Tocoferoli e tocotrienoli :

isolamento, caratterizzazione e proprietà anti-aterosclerotiche

Maria Laura Colombo e Alberto Corsini

Struttura della prima parte dell’intervento

• Caratteristiche chimiche tocoferoli e tocotrienoli

• Distribuzione in natura

• Funzione di tali composti nella cellula vegetale

• Isolamento dei tocoferoli e tocotrienoli da matrici vegetali

• Metodi di analisi e dosaggio

“Vitamina E”

• Termine improprio, se inteso nel suo stretto significato etimologico

• Attualmente, con questo nome, ci si riferisce ad una classe di composti costituita dai Tocoferoli e dai Tocotrienoli

• Sono “vitamine” liposolubili, non sono fattori essenziali per batteri, piante ed animali inferiori, lo sono invece per i Vertebrati (uomo compreso)

Tocoferoli

Tocotrienoli

Presenza e Funzione nella cellula

• Tocoferoli e Tocotrienoli vengono definiti anche “Tocols” composti antiossidanti, lipofili, legati alla membrana plasmatica : fitile, catena laterale nel tocoferolo, e geranil-geranil nel tocoferolo ↔ residuo lipidico fosfolipidi

• Protezione integrità componente fosfolipidica della membrana plasmatica, “scavenging free radicals”

Attività antiossidante

Presenza nelle diverse parti della pianta

• Le concentrazioni più elevate di “tocols” si trovano in molti semi e frutti oleaginosi, nei tessuti giovani della pianta (tessuti con cellule in attiva divisione mitotica)

• Germogli ottenuti da semi posti a germinare

• Semi di cotone, vinaccioli, et al.

• Frutti di ulivo, germe di grano, cardo mariano, palma da olio, orzo

Distribuzione in natura• In relazione alla loro natura lipofila, le fonti

migliori di tocoferoli e tocotrienoli sono gli olii grezzi (crude oils)

• Trattamenti industriali degli olii quali ad es. : deodorizzazione, riscaldamento, ecc. comportano degradazione fino al 40 % dei tocoferoli e tocotrienoli presenti

• Contenuto in tocoferolo è compreso fra 200 ng/g peso fresco nel tubero di patata e 5 mg/g peso fresco nelle foglie della palma da olio (Elaeis guineensis Jacq.)

Elaeis guineensis – palma da olio

Elaeis guineensis – frutti e semi

Hordeum vulgare - orzo

Hordeum vulgare – cariossidifrutti secchi

Isolamento dalla matrice vegetale

• Piccola scala, da laboratorio : estrazione dei tocols a t.a. con n-esano (1 : 10, p/V)

• Scale up, scala industriale : tocols estratti dalla frazione insaponificabile, dopo l’estrazione e la purificazione dell’olio.

• Dai frutti della palma da olio, prima si ricava l’olio e dopo la frazione insaponificabile contenente i tocols = “Tocotrienol-Rich-Fraction TRF”

• Dalle cariossidi dell’orzo, i tocols si ricavano dalla crusca oppure dall’orzo by-product nell’industria della birra = “TRF”

Scelta del metodo di rilevazione :vantaggi e svantaggi

• Gas-cromatografia : necessaria la derivatizzazione dei tocoferoli ed abbinamento a temperature elevate, ne consegue possibile perdita o degradazione del prodotto

• HLPC : analisi a t.a., rivelatore UV non selettivo, risposta poco efficiente

• HPLC : analisi a t.a., rivelatore a fluorescenza e rivelatore elettrochimico, danno risposta specifica, altamente selettiva

Contenuto “tocols” in cultivar di orzo

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

BARLEY "Fiore Nudo" BARLEY "Proctor" BARLEY "Nudinka" BARLEY "Trebbia"

d-Tocotrienol (2)

b/g-Tocotrienol(2)a-Tocotrienol (2)

d-Tocopherol

b/g-Tocopherol

a-Tocopherol

a-Tocopherol

Contenuto in tocotrienoli nei 5 livelli di crusca

• I campioni di crusca sono 5 : dal N° 1 (quello più superficiale che riveste il frutto) al N° 5 (quello più in profondità a contatto col seme).

• Si tratta degli strati di tessuti che ricoprono il seme.

• Contenuto di tocotrienoli : ng / g

02

46ng

/g

1 2 3 4 5

d-T3

b+g-T3a-T3

Contenuto in tocoferoli nei 5 livelli di crusca

• I campioni di crusca sono 5 : dal N° 1 (quello più superficiale che riveste il frutto) al N° 5 (quello più in profondità a contatto col seme).

• Si tratta degli strati di tessuti che ricoprono il seme.

• Contenuto di tocoferoli : ng / g 0

0,4

0,8

1,2

1,6

2

1 2 3 4 5

d-T

b+g-T

a-T

Tocoferoli e tocotrienoli di sintesi

• Produzione industriale prevede sintesi di tocoferoli e tocotrienoli mediante condensazione di trimetil-idrochinone con isofitolo.

• Per ogni “tocol”, si ottiene una miscela di 4 racemi, soltanto uno di questi è identico a quello naturale e possiede attività biologica

Stabilizzazione dei tocoferoli e tocotrienoli

• Tocoferoli e tocotrienoli prodotti dai vegetali sono in forma non esterificata, quindi instabile alla luce, al calore e soprattutto in presenza di ossigeno (sono infatti sostanze antiossidanti)

• Negli alimenti e nei farmaci, tocoferoli e tocotrienoli (sovente sintetici) vengono stabilizzati mediante esterificazione : estere acetato, oleoso a t.a.; estere succinato, solido a t.a.