Negli ultimi anni si stanno ponendo le basi per un mondo industriale che rivolga una particolare attenzione verso la protezione dell'ambiente e la tutela della salute umana. Il condensarsi di questi sforzi ha dato vita al complesso concetto di Green Chemistry ed Economia Circolare. Seguendo questi principi lo scopo di questo lavoro di tesi era quello di valorizzare materiali di scarto dell'industria agroalimentare, mediante l'utilizzo di tecnologie e solventi non convenzionali ed ecosostenibili. In particolare, l'obbiettivo principale era quello di recuperare metaboliti dall'elevato potere antiossidante dalle bucce di Solanum Tuberosum (var. Vitelotte), sfruttando tecniche di estrazione assistite da microonde (MAE) e ultrasuoni (UAE). Il lavoro, svolto in un'ottica sostenibile, è stato focalizzato sul confronto tra tecnologie estrattive, convenzionali e non, con lo scopo di migliorare i tempi e l'efficacia del processo estrattivo stesso, e sul potenziale utilizzo di solventi di derivazione bio. Per ogni tecnica estrattiva adottata sono state impiegate due tipologie di solventi: un NaDES1, miscela eutettica equimolare di colina cloruro e acido lattico (LCH), e una soluzione idroalcolica (EtOH/H2O) con un rapporto ottimizzato di 70:30. Ogni estrazione è stata accompagnata dalla valutazione del potere antiossidante dell'estratto ottenuto mediante analisi DPPH. I dati ottenuti, hanno evidenziato che l'attività antiossidante dell'estratto di bucce di patata viola era estremamente dipendente dalla combinazione di solvente e tecnica estrattiva utilizzata, descrivendo attività massime per: l'estratto in idroalcolica ottenuto in microonde (120°C; 5min) dalle bucce desaccarificate, e per l'estratto in NaDES ottenuto in ultrasuoni (40°C; 30 min; 500W). In prima lettura, gli estratti idroalcolici hanno dimostrato un potere antiossidante superiore a quelli in NaDES. Però, in seguito ad analisi approfondite, è stato possibile osservare ed ipotizzare, un effetto stabilizzante NaDES mediato, sui polifenoli in esso estratti, fenomeno che, probabilmente mediato da legami ponte idrogeno, ha falsato le risposte dell'estratto in oggetto, al test del DPPH, inibendolo parzialmente. Questa ipotesi è stata verificata ricostruendo a posteriori sistemi a contenuto noto di polifenoli estratti in idroalcolica+LCH e registrandone i relativi valori di Trolox eq. e confrontandoli con quelli ottenuti tramite l'addizione di EtOH (1% e 10%) come interferente. È stato così confermato che l'aggiunta di alcool incrementava l'attività antiossidante del sistema ricostruito, con la conseguente conferma che il NaDES adottato per la valorizzazione delle bucce di patata viola, non solo era efficace in termini di solvente di estrazione, ma era anche in grado di stabilizzare l'estratto ottenuto. Lo studio effettuato sulla valorizzazione dei composti antiossidanti estratti dalle bucce di patata viola, abbinato all'utilizzo di tecniche e solventi non convenzionali, apre interessanti spunti per l'impiego di scarti dell'industria agroalimentare: l'estrazione di composti attivi e la successiva formulazione in sistemi a base NaDES, con lo scopo di implementarne le caratteristiche di stabilità.

Estrazione di composti ad attività antiossidante da bucce di patate viola mediante tecnologie e solventi non convenzionali

REZAZADEH ARDEBILI, SHADI
2017/2018

Abstract

Negli ultimi anni si stanno ponendo le basi per un mondo industriale che rivolga una particolare attenzione verso la protezione dell'ambiente e la tutela della salute umana. Il condensarsi di questi sforzi ha dato vita al complesso concetto di Green Chemistry ed Economia Circolare. Seguendo questi principi lo scopo di questo lavoro di tesi era quello di valorizzare materiali di scarto dell'industria agroalimentare, mediante l'utilizzo di tecnologie e solventi non convenzionali ed ecosostenibili. In particolare, l'obbiettivo principale era quello di recuperare metaboliti dall'elevato potere antiossidante dalle bucce di Solanum Tuberosum (var. Vitelotte), sfruttando tecniche di estrazione assistite da microonde (MAE) e ultrasuoni (UAE). Il lavoro, svolto in un'ottica sostenibile, è stato focalizzato sul confronto tra tecnologie estrattive, convenzionali e non, con lo scopo di migliorare i tempi e l'efficacia del processo estrattivo stesso, e sul potenziale utilizzo di solventi di derivazione bio. Per ogni tecnica estrattiva adottata sono state impiegate due tipologie di solventi: un NaDES1, miscela eutettica equimolare di colina cloruro e acido lattico (LCH), e una soluzione idroalcolica (EtOH/H2O) con un rapporto ottimizzato di 70:30. Ogni estrazione è stata accompagnata dalla valutazione del potere antiossidante dell'estratto ottenuto mediante analisi DPPH. I dati ottenuti, hanno evidenziato che l'attività antiossidante dell'estratto di bucce di patata viola era estremamente dipendente dalla combinazione di solvente e tecnica estrattiva utilizzata, descrivendo attività massime per: l'estratto in idroalcolica ottenuto in microonde (120°C; 5min) dalle bucce desaccarificate, e per l'estratto in NaDES ottenuto in ultrasuoni (40°C; 30 min; 500W). In prima lettura, gli estratti idroalcolici hanno dimostrato un potere antiossidante superiore a quelli in NaDES. Però, in seguito ad analisi approfondite, è stato possibile osservare ed ipotizzare, un effetto stabilizzante NaDES mediato, sui polifenoli in esso estratti, fenomeno che, probabilmente mediato da legami ponte idrogeno, ha falsato le risposte dell'estratto in oggetto, al test del DPPH, inibendolo parzialmente. Questa ipotesi è stata verificata ricostruendo a posteriori sistemi a contenuto noto di polifenoli estratti in idroalcolica+LCH e registrandone i relativi valori di Trolox eq. e confrontandoli con quelli ottenuti tramite l'addizione di EtOH (1% e 10%) come interferente. È stato così confermato che l'aggiunta di alcool incrementava l'attività antiossidante del sistema ricostruito, con la conseguente conferma che il NaDES adottato per la valorizzazione delle bucce di patata viola, non solo era efficace in termini di solvente di estrazione, ma era anche in grado di stabilizzare l'estratto ottenuto. Lo studio effettuato sulla valorizzazione dei composti antiossidanti estratti dalle bucce di patata viola, abbinato all'utilizzo di tecniche e solventi non convenzionali, apre interessanti spunti per l'impiego di scarti dell'industria agroalimentare: l'estrazione di composti attivi e la successiva formulazione in sistemi a base NaDES, con lo scopo di implementarne le caratteristiche di stabilità.
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