Riassunto analitico
Il presente studio si pone l’obiettivo di sviluppare ed ottimizzare un protocollo
tecnologico innovativo che combini diverse fasi di estrazione allo scopo di “scomporre
step-by-step” una matrice complessa quale la buccia di arancia, ottenendo la separazione
di componenti bioattivi come polifenoli, carotenoidi, pectine e cellulosa. La tecnologia di
estrazione adoperata ha combinato due tecniche finora scarsamente usate in associazione:
gli ultrasuoni e le microonde.
Citrus sinensis costituisce una delle principali specie di agrumi coltivate a livello
globale. Prodotta principalmente con lo scopo di ottenere succhi e marmellate, le arance
danno origine, a livello industriale, a un’enorme quantità di sottoprodotti di elevato
valore intrinseco, tra cui bucce e semi. Tali sottoprodotti trovano al giorno d’oggi
impiego principalmente in ambito zootecnico (nutrizione degli animali da reddito) e per
la produzione di bio – digestato e biogas. L’alto contenuto di molecole bioattive e
antiossidanti e fibre alimentari di alto valore ne rendono però estremamente interessante
il processo di recupero e trattamento con lo scopo di estrarre e purificare le singole
componenti che le costituiscono, nell’ottica di un sistema industriale basato
sull’economia circolare.
Il presente lavoro ha previsto tre fasi, nell’ottica di una completa rivalorizzazione del
prodotto buccia d’arancia. Durante la prima fase, la matrice di partenza, costituita da
buccia di arancia fresca proveniente da un’azienda locale, è stata sottoposta ad un
processo di disidratazione a bassa temperatura al fine di garantire la conservabilità nel
lungo periodo, svolto in condizioni tali da impedire la degradazione delle molecole
interessate. La matrice fresca e quella essiccata sono state caratterizzate sia dal punto di
vista fisico che dal punto di vista microbiologico.
Durante la seconda fase, sono state eseguite prove preliminari di estrazione atte
determinare l’efficacia di specifiche tecnologie di trattamento della matrice atte a favorire
l’estrazione di specifiche molecole target, raccogliendo informazioni relative
all’estrazione di fenoli totali, carotenoidi, pectine e cellulosa e mettendole a confronto
con quelle relative agli studi presenti in bibliografia. Tra le tecniche di trattamento della
matrice sono state prese in considerazione: l’applicazione di microonde; ultrasuoni;
agitazione; la combinazione delle tre tecnologie. Inoltre, sono stati impiegati solo solventi
classificati come “green solvents”, ossia ecosostenibili, tra cui acqua, etanolo e glicerolo.
La terza fase dello studio ha consistito nella costituzione di un disegno sperimentale
atto all’ottimizzazione della prima fase di estrazione (in termini di resa di estrazione) del
protocollo estrattivo: l’estrazione dei fenoli totali attraverso l’utilizzo di un solvente
trifase composto da etanolo, glicerolo e acqua.
Allo scopo, ci si è concentrati sull’ottimizzazione dei parametri di formulazione del
solvente ed è stato impostato un piano sperimentale che tenesse in considerazione
l’effetto della variazione della composizione del solvente (reciproco rapporto tra acqua,
etanolo e glicerolo) e il rapporto tra la concentrazione di quest’ultimo e la quantità di
matrice adoperata (ratio solido-liquido). È stato valutato se la presenza/assenza di
glicerolo ed etanolo, rispetto alla loro combinazione, influenzasse la resa di estrazione
espressa in termini di conta fenolica totale (TPC) e l’attività antiossidante totale.
Il disegno sperimentale adottato per quest’ultimo step è stato il Central Composit
Design (CCD) e sono stati elaborati i risultati attraverso la creazione e l’analisi di una
superficie di risposta.
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