RICERCA ITALIANA     

Valorizzazione di specie minori in aree marginali per la produzione di latte ad elevato valore bio-nutrizionale

Università degli Studi di Foggia

Abstract

Il presente programma di ricerca vede il coinvolgimento di competenze zootecniche e mediche (pediatriche e immunologiche). L'approccio multidisciplinare alla tematica oggetto di indagine rappresenta l'elemento di novità e, a nostro avviso, di particolare interesse del programma di ricerca, il cui obiettivo ultimo è quello di valorizzare alcune specie minori allevate in aree marginali dell'Italia centro-meridionale non solo attraverso una caratterizzazione del loro latte, ma anche saggiandone, mediante test in vitro,le proprietà bio-nutrizionali sia nella cura dei fenomeni di allergia del lattante verso le proteine del latte vaccino, sia nel ripristino della funzione immunitaria nell'anziano. Tale connubio virtuoso tra scienze agro-zootecniche e discipline mediche può rappresentare una reale possibilità di conservazione dei tipi genetici autoctoni attraverso l'unico strumento plausibile che è quello di valorizzarne pienamente le produzioni sotto un profilo non solo edonistico ma anche bio-medicale, sì da garantire ad esse stabili nicchie di mercato. Le quattro unità operative lavoreranno in sinergia, ma con funzioni ben definite:
1) l'U.O. coordinata dal prof. Sevi dell'Università di Foggia si occuperà
a) di caratterizzare la frazione proteica del latte di alcune razze e popolazioni caprine autoctone dell'Italia Meridionale (capra Garganica, capra Valfortorina, capra di Montefalcone), con particolare attenzione alla componente caseinica, e
b) di verificare l'efficacia bio-medicale delle molecole proteiche (latto-globuline e caseine, singolarmente ed in sinergia) di latte di capra e d'asina,mediante test in vitro su linfociti periferici di bambini affetti da intolleranza/allergia alla proteine del latte vaccino;
2) l'U.O. coordinata dal Prof. Casamassima dell'Università del Molise si dedicherà alla determinazione dei livelli di isomeri dell'acido lineleico coniugato e della lattoferrina nel latte di capra ed allo studio dei fattori genetici, fisiologici ed ambientali che condizionano il contenuto di tali molecole bio-attive nel latte caprino;
3) le attività delle UU.OO. coordinate dai proff. D'Alessandro e Jirillo dell'Università di Bari verteranno, rispettivamente, sulla caratterizzazione quanti-qualitativa del latte dell'Asina di Martina Franca, con particolare attenzione ad alcuni componenti specifici (bio-peptidi, fattori ipo-allergenici, molecole con attività nutraceutuica o probiotica), e sulla valutazione degli effetti in vitro di dosi scalari di latte di asina e di capra nella rimodulazione funzionale dell'attività fagocitaria delle cellule immunitarie nell'anziano. <<<

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Agostino SEVI Università degli Studi di FOGGIA

Obiettivo del Programma di Ricerca

Negli ultimi lustri, i temi relativi alla tutela della biodiversità sono stati oggetto di crescente attenzione da parte della comunità scientifica internazionale, a cui non è sfuggito il ruolo insostituibile delle razze animali autoctone non solo quali depositarie di risorse genetiche non replicabili, ma anche come strumento insostituibile di sopravvivenza e di sviluppo di realtà agricole marginali. Il legislatore comunitario, facendosi interprete di queste istanze, ha emanato provvedimenti normativi finalizzati alla conservazione dei tipi genetici autoctoni attraverso la diversificazione e valorizzazione delle loro produzioni. Non v'è dubbio, infatti, che l'unico reale strumento di conservazione di molte razze autoctone, e del contesto socio-economico che ruota intorno al loro allevamento, sta nell'attribuzione di un valore aggiunto alle produzioni di questi genotipi locali che bilanci i minori volumi produttivi e, spesso, i più alti costi di produzione con prezzi di vendita più elevati in nicchie di mercato stabili. In siffatto contesto, il ruolo della ricerca scientifica può essere davvero determinante non solo ai fini della caratterizzazione, diversificazione e certificazione d'origine dei prodotti alimentari, ma soprattutto quando, in prodotti già caratterizzati da proprietà organolettiche di pregio, riesca ad individuare l'esistenza di molecole dotate di potenziale valore bionutrizionale e, ancor di più, allorché riesca a fornire prove documentali dell'azione benefica di tali molecole bio-attive sulla salute umana.
In sintesi, gli obiettivi delle singole UU.OO. partecipanti al programma possono così riassumersi:
1) caratterizzare la frazione proteica e lipidica del latte di alcune razze e popolazioni caprine autoctone dell'Italia Meridionale (capra Garganica, capra Valfortorina, capra di Montefalcone), con particolare riguardo alla componente caseinica, alla lattoferrina ed agli isomeri dell'acido linoleico coniugato;
2) caratterizzare quanti-qualitativamente il latte dell'Asina di Martina Franca, con particolare attenzione ad alcuni componenti specifici (bio-peptidi, fattori ipo-allergenici, molecole con attività nutraceutuica o probiotica);
3) verificare l'efficacia bio-medicale delle frazioni proteiche del latte di capra e d'asina (latto-globuline e caseine, singolarmente ed in sinergia), mediante test in vitro su linfociti periferici di bambini affetti da intolleranza/allergia alla proteine del latte vaccino, al fine di studiare la risposta Th1-linfocitaria come evento flogistico cruciale nella patogenesi delle manifestazioni cliniche da IPLV;
4)valutare gli effetti in vitro di dosi scalari di latte di capra e d'asina nella rimodulazione funzionale dell'attività fagocitaria delle cellule immunitarie nell'anziano.
Il raggiungimento di tali risultati parziali permetterà di conseguire gli obiettivi finali del programma di ricerca che si possono così riassumere:
1) promuovere l'utilizzo di latte di capra e d'asina, nei lattanti intolleranti/allergici al latte vaccino, come valida ed economicamente più accessibile alternativa alle formule a base di idrolisati proteici;
2) sfruttare le proprietà nutraceutiche del latte d'asina e di capra per la rimodulazione funzionale dell'attività immunitaria nell'anziano in alternativa a trattamenti terapeutici a base di farmaci convenzionali;
5)fornire una solida base per la conservazione e valorizzazione di razze e popolazioni caprine ed asinine autoctone dell'Italia Meridionale attraverso l'idividuazione nel loro latte di molecole con documentate proprietà bio-medicali. <<<

Risultati parziali attesi

I risultati attesi dal primo anno del programma di ricerca possono così sintetizzarsi:
1) caratterizzazione del latte delle razze e popolazioni caprine oggetto di indagine, con particolare riferimento alla frazione proteica;
2) definizione dell'andamento della produzione quanti-qualitativa di latte e degli aggiustamenti metabolici che intervengono, nel corso della lattazione, nelle razze popolazioni caprine Valfortorina e di Montefalcone;
3) valutazione della risposta immunitaria di linfociti periferici, prelevati da lattanti affetti da intolleranza/allergia alle proteine del latte vaccino, al contatto con caseine e latto-globuline caprine;
4) caratterizzazione quanti-qualitativa del latte dell'Asina di Martina Franca e valutazione degli effetti della mungitura meccanica delle fattrici sul benessere del puledro.I risultati attesi nella seconda fase del programma di ricerca possono essere così riassunti:
1) determinazione dei livelli di isomeri dell'acido linoleico coniugato nel latte di capra e dei fattori alimentari (caratteristiche del pascolo) e fisiologici (stadio di lattazione) che ne regolano il contenuto nel latte;
2) individuazione nel latte di capra di specifici peptidi responsabili del potere ipo-allergenico e bio-medicale nei confronti del lattante;
3) caratterizzazione del latte d'asina per la frazione proteica e lipidica sotto il profilo di componenti specifici ad azione nutraceutica;
4) valutazione del potere allergenico del latte d'asina in bambini affetti da intolleranza alle proteine del latte vaccino;
5) valutazione delle proprietà del latte d'asina e di capra di ripristinare la funzione immunitaria in anziani con problemi di deficit del sistema immune. <<<

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

Negli ultimi lustri, la tutela della biodiversità è stata portata dalla comunità scientifica internazionale all’attenzione dell’opinione pubblica e degli organi istituzionali come azione politica prioritaria non solo per la conservazione di risorse genetiche non replicabili, ma anche per la sopravvivenza economica di molte aree marginali. La valorizzazione dei prodotti tipici rappresenta l’unica reale strategia di conservazione delle razze animali autoctone, altrimenti fatalmente penalizzate, dai bassi livelli produttivi e dagli alti costi di produzione, nel confronto con le razze a più ampia diffusione e oggetto di più intenso lavoro selettivo. Ampliare le conoscenze relative alle razze autoctone e individuare le caratteristiche funzionali e dietetiche dei loro prodotti, utilizzando tecniche analitiche innovative e idonee tecnologie di separazione, è il contributo più qualificante che la ricerca scientifica può fornire per la conservazione e la valorizzazione dei genotipi locali altrimenti destinati ad una lenta agonia con le gravi conseguenze sopra accennate. Le specie caprina ed asinina, pur con alterne fortune, non hanno mai cessato di essere un elemento caratterizzante dei sistemi zootecnici di molte aree marginali dell’Italia centro-meridionale e di recente l’interesse nei loro confronti si sta rivitalizzando per le riconosciute proprietà dietetico-nutrizionali del loro latte.
In realtà, il latte ed i prodotti lattiero-caseari caprini sono di notevole importanza economica per molti Paesi, ma anche di grande rilevanza per la sopravvivenza ed il buono stato di salute di larghi segmenti della popolazione mondiale, soprattutto bambini, per i quali il latte caprino rappresenta una necessaria ed insostituibile alternativa al latte bovino (Haenlein, 2001). Il latte caprino ha ricevuto poca attenzione dalla ricerca medica (Gurr, 1998) a fronte di una ricca aneddotica sulle sue proprietà nutraceutiche (Hachelaf et al., 1993; Haenlein, 1996). L’interesse per lo sfruttamento del latte caprino e per una migliore comprensione delle sue proprietà nutraceutiche è da ascriversi:
1) al basso potere allergenico rispetto al latte prodotto da altre specie (bovini, ovini) ed all’utilizzo come latte alternativo nei programmi di “rieducazione alimentare” dei bambini denutriti (Roncada et al., 2002).
2) alla crescente domanda di latte e di prodotti lattiero-caseari caprini, tradizionali e abituali componenti della dieta degli immigrati che sempre più numerosi animano i flussi provenienti dai Paesi del bacino del Mediterraneo e da estese aree del continente africano verso i Paesi sviluppati;
3) ai programmi di sostegno ai Paesi in via di sviluppo, dove il consumo del latte caprino per finalità medicali non può essere vicariato, per evidenti ragioni di carattere economico, dai preparati disponibili nei Paesi sviluppati.
Il forte incremento del numero dei capi caprini allevati negli ultimi decenni (+52% a fronte di un aumento dell’8% dei capi bovini e di una riduzione del 3% degli ovini; FAO, 1998) conferma un rinnovato interesse verso la specie caprina, che trova giustificazione anche nella necessità di diversificare il patrimonio zootecnico, imposta dal regime delle “Quote latte” vigente nei Paesi sviluppati ed eccedentari nella produzione di latte bovino (Haenlein, 2001). Non bisogna trascurare poi che la crescente attenzione dei consumatori per le caratteristiche dietetiche e salutistiche degli alimenti ha favorito negli ultimi anni l’immissione sul mercato di nuovi prodotti alimentari che si caratterizzano perché in grado di soddisfare particolari esigenze nutrizionali e/o fisiologiche e di contribuire alla prevenzione di alcune patologie. In un siffatto contesto trova ampio spazio il latte caprino, la cui frazione proteica contiene un elevato numero di componenti e di sostanze biologicamente attive. Di particolare interesse nel campo della nutrizione e della scienza alimentare sono i peptidi biologicamente attivi. Questi peptidi, inattivi nella sequenza dei precursori proteici, possono essere rilasciati a seguito di processi di proteolisi enzimatica. E’ accertato che i frammenti di peptidi bioattivi, originati dalle proteine del latte, possono svolgere un ruolo di “potenziali modulatori” dei processi di regolazione nell’organismo umano, rivelando bio-attività multifunzionali. Il più basso potere allergenico riconosciuto al latte caprino sembrerebbe essere associato alle caseine, con particolare riferimento alla frazione alfa s1- CN. Gli studi condotti sul polimorfismo di questa caseina, infatti, rivelano l’esistenza di 14 alleli che producono 7 varianti elettroforetiche. Roncada et al. (2002) propongono di suddividere il latte caprino in due gruppi a seconda dell’utilizzo, con finalità medicali o per la trasformazione casearia, in relazione alle varianti genetiche dell’alfa s1- caseina. La ricerca dell’allele nullo al locus della caseina alfa s1 è stata messa a punto per le sue implicazioni nelle manifestazioni di intolleranza al latte, particolarmente sviluppata nei bambini. Inoltre, viene richiamata l’attenzione anche sullo studio delle varianti genetiche delle β-caseine per il ruolo svolto nella stimolazione della risposta autoimmune, mentre la k-caseina potrebbe avere un ruolo di protezione contro le allergie (Roncada, 2002). Sperimentazioni svolte presso il nostro laboratorio, e non ancora oggetto di pubblicazioni scientifiche, hanno evidenziato, a carico della frazione caseinica del latte di capra Garganica, la presenza di un elevato numero di gamma-like components, derivanti dal clivaggio delle alfa e beta-caseine, con accertate proprietà anti-ipertensive. Ciò premesso, appare opportuno valutare il potenziale valore nutraceutico del latte caprino, con particolare attenzione ad alcune razze autoctone dell’Italia meridionale, attraverso lo studio del polimorfismo delle caseine e l’individuazione di molecole bio-attive. In particolare, appare interessante accertare il peso dei polimorfismi delle caseine (alfa, beta e k) nelle manifestazioni allergiche a carico dei lattanti. E’ infatti noto che l’intolleranza alle proteine del latte vaccino (IPLV) è molto frequente nei lattanti (bambini del 1° anno di vita), potendo raggiungere un’incidenza del 7,5% (Chandra, 1997). Sue cause principali sono: a) una barriera mucosale incompleta e conseguente aumentata permeabilità intestinale alla macromolecole; b) una relativa immaturità de sistema immunitario, sia a livello locale che sistemico. La composizione proteica del latte vaccino è per l’80% rappresentata da caseine e per il 20% da siero proteine (alfa-lattoalbumine, beta-lattoglobuline, peptoni). Malgrado tutte le proteine del latte vaccino possano fungere da allergeni, solo beta-lattoglobuline e caseine sarebbero in grado di causare le tipiche manifestazioni cliniche dell’IPLV (Aggett, 1993; Dreborg, 1993). Queste ultime si presentano successivamente all’introduzione nella dieta del latte vaccino, con un periodo di latenza tra esposizione e insorgenza dei sintomi che varia da 1 a 4 settimane. Segni e sintomi di IPLV possono riguardare la cute, l’apparato digerente e l’apparato respiratorio. Reperto istologico caratteristico della mucosa digiunale è una lesione immune con atrofia dei villi, ipertrofia delle cripte e infiltrazione di cellule infiammatorie (linfociti T e macrofagi) che mediano il danno mucosale mediante la sintesi di citochine. Unico approccio terapeutico dell’IPLV è la dieta priva di latte vaccino, che può essere sostituito da un latte di soia o da idrolisati proteici. Considerando l’elevata cross-reattività tra proteine del LV e della soia (responsabile nel 30% dei casi di intolleranza alle proteine della soia), nonché la scarsa palatabilità e l’elevato prezzo delle formule a base di idrolisati proteici (del tutto assenti per motivi economici nei paesi in via di sviluppo), sarebbe quanto mai opportuno verificare la presenza, o meno, di tale crossreattività per caseine e lattoglobuline di altre specie animali, considerando anche i diversi loro polimorfismi.
Degni di attenzione sono anche gli acidi grassi a media catena del latte di capra (caproico, caprilico, caprico), poiché riducono il colesterolo nei tessuti, inibendone l'accumulo e favorendo la mobilizzazione dei depositi (Greenberger e Skillman, 1969; Haenlein, 1992). Contarini e Avalli (2001), hanno rilevato che, oltre all'alimentazione, la razza ha una marcata influenza sulla concentrazione e sulla composizione in acidi grassi del latte. Tali Autori hanno anche riscontrato, nel grasso del latte di capra, la presenza di una buona percentuale di acido linoleico coniugato (CLA). Questo acido, che è stato oggetto di numerose ricerche (Belury, 1995; Scimeca et al., 1995; Banni e Martin, 1998; Ip et al., 1999), presenta diverse proprietà terapeutiche con particolare riguardo ad attività anticarcinogeniche, antiaterogeniche, immunomodulanti e antiadipogeniche. Povolo e Contarini (2003) hanno osservato un diverso contenuto in CLA tra le razze con valori più elevati nella razza Verzaschese rispetto alla Camosciata delle Alpi, alla Sarda, all'Orobica e alla Frisa. La variazione del contenuto in CLA, nel grasso del latte, sembra essere dovuta anche al tipo di alimento utilizzato dall'animale e l'influenza positiva del pascolo è stata dimostrata in numerose ricerche (Timmen e Patton, 1988; Dhiman et al., 1996; Zegarska et al., 1996; Precht e Molkentin, 1997; Chouinard et al., 1998; Kelly et al., 1998). Infatti, i livelli di CLA tendono a raddoppiare, nel latte e nella carne, quando gli animali sono alimentati al "pascolo" o con "foraggi verdi", mentre diminuiscono con la somministrazione di "foraggio affienato", in relazione all'effetto della fienagione che porta, a carico della pianta, da un lato a una fuoriuscita di liquidi cellulari (perdita diretta) e dall'altra alla perossidazione dei PUFA per la presenza della luce e dell'aria (perdita indiretta), con modificazione della struttura delle catene acidiche (Cabiddu et al., 2003).
Un’altra molecola, presente nel latte, a cui viene dedicata particolare attenzione, per l'attività multifunzionale che è in grado di svolgere nell'organismo umano, è la lattoferrina, una glicoproteina (peptone) del peso di 80 kDa con due siti per legare il ferro. La lattoferrina è in grado di inibire lo sviluppo di adenocarcinomi al colon in quanto riduce in maniera significativa il numero e la grandezza dei focolai criptici, considerati precursori di questo tipo di tumore (Corso, 2003) ed è presente nel latte di capra in misura anche 100 volte superiore rispetto al latte bovino (Furesi e Greppi, 2002). La lattoferrina può intervenire nei processi infiammatori e modificare alcuni componenti del sistema immunitario attraverso interazioni con il sistema monocita/macrofago e mantenere sotto controllo il tasso di ferro circolante (Kanyshkova et al., 2001; Wakabayashi et al., 2003). Studi condotti nella specie bovina, hanno evidenziato che la sintesi della lattoferrina subisce importanti variazioni nel corso della lattazione(Hurley et al., 1994), mentre mancano informazioni in proposito per la specie caprina.
Per quanto attiene alla popolazione asinina, essa è tra le specie che hanno maggiormente subito, in termini d consistenza, lo sviluppo della moderna agricoltura e molte razze si sono estinte o sono a rischio di estinzione; tra queste l’Asino di Martina Franca (Pagano, 1999). Negli ultimi anni, si assiste ad un’inversione di tendenza dell’andamento demografico di diverse razze asinine. Tale specie può assumere un ruolo importante nelle potenzialità di uno sviluppo del territorio eco-compatibile e/o eco-sostenibile, con la solida affermazione economica-culturale e sociale. E’ ipotizzabile che il recupero e il rilancio di diverse razze asinine autoctone, come quella di Martina Franca, possa essere attuato attraverso la valorizzazione della produzione di latte, considerando le potenzialità produttive di certo interesse, abbinate alle peculiari caratteristiche di frugalità dell'animale, che si traducono in bassi costi di allevamento. In generale, il latte di equide va acquisendo un interesse crescente per l’impiego dietetico e terapeutico. E’ noto il ruolo terapeutico riportato per il latte di giumenta nei Paesi dell’Est, nei casi di tubercolosi, affezioni tifoidi, epatiti e per l’alimentazione del neonato come sostituto del latte materno (Doreau, 1991). La composizione chimica del latte di asina è ritenuta ancor più vicina a quella umana (Belli Blanes, 2001; Conte et al., 2003), facendo presupporre un suo impiego alimentare principalmente nei bambini; si giustifica così l’impiego nella tradizione popolare nei casi di svezzamento forzato del neonato. Per l’elevato contenuto di acidi grassi polinsaturi del latte di asina, è stato ipotizzato un suo impiego in diete ipocaloriche ed ipocolesterolemizzanti (Conte et al., 2003), mentre per l’elevato contenuto in aminoacidi essenziali potrebbe trovare impiego nella dietetica tradizionale della terza età (Taha e Kilwein, 1990). Tra gli aspetti degni di nota, è comunque da segnalare la possibilità di utilizzo del latte di asina nelle forme di intolleranza o di allergia alimentare.
La difficoltà di estrazione del latte, soprattutto in razze non selezionate e/o in soggetti allevati allo stato brado, costituisce un limite alla conoscenza delle informazioni nutrizionali e alle possibilità di utilizzo del latte di asina (Mc Donald, 1995). Al fine di disporre di un prodotto commercialmente idoneo per uso alimentare, è necessario l’approfondimento degli studi sulle caratteristiche quantitative e qualitative ed igienico-sanitarie del latte.
I dati scientifici sulla produzione del latte di asina, sulle caratteristiche qualitative e sui fattori di variazione, sono molto limitati e in gran parte deducibili dagli studi condotti sulle cavalle. Sostanzialmente, essi si basano su rilevazioni quindicinali, su animali non adattati alla mungitura e munti occasionalmente (Pinto et al., 1998, 2002; Salimei et al., 2000). Si evidenziano altresì variazioni nella composizione del latte durante la lattazione (Pinto et al., 2002; Conte et al., 2003). Generalmente, la estrazione del latte negli equidi avviene durante la fase di allattamento del puledro. Per quanto attiene alla valutazione della potenzialità produttiva delle asine, va sottolineato che la capacità di contenimento della ghiandola mammaria negli equidi è ridotta. Per la produzione del latte è quindi necessario mungere l’animale ogni 2-3 ore. Per lo sfruttamento in termini di produzione di latte da destinare alla commercializzazione, è necessario valutare i limiti tra le potenzialità produttive dell’asina e le necessità alimentari del puledro. Negli equini è stato rilevato che la mungitura meccanica consente di ridurre i tempi di raccolta, rispetto alla mungitura manuale, e di migliorare la quantità di latte munto (Doreau e Boulot, 1989).
Il latte di asina contiene sostanze quali il lisozima, la lattoferrina, le immunoglobuline che rappresentano sostanze ad effetto immunoprotettivo. Inoltre la presenza di acidi grassi insaturi in tale latte favorirebbe la risposta immunitaria. E' noto che l'anziano rappresenta un ospite immunocompromesso e non a caso in tali fasce di età l'incidenza di processi infettivi autoimmuni e neoplastici risulta notevolmente aumentata. Tra i deficit più marcati della risposta immune nell'anziano si segnalano soprattutto quella dell'immunità innata, quali le attività di fagocitosi e di killing svolti dai polimorfonucleati e dai monociti. Per tali deficit un trattamento terapeutico adeguato risulta essere talora difficile. <<<