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ALIMENTARIALIMENTARIINGREDIENTIINGREDIENTI

A R O M I - A D D I T I V I - S E M I L A V O R A T IA R O M I - A D D I T I V I - S E M I L A V O R A T I

Novembre/Dicembre 2003 anno 2 - numero 6-(11)

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EDITORICHIRIOTTI

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Propriet funzionalidei frutti di fico dIndia

Cactuspear fruits functionalproperties

SUMMARY The constantly increasing demand for nu-traceuticals is paralleled by a more pro-nounced request for natural ingredientsand health-promoting foods. The multi-functional properties of cactus pear fit wellthis trend. Recently data revealed the highcontent of some chemical constituents,which can give added value to this fruit ona nutritional and technological functional-ity basis: high levels of betalains, taurine,calcium, and magnesium are noteworthy.

ANTONIO PIGAANTONIO PIGADipartimento di Scienze Ambientali Agrariee Biotecnologie Agro-Alimentari -Viale Italia 39 - 07100 Sassari - Italiae-mail: pigaa@uniss.it

Parole chiave: betalaine, fico dIndia, propriet funzionali, ingredientiKey words: betalains, cactus pear, functionality, ingredients

SOMMARIO Il costante incremento di domanda di nu-traceutici collegato, tra gli altri, alla cre-scente richiesta di ingredienti naturali eprodotti salutistici. In questo contesto siinserisce a pieno titolo la multi-funziona-lit dei frutti di fico dIndia. Recenti ricer-che hanno, infatti, messo in evidenza lele-vato contenuto di diversi componenti, chepossono fornire a questo frutto un eleva-to valore aggiunto dal punto di vista nutri-zionale e per la funzionalit tecnologica.Degni di nota, in particolare, la presenzadi elevati contenuti di betalaine, dellami-noacido taurina e degli elementi mineralicalcio e magnesio.

INTRODUZIONE

Il fico dIndia originario del Messico e,come le altre Cactaceae, caratterizzatoda una elevata variabilit genetica, che gliha permesso di svilupparsi in oltre 1600specie ed un gran numero di variet (Gib-son and Nobel, 1986; Odoux and Domin-guez-Lopez, 1996). Nonostante lampiavariabilit genetica, solamente alcune spe-cie e poche variet sono sfruttate per sco-pi commerciali. Le principali specie colti-vate sono Opuntia ficus-indica Mill., O.streptacantha Lem., O. amyclaea Ten., andO. lindheimeri Engel. Queste quattro spe-cie si ritrovano in tutti i paesi produttori, ela pi diffusa la Opuntia ficus-indica Mill.La produzione commerciale di frutti, partidi pianta e derivati diffusa in Messico enel continente sud-americano, in Califor-nia e Texas, e in diversi paesi del bacinodel Mediterraneo (Seplveda and Senz1990). LItalia, in particolare, lunico statoeuropeo dove il fico dIndia coltivato sularga scala, quasi esclusivamente in Sici-lia. Le variet principali sono conosciutecome Bianca, Gialla e Rossa, dalcolore dei frutti, i quali maturano nei mesidi agosto e settembre, anche se possibi-le trovarli a novembre-dicembre, in segui-to ad una seconda fioritura estiva stimo-

lata dallasportazione dei fiori in prima-vera (scozzolatura). Il frutto una baccacarnosa, di forma, dimensione e colorevariabili, con un numero elevato di semi,un alto contenuto in zuccheri e bassissi-ma acidit (

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cromoalcaloidi azotati (Mabry, 1970; Piat-telli, 1981). La loro presenza esclude quel-la delle antocianine (Clement and Mabry,1996).La loro importanza come coloranti alimen-tari stata presa in considerazione a par-tire dagli anni settanta (Von Elbe andMang., 1973; Von Elbe et al., 1974; Pa-sch et al., 1975). Rispetto alle antociani-ne, per esempio, sono stabili in un inter-vallo di pH tra 4 e 7, quindi sono partico-larmente indicate per la colorazione di ali-menti non acidi. A tuttoggi la principalefonte di betalaine per usi alimentari deri-va dalle barbabietole rosse (Beta vulgaris(L.) subsp. vulgaris cv. rubra), che conten-gono una betacianina, la betanina, sino a50 mg/100 g (E 162). Sono stati trovativalori di betanina variabili tra i 40 ed i 60mg/100 di peso fresco in variet commer-ciali, mentre in alcuni ibridi si raggiungo-no quantit anche superiori ai 150 mg/100 g (Sobkowska et al., 1991). Sino adoggi sono state tradizionalmente utilizza-te altre fonti di betalaine, anche se nonsempre autorizzate. Un esempio lama-rantina derivante dallamaranto, autoriz-zata in Cina (Cai and Corke, 1999). Datalestrema variabilit genetica ed alcuniproblemi tecnologici associati alluso del-le barbabietole, si crede che i frutti di ficodIndia potrebbero essere una fonte im-portante e alternativa di betalaine, ancheperch la presenza di betacianine e beta-xantine permette un ampio intervallo cro-matico. La sperimentazione sulla presen-za di betalaine nei frutti di fico dIndia stata focalizzata principalmente sui fruttia colorazione rossa o porpora della buc-cia e della polpa, nonostante la maggio-ranza delle variet abbiano una colorazio-ne aranciata o gialla. Nella tab. 1 sonoelencate le molecole ritrovate in diversespecie di fico dIndia. Come si pu notare,sono state ritrovate 3 betacianine (beta-nina e fillocactina, pi gli isomeri C15 e icorrispondenti agliconi, e neobetanina) e5 betaxantine (indicaxantina, miraxanti-na II, vulgaxantina I, II e IV) (Stintzing etal., 2001; Stintzing et al., 2002). Oltre aqueste, sono state identificate 5 nuovebetaxantine, proprio su fichi dIndia colti-

Tabella 1 - Presenza di betacianine e betaxantine in varie Opuntia spp.

Specie* Betacianine Betaxantine

O. bergeriana betanidina indicaxantinabetanina miraxantina II

fillocactina vulgaxantina Ivulgaxantina II

O. decumbens betanina -O. dillenii betanina -O. engelmannii betanina -

fillocactinaO. ficus-indicax betanina indicaxantina

isobetanina miraxantina IIneobetanina vulgaxantina I

vulgaxantina IIvulgaxantina IV

addotti dellacidobetalamico con acido-aminobutirrico,

fenilalanina,isoleucina, serina e valina

O. guatemalensis betaninaO. monacanthax betanidina indicaxantina

betanina vulgaxantina Ifillocactina

O. paraguensis betanina -fillocactina

O. polyacantha betanidina -betanina

O. ritteri betanina -fillocactina

O. robusta betanina -O. streptacantha betanina -

fillocactinaO. stricta betanina -

neobetaninaO. tomentella betanina -

fillocactinaO. tomentosa betanina -

fillocactinaO. vulgarisx betanina indicaxantina

vulgaxantina I

x Presenza di acido betalamico libero.* Adattato da: Stintzing et al., 2001; Stintzing et al., 2002.

vati in Italia (Stintzing et al., 2002), deri-vanti dalla coniugazione dellacido beta-lamico e un aminoacido (acido -amino-butirrico, fenilalanina, isoleucina, serina evalina). Inoltre, in alcuni casi stata rile-vata la presenza di acido betalamico libe-ro, precursore delle betalaine. Come det-to, i vantaggi tecnologici delluso dellebetalaine di fico dIndia, rispetto a quelledi barbabietola, sono evidenti; infatti, il ficodIndia, al contrario delle barbabietole ros-se, non ha il sapore sgradevole legato allapresenza della geosmina e della 3-sec-

butil-metossipirazina (Acree et al., 1976;Murray and Whitfield, 1975), non possie-de, inoltre, alti livelli di nitrati e di conta-minazione microbica (Henry, 1996). Dal-tra parte, le betalaine del fico dIndia po-trebbero aver qualche problema di sta-bilit, in quanto non sono stati fatti anco-ra studi approfonditi sulle miscele (comedetto siamo di fronte ad una combinazio-ne di betacianine e betaxantine). Un altroproblema ancora da risolvere, inoltre, ri-guarda la resa ed il costo di produzionedelle betalaine dal fico dIndia. Conside-

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rando che, sia le produzioni unitarie diprodotto, sia il contenuto (qualora si uti-lizzino la polpa e la buccia) possono es-sere simili a quelle delle barbabietole eche ancora non stata fatta unadegua-ta selezione di variet di fico dIndia peraumentare il contenuto di tali pigmenti,potremmo avere, dunque, una resa uni-taria di estrazione paragonabile a quelladelle barbabietole. Il problema da supe-rare risiede nella necessit di ottimizza-re la fase di eliminazione delle spine dal-la buccia senza alterare le caratteristichedel frutto e delle betalaine. La produzio-ne di un concentrato di fico dIndia a70Brix ha, ancora, un costo doppio ri-spetto a quello ottenuto dalla barbabie-tola. Una serie di interventi mirati (incre-mento della produzione mondiale e del-la resa per ettaro, selezione di variet amaggiore contenuto in betalaine, aumen-to delle rese di estrazione, possibilit diaver uno spettro cromatico migliore),potrebbe tuttavia rendere questa poten-zialit realmente sfruttabile dallindu-stria.

ALTRI COMPONENTIIMPORTANTI DAL PUNTODI VISTA NUTRIZIONALE

A prima vista potrebbe sembrare che ilfico dIndia non si discosti molto dalpunto di vista compositivo da altre spe-cie di frutta tropicale. Ci nonostante,gli elevati contenuti di alcuni aminoaci-di, minerali e la peculiare composizionedi fibre, ne fanno un frutto particolar-mente importante dal punto di vista nu-trizionale.Il contenuto ragguardevole in aminoacidiin frutti di O. ficus-indica stato confer-mato in uno studio recente (Stintzing etal., 1999). Come si pu vedere dalla tab.2, inoltre, stata rilevata la presenza ditaurina, aminoacido non proteinogenico(Stintzing et al., 1999). Il contenuto rile-vato veramente elevato (sino a 572 mg/L), in quanto in nessunaltra pianta supe-

Tabella 2 - Contenuto medio e valori massimi in aminoacidi nella polpa di frutti di O.ficus-indica (L.) Mill. Il contenuto medio si riferisce alla media calcolata sui risultatiottenuti dallanalisi di tre variet distinte (fonte: Stintzing et al., 1999).

Aminoacido* Contenuto medio Valore massimo(mg/L) (mg/L)

Acido -aminobutirrico 1,1 1,1Acido aspartico - -Acido glutammico 66,1 83,0Alanina 87,2 96,6Arginina 30,5 37,1Carnosina 5,9 7,3Citrullina 16,3 28,7Fenilalanina 23,3 24,1Glutammina 346,2 574,6Glicina 11,3 16,2Isoleucina 31,2 38,8Istidina 45,2 53,3Leucina 20,6 21,3Lisina 17,4 18,3Metionina 55,2 76,9Ornitina - -Prolina 1.265,2 1.768,7Serina 174,5 217,5Taurina 434,3 572,1Treonina 13,1 15,1Triptofano 12,6 17,5Tirosina 12,3 14,3Valina 39,4 50,0

* Adattato da: Stintzing et al., 1999.

riore stato trovato in quantit apprez-zabili, se si eccettua il succo di prugne,con un contenuto pari a 155 mg/L (VanGorsel et al., 1992). Gli effetti della tauri-na sono stati rivalutati di recente (Furst etal., 1997; Furst, 1998). Le funzioni speci-fiche a carico del cuore, della retina e delsistema nervoso centrale e di interazionecon il sistema ormonale hanno elevato lasua importanza nutrizionale al rango divitamina (Hayes et al., 1994), specialmen-te nelle diete povere di metionina, cistei-na o vitamina B6. Se si aggiunge che haanche un forte potere antiossidante, sicapisce la sua importanza come nutraceu-tico nella fortificazione dei cibi. Oggi, inol-tre, la taurina viene gi utilizzata in be-vande per sportivi, od utilizzata come in-grediente fondamentale in particolari be-vande alcoliche. Da notare anche leleva-to livello di prolina.

I frutti di fico dIndia sono unottima fontedi sostanze minerali (Askar and El-Sa-mahy, 1981; Wills et al., 1986; Domin-guez-Lopez, 1995). Infatti, il contenutodi calcio e magnesio raggiunge livelli di59 e 98 mg/100 g, rispettivamente, per-tanto luso del semplice succo potrebbeessere utilizzato come fortificante mine-rale.I frutti (ma anche le parti verdi) sonoinoltre caratterizzati da sostanze mu-cillaginose di natura polisaccaridica co-stituite da arabinosio, galattosio, ram-nosio, xilosio ed acido uronico in diffe-renti proporzioni, a seconda della spe-cie (McGarvie and Parolis, 1979; Mc-Garvie and Parolis, 1981). Le mucilla-gini del fico dIndia presente in Italia(Opuntia ficus-indica), per esempiosono dei polielettroliti carichi negati-vamente. Limportanza fisiologica (per

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la pianta) delle mucillagini data dal-la loro elevata capacit di legare lac-qua (ricordiamoci che le Cactaceaesono piante che vivono in ambienti ari-di). Dal punto di vista tecnologico, in-vece, tali componenti possono avere unuso come agenti emulsionanti o diispessimento e dal punto di vista nu-trizionale si visto che possono avereeffetti benefici nella regolazione deltasso glicemico (Trejo-Gonzalez et al.,1995). Forni et al. (1994) hanno estrat-to, inoltre, pectine da frutti di O. ficus-indica (L.) Mill; la loro caratterizzazio-ne ha rivelato un contenuto di acidogalatturonico abbastanza elevato perun suo uso sia come additivo alimen-tare, sia nella cosmesi. Tali pectine, inol-tre, per il loro basso grado di metossi-lazione (10%) potrebbero essere uti-lizzate come agente gelificante per con-fetture ipocaloriche.Per quanto riguarda le altre classi di com-posti chimici si pu notare il buon conte-nuto in vitamina C, con valori variabili tra18 e 30 mg/100 g (Cantwell, 1995; Pigaet al., 1996; Senz, 1995), mentre non sipossono dare notizie degne di nota perquanto riguarda zuccheri semplici ed aci-di organici.

CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE

Il mercato dei cosiddetti nutraceutici in continua e forte espansione. Taletrend sicuramente condiviso anche daingredienti naturali e prodotti salutisti-ci. Non si deve dimenticare che diversisettori alimentari sono in una fase di for-te revisione di prodotto. Basti pensareagli indirizzi presi dallindustria delle be-vande, in cui molti prodotti tradiziona-li sono in fase di o saranno rimpiazzatida nuovi prodotti con un maggior con-tributo salutistico. in questo contestoche, sicuramente, pu introdursi un frut-to multi-funzionale come il fico dIn-dia.

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