Figura 2. Formula di struttura del licopene modificato da Nguyen e Schwartz nel 1999 (fonte: researchgate.net)
Figura 3. Il licopene viene utilizzato nell’industria alimentare come colorante rosso (E160d).
Fantastico licopene, ma quanto ce n’è nella passata?
Il licopene è un carotenoide benefico per la nostra salute grazie alle sue capacità antiossidanti e antitumorali. Quanto ne troviamo nelle passate di pomodoro in commercio?
L’alimentazione, oggi, pone la nostra attenzione verso concetti come la sicurezza alimentare, la tracciabilità del prodotto, la presenza di allergeni alimentari, ecc. Tutto ciò viene sintetizzato nelle etichette che vediamo applicate sul prodotto. Purtroppo in un’etichetta non è possibile spiegare l’importanza di alcuni elementi che il prodotto contiene e che possono tornarci utili nel tempo.
Noi di Caronte Consulting abbiamo scelto di osservare la passata di pomodoro attraverso una lente di ingrandimento speciale. La passata di pomodoro è un prodotto di larghissima diffusione e per questo in grado di incidere enormemente sulla salute. In particolare, abbiamo scelto di puntare la nostra attenzione sul licopene, un elemento fantastico, patrimonio del pomodoro, che ci aiuta a tenere sotto controllo tante malattie.
Recenti studi scientifici hanno dimostrato come il licopene sia estremamente benefico per la nostra salute: negli ultimi anni è stato ampiamente evidenziato il suo ruolo nella prevenzione di tumori all’apparato digerente, del cancro alla prostata, nella prevenzione di malattie cardiovascolari, osteoporosi e tanto altro.
Se riuscissimo ad identificare il licopene durante il processo di lavorazione del pomodoro, magari riuscendo a determinarne la concentrazione, i salsifici potrebbero trarne vantaggi enormi!
In questo articolo vogliamo rispondere essenzialmente a due domande:
- È possibile identificare online il livello di licopene nella passata di pomodoro?
- È vero che il concentrato di pomodoro ha una presenza di licopene maggiore rispetto alla passata di pomodoro?
Il pomodoro
Cos’è il pomodoro
l nome scientifico della pianta di pomodoro è Solanum lycopersicum (C. Linneo, 1753) ed il significato è il seguente:
- Solanum, deriva dal latino “sólor” = io consolo, ristoro;
- lycopersicum, deriva dal greco “lýkos” = lupo e da “pérsicum” = pesca, assumendo il significato di pesca dei lupi.
Il frutto della pianta di pomodoro è una bacca carnosa, la cui dimensione è una caratteristica varietale ma può essere influenzata anche da condizioni ambientali e tecniche colturali. L’aumento del peso della bacca è inversamente proporzionale al numero di bacche presenti sulla pianta (trad. meno pomodori ci sono sulla pianta e più grossi questi diventano).
Il pomodoro ha un elavato contenuto di acqua, un basso tenore di zuccheri e le fibre (cellulosa ed emicellulosa) si trovano concentrate nella buccia e nei semi. Nella polpa sono presenti quegli acidi organici (soprattutto acido citrico e acido malico) che ne determinano il sapore caratteristico.
Figura 1. La presenza di licopene nel pomodoro è influenzata dalla varietà, dal grado di maturazione, dall’ambiente in cui viene coltivato e dalla tecnica di coltivazione. Tale variabilità influenza il colore del frutto maturato.
Le vitamine
Il pomodoro fornisce tutte le vitamine idrosolubili ed è un’ottima fonte di vitamina C. Un solo pomodoro di media grandezza può arrivare a fornire circa il 40% degli 80 mg di vitamina C che un uomo adulto dovrebbe assumere ogni giorno, facilitando così l’assorbimento del ferro e contribuendo alla produzione di emoglobina e globuli rossi nel midollo osseo. Inoltre, è un’eccellente fonte di vitamine del gruppo B (B1, B2 e B6), le quali sono in grado di favorire il ricambio e l’ossigenzione delle cellule.
I carotenoidi
I carotenoidi sono un gruppo di pigmenti che devono il loro nome al carotene, una sostanza giallo-arancio trovata per la prima volta nella carota comune. Il pigmento dei carotenoidi spazia dal giallo al violetto e sono molto diffusi in natura: sono stati isolati dalle piante, dalle alghe, dai batteri e da alcuni organismi animali. Gli animali, compreso l’uomo, non sono in grado di sintetizzare questi composti e devono assumerli attraverso i vegetali.
I carotenoidi sono responsabili della colorazione rossa dei pomodori (licopene), di quella arancione delle carote (β-carotene) e del mais (zeaxantina), di quella gialla dello zafferano (crocetina), ecc. Tali pigmenti non sono mai visibili nei frutti acerbi perché si formano durante il processo di maturazione.
Il pomodoro contiene molta provitamina A sotto forma di β-carotene, uno dei carotenoidi che contribuisce alla colorazione del pomodoro: un solo pomodoro del peso di 100 g può fornire fino al 15% della quantità di β-carotene che andrebbe assunta ogni giorno.
Nel pomodoro vi è anche la presenza di un altro carotenoide dalle proprietà sbalorditive: il licopene.
Il licopene
Il licopene (C40H56) è il pigmento carotenoide più presente nel pomodoro e ne conferisce il caratteristico colore rosso. La sua presenza varia considerabilmente a seconda dalla varietà, del grado di maturazione, dalle condizioni ambientali e dalle tecniche di coltivazione. Nel pomodoro maturo si riscontrano valori tipici di licopene pari a 50 mg/kg, ma in alcune varietà tale livello può anche superare i 70 mg/kg.
Nel pomodoro la presenza del licopene è molto elevata nella pelle e nel pericarpo: si riesce a raggiungere i 12 mg per 100 gr di prodotto umido, quasi 5 volte la concentrazione che si trova normalmente nella polpa. Questo elemento ci fa capire che i pomodori pelati contengono meno licopene rispetto ai pomodorini interi o alle passate, dove vi è un arricchimento tecnologico del prodotto finito con parte dei sottoprodotti provenienti dalla linea dei pelati.
Diversamente da altri carotenoidi (es. β-carotene) il licopene non è provitaminico A, ossia non viene trasformato dal corpo umano in vitamina A.
La lavorazione del pomodoro a temperature tra 90 e 150°C causa una grande diminuzione del contenuto totale di licopene. La durata del trattamento termico ha effetti modesti o nulli sulla degradazione del licopene se la temperatura rimane inferiore a 100°C.
Oggigiorno la produzione della passata e del concentrato di pomodoro avviene secondo il processo Cold Break: il pomodoro fresco viene lavorato a temperature che variano dai 65° ai 75°C. Il processo di concentrazione avviene per evaporazione in condizioni di vuoto a temperature molto inferiori ai 100°C. Questi standard garantiscono un bassissimo degrado del licopene.
Le principali cause di degrado del licopene sono l’isomerizzazione e l’ossidazione. Per combattere il degrado da ossidazione, in particolare durante la lavorazione del pomodoro, si adottano basse temperature di stoccaggio, bassi livelli di ossigeno e la ridotta esposizione alla luce.
Nell’industria alimentare viene usato come additivo colorante e viene identificato dalla sigla E160d.
Attività antitumorale
La dieta mediterranea coinvolge moltissimo il pomodoro ed è stata associata a bassi livelli di cancro[1]. Diversi studi epidemiologici hanno dimostrato come l’uso del pomodoro è associabile a bassi rischi per diverse neoplasie[2].
Il licopene sembra essere in grado di sopprimere la proliferazione delle cellule tumorali, inibire il fattore di crescita, indurre l’apoptosi ed inibire l’angiogenesi[3].
Alcuni studi hanno dimostrato come il licopene ha effetti contro la chemioresistenza e radioresistenza delle cellule tumorali[3], quindi può essere abbinato alle terapie antitumorali attualmente in uso.
Altre evidenze scientifiche hanno rivelato come il consumo di prodotti a base di pomodoro si sono rivelati promettenti nei confronti della prevenzione del cancro alla prostata. Gli effetti protettivi sono stati recentemente correlati al licopene[4].
Uno dei primi studi condotti sul ruolo del licopene nella prevenzione del cancro all’esofago fu svolto nel 1979 nell’Iran del Nord e venne dimostrato che il consumo settimanale di licopene in un gruppo di soggetti presi in esame era direttamente associato alla riduzione del 40% del rischio di contrarre un tumore all’esofago[5].
È stato dimostrato come alte concentrazioni di licopene nel sangue siano associate ad una diminuzione del rischio di cancro alla mucosa gastrica[6].
È stato provato che soggetti con elevati livelli di licopene nel sangue hanno una probabilità 5 volte inferiore di sviluppare un tumore al pancreas[7].
È stato studiato come, donne con elevati livelli plasmatici di licopene (e altri carotenoidi) sono un terzo meno esposte al rischio di cancro alla cervice[8].
Attività cardioprotettiva
Essendo un forte antiossidante, il licopene è riconosciuto come utile nella prevenzione dell’ossidazione delle lipoproteine (LDL) e delle lesioni ossidative dell’endotelio vascolare[9], entrambi fattori di rischio dell’arterosclerosi e di disturbi cardiovascolari[10].
Uno studio su pazienti affetti da ipertensione di grado 1 ha dimostrato come il trattamento con estratti di pomodori ricchi di antiossidanti (licopene in primis) può ridurre la pressione sanguigna[11].
Uno studio del 1997, condotto su sei soggetti sani che hanno assunto 60 mg di licopene al giorno per 3 mesi, ha registrato una diminuzione del 14% del livello di colesterolo nel sangue, portando all’ipotesi di una proprietà ipocolesterolemica del licopene[12].
Attività fotoprotettiva
I carotenoidi ed i flavonoidi contenuti nel pomodoro, quando vengono ingeriti, si distribuiscono nei tessuti esposti alla luce e provvedono ad una fotoprotezione sistemica[13].
Il licopene, con le sue altissime capacità antiossidanti, può essere usato con successo nella prevenzione dei danni cutanei provocati dai radicali liberi[14].
Il licopene, inoltre, è un agente preventivo nei confronti dei danni cutanei attraverso la riduzione della risposta infiammmatoria e la prevenzione di danni al DNA, bloccando l’apoptosi che segue ad una irradiazione di raggi UV che possono portare allo sviluppo di patologie neoplastiche della pelle[15].
Attività antiossidante
Il licopene viene considerato uno dei più potenti antiossidanti naturali e tale attività viene ritenuta la più importante nella prevenzione delle patologie croniche[16].
Tra i carotenoidi naturali ha mostrato di possedere la più elevata capacità di spazzare via i radicali liberi[16] e di essere in grado di inattivare l’ossigeno singoletto con una efficacia fino a 10 volte superiore rispetto la β-carotene.
Numerosi studi in vivo hanno evidenziato che i pomodori o i loro derivati riducono i danni al DNA[17][18], abbassano la suscettibilità allo stress ossidativo dei linfociti[19][20] e diminuiscono l’ossidazione delle LDL o la perossidazione dei lipidi[21][22][23].
Attività sull’apparato osseo
Le ossa sono un organo estremamente dinamico poichè sono sottoposte ad un continuo rimodellamento, strettamente regolato dal riassorbimento del tessuto osseo vecchio (mediante gli osteoclasti) e la formazione del tessuto nuovo (mediante gli osteoblasti). I disturbi che si incontrano nel rimodellamento portano a patologie dell’osso.
Uno studio scientifico ha dimostrato che il licopene stimola la proliferazione di cellule osteoblasto-simili, agendo come un potente antiossidante, ed inibendo il danno ossidativo causato dalle specie reattive all’ossigeno (ROS) prodotte a livello intracellulare[24].
È stato dimostrato come il licopene inibisca il riassorbimento minerale osteoclastico, la formazione di nuovi osteoclasti e la produzione di ROS da parte degli stessi osteoclasti[25].
L’effetto del licopene sugli osteoblasti e osteoclasti in vitro, mostra come il licopene possa essere importante per la prevenzione dell’osteoporosi[26].
Attività anti-neurodegenerativa
Recentemente, diversi studi scientifici si sono focalizzati sui carotenoidi (in particolare sul licopene), flavonoidi e vitamine, in quanto potenziali agenti per i trattamenti delle patologie neurodegenerative. In pazienti affetti da Morbo di Parkinson sono stati rilevati bassi livelli di licopene nel sangue[27].
In uno studio di prevenzione austriaco è stato dimostrato che bassi livelli plasmatici di licopene sono risultati essere in relazione al rischio di microangiopatie[28].
È stato dimostrato come la patologia di Alzheimer in età avanzata è accompagnata da bassi livelli di antiossidanti (incluso il licopene) nel plasma, un aumento della perossidazione lipidica e da una minor resistenza all’esposizione ai radicali perossidici[29].
Protezione del tessuto oculare
Uno studio epidemiologico ha stabilito che basse concentrazioni di carotenoidi nel sangue sono associate al rischio della Degenerazione Maculare correlata all’età[30].
Inoltre, uno studio condotto in Francia ha dimostrato che il livello di licopene nel sangue risulta ìnotevolmente inferiore nei soggetti affetti da degenerazione maculare[30].
I protagonisti del nostro esperimento
Fin’ora abbiamo compreso bene che il licopene è estremamente benefico per la nostra salute e che è vera la formula “più licopene c’è nel pomodoro e più rosso questo diventa“. Quindi, se volessimo assumere molto licopene attraverso l’uso del pomodoro fresco, sarà sufficiente scegliere i pomodori più rossi.
Come ci regoliamo, però, con le passate di pomodoro? Come possiamo scegliere quella dal colore più rosso o più ricca di licopene? I nostri occhi non sono costruiti certamente per individuare il licopene. Proviamo a vedere se Hydra ci riesce!
Abbiamo voluto tutelare tutti i brand studiati e garantire il totale anonimato dell’analisi: abbiamo posto i prodotti in contenitori senza alcuna sigla (si tratta di piastre di Petri), abbiamo mescolato i campioni ed, infine, un altra persona che non era presente durante la fase di travaso ha apposto delle etichette con sigle generiche su ogni contenitore (Passata 1, passata 2, Concentrato 1, ecc.).
La nostra prima analisi è stata condotta sui seguenti prodotti:
Divella passata
lotto EC2 LB241 08:07
scad. 31/07/2020
Coop Origine
lotto h13 L 230A
scad. 18/08/2021
Cirio La Rustica
lotto J11LB220 L1
scad. 12/2020
Supercirio concentrato di pomodoro
lotto L A103 08:01 J10
scad. 12/2021
Petti il delicato
lotto PV7 L A225 23:37 2
scad. 12/2021
Mutti passata
lotto A178 50 2 (M)
scad. 01/06/2021
Mutti doppio concentrato
lotto LZ1 L A 61 11:51
scad. 01/03/2021
Valfrutta vellutata
lotto J11LA044
scad. 12/2020
Despar doppio concentrato
lotto EC1 L B321 03:28
scad. 12/2020
Informazioni nutrizionali
| Petti il delicato | Coop Origine | Divella passata | Mutti passata | Mutti doppio concentrato | Cirio la rustica | Supercirio concentrato | Valfrutta vellutata | Despar doppio concentrato | |
| Peso netto | 500 g | 700 g | 680 g | 700 g | 140 g | 680 g | 140 g | 700 g | 400 g |
| Energia kJ (kcal) | 114 (27) | 147 (35) | 104 (25) | 149 (36) | 407 (96) | 135 (32) | 315 (74) | 125 (30) | 376 (89) |
| Grassi | 0,2 g | 0,1 g | 0,1 g | 0,5 g | 0,2 g | 0,1 g | 0,3 g | 0,1 g | 0 g |
| – di cui saturi | 0,0 g | 0,0 g | 0,0 g | 0,1 g | 0,1 g | 0,1 g | 0,1 g | 0,1 g | 0 g |
| Carboidrati | 4,3 g | 6,3 g | 4,0 g | 5,1 g | 17 g | 5,3 g | 12,7 g | 4,9 g | 14 g |
| – di cui zuccheri | 4,3 g | 4,4 g | 4,0 g | 4,5 g | 14 g | 4,2 g | 9,5 g | 3,9 g | 14 g |
| Fibre | 1,0 g | 1,1 g | n.r. | n.r. | n.r. | 1,7 g | 3,0 g | 1,5 g | 5,1 g |
| Proteine | 1,5 g | 1,2 g | 1,4 g | 1,6 g | 4,2 g | 1,2 g | 3,0 g | 1,2 g | 5 g |
| Sale | 0,42 g | 0,61 g | 0,35 g | 0,5 g | 0,5 g | 0,02 g | 0,0 g | 0,38 g | 1,5 g |
Hydra: l’occhio elettronico
Sul mercato non esistono strumenti che consentono di individuare il licopene durante il processo di trasformazione del pomodoro. Poter disporre di un dispositivo in grado di farlo può essere utile per il monitoraggio in tempo reale della qualità del semilavorato, correggendo al volo il processo di trasformazione e riuscendo a mantenere il livello di licopene nel prodotto finito costante nel tempo.
Caronte Consulting ha progettato e realizzato Hydra, un dispositivo innovativo in grado di individuare in tempo reale alcuni parametri fondamentali nel prodotto finito, nei semilavorati e negli scarti di trasformazione di liquidi e solidi.
Il principio su cui si basa Hydra è molto semplice: il dispositivo analizza continuamente il semilavorato, identificando derive di uno o più parametri e comunicando lo stato della lavorazione al sistema SCADA che governa i parametri delle macchine, onde raggiungere una lavorazione ottimale (Industria 4.0). In assenza del sistema SCADA, il software di Hydra possiede un layer intelligente che viene customizzato per correggere autonomamente alcuni parametri delle macchine onde contenere le derive.
Per determinare la presenza di licopene indagheremo lo spettro UV-VIS in alcune frequenze specifiche e per avere la massima sensibilità alle variazioni spettrali utilizzeremo la nuova versione Hydra DLT.
Figura 4. Una goccia di licopene (E160d) nella passata di pomodoro.
I risultati
Rispondiamo alle domande che abbiamo posto all’inizio di questo primo studio.
È possibile identificare in linea il livello di licopene nella passata di pomodoro?
La risposta è: si. Diversi studi scientifici hanno dimostrato la possibilità di individuare in laboratorio la quantità di licopene nei prodotti ottenuti dalla trasformazione del pomodoro.
Il problema è che non è possibile farlo durante il processo di trasformazione, bensì in laboratorio, in una soluzione di esano:etanolo:acetone (2:1:1)[31] e a determinate frequenze.
Con Hydra è possibile individuare qualsiasi variazione del licopene durante i processo di trasformazione nel salsificio. Come si può vedere in Figura 5, le variazioni di licopene sono osservabili esattamente nelle frequenze in cui il licopene viene studiato.
Figura 5. Curva delle differenze tra lo spettro di una passata di pomodoro e quello della stessa con aggiunta di licopene. I picchi corrispondono alle frequenze caratteristiche del licopene nello spettro UV-VIS.
È vero che il concentrato di pomodoro ha una presenza di licopene maggiore rispetto alla passata di pomodoro?
La risposta è: si. A parità di peso, il concentrato di pomodoro ha una quantità di licopene maggiore rispetto alla passata di pomodoro.
Esaminando Figura 6 è possibile distinguere 2 aree in cui si muove lo spettro dei campioni esaminati: un’area in cui si raccolgono gli spettri dei concentrati di pomodoro (al di sopra della linea tratteggiata) ed un’area in cui si raccolgono gli spettri delle passate di pomodoro (al di sotto della linea tratteggiata).
La diffenza di licopene tra le passate di pomodoro è abbastanza modeste, tuttavia esiste una passata di pomodoro con un livello licopene lievemente inferiore alle altre. D’altro canto, anche le differenze tra i concentrati sono abbastanza contenute.
Un dato interessante: esiste una passata di pomodoro che ha una quantità di licopene abbastanza vicina a quella dei concentrati di pomodoro.
Figura 6. Livelli spettrali del licopene nelle passate di pomodoro e nei concentrati.
In conclusione, dalle nostre analisi non è emerso alcun valore inatteso o “strano”. I prodotti che abbiamo esaminato rappresentano tutti quanti un’ottima fonte di licopene, hanno minime variazioni ed i prodottori sembrano trasformare correttamente il pomodoro italiano.
Hydra si dimostra essere, ancora una volta, un sensore innovativo estremamente valido e versatile, tanto da poter essere impiegato con profitto nel salsificio, direttamente sulla linea industriale che trasforma il pomodoro in salsa e concentrato.
I nostri esperimenti hanno anche evidenziato come il licopene degrada, con il passare del tempo, in elevata presenza di ossigeno. Anche in questo caso, Hydra si è dimostrato utile nel tracciare questa curva di degrado del licopene. Mostreremo i risultati nei prossimi articoli.
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I nostri dispositivi sono realizzati su misura alle esigenze del Cliente e permettono di automatizzare completamente i processi industriali, ottimizzando la produzione e creando un risparmio di materie prime e di consumi energetici.
Bibliografia
I nostri esperimenti e le nostre deduzioni hanno tratto particolare ispirazione dall’ottimo lavoro di tesi di dottorato:
Stagno C. “Caratterizzazione dei sottoprodotti della filiera del pomodoro per un potenziale sviluppo industriale“, Università degli Studi di Ferrara, 2010.
[1] LaVecchia C. “Mediterranean epidemiological evidence on tomatoes and the prevention of digestive tract cancers”. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1997; 218:125-128
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