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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI CAGLIARI

DIP. SCIENZE DELLA VITA E DELL’AMBIENTE

“Utilizzazione del lattice estratto dalle specie di

euforbia sarda per la produzione di materiali

adatti al mercato dei tessuti industriali”

Relazione finale del progetto finanziato dalla

Regione Autonoma della Sardgna – Assessorato

dell’Agricoltura e riforma Agro-Pastorale

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RELAZIONE FINALE

Sommario

L’attività di ricerca proposta nel progetto mirava ad ampliare le conoscenze su un arbusto

presente in maniera preponderante in Sardegna, l’Euphorbia characias. Nel lattice di questo

arbusto è presente una gomma naturale, un polimero del cis-1,4-isoprene. Questo

biopolimero, grazie alle sue caratteristiche chimico-fisiche, è il più abbondante polimero

utilizzato insieme alla cellulosa, la lignina e l’amido.

Il progetto si poneva principalmente due obiettivi:

1. L’identificazione, l’isolamento e la caratterizzazione chimica della gomma e delle sostanze

non gommose ad essa associate presenti nel lattice.

2. La valutazione di tali componenti in diversi periodi dell’anno e in diverse località della

Sardegna.

Il fine ultimo di tali obiettivi era la possibilità di individuare una nuova fonte di gomma

naturale di qualità idonea all’utilizzo industriale con possibile coinvolgimento di vaste aree

del territorio sardo.

Complessivamente il lavoro di ricerca, svolto dal 20/03/2013 al 15/03/2014, ha permesso di

raggiungere gli obiettivi prefissati portando ad ampliare le conoscenze sull’E. characias, una

pianta che da diversi anni è oggetto di studio in uno dei laboratori di Biochimica del

Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente. La gomma naturale è stata estratta con

diverse metodiche, in diversi periodi dell’anno e in due diverse località della Sardegna. La

resa in percentuale del processo di estrazione non raggiunge i livelli che si ottengono dalla

pianta Hevea brasiliensis ma è simile a quella ottenuta da altre fonti; la caratterizzazione della

gomma da E. characias, in termini di peso molecolare, ha dato risultati che, pur

scientificamente validi, non hanno permesso di orientarci verso il potenziale utilizzo

industriale di tale gomma.

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Premessa: informazioni sulla pianta e sulla gomma naturale

La famiglia delle Euphorbiaceae (comprendente circa 300 generi e 7500 specie), contiene una

ampia varietà di fitotossine, prevalentemente diterpeni, triterpeni, sesquiterpeni, acetofenoni,

cerebrosidi, gliceroli, glicosidi, flavonoidi, esteri, alcaloidi e steroidi. Le piante della famiglia

delle Euphorbiaceae sono note proprio per la diversità chimica nei loro costituenti

isoprenoidi. Gli estratti e i composti isolati dal genere Euphorbia hanno diverse attività

farmacologiche tra cui quella antiproliferativa, multidrug resistance, citotossicità, attività

antimicrobica e antinfiammatoria. Le parti della pianta utilizzate nelle ricerche includono le

radici, i semi, il lattice, i tubi latticiferi, i rami, le foglie e in alcuni casi anche l’intera pianta

[Q. Shi, X. Su, H. Kijota. Chemical Review. 108, 2008]. Molte Euphorbiaceae contengono il

lattice, presente all’interno di cellule organizzate in strutture simili a vasi (latticiferi) che

attraversano diverse parti della pianta. È un fluido biancastro dalla composizione complessa

che comprende alcaloidi, terpenoidi, resine, amido, oli e diverse proteine fra cui enzimi.

Queste sostanze collettivamente contribuiscono ai meccanismi di difesa della pianta, alla

repulsione e uccisione di patogeni e alla cicatrizzazione delle aree ferite; questa miscela,

tenuta sotto pressione all’interno dei latticiferi, fuoriesce spontaneamente quando la pianta è

ferita o recisa, come ad esempio a seguito di lesioni o attacchi da parte di funghi, batteri o

insetti [J.M. Hagel, E.C. Yeung and P.J. Facchini. Trends in Plant Science 13, 2008].

L’E. characias appartiene alla famiglia delle Euphorbiaceae e al genere Euphorbia; è un

arbusto perenne distribuito nel mediterraneo, e ampiamente diffuso in Sardegna. È una delle

più antiche piante medicinali note, descritta in antichi trattati di medicina latina e greca. Da

estratti di foglie e dell’intera pianta sono stati messi in evidenza i composti comunemente

presenti in questa famiglia, e in particolare 13 diterpenoidi ossigenati del tipo di atisane,

abietane, pimarane e kaurane, due quercetine glicosidi e flavonoidi; dal lattice e dalle radici

sono stati identificati otto diterpeni del tipo jatrophane [H. Helmboldt, M. Hiersemann, J.

Org. Chem. 74 (2009) 1698–1708]. Il contenuto oleoso dei semi è stato analizzato invece per

quanto riguarda la componente in acidi grassi, la frazione non saponificabile e i tocoferoli che

risultano assenti in questa specie.

Le caratteristiche biochimiche del lattice sono da diverso tempo oggetto di studio del nostro

gruppo di ricerca che ha identificato e caratterizzato diverse componenti enzimatiche,

molecole ad attività antiossidante e inibitoria dell’acetilcolinesterasi e una gomma naturale [F.

Pintus, R. Medda, A.C. Rinaldi, D. Spanò, G. Floris, Plant Biosyst. 144 (2010) 381–39; D.

Spanò, F. Pintus, C. Mascia, M.A. Scorciapino, M. Casu, G. Floris, R. Medda, Biopolymers

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97 (2012) 589–594.; F. Pintus, D. Spanò, C. Mascia, A. Macone, G. Floris, R. Medda, Rec.

Nat. Prod. 7 (2013) 147–151].

La gomma naturale, un polimero composto da unità di cis-1,4-isoprene, principalmente per

via della sua struttura molecolare ad alto peso molecolare (> 1 milione Dalton), ha proprietà e

alte prestazioni che non possono essere eguagliate dalla gomma sintetica prodotta dal petrolio.

Queste proprietà includono la resilienza, l’elasticità, la resistenza all’abrasione e all’impatto,

l’efficace dispersione del calore e la malleabilità a temperature fredde. Nonostante i migliori

sforzi della tecnologia e dell’industria chimica, queste proprietà non sono state raggiunte da

materiali sintetici.

Tra le oltre 2000 specie di piante produttrici di gomma, solo l’Hevea brasiliensis, un albero

tropicale appartenete alla famiglia delle Euphorbiacee, viene utilizzata per la sua alta

produttività e qualità di gomma naturale. Altre due specie, Parthenium argentatum conosciuta

come guayule e Taraxacum koksaghyz, rappresentano una potenziale e promettente fonte di

gomma naturale. Altre specie in cui è stato studiato questo polimero rientrano nel genere

Ficus (F. benghalesis, F. elastica e F. carica) e nel genere Euphorbia (E. etherophylla, e E.

lactiflua) [C.S. Gronover, D. Wahler, D. Prüfer, Biotechnology of Biopolymers,

http://intechopen.com 2011, Ch. 4, pp. 75–88].

Esecuzione del progetto e risultati

Nella prima fase del lavoro è stato raccolto il lattice in provincia di Cagliari (marzo 2013); si

recide la parte superiore dei rami di piante mature che hanno raggiunto l’altezza di circa un

metro, e si fa percolare spontaneamente il liquido in recipienti di vetro. Nel più breve tempo

possibile, il lattice deve essere trattato in laboratorio per evitare la sua coagulazione e

l’alterazione delle sue componenti. Si procede quindi alla filtrazione con una garza per

eliminare impurità dovute alla raccolta (foglie o altro materiale) e misurando il volume. Una

aliquota (circa 1 ml), viene posto in una microprovetta (preventivamente pesata), viene

congelata e successivamente liofilizzata. La microprovetta contenente il materiale liofilizzato

viene poi pesata per stabilire il peso secco di 1 ml di lattice e per valutare indirettamente il

contenuto d’acqua.

Il lattice rimanente (300 mL), è stato diviso in cinque frazioni (ognuna delle quali a sua volta

è stata divisa in tre provette) e sottoposto a diversi tipi di estrazione. Il solvente per

l’estrazione è stato scelto sulla base della diversa letteratura scientifica disponibile e della

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nostra esperienza nel trattamento del lattice; ogni trattamento è stato effettuato in triplo e sono

stati utilizzati i seguenti rapporti tra solvente e lattice:

(i) acetone in rapporto di 2:1

(ii) acid acetico (AA) in rapporto di 10:100

(iii) acido tricloroacetico (TCA) in rapporto di 15:100

(iv) Triton® X-100 in rapporto di 5:100

Ciascuna delle quattro miscele viene centrifugata a 12.000 rpm per 30 minuti in provetta in

vetro preventivamente pesata.

Il trattamento (i) con acetone viene effettuato in doppio (campioni A e B); a seguito della

centrifugazione si ottiene un precipitato e un surnatante. Il precipitato che contiene la gomma,

viene pesato e sottoposto ad un ulteriore trattamento di purificazione con due diversi metodi:

il campione “A” viene purificato dissolvendo il precipitato in benzene e centrifugando a

12.000 rpm per 30 minuti. La frazione solubile in benzene (il surnatante) contiene la gomma;

il solvente viene fatto evaporare sotto vuoto e il materiale essiccato viene pesato. La frazione

insolubile in benzene (il precipitato) viene fatta essiccare sotto vuoto e pesata; tale frazione

rappresenta la quota di contaminanti dell’estratto di gomma iniziale. Il campione “B” invece

viene purificato con cicloesano/etanolo, la stessa procedura a cui saranno sottoposti anche i

campioni ottenuti con le altre procedure di estrazione.

Per quanto riguarda gli altri tre trattamenti, AA, TCA e Triton, dopo centrifugazione si

ottengono dei coaguli che vengono lavati più volte (tre cicli di lavaggio) con acqua

deionizzata e poi essiccati sotto vuoto a 45 °C. Dopo aver pesato il materiale essiccato, lo si

sottopone al trattamento di purificazione con cicloesano/etanolo. Si dissolvono i campioni

essiccati in cicloesano, mantenendoli in agitazione per 12 ore a 25 °C. Si centrifuga quindi a

12.000 rpm per 30 minuti, ottenendo un precipitato (che contiene le contaminanti della

gomma grezza) che viene poi essiccato e pesato, e una frazione solubile contenente la gomma,

che viene recuperata mediante trattamento con etanolo allo scopo di far precipitare la gomma,

essiccarla e pesarla.

I risultati di questi cinque diversi trattamenti (quattro di estrazione e due di purificazione)

sono riportati nella tabella; i calcoli delle quantità espresse in percentuale di gomma grezza,

contaminanti, gomma pura, contenuto di acqua, sono stati ricavati dalla media dei tre valori in

peso secco delle varie frazioni. L’istogramma seguente riporta la resa in percentuale delle

cinque diverse procedure (estrazione in acetone, AA, TCA e Triton, purificazione in

cicloesano/etanolo o benzene). Il campione estratto in acetone e purificato con il benzene è

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indicato con “acetone A”, quello estratto in acetone e purificato con cicloesano/etanolo è

indicato con “acetone B”.

Trattamento Acqua Gomma grezza Gomma pura Contaminanti

Acetone A 72 17.2 11.8 8.9

Acetone B 72 17.25 13.36 9.12

Triton 72 41 7.16 1.75

Acido Acetico 72 30 14.58 6.6

TCA 72 44 10.18 14.6

Il tentativo di utilizzare il benzene per purificare la gomma estratta con i metodi diversi

dall’acetone non ha prodotto risultati positivi perché, come riportato in letteratura, non

consente di eliminare le contaminanti.

Come mostrato dall’istogramma sottostante, la resa più alta di 14,6 % si ottiene con il

trattamento in AA, gli altri metodi permettono di ottenere rese tra il 7 e il 13% con una

piccola differenza di resa per quanto riguarda i due metodi di purificazione adottati per il

campione estratto in acetone. Il trattamento con AA, quello che ci ha permesso di ottenere la

resa maggiore, è stato quindi il punto di partenza per proseguire con le prove successive.

La resa in gomma che si ottiene dall’Hevea brasiliensis è 30-35 %; la resa migliore da noi

ottenuta è quindi decisamente inferiore, mentre è della stessa entità di quella ottenuta da altre

Acetone

A

Acetone

B Triton

Acido

acetico

TCA

1,00000 2,00000 3,00000 4,00000 5,00000

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Column 1

% R

esa

% Gomma

%Contaminanti% Gomma

% Contaminanti

7

piante sia del genere Ficus che del genere Euphorbia, piante la cui gomma, per il basso peso

molecolare non è utilizzabile per scopi industriali.

Il calcolo della resa in percentuale al termine del trattamento presuppone la purezza del

campione, quindi tale dato è da considerarsi preliminare e solo dopo le successive analisi sarà

possibile confermare la qualità del campione e quindi considerare la resa come valore

effettivo. Infatti, un campione di gomma ottenuto con una data resa potrebbe essere di qualità

inferiore rispetto a quella di un campione ottenuto con resa inferiore. Prima di mettere a punto

altre procedure di estrazione/purificazione, mediante diversi solventi per l’estrazione o

modificando tali procedure, variando ad esempio i rapporti tra lattice e solvente, abbiamo

deciso di analizzare le gomme ottenute per verificare la loro qualità.

È stato fatto perciò uno studio spettroscopico (IR e NMR) sui cinque campioni di gomma

ottenuti precedentemente. La risonanza magnetica nucleare (NMR) è una tecnica

spettroscopica utilizzata per lo studio di sistemi molecolari semplici e/o complessi nei diversi

stati di organizzazione fisica. Tale tecnica è stata applicata per la caratterizzazione della

composizione chimica, per l’analisi della struttura isomerica delle unità dieniche delle gomme

naturali; dai numerosi articoli già pubblicati sulla struttura di queste gomme, si evince che i

nuclei maggiormente utilizzati per lo studio strutturale attraverso la NMR sono 1H e

13C

[Ohya, N.; Takizawa, J.; Kawahara, S.; Tanaka, Y. Phytochemistry 1998, 45, 781-786]. Lo

studio NMR è stato condotto da esperti in tale tecnica con i quali il nostro gruppo di ricerca ha

più volte collaborato.

I campioni di gomma sono stati solubilizzati in C6D6 (benzene deuterato) e gli spettri 1H

NMR sono stati raccolti alla frequenza di 499.843 MHz, a 40 °C, registrando il “chemical

shifts”, riportato in parti per milione (ppm), relativamente al picco segnale a 7.17 ppm del

C6D6. Gli spettrri 13

C NMR invece vengono registrati alla frequenza di 125.681 MHz a 40 °C

e il “chemical shifts” viene riportato in ppm relativamente al picco segnale a 128 ppm del

C6D6.

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Nella figura soprastante sono riportati gli spettri 1H NMR dei cinque campioni; dall’analisi

effettuata risulta che solo il campione ottenuto dal trattamento con AA ha le proprietà del

polimero di cis-1,4 poliisoprene, cioè di gomma naturale. Questo risultato, che andrà

confermato anche dalla 13

C NMR è stato un buon primo passo visto che corrisponde anche al

campione con maggiore resa. Il segnale NMR risulta abbastanza chiaro ma non del tutto

preciso e ci viene consigliato di purificarlo ulteriormente per ottenere uno spettro migliore che

renda inequivocabile l’identificazione del polimero. Gli spettri relativi ai campioni ottenuti

con gli altri trattamenti risultano invece di qualità decisamente inferiore con numerosi segnali

che indicano notevoli impurezze.

Sono state quindi eseguite delle prove per migliorare la purificazione mediante il trattamento

con cicloesano/etanolo. Dopo aver effettuato la raccolta del lattice (giugno 2013), abbiamo

estratto con AA e poi purificato cercando di ottimizzare la procedura. Sono stati aumentati da

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3 a 5 i cicli di lavaggio del coagulo ottenuto dall’estrazione con AA; abbiamo utilizzato

cicloesano ed etanolo ultrapuri e con la qualità per analisi più alta tra quelle disponibili in

commercio; sono stati utilizzati solo recipienti in vetro per evitare materiale come il

polietilene o polipropilene che possono essere intaccati dai due reagenti; i campioni sono stati

dissolti in cicloesano ultrapuro mantenendoli in agitazione per tempi diversi, 6, 12 e 24 ore; è

stata ripetuta la procedura di precipitazione della gomma con etanolo per cinque volte.

Rispetto alla procedura adottata precedentemente che prevedeva l’incubazione di 12 ore,

riducendo il tempo di incubazione si poteva verificare un recupero ottimale della gomma più

pura o soltanto una diminuzione della resa. Aumentando il tempo di incubazione si poteva

verificare invece un aumento di resa ma anche una riduzione della purezza. Nella tabella

sottostante sono riportati i risultati di questi esperimenti in termini di resa percentuale.

Trattamento con

cicloesano (ore) Gomma pura

6 15.38

12 14.76

24 14.11

Per quanto riguarda la resa non ci sono differenze significative fra i tre tempi di incubazione

in cicloesano e non ci sono miglioramenti di resa (intorno al 15%) rispetto ai precedenti

esperimenti; per quanto riguarda invece la migliore qualità della gomma, di ciascun campione

è stato fatto uno spettro 1H NMR. Anche da questa analisi non emergono differenze rispetto ai

tempi differenti di incubazione ma, rispetto allo spettro NMR precedente (campione gomma

AA), possiamo affermare che l’obiettivo di migliorare la purezza del campione è stato

raggiunto. Quindi indipendentemente dal tempo di incubazione, la procedura di purificazione

così ottimizzata ha permesso di ottenere una gomma le cui caratteristiche chimiche sono state

confermate anche dall’esame dello spettro 13

C NMR e dalla spettroscopia FTIR (Fourier

Transform Infrared). La figura sotto riportata mostra i due spettri 1H NMR e

13C NMR del

campione incubato per 6 ore in cicloesano.

10

04080120160

13C (ppm)

Per quanto la resa ottenuta non fosse promettente per lo sviluppo del progetto, a questo punto

abbiamo deciso di verificare il peso molecolare della gomma, una di quelle caratteristiche da

cui dipendono le principali proprietà della gomma naturale come la resilienza, l’elasticità, la

resistenza.

La determinazione del peso molecolare viene effettuata mediante una processo

cromatografico chiamato GPC (Gel Permeation Chromatography) o SEC (Size Exclusion

Chromatography). In questa tecnica HPLC i componenti di un campione vengono separati in

base alla dimensione delle loro molecole. La fase stazionaria è un gel che opera una

esclusione sterica, trattenendo le molecole più piccole e lasciando passare prima quelle più

grosse; la fase mobile non deve interagire con la fase stazionaria, opera solo come

trasportatore dell’analita, che deve sciogliersi completamente in esso. Sono state utilizzate tre

colonne in serie (8 mm 300 mm) di stirene-divinilbenze con limiti di esclusione di 102, 10

3

e 105 Å e come fase mobile è stato utilizzando il solvente tetraidrofurano (THF). Il campione

di gomma (3g/L) è stato dissolto in THF per 12 ore a temperatura ambiente e, dopo filtrazione

(filtri da 1.0 μm), 50 μl della soluzione sono stati iniettati in colonna ed è stato avviato il

processo cromatografico registrando l’indice di rifrazione mediante rifrattometro. La curva di

calibrazione è stata ottenuta con polimeri di poliisoprene di vari pesi molecolari, compresi fra

1 e 1000 kDalton.

La formazione di un polimero, sia sintetico che naturale, è il risultato di una serie di eventi

casuali in cui le unità monomeriche sono unite insieme a formare molecole di grandi

dimensioni. I polimeri sono tutti più o meno eterogenei rispetto alla massa molecolare.

Accanto a molecole molto grandi il polimero può contenere molecole relativamente piccole e

di dimensioni intermedie, sono cioè polidispersi. Quindi piuttosto che da un singolo peso

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molecolare, il polimero è meglio caratterizzato da una distribuzione di pesi molecolari. Per

esprimere l’ampiezza della distribuzione occorre definire diverse medie del peso molecolare.

Con peso molecolare medio numerico, Mn, si intende la somma dei singoli pesi molecolari

divisa per il loro numero. Con peso molecolare medio ponderale, Mw, si intende invece la

somma dei quadrati dei pesi divisa per la somma dei pesi molecolari. Mw è sempre maggiore

di Mn per un materiale polidisperso. L’indice di polidispersività (PI) Mw/Mn (media

ponderale/media numerica) sarebbe pari a 1,0 se tutte le catene avessero esattamente la stessa

lunghezza (possibile solo teoricamente); in genere i polimeri hanno valori PI compresi tra 1,5

e 30.

Dall’analisi del nostro campione di gomma è risultato un valore di Mn di 32.600, mentre Mw

è 95.700 e il PI (Mw/Mn) è di 2,94. La seguente tabella riporta la resa percentuale e il valore

di Mw di gomma naturale ottenuta da diverse fonti. L’interesse in campo industriale è rivolto

alle gomme ad alto peso molecolare e, tra queste, quella prodotta dall’Hevea brasiliensis

rappresenta ancora oggi la fonte principale.

Fonte Resa (%) Mw

Hevea brasiliensis 30-35 1.680.000

Parthenium argentatum 4-8 1.333.000

Ficus benghalesis 17 1.500.000

Taraxacum koksaghyz 21 2.250.000

Ficus carica 4 190.000

Euphorbia lactiflua 12-20 80.000

Euphorbia characias 15 95.700

Questa prima parte del progetto ha richiesto un impegno di cinque mesi; questa fase era

necessaria per mettere a punto un metodo ottimale di estrazione e di purificazione della

gomma naturale dall’E. Characias. La resa del 15 % non è stata incoraggiante per le finalità

del progetto che mirava al possibile utilizzo a scopi industriali di tale gomma ma, ancor meno

incoraggiante, è stato la valutazione del peso molecolare che la classifica tra le gomme a

basso peso molecolare e quindi non idonee per tale scopo.

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Per il proseguo della ricerca, così come previsto dal progetto, si aprivano due possibilità di

lavoro:

cercare nuovi metodi di estrazione, metterli a punto e auspicare una resa più alta ma

soprattutto auspicare di ottenere una gomma a peso molecolare alto.

utilizzare il protocollo di estrazione e purificazione messo a punto precedentemente e

applicarlo a campioni di lattice raccolti in diverse stagioni e in una diversa località della

Sardegna. Tenuto conto delle peculiarità geografiche ed ecologiche della regione non è da

escludere il verificarsi in una pianta di fenomeni speciativi che potrebbero portare alla

genesi di nuove entità o di sottotipi locali con differenze quali-quantitative delle sue

componenti biochimiche.

La ricerca di nuovi protocolli, considerando l’impegno temporale richiesto dalla prima fase di

lavoro, avrebbe probabilmente comportato tempi lunghi; abbiamo quindi optato per la

seconda ipotesi che permetteva di attuare le attività programmate nel progetto, fornendo

comunque ulteriori informazioni sul complesso ambiente biochimico, quale è il lattice della

pianta, e mantenendo ancora la possibilità di ottenere risultati rispondenti alla finalità del

progetto.

A questo punto, utilizzando il processo di estrazione in AA e il processo di purificazione con

cicloesano/etanolo, ottimizzato come descritto precedentemente, abbiamo trattato campioni di

lattice raccolti in provincia di Cagliari e nella provincia di Oristano nei mesi di settembre e

dicembre 2013 e marzo 2014. La tabella seguente riporta i risultati di questi esperimenti.

Per completare la raccolta di dati abbiamo fatto eseguire anche gli spettri NMR dei vari

campioni di gomma; l’analisi NMR ha confermato le caratteristiche specifiche del polimero

cis-1,4-poliisoprene in tutti i campioni esaminati indicando che è stato mantenuto un buon

livello di estrazione e purificazione. La resa in gomma non varia in maniera significativa né in

funzione della stagione né in funzione della località in cui si trova la pianta e si è mantenuta

Mese Acqua (%) Gomma grezza

(%)

Gomma pura

(%)

Contaminanti

(%) Mw

Provincia CA OR CA OR CA OR CA OR CA OR

Giugno 2013 71 --- 31 --- 15,38 --- 6,7 --- 95.700 ---

Settembre 2013 70 72 28 27 14,77 15,45 6,5 7,3 96.100 93.700

Dicembre 2013 73 75 30 32 14,85 15,12 7,2 7,1 94.800 91.800

Marzo 2014 71 73 30 31 15,23 14,68 6,8 6,8 96.200 95.100

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su valori di 14-15 %. Anche per quanto riguarda il peso molecolare non abbiamo ottenuto

variazioni significative, confermando le caratteristiche di una gomma a basso peso

molecolare.

Considerando che il peso molecolare della gomma naturale è di grande importanza per la

processabilità del prodotto di gomma, i nostri risultati non ci hanno condotto all’ipotesi di

utilizzare l’E. Characias come fonte di gomma naturale da impiegare a scopo industriale; per

questo motivo abbiamo ritenuto opportuno non coinvolgere una azienda agricola per la

coltivazione di questo arbusto come era previsto nell’ultima fase del progetto.

Dalla letteratura risulta che la gomma derivante da Hevea brasiliensis mostra notevoli

variazioni in funzione del clone esaminato, dell’età dell'albero, nonché delle condizioni

ambientali di piantagione e trattamento del campione dopo la sua raccolta. È ben noto che

diversi specie vegetali producono gomma di diverse dimensioni, e la dimensione molecolare

della gomma naturale è determinata dall'azione di enzimi, quelli implicati appunto nella

sintesi di tale polimero. Studi biochimici in vitro hanno dimostrato che una combinazione di

vari fattori può contribuire al peso molecolare della gomma prodotta in vivo.

Nei due mesi di ricerca precedenti la scadenza del progetto, abbiamo incominciato a spostare

l’attenzione su un importante aspetto biochimico riguardante questo polimero naturale, la sua

biosintesi. Questo processo avviene sulla membrana di specifiche particelle (Rubber Particles)

che si trovano nel lattice. È attualmente in corso uno studio volto ad identificare e studiare tali

particelle e la loro attività biosintetica in vitro. Inoltre, partendo dal RNA estratto dalla pianta,

abbiamo identificato, isolato e sequenziato il gene che codifica per la proteina cis-

preniltranseferasi, l’enzima responsabile della sintesi della gomma, la cui sequenza è stata

depositata in GenBank con il numero d’accesso JX564541.

Il responsabile scientifico

Prof.ssa Rosaria Medda

Data 08/04/2014

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L.R. 17.11.2010 n.15, art. 16 “Contributo alle Università”

Delibera G.R. n. 52/101 del 23.12.2011

Contributo di 15.000 € all’Università degli Studi di Cagliari – Dipartimento di Scienze

della Vita e dell’Ambiente per la realizzazione del Progetto “Utilizzazione del lattice

estratto dalle specie di euforbia sarda per la produzione di materiali adatti al mercato dei

tessuti industriali”.

Convenzione tra Regione Autonoma della Sardegna – Assessorato dell’Agricoltura e

riforma Agro–Pastorale e Università degli Studi di Cagliari – Dipartimento di Scienze della

Vita e dell’Ambiente stipulata il 05.03.2013

Data di inizio progetto: 20/03/2013; durata del progetto: 12 mesi dalla stipula della

convenzione.

Responsabile scientifico: Prof. Giovanni Floris (fino al 30.09.2013) – Prof.ssa Rosaria

Medda (dal 01.10.2013)

Collaboratori alla ricerca: Dott.ssa Francesca Pintus