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
1
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.
2
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
3
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
5
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.
16
% Gomma
14
%Contaminanti
% Gomma
% Resa
12
% Contaminanti
10
8
6
4
2
0
1,00000 2,00000 3,00000 4,00000 5,00000
Acetone
A
Acetone
B
Column 1
Triton
Acido
acetico
TCA
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
6
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
13
C
[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 13C 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.
7
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 13C 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
8
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
13
C NMR del
campione incubato per 6 ore in cicloesano.
9
160
120
80
13
40
0
C (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, 103
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
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
12-20
80.000
15
95.700
Hevea brasiliensis
Euphorbia lactiflua
Euphorbia characias
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.
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
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
12
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 cispreniltranseferasi, 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
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