Gli agrumi hanno importanti effetti benefici per la salute umana, derivanti anche dall'estrazione di pectina opportunamente processata. Come avviene questo procedimento? A questa e una serie di altre domande ha risposto il prof. Mario Pagliaro del Cnr.
"A parte una quantità minore ottenuta dal residuo della spremitura delle mele - esordisce lo scienziato siciliano - la quasi totalità della pectina commerciale è estratta dalle bucce di limone essiccate con un procedimento industriale, che fa uso di acidi minerali e di alcool per precipitarla. I nuovi processi che abbiamo sviluppato con i colleghi del Cnr di Firenze e il Politecnico di Lisbona utilizzano soltanto acqua ed elettricità per generare la cavitazione idrodinamica o le microonde con cui otteniamo una forma di pectina naturale che conserva la sua peculiare struttura chimica ramificata e i composti per cui sono ampiamente conosciuti gli agrumi, cioè i terpeni e i flavonoidi: piccole molecole pluripotenti dal punto di vista biologico".
Il gruppo di lavoro. Da sx, Valeria Alduina, Nino Scurria, Alessandro Presentato, Mario Pagliaro
FreshPlaza (FP): Con quali conseguenze, dal punto di vista pratico?
Mario Pagliaro (MP): "Con conseguenze sorprendenti. Con il team di microbiologi guidati da Valeria Alduina all'Università di Palermo abbiamo scoperto che la "IntegroPectin", ottenuta per cavitazione idrodinamica degli scarti della spremitura industriale di pompelmi coltivati in Sicilia con i metodi dell'agricoltura biologica dal team di Francesco Meneguzzo al Cnr di Firenze, è un potente antibatterico naturale a vasto spettro, capace di uccidere rapidamente batteri patogeni pericolosi per la salute umana e animale, come i ceppi di Staphylococcus aureus e di Pseudomonas aeruginosa. Per quanto conseguiti in vitro, sono risultati che aprono nuove prospettive per il trattamento delle infezioni polimicrobiche".
FP: Per quale motivo?
MP: "Per tre motivi. Perché è in grado di uccidere tanto i batteri Gram-positivi che quelli Gram-negativi, al contrario della pectina convenzionale che mostra attività battericida solo contro i batteri Gram-negativi. Perché il meccanismo dell'azione battericida, che ipotizziamo dopo aver osservato con la microscopia elettronica a scansione la deformazione morfologica dei batteri, potrebbe prevenire il fenomeno della resistenza agli antibiotici osservato con molti antibatterici di sintesi. E, infine, perché è completamente priva di tossicità cellulare, a differenza di molteplici antibatterici di sintesi che poi non possono essere commercializzati perché accanto all'attività antimicrobica mostrano elevata tossicità".
Sopra: microfotografia a scansione elettronica di cellule di Staphylococcus aureus tal quali (A) o in presenza di IntegroPectin di limone (B) e pompelmo (C). L'inserto C1 mostra una cellula collassata. Le frecce bianche indicano morfologie cellulari alterate, mentre le frecce rosse indicano cellule morte.
FP: E questo, in pratica, che conseguenze avrebbe?
MP: "Aprirebbe la strada al trattamento delle infezioni polimicrobiche dovute all'azione congiunta di batteri Gram-positivi e Gram-negativi molto frequenti nei nosocomi. Quello che avviene è che i batteri -- come fanno proprio Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa – formano un biofilm costituito da matrici esopolisaccaridiche che li rende resistenti all'azione di molteplici antibiotici".
FP: Quali sono le applicazioni mediche della pectina?
MP: "Le proprietà antimicrobiche e curative delle ferite della pectina sono state riscoperte nei primi anni 2000 in Russia e nei Paesi dell'ex blocco sovietico, dove formulazioni a base di pectina sono usate con successo per accelerare la guarigione di ferite post-operatorie e di ustioni, ovvero per decontaminare dai metalli pesanti le popolazioni residenti nei pressi della ex centrale nucleare di Chernobyl. Oggi sappiamo che la pectina è anche un potente agente immunomodulatore, e un risanante dei tessuti intestinali e sono molteplici le attività di ricerca in campo farmaceutico e nutraceutico".
FP: Abbiamo impianti in Italia che producono pectina e quanti kg di agrumi occorrono e di quale specie o varietà per farne una quantità commercialmente apprezzabile?
MP: "Ne esistono svariati. In genere sorgono nei territori dove si coltivano gli agrumi, ad esempio in Sicilia e in Calabria. Nel corso degli ultimi cinque anni, la domanda di pectina per usi alimentari è letteralmente esplosa, causando un forte rialzo dei prezzi e problemi con i tempi delle forniture, nonostante siano stati costruiti nuovi impianti. Tutti fanno uso della tecnologia tradizionale. Ma noi riteniamo che le nuove tecnologie green siano ormai mature per essere industrializzate. Noi stessi abbiamo ottenuto la nostra IntegroPectin su scala semi-industriale processando decine di chilogrammi di pastazzo di agrumi, tanto di pompelmo, che di limone ed arancio".
FP: Quanto costa la pectina al kg e dove viene utilizzata?
MP: "Costa fino a 10 dollari al chilo. La pectina è un idrocolloide naturale, ossia è una sostanza capace di assorbire grandi quantità di acqua formando un gel. A parte gli usi in marmellate e caramelle, è stata la pectina a rendere possibile la produzione degli yogurt da bere che, senza, non potrebbero essere prodotti. Insieme a molti ricercatori in tutto il mondo, noi riteniamo che gli usi medici, farmaceutici e persino nei materiali avanzati della pectina ottenuta con i nuovi processi di estrazione green supereranno presto i molteplici usi odierni di questo polisaccaride. La IntegroPectin, infatti, amplia e potenzia l'attività antibatterica della pectina, un polisaccaride presente in quasi tutti i frutti e i vegetali consumati dall'uomo, con molteplici benefici per la salute".
Contatti:
A. Presentato, et al. A New Water-Soluble Bactericidal Agent for the Treatment of Infections Caused by Gram-Positive and Gram-Negative Bacterial Strains Antibiotics 2020, 9, 586 https://www.mdpi.com/2079-6382/9/9/586
R. Ciriminna, et al. Pectin: A long-neglected broad-spectrum antibacterial ChemMedChem https://doi.org/10.1002/cmdc.202000518