Determinazione del profilo degli acidi grass

Gli acidi grassi sono acidi carbossilici con una catena idrocarburica composta da 4 a 36 atomi di carbonio. Alcuni acidi grassi hanno la catena idrocarburica composta esclusivamente da legami singoli (saturi) mentre altri possono presentare da uno a più doppi legami (mono-polinsaturi). Gli acidi grassi polinsaturi sono poi classificati in omega 3, omega 6 e omega 9. Gli omega 3 sono acidi grassi polinsaturi la cui prima insaturazione si trova sul C3 a partire dalla fine della catena carboniosa. Gli omega 6 hanno la prima insaturazione a livello del C6 e gli omega 9 a livello del C9.

0 10 20 30 40 50 60

Resa % di olio

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Negli omega 3 rientrano l‟acido α-linolenico (C18:3), l‟acido eicosapentenoico (C20:5) (EPA) e l‟acido docosaesenoico (C22:6) (DHA). Nella categoria degli omega 6 troviamo acido linoleico (C18:2) e l‟acido arachidonico (C20:4).

L‟acido α-linolenico e l‟acido linoleico sono noti come acidi grassi essenziali (EFAs) sono definiti in questo modo perché non possono essere sintetizzati dai mammiferi ma, essendo precursori indispensabili per la sintesi di altri prodotti, devono essere presenti nella dieta e perciò ricavati direttamente dalle fonti alimentari ( Rovellini et al., 1997). Gli acidi grassi essenziali prendono parte a molti processi metabolici, c‟è un‟evidenza che suggerisce come bassi livelli di acidi grassi essenziali, o un errato bilanciamento delle tipologie di acidi grassi essenziali, può essere un fattore di rischio in numerose malattie (Albert et al., 2015). Il ruolo essenziale degli EFAs nella dieta dell‟uomo è legato alla loro trasformazione in prodotti intermedi e finali attraverso differenti vie metaboliche.

L‟acido linoleico, una volta assunto con la dieta, può essere utilizzato per la sintesi dell'acido arachidonico. Quest‟ultimo è un importante mediatore dell‟infiammazione perché è un precursore della famiglia degli eicosanoidi (prostaglandine e trombossani), sostanze ormono-simili coinvolte in numerosi processi biochimici importanti per lo

Figura 19 acidi grassi omega 3 e omega 6 (fonte (Omega 3 fatty acids and cardiovascular disease—fishing for a natural treatment, Jehangir N Din et al., 2004)

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stato di salute dell‟uomo come la regolazione della pressione sanguigna, delle funzioni riproduttive e dei processi di coagulazione del sangue.

L‟acido α-linolenico viene, invece, trasformato sia nell‟acido eicosapentenoico (EPA), sia nell‟acido docosaesenoico (DHA) (Rovellini et al., 2013). EPA e DHA hanno molti ruoli importanti nell‟organismo, in particolare riducono il rischio cardiovascolare e hanno azione anti-infiammatoria. Quest‟ultima è legata al fatto che sono precursori delle resolvine, molecole che contrastano lo stato infiammatorio. Inoltre, il DHA è in grado di inibire la trascrizione del fattore NFkb che stimola la produzione di fattori pro- infiammatori. Il DHA ha un ruolo importante nell‟organismo perché rientra nella composizione di membrane altamente specializzate nel SNC e a livello della retina. In quest‟ultima troviamo concentrazioni elevate di DHA a livello dei bastoncelli. Inoltre un adeguato apporto di DHA è fondamentale soprattutto negli ultimi mesi di vita prenatale e nei primi mesi di vista post-natale, quando il SNC e gli organi coinvolti nella vista completano la loro maturazione.

Ci sono importanti evidenze che dimostrano come l‟aumento dei livelli di acidi grassi polinsaturi ω3 nel sangue, in particolare EPA e DHA, sia associato a un beneficio per la salute, riducendo malattie cardiovascolari, morbidità e mortalità (Calder 2004; Yokoyama et al., 2007; Marik et al., 2009). La miglior fonte di questi acidi grassi è l‟olio di pesce (Foster et al., 2009). Però, nei paesi occidentali (Scientific Advisory Committee on Nutrition (SACN) and Committee on Toxicity (COT)) l‟assunzione di olio di pesce rimane piuttosto bassa. Quindi è importante incrementare l‟assunzione di omega 3 da fonti alternative. Ci sono numerose fonti, che derivano dal regno vegetale, di acido alfa-linolenico (ALA), importante precursore di EPA e DHA. Però, la conversione di ALA in EPA e in DHA, risulta essere piuttosto scarsa (Burdge GC, Jones AE, Wootton SA, 2002; Burdge GC, Wootton SA, 2002).

Un altro importante precursore di EPA e DHA è l‟acido stearidonico (SDA). L‟SDA è un acido grasso polinsaturo, omega 3, che presenta 18 atomi di carbonio. Deriva da fonti vegetali e rappresenta un intermedio del processo di conversione di ALA in acidi grassi a lunga catena. Il meccanismo di conversione di ALA in EPA e DHA richiede l„intervento di una serie di enzimi tra cui: desaturasi, elongasi e ossidasi. La conversione

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di SDA in EPA e DHA risulta essere più efficiente rispetto alla conversione di ALA in EPA e DHA (Vidgren et al., 1997; Krul et al., 2012; James et al., 2003).

Ci sono pochi alimenti ricchi di SDA, tra questi identifichiamo olio di canapa, pesce e frutti di mare e semi provenienti dalla famiglia delle Boraginaceae (Guil-Guerrero 2007).

Quindi l‟SDA si può considerare come un importante fonte di acidi grassi omega 3; rappresenta un ottimo precursore di acidi grassi a lunga catena, in particolare EPA e DHA.

L‟olio di semi di canapa rappresenta una fonte di acido stearidonico (C 18:4, omega 3) e di acido gamma-linolenico (C 18:3, omega 6).

La presenza di SDA e gamma-linolenico rende questo olio unico nel suo genere, in quanto essi non si ritrovano nei semi oleaginosi tradizionali ad uso industriale, ma sono presenti in proporzioni variabili solo in alcune piante oleaginose non industriali come l‟olio di borragine, l‟olio di primula, l‟olio di ribes nero e di germe di grano (J.C. Callaway et al., 2004).

L‟acido gamma-linolenico è noto per i suoi effetti benefici in disturbi cardiovascolari, psichiatrici, immunologici (Horrobin, 1992); è usato nel trattamento della neurodermatite e della psoriasi (J.C. Callaway et al., 2004) e, inoltre, è stato dimostrato un suo ruolo nell‟inibizione della proliferazione cellulare di cellule tumorali in vitro (Hrelia et al., 1996).

L‟olio di semi di canapa ha un perfetto bilancio per quanto riguarda il rapporto (3:1) relativo a omega 6 e omega 3 (Scorletti et al., 2013). Questo rapporto, proprio perché si avvicina molto a quello ideale, è in accordo con le raccomandazioni dell‟European Food Safety Agency (EFSA).

12.3.1 Metodi utilizzati

Nello studio 1, 2, 3, 5 e 6 l‟analisi degli acidi grassi è stata eseguita sottoponendo l‟olio, precedentemente estratto, a un processo di trans-esterificazione diretta in soluzione metanolica di idrossido di potassio. Questo processo permette di ottenere i

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corrispondenti esteri metilici che sono poi analizzati in gascromatografia con rivelatore a ionizzazione di fiamma. L‟analisi gascromatografica permette di risalire alla composizione quali-quantitativa in acidi grassi dell‟olio in esame.

Lo studio 4, invece, usa la Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). La spettroscopia NMR è una delle tecniche che permette di descrivere il profilo chimico del campione in modo rapido e riproducibile, richiede solo una preparazione di base (Choi et al., 2004). Questa tecnica sfrutta una delle proprietà di base di alcuni atomi, ovvero la capacità di creare intorno a sé un campo magnetico. Le componenti fondamentali dello strumento sono: la sorgente di campo magnetico, il generatore di radiazioni e il rivelatore.

48 12.3.2 Risultati

Tabella 6 profilo degli acidi grassi espressi come percentuale sul totale degli acidi grassi

STUDIO (campione) ac. Oleico ac. Linoleico ac.α- linolenico ac. γ- linolenico ac. Stearidonico ω6/ω 3 1 11,9 55,05 16,7 3,4 3,5 6 10,26 55,75 17,37 4,65 1,48 3,2 2 (Bama) 11,6 56,25 23,43 0,53 2,42 2 (Baotou) 14,67 62,89 13,54 0,5 4,68 2 (Beian) 10,99 61,55 17,26 2,4 3,71 2 (D) 12,64 59,79 16,41 0,63 3,68 2 (Li) 11,87 58,16 17,08 1,02 3,46 2 (Q) 12,09 60,36 19,37 0,59 3,15 2 (Y) 8,46 56,68 25,16 0,91 2,29 2 (Yuci) 12,16 60,74 18,21 0,56 3,37 3 ( Cham) 10,45 59,15 18,43 3,19 3,38 3 (Fel) 11,42 59,37 17,82 3,36 3,51 3 (Fin) 9,25 55,98 19,7 5,75 3,14 3 (Uso) 12,31 57,43 17,34 6,42 3,68 4 (Carm (T)) 10,8 57,6 20,9 4 (Carm (C )) 22,5 31,9 20,3 4 (Fel (T)) 13,6 54,1 19,4 4 (Fel (C )) 13,8 50,7 15,4 4 (Fut (T)) 12,3 63,1 11,1 4 (Fut (C )) 12,3 52,5 17,5 5 (1) 9,14 55,83 18,25 4,54 1,57 3,05 5 (11) 11,58 56,26 17,56 2,47 0,84 3,15 5(10) 12,95 56,18 17,76 0,51 0,26 3,15 5(2) 11,96 56,24 16,24 2,95 0,97 3,44 5(3) 13,44 56,1 17,18 0,99 0,37 3,26 5(4) 9,11 55,8 18,25 4,55 1,58 3,05 5(5) 13,44 57,26 16,01 0,52 0,26 3,55

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5(6) 10,59 55,76 16,86 4,37 1,37 3,3 5(7) 11,42 56,44 16,42 3,12 1,02 3,42 5(8) 11,23 56,58 19,91 0,53 0,3 2,83 5(9) 12,16 55,77 14,79 3,9 1,05 3,77

Tabella 7 profilo degli acidi grassi espressi come percentuale sul totale degli acidi grassi

STUDIO (campione) EFA s ac. Monoinsaturi ac. Polinsaturi ac. Saturi polinsaturi/satur i 1 71,75 13,34 75,46 11,2 6,7 6 10,91 78,25 9,86 8,04 2 (Bama) 79,68 11,91 80,21 2 (Baotou) 76,43 14,95 76,93 2 (Beian) 78,81 11,58 81,21 2 (D) 76,2 12,96 76,83 2 (Li) 75,24 12,28 76,26 2 (Q) 79,73 12,35 80,32 2 (Y) 81,84 8,79 82,75 2 (Yuci) 78,95 12,42 79,51 3 ( Cham) 77,58 80,8 7,94 10,18 3 (Fel) 77,19 80,56 7,26 11,09 3 (Fin) 75,69 81,44 7,71 10,56 3 (Uso) 74,77 81,16 5,49 14,77 4 (Carm (T)) 78,5 4 (Carm (C )) 52,2 4 (Fel (T)) 73,5 4 (Fel (C )) 66,1 4 (Fut (T)) 74,2 4 (Fut (C )) 70 5 (1) 74,08 10,31 80,27 9,43 8,51 5 (11) 73,82 12,58 77,16 10,27 7,51 5(10) 73,94 14,04 74,76 11,2 6,67

50 5(2) 72,48 13,14 76,47 10,39 7,36 5(3) 73,28 14,57 74,68 10,75 6,95 5(4) 74,05 10,29 80,24 9,47 8,47 5(5) 73,27 14,56 74,11 11,33 6,54 5(6) 72,62 11,81 78,43 9,76 8,04 5(7) 72,86 12,6 77,05 10,34 7,45 5(8) 76,49 12,27 77,36 10,37 7,46 5(9) 70,56 13,59 75,58 10,82 6,98

Nell‟olio di canapa analizzato e presentato dallo studio 6 gli acidi grassi essenziali sono presenti in quantità abbastanza elevata 73.12%, in particolare l‟acido linoleico rappresenta il 55.75% del totale degli acidi grassi seguito dall‟acido α-linolenico pari a 17.37% e dagli acidi γ-linolenico 4.65% e stearidonico 1.48%. Gli acidi grassi polinsaturi rappresentano il 79.25% del totale degli acidi grassi, mentre i saturi e monoinsaturi rispettivamente il 9.86% e il 10.91%. Un rapporto elevato tra acidi grassi polinsaturi e acidi grassi saturi (PUFAs/SFAs=8.04) è considerato vantaggioso nella riduzione dei livelli di colesterolo nel sangue e nella prevenzione di patologie coronariche (J.B. Roberts et al., 1995). Il rapporto omega 6 e omega 3 è pari a 3.2. Questo si avvicina molto al valore ideale (3:1) che corrisponde a quello consigliato e accreditato dalle ricerche mediche per l‟assunzione degli acidi grassi essenziali (ISSFAL, Società Internazionale per lo studio degli acidi grassi).

Dello studio 3 ho preso in considerazione i valori medi, già forniti dallo studio, delle due annate. Gli acidi grassi essenziali sono presenti in elevata quantità e vanno dal 74.77% nella varietà Uso31 a 77.58% nella varietà Chamaeleon. In particolare, la quota maggiore di linoleico si trova nella cultivar Felina 32 con 59.37%, mentre la minore nella cultivar Finola con 55.98%; per quanto riguarda l‟acido α-linolenico la quota maggiore è nella cultivar Finola 19.7% e la quantità minore in Uso31 17.34%. L‟acido γ-linolenico va da 6.42% a 3.19% ed è maggiormente presente nella cultivar Uso31. La quota di acido stearidonico non è specificata per le varie varietà. Il rapporto omega 6 e omega 3 va da 3.14 a 3.68 quindi quello che si avvicina di più al rapporto ottimale è 3.14 dato dalla cultivar Finola. Gli acidi polinsaturi rappresentano una quota maggiore

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rispetto allo studio precedente, andando da 80.56% nella varietà Felina 32 fino a 81.44% nella varietà Finola. Non è specificata la quota di acidi grassi monoinsaturi, il quantitativo di saturi, ricavato dal rapporto polinsaturi/saturi, varia da 7.94% (Chamaeleon) a 5.49% (Uso 31). Dal rapporto polinsaturi/saturi si nota che, il valore più alto si riscontra nella cultivar Uso31 (14.77) dovuta al basso contenuto di acido palmitico e stearico. È importante avere un rapporto ac.polinsaturi/saturi >10 per ridurre il rischio di arteriosclerosi e malattie coronariche (Da Porto et al., 2015).

Dallo studio 4 la quota di acidi grassi essenziali è risultata leggermente dipendente al sito, i valori ottenuti variano da 52.2% per la cultivar Carmagnola, coltivata a Cavriana, a 78.5% per la stessa cultivar, ma coltivata a Treviglio. In particolare per l‟acido α- linolenico la quantità maggiore 20.9% si ottiene con la cultivar Carmagnola coltivata a Treviglio mentre la quantità minore 11.1% dalla cultivar Futura coltivata nello stesso sito. Per l‟acido linoleico la maggior resa 63.1% si ha nella varietà Futura (Treviglio) e la minore 31.9% nella cultivar Carmagnola (Cavriana). In questo studio non è riportata né la quota di acido γ-linolenico né quella di acido stearidonico, non sono neanche espressi i valori di acidi grassi mono-polinsaturi, saturi e il rapporto omega 6/omega 3. Nello studio 1 la quota di acidi grassi essenziali è 71.75%, in particolare l‟acido linoleico rappresenta il 55.05% del totale degli acidi grassi seguito dall‟acido α- linolenico pari a 16.70% e dagli acidi γ-linolenico 3.40%. La quantità di acido stearidonico non è specificata. Gli acidi grassi polinsaturi rappresentano il 75.46% del totale degli acidi grassi, mentre i saturi e monoinsaturi rispettivamente il 11.20% e il 13.34%. Quindi il rapporto fra acidi grassi polinsaturi/saturi è 6.7 e il rapporto omega 6 e omega 3 è pari a 3.5.

Dallo studio 2 la quota di acidi grassi essenziali varia tra le differenti cultivar, la quantità maggiore 81.84% si ottiene dalla cultivar Yunma No. 1 e la quantità minore 75.24% nella Liuan Hanma. In particolare per l‟acido linoleico la quantità maggiore 62.89% si ottiene dalla cultivar Baotou mentre la quantità minore 56.25% dalla Bama Huoma. Per l‟acido α-linolenico la maggiore 25.16% si ottiene dalla cultivar Yunma No.1 e la minore 13.54% dalla Baotou. La quantità di acido γ-linolenico varia da 0.5% a 2.4% ottenuto dalla cultivar Beian. In questo studio i valori di acido stearidonico non sono riportati. Gli acidi grassi polinsaturi variano dal 82.75% (Yunma No.1) a 76.26%

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(Liuan Hanma) del totale degli acidi grassi, è possibile ricavare la quota di acidi grassi monoinsaturi facendo la differenza dalla quota totale degli acidi grassi insaturi, mentre i valori degli acidi grassi saturi non sono riportati. Il rapporto omega 6 e omega 3 varia ma il valore che più si avvicina al rapporto consigliato è 3.15 ottenuto dalla cultivar Qingshui.

Dallo studio 5 i campioni contengono una quota di acidi grassi saturi che va da 9.43% a 11.33% con una maggiore predominanza dell‟acido palmitico e stearico. Il contenuto di acidi grassi monoinsaturi va da 10.29% a 14.57%. Tra questi acidi grassi il più abbondante è l‟acido oleico. La quota di acidi grassi polinsaturi varia da un massimo di 80.27% nel campione 1 a un minimo di 74.11% nel campione 5. Di questi, la quantità di acidi grassi essenziali varia da 70.56% nel campione 9, a 76.49% nel campione 8. In particolare l‟acido linoleico si trova in quantità maggiore 57.26% nel campione 5, mentre l‟α-linolenico si trova in quantità maggiore 19.91% nel campione 8. L‟acido γ- linolenico varia da un minimo di 0.51% (campione 10)a un massimo di 4.55% (campione 4). L‟acido stearidonico è in quantità maggiore 1.58% nel campione 4. Il rapporto omega 6/omega 3 ha un range da 2.83 a 3.77 (campione 9), quello che più si avvicina al rapporto ottimale è 3.05 del campione 1 e 4.

Confrontando le varie cultivar di questi sei studi possiamo cosi concludere: la quota maggiore di acidi grassi essenziali (81.84%) si ottiene dalla cultivar Yunma (studio 2) che ha anche la quantità maggiore di acido α-linolenico (25.16%) e la quantità maggiore di acidi grassi polinsaturi; la quantità maggiore di acido linoleico (63.1%) si ottiene dalla cultivar Futura coltivata a Treviglio (studio 4); la cultivar Uso 31 (studio 3) ha il quantitativo maggiore di acido γ-linolenico, la quantità minore di acidi grassi saturi e il miglior rapporto acidi grassi polinsaturi/saturi; la quantità maggiore di acidi grassi monoinsaturi si ottiene dalla varietà Baotou (studio 2); la maggior quantità di acido stearidonico (1.58%) è data dalla cultivar proveniente dal Canada (campione 4, studio 5) e il miglior rapporto omega 6/ omega3 (3.05) si ottiene dalle cultivar provenienti rispettivamente dal Canada e dalla Croazia (campione 1 e 4, studio 5).

Confrontando, invece, le varie nazionalità da cui provengono le varietà citate nei vari studi possiamo concludere che: la quota maggiore di acido oleico è data dall‟olio ottenuto da semi di canapa proveniente dalla Germania e dalla Romania; la quantità

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maggiore di acido linoleico è data dalle varietà cinesi come anche la maggior quantità di acidi grassi essenziali; la quota maggiore di acido γ-linolenico e di acido stearidonico è data da coltivazioni italiane così come la maggior quantità di acidi grassi polinsaturi e la minore di acidi grassi saturi, quindi il rapporto più alto polinsaturi/saturi è dato dalla canapa coltivata su suolo italiano; la quota maggiore di acidi grassi monoinsaturi è data da coltivazioni della Germania e il miglior rapporto omega 6/omega 3 è dato dalle coltivazioni canadesi.