Sviluppo di un protocollo di estrazione sostenibile per il recupero di composti bioattivi da scarti di bucce di arancia

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 perಠestremamente 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, ਠstata 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 ਠconcentrati sull'ottimizzazione dei parametri di formulazione del solvente ed ਠstato 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). àˆ 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 ਠstato il Central Composit Design (CCD) e sono stati elaborati i risultati attraverso la creazione e l'analisi di una superficie di risposta.