Characterization of the insecticidal activity of plant by-products of Punica granatum (L.) and Cynara scolymus (L.) against Sitophilus granarius (L.)(Coleoptera, Curculionidae) and Ephestia kuehniella (Zeller) (Lepidoptera, Pyralidae)

Nell'ambito della protezione delle derrate, il punteruolo del grano Sitophilus granarius (L.) (Coleoptera: Curculionidae) e la tignola grigia della farina Ephestia kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae) rappresentano due delle specie più dannose, rispettivamente come infestante primario dei cereali in granella e come infestante secondario delle farine e dei prodotti della macinazione e trasformazione. Il loro controllo si basa ancora prevalentemente sull'impiego di insetticidi di sintesi e fumiganti. La disponibilità di tali strumenti si è tuttavia progressivamente ridotta negli ultimi decenni, a causa delle restrizioni normative, della comparsa di fenomeni di resistenza e delle crescenti preoccupazioni legate ai residui chimici negli alimenti e alla tossicità per operatori e organismi non target. L'obiettivo principale della tesi di dottorato è stato quello di valutare l'attività biologica di estratti ottenuti da due sottoprodotti della filiera agroalimentare mediterranea: le bucce di melograno (Punica granatum L.), scartate in grandi quantità dall'industria del succo e del concentrato, e le brattee esterne del carciofo (Cynara scolymus L.), eliminate nelle prime fasi della lavorazione conserviera e del surgelato. Entrambe le matrici presentano un'elevata ricchezza in composti fenolici e altri metaboliti secondari, ma il loro potenziale nei confronti degli insetti infestanti delle derrate è stato finora indagato solo in misura limitata. L'attività sperimentale ha previsto inizialmente la preparazione di estratti grezzi con solventi di diversa polarità (acetone, n-esano ed etere dietilico), saggiati nei confronti degli adulti di S. granarius e delle larve di E. kuehniella in prove di tossicità per contatto e ingestione, saggi di repellenza e valutazione degli indici nutrizionali. I risultati hanno evidenziato differenze marcate tra i due sottoprodotti. Le bucce di melograno, e in particolare l'estratto in acetone, hanno mostrato un'attività biologica ampia e articolata, comprendente tossicità per contatto e ingestione, effetto fagodeterrente, interferenza con gli indici nutrizionali e repellenza su entrambe le specie target. Le brattee di carciofo hanno, invece, espresso un'attività più circoscritta, limitata prevalentemente alla tossicità per contatto. L'individuazione dei composti responsabili dell'attività biologica dell'estratto in acetone delle bucce di melograno è stata condotta mediante un frazionamento bio-guidato, che ha combinato separazioni cromatografiche progressive e prove biologiche sulle frazioni ottenute. Il processo ha portato all'isolamento di un'unica frazione attiva nei confronti di entrambe le specie, successivamente purificata mediante cromatografia su strato sottile (TLC) fino a ottenere una subfrazione a composizione chimica semplificata. L'analisi gascromatografia accoppiata a spettrometria (GC-MS) ha evidenziato come componente principale uno sterolo appartenente alla classe dei sitosteroli. Il confronto con l'unico standard disponibile in commercio (β-sitosterolo) ha tuttavia mostrato differenze sia nel comportamento cromatografico sia nel profilo biologico, suggerendo che il composto attivo corrisponde ad un isomero strutturale del β-sitosterolo. Nel complesso, le attività svolte durante il dottorato hanno dimostrato che le bucce di melograno rappresentano una fonte concreta e promettente di composti naturali utilizzabili per il controllo degli insetti delle derrate, e che l'attività biologica osservata è riconducibile a uno specifico sterolo con caratteristiche distintive. I risultati ottenuti sulle brattee di carciofo, pur evidenziandone un'efficacia più limitata, contribuiscono a delineare con maggiore realismo le potenzialità e i limiti dei diversi sottoprodotti vegetali nella protezione post-raccolta.