Ruolo protettivo della frutta e della verdura Una dieta ricca di frutta e verdura può esercitare un ruolo protettivo nei confronti di malattie cronico-degenerative quali patologie cardiovascolari e tumori. Parte di tale effetto è stato attribuito alla presenza di specifici componenti come vitamine, fibra e una vasta gamma di composti fitochimici bioattivi quali i polifenoli.

Ruolo protettivo della frutta e della verdura EVIDENZE EPIDEMIOLOGICHE VERSO IL CANCRO: - riduzione del rischio di cancro ai polmoni associata alla presenza di carotenoidi (soprattutto β-carotene) e vitamina C - riduzione del rischio di cancro all’esofago e allo stomaco associata alla presenza di carotenoidi (soprattutto licopene) e vitamina C riduzione del rischio di cancro alla prostata in presenza di licopene riduzione del rischio di tumori al colon-retto in presenza di fibra

Ruolo protettivo della frutta e della verdura EVIDENZE EPIDEMIOLOGICHE VERSO LE MALATTIE CARDIOVASCOLARI: sostanze antiossidanti come carotenoidi (soprattutto β-carotene), vitamina E, C e flavonoidi presenti in frutta e verdura hanno dimostrato di ridurre l’ossidazione delle LDL, processo coinvolto nell’aterosclerosi, e il rischio di malattie cardiovascolari

Attività antiossidante: Mn, cofattore della SuperOssidoDismutasi (SOD), Se, cofattore della Glutatione Perossidasi (GSHPx) 2 O2- + 2H+ O2 + H2O2 2 GSH + H2O2 GS-SG + 2 H2O sostanze come carotenoidi, vitamina E e C, flavonoidi e composti solforati

Modulazione degli enzimi detossificanti: isotiocianati presenti in aglio e cipolle flavonoidi come la naringenina presente nel pompelmo sostanze presenti nelle Crucifere come i glucosinolati che per degradazione termica o enzimatica producono gli isotiocianati e indoli Stimolazione del sistema immunitario: acido ascorbico, β−carotene, folati, B6 e α-tocoferolo

Alterazione del metabolismo del colesterolo: fibra, soprattutto pectine che aumenta l’escrezione di acidi biliari, aumenta l’escrezione fecale di colesterolo, riduce il consumo di alimenti ricchi di colesterolo; aglio ed estratti riducono la concentrazione ematica di colesterolo e TAG. Modulazione della concentrazione e del metabolismo di ormoni steroidei: i costituenti di frutta e verdura riducono i livelli di ormoni steroidei sessuali aumentandone l’escrezione e ne modulano l’azione.

FRUTTA La frutta forma un gruppo di alimenti abbastanza omogeneo. Esistono però differenze nel suo valore nutritivo e nella possibilità di conservazione, in relazione al tipo di buccia (la frutta a buccia spessa è meno fragile di quella a buccia sottile), al colore (la frutta molto colorata è più ricca di vitamina A, di vitamina C e di flavonoidi), alla diversità della selezione genetica..

Dati di consumo: frutta Il consumo di frutta fresca è intorno a 198.4 g/die/procapite – mele 26.7% – agrumi 18.7% – pesche 11.8% – pere 8.5% – banane 7.3% – meloni 7.1% – uva 4.1% – albicocche 3.4% Il consumo di frutta secca è intorno a 1.5 g/die/procapite.

Frutta Actinidiacee (actinidia o frutto del kiwi), Anacardiacee (anacardio, mango), Betulacee (nocciola), Bromeliacee (ananas), Cactacee (fico d’India), Cucurbitacee (cocomero, melone), Ericacee (mirtillo, corbezzolo), Fagacee (castagna), Moracee (fico), Musacee (banana), Palme (dattero, noce di cocco), Rosacee (albicocca, amarena, ciliegia, fragola, lampone, mandorla, mela, mela cotogna, nespola, pera, pesca, susina), Rutacee (arancio, bergamotto, cedro, limone, mandarino, pompelmo), Vitacee (uva), ecc..

Classificazione – epoca di maturazione Frutta Primaverile ciliegia, nespola, fragola Frutta Estiva pesca, albicocca, susina, pera (William, Guyot,Coscia), fico, frutti di bosco, cocomero, melone Frutta Autunnale mela, uva da tavola, cachi, kiwi, pera (Abate, Kaiser) Frutta Invernale mela, pera (Passa Crassana, Decana), agrumi (arance, limoni, mandarino, cedro, clementine, pompelmo)

Frutta Una classificazione semplice e sufficientemente appropriata sotto il profilo sia nutrizionale che pratico, è quella che suddivide la frutta in 3 categorie: Polposa (acidula e zuccherina), farinosa oleosa

Composizione e valore nutrizionale ACQUA: frutta polposa elevato (80-90%); frutta farinosa minore (castagne fresche 40%); frutta oleosa minimo (mediamente 10%) Cocomero 95.3% Banana 76.8%

Composizione e valore nutrizionale PROTEINE: modestissimo (da 0.2 a 1.2 g/100g) nella frutta polposa e oleosa fresca; quella oleosa secca presenta invece notevoli quantitativi (13.0 g/100 g nelle nocciole, circa 30 g/100 g nei pinoli) di discreta qualità biologica.

Composizione e valore nutrizionale LIPIDI: modestissimo nella frutta polposa e in quella farinosa fresca; maggiore è invece il contenuto nella frutta oleosa fresca (15-30 g/100g) e secca (50% nei pinoli fino a 70% nelle noci). I lipidi sono costituiti da un’alta percentuale di PUFA soprattutto nelle noci in cui l’acido linoleico e il linolenico rappresentano il 60% degli acidi grassi totali.

Composizione e valore nutrizionale CARBOIDRATI: modeste quantità soprattutto zuccheri semplici come fruttosio e glucosio, che aumentano durante la maturazione a scapito degli acidi organici. Fanno eccezione la banana e la castagna che contengono amido (2.7 e 34 %, rispettivamente).

Composizione e valore nutrizionale FIBRA: principalmente cellulosa e pectine, importanti per la loro capacità di formare gel nella preparazione delle marmellate. E’ molto variabile da 0.2 nel cocomero a 7.4% nei lamponi. Il contenuto è maggiore nella frutta oleosa secca (da 6.2g nelle noci a 14.3g nelle mandorle) COMPOSTI FENOLICI: flavonoidi e acidi fenolici.

Composizione e valore nutrizionale VITAMINE idrosolubili vitamina C: presente soprattutto come acido ascorbico in kiwi, agrumi,fragole (30-200mg/100g) gruppo B sono scarsamente rappresentate nella frutta polposa fresca, mentre B1 e B2 sono presenti in quantità apprezzabile nella frutta oleosa sia fresca che secca

Composizione e valore nutrizionale VITAMINE liposolubili carotenoidi: le albicocche e la frutta giallo-arancione in generale sono ricche di β-carotene, licopene, β-criptoxantina scarseggiano nella frutta in cui maggiore è la concentrazione di vitamina C vitamina E: è presente nella frutta oleosa secca come protezione endogena contro l’ossidazione (nocciole e mandorle 20-30mg/100g, noci e pistacchi 5-10mg/100g).

Composizione e valore nutrizionale MINERALI: Rilevante la presenza di elementi minerali alcalini (K e Mg); Ca è presente in abbondanza nella frutta oleosa secca (da 83 mg/100g nelle noci a 236 mg/100 g nelle mandorle). La frutta oleosa secca contiene anche Fe, Zn e Se, anche se elevate quantità di acido fitico ne riduce la biodisponibilità

Composizione e valore nutrizionale ACIDI ORGANICI: presenti in discreta quantità: Malico nella mela, citrico negli agrumi, tartarico nell’uva, ossalico nell’ananas. Gli acidi organici insieme agli olii essenziali e ai composti volatili conferiscono il sapore; inoltre i sali che formano con i minerali ne influenzano la biodisponibilità.

AGRUMI

Famiglia delle Rutacee Sottotribu’ Micromelinae Clauseninae merrillinae Clauseneae Sottofamiglia Aurantioideae Citreae Sottotribu’ Triphasinae Citrinae balsamocitrinae genere Citrus Fortumella Eremocitrus Poncirus Clymenia microcitrus Gli “agrumi veri “ sono quelli che hanno il succo contenuto nelle vescicolette, e appartengono alla sottotribu’ citrinae

Eucitrus Frutti edibili Papeda frutti non edibili c. Medica c. Limon c. Aurantifolia c. Aurantium c. Sinensis c. Reticulata c. Grandis c. Paradisi c. Indica c. tachibana cedro Limone Lime e limette Arancio amaro Arancio Mandarino Pomelo pompelmo Eucitrus Frutti edibili Genere Citrus Papedocitrus eupapeda Papeda frutti non edibili

FRUTTO Il frutto e’ un ESPERIDIO caratterizzato da spicchi (o segmenti) tenuti insieme da un asse centrale. Il succo e’ racchiuso in vescicolette e nelle cultivar, piu’ pregiate commercialmente, le pareti degli spicchi e delle cescicolette sono molto sottili e si lacerano facilmente.

Il frutto, a maturazione, e’ colorato per la presenza di caroteni e, alle volte di antociani. (flavedo) Essa include i cromatofori e le ghiandole oleifere. L’albedo ha consistenza spugnosa. Anche il mesocarpo a volte e’ colorato (in alcuni pompelmi e nell’arancio dolce) Il frutto all’attacco peduncolare presenta una rosetta (calice persistente)

COMPOSIZIONE E VALORE ENERGETICO DELL'ARANCIA (100 g di prodotto) Parte edibile 80 % Acqua 87.2 g Proteine 0.47g Lipidi 0.2 g Glucidi disponibili 7.8 g Fibra alimentare 1.6 g Energia 34 kcal Sodio 3 mg Potassio 200 mg Ferro 0.2 mg Calcio 49 mg Fosforo 22 mg Niacina Vitamina C 50 mg

Oranges Oranges are highly valued for their vitamin C content. They are the primary source of vitamin C for most people. However, oranges are also a good source of: folacin, calcium, potassium, thiamin, niacin, and magnesium. The juice contains more vitamin C per serving than does the whole fruit. However orange juice does not contain fiber, whereas the fruit does. Oranges belong to a class known as “citrus fruits.”

Citrus Fruits Citrus fruits contain phytochemicals called flavonoids. The flavonoid hesperidin was first described about two centuries ago. Research throughout past years has confirmed that hesperidin is an anti-inflammatory agent used to treat many conditions. Hesperidin blocks an enzyme involved in an inflammatory reaction such as the release of histamine.

Citrus Flavonoids & Cancer Research has shown that citrus flavonoids and their metabolites are potent antioxidants. It is believed that they are able to suppress many of the events of cancer and inflammation which involve reactive oxygen species. Some of the flavonoids in citrus fruits such as tangerine and orange are the most potent cancer fighting compounds, particularly against lung and prostate cancer cells.

PRODOTTI DERIVATI DALLA TRASFORMAZIONE DELLE ARANCE Scorza 576kg Oli essenziali 3 kg Succo 390kg Polpa 30kg 1000kg arance

Le piante accumulano gli oli essenziali in cellule specializzate che Per OLIO ESSENZIALE si intende una complessa miscela di svariati componenti ottenuta esclusivamente mediante distillazione/idrodistillazione da una matrice vegetale. L’unica eccezione è presentata dagli oli essenziali di agrumi che sono ottenuti mediante procedimenti meccanici. Sono chiamati anche oli volatili in quanto diffondono facilmente nell’aria dove sono percepiti dall’olfatto. www.anbg.gov.au www.ehow.com Foglia di Eucalipto Foglia di Coriandolo Buccia di agrumi Le piante accumulano gli oli essenziali in cellule specializzate che possono trovarsi su foglie, fiori, frutti, rami, corteccia, radici

ORGANISMI VIVENTI Metabolismo Primario Metabolismo Secondario carboidrati lipidi proteine acidi nucleici coenzimi vitamine Metabolismo Secondario alcaloidi antrachinoni flavonoidi polifenoli steroidi terpeni Oli essenziali

La funzione degli oli essenziali è ancora materia di discussione… RUOLO BIOLOGICO DEGLI OLI ESSENZIALI La funzione degli oli essenziali è ancora materia di discussione… Come molti altri prodotti secondari, gli oli essenziali sono stati per lungo tempo considerati prodotti di scarto. Tuttavia, i percorsi biosintetici che portano alla loro formazione sono altamente specializzati, e la loro produzione implica una notevole “spesa” energetica da parte della pianta. Le conoscenze attuali dimostrano che essi possiedono un ruolo difensivo nei confronti degli erbivori e di prevenzione contro gli attacchi di agenti patogeni (batteri , funghi). Oltre a queste si ritiene svolgano azioni molto più specialistiche quali la capacità di attrarre gli insetti impollinatori, o altri animali capaci di disperdere i semi, oppure difendere la pianta da stress ambientali (radiazione solare, siccità), e fungere da termoregolatori.

LA CHIMICA Gli oli essenziali sono di norma complesse miscele di decine di differenti composti organici volatili, quali idrocarburi, alcoli, acidi, esteri, aldeidi, chetoni, eteri, fenoli, composti azotati e solforati, ecc. I terpenoidi sono i componenti più frequentemente presenti, fenilpropanoidi ed idrocarburi sono altri importanti composti.

TERPENI C10 monoterpeni – O.E. C15 sesquiterpeni – O.E. C20 diterpeni – O.E. (rari) C30 triterpeni C40 tetraterpeni monoterpene monociclico diterpene triciclico sesquiterpene monociclico

I monoterpeni I monoterpeni sono fra i componenti più rappresentati, se ne contano più di 3500, in pratica sono rarissimi gli oli essenziali senza monoterpeni. Agrumi basilico timolo rosa damascena origano

Oltre ai terpenoidi, molti composti fenolici, quali i fenilpropanodi, sono responsabili dell’aroma di molte spezie. finocchio cannella chiodi di garofano Mentre molte acetogenine, provenienti dalla degradazione di composti lipidici (acidi grassi, carotenoidi) sono i componenti aromatici di molti comuni vegetali. pomodoro funghi

IL MERCATO DEGLI OLI ESSENZIALI Si stima che siano noti oltre 3000 oli essenziali, tuttavia solo 300 sono normalmente commercializzati. La produzione oscilla fra 20,000 – 30,000 tonnellate per gli oli di agrumi (arancia) a meno di 100 kg per alcuni estratti floreali. I prezzi oscillano fra 2 – 70 US$/kg, raggiungendo cifre molto alte per alcuni oli particolari Principali oli essenziali e prezzi: ton/year $/kg Arancia 26,000 2 Menta comune 4,300 25 Menta piperita 3,500 40 Eucalipto (cineolo) 3,300 10 Citronella 2,800 15 Limone 2,200 18 Eucalipto (citronellale) 2,000 8 Limetta (distillato) 1,000 18 Lavandino (ibrido) 800 20 Coriandolo 800 65 Pompelmo 700 15

Per esempio per ottenere un kg di olio essenziale sono necessari: 1.000 kg di fiori di arancio 600 kg di geranio 6 – 7 kg di chiodi di garofano

Le più importanti spezie ed i relativi oli essenziali dal punto di vista commerciale provengono dall’aria tropicale: Tropico del Cancro ginger pimento peperoncino noce moscata curcuma cardamomo chiodi di garofano cannella Tropico del Capricorno vaniglia I principali mercati sono gli Stati Uniti, la Comunità Europea, il Giappone, Singapore, l’Arabia e la Malesia. I principali paesi produttori sono la Cina, l’India, il Vietnam, il Brasile, il Guatemala e Ceylon.

…. e quelle delle zone temperate: basilico menta salvia zafferano timo origano Tropico del Cancro Tropico del Capricorno cumino agrumi sesamo coriandolo alloro

ESTRAZIONE ED ANALISI DEGLI OLI ESSENZIALI Gli oli essenziali, o le sostanze volatili presenti in una matrice vegetale, o quelle che si formano tramite una serie di trasformazioni (vedi analisi della matrice lipidica di molti alimenti), si ottengono sfruttando la loro caratteristica fondamentale, cioè di essere altamente volatili. Pertanto una distillazione o una idrodistillazione sono le metodiche più comunemente adottate. Solo in alcuni casi, come gli agrumi ad esempio, gli oli essenziali sono ottenuti meccanicamente. La stessa caratteristica, cioè l’elevata volatilità, condiziona anche il metodo di analisi. In questo caso la gascromatografia (GC) è la scelta obbligata.

Come si ottengono gli oli essenziali da una matrice vegetale La metodica più comune per ottenere un olio essenziale è una variante della classica distillazione, nota come distillazione in corrente di vapore. Una metodica alternativa che sfrutta lo stesso principio è l’idrodistillazione. In casi particolari, il più noto dei quali è relativo agli agrumi, l’olio essenziale si ottiene meccanicamente, raschiando la parte esterna del frutto, il flavedo, dove sono localizzate le ghiandole oleifere, emulsionando con acqua e separando per centrifugazione. Una più recente metodica prende in considerazione i fluidi supercritici, in particolare l’anidride carbonica. Da molti considerata la migliore tecnica per ottenere un ottimo olio essenziale, ha il grosso svantaggio di essere particolarmente costosa.

Schema del processo di distillazione in corrente di vapore il vapore attraversa il materiale vegetale (in giallo) e distilla l’olio miscela vapore/olio acqua in uscita CONDENSATORE CALDAIA acqua fredda in entrata SEPARATORE ingresso vapore l’idrolato esce dalla parte inferiore del separatore olio essenziale raccolto nella parte superiore del separatore

ANALISI DEGLI OLI ESSENZIALI E DEGLI AROMI Densità ed indice di rifrazione sono due importanti parametri per stabilire la qualità di un olio essenziale, ma da soli non bastano. Per stabilire l’effettiva qualità di un olio essenziale, così come le possibili adulterazioni, è necessario ricorrere alla gas-cro- matografia abbinata a differenti rivelatori. GC-FID = Gas Chromatography – Flame Ionization Detector GC-MS = Gas Chromatography – Mass Spectrometry

GASCROMATOGRAFIA Nella gas cromatografia la fase stazionaria è un supporto solido, la fase mobile è un gas (idrogeno, azoto, elio). La miscela tramite siringa è inserita nell’iniettore dove è vaporizzata (250 °C) passando quindi nella colonna inserita in un forno, in tal modo è possibile eseguire le analisi ad una temperatura ben definita (isoterma), oppure creare un gradiente crescente di temperatura. Il detector o rivelatore è il sistema che rivela le sostanze man mano che escono dalla colonna: FID = ionizzazione di fiamma, le sostanze sono bruciate, gli ioni che si formano forniscono un segnale elettrico; MS = spettrometria di massa, le sostanze sono ‘frantumate’ fornendo uno spettro di massa, caratteristico di ogni singola sostanza.

Profilo GC-FID di un olio essenziale di Origano siciliano Dati: area del picco (%), tempo di ritenzione