Ricerca di indicatori molecolari per la caratterizzazione del Sommacco da diverse aree geografiche

Introduzione

Il

sommacco (nome scientifico Rhus coriaria L.) è una pianta appartenente alla famiglia delle Anacardiaceae. Fino agli anni ’60 era presente in Sud Italia e utilizzato soprattutto per la concia delle pelli, mentre oggi è commercialmente sviluppato nell’area del Mediterraneo e Medio Oriente, in differenti settori come quello farmaceutico, cosmetico e alimentare. Trova infatti molte applicazioni come spezia in cucina o erba medicinale nella cultura persiana. La pianta si adatta a qualsiasi terreno, si moltiplica in inverno per divisione dei germogli e fiorisce tra maggio e agosto. Dall’essicazione e macinazione delle bacche (frutti) si ottiene la polvere. Il sommacco contiene acidi organici (per esempio il malico), acidi grassi, essenziali e non, zuccheri come xilosio e glucosio, acidi fenolici. Il profilo aromatico è caratterizzato da composti come mono-, di- e sesquiterpeni. I composti fenolici, tra cui gallotannini, flavonoidi e antociani, sono responsabili dell’attività antiossidante e antibatterica, come testimoniano molteplici studi di letteratura.

Scopo della Ricerca

Il progetto, in collaborazione con l’azienda I9factory s.r.l., vuole fornire una visione globale degli aspetti che contraddistinguono il sommacco, attraverso la ricerca di indicatori molecolari, come polifenoli e molecole con attività aromatica. Inoltre, si sono confrontati campioni provenienti da diverse regioni del mondo (Sicilia, Giordania, Nord Africa, Israele, Libano, California e Iran), evidenziando analogie e/o differenze tra i singoli territori geografici.
L’obiettivo finale è stato ragionare sulle possibili applicazioni del sommacco in campo alimentare, alla luce dei risultati riscontrati durante la fase sperimentale.

Materiali e Metodi

Dopo le opportune operazioni di trattamento e di eventuale diluizione, i sette campioni di sommacco sono stati sottoposti all’analisi per determinare il contenuto di polifenoli totali utilizzando il metodo di Folin-Ciocâlteu, che ha previsto una reazione tra gli estratti, il reattivo, ovvero una miscela di acido fosfotungstico (H₃PW₁₂O₄₀) e acido fosfomolibdico (H₃PMo₁₂O₄₀), e il catalizzatore Na₂CO₃. E’ stata effettuata la lettura dell’assorbanza a 760 nm tramite lo spettrofotometro JASCO® V-530.
In seguito, è stata valutata l’attività antiossidante, con l’utilizzo del radicale 2,2 difenil-1- picrilidrazil (DPPH), un reagente in polvere di colore violaceo che, in presenza di un antiossidante o di un donatore di idrogeno, viene ridotto a DPPH-H. La lettura dell’assorbanza è avvenuta questa volta a 517 nm.
Per la ricerca aromatica è stata eseguita una microestrazione in fase solida (SPME) delle componenti volatili dei diversi campioni, accompagnata da un’analisi in GC-MS con gascromatografo Thermo Scientific. La quantificazione è avvenuta con il metodo dello standard interno. Infine, i risultati sono stati confrontati in statistica applicando l’analisi delle componenti principali (PCA) e l’analisi della varianza (ANOVA).
I polifenoli sono stati determinati qualitativamente con la tecnica UHPLC-ESI-MS/MS e la trappola ionica come analizzatore. In particolare, gallotannini e ellagitannini sono stati identificati in modalità ESI- con metodica Full Scan Data Dependent MS3 nel range 100-2000 m/z, mentre per le antocianine si è provveduto alla modalità ESI+ in Full Scan Data Dependent MS3 nel range 220-900 m/z.
Con l’obiettivo di creare un prodotto commerciale, è stato eseguito un approfondimento sul campione siciliano con la produzione di due estratti, macerato e decotto, sottoposti in seguito all’analisi dei polifenoli totali con metodo di Folin-Ciocâlteu e alla valutazione dell’attività antiossidante con saggio del DPPH.

Risultati e Discussione

Dalla tabella si può notare che il sommacco è caratterizzato da una particolare acidità, data probabilmente da alcuni acidi organici presenti in esso come per esempio l’acido malico e l’acido citrico. L’analisi dei polifenoli ha fornito risultati interessanti: i due sommacchi più ricchi di polifenoli sono il libanese e l’iraniano. Il campione siciliano si avvicina come contenuto a quello giordano. Con il metodo del DPPH si sono ottenuti risultati contrastanti, poiché i campioni siciliano, iraniano e nordafricano hanno presentato una maggior attività antiossidante. Ciò può far pensare che tale attività nel sommacco siciliano sia connessa ad altre sostanze oltre che ai composti polifenolici. Il campione israeliano, in entrambe le analisi, è stato riconosciuto come quello qualitativamente peggiore. L’estrazione tramite macerazione e formazione del decotto sul campione siciliano hanno fornito un aumento consistente dei polifenoli, proprio per via della loro concentrazione, e un abbassamento dell’attività antiossidante, che in questo caso è relativa alla sola frazione polifenolica estratta, mentre nel campione tale e quale si riferisce probabilmente anche ad altri composti diversi dai polifenoli.
Analizzando tutti i campioni con la tecnica GC-MS sono stati rilevati 35 composti volatili. I componenti maggiormente rappresentativi sono: esanale (0.07 ± 0.08 μg/100 mg di prodotto), limonene (0.06 ± 0.03 μg/100 mg), eucaliptolo (0.02 ± 0.03 μg/100 mg), 6-metil-5-epten-2-one (0.02 ± 0.01 μg/100 mg), furfurale (2.02 ± 1.45 μg/100 mg), carvone (0.05 ± 0.07 μg/100 mg), timolo (0.05 ± 0.10 μg/100 mg) e carvacrolo (0.07 ± 0.12 μg/100 mg).
In seguito sono state eseguite le analisi statistiche PCA e ANOVA tramite cui alcune molecole più significative sono state confrontate tra i diversi campioni ottenendo i seguenti risultati:

• Suddivisione dei campioni in 3 gruppi principali: (1) Sicilia-Iran; (2) Israele,
California, Libano e Giordania; (3) Nord Africa;
• Limonene: caratterizza tutti i campioni, in particolar modo il siciliano (0.12 ± 0.04
μg/100 mg di prodotto);
• Eucaliptolo: responsabile dell’aroma di eucalipto, erbaceo e canfora, contraddistingue il campione della Giordania (0.1 ± 0.002 μg/100 mg);
• Furfurale: le sue note dolci, legnose e di mandorla, segnale di un trattamento termico, sono pressocché assenti nei campioni della Sicilia e dell’Iran, mentre predominano negli altri, probabilmente perché stabilizzati termicamente prima della loro commercializzazione (superiore a 2.6 μg/100 mg);
• Timolo e Carvacrolo: il primo, con le sue note di timo, erbacee e fenoliche, il secondo con un aroma speziato, legnoso e di canfora. Isomeri tra loro, contraddistinguono il campione del Libano (rispettivamente 0.3 ± 0.2 μg/100 mg e 0.35 ± 0.22 μg/100 mg).

Attraverso la tecnica UHPLC-ESI-MS/MS sono stati identificati 77 composti polifenolici, tra cui gallotannini, ellagitannini e antocianine. Eccetto cinque principali composti in forma libera (acido gallico, kaempferolo, acido ellagico, quercetina e miricetina), in generale sono state riscontrate molte molecole complesse. A partire dalla modalità prescelta di acquisizione del segnale di tipo Full Scan sono stati osservati anche gli spettri in ms² e ms³, per valutare l’evoluzione della frammentazione nelle successive fasi di processo eseguite dalla macchina.
Dall’analisi del cromatogramma del campione israeliano è stato possibile inoltre risalire ad un colorante alimentare, l’azorubina (E122), che ha fornito un’ipotesi di frode commerciale riguardante la purezza del prodotto e la trasparenza in etichetta.

Conclusioni

É

importante sottolineare che per lo studio sono state impiegate miscele di campioni rappresentative per i diversi paesi presi in esame. Per aumentare tale concetto, si potrebbero realizzare analisi su piante provenienti da zone differenti, su diverse annate e studiate separatamente. La caratterizzazione ha interessato alcuni importanti indicatori molecolari, quindi sostanze con una probabile capacità bioattiva, analizzate attraverso metodiche cromatografiche quali-quantitative. Studi di approfondimento devono essere fatti sul profilo polifenolico del sommacco per risalire alla concentrazione di gallotannini, ellagitannini e antociani già identificati. Inoltre, sarebbe importante un’indagine sugli aspetti microbiologici, analizzando per esempio la forza antimicrobica del sommacco. Da un punto di vista commerciale, preso atto anche delle difficoltà di reperimento del materiale ritrovate in questo studio per alcuni paesi, sarebbe interessante approfondire la filiera del sommacco siciliano, con un controllo, una qualità e una sicurezza maggiormente riscontrati. Il ruolo di sommacco come potenziale agente antiossidante e antimicrobico potrebbe avere risvolti importanti nel prolungamento della shelf life alimentare, e uno studio in questa direzione aiuterebbe ad approfondire la sua funzionalità tecnologica e quindi un ipotetico utilizzo industriale. Questo lavoro vuole rappresentare perciò un punto di partenza per la sperimentazione del sommacco come ingrediente e/o conservante dalle eventuali proprietà antiossidanti e antimicrobiche.

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