Food derived from plants such as fruits, vegetables, cereals, legumes, spices have some beneficial effects on human health. These benefits are due to the presence of secondary metabolites called nutraceuticals; among them there is hydroxytyrosol, contained in natural products such as olive oil and olive leaves. Hydroxytyrosol, when taken can help improve people’s health by preventing the occurrence of certain diseases; This is why in recent years research is focusing on the extraction and encapsulation of these bioactive compounds in the form of dietary supplements. In this thesis work, the extraction of hydroxytyrosol from natural samples such as olive oil and olive leaves was conducted by screening those that could be the best solvents, performing the experiments also at room temperature and at 60 ºC. The results of the experiments show how organic solvents give more promising extraction yields, in particular the methanol used at 100% concentration and at room temperature is the one that provides the best results, followed by ethanol under the same conditions. Excellent results were also obtained using 100% water as a solvent. They then used the nanosponges of betaciclodextrin, synthesized by cross-linking the monomer with citric acid, to see how they were able to load the polyphenol inside their cavities. Because of their versatility of use, these polymers thanks to the trapping in their cavities of host molecules can be used for various purposes; especially in this thesis work, they were used for release experiments, photostability and DPPH radical scavenging. The tests conducted on these three experiments led to results in line with what was hypothesized at the beginning of this work; comparing the data of release of natural samples alone, or when they are loaded inside the nanosponges it has been found that the charged polymers release the hydroxytyrosol in a much more gradual and prolonged over time especially with complex samples such as olive leaves. Even though photostability, hydroxytyrosol was found to be more stable if encapsulated inside nanosponges. Analysis of the DPPH radical scavenging experiment showed how antioxidants within samples reduce radical concentration by minutes, with polyphenol-loaded nanosponges that perform this function in a gradual and controlled manner. Characterization tests such as TGA, FTIR, elemental analysis, particle size, and zeta potential were performed to confirm the effective inclusion of hydroxytyrosol in the loaded nanosponges. The analyses were conducted by comparing the samples loaded with the empty nanosponge, which confirmed the actual presence of polyphenol in them. In particular, looking at the images related to scanning electron microscopy and the results of thermogravimetric analyses, it is possible to visually see the change in morphology of the loaded nanosponge with respect to the empty nanosponge.
Alimenti derivanti da piante come frutta, verdura, cereali, legumi, spezie esercitano alcuni effetti benefici sulla salute dell’uomo. Questi benefici sono dovuti alla presenza di metaboliti secondari chiamati nutraceutici; tra di essi è presente il polifenolo idrossitirosolo, contenuto all’interno di prodotti naturali come ad esempio l’olio d’oliva e nelle foglie dell’olivo. L’idrossitirosolo, se assunto può aiutare a migliorare la salute delle persone prevenendo l’insorgenza di alcune malattie; per questo negli ultimi anni la ricerca si sta concentrando sull’estrazione e sull’incapsulazione di questi composti bioattivi sotto forma di integratori alimentari. In questo lavoro di tesi è stata condotta l’estrazione dell’idrossitirosolo da campioni naturali quali l’olio d’oliva e le foglie d’ olivo facendo uno screening di quelli che potessero essere i solventi migliori, eseguendo gli esperimenti anche a temperatura ambiente e a 60°C. I risultati degli esperimenti dimostrano come i solventi organici danno rese di estrazione più promettenti, in particolare il metanolo usato alla concentrazione 100% e a temperatura ambiente è quello che fornisce i migliori risultati, seguito dall’etanolo alle stesse condizioni. Ottimi risultati sono stati ottenuti anche usando come solvente acqua al 100%. Sono poi state utilizzate le nanospugne di betaciclodestrina, sintetizzate reticolando il monomero con l’acido citrico, per vedere quanto esse fossero in grado di caricare il polifenolo all’interno delle loro cavità. A causa della loro versatilità di utilizzo, questi polimeri grazie all’intrappolamento nelle loro cavità di molecole ospiti possono essere utilizzati per vari scopi; in particolar modo in questo lavoro di tesi, sono stati utilizzati per esperimenti di rilascio, di fotostabilità e di scavenging del radicale DPPH. Le prove condotte su questi tre esperimenti hanno portato a risultati in linea con quanto si era ipotizzato all’inizio di questo lavoro; confrontando i dati di rilascio dei campioni naturali da soli, o quando essi sono caricati all’interno delle nanospugne si è riscontrato come i polimeri caricati rilascino l’idrossitirosolo in maniera molto più graduale e prolungata nel tempo soprattutto con campioni complessi come le foglie di olivo. Anche per quanto la fotostabilità, l’idrossitirosolo è risultato essere più stabile se viene incapsulato all’interno delle nanospugne. Le analisi dell’esperimento dello scavenging del radicale DPPH hanno mostrato come gli antiossidanti all’interno dei campioni riducano con il passare dei minuti la concentrazione del radicale, con le nanospugne caricate con il polifenolo che svolgono questa funzione in maniera graduale e controllata. Per avere una conferma dell’effettiva inclusione dell’idrossitirosolo all’interno delle nanospugne caricate sono state eseguite delle prove di caratterizzazione quali TGA, FTIR, analisi elementare, particle size e potenziale zeta. Le analisi sono state condotte confrontando i campioni caricati con la nanospugna vuota, le quali hanno confermato l’effettiva presenza del polifenolo al loro interno. in particolar modo, guardando le immagini relative alla microscopia elettronica a scansione e i risultati delle analisi termogravimetriche è possibile vedere visivamente il cambio di morfologia della nanospugna caricata rispetto alla nanospugna vuota.
Estrazione, complessazione e stabilizzazione del composto bioattivo idrossitirosolo da Olea europaea L.
GOSLINO, CHRISTIAN
2022/2023
Abstract
Alimenti derivanti da piante come frutta, verdura, cereali, legumi, spezie esercitano alcuni effetti benefici sulla salute dell’uomo. Questi benefici sono dovuti alla presenza di metaboliti secondari chiamati nutraceutici; tra di essi è presente il polifenolo idrossitirosolo, contenuto all’interno di prodotti naturali come ad esempio l’olio d’oliva e nelle foglie dell’olivo. L’idrossitirosolo, se assunto può aiutare a migliorare la salute delle persone prevenendo l’insorgenza di alcune malattie; per questo negli ultimi anni la ricerca si sta concentrando sull’estrazione e sull’incapsulazione di questi composti bioattivi sotto forma di integratori alimentari. In questo lavoro di tesi è stata condotta l’estrazione dell’idrossitirosolo da campioni naturali quali l’olio d’oliva e le foglie d’ olivo facendo uno screening di quelli che potessero essere i solventi migliori, eseguendo gli esperimenti anche a temperatura ambiente e a 60°C. I risultati degli esperimenti dimostrano come i solventi organici danno rese di estrazione più promettenti, in particolare il metanolo usato alla concentrazione 100% e a temperatura ambiente è quello che fornisce i migliori risultati, seguito dall’etanolo alle stesse condizioni. Ottimi risultati sono stati ottenuti anche usando come solvente acqua al 100%. Sono poi state utilizzate le nanospugne di betaciclodestrina, sintetizzate reticolando il monomero con l’acido citrico, per vedere quanto esse fossero in grado di caricare il polifenolo all’interno delle loro cavità. A causa della loro versatilità di utilizzo, questi polimeri grazie all’intrappolamento nelle loro cavità di molecole ospiti possono essere utilizzati per vari scopi; in particolar modo in questo lavoro di tesi, sono stati utilizzati per esperimenti di rilascio, di fotostabilità e di scavenging del radicale DPPH. Le prove condotte su questi tre esperimenti hanno portato a risultati in linea con quanto si era ipotizzato all’inizio di questo lavoro; confrontando i dati di rilascio dei campioni naturali da soli, o quando essi sono caricati all’interno delle nanospugne si è riscontrato come i polimeri caricati rilascino l’idrossitirosolo in maniera molto più graduale e prolungata nel tempo soprattutto con campioni complessi come le foglie di olivo. Anche per quanto la fotostabilità, l’idrossitirosolo è risultato essere più stabile se viene incapsulato all’interno delle nanospugne. Le analisi dell’esperimento dello scavenging del radicale DPPH hanno mostrato come gli antiossidanti all’interno dei campioni riducano con il passare dei minuti la concentrazione del radicale, con le nanospugne caricate con il polifenolo che svolgono questa funzione in maniera graduale e controllata. Per avere una conferma dell’effettiva inclusione dell’idrossitirosolo all’interno delle nanospugne caricate sono state eseguite delle prove di caratterizzazione quali TGA, FTIR, analisi elementare, particle size e potenziale zeta. Le analisi sono state condotte confrontando i campioni caricati con la nanospugna vuota, le quali hanno confermato l’effettiva presenza del polifenolo al loro interno. in particolar modo, guardando le immagini relative alla microscopia elettronica a scansione e i risultati delle analisi termogravimetriche è possibile vedere visivamente il cambio di morfologia della nanospugna caricata rispetto alla nanospugna vuota.I documenti in UNITESI sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
https://hdl.handle.net/20.500.14240/106903