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

“Estrazione del licopene da fonti naturali per l’impiego nei prodotti alimentari” 
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La formula strutturale del licopene è la seguente: L’isomero- E è quello 
predominante nelle piante, l’isomero- Z del licopene è meno presente ed 
includiamo: l’ isomero (5Z)-, (9Z)-, (13Z)- e (15Z), tuttavia la forma di 
licopene trovata nel plasma umano è un misto del circa 50% dell’isomero(Z)-
licopene and 50% (E)-licopene. Infine la forma di licopene riscontrata in 
alimenti processati è principalmente dell’isomero- E. 
 
1.2 L’attività antiossidante del licopene 
Le cellule per vivere necessitano di ossigeno. Se da un lato questa molecola è 
essenziale per la sopravvivenza delle cellule stesse, dall'altro,  in particolari 
circostanze, può diventare nociva e dar vita ai radicali liberi. Molti fattori 
possono scatenare la generazione di radicali liberi:  
1) FATTORI AMBIENTALI: inquinamento, fumo attivo e passivo, raggi 
ultravioletti, stress psicofisico prolungato, alcol 
2) FATTORI LEGATI AL SOGGETTO: trasporto di elettroni nel mitocondrio, 
metabolismo degli acidi grassi, le reazioni del citocromo p450, i sistemi 
ricondizionanti delle cellule fagocitarie Tra i radicali liberi più importanti che 
si trovano nelle cellule aerobie, come quelle umane, vi sono i superossidi (O
2
-
), 
perossido di idrogeno noto anche come acqua ossigenata (H
2
O
2
 ) e l'ossigeno 
singoletto. Tutte le strutture cellulari possono essere danneggiate 
dall'interazione con specie ossidanti, i Fosfolipidi danneggiati comportano 
un’alterazione della fluidità di membrana, gli Acidi nucleici danneggiati danno 
la comparsa di punti di rottura nella doppia elica del DNA con un aumentato 
del rischio di mutazioni, le Proteine danneggiate comportano alterazioni 
metaboliche (enzimi) e strutturali (2). 
 
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                       Tabella -  1 
Fattori responsabili della produzione di radicali 
liberi          
                   
FATTORI AMBIENTALI               
                   
Inquinamento                
Droghe, fumo attivo e passivo, alcol e 
farmaci           
Raggi ultravioletti e radiazioni 
ionizzanti           
Stress psicofisico prolungato (attività fisica 
intensa)         
Alcuni additivi e sostanze tossiche presenti negli alimenti o sviluppate 
durante la loro cottura  
                   
FATTORI ENDOGENI              
                  
Trasporto di elettroni nei mitocondri (produzione aerobica di 
energia)     
B-ossidazione (metabolismo degli 
acidigrassi)           
Reazioni del citocromo P450 (metabolizzazione di farmaci, sostanze 
tossiche, ecc.)   
Attività delle cellule fagocitarie (sistema 
immunitario)         
                   
 
I radicali liberi vengono prodotti nella maggior parte delle cellule 
dell'organismo (mitocondri) come sottoprodotto di alcune reazioni 
metaboliche. Questi sono considerati responsabili di gran parte delle malattie 
degenerative, dell'invecchiamento e  anche del cancro (mutazioni), il licopene è 
definito un vero e proprio antagonista della loro formazione comprendiamo, 
dunque, la loro natura per descrivere poi come il licopene può attaccarli (2). 
1.2.1 I radicali liberi  
 Un radicale libero è una molecola o un atomo particolarmente reattivo che 
contiene almeno un elettrone spaiato nel suo orbitale più esterno. A causa di 
questa caratteristica chimica i radicali liberi sono altamente instabili e cercano 
di tornare all'equilibrio rubando all'atomo vicino l'elettrone necessario per 
pareggiare la propria carica elettromagnetica. Questo meccanismo dà origine a 
nuove molecole instabili, innescando una reazione a catena che, se non viene 
arrestata in tempo, finisce col danneggiare le strutture cellulari. I radicali liberi 
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più conosciuti sono quelli a contenuto d'ossigeno (ROS da Reacting Oxygen 
Species) come l'anione superossido (O
2
-
) ed il perossido d'idrogeno (H
2
O
2
). In 
presenza di metalli di transizione liberi (soprattutto ferro e rame) questi danno 
origine al radicale ossidrile (OH
-
), particolarmente tossico e responsabile della 
perossidazione lipidica. La loro produzione  è un evento fisiologico e si 
verifica normalmente nelle reazioni biochimiche cellulari, soprattutto in quelle 
che utilizzano ossigeno per produrre energia. Gli stessi radicali liberi possono 
essere prodotti anche a causa di fattori esterni. Dato che non è possibile 
impedirne la formazione, il nostro organismo ha elaborato un proprio sistema 
di difesa in grado di neutralizzare buona parte degli effetti negativi associati 
alla produzione di radicali liberi. L’accumulo di radicali liberi provoca 
irrigidimento delle membrane cellulari con riduzione della funzionalità delle 
stesse, degenerazione proteica di strutture funzionali dell’organismo (DNA ed 
enzimi) ed invecchiamento cutaneo.(3) 
 1.2.2   I meccanismi antiossidanti  
  I vari meccanismi  naturali e non, per smaltire i radicali liberi sono divisibili 
in quelli endogeni ed esogeni: 
a) ANTIOSSIDANTI ENDOGENI  
L'organismo ha sviluppato numerosi meccanismi per proteggersi dagli effetti 
dannosi dei radicali liberi, esistono per esempio alcuni enzimi in grado di 
decomporre e sequestrare gli agenti ossidanti. Tra questi antiossidanti endogeni 
ricordiamo la superossido dismutasi, la catalasi e l'antiossidante più efficace, il 
glutatione, ad esempio quest’ultimo  incorpora il selenio un antiossidante 
esogeno che diminuisce il rischio di cancro. La cellula, inoltre ha a 
disposizione anche ulteriori meccanismi di difesa nel caso la funzione degli 
antiossidanti endogeni non risulti sufficiente. (3) 
                       b) ANTIOSSIDANTI ESOGENI  
Sfruttando i meccanismi degli antiossidanti endogeni la scienza ha valutato il 
ruolo di alcune sostanze presenti negli alimenti ed in alcuni integratori 
alimentari che, come le endogene, sono in grado di intervenire favorevolmente 
nei processi di detossificazione attivando sistemi biologici di riparo. Questi 
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antiossidanti naturali sono le vitamine A, C, E, il selenio, i carotenoidi, il 
licopene con i quali oggi si può trovare un rimedio naturale a molte malattie 
causate da questi eventi non più controllabili dall’organismo (Euramic). In 
particolar modo l’incremento dell’attività fisica fatta anche da una disparata 
tipologia di soggetti, ha visto la necessità di costruire i così detti integratori per 
“sportivi” alimenti arricchiti in sostanze antiossidanti, ciò è spiegato dal 
collegamento esistente tra antiossidanti e sport. 
1.2.3 Antiossidanti e sport 
Durante l'esercizio fisico di tipo aerobico il consumo di ossigeno 
dell'organismo può aumentare fino a 20 volte e nel muscolo scheletrico fino a 
100 volte. Se da un lato tale meccanismo permette di aumentare la quantità di 
energia prodotta, dall'altro incrementa pericolosamente anche la produzione di 
agenti ossidanti. In generale lo stress ossidativo del muscolo è incrementato 
dall'esercizio fisico acuto e diminuito dall'allenamento. L'attività sportiva 
migliora inoltre i meccanismi di smaltimento potenziando l'attività degli 
antiossindanti endogeni (Si veda MolecularLab.it (13/09/2007)).  Tale 
caratteristica spiega come mai l'esercizio fisico faccia apparire più belle e 
giovani le persone che lo praticano con regolarità. Il condizionamento fisico 
migliora infatti la capacità antiossidante dell'organismo e consente agli atleti 
allenati di contrastare con maggiore efficienza i radicali liberi prodotti. Può 
comunque succedere che, per lo scarso grado di preparazione fisica o per 
l'eccessiva intensità e frequenza di allenamento, la produzione di radicali liberi 
finisca col superare le capacità di difesa dell’organismo. Per questo motivo 
l'assunzione di vitamine ed antiossidanti sottoforma di integratori è una 
strategia sottovalutata ma particolarmente efficace nel migliorare la 
performance e lo stato di salute generale dell'atleta.  
Nel campo scientifico, tuttavia, i benefici del Licopene sono stati messi più 
volte in discussione, indicando quest’ultimo come semplice nutriente (3); di 
contro, comunque, va sempre più aumentando il numero delle ricerche che 
mirano a evidenziare i benefici del licopene nei confronti di patologie serie  
 
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quali il cancro della prostata ("U.S. Health Professionals Follow-up Study"), il 
cancro delle vie gastrointestinali (Journal of the National Cancer Institute) fino 
ai benefici nella cura del cancro all’apparato respiratorio (Journal of the 
National Cancer Institute).  Allo stesso tempo viene sempre più accertato che 
una dieta ricca di frutta e verdura, migliora lo stile di vita (Fondazione U. 
Veronesi),  vi è un nesso tra queste due componenti, da un lato le fibre 
migliorano la motilità intestinale riducendo il rischio di tumore al colon, 
dall’altro i fitonutrienti  tra cui il licopene si comportano come macchine di 
difesa contro le ossidazioni. Le quantità di Licopene presente nel plasma e 
nella cute sono confrontabili con quelle del beta-Carotene (4). 
1.3 Le matrici vegetali che presentano licopene 
Le matrici vegetali prese in esame per lo svolgimento di questa tesi e che sono 
ricchi in licopene sono in particolare tre: 
Peperone (fig.3.) 
Nome scientifico: Capsicum annuum L. , 
Famiglia:Solanaceae  
Paese d’origine: America tropicale La coltivazione del peperone in Italia ha 
un’estensione totale di circa 13.600 ettari. Di questi circa 11.000 ettari sono 
coltivati in pieno campo, e circa 2.600 ettari come coltura protetta. I maggiori 
nutrienti presenti sono: Azoto, Fosforo, Potassio, Magnesio e Calcio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                      
Fig. 3. Specie capsicum Annum