Evaluation of bioactive compounds having antioxidant activity in plant food

Negli alimenti di origine vegetale sono naturalmente presenti alcuni composti bioattivi, cioè composti aventi o no valore nutrizionale e dotati di attività biologica che si esplica nel ridurre il rischio di sviluppo di numerose malattie croniche, svolgendo, quindi, una fondamentale azione protettiva sulla nostra salute. All’interno di questo gruppo di composti si inseriscono gli antiossidanti, definiti come sostanze che, in basse concentrazioni rispetto al substrato ossidabile e sotto specifiche condizioni, sono in grado di ritardare o prevenire l’ossidazione del substrato stesso. L’importanza degli antiossidanti contenuti negli alimenti è da associare sia alla capacità di preservare la shelf-life degli alimenti, ritardando l’ossidazione degli acidi grassi polinsaturi, sia di esplicare in vivo, nell’organismo umano, effetti benefici contro le malattie cronico–degenerative indotte dallo stress ossidativo e dall’età. Sono principalmente annoverate come sostanze antiossidanti le vitamine, i polifenoli, i carotenoidi, tra cui la luteina, i sali minerali; il loro contenuto negli alimenti vegetali può essere influenzato da diversi fattori sia varietali, pedoclimatici e tecnologici. Alla luce di queste considerazioni, l’attività di ricerca di dottorato è stata indirizzata alla valutazione dei composti bioattivi, con particolare riferimento agli antiossidanti, negli alimenti di origine vegetale, sia cereali che prodotti ortofrutticoli, sviluppandola in tre sezioni: - la valutazione del contenuto in luteina totale di diversi prodotti ortofrutticoli e delle forme in cui può essere presente in essi, ossia luteina libera, esterificata ad acidi grassi e legata alla matrice, utilizzando una procedura analitica caratterizzata da saponificazione e successiva estrazione con solventi e analisi in HPLC, ponendo particolare attenzione alla luteina legata non considerata nei lavori di letteratura. I risultati hanno evidenziato che è opportuno applicare una metodica di saponificazione della matrice seguita da estrazione con solventi per risalire al contenuto di luteina legata, che alla luce dei risultati ottenuti è risultata una parte rilevante della luteina totale; - la valutazione del contenuto in polifenoli e stima della relativa capacità antiossidante di prodotti ortofrutticoli diversamente trattati prelevati presso due mense ospedaliere in tempi diversi. I risultati hanno evidenziato come i prodotti ortofrutticoli somministrati negli ospedali, pur non essendo freschi ma surgelati, sono in grado di fornire un buon apporto di polifenoli e contribuire positivamente al recupero dei soggetti ospedalizzati in quanto la ristorazione ospedaliera riveste un ruolo importante sia come strumento terapeutico, sia come strumento di educazione alimentare; - la messa a punto di una metodica di estrazione unica, valida ed affidabile di antiossidanti sia lipofili (carotenoidi e tocoli) che idrofili (polifenoli liberi e legati), capace di estrarre contemporaneamente entrambe le frazioni (idrosolubile e liposolubile) di cereali come il grano duro, considerando che le metodiche presenti in letteratura si basano sull’estrazione separata di tali antiossidanti. Dai risultati è emerso che il metodo messo a punto ha permesso l’estrazione di entrambe le componenti, non mostrando differenze significative nella capacità estrattiva con i metodi presenti in letteratura in grado di separare singolarmente le diverse frazioni.In plant-derived products there are naturally some bioactive compounds, that is substance with or without nutritional value, having biological activity in prevention of the developing of several chronic diseases, so protecting human health. In this group there are antioxidants, molecules that, when present at low concentrations compared with those of an oxidizable substrate and under specific assay conditions, can delay or prevent oxidation of that substrate. The importance of antioxidants in foods is connected both to the protection of the shelf-life of food, delaying polyunsaturated fatty acids oxidation, and to delaying in vivo, in human body, of chronic-degenerative diseases caused by oxidative stress and age. Mainly antioxidants include vitamins, polyphenols, carotenoids, such as lutein, and minerals; whose content in plant foods can be influenced by several factors such as variety, pedoclimatic conditions and technological processes. In the light of this considerations, the research activity of PhD is aimed at the evaluation of bioactive compounds, in particular antioxidants, in plant-derived products, both cereals and fruits and vegetables, developing in three sections: - evaluation of lutein content of different fruits and vegetables and of forms in which it can be present in foods, like free, esterified with fatty acids and bound to matrix by using of an extraction method characterized by saponification followed by extraction with solvents and HPLC analysis, particular attention has been focused on bound lutein not extimated in literature. The obtained results confirm the needing to carry out a saponification step of vegetables matrix followed by extraction with solvents, in order to obtain the amount of lutein bound to matrix, which represents a considerable part of total lutein content; - evaluation of polyphenol content and related antioxidant capacity of differently treated fruits and vegetables sampled in two different hospital canteens at different seasons. The obtained results demostrated that fruits and vegetables, even deep-frozen and not fresh, provide a good contribution of polyphenols and positively contribute in recovering of hospitalized subjects; - development of unique, valid and reliable extraction method of both lipid-soluble (carotenoids and tocols) and water-soluble antioxidants (free and bound polyphenols), able to extract at the same time both fractions (lipid-soluble and water-soluble) of cereals like durum wheat, considering that the literature methods separately extract these two fractions. The developed method allowed the extraction of both components of cereals, without showing significant differences in the extraction capacity as to literature methods.Dottorato di ricerca in Biotecnologia degli Alimenti (XXIII ciclo