Abbiamo chiesto spiegazioni a due dei ricercatori che hanno contribuito a sviluppare la tecnica, Roberto Pilu e Fabrizio Adani, del Gruppo Ricicla labs, presso il  dipartimento di Scienze agrarie e ambientali dell’ateneo meneghino.

Prof. Pilu, perché il mais?

La granella rappresenta la parte edibile della pannocchia di mais per ciò che riguarda la nutrizione umana ma soprattutto la zootecnia. L’utilizzo del mais nell’alimentazione animale nel nostro Paese è orientato a favore dell’impiego della granella piuttosto che del foraggio, in cui viene utilizzata la pianta intera. A livello nazionale la produzione in granella è pari a circa 11 milioni di tonnellate ottenute dalla coltivazione di oltre 0,6 milioni di ettari, distribuiti per il 90% a Nord del Paese. La produzione di granella, libera nel sistema agricolo una quantità notevole di biomassa vegetale: il tutolo di mais.

Quali sono le peculiarità del mais pigmentato?

Negli ultimi anni diversi agricoltori hanno avviato la produzione di mais pigmentato sollecitati dal fatto che, secondo studi clinici, il consumo regolare di alimenti ricchi di antociani è associato a un ridotto rischio di malattie croniche piuttosto diffuse, come quelle cardiovascolari, il cancro, l’obesità e il diabete. Gli antociani coinvolti sono la cianidina-3-glucoside e la pelargonidina-3-glucoside, entrambe presenti nel mais viola.

Granella e tutolo: come si distribuiscono i pigmenti?

Nel mais viola sono distribuiti quasi equamente: 55% granella, 45% tutolo, non commestibile.  Le biomasse non alimentari come il tutolo di mais sono recalcitranti alla biodegradazione a causa del basso contenuto di acqua e della natura lignocellulosica dei suoi costituenti, organizzati nella struttura rigida e compatta delle pareti cellulari. Queste caratteristiche rendono il tutolo di mais viola un materiale speciale, stabile nel tempo e ricco di antociani: infatti queste molecole sono disponibili per essere estratte in qualsiasi momento dell’anno a differenza, invece, di altri frutti edibili rossi come, per esempio, frutti di bosco, uva, ribes e ciliegie legati alla stagionalità. Dunque, il tutolo, anziché un rifiuto, diviene una risorsa di valore.

Prof. Adani, ci descrive che tipo di tecnica avete sviluppato?

La nostra ricerca ha previsto un approccio di bioraffineria, a estrazioni successive, per recuperare gli antociani presenti nel tutolo impostando un metodo di estrazione rapido ed economico, a partire dal trinciato di tutolo essiccato di mais viola, per ottenere pigmenti utilizzati per tingere le fibre naturali. Successivamente, il residuo del tutolo è stato sottoposto a seconda estrazione recuperando antociani per scopi nutraceutici. Il residuo esausto è stato proposto come lettiera per animali, chiudendo il ciclo con zero rifiuti prodotti, ovvero la lettiera residua per animali viene raccolta con rifiuti alimentari producendo compost e/o biogas e fertilizzanti.

Nello specifico, quali risultati si ottengono?

La prima estrazione con semplice acqua calda, a 70°C, consente il recupero del 36,3% degli antociani, composti principalmente da derivati della cianidina, glicosilati e principalmente monoacilati. L'uso del primo estratto come bagno di tintura per colorare i tessuti, in particolare lana e cotone, ha dato buoni risultati con i test di forza e solidità del colore.

La successiva estrazione, con etanolo al 50%, permette il recupero di un ulteriore 33,2% di antociani residui. L'estratto idroalcolico ricco di antociani ha mostrato un'ottima attività antinfiammatoria e antiossidante, al pari di altri importanti polifenoli, con elevato potenziale nutraceutico.  Tale potenziale può essere sfruttato per formulare integratori dedicati all’alimentazione umana ma anche animale.

Infine, il trinciato di tutolo esausto contiene antociani residui, in quantità di 183 mg/100 g, recalcitranti a entrambe le estrazioni. È stato considerato l’utilizzo del tutolo esausto come lettiera per animali poiché il contenuto di fibre e la capacità di ritenzione idrica è molto simile all’analogo prodotto commerciale. Inoltre, la presenza di antociani conferisce proprietà interessanti alla lettiera animale: gli antociani della lettiera presentano infatti un’attività antimicrobica contro patogeni come Salmonella o E. coli e possono dare indicazione sulla salute degli animali poiché sono in grado di virare il colore della lattiera a pH non fisiologici dell’urina.

Un processo all’insegna della sostenibilità…

Il sistema di estrazione degli antociani che abbiamo adottato è aderente al sistema di bioeconomia circolare a difesa della sostenibilità definita nell’ “Agenda Europea 2030” poiché utilizza solventi non tossici, materiali naturali, recuperando scarti vegetali che altrimenti sarebbero eliminati. Inoltre, la peculiarità della nostra ricerca consiste nel fatto che è stata sfruttata la diversa valenza delle proprietà degli antociani, da coloranti ad antiossidante-antinfiammatori, ad antibatterici, in campi di applicazione molto differenti ma egualmente importanti.

Quali possono essere le ricadute sul fronte della nutraceutica?

I nutraceutici in generale sono alimenti o parti di un alimento che non solo forniscono un supplemento alla dieta quotidiana, ma possono contribuire allo stato di salute e benessere. Sono di grande interesse perché in primo luogo sono naturali e, poi, sono accessibili a costi inferiori rispetto a quello dei molti prodotti farmaceutici industriali.

Il tutolo di mais rosso contiene quantità significative di composti fenolici, compresi gli antociani, che possono ridurre significativamente l'incidenza di malattie croniche e migliorare la salute pubblica. In particolare, l'importanza di questi fitochimici è che esercitano attività antiossidante, antinfiammatoria, attività antitumorale e antimicrobica. Gli antociani mostrano anche proprietà anti-obesità e antidiabetiche. Studi clinici hanno confermato che l'integrazione di antociani nell'uomo potrebbe migliorare le concentrazioni di colesterolo Ldl e Hdl. Tuttavia, le attività menzionate dagli antociani dipendono profondamente dal loro livello di assorbimento intestinale.

Il residuo di tutolo di mais rosso può essere utilizzato anche come materiale alternativo per produrre alimenti funzionali. Quindi, dal nostro lavoro, si può concludere che il tutolo di mais rosso è in grado di fornire una fonte accettabile e non costosa di antociani con varie proprietà biologiche disponibili per usi nutraceutici.

Nicola Miglino