Studi sull Attività Antibatterica dei Tannini nell Industria Conciaria

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1 Studi sull Attività Antibatterica dei Tannini nell Industria Conciaria Eric Poles Sales Director AICC, 23 Novembre 2018

2 Cosa Sono i Tannini I tannini sono composti polifenolici, aventi un peso molecolare tra 500 e Da, solubili in acqua, di sapore astringente, capaci di precipitare i sali dei metalli pesanti, gli alcaloidi e le proteine. Il loro nome deriva dal termine francese tan che riferisce alla corteccia di quercia macinata utilizzata anticamente nella concia delle pelli.

3 Rimedi Naturali per la Salute e la Bellezza* La polvere di galla, applicata su una ferita, ferma il sanguinamento ed agisce in modo da cicatrizzarla. Una donna, con un mestruo troppo prolungato, usi le galle dopo averle bollite in acqua piovana mescolata a succo di piantaggine in modo da ottenere un pessario, ossia un tipo di tappo, che introdurrà nelle sue vergogne. Chi desidera tingere i propri capelli di nero, utilizzi galle dall aspetto sodo, pesanti e non bucherellate e le faccia bollire in oli che successivamente vengono filtrati con un panno. *Tradotto da Der Gallapfel, 1485.

4 Tannini in Natura Ampiamente diffusi nel regno vegetale, sono presenti soprattutto nel legno, cortecce, foglie, semi e frutti acerbi. Svolgono numerose attività all interno delle piante e nel terreno in termini di: 1. Difesa dai parassiti; 2. Difesa dagli stress derivanti da condizioni climatiche e idriche sfavorevoli (elevate temperature, insolazione, salinità, ph, ecc.); 3. Miglioramento della fertilità del terreno e dell assorbimento degli elementi nutritivi.

5 Proprietà dei Tannini Elevato potere di complessare le proteine Elevato potere astringente Formazione di legami stabili con tutti i polifenoli, in particolare con gli antociani Buona proprietà chelante dei metalli pesanti Alto potere antiossidante Efficiente potere batteriostatico

6 Principali Materie Prime Utilizzate Quebracho (Schinopsis lorentzii) Quercia (Quercus sp) Uva (Vitis vinifera) Castagno (Castanea sativa) Tara (Caesalpinia spinosa) Limone (Citrus limonum) Galla cinese (Rhus semialata) Galla turca (Quercus infectoria)

7 Principali Utilizzi dei Tannini Applicazione Concia del cuoio per suola, pellami al vegetale e altri articoli Alimenti e bevande Vino Birra Farmaceutica Cosmetica Alimentazione animale Agricoltura Applicazioni industriali (inchiostro, tessuti, schiume, cartone ondulato, ecc.) Funzione Conciante delle pelli, effetto antibatterico Effetto antiossidante Stabilizzazione del colore, chiarifica, stimolazione aromi terziari Stabilizzazione della schiuma Riduzione peristalsi intestinale, effetto probiotico Effetto antiossidante Sostituto naturale degli antibiotici, effetto probiotico Effetto biostimolante e bioprotettivo Fissazione dei colori, effetto antiossidante, miglioramento dell incollaggio del cartone

8 L Attività Antibatterica dei Tannini

9 Scopo della Ricerca Valutazione dell attività antibatterica dei tannini utilizzati nella produzione di articoli in pelle conciata al vegetale che vengono a contatto con la pelle umana. Studio in vitro dell attività antibatterica di varie tipologie di pellami e di un materiale sintetico nei confronti di ceppi selezionati di batteri Gram negativi e Gram positivi. Studio in vivo dell attività antibatterica di pellami al vegetale conciati con i tannini all interno delle calzature (suoletta e fodera) rispetto all utilizzo di materiale sintetico. Valutazione dell esperienza d uso delle suolette in pelle conciata al vegetale con tannini all interno di scarpe antinfortunistiche rispetto a quelle con suoletta sintetica.

10 Ricerca in vitro Lo studio è stato condotto dal Dipartimento di Scienze Farmacologiche e Biomolecolari dell Università di Milano. Analisi quantitativa che ha valutato l attività antibatterica delle pelli al vegetale conciate con i tannini in comparazione con materiali sintetici e pelli conciate al cromo. Sono stati presi come batteri di riferimento: Escherichia coli, in rappresentanza dei batteri of Gram-; Staphylococcus aureus, in rappresentanza dei batteri Gram+.

11 Ricerca in vitro - Condizioni Sperimentali Incubazione (37 C, 18h) Campione (dischetto φ : 25 mm) - Pelle al vegetale - Pelle al cromo - Materiale sintetico Aggiunta di 0,1 ml di sospensione batterica (Conc. = 10 6 CFU/ml) Neutralizzazione (sol. 0,9% NaCl) Estrazione sotto agitazione Conta batterica

12 Ricerca in vitro - Condizioni Sperimentali Percentuale di riduzione batterica %R = (A-B)/Ax100 dove A = CFU/ml a t 0 e B = CFU/ml a t 6h L effetto antibatterico è significativo per valori %R 90%.

13 Ricerca in vitro - RISULTATI E. Coli Attività antibatterica %R=0% %R=44% %R=100% %R=100% %R=100% %R=98% T 6h CB: CB: CB: <100 CB: 900 CB: 100 CB: T 0 Inoculo con E. Coli alla concentrazione di CFU/ ml. CB: Fodera sintetica CB: Pelle conciata al cromo CB: Pelle al vegetale con tannino di Castagno CB: Pelle al vegetale con tannino di Quebracho CB: Pelle al vegetale con tannino di Tara CB: Pelle conciata al cromo + Riconcia al veg.

14 Ricerca in vitro - RISULTATI S. aureus Attività antibatterica %R=0% %R=100% %R*=100% %R*=100% %R*=100% %R=100% T 6h CB: CB: <100 CB: <10 CB: <10 CB: <10 CB: <100 T 0 Inoculo con S. Aureus alla concentrazione di CFU/ml. CB: Fodera sintetica CB: Pelle conciata al cromo CB: <10 Pelle al vegetale con tannino di Castagno CB: <10 Pelle al vegetale con tannino di Quebracho CB: <10 Pelle al vegetale con tannino di Tara CB: Pelle conciata al cromo + Riconcia al veg. * La procedura AATCC 100 è stata modificata nei casi della pelle conciata al vegetale con tannini di Castagno, Quebracho e Tara. La concentrazione della sospensione batterica iniziale è stata utilizzata per calcolare la percentuale di riduzione batterica (%R*).

15 Ricerca in vitro - RISULTATI Pelle conciata al vegetale con tannini di Castagno, Quebracho o Tara Pelle conciata al cromo Pelle conciata al cromo, riconciata con tannini naturali Materiale sintetico Eccellente attività antibatterica è stata osservata a t 6h. In particolare tutte le pelli al vegetale, a prescindere dal tannino utilizzato, hanno dimostrato un effetto battericida molto rapido nei confronti dello S. aureus con una riduzione di 6-7 log già a t 0. L attività antibatterica è stata osservata solo su S. aureus. Buona attività antibatterica a t 6h contro entrambi i batteri testati. Nessuna attività antibatterica è stata osservata.

16 Ricerca in vivo Lo studio è stato condotto da Wellmicro, spin-off dell Università di Bologna. Due diverse scarpe sono state analizzate sotto l aspetto qualitativo: Suoletta e fodera conciate al vegetale con l utilizzo dei tannini; Suoletta e fodera in materiale sintetico. Next Generation Sequencing (NGS) è stato utilizzato per effettuare il sequenziamento di massa sul DNA e RNA dei batteri presenti.

17 Ricerca in vitro - Condizioni Sperimentali Coinvolti 15 soggetti Ognuno ha indossato un paio di scarpe: fra i 18 ed i 65 anni, Scarpa sinistra con interni solo in materiale sintetico sia maschi (7) sia femmine (8). Scarpa destra con interni solo in pelle conciata al vegetale con tannini Studio condotto per un periodo di 28 giorni Campioni prelevato dalla superficie di ogni suoletta tramite tampone sterile. Caratterizzazione molecolare e analisi bioinformatica del microbiota della scapa. Caratterizzazione biochimica degli acidi grassi volatile a corta catena.

18 Ricerca in vivo - RISULTATI La popolazione batterica dopo 28 giorni è risultata significativamente differente all interno della scarpa: Nel caso della scarpa con interni in materiale sintetico, sono stati trovati batteri che si nutrono del sudore e che producono acidi grassi volatili, responsabili del cattivo odore. Nella scarpa con interni in pelle al vegetale conciata con tannini sono state trovate altre famiglie di batteri, che non causano cattivi odori. Scarpa con interni in materiale sintetico Scarpa con interni in pelle al vegetale con tannini naturali

19 Ricerca in vivo - RISULTATI Produzione di acidi grassi volatili: Il trend comparativo tra i due gruppi è conforme ai dati ottenuti con il sequenziamento dove si nota una maggior produzione di acidi grassi a catena corta nelle scarpe con interni in materiale sintetico. Concentrazione (nmoli) Ac. Acetico Ac. Butirrico Ac.Valerico Scarpa con interni in materiale sintetico Scarpa con interni in pelle al vegetale con tannini naturali

20 Ricerca in vivo - RISULTATI Le due scarpe hanno mostrato popolazioni batteriche statisticamente diverse: Scarpa con suoletta e fodera in materiale sintetico Scarpa con suoletta e fodera con pelle al vegetale conciata con i tannini Favorisce lo sviluppo di quei batteri responsabili del cattivo odore, come il Brevibacterium, Micrococcus e il Kytococcus. Mantiene un ambiente fresco ed asciutto nella scarpa che inibisce lo sviluppo dei batteri responsabili del cattivo odore dei piedi, favorendo al contrario i batteri endogeni, quelli benefici per il microbiota del piede. La scarpa funziona come un incubatore per i batteri che producono acidi grassi volatili, responsabile del cattivo odore sui piedi. Il piede è protetto dai batteri cattivi.

21 Esperienza dell Uso dei Tannini in Scarpe Antinfortunistiche Valutazione dell esperienza di utilizzo di scarpe antinfortunistiche con suolette in pelle al vegetale conciata con tannini. Confronto suoletta in pelle conciata al vegetale con tannini e suoletta in materiale sintetico. Test effettuato su 29 uomini, di nazionalità italiana, tra anni che lavorano come operai c/o azienda operante in provincia di Cuneo. Le scarpe antinfortunistiche con solette sono state indossate per 4 settimane, 7 giorni a settimana, 8 ore al giorno, dal 25/06/2018 al 23/07/2018. Somministrazione del questionario cartaceo in data 25/07/2018.

22 Risultati Utilizzando la suoletta in pelle al vegetale conciata con i tannini in scarpe antinfortunistiche hai percepito un diverso comfort rispetto a quelle con suoletta in sintetico? Ritieni che il sudore emesso naturalmente dai tuoi piedi sia stato assorbito in modo diverso con la suoletta in pelle al vegetale conciata con i tannini in scarpe antinfortunistiche rispetto a quelle con suoletta in sintetico?

23 Risultati Dal punto di vista olfattivo hai percepito degli odori diversi con la suoletta al vegetale in scarpe antinfortunistiche rispetto a quelle con suoletta in sintetico?

24 Risultati Descrivi con almeno 3 aggettivi gli odori e cosa provi ad utilizzare la scarpa antinfortunistica con: La suoletta in pelle al vegetale conciata con tannini La suoletta con materiale sintetico

25 Conclusioni Università di Milano I tannini utilizzati nella produzione di pelle conciata al vegetale distruggono oltre il 99% dei batteri. I tannini svolgono pertanto un azione antibatterica. La pelle al vegetale conciata con tannini può essere certificata Antibacterial Finishes on Textile Materials secondo AATCC Test Method Wellmicro I tannini utilizzati nella produzione di pelle conciata al vegetale impediscono lo sviluppo dei batteri della scarpa e favoriscono lo sviluppo di altri batteri, importanti per l equilibrio della flora cutanea del piede. I tannini proteggono la flora batterica tipica del piede, a favore dei batteri buoni. Scarpe Antinfortunistiche Il 75% del campione ritiene che le solette in pelle conciate con il tannino assorbano meglio il sudore rispetto a quelle in sintetico. Infatti le scarpe risultano fresche, asciutte e confortevoli. Grazie ai tannini, oltre i 2/3 del campione ritiene che le suolette al vegetale hanno migliorato la propria attività lavorativa.

26 Grazie Eric Poles Sales Director