Il presente lavoro di tesi, si è posto lobiettivo è di estrarre polifenoli e sulforafano da scarti di verdure utilizzando, anziché metodi convenzionali che prevedono lutilizzo di solventi, metodi Green basati sulluso di enzimi idrolitici tra cui xilanasi, cellulasi, e un mix (cellulasi, xilanasi e pectinasi) e sullutilizzo del Naviglio estrattore, al fine di diminuire o eliminare qualsiasi tipo di inquinamento legato al processo di estrazione. Questi composti bioattivi possono essere, poi, utilizzati per produrre cosmetici, nutraceutici e integratori alimentari in quanto esercitano azioni preventive verso diverse patologie. Gli scarti di verdure sminuzzati sono stati messi a contatto con acqua ed enzimi, per poi essere sottoposti ad un processo di estrazione con lestrattore Naviglio. Dopodiché, gli estratti sono stati analizzati in HPLC analitica per la ricerca di polifenoli e sulforafano. Per una maggiore completezza dei dati, con gli scarti di broccoli sono state effettuate unestrazione con solo acqua ed una con solo estrattore in modo da avere un confronto con il metodo impostato. Per quanto riguarda i polifenoli, sono stati individuati acidi fenolici e flavonoidi: confrontando le modalità di estrazione, la combinazione del pretrattamento enzimatico con lestrattore è risultata essere efficiente nel recuperare un maggior numero di polifenoli e in quantità maggiori. Tuttavia, in alcuni casi, sono stati identificati composti nellestratto enzimatico che non apparivano in quello ricavato dai due metodi accoppiati. Inoltre, per il campione di broccoli ottenuto dallestrattore sono state individuati composti in concentrazioni maggiori rispetto allestratto di enzimi ed estrattore. In entrambi i casi, questo potrebbe essere dovuto al fatto che gli enzimi, ancora presenti e attivi durante i cicli dellestrattore, possono andare a degradare ulteriormente le sostanze. Di conseguenza, possono essere rilevate in concentrazioni minori o addirittura non essere proprio identificate. Dopo una prima analisi in HPLC analitica, è stato scelto un metodo cromatografico per ottenere un estratto di polifenoli purificato attraverso lHPLC preparativa. In effetti, osservando il cromatogramma, ottenuto dopo un ulteriore analisi in HPLC analitica, i picchi sono risultati separati gli uni dagli altri. Di conseguenza, si può affermare che il metodo scelto sembra essere quello ottimale ma si potrebbe migliorare utilizzando una colonna, per lanalisi in HPLC preparativa, che ritenga di più le sostanze in modo da non avere un picco che esce subito nei primi minuti. Infine, lanalisi per il sulforafano ha previsto una prima separazione degli estratti di broccoli e cavolfiori attraverso una colonna Sep-Pak Vac 6cc (500 mg) C18 e successiva analisi in HPLC analitica. I risultati ottenuti attraverso lestrazione con estrattore supportato dal pretrattamento con enzimi sono ottimali in quanto sono state estratti 1,91 mg/g per i cavolfiori e 1,18 mg/g per i broccoli. Tuttavia, dallestratto prodotto con luso del solo estrattore sono stati recuperati 1,5 mg/g: questo potrebbe essere dato dal fatto che la mirosinasi potrebbe essere rallentata o inibita dalla temperatura alla quale avviene il pretrattamento e, quindi, verrebbe liberato meno sulforafano. Concludendo, si può affermare che il metodo impostato è molto efficiente nellestrazione del sulforafano e, tranne alcune eccezioni, anche per i polifenoli, rispetto agli altri metodi di estrazione utilizzati per il confronto. Però, saranno necessarie ulteriori prove per individuare il miglior approccio estrattivo.
ESTRAZIONE SOSTENIBILE DI METABOLITI SECONDARI DA SCARTI DI ORIGINE VEGETALE. RECUPERO DI POLIFENOLI E SULFORAFANO.
DE TOFFOLI, ELENA
2018/2019
Abstract
Il presente lavoro di tesi, si è posto lobiettivo è di estrarre polifenoli e sulforafano da scarti di verdure utilizzando, anziché metodi convenzionali che prevedono lutilizzo di solventi, metodi Green basati sulluso di enzimi idrolitici tra cui xilanasi, cellulasi, e un mix (cellulasi, xilanasi e pectinasi) e sullutilizzo del Naviglio estrattore, al fine di diminuire o eliminare qualsiasi tipo di inquinamento legato al processo di estrazione. Questi composti bioattivi possono essere, poi, utilizzati per produrre cosmetici, nutraceutici e integratori alimentari in quanto esercitano azioni preventive verso diverse patologie. Gli scarti di verdure sminuzzati sono stati messi a contatto con acqua ed enzimi, per poi essere sottoposti ad un processo di estrazione con lestrattore Naviglio. Dopodiché, gli estratti sono stati analizzati in HPLC analitica per la ricerca di polifenoli e sulforafano. Per una maggiore completezza dei dati, con gli scarti di broccoli sono state effettuate unestrazione con solo acqua ed una con solo estrattore in modo da avere un confronto con il metodo impostato. Per quanto riguarda i polifenoli, sono stati individuati acidi fenolici e flavonoidi: confrontando le modalità di estrazione, la combinazione del pretrattamento enzimatico con lestrattore è risultata essere efficiente nel recuperare un maggior numero di polifenoli e in quantità maggiori. Tuttavia, in alcuni casi, sono stati identificati composti nellestratto enzimatico che non apparivano in quello ricavato dai due metodi accoppiati. Inoltre, per il campione di broccoli ottenuto dallestrattore sono state individuati composti in concentrazioni maggiori rispetto allestratto di enzimi ed estrattore. In entrambi i casi, questo potrebbe essere dovuto al fatto che gli enzimi, ancora presenti e attivi durante i cicli dellestrattore, possono andare a degradare ulteriormente le sostanze. Di conseguenza, possono essere rilevate in concentrazioni minori o addirittura non essere proprio identificate. Dopo una prima analisi in HPLC analitica, è stato scelto un metodo cromatografico per ottenere un estratto di polifenoli purificato attraverso lHPLC preparativa. In effetti, osservando il cromatogramma, ottenuto dopo un ulteriore analisi in HPLC analitica, i picchi sono risultati separati gli uni dagli altri. Di conseguenza, si può affermare che il metodo scelto sembra essere quello ottimale ma si potrebbe migliorare utilizzando una colonna, per lanalisi in HPLC preparativa, che ritenga di più le sostanze in modo da non avere un picco che esce subito nei primi minuti. Infine, lanalisi per il sulforafano ha previsto una prima separazione degli estratti di broccoli e cavolfiori attraverso una colonna Sep-Pak Vac 6cc (500 mg) C18 e successiva analisi in HPLC analitica. I risultati ottenuti attraverso lestrazione con estrattore supportato dal pretrattamento con enzimi sono ottimali in quanto sono state estratti 1,91 mg/g per i cavolfiori e 1,18 mg/g per i broccoli. Tuttavia, dallestratto prodotto con luso del solo estrattore sono stati recuperati 1,5 mg/g: questo potrebbe essere dato dal fatto che la mirosinasi potrebbe essere rallentata o inibita dalla temperatura alla quale avviene il pretrattamento e, quindi, verrebbe liberato meno sulforafano. Concludendo, si può affermare che il metodo impostato è molto efficiente nellestrazione del sulforafano e, tranne alcune eccezioni, anche per i polifenoli, rispetto agli altri metodi di estrazione utilizzati per il confronto. Però, saranno necessarie ulteriori prove per individuare il miglior approccio estrattivo.È consentito all'utente scaricare e condividere i documenti disponibili a testo pieno in UNITESI UNIPV nel rispetto della licenza Creative Commons del tipo CC BY NC ND.
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https://hdl.handle.net/20.500.14239/22654