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aplha-Dicarbonyl compounds are highly reactive substances found in foods and beverages. They are formed during processing, cooking and prolonged storage as end products of lipid peroxidation, microorganism metabolites, and caramelization or Maillard reaction products. Precise and accurate determination of their content in foods is important, because they exert both positive and negative effects on human health, even at low doses. The method most frequently applied to determine alpha-dicarbonyl compounds in foods and beverages involves their derivatization with 1,2- diaminobenzene, to obtain specific quinoxaline derivatives that can be detected by HPLC or GC. In the literature derivatization conditions vary widely, particularly the pH of the medium and temperature, without considering that alpha-dicarbonyl compounds can form as glucose and fructose fragmentation products. Our data demonstrate that derivatization conditions critically affect the fragmentation process in sugar-rich matrices. In this work we tested a range of derivatization conditions to find the combination that would allow accurate and precise determination of alpha-dicarbonyl compounds sugar-rich matrices. Formation of alpha-dicarbonyl compounds due to glucose and fructose fragmentation was found to be avoided by using an acidic medium (pH 3.0) at low temperature (25 °C) while allowing a derivatization yield close to 100% for the alpha-dicarbonyl compounds considered (methylglyoxal and diacetyl). Analysis of four types of red wine having different sugar contents (two table wines and two dessert wines) confirmed that these conditions prevent alpha-dicarbonyl compound overestimation as well as false positive results.

I composti alfa-dicarbonilici si trovano nei prodotti alimentari in quanto prodotti della reazione di Maillard e di caramellizzazione. Sono pertanto presenti in prodotti termicamente trattati quali pane e caffè tostato, ma anche in prodotti come vino rosso e bianco che hanno subito la fermentazione malolattica. Sono inoltre stati trovati negli oli vegetali e nel caffè verde dove si formano come prodotti finali della perossidazione lipidica. L’interesse per questi composti ha superato l’ambito analitico da quando ne sono state evidenziate le proprietà mutagene e citotossiche in vitro e genotossiche in animali da esperimento e si è volto alle possibili implicazioni tossicologiche della loro presenza negli alimenti. Tale interesse si è rinnovato da quando è stata evidenziata l’importanza dei prodotti di glicazione nello sviluppo delle malattie cardiovascolari, neurodegenerative e diabete. E’ stato infatti dimostrato che i derivati alfa-dicarbonilici portano in vivo alla formazione dei prodotti di glicazione avanzata ed è per questo molto attuale il dibattito riguardo le conseguenze della loro ingestione con gli alimenti. Numerosi sono i metodi proposti in letteratura per la determinazione dei composti alfa-dicarbonilici; il più utilizzato richiede la derivatizzazione con 1,2-diamminobenzene prima della determinazione delle risultanti chinossaline mediante CG-MS o RP-HPLC-DAD. Tuttavia tale metodo non trova applicazione generale a causa della variabilità delle matrici alimentari. Per la determinazione dei derivati alfa-dicarbonilici nel caffè è stata infatti necessaria l’estrazione di questi composti dalla bevanda prima della derivatizzazione per l’interferenza di un acido clorogenico. In altri alimenti, ricchi di zuccheri semplici, prodotti alfa-dicarbonilici si possono formare durante il processo di derivatizzazione, dipendentemente dalle condizioni di reazione, infatti, l’ambiente basico o/e le temperature indicate dalla gran parte degli autori, provocano la frammentazione degli zuccheri presenti e la formazione di diversi composti alfa-dicarbonilici. Questo determina falsi positivi o sovrastime dei derivati alfa-dicarbonilici effettivamente presenti nell’alimento. Scopo di questo lavoro è lo studio delle condizioni che permettano di ottenere una elevata resa di derivatizzazione senza provocare la frammentazione ossidativa degli zuccheri eventualmente presenti. L’analisi quali-quantitativa dei composti alfa-dicarbonilici derivatizzati è stata condotta mediante le tecniche RP-HPLC-DAD e RP-HPLC-ESI-MS ed applicata a differenti matrici alimentari ad alto tenore zuccherino.

Studi condotti negli ultimi due decenni hanno messo in evidenza numerose attività biologiche possedute dal vino oltre a quelle dovute al suo contenuto in etanolo. E’ ormai accertato che un moderato consumo di vino determina una diminuzione del rischio di sviluppare gravi e diffuse patologie croniche quali neoplasie e malattie cardio-vascolari. E’ stato dimostrato che gli effetti positivi della bevanda sono dovuti alle proprietà antiossidanti e antiradicaliche dei componenti polifenolici dei quali è particolarmente ricco il vino rosso. Esso possiede anche attività antibatterica nei confronti di diversi microrganismi tra cui l’Helicobacter pilori. Questa attività biologica è dovuta al resveratrolo, derivato stilbenico che nei vegetali ha funzione di fitoalexina. Il resveratrolo è risultato attivo anche contro alcuni batteri e dermatofiti, responsabili delle più comuni infezioni della pelle umana. Il vino è inoltre risultato attivo in vitro nei confronti di numerosi batteri enteropatogeni. In questo caso è risultato responsabile dell’attività l’acido acetico contenuto nella bevanda. In considerazione del fatto che la bevanda viene ripetutamente consumata durante un pasto e che per questo la sua azione potrebbe essere particolarmente importante per la salute del cavo orale, abbiamo esteso lo studio dell’attività antibatterica e battericida del vino verificando gli effetti nel vino bianco nei confronti degli Streptococchi orali che svolgono un ruolo importante nello sviluppo della carie e delle patologie parodontali. Un campione di vino bianco del commercio è stato saggiato nei confronti di nove Streptococchi colonizzatori del cavo orale. Esso è risultato attivo contro numerosi Streptococchi compreso lo S. mutans, il principale agente eziologico della carie. L’isolamento dal campione di vino analizzato dei componenti attivi è stato condotto mediante dialisi seguita da estrazione in fase solida. E’ risultata attiva la frazione costituita dai componenti più polari indicando che l’attività rilevata per la bevanda, potrebbe essere dovuta agli acidi organici prodotti durante il processo di fermentazione. L’attività di tali acidi contro lo S. mutans è stata verificata utilizzando standards del commercio. Il più attivo è risultato l’acido succinico seguito dall’acido malico, lattico, tartarico, citrico e acetico.

Some beverages and foods protect dental surfaces against oral bacteria colonization; in particular the adhesion of Streptococcus mutans to tooth surfaces is a crucial step in the initiation and development of dental caries. The present work shows that barley coffee (BC), a beverage obtained by a roasting process, interferes with the S. mutans and other oral streptococci adsorption to hydroxyapatite (HA). Two experimental approaches were followed to evaluate the effects of sub-lethal concentrations of BC (sub-MICs) on the adherence of S. mutans to saliva-coated HA beads: streptococci were pre-treated with BC before the addition of bacteria (A); BC and bacteria were added to HA simultaneously with the HA beads (B). The treatments caused a statistically significant, dose-dependent inhibition of bacteria with regards both to sucrose-dependent and sucrose-independent adherence to HA. Dialysis and gel filtration chromatography fractioned the BC components. A component with high MM, which consists of a brown potent antioxidant melanoidin, showed to be responsible for most of the anti-adhesive properties found for BC. This high MM melanoidin does not occur in the natural barley, indicating that it originates in barley grains during the roasting process. These results suggest that BC consumption might influence the colonization of tooth surfaces by cariogenic bacteria.

E’ ormai noto che gli Streptococchi orali svolgono un ruolo fondamentale nel processo di formazione della carie e nell’insorgenza di numerose patologie parodontali. A scopo preventivo contro le infezioni causate da questi batteri vengono comunemente impiegati antibiotici e battericidi di sintesi che tuttavia alterano la normale flora del cavo orale e del tratto digerente. Pertanto l’interesse dei ricercatori è oggi volto alla ricerca di composti che possano contribuire in modo “più naturale” alla salvaguardia della salute orale. Studi recenti hanno evidenziato proprietà antimicrobiche di numerosi composti di origine vegetale, quali ad esempio la frazione polifenolica del tè, le procianidine della mela, l’estratto ottenuto dal Lentinus edodes, la frazione ad alto peso molecolare del succo di mirtillo e alcuni componenti del caffè. In quest’ambito ci è parso interessante studiare anche il caffé d’orzo, bevanda oggi molto utilizzata specialmente in età pediatrica ma anche da adulti particolarmente sensibili alla caffeina. La bevanda ha mostrato debole proprietà antibatterica nei confronti di molti Streptococchi del cavo orale; tale attività è risultata più marcata nei confronti degli S. mutans e S. pyogenes. La nostra ricerca è proseguita al fine di isolare i composti responsabili dell’attività registrata nei confronti di questi batteri. Allo scopo è stata dapprima utilizzata la la dialisi che ha indicato per i componenti attivi MM

In precedenti ricerche i componenti idrosolubili della Brassica oleracea var, botrytis L. avevano mostrato attività antiradicalica nel sistema chimico contenente acido linoleico-beta carotene e nel sistema biologico costituito dalla frazione microsomiale di epatociti di ratto. Scopo di questo lavoro è valutare la capacità degli stessi componenti di agire in un altro sistema biologico quale quello costituito da colture di Staphylococcus aureus. L'attività antiossidante del vegetale è determinata come attività protettiva nei confronti dell'azione citotossica di una miscela ossidante contenente un iniziatore radicalico, alla quale viene esposta la colture del microrganismo.