Alessandro Vitale, CNR-Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria

ilsalonedellasicurezzaalimentare.it

Alessandro Vitale, CNR-Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria

Alessandro Vitale

Istituto di Biologia e Biotecnologia AgrariaCNR - Milano

vitale@ibba.cnr.it

Piante e umani: un conflitto d’interessi?


I semi di mais, riso, frumento e soia fanno parte dei grandi raccolti del mondo

faostat.fao.org


Le calorie e le proteine dell’alimentazione

umana provengono soprattutto dai semi

amido → calorie

proteine di riserva del seme → proteine


Disponibilità mondiale di proteine alimentari (grammi/persona/giorno)

Cereali

Ortaggi

Legumi

Tuberi e Radici

Semi e frutti oleosi

Frutti

Noci varie

Spezie

Altri

Prodotti vegetali (totale)

Carne

Latticini

Pesci e altri prodotti marini

Uova

Interiora

Prodotti animali (totale)

anno 2009

Gran totale (vegetali + animali)

32.0

4.5

3.9

2.2

2.7

1.1

0.4

0.3

1.0

48.1

14.1

8.0

5.3

2.7

1.1

31.2

79.3

faostat.fao.org


Legumi

Cereali

Patate

L’attuale consumo di prodotti animali

non è sostenibile ancora a lungo

Terreno (in ettari) necessario per produrre 20 kg di

proteina/anno (sufficienti per un adulto)

0.25

0.6

0.7

Latticini

Pollame

Pecore

Maiale

Carne bovina

1 - 3

3

2 - 5

5

3 - 6

fao.org


World Water Week is hosted and organised by the

Stockholm International Water Institute (SIWI) and

takes place each year in Stockholm. The World

Water Week has been the annual focal point for the

globe's water issues since 1991. This year it is being

held from 26 to 31 August, 2012.

there will not be enough water available on current croplands to produce food for the

expected population in 2050 if we follow current trends and changes towards diets common

in Western nations (3,000 kcal produced per capita, including 20 per cent of calories

produced coming from animal proteins). There will, however, be just enough water, if the

proportion of animal based foods is limited to 5 per cent of total calories and considerable

regional water deficits can be met by a well organised and reliable system of food trade.

http://www.siwi.org/documents/Resources/Reports/Feeding_a_thirsty_world_2012worldwaterweek_report_31.pd

f


Ma le proteine dei cereali e legumi sono ottimali per noi?


Le proteine di riserva dei semi

Una riserva di aminoacidi da utilizzare

rapidamente nelle prime fasi della germinazione,

quando sono necessarie nuove proteine ma la

fotosintesi non è ancora attiva


I venti aminoacidi


Il punto di vista della pianta

Una buona proteina di

riserva deve:

• Contenere molto azoto

• Essere molto stabile

durante lo sviluppo del

seme ma rapidamente

degradabile durante la

germinazione

• essere poco appetibile da

parte dei possibili

predatori

Il conflitto d’interessi

Il punto di vista umano

Una buona proteina

alimentare deve:

• Avere un buon

bilanciamento degli

amino acidi essenziali

• Essere facilmente

digeribile

• Non avere proprietà

tossiche o allergeniche


I venti aminoacidi


Alcuni amino acidi essenziali (mg/g proteina)

alimento Lisina

Metionina +

Cisteina

riso 36 36

frumento 26 35

fagioli 72 19

carne bovina 87 37

latte 79 34

pesce 100 45

uova 70 56

stime del fabbisogno in umani

meno di 1 anno 66 42

2- 5 anni 58 25

6-12 anni 44 22

più di 12 anni 16 17


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Tyr


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Tyr


La maggior parte degli allergeni alimentari

appartiene a un numero ridotto di famiglie o

superfamiglie proteiche. Molti fanno parte delle

superfamiglie delle cupine (fra cui le maggiori

proteine di riserva dei legumi) o delle prolamine

(fra cui le maggiori proteine di riserva di cereali e

semi oleosi)


Ma le proteine dei cereali e legumi sono ottimali per noi?

No.

E allora che si fa?


• Selezionare mutazioni naturali di cereali e legumi che aumentino il

contenuto di aminoacidi essenziali

• Cercare nuove specie con proteine migliori

• Utilizzare l’ingegneria genetica per introdurre geni che permettano la

sintesi di proteine migliori

• Molto probabilmente: una combinazione di queste strategie

• Soprattutto sostenere la ricerca di base in genetica, fisiologia delle

piante, biochimica e la nuova disciplina della biologia dei sistemi.

Solo ora, grazie alla ricerca di base, stiamo cominciando a capire

cosa si può fare


AmA1 di Amaranto


Provare a separare la caratteristica “grande accumulo”

da quella “allergene”

HisThrSerGlyGlyCysGlyCysGlnProProProProValHisLeuProProProVal

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ValProHis

Mainieri et al 2004 Plant Physiol 136:3447;

Pompa and Vitale 2006 Plant Cell 18:2608; Morandini et al, unpublished


Sostituire una proteina di riserva con un’altra proteina

L’accumulo di GFP aumenta di 4 volte nel genotipo βCGS e

raggiunge il 7 % delle proteine totali del seme

Schmidt and Herman (2008) Plant Biotech J 6:832-842

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