Valorizzazione della frazione proteica della pula di riso

Il riso rappresenta il nutrimento principale per oltre la met\ue0 della popolazione mondiale: solo in Asia oltre 2 miliardi di persone assumono dal riso e dai suoi derivati dal 60 al 70 percento del loro fabbisogno calorico. Il suo contenuto proteico, di circa il 7% in peso, \ue8 relativamente basso in confronto a quello di altri cereali. Tuttavia, se si considera l\u2019entit\ue0 della produzione annua mondiale di riso,(oltre 700 milioni di tonnellate all\u2019anno, corrispondenti al 25% del totale dei cereali prodotti), la quantit\ue0 di proteine potenzialmente disponibili \ue8 considerevole (1). Queste proteine non sono uniformemente distribuite nel chicco ma sono per lo pi\uf9 concentrate nella pula,cio\ue8 nello strato che ricopre il chicco sotto la lolla, che ne contiene dal 12 al 15%. Le proteine della pula sono qualitativamente eccellenti: hanno un alto valore nutrizionale ed ottima digeribilit\ue0 e sono ricche dei due amminoacidi essenziali contenenti zolfo, cisteina e metionina. Non meno importante \ue8 il fatto che esse sono prive di glutine e generalmente ipoallergeniche. Tuttavia, numerosi fattori quali la complessit\ue0 strutturale, la scarsa solubilit\ue0, la tendenza a formare aggregati e la difficolt\ue0 di separazione dalle altre componenti del materiale vegetale rendono la frazione proteica della pula di riso scarsamente disponibile, limitando di conseguenza una possibile applicazione industriale. Di fatto la pula, che rappresenta circa il 10% in peso del grano di riso, viene considerata uno scarto dell\u2019industria di lavorazione del riso ed \ue8 destinata per lo pi\uf9 all\u2019alimentazione del bestiame (2,3). Obiettivo della ricerca, svolta nell\u2019ambito del progetto RiceRes (From waste to resource: an integrated valorization of the rice productive chain residues), \ue8 lo sviluppo di un metodo di estrazione efficiente, economico e riproducibile delle proteine della pula di riso. L\u2019approccio utilizzato \ue8 di tipo biotecnologico, a basso impatto ambientale e prevede l\u2019utilizzo sia di enzimi in grado di idrolizzare la componente non proteica della pula migliorando cos\uec la estraibilit\ue0 delle proteine (xilanasi, cellulasi, ecc.), sia di enzimi proteolitici (Alcalase, Neutrase, ecc.) in grado di trasformare la componente proteica in miscele di peptidi a pi\uf9 basso peso molecolare maggiormente solubili in acqua. L\u2019idrolisi \ue8 una procedura che viene comunemente utilizzata per migliorare le propriet\ue0 funzionali delle proteine ad es. la solubilit\ue0, l\u2019assorbimento, come pure le propriet\ue0 nutrizionali, in particolare la digeribilit\ue0 in quanto pu\uf2 essere considerata di fatto una predigestione. Per questo motivo gli idrolizzati proteici trovano sempre pi\uf9 largo impiego nelle formulazioni cosmetiche, negli alimenti funzionali e come ingredienti di prodotti ipoallergenici. Inoltre, alcuni idrolizzati proteici sono esaltatori di aroma, cio\ue8 hanno la stessa propriet\ue0 del glutammato monosodico e di tutti i prodotti dotati del cosiddetto gusto umami (il quinto gusto) di esaltare il sapore dei cibi a base salata (4). Gli idrolizzati di proteine del riso cos\uec ottenuti sono in corso di caratterizzazione per valutarne le potenzialit\ue0 applicative

Biocatalysis for rice bran valorization

The use of biocatalysis for the conversion of biomass into value added products is rapidly growing. We report here the application of biocatalytic processes to the valorization of rice bran oil and protein. Because of the large amount of rice produced annually, by-products of rice milling, such as rice bran (ca. 70 kg/tonn of rice), are plentiful and readily available. Although rice bran is a rich source of highly nutritional proteins (10-16%), lipids (15-22%), carbohydrates (34-52%), and a number of micronutrients (e.g. vitamins, minerals, antioxidants, and phytosterols), it is currently under-utilized. The aim of this work is to exploit the protein and the oil fraction of rice bran by using a biotechnological approach to obtain high-added value products. Rice bran protein (RBP) are valuable because they contain essential amino acids and are hypoallergenic. However, the heterogeneous and complex nature as well as the poor solubility of RBP due to strong aggregation and/or extensive disulfide bond cross-linking are limiting factors in their utilization as food ingredients. A biocatalyzed process based on the use of proteases, also in combination with carbohydrate-hydrolyzing enzymes, was developed to solubilize RBP and to enhance the extractability of the entrapped protein components. On the other hand, rice bran oil (RBO) is characterized by a high free fatty acids (FFA) content. This feature makes RBO unsuitable for processing into edible oil; however, it can be a valuable feedstock for the production of chemicals. In fact, a significant number of high-value products require FFA in their manufacturing. RBO was submitted to a preparative lipase-catalyzed hydrolysis affording pure FFA in a moderate yield. This work is supported by Fondazione Cariplo (RiceRes Project, 2014-0558

Valorization of rice bran oil and protein

Because of the large amount of rice produced annually, by-products of rice milling, such as rice bran (ca. 70 kg/tonn of rice), are plentiful and readily available. Although rice bran is a rich source of highly nutritional proteins (10-16%), lipids (15-22%), carbohydrates (34-52%), and a number of micronutrients (e.g. vitamins, minerals, antioxidants, and phytosterols), it is currently under-utilized.1 The aim of this work is to exploit the protein and the oil fraction of rice bran by using a biotechnological approach to obtain high-added value products. Rice bran protein (RBP) are valuable because they contain essential amino acids and are hypoallergenic. However, the heterogeneous and complex nature as well as the poor solubility of RBP due to strong aggregation and/or extensive disulfide bond cross-linking are limiting factors in their utilization as food ingredients. A biocatalyzed process based on the use of proteases,2 also in combination with carbohydrate-hydrolyzing enzymes, was developed to solubilize RBP and to enhance the extractability of the entrapped protein components. On the other hand, rice bran oil (RBO) is characterized by a high free fatty acids (FFA) content. This feature makes RBO unsuitable for processing into edible oil; however, it can be a valuable feedstock for the production of chemicals. In fact, a significant number of high-value products require FFA in their manufacturing.3 RBO was submitted to a preparative lipase-catalyzed hydrolysis affording pure FFA in a moderate yield. This work is supported by Fondazione Cariplo (RiceRes Project, 2014-0558)