REALIZZAZIONE DI UN NUOVO INGREDIENTE ALIMENTARE A BASE DI PETALI DI ROSA: ASPETTI NUTRACEUTICI E TECNOLOGICI

The aim of this PHD project was to study the suitability of flowers as nutraceutical, technological and healthy sources, in order to produce a new food ingredient. A case study for the research, the Rosa botanical species was chosen, because the petals are rich in nutritional compounds and are normally used in gastronomical and phytotherapic field. However the scientific information about their chemical-nutritional and technological properties are, at the moment, fragmentary, in particular because the use of roses as food ingredients are very unconventional. For this reason we prefer to pinpoint the innovative characteristics of this study. A particular aspect of the study was related to the ways to produce and obtain raw material. The roses were cultivated in a protected, natural and chemical, phytochemical free environment. The organic cultivation of flowers for nutritional use, could encourage a new kind of vegetable production in a sector where, normally, the use of pesticides is absolutely necessary. The first scientific step of the study was the chemical characterization of the organically grown roses varieties both as raw material and during processing, in order to obtain an ingredient suitable for several destinations. In this case, there is also a lack of scientific literature regarding chemical and biochemical properties of ingredients, or final products, obtained directly from floricultural matrix (not from flower extracts or by-products). One of the targets of this research was to realize a formulation of an ingredient, rose petal based, for basic food like yogurt, that is in itself considered a functional food. The floricultural matrix could offer interesting opportunities not only for garden nurseries or organic flower producers, but also in order to diversify the yogurt production. In this case, in fact, the dairy makers could combine the benefits of the bio-active compound of the flowers with the well known beneficial contribution of the yogurt. The relationship between technological processing of the petals, their phase composition and chemical, microbiological, functional characteristics of the new ingredient, were studied. In particular, for raw material quality evaluation, specific analytical protocols were established, in order to determine chemical-nutritional and nutraceutical parameters, Nutraceutical composition of the flowers was focused both in terms of specific molecules or antioxidant compound groups such as: ascorbic acid, polyphenols, total anthocyanins and also in terms of antiradicalic activity, expressed as scavenger effect. DPPH and Fremy’ salt, methods, were the most representative analytical ways used for these determinations. The correct composition of vegetable ingredient (rose petals), in the model mixture under study, was accurately calculate and tested in various attempts. Then this innovative formulation was stabilized microbiologically by applying a specific and targeted thermal treatment. The same analysis carried out on raw material (extraction and characterization of the bio-active compounds), were carried out before and after thermal treatment to evaluating base-flowers-mixture. The analytical indices (including microbial analysis) above described and targeted sensory evaluation test, were also organized for the prepared flower yogurt. In particular, sensorial analysis was carried out following descriptive methods . The trained panel was asked to evaluate intensity of the “new product” typical parameters, such as, color, perfume, flavor, texture, etc. A critical aspect of the research was the difficulty to obtain and receive suitable raw material. In fact, at the moment the organic cultivation of flowers (specially organic roses destined for nutrition) doesn’t exist in Italy. Only through a special network of information (web site, etc) was it possible to find a flower producer, working organically. Other samples of organic roses were available from private collectors and agricultural research institutes involved in flower cultivation. RIASSUNTO Lo scopo di questa tesi di dottorato è stato quello di indagare sull’idoneità all’impiego dei fiori in termini nutraceutici, tecnologici e di salubrità per la realizzazione di un nuovo ingrediente alimentare. Come modello dello studio, è stata scelta la specie floricola Rosa sp. i cui petali, noti per la loro ricchezza in principi attivi, sono da tempo utilizzati in ambiti sia fitoterapico sia gastronomico. Tuttavia, le informazioni scientifiche disponibili sulle proprietà chimico-nutrizionali e tecnologiche dei petali di rosa, sono attualmente frammentarie proprio per l’aspetto innovativo dell’impiego ‘convenzionale’ come ingrediente alimentare. Un significativo aspetto della ricerca ha riguardato le modalità produttive della materia prima la cui coltivazione è avvenuta in un ambiente naturale e protetto senza l’utilizzo di fitofarmaci e di concimi chimici. L’indagine scientifica ha preso origine dagli studi di caratterizzazione chimica di cultivar di rose coltivate biologicamente, valutate nel corso delle operazioni tecnologiche a cui si è fatto ricorso per la produzione di un ‘intermedio’ (semilavorato) da destinare a successivi utilizzi. Attualmente non esistono in letteratura studi riguardanti le proprietà chimiche e biochimiche di preparati, ottenuti dalla lavorazione di matrici floricole (e non dai loro estratti), utilizzabili in produzioni di largo consumo come i prodotti lattiero-caseari. L’obiettivo della presente ricerca è stato quello di formulare un ingrediente ai petali di rosa per un alimento-base come lo yogurt. La produzione dello yogurt, alimento di per sé funzionale, verrebbe in tal caso diversificata proprio grazie alla nuova formulazione, caratterizzata dalle sostanze bio-attive della matrice floricola. Pertanto si sono studiate e definite le relazioni esistenti tra il processo di trasformazione tecnologica dei petali di rosa in semilavorato, la composizione di fase di quest’ultimo e le caratteristiche chimiche, microbiologiche e funzionali del nuovo ingrediente così ottenuto. Sono stati messi a punto una serie di protocolli analitici per la valutazione dei parametri chimico-nutrizionali sulla materia prima (contenuto in carboidrati solubili e in acidi organici) e dei contenuti nutraceutici. Tali contenuti sono stati analizzati sia in termini di singole molecole o di gruppi di composti antiossidanti (vitamina C, contenuto in polifenoli e antociani totali), sia in termini di attività antiradicalica espressa come potere scavenger di una molecola rappresentativa del pool antiossidante appartenente al substrato vegetale, mediante opportuni saggi (test contro i radicali DPPH e Sale di Fremy). E’ stata successivamente studiata una ‘ricetta’ per la trasformazione dei petali di rosa di alcune delle cultivar testate, in miscela-base, modulando le formulazioni base-frutta sia come quantità della materia prima utilizzata sia relativamente all’adozione del protocollo termico di stabilizzazione. Sono state messe a punto le metodiche di estrazione dei composti bio-attivi (polifenoli e antociani totali) dalla miscela-base anche dopo trattamento termico. Sono stati pertanto misurati gli indici analitici per la valutazione dello stato di conservazione (parametri di processo e contenuti microbiologici durante la shelf-life) sia per l’ingrediente sia per lo yogurt formulato. Su tale prodotto sono stati poi eseguiti dei test d’assaggio di tipo descrittivo da parte di un panel addestrato in grado di valutare l’intensità di alcuni caratteristici parametri sensoriali del nuovo prodotto. Alcune delle criticità relative allo svolgimento di questo lavoro sono sorte in relazione al reperimento di materia prima idonea in quanto, attualmente, non sono presenti in Italia roseti biologici. L’approvvigionamento delle cultivar di rose studiate è stato possibile grazie all’individuazione di siti di raccolta non convenzionali in cui la coltivazione delle rose avveniva secondo le modalità della conduzione biologica (roseto privato, parcelle sperimentali, ambiente naturale).