IDENTIFICAZIONE CHIMICA E PROPRIETA DEI POLIFENOLI IN OLIO E NELLE ACQUE DI VEGETAZIONE

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1 IDENTIFICAZINE CHIMICA E PRPRIETA DEI PLIFENLI IN LI E NELLE ACQUE DI VEGETAZINE MNTEDR GF., Taticchi A., DIP. DI SCIENZE ECNMIC-ESTIMATIVE E DEGLI ALIMENTI. SEZ. DI TECNLGIE E BITECNLGIE DEGLI ALIMENTI. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA, VIA SAN CSTANZ, PERUGIA (ITALY).

2 Prodotti del processo di estrazione meccanica degli oli vergini di oliva sansa Acque di vegetazione

3 CMPSIZINE CHIMICA DEGLI LI DI LIVA VERGINI GLICERIDI ( %) CMPNENTI MINRI ( %) Trigliceridi (97-98%): % - P % - L % - L % - PL % - S % - PP % Digliceridi (2-3%) Monogliceridi ( %) Acidi Grassi: (%) acido miristico (C14:0) acido palmitico (C16:0) acido palmitoleico (C16:1) acido margarico (C17:0) acido eptadecanoico (C17:1) acido stearico (C18:0) acido oleico (C18:1) acido linoleico (C18:2) acido linolenico (C18:3) acido arachico (C20:0) acido eicosenoico (C20:1) acido behenico (C22:0) acido lignocerico (C24:0) Idrocarburi: mg/100g - Squalene mg/100g Alcoli: Triterpenici mg/100g Alifatici mg/100g Steroli: mg/100g ß - sitosterolo % δ-5-avenansterolo 5-31 % campesterolo 2-4 % δ -7-stigmasterolo % Fenoli mg/kg Tocoferoli: mg/kg Fosfolipidi: mg/kg Composti Volatili Pigmenti: Clorofille A e B mg/kg Feofitine A e B mg/kg β -Carotene mg/kg Luteina mg/kg

4 Acque di vegetazione dei frantoi oleari PARAMETR MIN - MAX LipidI (mg/l) Materia organica (g/l) Minerali (g/l) 5-14 Composti fenolici (mg/l) Solidi (%) ph BD 5 (mg/l) CD (mg/l) Source: Niaounakis M. and Halvadakis C.P. - in live mill waste management,, 2004

5 DISTRIBUZINE DEI CMPSTI FENLICI (%) NELL LI VERGINE DI LIVA E NEI SUI STTPRDTTI DI Cv. FRANTI LI 2,7% SANSA 47,8% ACQUA DI VEGETAZINE 49,5%

6 PARAMETRI ANALITICI RIGUARDANTI LA QUALITA DELL LI DI LIVA MERCELGICI (genuinità: origine botanica e tecnologia estrattiva) Regolamento U.E. 2568/1991 e seguenti. SALUTISTICI Acidi Grassi cis -monoinsaturi -polinsaturi -rapporti saturi/insaturi Acidi Grassi trans posizione degli acidi grassi monoinsaturi nei trigliceridi. Vitamine Liposolubili (A, E, D e K) Antiossidanti -vitamine A ed E -caroteni -ortodifenoli Idrocarburi (squalene( squalene) Steroli STABILITÀ ALL SSIDAZINE -rtodifenoli SENSRIALI composti volatili (fruttato) -aldeidi insature C 5 -C 6 -alcoli insaturi C 6 ed alcoli saturi C 5 -esteri -terpeni Composti volatili (difetti) -Aldeidi ed alcoli C 9, esteri e chetoni coniugati Derivati secoroidei Rapporto e distribuzione egli acidi grassi Acido oleico/acidi grassi saturi Pigmenti -Clorofille TIPICITA -numerosi parametri

7 PARAMETRI DI CMPSIZINE DEGLI LI DI LIVA STABILITI DAI DIVERSI REGLAMENTI Extra vergine Acidità libera (% acido oleico) Panel test Lampante Acidità libera (%) (acido oleico) lio di oliva Sansa di oliva Acidità libera (%) (acido oleico) Reg.to U.E. 2568/ * valutazione a punteggio Media aritm. dei valori 3.3** 1.5* Reg.to U.E. 1513/ / * Valutazione con mediana 2.0** 1.0* *- Tutti i valori indicati si intendono uguali o inferiori **- Tutti i valori indicati si intendono uguali o superiori

8 PARAMETRI ANALITICI RIGUARDANTI LA CLASSIFICAZINE MERCELGICA DEGLI LI DI LIVA SECND IL REGLAMENT 2568/1991 E SEGUENTI Acidità (%) Numero di Perossidi (meq 2 /Kg ) Cere (mg/kg) Acidi Saturi in posizione 2 del trigliceride (%) Differenza ECN42 Stigmastadiene mg/kg HPLC e ECN42 Calcolo Teorico K 232 K 270 Delta-K Valutazione rganolettica Mediana del Difetto (Md) Valutazione rganolettica Mediana del Fruttato (Mf) Composizione Acidica (%) Miristico (%) Linolenico (%) Arachidico (%) Eicosanoico (%) Beenico (%) Lignocerico (%) Somma degli isomeri translinolenici (%) Composizione in steroli (%) Colesterolo (%) Brassicasterolo (%) Campesterolo (%) Stigmasterolo (%) Betasitosterolo (%) Delta-7-stigma-stenolo (%) Steroli totali (%) Eritrodiolo e uvaolo (%) lio Extra Vergine di liva lio di liva Vergine lio di liva Lampante! 0,8! 2,0 >2! 20! 20 _! 250! 250! 300! 1,5! 1,5! 1,5! 0,15! 0.15! 0,50! 0,2! 0,2! 0,3! 2,50! 2,60 _! 0,22! 0,25 _! 0,01! 0,01 _ Md = 0 Md! 2,5 Md > 2,5 Mf > 0 Mf > 0 _! 0,05! 0,05! 0,05! 1,0! 1,0! 1,0! 0,6! 0,6! 0,6! 0,4! 0,4! 0,4! 0,2! 0,2! 0,2! 0,2! 0,2! 0,2! 0,05! 0,05! 0,05! 0,5! 0,5! 0,5! 0,1! 0,1! 0,1! 4,0! 4,0! 4,0 < camp < camp _ " 93,0 " 93,0 " 93,0! 0,5! 0,5! 0,5 " 1000 " 1000 " 1000! 4,5! 4,5! 4,5

9 CMPSTI FENLICI DELL LIVA Antociani Cianidina-3-glucoside Cianidina-3-rutinoside Cianidina-3-caffeilglucoside Cianidina-3-caffeilrutinoside Delfinidina 3-ramnosioglucoside-7-xilosio Flavonoidi Quercetina-3-rutinoside Flavoni Luteolina-7-glucoside Luteolina-5-glucoside Apigenina-7-glucoside polifenoli Acidi Fenolici Acido clorogenico Acido caffeico Acido p -idrossibenzoico Acido protocatechico Acido vanillico Acido siringico Acido p -cumarico Acido o -cumarico Acido ferulico Acido sinapico Acido benzoico Acido cinnammico Acido gallico -idrossibenzoico p -( Alcoli Fenolici (3,4-Diidrossifenil)etanolo (3,4 DHPEA) -(Idrossifenil)etanolo (p-hpea( p-hpea) Secoiridoidi leuropeina Demetioleuropeina Ligustroside Nüzhenide Derivati dell' Acido Idrossicinnamico Verbascoside

10 Distribuzione dei secoridoidi e cinnamil derivati (mg/100g) nelle diverse parti costitutive della drupa. La concentrazione dei composti fenolici era valutata per HPLC secondo Montedoro et al. (1992)

11 Distribuzione dei lignani (mg/100g) nelle diverse parti costitutive della drupa mg/100 g Coratina Frantoio Coratina Frantoio Coratina Frantoio polpa nocciolo seme (+)-1-Acetossipinoresinolo (+)-Pinoresinolo La concentrazione dei composti fenolici era valutata per HPLC secondo Montedoro et al. (1992)

12 STRUTTURE CHIMICHE DEI SECIRIDIDI GLUCSIDI PRESENTI NELL LIVA polifenoli H H H 3' 3 4 4' 2' 7' 1' 8' 6' 5' H 2'' CCH ' H 2' 5' CH2H 4' H H 3' 6' leuropein LEURPEINA '' 5'' H 3'' 4'' 6'' H N NÜZHENIDE Nüzhenide H H 3' 2' 7' 1' 8' 4' 5' 10 CC H ' H 2' H 3' 6' ' 5' 6' H CH 3 1' 2' H 5' 6' CH 2 H H 4' H 3' H 2' 7' 1' 8' ' 4 ' C H 2 H H ' 7 ' 2 ' H 2 ' ' H 1 ' H 6 ' 5 ' 8 ' 1 ' 3 ' H 3 C 1 ' H H 6 ' 4 ' H 4 ' H 3 ' 2 ' 5 ' H VERBASCSIDE Verbascoside DEMETILLEURPEINA Demethyloleuropein Ligstroside LIGUSTRSIDE 3' 4' 5' 10 6' CCH3 3 1' H 2' 5 ' CH2H 4' H H 3' 6'

13 CMPSTI FENLICI DELL LI VERGINE DI LIVA ACIDI FENLICI E DERIVATI IDRSSI-ISCRMANI polifenoli Acido Vanillico Acido Siringico Acido p -Cumarico Acido o -Cumarico Acido Gallico Acido Caffeico Acido Protocatechico Acido p -Idrossibenzoico Acido Ferulico Acido Cinnammico 4-(acetossietil acetossietil)-1,2-diidrossibenzene Acido Benzoico SECIRIDIDI )-1,2-diidrossibenzene (+) ALCLI FENLICI (3,4-Diidrossifenil)etanolo (3,4 DHPEA) (p -Idrossifenil)etanolo (p-hpea( p-hpea) (3,4-Diidrossifenil)etanolo-glucoside LIGNANI (+)-1-Acetossipinoresinolo (+)-Pinoresinolo FLAVNIDI Apigenina Luteolina Forma dialdeidica dell' acido decarbossimetil elenolico legato al 3,4-DHPEA ( 3,4 DHPEA-EDA) Forma dialdeidica dell'acido decarbossimetil elenolico legato al p -HPEA ( p -HPEA-EDA) leuropeina aglicone (3,4 DHPEA-EA) Ligustroside aglicone leuropeina aglicone (3,4 DHPEA-EA) leuropeina Forma dialdeidica dell'oleuropeina aglicone Forma dialdeidica del ligustroside aglicone

14 STRUTTURE CHIMICHE DEI SECIRIDIDI DERIVATI E DEI FENIL-ALCLI PRESENTI NELL LI VERGINE DI LIVA H 3' 4' 2' 7' 1' 8' 6' CCH 3 5' H H 3' 4' 2' 7' 1' 8' 6' 5' H 3' 4' 2' 5' 1' 6' 7' 8' H polifenoli LIGUSTRSIDE AGLICNE (p-hpea-ea) H 2' 7' 1' 8' 3' 6' H CCH 3 4' 5' ISMER DELL LEURPEINA AGLICNE (3,4-DHPEA-EA) FRMA ALDEIDICA DELL ACID (p-idrssifenil) ) ETANL ELENLIC LEGAT AL p-hpea (p-hpea-eda) = LECANTALE (p-hpea) 7' H 2' 1' 7' 8' H 2' 1' 3' 6' 3' 8' 6' H 4' H 5' 7 H 4' 4 5' (3,4-DIIDRSSIFENIL) (3,4-DIIDRSSIFENL) ETANL 8 (3,4-DHPEA) FRMA ALDEIDICA DELL ACID ELENLIC LEGAT AL 3,4-DHPEA (3,4DHPEA- EDA)

15 STRUTTURA CHIMICA DEI LIGNANI PRESENTI NELL LI VERGINE DI LIVA polifenoli (+)-1- ACETSSIPINRESINL (+)-1-PINRESINL

16 PSSIBILI VIE METABLICHE DEI CMPSTI FENLICI DELL LI EXTRA VERGINE DI LIVA (Vissers et al., 2002).

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18 PTERE ANTISSIDANTE DEI CMPSTI FENLICI: INFLUENZA SULLA SHELF LIFE Periodo di Induzione (ore) 3,4 DHPEA-EDA 3,4 DHPEA-EA ν α-tcferl 3,4-DHPEA * p-hpea ν * Concentrazione (mm) ATTIVITA ANTISSIDANTE DEI CMPSTI FENLICI MISURATA IN LI EXTRAVERGINI DI LIVA SSIDATI A 120 C TRAMITE RANCIMAT ( (Baldioli et al., 1996).

19 CRRELAZINE TRA IL CNTENUT IN RTDIFENLI E RESISTENZA ALL SSIDAZINE VALUTATA TRAMITE RANCIMAT Periodo di Induzione (ore) rtodifenoli (mg/kg) Montedoro Dati non pubblicati

20 CNFRNT TRA PLIFENLI VALUTATI PER CLRIMETRIA E PER HPLC rto-difenoli per HPLC (mg/kg) rtodifenoli per colorimetria (mg ac.gallico/kg di olio) Montedoro Dati non pubblicati

21 CRRELAZINE TRA IL CNTENUT IN α-tcferl E RESISTENZA ALL SSIDAZINE VALUTATA TRAMITE RANCIMAT Periodo di Induzione (ore) Alfa-tocoferolo (mg/kg) Montedoro Dati non pubblicati

22 QUALITA DELL LI VERGINE DI LIVA sensoriale Composti fenolici. Composti volatili. Pigmenti

23 PRINCIPALI CMPSTI DI IMPATT ED INTEGRATIVI RESPNSABILI DELLE CARATTERISTICHE SENSRIALI DELL'LI VERGINE DI LIVA LFATT CMPSTI DI IMPATT 1-PENTEN-3-L (E )-2-ESENALE 3-ESENL (Z )-3-ESENL (E )-3-ESENL GUST CMPSTI DI IMPATT PLIFENLI IDRLIZZABILI: 3,4-DHPEA-EDA* 3,4-DHPEA-EA p -HPEA-EDA** p -HPEA derivato*** IDRSSITIRSL (3,4-DHPEA) TIRSL (p -HPEA) CMPSTI INTEGRATIVI DEL FLAVR PENTANALE CMPSTI INTEGRATIVI DEL FLAVR ALDEIDI ED ALCLI C 5 -C 6 SATURI ED INSATURI ESANALE 6-METIL-5-EPTEN-2-NE 3-ESENIL-ACETAT *Forma dialdeidica dell' acido elenolico legato al 3,4-HPEA ( 3,4-HPEA-EDA); **Forma dialdeidica dell' acido elenolico legato al p -HPEA ( p -HPEA-EDA); ***in corso di identificazione

24 QUALITA DELL LI VERGINE DI LIVA tipicità

25 Acidità (g ac. leico/100 g olio) da < 0,5 a <0,8 Numero di perossidi (meq 2 /kg olio) da < 10 a < 18 K 232 da < 1,700 a < 2,400 Principali requisiti merceologici, salutistici e sensoriali dei 39 oli italiani con certificazione DP ed IGP, richiesti dai diversi disciplinari di produzione. K 270 da < 0,150 a < _ K d a! 0, a < Ac. leico (%) Ac. Linoleico (%) 8,0-13,0 Ac. Linolenico (%) 0,6-0,9 Ac. Palmitico (%) 8-14 Ac. Palmitoleico (%) 0,4-1,2 Ac. Stearico (%) 0,5-3 Ac. Arachico (%) < 0,5 Ac. Eicosenoico (%) < 0,4 Campesterolo (%) < 3,5 Campesterolo/stigmasterolo 1,70-14 Campesterolo / _ -5-avenasterolo 0, 2 5-0, 6 0 Polifenoli totali (ppm) Tocoferoli (ppm) da > 40 a >150 Esanale (ppm) > 25 Punteggio al panel test da > 6,5 a > 7

26 BIATTIVITA RIPRTATE IN LETTERATURA PER I CMPSTI FENLICI DELLE ACQUE DI VEGETAZINE bied et al. 2005, J. Agric.. Food Chem.. 53, 4, Biofenoli Idrossitirosolo (33-38) Bioattività antiossidante cardioprotettiva chemoprotettrice antimicrobica antiinfiammatoria Sbiancante della pelle Isolato da VW, antiossidante nel plasma e nel fegato dei ratti (39, 40) Protettore di eritrociti umani contro danni ossidativi (41). sservazioni (rif.) Effetti multipli (18, 27). Riduzione ed azione scavenging nella produzione di anioni superossidi in cellule promonocite umane (42). Inibizione dei danni a DNA (43) perossinitritodipendente; induzione all apoptosi di citocromo C- dipendente (44); inibizione della proliferazione di cellule tumorali (45). Vs. patogeni umani (46) e batteri di importanza agraria (47) Inibizione dei leucociti leucotrieni B 4 (17) Preparazione di prodotti da bagno e topici (citato in rif. 49)

27 BIATTIVITA RIPRTATE IN LETTERATURA PER I CMPSTI FENLICI DELLE ACQUE DI VEGETAZINE bied et al. 2005, J. Agric.. Food Chem.. 53, 4, Biofenoli Bioattività sservazioni (rif( rif) leuropeina (37, 38, 50) antiossidante Antiaterogenica e cardioprottetiva Ipoglicemica Antipertensiva Antimicrobica ed antivirale anti- infiammatoria Citostatica Attività endocrinale Modulazione enzimatica Estratto da sanse (51) attività in vivo and in vitro (52) di radical scavenging all interno delle biomembrane (53) Inibizione dell ossidazione dell LDL e dell aggregazione piastrinica (16, 54). Composizione in acidi grassi del cuore dei ratti (55). Miglioramento della produzione di ossido nitrico (56). In ratti (sani e diabetici) (15) Vasodilatatore (57) Antibatterica ( (46, 58) antimicoplasmatica (59) effetti antifungini (60) attività anti-hiv degli estratti da foglie di oliva (61) Inibizione della 5-Lipossigensasi (48) Contro le cellule Mc-Coy (62) Stimolazione della tiroide (64);; modulazione dell attività ipoglicemica-ipolipidemica Attivazione della pepsina ed inibizione di tripsina, lipasi, glicerolo- deidrogenasi,, glicerolo-3-fosfato deidrogenasie glicerochinasi (65).

28 BIATTIVITA RIPRTATE IN LETTERATURA PER I CMPSTI FENLICI DELLE ACQUE DI VEGETAZINE Biofenoli Bioattività bied et al. 2005, J. Agric.. Food Chem.. 53, 4, sservazioni (rif( rif) Tirosolo (34, 51, 66, 67) Acido caffeico (33, 67, 73) Antiossidante Anti-infiammatoria Antiaterogenica Cardioattiva Antiossidante Chemoprotettrice Antiaterogenica Antimicrobica anti-infiammatoria Attività antidepressivo- simile DPPH scavenging (68) protezione contro l LDL l ossidato (69); riduziine dell osdùsidazione del DNA, ad alte concentrazioni (70) Inibizione della 5-lipossigenasi (meno attivo dell idrossitirosolo idrossitirosolo) (48) Negli umani (71) Antiaritmica e cardioprotettrice (72) Specie reattive di ossigeno ed azoto (75) Inibizione dell ossidazione del DNA (meno attivo dell idrossitirosolo ma più efficiente del tirosolo) ) nelle cellule della prostata (70). Inibizione dell ossidazione dell LDL ( (76, 77). Attività prossidante su LDL (78). Antibatterica ed antifungina (60) Inibizione della 5-lipossigenasi (più attivo del tirosolo ma meno dell idrossitirosolo e dell oleuropeina oleuropeina) (48) Meccanismi sconosciuti (79)

29 BIATTIVITA RIPRTATE IN LETTERATURA PER I CMPSTI FENLICI DELLE ACQUE DI VEGETAZINE Biofenoli Bioattività bied et al. 2005, J. Agric.. Food Chem.. 53, 4, sservazioni (rif( rif) Verbascoside (38, 50, 67, 82) Acido Elenolico (33, 50) Acido p-cumarico (37, 73, 80) Catecolo (37, 94, 95) Antiossidante Chemopreventiva Cardioattiva Antipertensiva Anti-infiammatoria Antiaterogenica Sedativa Antimicrobica Antivirale Antiossidante Antimicrobica Chemopreventiva Fitotossica Antimicrobica Carinogenica Antiossidante ed anticancro Estratto da Ballota nigra (83) Conversione delle caratteristiche fenotipiche maligne (84) Attività cronotropica, inotropica, vasodilatatore coronario mediato da camp (85). Inibitore dell ACE (86). Meccanismi multipli (87) Perossidazione lipidica del plasma e fluidità degli eritrociti di membrana (88) Estratto da Ballota nigra (83) Antibatterico (58) Enoleato di calcio (89) Protezione del cuore dei ratti da stress ossidativo di doxorubicina (90) Ipoclorito attività scavenging (91) Antibatterica ed antifungina (60, 92) Attività antileucemica (90, 93) Tossico per piante di pomodoro (94) Contro patogeni vegetali (47) Attività negli stomaci dei ratti (96) Effetti contrastanti (97)

30 Grazie per l attenzione l!