Novel applications of plant-derived polyphenolic compounds

Abstract

Polyphenols represent one of the most numerous and ubiquitous groups of plant metabolites. They possess interesting biological properties. Considering their diffusion into the plant kingdom, they can be found also in agro-industrial by-products. These could be managed and utilized more efficiently, becoming low-cost sources of valuable compound that can be recycled to produce pharmaceuticals, cosmetics and food preservatives, generating both economic and environmental benefits as required by the “circular economy” principles. Thus, the main goal of this study was the valorization of kiwifruit (Actinidia deliciosa, cv. Hayward) peel and olive (Olea europaea) oil by-products to obtain extracts rich in procyanidins and hydroxytyrosol, respectively. Procyanidins-rich extract was tested for the anti-inflammatory activity, demonstrating to be able to inhibit key molecular targets; hydroxytyrosol-rich extract was tested for the antioxidant and antimicrobial activities, demonstrating to be a strong antioxidant and to exert an antimicrobial activity against Pseudomonas savastanoi and Agrobacterium tumefaciens, two olive pathogens. Finally, with the aim of applying the hydroxytyrosol-rich extract in active food packaging, pure hydroxytyrosol was used as active ingredient. The corresponding formulations developed, based on poly(vinyl alcohol) (PVA), nanostructured starch and hydroxytyrosol, showed a gradual release of the antioxidant suggesting novel and eco-friendly solutions for active food packaging.

I polifenoli rappresentano uno dei più numerosi gruppi di metaboliti secondari. Possiedono interessanti proprietà biologiche. Considerando la loro diffusione nel regno vegetale, possono essere trovati anche in sottoprodotti agroindustriali. Questi potrebbero essere gestiti e utilizzati in modo più efficiente, diventando fonti a basso costo di composti preziosi che possono essere riciclati per produrre prodotti farmaceutici, cosmetici e conservanti alimentari, generando benefici sia economici che ambientali come richiesto dai principi dell’”economia circolare”. Pertanto, l’obiettivo principale di questo studio era la valorizzazione dei sottoprodotti della buccia di kiwi (Actinidia deliciosa, cv. Hayward) e dell’olio di oliva (Olea europaea) per ottenere rispettivamente estratti ricchi di procianidine e idrossitirosolo. L’estratto ricco di procianidine è stato testato per l’attività antinfiammatoria, dimostrando di essere in grado di inibire dei target molecolari chiave; l’estratto ricco in idrossitirosolo è stato testato per le attività antiossidanti e antimicrobiche, dimostrando di essere un forte antiossidante e di esercitare un’attività antimicrobica contro Pseudomonas savastanoi e Agrobacterium tumefaciens, due patogeni dell’olivo. Infine, con l’obiettivo di applicare l’estratto ricco in idrossitirosolo in imballaggi per alimenti attivi, l’idrossitirosolo puro è stato utilizzato come ingrediente attivo. Le formulazioni corrispondenti sviluppate, a base di poly(vinyl alcohol) (PVA), amido nanostrutturato e idrossitirosolo, hanno mostrato un rilascio graduale dell’antiossidante suggerendo nuove soluzioni ecologiche per il confezionamento attivo degli alimenti.