Riso Arborio (Oryza sativa L., gruppo japonica, Lungo A)

Descrizione

Il riso Arborio è una cultivar italiana di Oryza sativa L. appartenente al gruppo japonica e alla categoria commerciale Lungo A, storicamente sviluppata e coltivata nella pianura padana, in particolare nell’area di Arborio (Piemonte), da cui prende il nome. È classificato tra i “risi da risotto” tradizionali della risicoltura italiana ed è destinato quasi esclusivamente al mercato interno.

Dal punto di vista morfologico il chicco di Arborio è piuttosto grande, lungo, semi tondo, con forma leggermente squadrata e aspetto marcatamente perlato. La presenza di una perla centrale estesa e il basso contenuto di amilosio (inferiore a quello di Carnaroli) conferiscono al prodotto una spiccata capacità di rilasciare amido in cottura, favorendo la formazione di risotti molto mantecati, con legante cremoso. Allo stesso tempo, la dimensione elevata del chicco e la struttura dell’endosperma consentono, se la cottura è ben controllata, di mantenere un nucleo leggermente al dente, caratteristica richiesta nella preparazione del risotto.

Arborio è un riso Lungo A / superfino con ciclo colturale medio–tardivo e taglia tendenzialmente alta; è descritto come varietà relativamente sensibile all’allettamento e ad alcune patologie fungine, per cui la gestione agronomica (densità di semina, concimazione azotata, irrigazione) è importante per garantire resa e qualità. Nella filiera commerciale il riso Arborio è destinato principalmente al confezionamento come riso bianco da risotto, in sacchi o astucci sottovuoto, con tempi di cottura indicativi compresi tra 15 e 18 minuti.

Classificazione botanica
Nome comune: riso Arborio (riso a chicco medio–grosso)
Clade: Angiospermae
Ordine: Poales
Famiglia: Poaceae
Genere: Oryza
Specie: Oryza sativa L.

Coltivazione e condizioni di crescita

Clima
Il riso Arborio è una cultivar da risaia adatta a climi temperato–caldi, con estati calde e buona disponibilità di acqua durante tutto il ciclo colturale. Richiede una stagione vegetativa senza gelate, con temperature medie elevate nelle fasi di accestimento, levata e maturazione. È sensibile alle basse temperature in fase di germinazione e fioritura, che possono ridurre l’allegagione e la produttività.

Esposizione
Come gli altri risi da risaia, necessita di pieno sole per garantire un’elevata attività fotosintetica e una buona formazione delle pannocchie. Ombreggiamenti prolungati o la competizione di vegetazione alta ai bordi della risaia riducono la produzione e favoriscono lo sviluppo di malerbe.

Terreno
Il riso Arborio è coltivato in genere su terreni pianeggianti, adatti all’allagamento, con struttura argillosa o franco–argillosa in grado di trattenere l’acqua in superficie. Sono preferibili suoli con buona dotazione di sostanza organica e fertilità mediamente elevata. Terreni troppo sabbiosi, molto permeabili, non consentono di mantenere uno strato d’acqua stabile e sono quindi poco adatti. Il pH ottimale è da subacido a neutro o debolmente alcalino.

Irrigazione
La coltura è gestita prevalentemente in sommersione: dopo le fasi di preparazione del letto di semina (a secco o in acqua, a seconda della tecnica), si mantiene uno strato d’acqua costante (alcuni centimetri) sulla superficie del terreno per buona parte del ciclo. La gestione dei livelli idrici (pre–emergenza, accestimento, levata, maturazione) è fondamentale per controllare le infestanti, ridurre lo stress idrico e garantire una crescita uniforme. Sbilanciamenti o periodi di asciutta non programmata possono provocare stress fisiologico e calo produttivo.

Temperatura
Le temperature ottimali per la germinazione sono generalmente superiori a 12–13 °C, mentre per lo sviluppo vegetativo e la fioritura risultano preferibili valori tra circa 20 e 30 °C. Temperature troppo basse in fase di antesi possono ridurre la fecondazione; al contrario, eccessi termici associati a forte irraggiamento e vento secco possono causare scottature della granella e peggioramento della qualità (gessatura, rotture).

Concimazione
Il riso Arborio necessita di una concimazione equilibrata in azoto (N), fosforo (P) e potassio (K):

• l’azoto va spesso frazionato (pre–semina o pre–allagamento, quindi in copertura) per ottenere un buon accestimento senza eccessivo allettamento;

• il fosforo favorisce lo sviluppo dell’apparato radicale e la partenza iniziale;

• il potassio contribuisce alla resistenza all’allettamento e al miglioramento di alcuni parametri di qualità tecnologica del chicco.

Eccessi di azoto aumentano la suscettibilità a malattie fungine (ad esempio brusone) e al rischio di allettamento, oltre a rendere la coltura più sensibile ad alcune avversità.

Cure colturali
Le principali cure comprendono:

• gestione delle infestanti mediante rotazioni colturali, eventuale falsa semina, controllo meccanico e/o chimico mirato;

• livellamento accurato del terreno per garantire un allagamento omogeneo;

• regolazione dei livelli idrici per limitare la presenza di specie idrofile indesiderate e contenere lo stress idrico;

• monitoraggio di fitopatie (es. brusone) e fitofagi, applicando, dove possibile, tecniche di difesa integrata;

• scelta di una densità di semina appropriata per ridurre la competizione interna e il rischio di allettamento.

Raccolta
La raccolta del riso Arborio avviene quando la maturazione delle cariossidi è uniforme e l’umidità della granella è idonea alla mietitrebbiatura meccanizzata. Un eccessivo ritardo può aumentare il rischio di allettamento, sgranatura e perdita di qualità. Dopo la raccolta, la granella viene essiccata fino a raggiungere un tenore di umidità compatibile con la buona conservazione e con le successive fasi di lavorazione (sbramatura, raffinazione, confezionamento).

Moltiplicazione
La moltiplicazione della cultivar Arborio avviene tramite seme certificato, prodotto in lotti di selezione varietale per garantire la purezza genetica (tipo di chicco, comportamento in cottura, caratteristiche tecnologiche). In azienda si procede alla semina in risaia (a spaglio o a righe, su suolo asciutto o in acqua, a seconda del sistema adottato), regolando la dose di seme in funzione della densità obiettivo, delle caratteristiche del terreno e degli input colturali previsti.

Valori nutrizionali indicativi per 100 g

(riso Arborio bianco, crudo – valori medi indicativi)

Sulla base di schede tecniche di produttori italiani e database nutrizionali, per 100 g di riso Arborio crudo si possono considerare i seguenti valori medi indicativi:

• Energia: ~ 345–355 kcal (≈ 1480–1500 kJ)

• Acqua: ~ 8–12 g

• Carboidrati totali: ~ 76–81 g

  • di cui zuccheri: ~ 0,2–0,7 g

  • amido: componente largamente prevalente (≈ 75–80 g)

• Fibra alimentare: ~ 0,6–1,8 g

• Proteine: ~ 7–9 g

• Grassi totali: ~ 0,4–1 g

  • prima occorrenza SFA (acidi grassi saturi): ~ 0,1–0,3 g; un eccesso di SFA nella dieta è associato ad aumento del colesterolo LDL

  • MUFA (acidi grassi monoinsaturi): quota modesta, dell’ordine di pochi decimi di grammo

  • PUFA (acidi grassi polinsaturi): quota analoga o leggermente superiore ai MUFA; l’intera frazione lipidica rimane comunque molto bassa

• Sale (NaCl): ~ 0–0,01 g (sodio naturalmente quasi assente)

I valori possono variare leggermente in funzione di marca, annata, provenienza e metodologia analitica.

Principali sostanze contenute

• Carboidrati complessi

  • amido (frazione amilosio + amilopectina, con contenuto di amilosio relativamente basso)

• Proteine del riso

  • albumine, globuline, prolamine, gluteline in proporzioni tipiche del riso bianco

• Frazione lipidica (totale ridotta)

  • SFA, MUFA, PUFA in quantità complessivamente molto basse

• Fibra alimentare

  • quota limitata nel riso bianco; maggiore in eventuali versioni integrali

• Micronutrienti

  • tracce di vitamine del gruppo B

  • minerali quali fosforo, magnesio e altri elementi in quantità modeste nel prodotto raffinato

• Fitocomponenti tipici del riso

  • composti fenolici, fitosteroli, orizanolo principalmente concentrati negli strati esterni (crusca); largamente ridotti nelle versioni bianche rispetto al riso integrale

Processo di produzione

1. Coltivazione e raccolta

   • semina di Oryza sativa L. varietà Arborio in risaie italiane (soprattutto Nord Italia)

   • gestione agronomica del ciclo colturale (irrigazione, fertilizzazione, controllo infestanti e patogeni)

   • raccolta meccanica a maturazione fisiologica del granello (risone/paddy)

2. Essiccazione del risone

   • essiccazione controllata per ridurre l’umidità a valori idonei alla conservazione e alla lavorazione

3. Pulizia e stoccaggio del risone

   • rimozione di impurità fisiche (terra, pietre, paglia)

   • stoccaggio in silos con controllo di umidità, temperatura e infestanti

4. Sbramatura e raffinazione

   • sbramatura: rimozione della lolla per ottenere il riso integrale

   • sbiancatura/lucidatura: rimozione parziale o quasi completa degli strati esterni per ottenere riso bianco Arborio Lungo A

   • selezione dei chicchi per eliminare rotture e corpi estranei

5. Controllo qualità e confezionamento

   • controlli su umidità, rotture, difetti, parametri igienico-sanitari

   • confezionamento (es. sottovuoto o atmosfera protettiva)

   • indicazione in etichetta di varietà, origine e caratteristiche nutrizionali

Proprietà fisiche

• Categoria commerciale: riso Lungo A (storicamente “superfino”)

• Morfologia del chicco: lungo, semi tondo, leggermente squadrato

• Aspetto: perlato, con perla centrale estesa

• Colore: bianco (talvolta leggermente paglierino) nel prodotto raffinato

• Consistenza a crudo: chicco grande e compatto, con buona resistenza meccanica alle lavorazioni di riseria

Proprietà sensoriali e tecnologiche

• Sapore: tendenzialmente neutro–cereale, adatto a ricevere condimenti e fondi di cottura complessi

• Aroma: delicato, tipico dei risi da risotto non aromatici

• Comportamento in cottura:

  • elevata capacità di assorbimento dei liquidi

  • rilascio significativo di amido superficiale → struttura cremosa del fondo di cottura

  • possibilità di mantenere un nucleo leggermente al dente con gestione corretta di tempi e liquido

• Proprietà tecnologiche:

  • adatto a mantecature importanti (burro, formaggi, emulsioni)

  • buona resa volumetrica in cottura

  • minore stabilità del chicco in sovracottura rispetto a varietà con amilosio più elevato (es. Carnaroli)

Impieghi alimentari

• Risotti tradizionali (piatti a base di riso mantecato, con fondi di carne, pesce o verdure)

• Piatti unici a base di riso (risotto con legumi, con ortaggi, con formaggi)

• Timballi e sformati di riso con consistenza cremosa

• Preparazioni in cui si richieda una forte mantecatura e un fondo legante ricco di amido

Arborio è in genere sconsigliato per dolci di riso che richiedono una struttura molto uniforme e controllata (si preferiscono varietà più piccole o specifiche) e per piatti a chicco molto separato, dove risulta più adatto un Lungo A con amilosio più elevato o un Lungo B tipo indica.

Nutrizione e salute

Dal punto di vista nutrizionale, il riso Arborio presenta caratteristiche in linea con altri risi bianchi:

• Prevalenza di carboidrati complessi (amido), con densità energetica moderata (≈ 350 kcal/100 g crudo)

• Contenuto proteico moderato (7–9 g/100 g)

• Grassi totali molto bassi (≈ 0,4–1 g/100 g), con quota ridotta di SFA e predominanza relativa di acidi grassi insaturi

• Fibra alimentare limitata nel prodotto raffinato; più elevata in eventuali versioni integrali

Aspetti da considerare nel contesto dietetico:

• la porzione e i condimenti (grassi da condimento, formaggi, salumi, ecc.) determinano in larga misura l’impatto calorico e lipidico del piatto di risotto;

• la risposta glicemica è quella tipica dei risi bianchi ad alto contenuto di amido: la gestione delle porzioni e l’abbinamento con fibre, proteine e grassi di qualità è importante nel contesto di diete per il controllo glicemico;

• l’assenza di glutine rende il riso, e quindi l’Arborio, adatto alla dieta del celiaco, a condizione che la filiera eviti contaminazioni crociate.

Nota porzione

Porzioni indicative (riso Arborio crudo):

• primo piatto / piatto principale: ~ 70–80 g a persona

• porzione ridotta o contorno (ad es. risotto a fianco di altre componenti importanti): ~ 50–60 g a persona

Le porzioni vanno sempre adattate a fabbisogno energetico individuale, stile di vita, frequenza di consumo e composizione complessiva del pasto (presenza di antipasti, secondi, dessert).

Allergeni e intolleranze

• il riso, incluso l’Arborio, è naturalmente privo di glutine; è idoneo alla dieta del celiaco se prodotto e confezionato in stabilimenti che evitano contaminazioni crociate con cereali contenenti glutine;

• non è considerato un allergene primario frequente, sebbene esistano allergie specifiche al riso;

• il contenuto di FODMAP è relativamente basso rispetto ad alcuni altri cereali; la tolleranza gastrointestinale è in genere buona, con possibili variabilità individuali;

• eventuali reazioni avverse sono più spesso legate al condimento o agli ingredienti associati (formaggi, grassi, additivi) che al riso in sé.

Conservazione e shelf-life

• conservare il riso Arborio crudo in luogo fresco, asciutto, al riparo dalla luce e da fonti di calore;

• mantenere le confezioni integre o trasferire il prodotto in contenitori chiusi ermeticamente per limitare l’assorbimento di umidità e la contaminazione da insetti delle derrate;

• la shelf-life tipica del riso bianco confezionato è di circa 24 mesi, secondo quanto indicato in diverse schede tecniche;

• evitare l’esposizione a odori forti (caffè, spezie intense, detergenti) per ridurre il rischio di assorbimento di volatili indesiderati.

Il riso cotto va:

• raffreddato rapidamente se non consumato subito;

• conservato in frigorifero in contenitore chiuso e consumato, in condizioni igieniche corrette, entro circa 24 ore.

Sicurezza e regolatorio

• il riso Arborio è un alimento tradizionale e rientra pienamente nelle norme generali sui prodotti cerealicoli;

• è soggetto a controlli su:

  • contaminanti chimici (metalli pesanti, pesticidi, micotossine)

  • requisiti microbiologici (carica batterica, muffe)

  • tracciabilità di filiera;

• i prodotti destinati a consumatori con esigenze specifiche (es. alimenti “senza glutine”) devono rispettare i limiti di glutine stabiliti e, se riportato il claim, essere prodotti in stabilimenti e linee controllate;

• non esistono limiti specifici aggiuntivi legati alla sola varietà Arborio rispetto ad altri risi bianchi, oltre alle norme generali per il riso.

Etichettatura

Su un riso Arborio destinato al consumo alimentare, l’etichetta dovrebbe includere:

• denominazione di vendita: es. “Riso Arborio Lungo A”, talvolta “Riso Arborio per risotti”;

• varietà: Arborio;

• origine: es. “Origine del riso: Italia”, se previsto dalla normativa;

• quantità netta;

• termine minimo di conservazione;

• condizioni di conservazione (es. “conservare in luogo fresco e asciutto”);

• dichiarazione nutrizionale per 100 g di prodotto (e talvolta per porzione);

• eventuali indicazioni d’uso (es. “particolarmente indicato per risotti”) e tempi di cottura;

• eventuali claim (“senza glutine”, ecc.) solo se supportati da dati analitici e conformi alla normativa vigente.

Troubleshooting

In cottura (uso domestico e ristorazione)

• risotto troppo colloso / eccesso di cremosità

  • possibile sovracottura o eccesso di amido rilasciato

  • azioni: ridurre leggermente i tempi di cottura; moderare la vigorosità della mescolatura; regolare quantità di grassi (burro, olio) in mantecatura

• chicco eccessivamente duro al centro (troppo al dente)

  • tempo di cottura insufficiente o gestione non uniforme del liquido

  • azioni: prolungare la cottura di 1–2 minuti; uniformare l’alimentazione del brodo e la mescolatura

• chicchi rotti o sfaldati

  • agitazione troppo energica, uso di riso danneggiato o cottura eccessiva

  • azioni: utilizzare riso Arborio integro di buona qualità; ridurre la mescolatura; evitare bollore troppo violento

In conservazione

• presenza di insetti nelle confezioni aperte

  • stoccaggio prolungato o in ambienti non idonei

  • azioni: limitare i tempi di stoccaggio domestico, utilizzare contenitori chiusi, controllare periodicamente la dispensa

• odore stantio o assorbimento di odori estranei

  • conservazione vicino a sostanze odorose o in imballaggi non idonei

  • azioni: separare il riso da prodotti molto odorosi; usare contenitori ermetici e non odoranti

Principali funzioni INCI (cosmesi)

A livello di INCI, non viene specificata la varietà (es. Arborio), ma solo la specie Oryza sativa. Gli ingredienti cosmetici derivati dal riso includono, ad esempio:

• Oryza Sativa (Rice) Starch – amido di riso, impiegato come assorbente, opacizzante e texturizzante in polveri, prodotti per il corpo, make-up;

• Oryza Sativa (Rice) Bran Oil – olio di crusca di riso con funzione emolliente e skin conditioning;

• Oryza Sativa (Rice) Extract – estratto di riso, talvolta associato a funzioni antiossidanti e condizionanti cutanee.

Funzioni INCI tipiche:

• skin conditioning – contribuisce a mantenere la pelle in buone condizioni;

• emollient – aiuta a ridurre la secchezza cutanea;

• absorbent / opacifying – riduce la lucidità superficiale e migliora il tocco asciutto.

L’associazione specifica con Arborio non appare in etichetta cosmetica: la materia prima è semplicemente “riso” (Oryza sativa).

Conclusione

Il riso Arborio è una cultivar storica italiana appartenente al gruppo japonica, classificata come Lungo A e destinata principalmente alla preparazione di risotti. Le sue caratteristiche principali sono il chicco grande, semi tondo e perlato, la perla centrale estesa e il basso contenuto di amilosio, che determinano una forte capacità di rilascio di amido e una notevole attitudine alla mantecatura, con ottenimento di piatti cremosi e strutturati.

Dal punto di vista nutrizionale, Arborio si colloca nel quadro dei risi bianchi amidacei: apporto energetico moderato, preponderanza di carboidrati complessi, contenuto proteico discreto, grassi molto ridotti e assenza di glutine. L’impatto sulla salute dipende soprattutto dalle porzioni, dai condimenti e dalla frequenza di consumo, nonché dall’eventuale alternanza con risi integrali o altri cereali integrali ad alto contenuto di fibra.

Tecnologicamente, Arborio è un ingrediente specializzato per risotti e preparazioni affini, meno adatto a piatti a chicco separato o a prodotti dolci che richiedono un comportamento diverso dell’amido. La corretta gestione di cottura, mantecatura e conservazione permette di valorizzare le sue caratteristiche, collocandolo tra i risi di riferimento per la cucina italiana di risotto.

Mini-glossario

• Amilosio – frazione lineare dell’amido; percentuali più alte sono associate a chicchi più sodi e meno collosi dopo la cottura.

• Amilopectina – frazione ramificata dell’amido; percentuali elevate favoriscono maggiore collosità e cremosità in cottura.

• Lungo A – categoria commerciale di risi con chicco lungo ma più largo e meno affusolato rispetto ai Lungo B, tipicamente appartenenti al gruppo japonica.

• Perla (del chicco) – porzione opaca dell’endosperma visibile in sezione, associata alla struttura interna dell’amido e al comportamento in cottura.

• SFA – Saturated Fatty Acids (acidi grassi saturi): grassi che, se assunti in eccesso, sono associati ad aumento del colesterolo LDL.

• MUFA – MonoUnsaturated Fatty Acids (acidi grassi monoinsaturi): grassi che, sostituendo parte degli SFA, possono contribuire a un profilo lipidico più favorevole.

• PUFA – PolyUnsaturated Fatty Acids (acidi grassi polinsaturi): includono acidi grassi delle serie n-6 e n-3, generalmente considerati positivi se ben bilanciati nel contesto della dieta.

Studi

In generale, il riso contiene più di 100 sostanze bioattive principalmente nel suo strato di crusca tra cui l'acido fitico, isovitexina, gamma-orizanolo, fitosteroli, octacosanol, squalene, l'acido gamma-aminobutirrico, tocoferolo, derivati dal tocotrienolo (1) con attività antiossidante.

Non contiene invece il beta carotene (provitamina A) ed ha un contenuto molto basso di ferro e zinco (2).

Nella crusca di riso sono presenti sostanze fitochimiche bioattive che esercitano azioni protettive contro il cancro che coinvolgono il metabolismo dell'ospite e del microbioma intestinale. Una dieta a base di crusca di riso ha mostrato effetti positivi di riduzione del rischio di cancro al colon (3).

Allergie: attenzione, il riso contiene una certa quantità di lattosio.

Su questo ingrediente sono stati selezionati gli studi più rilevanti con una sintesi dei contenuti:

Riso studi

I risi più comunemente usati sono :

• Arborio : chicchi grandi, in Italia è il più diffuso
• Ribe : chicchi allungati.
• Thaibonnet : chicchi medi allungati e sottili
• Roma : chicchi grandi
• Basmati : chicchi sottili e allungati. Coltivato in Pakistan e India
• Carnaroli : chicchi grandi
• Vialone nano : chicchi grandi e rotondeggianti
• Originario o Balilla : chicchi piccoli tondeggianti
• Jasmine : chicchi sottili di origini asiatiche
• Rosso : chicci rossi, piccoli e stretti
• Selvaggio : Zizania palustris
• Baldo : chicchi grandi, lucidi
• Gange : proviene dall'India.
• Pedano : rilascia molto amido
• Venere : proviene dalla Cina e dalla pianura padana
• Patna : proviene dalla Thailandia. Chicchi lunghi e stretti
• Sant'Andrea : Chicchi spessi e lunghi. Rilascia molto amido.

Virus e insetti parassiti del riso: Pseudomonas aeruginosa, Rice yellow mottle virus, Magnaporthe oryzae , Rice Tungro Bacilliform Virus, Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel, Oebalus pugnax, Xanthomonas oryzae

Bibliografia_______________________________________________________________________

(1)  Bidlack W. Phytochemicals as bioacive agents. Lancaster, Basel, Switzerland: Technomic Publishing Co., Inc; 1999. pp. 25–36.

(2) Singh SP, Gruissem W, Bhullar NK.   Single genetic locus improvement of iron, zinc and β-carotene content in rice grains.    Sci Rep. 2017 Jul 31;7(1):6883. doi: 10.1038/s41598-017-07198-5.

Abstract. Nearly half of the world's population obtains its daily calories from rice grains, which lack or have insufficient levels of essential micronutrients. The deficiency of micronutrients vital for normal growth is a global health problem, and iron, zinc and vitamin A deficiencies are the most prevalent ones. We developed rice lines expressing Arabidopsis NICOTIANAMINE SYNTHASE 1 (AtNAS1), bean FERRITIN (PvFERRITIN), bacterial CAROTENE DESATURASE (CRTI) and maize PHYTOENE SYNTHASE (ZmPSY) in a single genetic locus in order to increase iron, zinc and β-carotene content in the rice endosperm. NAS catalyzes the synthesis of nicotianamine (NA), which is a precursor of deoxymugeneic acid (DMA) iron and zinc chelators, and also chelate iron and zinc for long distance transport. FERRITIN provides efficient storage of up to 4500 iron ions. PSY catalyzes the conversion of GGDP to phytoene, and CRTI performs the function of desaturases required for the synthesis of β-carotene from phytoene. All transgenic rice lines have significantly increased β-carotene, iron, and zinc content in the polished rice grains. Our results establish a proof-of-concept for multi-nutrient enrichment of rice grains from a single genetic locus, thus offering a sustainable and effective approach to address different micronutrient deficiencies at once.

(3) Zarei I, Oppel RC, Borresen EC, Brown RJ, Ryan EP. Modulation of plasma and urine metabolome in colorectal cancer survivors consuming rice bran.  Integr Food Nutr Metab. 2019 May;6(3). doi: 10.15761/IFNM.1000252.

Abstract. Rice bran has bioactive phytochemicals with cancer protective actions that involve metabolism by the host and the gut microbiome. Globally, colorectal cancer (CRC) is the third leading cause of cancer-related death and the increased incidence is largely attributed to poor dietary patterns, including low daily fiber intake. A dietary intervention trial was performed to investigate the impact of rice bran consumption on the plasma and urine metabolome of CRC survivors. Nineteen CRC survivors participated in a randomized-controlled trial that included consumption of heat-stabilized rice bran (30 g/day) or a control diet without rice bran for 4 weeks. A fasting plasma and first void of the morning urine sample were analyzed by non-targeted metabolomics using ultrahigh-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UHPLC-MS/MS). After 4 weeks of either rice bran or control diets, 12 plasma and 16 urine metabolites were significantly different between the groups (p≤0.05). Rice bran intake increased relative abundance of plasma mannose (1.373-fold) and beta-citrylglutamate (BCG) (1.593-fold), as well as increased urine N-formylphenylalanine (2.191-fold) and dehydroisoandrosterone sulfate (DHEA-S) (4.488-fold). Diet affected metabolites, such as benzoate, mannose, eicosapentaenoate (20:5n3) (EPA), and N-formylphenylalanine have been previously reported for cancer protection and were identified from the rice bran food metabolome. Nutritional metabolome changes following increased consumption of whole grains such as rice bran warrants continued investigation for colon cancer control and prevention attributes as dietary biomarkers for positive effects are needed to reduce high risk for colorectal cancer recurrence.

Brown DG, Borresen EC, Brown RJ, Ryan EP. Heat-stabilised rice bran consumption by colorectal cancer survivors modulates stool metabolite profiles and metabolic networks: a randomised controlled trial. Br J Nutr. 2017 May;117(9):1244-1256. doi: 10.1017/S0007114517001106. 

Abstract. Rice bran (RB) consumption has been shown to reduce colorectal cancer (CRC) growth in mice and modify the human stool microbiome. Changes in host and microbial metabolism induced by RB consumption was hypothesised to modulate the stool metabolite profile in favour of promoting gut health and inhibiting CRC growth. The objective was to integrate gut microbial metabolite profiles and identify metabolic pathway networks for CRC chemoprevention using non-targeted metabolomics. In all, nineteen CRC survivors participated in a parallel randomised controlled dietary intervention trial that included daily consumption of study-provided foods with heat-stabilised RB (30 g/d) or no additional ingredient (control). Stool samples were collected at baseline and 4 weeks and analysed using GC-MS and ultra-performance liquid chromatography-MS. Stool metabolomics revealed 93 significantly different metabolites in individuals consuming RB. A 264-fold increase in β-hydroxyisovaleroylcarnitine and 18-fold increase in β-hydroxyisovalerate exemplified changes in leucine, isoleucine and valine metabolism in the RB group. A total of thirty-nine stool metabolites were significantly different between RB and control groups, including increased hesperidin (28-fold) and narirutin (14-fold). Metabolic pathways impacted in the RB group over time included advanced glycation end products, steroids and bile acids. Fatty acid, leucine/valine and vitamin B6 metabolic pathways were increased in RB compared with control. There were 453 metabolites identified in the RB food metabolome, thirty-nine of which were identified in stool from RB consumers. RB consumption favourably modulated the stool metabolome of CRC survivors and these findings suggest the need for continued dietary CRC chemoprevention efforts.

Beyer P, Al-Babili S, Ye X, Lucca P, Schaub P, Welsch R, Potrykus I. Golden Rice: introducing the beta-carotene biosynthesis pathway into rice endosperm by genetic engineering to defeat vitamin A deficiency. J Nutr. 2002 Mar;132(3):506S-510S. doi: 10.1093/jn/132.3.506S. 

 Abstract. To obtain a functioning provitamin A (beta-carotene) biosynthetic pathway in rice endosperm, we introduced in a single, combined transformation effort the cDNA coding for phytoene synthase (psy) and lycopene beta-cyclase (beta-lcy) both from Narcissus pseudonarcissus and both under the control of the endosperm-specific glutelin promoter together with a bacterial phytoene desaturase (crtI, from Erwinia uredovora under constitutive 35S promoter control). This combination covers the requirements for beta-carotene synthesis and, as hoped, yellow beta-carotene-bearing rice endosperm was obtained in the T(0)-generation. Additional experiments revealed that the presence of beta-lcy was not necessary, because psy and crtI alone were able to drive beta-carotene synthesis as well as the formation of further downstream xanthophylls. Plausible explanations for this finding are that these downstream enzymes are constitutively expressed in rice endosperm or are induced by the transformation, e.g., by enzymatically formed products. Results using N. pseudonarcissus as a model system led to the development of a hypothesis, our present working model, that trans-lycopene or a trans-lycopene derivative acts as an inductor in a kind of feedback mechanism stimulating endogenous carotenogenic genes. Various institutional arrangements for disseminating Golden Rice to research institutes in developing countries also are discussed.