Chiara Gianesello Coenzima Q 10 Lavoro di maturità in chimica________________________________________________________________________________________________2. PRESENTAZIONE DEL PROBLEMAIl CoQ 10 oltre a rappresentare una molecola di grande interesse per la medicina (sviluppodi farmaci per varie patologia, vedi punto 1.2) trova attualmente largo utilizzo nell’industriaalimentare e cosmetica. Attualmente la sua presenza è propagandata in prodotticommerciali cosmetici e nutraceutici quali creme per il corpo, ad esempio BodyCoQ 10Jamieson 16 e NiveaQ 10 Night 17 , creme anti-invecchiamento 18 e numerosi alimentifunzionali: integratori alimentari e prodotti funzionali in forma di compresse antivecchiaiaed in generale antiossidanti 19 .Non sono descritti in letteratura procedimenti di estrazione preparativa applicati oapplicabili su scala industriale. Le pubblicazioni di ricerca (in particolare nel campo medicoe farmaceutico) descrivono metodi analitici in grado di determinare il contenuto di CoQ 10 invegetali, batteri, tessuti e liquidi fisiologici senza concentrazione o isolazione delcomposto 20 , 21 .Produttori asiatici offrono CoQ 10 con alta purezza in grandi quantitativi; non è del tuttochiaro se queste produzioni avvengono per sintesi o per estrazione da matrici naturalicome cellule batteriche selezionate o prodotte per via biotecnologia 22 , 23 .Non è da escludere che siano stati messi a punto processi di estrazione e di purificazioneche, data l’importanza commerciale del composto, rimangono protetti da segreti aziendali.L’unica via sicuramente applicata industrialmente è la sintesi chimica 24 , 25 , 26 , 27 chepermette di ottenere un prodotto tecnico naturalidentico, ma non di origine naturale. Ciòdiminuisce il valore del prodotto poiché il consumatore ne percepisce emotivamentel’origine sintetica; inoltre le reazioni di sintesi che avvengono in un ambiente chimicototalmente diverso da quello biologico, richiedono reattivi, catalizzatori e solventi eproducono prodotti secondari non presenti in natura che non possono essere totalmenteseparati dal prodotto voluto. Esse si differenziano da composti naturali che possonoessere presenti quali sostanze di accompagnamento non separate dal prodotto naturale.Queste ultime potrebbero infine avere un importante ruolo biochimico legatoall’assorbimento, al trasporto e alla funzione del CoQ 10 stesso.La difficoltà di estrarre il CoQ 10 da matrici naturali quali batteri, lieviti, foglie ecc. derivadalle caratteristiche chimico-fisiche della molecola (grandi dimensioni, elevata massamolecolare, scarsa solubilità in solventi polari), e alla sua localizzazione nelle cellule(immobilizzazione in membrane citoplasmatiche nel caso dei batteri, immobilizzazione inmembrane mitocondriali, protette a loro volta da pareti cellulari, nel caso di lieviti e divegetali).D’altra parte essendo liposolubile potrebbe essere estratto con buona efficacia da matricibiologiche che non presentino barriere particolarmente difficili da superare per il solvente.Per questi motivi si è pensato di valutare la possibilità di estrarre il CoQ 10 da matriciorganiche, possibilmente microbiologiche, mediante solventi atossici con alto potenziale didiffusione e alto potere solvente per composti apolari.______________________________________________________________________________________<strong>Liceo</strong> <strong>Lugano</strong> 2, CH-6942 Savosa Pagina 8 di 53 dicembre 2005
Chiara Gianesello Coenzima Q 10 Lavoro di maturità in chimica________________________________________________________________________________________________3. OBIETTIVI DEL LAVORODopo aver verificato attraverso l’analisi bibliografica le notevoli potenzialità della molecolanonché il forte interesse industriale per la stessa, sono stati fissati i seguenti obiettivi:1. Verificare la presenza di CoQ 10 in batteri, lieviti e vegetali (legumi, cereali);2. Determinare la concentrazione di CoQ 10 nelle varie matrici naturali, in particolarebatteri e lieviti quali scarti industriali;3. Sviluppare un processo estrattivo del CoQ 10 dalle matrici nelle quali ne sia stataverificata la presenza, mediante un metodo che non ne comprometta la naturalezzae che lo renda utilizzabile per usi alimentari, farmaceutici e cosmetici. Di particolareinteresse è l’uso di un fluido supercritico (CO 2 densa) quale solvente di estrazione;4. Valutare la resa dell’estrazione e ottimizzare il processo mediante uno studioparametrico del processo estrattivo;5. verificare la possibilità di purificare il composto dagli estratti ottenuti sempremantenendone la naturalezza.______________________________________________________________________________________<strong>Liceo</strong> <strong>Lugano</strong> 2, CH-6942 Savosa Pagina 9 di 53 dicembre 2005