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Estrazione del licopene da fonti naturali per l'impiego nei prodotti alimentari

In questo lavoro vengono prese in esame le tecniche estrattive comunemente usate per l’estrazione del licopene da matrici vegetali ed inoltre viene proposta una nuova tecnologia di estrazione solido-liquido per l’estrazione del Licopene ad elevato grado di purezza dagli scarti della lavorazione del pomodoro ed anguria. L’obiettivo è quello di impiegare l’acqua come liquido estraente in modo da abbassare il costo totale dell’intero processo di recupero del Licopene; in questo modo, i cascami di pomodoro, venuti a contatto solamente con acqua non sono classificati come scarto tossico e di conseguenza possono essere essiccati a temperatura ambiente fino alla perdita totale dell’acqua. La parte secca residua può essere impiegata in agricoltura come concime, oppure come mangime per animali. Il Licopene ottenuto nel processo messo a punto è ad un alto grado di purezza (≥98%) ad un costo molto più basso. Per l’analisi quali-quantitativa sono state impiegate la tecnica spettrofotometrica e la cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC) con rivelatore diode-array (DAD). Il Licopene è stato separato su colonna con fase stazionaria fenil esilsilicone sfruttando un gradiente di acqua e acetonitrile.
Un’altra fonte di licopene che è stata presa in considerazione è l’anguria. La parte edibile di questo frutto è stata sottoposta ad estrazione ed è stato ottenuto il licopene con lo stesso grado di purezza di quello ricavato dagli scarti della lavorazione del pomodoro.

Per le sue proprietà farmacologiche, il licopene è diventato una sostanza sempre più richiesta dal mercato e, non essendovi tutt’oggi un processo di sintesi chimica vantaggioso, per la sua produzione si deve ricorrere all’estrazione dalle matrici vegetali naturali che ne contengono quantità interessanti. Ecco perché i metodi semplici, rapidi ed allo stesso tempo economici sono da preferire in quanto abbassano il prezzo al consumatore rendendolo disponibile ad una più ampia platea. Tuttavia, attualmente, i metodi riportati in letteratura e le procedure brevettate per l’estrazione del licopene dal pomodoro e/o dai residui di lavorazione del pomodoro prevedono come fase iniziale l’estrazione del materiale di partenza con solventi più o meno tossici. La prima conseguenza negativa dell’impiego di solventi è che il materiale vegetale diventa in tal caso un rifiuto speciale con aggravi di costi al processo complessivo di produzione del licopene. La seconda conseguenza negativa è che i solventi devono essere allontanati e non sempre possono essere recuperati del tutto. In ogni caso, i processi estrattivi attuali non possono essere impiegati su grande scala proprio per il necessario impiego di solventi nella fase estrattiva.

L’impiego del solvente organico nella fase estrattiva ha due controindicazioni: la prima è che esso non è specifico per il licopene, ma estrae molti altri pigmenti (caroteni, xantofille); la conseguenza è che il processo di purificazione del licopene sarà lungo e costoso ed in generale non porterà a licopene di elevato grado di purezza; la seconda controindicazione è che la materia prima impiegata, che ha già un suo costo iniziale, diventerà un rifiuto speciale che dovrà essere solamente incenerito con notevole aggravio dei costi e non potrà essere in alcun modo recuperato.
Anche per gli scarti di lavorazione del pomodoro sono riportati in letteratura estrazioni con solventi organici, che rendono così il processo totale costoso e non remunerativo per le aziende. Per contenere i costi del processo si sta valutando anche l’impiego dell’anidride carbonica in fase supercritica.
Lo scopo del presente lavoro è quello di impiegare un nuovo sistema estrattivo come tecnica di estrazione solido-liquido alternativa e di utilizzare addirittura l’acqua come liquido estraente per il recupero del licopene. Poiché il licopene non si scioglie nell’acqua, esso sarà recuperato in quanto si trova in una forma para-cristallina e perciò sarà rimosso meccanicamente dall’azione della pressione e della depressione generata all’interno dell’Estrattore Naviglio. Una volta recuperato in fase eterogenea, esso sarà purificato su una colonna SPE (Solid Phase Extraction) impiegando quantità minime di solventi organici (15).

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“Estrazione del licopene da fonti naturali per l’impiego nei prodotti alimentari” 3 1. INTRODUZIONE 1.1 Caratteristiche chimico fisiche del licopene Il Licopene (Fig. 1) è un carotenoide caratterizzato da una lunga catena di 40 atomi di Carbonio con 11 doppi legami coniugati e due anelli terminali aperti disposti in una catena alifatica che deriva dalla condensazione di un numero variabile di unità isopreniche (1). E’ un carotenoide presente nei frutti rossi come quelli dei pomodori (Fig. 2), dei peperoni (rossi), nell’ anguria e nelle foglie nelle quali, tuttavia, la loro presenza è mascherata dal predominante colore verde della clorofilla. Ha un peso molecolare di 536.89, inoltre è un pigmento solubile nei grassi e nei solventi dei grassi. E’ sintetizzato da molte piante e microrganismi, ma non dagli animali, dove, nelle piante, agisce come un accessorio proteggendoli da effetti tossici portati avanti dalla luce e dall’ossigeno. I carotenoidi sono dunque, i principali pigmenti naturali responsabili dei colori dei vegetali e dei frutti ma agiscono anche come antiossidanti per l’organismo quando questi sono introdotti regolarmente nella dieta, tra questi includiamo: il ß-carotene, la luteina, la zeaxanthina oltre al licopene. Nelle piante, la loro funzione è quella di assorbire luce nella fotosintesi proteggendo la pianta dalla fotosensibilizzazione (1). Fig. 1 - Struttura molecolare del Licopene Fig. 2- Frutto di Pomodoro

Laurea liv.II (specialistica)

Facoltà: Agraria

Autore: Marcello Cepollaro Contatta »

Composta da 64 pagine.

 

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Disponibile in PDF, la consultazione è esclusivamente in formato digitale.