al completamento di ogni lotto stoccato, si procede, sulla base del campionamento effettuato proporzionalmente per ogni con-
segna, alla formazione di un coacervo che viene analizzato con tecnologia NIR per determinare le caratteristiche qualitative e attraverso i kit rapidi per quelle di tipo igienico sanitario, verificando i risultati ottenuti con il metodo HPLC. La conservazione viene fatta tramite metodi fisici: ventilazione, refrigerazione e atmosfera controllata. Solo in caso di reale necessità si procede al trattamento con prodotti registrati e previsti all’interno del “Disciplinare per la coltivazione e la conservazione del grano duro di alta qualità” del Progetto. Con cadenza mensile vengono prelevati, dai singoli lotti, campioni di prodotto sui quali vengono effettuate analisi visive e qualitative per valutare il buon andamento della conservazione. Nella fase di consegna del prodotto all’industria di trasformazione Barilla, prima di procedere al carico vengono effettuate operazioni di controllo sull’idoneità del mezzo di trasporto e, prima della spedizione, viene ulteriormente campionato e analizzato il prodotto caricato, registrando nei documenti di trasporto il numero del lotto, in modo da mantenere la tracciabilità delle consegne. Aree di miglioramento Le esigenze di stoccaggio differenziato necessitano di impianti che consentano la formazione di un elevato numero di lotti e di linee di scarico dedicate, utili ad evitare contaminazioni; dotazioni che permetterebbero la massima valorizzazione del cereale, ma che certo presuppongo una valutazione preventiva approfondita degli aspetti gestionali ed economici. La determinazione di alcuni parametri qualitativi dei raccolti di grano duro non possono essere effettuati tempestivamente al ritiro per mancanza di strumenti adeguati o a causa dei tempi necessari al compimento dell’analisi non compatibili con la frenesia della raccolta. Anche in questo settore l’innovazione può determinare il successo.
Silos per lo stoccaggio dei cereali
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AGRONOMIA
Seme certificato: coltivi in sicurezza ed investi sul tuo futuro Paolo Marchesini - Presidente Assosementi, Associazione Italiana sementi Dalle prossime semine autunnali, ritorna l’obbligo di utilizzare per il grano duro la semente certificata, per potere beneficiare del pagamento agroambientale riservato in applicazione dell’art. 68 del regolamento CE n. 73/2009 ai coltivatori delle regioni centro-meridionali (pari ad un importo massimo di 100 €/ettaro). Tale obbligo, su cui il nostro paese ha sviluppato la politica cerealicola fin dai primi anni ’90, era venuto a cadere con l’ultima revisione della PAC, il cosiddetto Health Check, a seguito del pieno disaccoppiamento degli aiuti erogati dalla Comunità. La reazione dell’industria sementiera e soprattutto la sensibilità e l’appoggio dimostrati dal Ministero delle politiche agricole e dalle Regioni hanno però consentito di recuperare questo contributo nell’ambito delle misure agro-ambientali; tanto che l’obbligo del seme certificato è stato reintrodotto dalle semine 2012/2013 con il D.M. 10 agosto 2011. Così come dal seme nasce una nuova coltura, con l’impiego della semente certificata si sviluppa un circolo virtuoso di cui beneficiano innanzitutto e direttamente la coltura stessa ed il produttore, poi la specifica filiera e l’industria alimentare che utilizza quella determinata materia prima. In altre parole, la semente certificata deve essere vista come il fulcro di un sistema produttivo orientato alla qualità e alla rintracciabilità, che lavora ed investe per il suo futuro; non per questo si vuole affermare che un seme non certificato non possa dare vita ad una produzione, ma proprio perché avulso dagli obiettivi di rinnovamento e rafforzamento che perseguono l’industria sementiera e le filiere di qualità, una semente non certificata dovrebbe essere considerata un elemento sterile. Vediamo di spiegare alcuni concetti. VANTAGGI DEL SEME CERTIFICATO Con l’impiego di semente ufficialmente certificata, rispetto al reimpiego come seme di granella aziendale o, peggio ancora, rispetto all’acquisto di prodotto non certificato e di provenienza incerta, l’agricoltore si garantisce diversi vantaggi che possono essere sintetizzati come segue: - una semina in sicurezza, grazie all’alta germinabilità ed ai controlli qualitativi cui è stato sottoposto il seme certificato;
l’eventuale concia del seme, effettuato in maniera industriale, garantisce una maggiore efficacia del trattamento oltre che il rispetto dei migliori criteri di qualità; - la facilità di impiego, grazie al fatto che il seme certificato può essere utilizzato senza necessità di ulteriori operazioni di preparazione; - la garanzia di una produzione tracciata, a partire da un seme certificato che appartiene ad una precisa varietà, che non necessita di ulteriori controlli o verifiche e che proviene da un fornitore ben identificato; - la possibilità di ottimizzare la resa, applicando le tecniche agronomiche migliori (densità di semina, fertilizzazione e difesa dalle malattie) per la varietà coltivata suggerite dall’azienda sementiera o dal servizio tecnico che segue la coltivazione; - un costo per la semente certificata assolutamente conveniente, rispetto al costo che comunque l’agricoltore sopporta reimpiegando come seme della granella aziendale, con un maggiore onere limitato a pochi euro per ettaro (Tabella 1); - il sicuro rispetto di tutte le norme vigenti sulle sementi; l’acquisto e l’utilizzo di prodotto non certificato, spesso identificato come uso seme o uso zootecnico, oltre a rappresentare un rischio per il produttore è illegale. IL SOSTEGNO INDIRETTO ALL’INNOVAZIONE Anche le produzioni agricole non possono fare a meno di innovazione per restaCOSTI Prezzo mercato €/ql Stoccaggio e disinfestazione €/ql Lavorazione seme €/ql Concia con fungicidi €/ql Totale parziale €/ql Dose ql/ha Totale per ettaro €/ha Differenza €/ha
re competitive sul mercato e l’impiego della semente certificata è la forma più semplice e razionale con cui si sostiene il miglioramento genetico ed i costi per la ricerca di nuove varietà, migliori rispetto a quelle impiegate. Grazie alle nuove varietà, e lasciando a parte per esigenze di sintesi i progressi recenti conseguiti dal punto di vista merceologico (% di proteine, qualità del glutine, indice di giallo) e tecnologico; negli ultimi anni la produzione per ettaro è aumentata costantemente: con il grano duro, di circa 1 q.le ad ettaro ogni tre anni (Figura 1). Il tutto, semplicemente utilizzando le nuove varietà che le aziende sementiere presentano ogni anno al mercato cerealicolo. Miglioramento delle tecniche agronomiche, miglior uso dei mezzi tecnici disponibili e ricorso a nuove varietà, sono i tre fattori chiave che hanno guidato il miglioramento della produzione agricola negli ultimi decenni. In futuro, tuttavia, un ruolo sempre più importante lo avrà l’innovazione genetica, con la costituzione di varietà adatte a specifiche esigenze ambientali (terreni salini, aumento della siccità ecc.) o mirate a determinate utilizzazioni (trasformazione industriale, alimenti funzionali, fini energetici ecc.). La ricerca genetica rivolta al miglioramento delle varietà coltivate comporta costi ed investimenti sempre più elevati; l’acquisto e l’utilizzo del seme certificato, che permette all’azienda sementiera di recuperare non solo i costi del seme, ma anche quelli della ricerca varietale che stanno a
Seme certificato 55 0 0 4 59 1,8 106 10
Granella aziendale 27 2 4 4 37 2,6 96 =
Confronto ipotizzando un prezzo di vendita del seme R2 all’agricoltore di 55 e ql, un prezzo di mercato della granella pari a 27 e ql ed un costo di concia di 4 e ql. La differenza corrisponde a poche decine di kg di grano prodotto per ettaro Tab. 1 - Confronto del costo per ettaro all’agricoltore fra acquisto seme certificato e reimpiego della granella aziendale (esempio grano duro, semine 2011).
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monte e in questo modo di continuare ad investire, è quindi la forma più razionale per sostenere il sistema produttivo ed assicurargli un futuro competitivo. Non ci sono alternative: non solo per la ricerca privata, ma oggigiorno anche per la ricerca pubblica, sempre più a corto di finanziamenti, l’attività deve essere finanziata e nel campo delle colture vegetali, l’acquisto del seme certificato è lo strumento più semplice per non interrompere il flusso delle risorse necessarie. IL FUTURO DEL SEME CERTIFICATO E DELLA RICERCA La nuova PAC incombe e con essa pare anche la fine di questo piccolo contributo, nonostante sembra possa emergere la possibilità di inserire il grano duro nell’elenco delle colture cui riservare dei pagamenti accoppiati data la sua valenza strategica per il nostro paese. Nell’ambito del progetto “Grano duro di alta qualità in Emilia-Romagna” l’uso di semente certificata è uno dei requisiti di garanzia e sicurezza che la filiera
ha individuato e che l’agricoltore deve rispettare. E’ un aspetto molto importante, che testimonia l’impegno della filiera ad investire in qualità ed innovazione e quindi a voler crescere. Anche la nuova PAC post 2013 sembra voglia incamminarsi su questa strada, attribuendo un ruolo più incisivo agli accordi interprofessionali ed alle intese di filiera, riconoscendo la possibilità di imporre vincoli in materia di utilizzo delle sementi e di scelte varietali. Se l’impiego di semente certificata scendesse a livelli eccessivamente bassi (con il grano duro mentre nei primi anni ‘90 la quota di seme certificato era pari al 30% circa, nel corso del decennio successivo essa è salita fino al 95% circa grazie agli aiuti accoppiati, per poi precipitare nelle ultime due campagne, soprattutto per l’assenza del vincolo del seme certificato, a poco più del 50% circa), l’industria sementiera ed il mondo della ricerca varietale non avranno altri strumenti per salvaguardare la propria attività se non quello di un più rigido rispetto dei diritti di proprietà intellettuale esistenti sulle varietà, fino ad arrivare a pretendere il pagamento di royalties anche sul seme aziendale reimpiegato dall’agricoltore. Per difendere il sistema virtuoso che si regge sulla semente certificata, l’Associazione delle aziende sementiere italiane - Assosementi - è profondamente impegnata da un lato a diffondere la cultura della buona semente e del valore del seme certificato, dall’altro a collaborare con le autorità preposte (Servizio repressione frodi, Ministero politiche agricole, Ente di certificazione delle sementi) per contrastare le illegalità che investono anche il settore delle sementi. Lo sforzo profuso soprattutto nelle campagne di comunicazione, svolte negli ultimi due anni, è stato importante e certamente proseguirà. Anche questa è una forma di investimento per il futuro dell’innovazione e per il progresso della produzione agroalimentare italiana.
Incremento resa in granella %
12,0
AGROMETEOROLOGIA
Andamento meteo aprile - maggio 2012
William Pratizzoli - ARPA Emilia-Romagna
Arrivano le piogge, si allontana il rischio siccità.
A fine marzo la situazione della siccità era in realtà preoccupante anche per quelle colture, come il grano, che meno di altre sono sensibili alla carenza idrica. Fortunatamente con il mese di aprile la situazione è radicalmente cambiata. Già dal primo giorno del mese si è osservato un calo delle temperature massime di circa 10 °C e l’arrivo di aria più fresca e instabile che ha prodotto rovesci e temporali localmente molto intensi.
Precipitazioni - Dopo l’intensa siccità autunnale e di tutto il mese di marzo, i mesi di aprile e maggio hanno visto una ripresa delle piogge che hanno permesso la regolare crescita delle colture. In pianura, nei due mesi considerati le precipitazioni hanno generalmente superato i 100 mm, con aree dove si sono superati i 150 mm. Rispetto alle medie climatiche degli ultimi 20 anni, le piogge dei due mesi risultano in generale solo lievemente superiori, in pianura indicativamente di circa 20 mm. Solo in alcune aree, bassa pianura reggiana e modenese e area limitrofa ferrarese, gli scostamenti risultano superiori. In conclusione, le precipitazioni. anche grazie alla loro regolare distribuzione, che a maggio hanno rispettato una cadenza pressoché settimanale, hanno potuto garantire un buona dotazione idrica dei terreni per tutto il periodo considerato.
Incremento annuo della resa in granella fornito dalle nuove varietà
10,0 8,0
+33 kg/ha anno
6,0
(1 q/ha ogni 3 anni)
4,0 2,0 0,0 1995
1997
1999
2001 Anno
2003
2005
2007
Fig. 1 - Incremento della resa in granella prodotto dalle nuove varietà di frumento duro. Fonte: CRA - Rete prove nazionali frumento duro.
Temperature - Dopo gli eccessi termici di marzo, che aveva fatto registrare medie mensili delle massime di circa 4 °C oltre i valori attesi e punta massima di 28,5 °C nel ravennate, l’andamento termico dei mesi di aprile e maggio è rientrato nella norma, favorendo un regolare sviluppo delle colture.
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QUALITÀ ALIMENTARE
Healthgrain, un progetto per migliorare le condizioni di benessere dei consumatori Paola Mantovani - Divisione Ricerca - Società Produttori Sementi S.p.A. Healthgrain (www.healthgrain.eu) è un progetto Integrato del Sesto Programma Quadro dell’Unione Europea (Attività “Qualità Alimentare e Sicurezza”, Priorità 5), della durata quinquennale (2005-2010), che ha visto coinvolte 44 istituzioni da 15 paesi Europei nello sforzo comune di migliorare le condizioni di benessere dei consumatori della Comunità Europea, riducendo il rischio di insorgenza di malattie metaboliche attraverso l’incremento dell’apporto giornaliero di componenti bioattivi normalmente presenti nei cereali integrali e loro frazioni (Figura 1). Il Forum Healthgrain (www.healthgrain.org), che coinvolge 55 organizzazioni espressione del mondo accademico ed industriale, è stato costituito nel maggio 2010 con l’intento di sostenere e proseguire le attività di ricerca, formazione, comunicazione e networking nate a seguito del progetto integrato. La Società Produttori Sementi è, insieme a Barilla, tra i partner privati italiani che hanno partecipato all’Industrial Platform del progetto integrato, oltre che organizzazione membro della task force del Forum conseguente. I cereali e loro derivati sono elementi essenziali nella dieta dei consumatori europei e tra le maggiori fonti di carboidrati assimilabili; il frumento, in particolare, copre la maggior parte dei consumi dei cereali in Europa, principalmente in forma di farine bianche e semole raffinate ovvero loro prodotti di lavorazione (pane, biscotti, pasta, ecc.). Gli sviluppi nei processi di molitura e
lavorazione hanno infatti permesso la separazione e la rimozione, su larga scala, dei tegumenti esterni della cariosside (pericarpo esterno fibroso o crusca; bran) e del germe (embrione; germ), favorendo quindi la produzione di farine raffinate ottenute principalmente dall’endosperma amilaceo (Figura 2). La crusca e il germe, tuttavia, contengono sostanze benefiche, quali amido resistente, oligosaccaridi, inulina, lignani, fitosteroli, acido fitico, tannini, lipidi e antiossidanti (acidi fenolici e i flavonoidi), che vanno quindi perdute con la raffinazione. Anche lo strato aleuronico, particolarmente ricco di nutrienti che separa il cuore della cariosside dai tegumenti esterni, viene perso durante il processo molitorio. Le farine raffinate risultano un prodotto piuttosto versatile da un punto di vista tecnologico, costante in quanto a resa e con caratteristiche sensoriali ampiamente accettate da una ampia fascia di consumatori, privato però di molte sostanze nutritive indispensabili. L’Associazione Americana Chimica dei Cereali (American Association of Cereal Chemistry, AACC) definisce con integrale (whole grain, in inglese) un “prodotto che dopo macinazione, fioccatura, ecc. mantiene inalterate le proporzioni, pre-lavorazione, fra le principali componenti delle cariossidi (endosperma, germe, crusca)”. I “grani integrali”, nella più ampia accezione di cereali da granella ad uso alimentare, sono un importante fonte di fibre, minerali, vitamine, fito-estrogeni, antiossidanti e sono inoltre poveri in grassi saturi, elementi
Proprietà benefiche delle componenti bioattive presenti negli alimenti integrali Contenuto in composti bioattivi delle farine integrali: 2,5 - 5 volte più elevato rispetto alle farine raffinate FIBRA ALIMENTARE Miglioramento delle funzioni intestinali e del metabolismo glucidico e lipidico ALCHILRESORCINOLI Inibitori enzimatici, diminuzione dell’accumulo di acidi grassi nelle cellule del tessuto adiposo MAGNESIO, CROMO Aumento della sensibilità insulinica, diminuzione del rischio di insorgenza di diabete di tipo 2 TOCOFEROLI E TOCOTRIENOLI (VITAMINA E) Antiossidanti liposolubili, riduzione dell’ossidazione delle lipoproteine LDL FOLATI, COLINA, BETAINA Donatori di gruppi metillici, regolazione del metabolismo lipidico
LIGNANI Fitoestrogeni, diminuzione insorgenza malattie cardiovascolari e osteoporosi FITOSTEROLI Riduzione del livello di colesterolo ematico
ACIDI FERULICI FITATI VITAMINA E Capacità antiossidanti
OLIGOSACCARIDI Prebiotico, miglioramento dell’attività della flora batterica intestinale, stimolazione della crescita ed attività di bifidobatteri e di lattobatteri nel colon
Effetto sinergico
Effetti benefici sul metabolismo umano
Fonte: Healthgrain forum www.healthgrain.org
Fig. 1 - Proprietà benefiche delle componenti bioattive presenti negli alimenti integrali.
quest’ultimi che riescono facilmente ad accumularsi lungo i vasi sanguigni, con le ormai note conseguenze. Le farine e le semole integrali risultano, quindi, un prodotto con un valore biologico molto elevato, seppur con attitudini tecnologiche sensibilmente inferiori alle farine raffinate. La necessità di incrementare il consumo, nella dieta giornaliera, di cibi a base di cereali integrali e loro frazioni è da tempo l’obiettivo di iniziative di carattere scientifico e socio-economico basate sull’evidenza, frutto di numerosi studi epidemiologici, del loro ruolo protettivo e preventivo nei confronti di disordini legati all’alimentazione (es. obesità) e di malattie croniche correlate a sindrome metabolica, come ad esempio le malattie cardiovascolari e il diabete di tipo 2 (WholeGrainCouncil Research Summary, 2009). Gli effetti protettivi dei cereali integrali si estendono anche ad alcuni tipi di tumori, in particolare al colonretto. Questi prodotti, infatti, sono alimenti ricchi di carboidrati complessi fermentabili (amido resistente e fibra alimentare) che vengono trasformati a livello del colon in acidi grassi a corta catena, acido butirrico in particolare, agenti anticancerogeni riconosciuti; parallelamente le fibre insolubili, scarsamente fermentabili a livello del colon, favoriscono un transito intestinale attivo e veloce diluendo, quindi, la presenza di agenti cancerogeni nell’intestino e diminuendone il tempo di contatto con le cellule epiteliali. Esiste tuttavia una scarsa abitudine da parte dei consumatori europei, con eccezioni tra i paesi Scandinavi, al consumo regolare di prodotti integrali. Tra le barriere specifiche al consumo dei cereali integrali figurano principalmente: la mancata conoscenza del prodotto e dei suoi benefici per la salute, la negativa percezione del sapore-consistenza di questi prodotti e il loro costo. C’è quindi un forte bisogno di motivare i
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Figura 1. Componenti anatomiche della cariosside e compartimentazione dei composti bioattivi
RISULTATI DEL PROGETTO Molti ed interessanti sono stati i risultati conseguiti, sintetizzabili nell’innovativa combinazione di materie prime migliorate e nuovi processi tecnologici, connubio che si traduce in prodotti integrali potenziati da un punto di vista salutistico-nutrizionale, ma in grado di soddisfare le esigenze del consumatore in termini di qualità sensoriale. Il progetto ha infatti contribuito a fornire nuove consapevolezze ai consumatori in materia di alimentazione funzionale, nuovi strumenti ai produttori cerealicoli per l’ottenimento di una materia prima più competitiva in termini salutistico-nutrizionali e innovazioni tecnologiche di processo alle grandi industrie di trasformazione, così come alle piccole e medie imprese, per lo sviluppo di prodotti integrali più appetibili e competitivi. Più in generale, le attività realizzate nel progetto gettano le basi per l’industrializzazione di una nuova generazione di prodotti in grado di migliorare la salute del consumatore e di attivare, al tempo stesso, nuove filiere agroalimentari ad alto valore aggiunto. Il frumento duro e la pasta sono emblematici delle potenzialità derivanti da tale approccio. La disponibilità di paste prodotte a partire da frumenti duri ad alto contenuto in fibra e con amido resistente, ad esempio, avrebbe un impatto salutistico rilevante sulla popolazione europea data l’ampia diffusione di questo alimento. Non di meno, la coltivazione di varietà di grano “speciali” (ad amido modificato, in questo caso) potrebbe contribuire in modo significativo a migliorare la redditività del frumento duro che, diversamente, è destinato a confrontarsi sul mercato globale delle commodity. In Europa, infatti, si coltiva circa il 36% del frumento prodotto a livello mondiale, nonché il 94% della segale consumata nella Comunità, ma a costo maggiore rispetto a molti concorrenti (competitors) stranieri. Va inoltre dato merito al progetto di aver creato una rete fortemente attiva di stakeholders, divenuti poi i membri effettivi del Forum Healthgrain, interessati all’implementazione di prodotti a base di cereali
Endosperma ceroso (80-85%): Amido e proteine
• Fibra alimentare solubile e insolubile (xilani, β-glucani) • Proteine
Barbe
• Antiossidanti (acido ferulico)
Creste Strato aleuronico (6-9%)
• Osmoliti organici (betaina) • Vitamina E • Vitamine B
Crusca
• Minerali Testa (1%) Alchilresorcinoli
Pericarpo (4-5%)
consumatori europei di qualsiasi fascia di età e reddito ad incrementare i consumi giornalieri di fibre alimentari e composti funzionali presenti nei cereali integrali e loro frazioni. In questo contesto, il progetto Healthgrain ha comportato uno sforzo multidisciplinare finalizzato a consolidare le conoscenze necessarie all’ottenimento di una nuova generazione di prodotti integrali con proprietà nutrizionali e sensoriali potenziate. I cereali oggetto della ricerca sono stati principalmente frumento tenero, frumento duro e segale, mentre i composti bioattivi sui quali ci si è concentrati sono: vitamine (folato, tocoli, colina, ecc), fitochimici (lignani, steroli, alchilresorcinoli, acidi fenolici) e carboidrati indigeribili (amido resistente e fibra alimentare).
Germe (3%)
• Lipidi • Antiossidanti • Vitamina E • Vitamine B • Minerali • Fitosteroli • Enzimi
• Fitosteroli • Enzimi • Fibra alimentare insolubile (xilani, cellulosa, lignani) • Antiossidanti (acidi fenolici)
Fonte: Surget A. e Barron C. (2005)
Fig. 2 - Componenti anatomiche della cariosside e compartimentazione dei composti bioattivi.
integrali nella dieta giornaliera dei consumatori della Comunità Europea. Il Forum Healthgrain è, di fatto, una piattaforma scientifico-tecnologica permanente a sostegno dello sforzo congiunto di ricercatori, breeders, produttori cerealicoli, industrie di trasformazione ed associazioni di consumatori al fine di sponsorizzare e sostenere la validità salutistica e commerciale dei cereali integrali e loro derivati, puntando quindi al riconoscimento, a livello di prezzo, del valore aggiunto di una materia prima con un valore intrinseco superiore ad una semplice commodity. CONCLUSIONI Il quadro economico recessivo e l’incremento generalizzato dei prezzi creano ovviamente disagio ai consumatori, soprattutto nelle fasce di reddito più deboli; allo stesso tempo, il divario tra i prezzi di input e output determina grandi difficoltà per le imprese agricole, schiacciate tra i crescenti costi di produzione e la scarsa dinamica dei prezzi alla produzione. Nasce, quindi, l’esigenza di un lavoro sinergico tra ricerca di base, breeders, agricoltori ed industria, per contenere l’impatto sociale e commerciale di questa congiuntura economica. Si potrebbe, ad esempio, favorire il riconoscimento dei prodotti integrali mediante inserimento, in etichetta, di specifici “health claims”
(rivendicazioni salutistiche, messaggi che affermano, suggeriscono o implicano una relazione tra un alimento, o un suo componente, e la salute), promuovere la protezione intellettuale delle innovazioni (brevetti), preservare il lavoro dei breeder mediante utilizzo di varietà certificate e, infine, attivare quote di specialities per gli agricoltori, sensibilizzando il consumatore all’idea che favorire la crescita di tali quote significa favorire qualità, appetibilità, valore nutrizionale e sicurezza dei prodotti finiti. In un momento economico delicato come quello attuale, in cui si registra una flessione dei consumi anche alimentari, ed in un contesto di nicchia come quello del mercato dei cereali integrali, il Forum Healthgrain è l’alternativa più tangibile per fornire, in maniera congiunta tra i diversi soggetti-oggetti della filiera, le soluzioni commerciali alternative al fine di valorizzare l’implementazione, a livello comunitario, dei cereali integrali come alimenti di larga diffusione (staple food). Bibliografia: Surget A., Barron C. (2005). “Histologie du grain de blè, Les Point sur.” HEALTHGRAIN PROJECT, www.healthgrain.org WholeGrainCouncil Research Summary (2009) http://www.wholegrainscouncil.org/files/ WGResearchSummary_WGCJan09.pdf
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N. 23 - Giugno 2012
ASSISTENZA TECNICA
Dal “Decalogo” alle scelte operative Pierluigi Meriggi – Horta S.r.l. Nel precedente numero di questo periodico (n. 22 - aprile 2012) sono state presentate le “Linee guida per la coltivazione sostenibile del grano duro di qualità” contenute in un “Decalogo” tecnico realizzato da un gruppo di lavoro composto da Barilla, Horta Srl, Life Cycle Engeneering e l’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza. Nella nota è stato sottolineato che l’agricoltore sostenibile è una nuova figura imprenditoriale. È chiamato a prendere decisioni complesse sia strategiche (di lunga durata) che tattiche (in risposta agli eventi) tenendo conto di una molteplicità di risorse, limitazioni ed obiettivi. Ha quindi spiccate capacità decisionali, è disponibile ad un aggiornamento costante e si avvale di consulenza specifica. Per queste ragioni ha necessità di strumenti opportuni e di informazioni sempre aggiornate per poter prendere le decisioni più corrette. Le scelte di tipo strategico inserite nel Decalogo sono state sviluppate tenendo conto dei risultati emersi dalla ricerca pubblica e privata e da prove rotazionali di lunga durata. Le scelte di tipo tattico fanno riferimento a Granoduro.net, un sistema di supporto alle decisioni (DSS, Decision Support System) per la coltivazione del grano duro di qualità, sviluppato da Horta Srl con il supporto di CGS e Produttori Sementi di Bologna. Granoduro.net è un servizio internet a disposizione degli agricoltori e delle strutture tecniche, che integra le informazioni relative all’andamento meteorologico, alle condizioni del suolo ed alle caratteristiche varietali, in supporti decisionali chiari e di facile utilizzo.
4 punti di forza
Sperimentazione Horta 2012 - Veduta delle prove parcellari per la taratura agronomica delle varietà inserite nel servizio GranoDuro.net (Ca’ Bosco - Ravenna).
Granoduro.net ha 4 punti di forza: l’architettura, la visione olistica, l’applicazione Web e la semplicità e chiarezza (Figura 1). Architettura Le informazioni relative alla coltura ed all’ambiente giungono al DSS attraverso un flusso continuo alimentato da sensori (stazioni meteorologiche della Rete Horta) e da attività di monitoraggio. Tali informazioni vanno ad implementare basi di dati che costituiscono il punto di partenza di un processo che, attraverso l’uso di strumenti avanzati di calcolo (quali ad esempio i modelli matematici), di una base di conoscenze e di sistemi di interpretazione, porta alla formulazione di supporti decisionali. Grazie alla architettura del suo flusso informativo e di analisi dei dati, Granoduro.net è in grado di fornire informazioni in tempo reale. E’ pertanto possibile consultare il servizio 24 ore su 24 ed avere aggiornamenti a richiesta in modo da prendere decisioni tempestive.
Architettura
Visione olistica Applicazione web
www.granoduro.net Fig. 1 - Granoduro.net: i 4 punti di forza.
Semplicità e chiarezza
I supporti forniti da Granoduro.net non sostituiscono chi è deputato a prendere le decisioni, ma entrano a far parte del suo processo decisionale fornendo un patrimonio di informazioni difficilmente reperibili in altro modo. Visione olistica Granoduro.net prende in considerazione tutti gli aspetti chiave della produzione di grano duro di qualità. Fornisce supporti decisionali relativi a: condizioni meteorologiche, densità di semina, sviluppo della coltura, fertilizzazione azotata, diserbo chimico e rischio relativo alle principali malattie fungine (ruggini gialla e bruna, septoriosi, oidio, fusariosi della spiga e relative micotossine). Sono inoltre stati sviluppati anche specifici Database dei prodotti fungicidi con le specifiche di utilizzo dei preparati commerciali. Applicazione web La scelta di fornire Granoduro.net come applicazione web elimina la necessità di installare uno specifico software sul computer dell’utente, permette la consultazione da qualsiasi postazione dotata di connessione Internet e consente un aggiornamento continuo delle applicazioni e quindi il trasferimento immediato dei risultati della ricerca. Semplicità e chiarezza Granoduro.net permette di tradurre sofisticati e complessi processi decisionali in semplici supporti di facile ed immediata interpretazione. Per ogni unità produttiva sono disponibili sia informazioni di sintesi che di dettaglio. Le informazioni sintetiche sono raggruppate in una serie di finestre ed icone che mostrano, in modo semplice ed intuitivo, lo stato attuale della coltura; da ogni finestra o icona è poi possibile accedere ad informazioni più dettagliate.