Università degli Studi Mediterranea di Reggio Calabria Anno Accademico 2012/2013 Colture Erbacee Nutraceutiche (6 CFU) Relazione L'aglio come alimento funzionale e materia prima per la produzione di composti nutraceutici Valentina Orlando L'AGLIO COME ALIMENTO FUNZIONALE E MATERIA PRIMA PER LA PRODUZIONE DI COMPOSTI NUTRACEUTICI CLASSIFICAZIONE BOTANICA Dominio: Eukaryota (Con cellule dotate di nucleo) Regno: Plantae Sottoregno: Tracheobionta (Piante vascolari) Superdivisione: Spermatophyta (Piante con semi) Divisione: Angiospermae o Magnoliophyta (Piante con fiori) Classe: Magnoliopsida (Dicotiledoni) Sottoclasse: Liliidae Ordine: Liliales Famiglia: Liliaceae Genere: Allium 1.ORIGINE E STORIA L’aglio è una pianta originaria dell’Asia centrale oggi coltivata in tutto il mondo. Questa coltura è stata apprezzata fin dall’antichità sia come alimento per insaporire i cibi sia come pianta medicinale. La prima citazione certa si trova in un papiro egiziano, il Codex Ebers risalente al 1550 a.C., contenente centinaia di ricette terapeutiche; l’aglio è citato in una ventina di queste ricette come rimedio contro il mal di testa, le punture degli insetti e come antidolorifico. Nell’antico Egitto veniva dato agli schiavi addetti alla costruzione delle piramidi e ad altri lavori pesanti per aumentarne la resistenza fisica. Più tardi anche i greci e i romani lo utilizzarono come rimedio contro le malattie infettive e come vermifugo. L’aglio viene anche citato da Galeno e Dioscoride come antidoto contro il morso dei serpenti, teoria ripresa poi da Virgilio nel II Idillio delle Bucoliche. Le prime prove su base scientifica risalgono al 1858, quando il chimico francese Louis Pasteur dimostrò scientificamente le proprietà antibiotiche dell’aglio. Successivamente, nel 1932 Albert Schweitzer lo usò in Africa come rimedio contro la dissenteria e per combattere diverse malattie epidemiche come tifo, difterite, tubercolosi e colera. Più recentemente in Cina, dove l’uso dell’aglio risale ad almeno 3000 anni fa, sono stati condotti studi epidemiologici dai quali risulta una significativa diminuzione del rischio di cancro allo stomaco proporzionale all’aumento del consumo di aglio [1]. 2. DIFFUSIONE DELLA COLTIVAZIONE 2.1 SUPERFICI E PRODUZIONE DI AGLIO NEL MONDO: la produzione mondiale di aglio è concentrata nei paesi asiatici con al primo posto la Cina, seguita dall’India. Paese Superficie Produzione Rese coltivata (t) (hg/ha) (ha) Cina 804144 18548669 230664 India 164860 833970 50587 Bangladesh 37055 164392 44364 Birmania 28244 200731 71070 Federazione Russa 26800 213480 79657 Repubblica di Corea (Corea del Sud) 22414 271560 121156 Ucraina 19500 157400 80718 Etiopia 15361 179658 116957 Spagna 14850 136561 91960 Argentina 14392 129494 89976 Romania 12803 67215 52499 Thailandia 10836 68108 62853 Algeria 10570 64490 61012 Brasile 10450 104124 99640 Egitto 9674 244626 252870 Turchia 9510 76936 80900 USA 9250 170190 183989 Repubblica Democratica Popolare di 8712 104026 119405 Corea (Corea del Nord) Serbia 7867 22309 28358 Iran 7656 69470 90739 Pakistan 6856 57229 83473 Peru 6360 62962 98997 Sudan 6000 27273 45455 Nepal 5381 39482 73373 Messico 4909 47429 96616 Cuba 4679 33779 72193 Repubblica Araba di Siria 4004 36352 90789 Bielorussia 3592 44163 122948 Italia 3185 29655 93108 Tabella 1: Superfici e produzione di aglio nel mondo Fonte: FAO, anno 2010 2.2 SUPERFICI E PRODUZIONI IN EUROPA. In Europa il principale Paese produttore di aglio è la Spagna seguita dalla Romania e dall’Italia. Le migliori rese, come possiamo osservare nella tabella 2, si hanno in Italia: Area of Harvested Yields production production (100 kg/ha) (1000 ha) (1000 t) Bulgaria 0.4 2.26 56.5 Czech Republic 0.067 0.222 33.13 Greece 1.108 9.477 85.53 Spain 14.85 136.561 91.96 France 2.65 19.695 74.32 Italy 3.185 29.655 93.11 Lituania 0.4 1.4 35 Hungary 0.641 3.124 48.74 Malta 0.064 0.516 80.63 Austria 0.045 0.308 68.44 Romania 6.75 34.801 51.56 Slovakia 0.022 0.130 46.82 Finland 0.012 0.017 14.17 Former Yugoslav Rrepublic of 0.986 5.015 50.86 Macedonia Bosnia and Herzegovina 1.6 6.3 39.38 Tabella 2: Superfici, produzione e rese di aglio nei principali Paesi produttori. Fonte: Eurostat, anno 2010. 2.3 SUPERFICI E PRODUZIONI IN ITALIA. Nel nostro Paese le regioni maggiori produttrici di aglio sono: Campania, Emilia-Romagna, Veneto e Puglia. Regioni Superficie Produzione raccolta Rese (ha) (q) (q/ha) Piemonte 77 8645 112.27 Valle d’Aosta - - - Lombardia 21 2400 114.29 Liguria 172 2250 13.08 Trentino-Alto Adige - - - Bolzano - - - Trento - - - Veneto 344 34647 100.72 Friuli-Venezia Giulia - - - Emilia-Romagna 572 68183 119.20 Toscana 39 3390 86.92 Umbria - - - Marche 17 1060 62.35 Lazio 55 15350 279.09 Abruzzo 20 1100 55 Molise 50 5000 100 Campania 1056 96864 91.73 Puglia 339 23610 69.65 Basilicata - - - Calabria 9 885 98.33 Sicilia 285 16200 56.84 Sardegna 178 8686 48.80 ITALIA 3234 288270 89.14 Tabella 3: Superficie (ettari) e produzione (quintali): aglio e scalogno. Dettaglio per regione. Fonte: Istat - Istituto Nazionale di Statistica, anno 2012. In Calabria le coltivazioni di aglio interessano una superficie di 9 ha: Province Calabria Superficie Produzione raccolta Rese (ha) (q) (q/ha) Cosenza 2 180 90 Catanzaro 7 705 100.71 Reggio di Calabria - - - Crotone - - - Vibo Valentia - - - TOTALE CALABRIA 9 885 98.33 Tabella 4: Superficie (ettari) e produzione (quintali): aglio e scalogno. Dettaglio per Provincia - Anno 2012 Fonte: Istat - Istituto Nazionale di Statistica. 3. CARATTERISTICHE BOTANICHE L’aglio è una pianta erbacea bulbosa appartenente alla famiglia delle Liliacee. Esistono numerose specie di aglio, le più note e coltivate sono: Allium Sativum (la più diffusa), Allium Vineale, Allium Fragans, Allium Ursinum e Allium Oreaceum. L’apparato radicale dell’aglio è di tipo fascicolato e poco profondo, non va oltre i 30 cm di profondità. Il fusto, chiamato disco o girello, è cilindrico e può raggiungere i 70-80 cm di altezza. Le foglie sono basali, si sviluppano avvolgendosi l’una all’altra e avvolgendo anche il fusto, hanno una forma lineare che termina con una punta e possono raggiungere una lunghezza di 80 cm. I fiori, che si formano solo in alcune varietà, sono riuniti in infiorescenze a ombrella portate da lunghi steli fiorali. L’infiorescenza inizialmente è racchiusa da una brattea detta “spata” che successivamente si apre da un lato evidenziando i fiori portati da corti peduncoli. I fiori, in numero variabile, sono bianchi, rosei o porporini, spesso frammisti a bulbilli derivanti dalla metamorfosi di gemme fiorali. Ogni fiore presenta 6 tepali, persistenti nel frutto, 6 stami e un ovario triloculare, uno stilo diritto e filiforme e uno stigma intero. Il frutto è una capsula che raramente contiene semi, poiché i fiori spesso non si aprono e abortiscono precocemente. I veri organi di propagazione sono i bulbilli o “spicchi” avvolti da una tunica che può essere di colore bianco, rosa o rossa secondo la varietà. Questi, a gruppi di 5-20, formano il bulbo (o capo o testa), un organo sotterraneo, avvolto da una serie di foglie dette “tuniche sterili”, con funzione protettiva. I bulbilli sono gemme che si sviluppano all’ascella delle foglie più interne del bulbo e appena raccolti non sono in grado di germinare poiché richiedono un periodo di dormienza. Per prolungare questo periodo è necessario conservarli a una temperatura di 0°C oppure a valori superiori a 18°C, mentre per abbreviarlo, occorre conservarli a 5-10°C [a]. 4. TECNICA COLTURALE L’aglio è una pianta perenne ma coltivata come annuale, nonostante non necessiti di lavorazioni profonde è considerata una pianta da rinnovo. I lavori colturali prevedono un’aratura, che normalmente viene effettuata ad una profondità di 25-30 cm, seguita da una erpicatura o da una fresatura. Avendo un apparato radicale superficiale, le lavorazioni del terreno devono essere effettuate con molta attenzione per evitare di danneggiare le radici. Nell’avvicendamento colturale segue spesso il grano e non deve essere preceduto da cipolla, carota e altre colture ortive; per ridurre gli attacchi di nematodi e l’insorgenza di malattie fungine, non deve tornare sullo stesso appezzamento di terreno per almeno 4-5 anni. I bulbilli vanno interrati ad una profondità di circa 4-5 cm a una distanza di 10-15 cm sulla fila e di 30- 50 cm tra le file. La messa a dimora può essere manuale, in questo caso i vanno sistemati con l’apice rivolto verso l’alto, o meccanica. La semina si effettua generalmente in ottobre- novembre, ma in alcune zone può spingersi fino alla fine di febbraio-inizio di marzo. L'aglio si adatta bene a tutti i tipi di terreno ma predilige quelli sciolti, dotati di buona fertilità, e con struttura e tessitura in grado di garantire un rapido smaltimento delle acque piovane. Per quanto riguarda le esigenze termiche questa coltura è resistente al freddo (può sopportare fino a -15°C) ma trova le migliori condizioni nei climi temperati e caldi, in quanto la formazione dei bulbilli inizia e si completa solo se la temperatura è sufficientemente alta (10-15°C). La concimazione è esclusivamente minerale in quanto quella organica può essere dannosa (può provocare marciume radicale), di conseguenza si consiglia di effettuare una concimazione organica nella coltura precedente. Il fosforo e il potassio devono essere somministrati durante la preparazione del terreno, mentre l’azoto va distribuito in copertura, in due interventi [a]. Con una produzione di bulbi di 1t/ha le asportazioni della coltura sono pari a circa 15 kg di azoto, 1,5 kg di fosforo, 3 kg [b]. In genere l’aglio non necessita di interventi irrigui poiché le piogge sono sufficienti per soddisfare le esigenze della pianta. Ha bisogno di irrigazione solo in caso di prolungata siccità. Gli steli fiorali devono essere tagliati prima che sboccino per evitare che la pianta utilizzi per la fioritura le riserve contenute nel bulbo. La raccolta viene effettuata quando le foglie ingialliscono e seccano estirpando le piante e lasciandole sul terreno ad essiccare al sole per circa una settimana [a]. 5. COMPOSTI DI INTERESSE NUTRACEUTICO E LORO EFFETTI SULLA SALUTE UMANA La parte della pianta utilizzata è il bulbo, ricca fonte di diversi fitonutrienti che conferiscono all’aglio un’importante azione farmacologica. Questa importante attività è dovuta alla presenza di tiosulfinati, composti volatili a base di zolfo responsabili anche del caratteristico sapore e odore pungente di questa pianta [1]. I principi attivi sono: Alliina; Allicina, garlina, composti solforati di allile, glucosidi solforati, acido nicotinico, vitamine A, B e C, zuccheri, mucillagini, fitosterine, enzimi (allinasi), sodio, zolfo, selenio, ferro, zinco, manganese, boro, rame, silice e calcio [1, c]. L’alliina (S-allilcisteina solfossido, aminoacido contenente zolfo), sostanza inattiva e inodore, è contenuta nei bulbi freschi. Questa viene convertita (per idrolisi) nella sostanza attiva allicina (estere allilico dell’acido alliltiosolfonico), ad opera dell’enzima alliinasi che viene liberato dai vacuoli che lo contengono quando si danneggiano meccanicamente i tessuti dei bulbi (come quando l'aglio fresco viene tagliato, schiacciato o masticato). L’allicina è una molecola instabile responsabile del caratteristico odore dell’aglio [d]. Dall’allicina derivano diversi composti come ajoene, vinilditiine, bisolfuro di allile, trisolfuro di allile, tetrasolfuro di allile e bisolfuro di allilpropile. L’aglio, grazie alla presenza di questi composti, ha diversi effetti sulla salute umana [2,c]: Effetti sul sistema cardiocircolatorio: Azione fluidificante del sangue: l’aglio è in grado di inibire il Platelets Activating Factor (PAF, coinvolto nell’aggregazione delle piastrine). Questa azione è importante poiché riduce la capacità delle piastrine di raggrupparsi tra loro e di formare dei coaguli e quindi il rischio di formazione di trombi all’interno dei vasi sanguigni. Questa attività è soprattutto dovuta all’allicina e ajoene. Riduzione del colesterolo e dei trigliceridi nel sangue (attività ipocolesterolemizzante e ipolipidemizzante). L’assunzione di aglio riduce i livelli di colesterolo ematico quando questo supera i 250 mg/dl grazie all’azione inibitoria che esso svolge sugli enzimi che favoriscono la produzione di colesterolo. Riduce così il rischio di incorrere in patologie come l’aterosclerosi, caratterizzata dall’accumulo di sostanze grasse sulle pareti interne delle arterie. Riduzione della pressione arteriosa. L’eccessiva pressione all’interno delle arterie rende le pareti, di questi vasi sanguigni, spesse e rigide. Questa sintomatologia è nota con il termine di arteriosclerosi. L'aglio, grazie al suo contenuto di composti solforati, rilassa le pareti dei vasi per azione diretta sulla muscolatura (azione vasodilatatoria). Riduzione degli zuccheri nel sangue (ipoglicemizzante). L’aglio abbassa il livello di glicemia nel sangue e quindi potrebbe essere utilizzato come coadiuvante nel trattamento contro il diabete con conseguente riduzione della dose di insulina giornaliera. Antibatterico. Questa azione può essere sia batteriostatica, cioè capace di danneggiare i batteri ma non di ucciderli, sia battericida, cioè capace di distruggere i germi con cui viene a contatto ed è prevalentemente svolta sui batteri gram+. Antifungino, soprattutto sui funghi che infettano lo strato superficiale della cute. Antivirale. Queste tre attività sono dovute principalmente alla presenza di allicina e dei suoi derivati. Grazie a queste sue proprietà antibiotiche, l’aglio può risultare benefico nel caso di raffreddori, influenze e altre malattie batteriche o virali. È utile anche nel caso di patologie bronchiali grazie alla presenza del disolfuro di allile, un potente battericida che dopo l’ingestione dell’aglio viene eliminato per via respiratoria, andando così ad agire sulla mucosa bronchiale, associando all’attività battericida una azione espettorante e antiasmatica. Proprietà antinfiammatorie. L'aglio inibisce la "cascata dell'acido arachidonico" in diversi punti e la sintesi delle prostaglandine (PG, importanti mediatori chimici dell’infiammazione) bloccando il sistema della risposta infiammatoria [b]. Immunostimolante, cioè è in grado di rafforzare il sistema immunitario dell’organismo. L’aglio agisce aumentando l’attività dei linfociti e la generazione degli anticorpi, inoltre migliora sia la prontezza che l’efficacia della risposta immunitaria quando il corpo entra in contatto con agenti patogeni; Proprietà antiossidanti. Grazie al contenuto di solfuri, selenio, vitamina B e C, l’aglio previene l’ossidazione e lo sviluppo dei radicali liberi, molecole instabili ed altamente reattive perché possiedono elettroni non accoppiati, che intervengono nei processi di invecchiamento e nelle malattie perché provocano modificazioni di diverse biomolecole, quali DNA, proteine e lipidi. In questo modo si danneggiano le cellule e di conseguenza i tessuti. I danni provocati dai radicali liberi sono coinvolti in molte patologie degenerative, come: aterosclerosi, artriti e malattie infiammatorie, cataratta, diabete, ischemia, tumori, sclerosi multipla, invecchiamento cellulare, morbo di Parkinson; Effetti contro il tabagismo. L’aglio grazie alle sue numerose proprietà può essere un efficace aiuto nella lotta contro il tabagismo che, sicuramente, è la principale causa di diverse patologie e di morte nei paesi ricchi. Questo non riguarda soltanto chi usa direttamente il tabacco ma anche i fumatori passivi, esposti involontariamente al fumo di sigarette altrui. L’aglio è utile grazie alle sue proprietà antiossidanti poiché il fumo, sia attivo che passivo, scatena i radicali liberi che sono causa di diversi danni come l’invecchiamento precoce. Inoltre il consumo di tabacco rende il sangue più denso e quindi i fumatori hanno maggiori rischi di incorrere in malattie che interessano l’apparato cardiocircolatorio come arteriosclerosi e ipertensione e, come in precedenza detto, una delle principali azioni dell’aglio è quella di fluidificare il sangue. L’aglio, inoltre, protegge l’apparato respiratorio da virus e batteri, fluidifica il muco e ha un’azione espettorante, quindi pulisce i bronchi e i polmoni. Proprietà antitumorali, grazie alla presenza di ajoene e disolfuri. Recenti studi scientifici hanno indagato sull’associazione tra nutrizione e l’insorgenza del cancro, i risultati confermano che l’aglio protegge dal cancro il tratto gastrointestinale. Alcune ricerche mediche hanno rivolto l’attenzione su particolari virus che potrebbero essere responsabili di alcune forme tumorali: a questo proposito è significativo lo studio condotto in Cina, nella zona di Cangshan, dove la percentuale di neoplasie gastriche e intestinali è nettamente minore rispetto al resto del paese. Nel corso delle ricerche effettuate si è evidenziata la presenza di un batterio, Helicobacter pylori, nello stomaco di tutti i soggetti colpiti da tumore: lo stesso batterio non era presente nello stomaco dei soggetti sani. Il legame tra il batterio e il tumore non è stato totalmente
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