Valutazione comparativa, applicazione pratica negli alimenti e miglioramento della stabilità attraverso la microincapsulazione dei bioattivi dello zenzero

Globally, numerous plant-derived food ingredients have gained considerable importance and research focus due to their biological activities and advantageous characteristics. Ginger (Zingiber officinale Roscoe), traditionally been used as an herb and spice in ancient medicine and cuisine has also been emerged as an excellent source of functional and bioactive substances with phenomenal nutraceutical and health promoting properties. In line with other bioactive substances, the functional and phenolic compounds present in ginger are also subjected to deterioration and transformation during different handling, processing and storage conditions. Hence, within the framework and structure of the current thesis, the multidisciplinary research activities were concentrated on: (i) the review of the currently available knowledge and literature regarding bioactive compounds in ginger, their beneficial aspects and potential food applications; (ii) the drying kinetics of ginger slices dried at different air-drying temperature and impact of drying on quality characteristics and bioactive value of the dried product; (iii) efficient extraction of bioactive compounds from ginger at the optimized extraction conditions; (iv) exploration of green extraction technique using glycerol and its consequent formulation into edible coating for the prevention of spoilage and fungal decay in stored walnuts; (v) the preparation of pea protein and starch complexes to stabilize the double emulsion system incorporated with ginger extract for its stability improvement and furnish further intuition for practical food application; (vi) microencapsulation of ginger extract employing different blends of potential biopolymers to enhance its shelf life and controlled release considering its potential for the development of functional food products. Conclusively, the results derived from all these research activities cater father precision and new insights regarding the processing, retrieval of bioactives, their stability improvement, and subsequent employment in functional food development.

Molti ingredienti alimentari di origine vegetale, sia per la presenza di componenti bioattivi sia per altre caratteristiche, negli ultimi anni, sono stati oggetto di molte ricerche. Lo zenzero (Zingiber officinale Roscoe), tradizionalmente usato come spezia o come ingrediente nella medicina tradizionale o in cucina, è considerato un'eccellente fonte di sostanze funzionali e bioattive con proprietà nutraceutiche e con effetti molto positivi sulla salute. Però, analogamente ad altre sostanze contenute in altri alimenti, i composti i composti bioattivi presenti nello zenzero, in particolare la componente fenolica, sono soggetti a deterioramento durante le varie fasi di lavorazione e conservazione. I risultati dell’attività di ricerca riportati in questa tesi hanno riguardato essenzialmente: (i) un studio ampio e metodico della letteratura scientifica riguardante: i composti bioattivi dello zenzero, gli aspetti benefici e le potenziali applicazioni nei prodotti alimentari; (ii) lo studio della cinetica del processo di essiccazione di zenzero a fette, tenendo conto dei parametri tempo/temperatura e come questi influiscono sui livelli dei composti bioattivi in esso contenuti; (iii) lo studio dell'efficacia e ottimizzazione dell’estrazione di composti bioattivi dallo zenzero; (iv) l’uso del glicerolo come tecnica di estrazione green per l’ottenimento di questi composti e la loro successiva incorporazione in un coating edibile per la ridurre l’ossidazione o la contaminazione microbica di noci sgusciate; (v) la preparazione e uso di sistemi complessi derivanti da proteine di piselli e amido per stabilizzare una doppia emulsione contenente estratti di zenzero, con lo scopo di migliorare la stabilità dell’emulsione stessa; (vi) la preparazione di microincapsulati di estratto di zenzero, utilizzando diversi biopolimeri per migliorare la durata e il rilascio controllato degli estratti, considerandone anche il potenziale sviluppo di prodotti alimentari funzionali. In conclusione, i risultati ottenuti da tutte queste attività di ricerca hanno contribuito ad aumentare la conoscenza relativa al recupero, stabilizzazione e impiego dei composti bioattivi dello zenzero per la preparazione di alimenti funzionali.