Gli scienziati dell’Università dell’Illinois hanno sviluppato nuovi ibridi di mais viola contenenti diverse combinazioni di sostanze fitochimiche che possono combattere l’obesità, l’infiammazione e il diabete, un nuovo studio sui topi lo indica.
Il pericarpo – o strato esterno – viola e altri chicchi di mais dai colori vivaci possono anche fornire una fonte alternativa di coloranti per i prodotti alimentari, dando ai produttori di mais un altro valore aggiunto dal loro raccolto, ha detto il team universitario guidato dalla professoressa di scienze Elvira Gonzalez de Mejia e il professore di scienze agrarie John Juvik. Hanno pubblicato le loro scoperte di recente sulla rivista Food Chemistry.
Da una varietà di mais chiamata Apache Red, la squadra di Juvik ha allevato 20 varietà genetiche di mais viola, ciascuna con una combinazione unica di antociani, i pigmenti nutrienti e naturali che conferiscono al pericarpo il suo colore vibrante.
Ampiamente presente nei tessuti vegetali, i composti fenolici tendono ad essere aromatici e contribuiscono al colore, al sapore e all’acidità dei frutti. Gli antociani sono una classe di fenoli e gli studi hanno associato il consumo di cibi ricchi di antociani con rischi ridotti di malattie cardiovascolari, diabete di tipo 2 e alcuni tipi di cancro.
Utilizzando acqua pressurizzata, il ricercatore post-dottorato e coautore dello studio Diego Luna-Vital ha estratto gli antociani dal pericarpo dei chicchi di mais, creando estratti d’acqua ricchi di antociani che sono stati quindi liofilizzati. Mentre le analisi degli estratti hanno mostrato che il pericarpo è una fonte abbondante di antociani e composti fenolici, la concentrazione variava significativamente tra le varietà.
Per esaminare l’impatto delle antocianine sull’infiammazione indotta dall’obesità, il dottorando e il primo autore dello studio Qiaozhi Zhang ha combinato le cellule adipose – chiamate adipociti – dai topi con grandi cellule immunitarie chiamate macrofagi.
I modelli di cellule murine nello studio hanno simulato quelli di persone obese con alte concentrazioni di lipidi e infiammazione nelle loro cellule, o individui sani che mangiano regolarmente piante contenenti composti fenolici, ha detto de Mejia. “Quindi questi sono modelli molto reali che possono essere tradotti in studi in vivo con esseri umani o animali.”
“Abbiamo valutato alcuni biomarcatori molto specifici già noti per essere correlati a infiammazione e adipogenesi: la conversione dei pre-adipociti in adipociti maturi che accumulano grasso”, ha detto Luna-Vital.
Hanno osservato che i composti fenolici negli estratti alteravano lo sviluppo delle cellule, riducendo il contenuto di grassi degli adipociti dall’8% al 56%, a seconda dei differenti fenoli utilizzati.
Per studiare l’impatto dei composti sull’insulino resistenza, la disfunzione metabolica associata al diabete, gli scienziati hanno usato una proteina di segnalazione cellulare per indurre l’insulino-resistenza nelle cellule di grasso del topo, quindi hanno trattato le cellule con i composti di antocianina e monitorato la loro assunzione di glucosio.
Un marcatore chiave di insulino resistenza è diminuito del 29% -64%, hanno trovato, e l’assorbimento di glucosio delle cellule è diminuito del 30% -139%, a seconda della composizione chimica degli antociani utilizzati.
“Abbiamo osservato cambiamenti molto importanti nelle molecole che hanno ridotto lo stress ossidativo e l’infiammazione negli adipociti insulino-resistenti”, ha detto Luna-Vital. “Abbiamo anche rilevato importanti cambiamenti nelle molecole pro-infiammatorie nelle cellule immunitarie.”
I risultati hanno suggerito che diversi livelli e composizioni chimiche di questi composti fenolici potrebbero prevenire l’obesità o migliorare il profilo insulinico delle persone obese, ha detto Luna-Vital.
I fenoli più piccoli come la quercetina, la luteolina e la rutina – che sono presenti in molti cibi vegetali – hanno svolto un ruolo chiave nel ridurre l’obesità, l’infiammazione e alcuni marcatori del diabete di tipo 2, ha affermato de Mejia. “Mentre altri, come l’acido vanillico e protocatechuico, hanno ridotto la potenziale conversione dei pre-adipociti negli adipociti”.
Ha avvertito, tuttavia, che “è molto importante notare come non sono solo uno o due composti, ma le combinazioni di fenoli” che lavorano insieme sono responsabili degli effetti benefici.
La coautrice degli studi, Laura Chatham, sta attualmente eseguendo la selezione genomica per identificare i marcatori del DNA associati agli effetti sulla salute più promettenti al fine di allevare ibridi di mais con tali proprietà, ha detto Juvik.
Oltre alle sue proprietà benefiche per la salute, il pericarpo di mais rosso, viola e altri colori vivaci potrebbe servire da pigmenti naturali per l’industria alimentare, soddisfacendo la forte domanda da parte dei consumatori di alternative ai coloranti sintetici, ha detto Juvik.
“Abbiamo calcolato che tutto il colorante rosso n. 40 – uno dei principali coloranti utilizzati negli Stati Uniti – potrebbe essere sostituito con il pigmento derivato da circa 600.000 ettari di mais”, ha detto Juvik. “E potremmo produrre il pericarpo ricco di antociani in quantità sufficienti affinché i produttori possano aggiungerlo a bevande o prodotti speciali con proprietà farmaceutiche”.
Un altro vantaggio del mais essiccato è nella sua stabilità a scaffale, fornendo un sostituto economico per la frutta e la verdura deperibili che i produttori utilizzano attualmente anche per colorare molti cibi e bevande, ha detto.
“Il vantaggio di usare l’acqua per estrarre gli antociani dal pericarpo rappresenta un modo più semplice, diretto ed economico per l’industria di rimuovere questi composti, rispetto ad altri protocolli di estrazione complicati e più costosi”, ha affermato Juvik.