IT202100017945A1 - Metodo di estrazione di cutina da scarti di lavorazione del pomodoro - Google Patents

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Tommaso Barbieri
Stefano Chiesa
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Description

TITOLO: ?Metodo di estrazione di cutina da scarti di lavorazione del pomodoro?
DESCRIZIONE
CAMPO DELL?INVENZIONE
Il campo tecnico a cui l?invenzione appartiene ? quello dei metodi di estrazione di un poliestere naturale, chiamato cutina, da scarti di lavorazione del pomodoro.
STATO DELL?ARTE
La cutina ? un poliestere naturale reticolato, formato principalmente da poliidrossiacidi condensati. La cutina si trova nella cuticola delle piante, della quale ? il componente principale (40-85%, p/p). La cuticola ? uno strato idrofobico depositato esclusivamente sulla parte esterna delle cellule dell?epidermide. Il principale ruolo attribuito alle cuticole delle piante ? di evitare la perdita di acqua dai tessuti interni; inoltre, la cuticola ha anche una funzione di barriera ai gas e di regolazione termica, come difesa nei confronti di patogeni, riduzione della lisciviazione di nutrienti e protezione da lesioni meccaniche e dai danni da radiazione UV.
I sottoprodotti della lavorazione del pomodoro sono una ricca fonte di cutina e il loro recupero ? ritenuto essere importante da un punto di vista economico e ambientale. La produzione mondiale di pomodoro ? di circa 170 milioni di tonnellate all?anno, principalmente concentrata nell?emisfero boreale, di cui circa 38 milioni di tonnellate sono processate in differenti prodotti, quali passata di pomodoro, pomodoro a cubetti, pomodoro concentrato, pomodori pelati e bucce di pomodoro. Gli scarti prodotti, bucce e semi, ogni anno, a livello industriale, sono significativi: circa 1,0 milione di tonnellate, di cui 300000 tonnellate solo a livello europeo.
Dal punto di vista chimico, la cutina ? definita come un network polimerico di acidi grassi poliidrossilati a catena C16 e C18 reticolati da legami esterei (A. Heredia, ?Biophysical and biochemical characteristics of cutin, a plant barrier biopolymer?, Biochimica et Biophysica Acta 1620 (2003) 1-7). Molti di essi sono esclusivamente acidi grassi a catena C16 appartenenti alla famiglia nella quale l?acido 10,16-diidrossiesadecanoico, e il suo isomero posizionale acido 9,16-diidrossiesadecanoico, sono i principali componenti della cutina. Solamente una piccola frazione della cutina ? formata da acidi grassi appartenenti alla famiglia C18, i cui componenti pi? abbondanti sono gli acidi 9,10-epossi-18-idrossiottadecanoico e 9,10,18-triidrossiottadecanoico, sebbene alcuni derivati possano essere presenti sotto forma di cutina insatura ( ?Biomecanica de la epidermis y la cut?cola del fruto de tomate (solanum lycopersicum l.) y su la relacion con el agrietado? (2006), Ph. Thesis, facultad de Ciencias, Departamento de Biologia molecular y Bioquimica, Universidad de Malaga).
La cutina ? generalmente estratta da materiale vegetale a seguito dell?isolamento della cuticola. Gli enzimi come le pectinasi e le cellulasi, in tampone acetato, sono solitamente impiegati per l?isolamento della cuticola. Le cuticole isolate di piante sono decerate per immersione in solventi organici e i polisaccaridi sono rimossi mediante idrolisi acida. L?efficienza di degradazione di poliesteri da parte delle cutinasi risulta comunque troppo bassa per applicazioni industriali.
In un recente lavoro, ? stata usata con successo una strategia di ingegneria delle proteine basata sulla struttura per migliorare la capacit? di idrolisi di una cutinasi di T. fusca ?Structureguided engineering of a Thermobifida fusca cutinase for enhanced hydrolysis of natural polyester substrate?, Bioresources and Bioprocessing, 2020, 7:37).
Nel metodo enzimatico, la membrana cuticolare ? isolata mediante trattamento enzimatico, per degradare i polisaccaridi. La cuticola viene quindi estratta (estrazione solido-liquida mediante estrattore Soxhlet con solvente CHCl3 e MeOH) per rimuovere materiale solubile, cere e altre piccole molecole, ottenendo residui arricchiti di cutina ( ?Solid state 13CP-MAS NMR and FT-IR spectroscopic analysis of cuticolar fractions of berries and suberized membranes of potato? Journal of Food Composition and Analysis 24 (2011) 334-345;
?Cutin composition of Five Finnish berries? Journal of Agricultural and Food Chemistry 54 (2006), 457-462).
Con questo metodo ? possibile ottenere solo bucce decerate e bucce senza zuccheri, ma non la cutina. In questo metodo manca una procedura che permetta di isolare la cutina dalle bucce decerate. Inoltre, tale metodo ? dispendioso in termini di utilizzo di solventi; ? da considerare altres? che l?estrazione Soxhlet utilizza solventi organici tossici, quali cloroformio (cancerogeno) e metanolo e questa estrazione deve essere ripetuta per aumentarne le rese di estrazione. Dunque, la procedura non risulta particolarmente ecologica.
La cutina pu? essere depolimerizzata per clivaggio dei legami esterei mediante idrolisi alcalina, utilizzando NaOH o KOH in acqua, transesterificazione in metanolo contenente BF3 o NaOCH3, clivaggio riduttivo mediante trattamento con LiAlH4 in THF, o mediante TMSI in solventi organici. Queste metodologie non sono adeguate all?estrazione della cutina su larga scala, a causa dell?elevato numero di fasi coinvolte e ai costi elevati di solventi e reattivi.
Un altro solvente utilizzato per l?estrazione di cutina ? l?acetone, come riportato nella domanda di brevetto statunitense N. US 2011/0319504, in cui la cutina ? isolata mediante un?estrazione con acetone in apparato Soxhlet e poi con sistema a riflusso in una soluzione basica. Questo metodo ? stato sperimentato, tuttavia l?estratto finale non presentava l?aspetto usuale della cutina. A riprova di ci?, lo spettro IR effettuato sul prodotto non mostrava l?aspetto usuale dello spettro della cutina. Inoltre, questo metodo ? dispendioso sia per quanto riguarda l?uso del solvente sia in termini di tempo.
Infine, un?altra possibilit? riportata in letteratura per estrarre la cutina ? mediante idrolisi acida ( ?Plant biopolyester cutin: a tough way to its chemical synthesis?, Biochimica et Biophysica Acta 1674 (2004) 1-3). In questo metodo i campioni di cutina sono stati ottenuti a seguito dell?idrolisi delle cuticole decerate in una soluzione di HCl 6 M per 12 ore a 105?C, per rimuovere i componenti polari idrolizzabili e, successivamente, depolimerizzati in una soluzione di metossido di sodio al 3% (p/v) per 18 ore a 100?C. A seguito dell?estrazione dei monomeri della cutina del pomodoro in una fase organica (dietil etere), il solvente ? stato evaporato in modo da quantificare e identificare i monomeri di cutina mediante gascromatografia-spettrometria di massa. Tale metodo ? stato sperimentato, ma la resa ? risultata molto bassa e l?estratto ha mostrato una scarsa capacit? di formare una nuova bio-lacca.
La domanda di brevetto internazionale WO 2017/100636 descrive un processo di estrazione che fornisce una cutina con un alto grado di purezza; tuttavia, il processo, che utilizza solventi organici, temperature e pressioni elevate, risulta particolarmente complesso e costoso.
Problema della tecnica nota
Come evidenziato pocanzi, i metodi noti allo stato dell?arte si basano principalmente su procedimenti estrattivi a base di solventi organici che, come noto, rendono pi? pericolosa e dispendiosa la lavorazione dello scarto.
I procedimenti enzimatici, seppur idonei allo scopo, hanno un?efficienza di degradazione troppo bassa, che li rende economicamente svantaggiosi e di scarso interesse per applicazioni industriali.
Nei casi in cui si ? ricorsi ad idrolisi acida, seguita da depolimerizzazione ed estrazione in fase organica, il prodotto ottenuto ? risultato avere una resa bassa ed una scarsa capacit? di formare bio-lacche/bio-resine efficaci.
Il brevetto Europeo N. EP3039064 (B1) descrive un metodo per l?estrazione della cutina da bucce di pomodoro che non utilizza solventi organici. Il metodo, in particolare, comprende le fasi di
- immergere le bucce in una soluzione alcalina e scaldare;
- filtrare la sospensione alcalina contenente le bucce di pomodoro per eliminare il residuo solido e conservare quello liquido;
- acidificare il residuo liquido aggiungendo HCl, fino a raggiungere un pH di 5 o 6;
- centrifugare la sospensione ottenuta dall?acidificazione per scartare il residuo liquido e conservare il residuo solido.
Il residuo solido ottenuto ? un estratto di cutina caratterizzato da:
- un contenuto di acqua compreso tra 25 e 80% (v/v);
- una resa in acido 10,16-diidrossiesadecanoico compresa tra 60 e 80% (p/p).
Il procedimento secondo il brevetto EP3039064 utilizza esclusivamente bucce di pomodoro che, talvolta, contengono contaminanti derivanti dai processi di agricoltura o di lavorazione del pomodoro.
L?uso di HCl, inoltre, rende il metodo di estrazione dell?arte nota poco sostenibile, a causa dei sali cloruro che si formano durante la fase di acidificazione: per questo motivo il residuo liquido non pu? essere immesso nelle acque superficiali, n? negli impianti per la produzione di biogas.
SOMMARIO DELL?INVENZIONE
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione ? quello di fornire un processo per l?estrazione della cutina che sia migliorativo rispetto a quello descritto nel brevetto EP3039064.
Primo oggetto della presente invenzione ? pertanto un processo per l?estrazione di cutina da scarti di pomodoro comprendente le fasi di:
A. Predisporre scarti o sottoprodotti ottenuti dalla lavorazione del pomodoro;
B. Immergere gli scarti di pomodoro in una soluzione alcalina per ottenere una miscela alcalina avente un pH > 10, la miscela alcalina comprendente una fase liquida ed un residuo solido disperso;
C. Sottoporre la miscela alcalina ad un trattamento termico, ad una temperatura > 100?C e ? 130?C, per un periodo di tempo ? 10 minuti e < 4 ore;
D. Isolare la fase liquida della miscela alcalina sottoposta a trattamento termico dal residuo solido, la fase liquida essendo una soluzione alcalina di cutina, il residuo solido essendo uno scarto esausto di bucce di pomodoro privo di cutina;
E. Acidificare la soluzione alcalina di cutina aggiungendo un acido organico, cos? da ottenere una sospensione acidificata di cutina avente un pH < 5, la sospensione acidificata di cutina comprendendo una fase liquida ed un precipitato;
F. Isolare il precipitato della sospensione acidificata di cutina dalla fase liquida mediante centrifugazione orizzontale decanter e lavare il precipitato con acqua,
il precipitato ottenuto essendo un estratto di cutina avente una purezza in acido 10,16-diidrossiesadecanoico compresa tra 50% e 80% in peso sul peso totale dell?estratto (p/p).
Ulteriori oggetti della presente invenzione sono:
- uno scarto esausto di bucce di pomodoro privo di cutina ed i suoi usi;
- una bio-resina comprendente l?estratto di cutina ottenuto dal processo in accordo con la presente invenzione ed i suoi usi;
- un articolo multistrato comprendente: un primo strato, comprendente o costituito da carta, plastica, bioplastica, metalli, leghe metalliche, legno; un secondo strato, adiacente al primo strato, comprendente o costituito dalla bio-resina secondo la presente invenzione.
Vantaggi dell?invenzione
Il processo dell?invenzione permette l?estrazione di cutina da scarti di lavorazione del pomodoro ed il suo riutilizzo in ulteriori formulazioni.
In particolare, il processo secondo l?invenzione prevede l?utilizzo, oltre che delle bucce di pomodoro, anche di generici scarti o sottoprodotti provenienti dalla lavorazione del pomodoro fresco delle industrie conserviere. L?uso di scarti o sottoprodotti derivanti dalla lavorazione di pomodori coltivati secondo i dettami dell?agricoltura biologica consente altres? di ridurre il rischio della presenza di contaminanti nelle bucce.
Il processo dell?invenzione elimina l?uso di HCl, sostituendolo con acidi organici. L?uso di acidi organici consente di ridurre i rischi di tossicit? durante le fasi di lavorazione; ridurre i rischi di contaminazioni ambientali; ridurre le contaminazioni da sodio cloruro delle acque di scarico utilizzate durante il processo. Il sodio cloruro ? di difficile eliminazione ed ? soggetto ad una severa legislazione ambientale.
In tal senso, il processo per l?estrazione di cutina descritto permette non solo la valorizzazione di tali scarti di lavorazione del pomodoro, ma anche il riciclo dei prodotti di reazione.
Rispetto al procedimento descritto in EP3039064, il processo in accordo con la presente invenzione consente di ridurre i tempi di lavorazione, avendo le Richiedenti identificato delle temperature e dei tempi di riscaldamento idonei a velocizzare la fase di depolimerizzazione in soluzione alcalina, senza causare una degradazione della cutina ivi contenuta.
Ancora vantaggiosamente, il processo per l?estrazione di cutina descritto permette la produzione di una bio-resina, a partire da scarti di lavorazione del pomodoro, con possibilit? di applicazione nella preparazione di lacche, rivestimenti, vernici ad acqua, formulazioni cosmetiche.
Sempre vantaggiosamente, il processo per l?estrazione di cutina permette l?uso di tale bio-resina per la produzione di articoli multistrato preferibilmente da confezione o imballaggio, con conseguente riduzione dei costi di acquisto delle materie prime per la produzione di tali articoli.
Il processo consente infine di ottenere uno scarto esausto di bucce di pomodoro, privo di cutina, che trova applicazione quale materia prima per la produzione di integratori o additivi alimentari, o come substrato per l?estrazione di carotenoidi/licopene.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE
Per gli scopi della presente invenzione, la definizione ?comprendente? non esclude la possibilit? che siano presenti ulteriori componenti oltre a quelli espressamente elencati dopo tale definizione; al contrario, la definizione ?costituito/a da? esclude la possibilit? che siano presenti ulteriori componenti oltre a quelli espressamente elencati dopo tale definizione.
Processo di estrazione
Come accennato pocanzi, primo oggetto della presente invenzione ? un processo per l?estrazione della cutina.
A. Predisporre scarti o sottoprodotti ottenuti dalla lavorazione del pomodoro.
In una fase A del processo di estrazione sono predisposti scarti o sottoprodotti ottenuti dalla lavorazione del pomodoro.
Preferibilmente, per scarti o sottoprodotti di pomodoro si intende il materiale proveniente dalla lavorazione del pomodoro fresco, scelto nel gruppo costituito da bucce, semi, scarti di fogliame, pomodori verdi, residui di buccette e miscele dei precedenti. Preferibilmente, gli scarti o sottoprodotti di pomodoro sono bucce o miscele di bucce e semi.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, gli scarti o i sottoprodotti di pomodoro sono bucce di pomodoro. Si noti che differenti tipi di bucce possono essere utilizzati: bucce provenienti direttamente dalla lavorazione del pomodoro, bucce essiccate, bucce congelate e bucce da cui ? stato estratto licopene.
Secondo una forma di realizzazione preferita, la fase di predisposizione degli scarti o sottoprodotti di pomodoro (A) comprende le seguenti sottofasi:
A1. separare le bucce dagli scarti o sottoprodotti di pomodoro, preferibilmente mediante flottazione con acqua corrente;
A2. spremere le bucce separate in modo da ridurne il contenuto di acqua; si noti che, preferibilmente, le bucce non ancora spremute hanno un contenuto solido di circa il 20%.
Secondo una forma di realizzazione preferita, i semi separati dalle bucce sono destinati alla produzione di biogas, all?alimentazione animale oppure usati per l?estrazione di olio e proteine.
Preferibilmente, l?acqua utilizzata per la flottazione viene fatta ricircolare attraverso una centrifuga verticale, per eliminare la polpa di pomodoro residua e per pulire l?acqua; in questo modo l?acqua potr? essere utilizzata nuovamente ai medesimi scopi, cos? da minimizzare il consumo della stessa.
La polpa eliminata per centrifugazione viene preferibilmente destinata alla produzione di biogas.
B. Immergere gli scarti di pomodoro in una soluzione alcalina
Gli scarti di pomodoro ottenuti dalla fase di predisposizione (A), vengono immersi in una soluzione alcalina per ottenere una miscela alcalina avente un pH > 10. La miscela alcalina comprende una fase liquida e un residuo solido disperso.
Preferibilmente la miscela alcalina ha un pH ? 10,5 e ? 14, preferibilmente ? 11 e ? 13,5, preferibilmente pari a 13 circa.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la soluzione alcalina ? una soluzione comprendente una o pi? basi, scelte nel gruppo costituito da: NaOH, KOH.
Preferibilmente, la base ? NaOH.
Secondo una forma di realizzazione preferita, la soluzione alcalina ha una concentrazione compresa tra 0,5 e 6 M, preferibilmente compresa tra 0,5 M e 3 M, preferibilmente compresa tra 0,5 M e 1,5 M, preferibilmente compresa tra 0,5 M e 0,9 M, preferibilmente pari a circa 0,75 M.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il rapporto di combinazione (peso/volume) degli scarti o sottoprodotti di pomodoro (peso) con la soluzione alcalina ? compreso tra 0,1 e 10.
C. Trattamento termico della miscela alcalina a una temperatura > 100?C e ? 130?C, per un periodo compreso tra ? 10 minuti e < 4 ore.
La miscela alcalina ottenuta dalla fase di immersione (B) viene sottoposta a trattamento termico ad una temperatura preferibilmente compresa tra 105?C e 130?C, preferibilmente compresa tra 110?C e 130?C, preferibilmente compresa tra 115?C e 130?C, preferibilmente pari a 125?C circa.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il trattamento termico viene condotto per un periodo di tempo preferibilmente compreso tra 20 minuti e 2 ore, preferibilmente tra 20 minuti e 1,5 ore, preferibilmente compreso tra 20 min e 60 min, preferibilmente compreso tra 20 minuti e 45 min, preferibilmente pari a circa 20 minuti.
D. Isolamento della fase liquida della miscela alcalina sottoposta a trattamento termico dal residuo solido.
Con il termine ?isolamento? si intende la separazione di una o pi? fasi da una sospensione. Le tecniche idonee, negli scopi dell?invenzione, per condurre la fase di isolamento sono quelle note all?esperto del ramo, scelte preferibilmente tra filtrazione e centrifugazione.
Preferibilmente, la centrifugazione ? condotta mediante centrifuga orizzontale, decanter.
La fase liquida ? una soluzione alcalina di cutina. Si noti che la fase liquida presenta una colorazione marrone o gialla, e non contiene particelle solide fini.
Il residuo solido ? uno scarto esausto di bucce di pomodoro, privo di cutina.
Preferibilmente, lo scarto esausto di bucce di pomodoro ? caratterizzato da un contenuto solido compreso tra 20% e 30% (p/p).
Negli scopi della presente invenzione, con il termine esausto si intende uno scarto di bucce di pomodoro che non ? pi? idoneo ad essere re-immesso nella fase di predisposizione degli scarti di pomodoro (A) secondo il processo della presente invenzione. Per scarto di bucce privo di cutina si intende uno scarto di bucce avente, quando essiccato, un contenuto di cutina < 30%, preferibilmente compreso tra il 30% e il 20% in peso sul peso totale dello scarto esausto di bucce.
Si noti che, preferibilmente, lo scarto di bucce, quando umido, ? caratterizzato da un contenuto di cutina compreso tra 6 e 12% (p/p).
E. Acidificazione della soluzione alcalina di cutina per aggiunta di un acido organico e ottenimento di una sospensione acidificata di cutina avente un pH ? 2 e < 5.
La fase liquida ottenuta dalla fase di isolamento (D) costituisce una soluzione alcalina di cutina.
L?acidificazione viene preferibilmente condotta fino a raggiungere un pH preferibilmente compreso tra 2 e 5, preferibilmente compreso tra 3 e 5, preferibilmente compreso tra 4,3 e 4,5.
La sospensione acidificata di cutina comprende una fase liquida e un precipitato.
Preferibilmente, l?acido organico ? scelto nel gruppo costituito da: acido acetico, acido citrico, acido formico, acido ossalico, acido succinico, acido glutarico, acido maleico.
Preferibilmente l?acido organico ? l?acido citrico o l?acido acetico.
Ancora preferibilmente, l?acido organico ? aggiunto in forma di soluzione acquosa, detta soluzione acquosa avendo una concentrazione preferibilmente compresa tra 1M e 3M, preferibilmente pari a 2,5M circa.
L?acido organico ? aggiunto alla soluzione alcalina in concentrazione preferibilmente compresa tra il 10% e il 20% in volume totale della soluzione (v/v), preferibilmente pari a 13%.
L?acido organico ? preferibilmente aggiunto alla soluzione alcalina fino a che si osserva un cambiamento di colorazione della soluzione da marrone a ocra.
Tutti gli acidi considerati permettono di ottenere uno spettro IR della cutina in cui il picco principale ? attorno ai 1700-1705 cm<-1 >e si ha una zona dello spettro per valori inferiori a 1680 cm<-1 >sufficientemente pulita.
F. Isolamento del precipitato della sospensione acidificata di cutina dalla fase liquida e lavaggio del precipitato con acqua.
Dalla fase di isolamento (F) si ottiene un estratto di cutina caratterizzato da una purezza in acido 10,16-diidrossiesaenoico compresa tra 50% e 80%, preferibilmente pari a circa 60% in peso sul peso totale dell?estratto (p/p).
Preferibilmente, l?estratto di cutina ottenuto dalla fase di isolamento (F) ha un contenuto di acqua compreso tra 25% e 40% in volume, sul volume totale dell?estratto (v/v).
Preferibilmente, l?estratto di cutina ottenuto dalla fase di isolamento (F) ha un contenuto solido compreso tra 60% e 80% in peso, sul peso totale dell?estratto (p/p).
Si noti che il processo di estrazione secondo l?invenzione consente di ottenere l?estratto di cutina con rese di estrazione, relative agli scarti iniziali, comprese tra 10% e 30%, preferibilmente comprese tra 10% e 20%, preferibilmente comprese tra 10% e 15%, preferibilmente pari a 13% circa.
Preferibilmente, la fase di isolamento (F) ? eseguita mediante centrifugazione orizzontale decanter, preferibilmente ad una velocit? di rotazione compresa tra 4500-5500 rpm, preferibilmente pari a 5000 rpm.
L?uso della centrifuga orizzontale decanter consente vantaggiosamente di condurre la fase di isolamento (F) in continuo, ottenendo preferibilmente un quantitativo di estratto pari a circa 150 kg/ora, corrispondenti a circa 1kg/ora, corrispondenti a circa 100 g/min.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, la fase liquida ottenuta dalla fase di isolamento (F) ? re-immessa nella fase di immersione (B) quale sospensione alcalina di cutina, previa alcalinizzazione fino a un pH > 10, preferibilmente pH ? 10,5 e ? 14, preferibilmente ? 11 e ? 13,5, preferibilmente pari a 13 circa.
Alternativamente, la fase liquida ottenuta dalla fase di isolamento (F) ? eliminata.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il lavaggio con acqua prevede che il precipitato (volume) e l?acqua (volume) siano combinati in un rapporto volume/volume compreso tra 1 e 0,5. La fase di lavaggio ? funzionale ad eliminare eventuali sali degli acidi provenienti dalla fase di acidificazione.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il processo in accordo con la presente invenzione comprende, a valle della fase di isolamento (F), una fase di disidratazione (G), che ? condotta secondo una modalit? scelta tra: evaporazione termica, liofilizzazione, o applicazione di radiazione infrarossa.
L?estratto di cutina ottenuto dalla fase di disidratazione (G) presenta preferibilmente un contenuto di acqua < 10%.
Scarto esausto di bucce di pomodoro, privo di cutina.
Ulteriore oggetto dell?invenzione ? lo scarto esausto di bucce di pomodoro secondo la presente invenzione, privo di cutina, avente una composizione comprendente o costituita da:
- acqua, in concentrazione compresa tra 75% e 85% in peso sul peso dello scarto esausto (p/p), preferibilmente pari a 75% (p/p) circa;
- fibre vegetali, in concentrazione compresa tra 8% e 15% (p/p);
- carotenoidi, in concentrazione compresa tra 200 mg/kg e 500 mg/kg, preferibilmente pari a 400 mg/kg.
Secondo una forma di realizzazione preferita, lo scarto esausto pu? essere utilizzato come
- biomassa per la produzione di biogas mediante digestione anaerobica, o
- biomassa per l?estrazione di carotenoidi e/o licopene, o
- mangime per animali, o
- ingrediente attivo per la produzione di integratori alimentari.
- additivo per svariati usi, preferibilmente alimentare
Si noti che lo scarto esausto privo di cutina ? quello ottenuto dalla fase di isolamento (D) secondo il processo della presente invenzione.
Bio-resina
Ulteriore oggetto della presente invenzione ? la bio-resina comprendente l?estratto di cutina ottenuto con il procedimento oggetto della presente invenzione.
La bio-resina comprende o ? costituita da:
a) un estratto di cutina avente una purezza in acido 10,16-diidrossiesadecanoico compresa tra 50% e 80% in peso sul peso totale dell?estratto di cutina (p/p); in combinazione con
b1) acqua, in concentrazioni comprese tra 25% e 40% in volume sul volume totale della bio-resina(v/v), preferibilmente comprese tra 20% e 35%, pi? preferibilmente comprese tra 25% e 35%, ancor pi? preferibilmente pari a 30% circa;
b2) e/o un solvente organico, in concentrazioni comprese tra 5% e 15% (v/v), preferibilmente pari a circa 10% (v/v). Il solvente organico ? preferibilmente scelto nel gruppo costituito da butilglicole, 1,3-propandiolo, etanolammina, dietilenammina e etanolo. Ancora preferibilmente, il solvente organico ? butilglicole o 1,3-propandiolo.
Articolo multistrato
Ulteriore oggetto della presente invenzione ? un articolo multistrato comprendente:
- un primo strato, comprendente o costituito da carta, plastica, bioplastica, metalli, leghe metalliche, legno;
- un secondo strato, adiacente al primo strato, comprendente la bio-resina secondo la presente invenzione.
Il primo strato dell?articolo multistrato in accordo con la presente invenzione ? preferibilmente uno strato esterno dell?articolo.
Il secondo strato dell?articolo multistrato in accordo con la presente invenzione ? preferibilmente uno strato interno dell?articolo.
In particolare, lo strato interno ? quello destinato al contatto con i prodotti o con gli alimenti ivi contenuti.
Il vantaggio di articoli multistrato cos? prodotti ? che la bio-resina, comprendendo un estratto di cutina che ? stato ottenuto senza l?uso di solventi organici o acido cloridrico, non causa fenomeni di tossicit? o di contaminazione dell?alimento con cui la bio-resina entra in contatto.
Gli articoli, infatti, sono preferibilmente confezioni o imballaggi alimentari.
Preferibilmente, l?articolo multistrato in accordo con la presente invenzione ? scelto nel gruppo costituito da: lattina, vaschetta, sacchetto, barattolo, tubetto, vasetto, cassetta, flacone e fustino.
Uso della bio-resina
Ulteriore oggetto della presente invenzione ? l?uso della bio-resina secondo la presente invenzione come:
-legante per formulazioni di lacche, rivestimenti e vernici per applicazioni su substrati metallici e in legno;
- legante per formulazioni cosmetiche;
- ingrediente principale di vernici all?acqua per il trattamento superficiale di piante o per erba.

Claims (11)

RIVENDICAZIONI
1. Processo per l?estrazione di cutina da scarti di pomodoro comprendente le seguenti fasi:
A. Predisporre scarti o sottoprodotti ottenuti dalla lavorazione del pomodoro;
B. Immergere gli scarti di pomodoro in una soluzione alcalina per ottenere una miscela alcalina avente un pH > 10, la miscela comprendente una fase liquida ed un residuo solido disperso;
C. Sottoporre la miscela alcalina ad un trattamento termico, ad una temperatura > 100?C e ? 130?C, per un periodo di tempo ? 10 minuti e < 4 ore;
D. Isolare la fase liquida della miscela alcalina sottoposta a trattamento termico dal residuo solido, la fase liquida essendo una soluzione alcalina di cutina, il residuo solido essendo uno scarto esausto di bucce di pomodoro privo di cutina;
E. Acidificare la soluzione alcalina di cutina aggiungendo un acido organico, cos? da ottenere una sospensione acidificata di cutina avente un pH < 5, la sospensione acidificata di cutina comprendendo una fase liquida ed un precipitato;
F. Isolare il precipitato della sospensione acidificata di cutina dalla fase liquida mediante centrifuga orizzontale decanter e lavare il precipitato con acqua,
il precipitato ottenuto essendo un estratto di cutina avente una purezza in acido 10,16-diidrossiesadecanoico compresa tra 50% e 80% in peso sul peso totale dell?estratto (p/p).
2. Processo in accordo con la rivendicazione 1, in cui la soluzione alcalina ? una soluzione acquosa comprendente una o pi? basi, scelte nel gruppo costituito da: NaOH, KOH.
3. Processo in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui detta soluzione alcalina ha una concentrazione compresa tra 0,5 e 6 M.
4. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la fase liquida ottenuta dalla fase di isolamento (F) ?
- eliminata, oppure
- re-immessa nella fase di immersione (B) quale sospensione alcalina di cutina, previa alcalinizzazione fino ad un pH > 10.
5. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui detto acido organico ? scelto nel gruppo costituito da: acido acetico, acido citrico, acido formico, acido ossalico, acido succinico, acido glutarico, acido maleico.
6. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui gli scarti o sottoprodotti di pomodoro sono scelti nel gruppo costituito da: bucce, semi, scarti di fogliame, pomodori verdi, residui di buccette e miscele dei precedenti.
7. Processo in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, comprendente a valle della fase di isolamento (F), una fase di disidratazione del precipitato (G), detta fase di disidratazione (G) essendo condotta secondo una modalit? scelta tra: evaporazione termica, liofilizzazione, o applicazione di radiazione infrarossa.
8. Scarto esausto di bucce di pomodoro, privo di cutina, avente una composizione comprendente o costituita da:
- acqua, in concentrazione compresa tra 75% e 85% in peso sul peso dello scarto esausto (p/p);
- fibre vegetali, in concentrazione compresa tra 8% e 15% (p/p);
- carotenoidi in concentrazione compresa tra 200 mg/kg e 500 mg/kg.
9. Uso dello scarto esausto di bucce di pomodoro secondo la rivendicazione 8 come:
- biomassa per la produzione di biogas mediante digestione anaerobica, o
- biomassa per l?estrazione di carotenoidi e/o licopene, o
- mangime per animali, o
- ingrediente attivo per la produzione di integratori alimentari,
- additivo alimentare.
10. Bio-resina comprendente o costituita da
a) un estratto di cutina avente una purezza in acido 10,16-diidrossiesadecanoico compresa tra 50% e 80% in peso sul peso totale dell?estratto di cutina (p/p), in combinazione con
b1) acqua, in concentrazioni comprese tra 15% e 40% in volume sul volume totale della bio-resina (v/v); e/o
b2) un solvente organico, in concentrazioni comprese tra 5% e 15% (v/v).
11. Articolo multistrato, comprendente:
- un primo strato comprendente o costituito da carta, plastica, bioplastica, metalli, leghe metalliche, legno;
- un secondo strato, adiacente al primo strato, comprendente o costituito dalla bioresina secondo la rivendicazione 10.
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