Riso integrale (Oryza sativa)

Descrizione

Il riso integrale è costituito da chicchi di Oryza sativa che hanno subito una lavorazione minima: viene rimosso solo il guscio esterno non commestibile (lolla), mentre restano presenti crusca e germe. Il chicco si presenta di colore bruno o bruno-ambra, con superficie opaca e consistenza più dura rispetto al riso bianco perlato. A seconda della varietà di partenza (tondo, medio, lungo) cambia il profilo geometrico del chicco, ma la caratteristica comune è la conservazione degli strati esterni, che contengono fibre, parte dei minerali e vari composti fenolici associati al pericarpo.

Dal punto di vista tecnologico, il riso integrale ha tempi di cottura più lunghi e richiede un rapporto acqua/riso superiore rispetto al riso brillato, per consentire l’idratazione adeguata della crusca. La presenza dello strato fibroso esterno conferisce al chicco cotto una texture più tenace, con resistenza meccanica maggiore, soprattutto nella porzione periferica, mentre l’endosperma interno, una volta idratato, assume consistenza più morbida. In cottura il rilascio di amido in superficie è inferiore rispetto a un riso completamente perlato, con minore tendenza all’adesione tra chicchi e ridotta formazione di cremosità superficiale.

In uso pratico, il riso integrale viene impiegato come base amidacea in piatti dove si ricercano chicchi strutturati e con una quota di crusca ancora presente: insalate di riso, piatti unici con legumi, verdure o proteine, preparazioni in cui è utile una maggiore stabilità del chicco anche dopo raffreddamento o mantenimento in caldo. La diversa composizione degli strati esterni influisce sulla capacità del chicco di assorbire condimenti, sui tempi di lavorazione e sul comportamento in miscele con altri ingredienti amidacei o proteici.

Classificazione botanica
Nome comune: riso integrale
Clade: Angiospermae
Ordine: Poales
Famiglia: Poaceae
Genere: Oryza
Specie: Oryza sativa L.

Coltivazione e condizioni di crescita

Clima
Il riso integrale non indica una singola cultivar, ma il prodotto ottenuto da diverse varietà di riso non sottoposte a raffinazione (crusca e germe mantenuti). Dal punto di vista agronomico, le cultivar usate per riso integrale sono in genere adattate a climi temperato–caldi, con estati calde e abbondante disponibilità di acqua. La coltura richiede una stagione priva di gelate, con temperature elevate nelle fasi di germinazione, accestimento, levata e fioritura. Le basse temperature in germinazione e in antesi riducono l’allegagione e la produttività.

Esposizione
Come gli altri risi di sommersione, le varietà destinate a riso integrale necessitano di pieno sole per garantire un’adeguata attività fotosintetica e una buona formazione delle pannocchie. L’ombreggiamento prolungato (bordure alberate, edifici) riduce la vigoria della coltura, la spigatura e la resa in cariossidi.

Terreno
La coltivazione avviene su terreni pianeggianti, idonei all’allagamento, preferibilmente argillosi o franco–argillosi, con buona capacità di ritenzione idrica e adeguato contenuto di sostanza organica. I suoli molto sabbiosi e ad elevata permeabilità risultano sfavorevoli perché non permettono di mantenere uno strato d’acqua stabile. Il pH ottimale è compreso tra leggermente acido, neutro e debolmente alcalino.

Irrigazione
Il riso destinato alla produzione di riso integrale è gestito come normale riso da risaia, in sommersione controllata, mantenendo uno strato d’acqua continuo per buona parte del ciclo. La regolazione dei livelli idrici nelle fasi di pre–emergenza, accestimento, levata e maturazione è essenziale per:

• contenere le infestanti tipiche degli ambienti allagati;

• ridurre lo stress idrico;

• garantire una crescita omogenea.

Variazioni brusche del livello idrico o periodi di asciutta non programmata riducono resa e qualità tecnologica della granella.

Temperatura
Le temperature ottimali per la germinazione sono superiori a 12–13 °C. Per lo sviluppo vegetativo e la fioritura sono ideali valori compresi tra 20 e 30 °C. Episodi di freddo durante l’antesi riducono la fecondazione; al contrario, periodi di caldo intenso associati a forte irraggiamento e vento secco possono causare scottature delle cariossidi e difetti di qualità (rotture, gessatura).

Concimazione
Le varietà utilizzate per riso integrale richiedono una concimazione equilibrata in azoto (N), fosforo (P) e potassio (K):

• l’azoto, distribuito in più frazioni (pre–sommersione e coperture), favorisce un accestimento regolare senza aumentare eccessivamente il rischio di allettamento;

• il fosforo sostiene lo sviluppo iniziale dell’apparato radicale;

• il potassio contribuisce alla resistenza all’allettamento e alla qualità del chicco (integrazione della crusca, tenuta in cottura).

Eccessi di azoto aumentano la suscettibilità a malattie fungine (es. brusone), favoriscono l’allettamento e rendono meno stabile la resa.

Cure colturali
Le principali pratiche agronomiche sono analoghe a quelle degli altri risi di risaia:

• controllo delle infestanti tramite rotazioni colturali, eventuale falsa semina, interventi meccanici e/o trattamenti selettivi;

• accurato livellamento del terreno per garantire una sommersione uniforme;

• gestione attenta dei livelli idrici per contenere le specie idrofile indesiderate e limitare lo stress della coltura;

• monitoraggio di fitopatie (in particolare brusone) e fitofagi, con applicazione di strategie di difesa integrata;

• definizione di una densità di semina adeguata, in relazione alla fertilità del suolo e al livello di input, per ridurre la competizione interna e il rischio di allettamento.

Una buona circolazione d’aria nel soprassuolo aiuta a contenere le malattie e favorisce la corretta maturazione delle pannocchie.

Raccolta
La raccolta avviene quando la maturazione delle cariossidi è uniforme e l’umidità della granella è idonea alla mieti trebbiatura. Poiché il riso integrale mantiene crusca e germe, è particolarmente importante evitare ritardi che favoriscano allettamento, sgranatura e difetti di qualità. Dopo la raccolta, la granella viene essiccata fino a un tenore di umidità adatto alla conservazione e alle successive fasi di lavorazione (sbramatura senza raffinazione).

Moltiplicazione
La moltiplicazione delle varietà destinate a riso integrale avviene tramite seme certificato, prodotto in lotti di selezione varietale per garantire purezza genetica, uniformità del chicco e stabilità delle caratteristiche tecnologiche (tenuta in cottura, integrità del rivestimento). In azienda, la semina in risaia (a spaglio o a righe, su terreno asciutto o in acqua) viene effettuata regolando la dose di seme in funzione della densità obiettivo, della fertilità del suolo e della tecnica agronomica adottata.

Valori nutrizionali indicativi per 100 g (prodotto crudo)
(Valori medi, variabili in funzione di varietà e condizioni tecnologiche.)

• Energia: 350–365 kcal

• Proteine: 7,0–8,5 g

• Lipidi totali: 2,0–3,0 g

  • SFA (acidi grassi saturi): quota ridotta

  • MUFA: quota significativa

  • PUFA: quota significativa (soprattutto acido linoleico)

• Carboidrati disponibili: 70–73 g

  • Amido: componente principale

• Fibre totali: 3–4,5 g

• Minerali: fosforo, magnesio, potassio, manganese, zinco, ferro (quantità superiori rispetto al riso bianco)

• Vitamine: gruppo B (B1, B3, B6), vitamina E (tocoferoli) nel germe

Principali sostanze contenute

• Carboidrati complessi: amido (amilosio + amilopectina, spesso con amilosio relativamente alto).

• Proteine: prolamine, gluteline, albumine, globuline.

• Lipidi (concentrati nel germe e negli strati esterni): trigliceridi, fosfolipidi, fitosteroli, tocoferoli.

• Fibre alimentari: cellulosa, emicellulose, lignina, pectine.

• Minerali: P, Mg, K, Mn, Zn, Fe.

• Vitamine: soprattutto del gruppo B e vitamina E.

• Fitocomposti: acidi fenolici, composti antiossidanti presenti negli strati tegumentali (specie nelle varietà pigmentate integrali).

Processo di produzione

1. Coltivazione e raccolta

   • Semina in risaia, gestione idrica e nutrizionale; raccolta meccanica della granella.

2. Essiccazione

   • Riduzione del tenore di umidità a valori idonei allo stoccaggio (in genere 13–14 %).

3. Sbramatura

   • Rimozione della sola lolla mediante rulli o apparecchi dedicati; pericarpo, aleurone e germe restano presenti.

4. Pulizia e selezione

   • Eliminazione di chicchi rotti, semi estranei, materiali inerti, mediante vagli, aspiratori e selezionatrici ottiche.

5. Confezionamento

   • In sacchetti/barriera o altre confezioni idonee, in ambiente asciutto, con chiusura sigillata.

Non viene eseguita la perlatura, che caratterizza invece il riso bianco.

Proprietà fisiche

• Colore: da beige a bruno chiaro (più scuro nelle varietà pigmentate integrali).

• Superficie: più ruvida rispetto al riso perlato.

• Densità: paragonabile ad altri risi, ma con maggiore contenuto di sostanza secca negli strati esterni.

• Assorbimento idrico: medio-alto.

• Tempi di gelatinizzazione: più lunghi rispetto al riso bianco, per effetto degli strati tegumentali.

Proprietà sensoriali e tecnologiche

• Texture: chicco generalmente sodo e masticabile, buona tenuta alla cottura.

• Collosità: inferiore rispetto ad alcuni risi bianchi con alta amilopectina; tendenza a chicchi relativamente separati se cotti correttamente.

• Aroma: più marcato, con note di cereale, tostato, talvolta vagamente “nocciolate”.

• Tempo di cottura: in genere 30–40 minuti in bollitura tradizionale (può ridursi con ammollo o cottura in pentola a pressione).

• Resa tecnologica: buona resa volumetrica; indicato per piatti unici, insalate e contorni in cui il chicco resti formato.

Impieghi alimentari

• Piatti unici (riso integrale con verdure, legumi, pesce, ecc.).

• Insalate di riso integrale.

• Contorni a chicco semi-sgranato.

• Miscele con altri cereali o pseudocereali (es. riso integrale + quinoa, farro, miglio).

• Piatti “benessere” e menu specifici (es. piani alimentari integrali, vegetariani e vegani).

Nutrizione e salute
Il riso integrale è un cereale a prevalente contenuto di carboidrati complessi, ma rispetto al riso bianco apporta:

• più fibra, utile per la regolarità intestinale e per modulare la risposta glicemica;

• più minerali (es. magnesio, fosforo, manganese) e vitamine del gruppo B;

• una quota lipidica leggermente maggiore, costituita in larga parte da acidi grassi insaturi (MUFA e PUFA) con SFA contenuti.

L’indice glicemico del riso integrale è di norma inferiore rispetto a molte varietà di riso bianco, pur rimanendo un alimento a base amidacea: il suo impatto su glicemia e insulina dipende da porzione, metodo di cottura, raffreddamento/riscaldamento e abbinamento con fibre, proteine e grassi.

Il contenuto di fitocomposti e antiossidanti (soprattutto nelle varietà pigmentate integrali) può contribuire, all’interno di una dieta complessivamente equilibrata, alla protezione dallo stress ossidativo.

Nota porzione
Porzione standard per adulto: 60–70 g (prodotto crudo), leggermente inferiore rispetto al riso bianco per la maggiore densità nutrizionale e il maggior potere saziante.

Allergeni e intolleranze

• Naturalmente privo di glutine.

• Possibile contaminazione crociata con cereali contenenti glutine in impianti promiscui.

• I casi di allergia specifica al riso sono rari, ma se presenti riguardano anche il riso integrale.

• Deve essere dichiarata in etichetta l’eventuale presenza o possibile contaminazione con altri allergeni regolamentati (“può contenere…”).

Conservazione e shelf-life

• Conservare in luogo fresco, asciutto, al riparo da luce diretta e fonti di calore.

• Il contenuto lipidico superiore (germe presente) rende il riso integrale più suscettibile a irrancidimento rispetto al riso bianco:

  • evitare esposizione prolungata a temperature elevate;

  • richiudere accuratamente la confezione dopo l’apertura.

• Shelf-life tipica: circa 12–18 mesi, variabile in funzione di condizioni di stoccaggio e tipologia di packaging.

• Prestare attenzione a odori anomali (rancido) e alla presenza di insetti delle derrate.

Sicurezza e regolatorio

• Soggetto agli stessi limiti normativi del riso bianco per:

  • contaminanti chimici (metalli pesanti, residui di fitofarmaci, ecc.);

  • micotossine;

  • corpi estranei.

• Devono essere applicati sistemi di gestione igienico-sanitaria quali GMP/HACCP lungo tutta la filiera.

• Obbligo di tracciabilità dalla produzione primaria alla distribuzione.

Etichettatura
In etichetta sono normalmente riportati:

• denominazione di vendita (es. “riso integrale”, eventualmente con indicazione della varietà: “riso integrale Ribe”, ecc.);

• paese di coltivazione e/o lavorazione, se richiesto;

• lotto e termine minimo di conservazione (“da consumarsi preferibilmente entro il …”);

• tabella nutrizionale per 100 g (ed eventualmente per porzione);

• condizioni di conservazione;

• istruzioni di cottura di base;

• eventuale indicazione “senza glutine” solo se rispettate le condizioni previste dalla normativa;

• eventuali claim nutrizionali/salutistici solo se consentiti e supportati.

Troubleshooting

Difetti possibili

• Chicchi troppo duri dopo cottura:

  • tempo insufficiente, rapporto acqua/riso non adeguato;

  • prodotto particolarmente “vecchio” o scarsamente idratato.

• Chicchi eccessivamente molli o sfatti:

  • cottura prolungata oltre il tempo consigliato;

  • eccesso di acqua.

• Sapore rancido:

  • stoccaggio prolungato a temperatura elevata o in condizioni non idonee;

  • irrancidimento dei lipidi del germe.

Misure preventive

• Adattare tempo di cottura e rapporto acqua/riso alle indicazioni del produttore e all’equipaggiamento.

• Valutare l’ammollo (es. 30–60 minuti) per facilitare idratazione e ridurre tempi di cottura.

• Conservare lontano da fonti di calore e luce; utilizzare preferibilmente entro la data consigliata.

Sostenibilità e filiera

• Il riso integrale può provenire da filiere convenzionali, integrate o biologiche, con differenze negli input (fertilizzanti, fitofarmaci, ecc.).

• I principali aspetti ambientali riguardano:

  • gestione dell’irrigazione in risaia;

  • uso di fertilizzanti e agrofarmaci;

  • emissioni e gestione delle acque di drenaggio e reflue (controllo di parametri come BOD/COD).

• Pratiche più sostenibili includono:

  • ottimizzazione dei volumi irrigui;

  • rotazioni colturali per migliorare la fertilità e ridurre pressione di infestanti e patogeni;

  • riduzione degli input chimici tramite agronomia mirata;

  • eventuale adesione a schemi di certificazione (biologico, qualità regionale, schemi volontari di sostenibilità).

Principali funzioni INCI (cosmesi)
Derivati di riso integrale (amido, polveri micronizzate, estratti da crusca e germe) possono essere impiegati in cosmetica con funzioni quali:

• Assorbente (in polveri, prodotti opacizzanti, dry shampoo, ecc.);

• Opacizzante (riduzione della lucidità in prodotti make-up e skincare);

• Condizionante cutaneo, migliorando la sensazione di morbidezza della pelle;

• Antiossidante (in particolare estratti da crusca ricchi in tocoferoli e composti fenolici);

• agente di controllo della viscosità in alcuni sistemi idrosolubili o emulsionati.

Conclusione
Il riso integrale rappresenta una forma meno raffinata di riso con maggiore densità nutrizionale rispetto al riso bianco: più fibra, più micronutrienti e una quota lipidica di migliore qualità, con SFA ridotti e frazione significativa di grassi insaturi. Dal punto di vista tecnologico richiede tempi di cottura più lunghi e una corretta gestione idrica, ma offre buona tenuta strutturale e un profilo sensoriale caratteristico. Inserito in una dieta varia ed equilibrata, può contribuire alla diversificazione delle fonti di carboidrati, al miglior apporto di fibra e micronutrienti e a una migliore qualità complessiva dell’alimentazione.

Mini-glossario

• SFA: Saturated Fatty Acids (acidi grassi saturi). In eccesso sono associati ad aumento del rischio cardiovascolare; nel riso integrale la quota è relativamente contenuta rispetto alla frazione insatura.

• MUFA: MonoUnsaturated Fatty Acids (acidi grassi monoinsaturi), considerati favorevoli per il profilo lipidico quando inseriti in una dieta bilanciata.

• PUFA: PolyUnsaturated Fatty Acids (acidi grassi polinsaturi), tra cui l’acido linoleico; possono contribuire positivamente al profilo lipidico e a processi anti-infiammatori se consumati in quantità adeguate.

• GMP/HACCP: Good Manufacturing Practices / Hazard Analysis and Critical Control Points. Sistemi di gestione della qualità, igiene e sicurezza nelle filiere alimentari.

• BOD/COD: Biochemical Oxygen Demand / Chemical Oxygen Demand. Parametri per la valutazione del carico organico e ossidabile delle acque reflue, utilizzati per stimare l’impatto ambientale degli scarichi industriali.

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.