Caratterizzazione della frazione lipidica di bucce di cacao di diversa varietà provenienti da differenti aree geografiche

Cocoa bean shell constitutes about the 10% of the dry weight of the cocoa bean and it is one the major by-products of the cocoa bean processing. This by-product is interesting for its nutritional and compositional characteristics, since it contains fiber (58%), protein (16%), fat (8%) and polyphenols (2%). Indeed, many studies proposed its use as ingredient in human and animal nutrition. Concerning the lipid fraction, the few works available in literature reported that the qualitative composition of cocoa bean reflected that of the cocoa bean with great differences among samples, probably due to the different cocoa varieties considered. Moreover, it has also been evidenced that some compounds, as linoleic acid, are higher in the cocoa bean shell than in cocoa bean. One the aim of this work was to study in dept the characterization of the lipid fraction of the cocoa bean shell, in particular the fatty acids, by collecting a high number of samples of different Theobroma cacao varieties (mainly Trinitario and Forastero) from different geographic areas (mainly America and Africa). In addition, the possibility of using the fatty acids as chemical markers for the definition of traceability parameters was also investigated. The fatty acid analysis was carried out by gas chromatography coupled with ionization flame detector, prior hot solvent extraction and transesterification reaction. By the comparison of the retention times of the sample analytes with those of a standard mixture, 29 fatty acids were overall identified. Saturated fatty acids, in particular palmitic and stearic acids, were among the most abundant (60.1%), followed by monounsaturated (33.2%), polyunsaturated (6%), omega 6 (5.4%) and omega 3 (0.6%). Oleic acid was the prevalent compound among the monounsaturated fatty acids, while linoleic acid was the most abundant among the polyunsaturated. The analysis of variance highlighted that the percentage of many fatty acids, among which some of the most abundant, significantly changed according to the continent origin, latitude and variety of the examined samples. Therefore, the fatty acids can be used as chemical markers for the definition of traceability models of the cocoa bean shells.

La buccia del cacao rappresenta circa il 10% del peso secco della fava ed è uno dei principali sottoprodotti della lavorazione del cacao. Tale sottoprodotto risulta interessante dal punto di vista compositivo e nutrizionale perché contiene fibre (58%), proteine (16%), grassi (8%) e polifenoli (2%) e in numerosi studi ne è stato proposto l'uso come ingrediente per l'alimentazione umana e animale. Per quanto riguarda la frazione lipidica, dai pochi studi presenti in letteratura, risulta che la composizione qualitativa della buccia di cacao riflette all'incirca quella della fava, con differenze marcate tra i campioni, probabilmente ascrivibili alle tipologie di cacao prese in esame. Inoltre è stato anche evidenziato che alcuni componenti, come l'acido linoleico, sono presenti in quantità doppia nella buccia rispetto alla fava. Uno degli obiettivi di questo lavoro di tesi è stato quello di approfondire la caratterizzazione della frazione lipidica, ed in particolar modo della composizione in acidi grassi, delle bucce di cacao, prendendo in esame un numero elevato di campioni appartenenti a varietà differenti di Theobroma cacao (prevalentemente Trinitario e Forastero) e provenienti da diverse aree geografiche del pianeta (prevalentemente Africa e America). È stata inoltre indagata la possibilità di utilizzare gli acidi grassi come marcatori chimici per la definizione di parametri di tracciabilità. L'analisi degli acidi grassi legati è stata condotta in gascromatografia con sistema di rivelazione a ionizzazione di fiamma, previa estrazione a caldo con solvente e reazione di transesterificazione. Attraverso la comparazione dei tempi di ritenzione degli analiti nei campioni con quelli di una miscela standard, sono stati identificati complessivamente 29 acidi grassi. Gli acidi grassi saturi, in particolare l'acido palmitico e l'acido stearico, sono risultati i più abbondanti (60.1%) seguiti dai monoinsaturi (33.2%), polinsaturi (6%), omega 6 (5.4%) e omega 3 (0.6%). L'acido oleico era il composto prevalente tra i monoinsaturi, mentre l'acido linoleico era il più abbondante tra i polinsaturi. L'analisi della varianza ha evidenziato che il contenuto percentuale di numerosi acidi grassi, tra cui anche quelli più abbondanti, varia in modo significativo in funzione del continente di provenienza, della latitudine e della varietà dei campioni esaminati. Gli acidi grassi possono quindi essere utilizzati come marcatori chimici per la definizione di modelli di tracciabilità delle bucce di cacao.