Gi scarti alimentari rappresentano una questione globale che desta crescente preoccupazione. Il termine si riferisce ai rifiuti organici prodotti durante la raccolta, la lavorazione e la distribuzione dei prodotti alimentari e derivati da cattive pratiche adottate a livello domestico/commerciale. Si stima che circa il 45% del cibo prodotto viene perso o sprecato prima e dopo aver raggiunto il consumatore, lungo tutte le fasi della filiera alimentare (produzione primaria, post-raccolta, trasformazione, distribuzione e consumo).
Le attuali strategie di sviluppo dell’OMS e dell’UE includono la transizione verso un’economia circolare come approccio strategico per la crescita sostenibile e la buona salute, proteggendo al contempo l’ambiente e le sue risorse naturali e riducendo l’impatto dei cambiamenti climatici.
Per raggiungere questi obiettivi, le enormi quantità di biomassa non commestibile, generati lungo la catena alimentare, possono e devono essere valorizzate come sottoprodotti da destinare a nuova vita.
L’Unione Europea (UE) fornisce supporto legislativo volto a prevenire, ridurre e gestire degli scarti alimentari. La direttiva 2008/98/CE stabilisce una gerarchia per la gestione adeguata dei rifiuti, con lo scopo primario di favorirne la prevenzione. Secondo un ordine prioritario, nel quadro della gerarchia dei rifiuti, i governi dovrebbero preferire la riduzione della loro produzione e, solo come seconda opzione, il riutilizzo, riciclaggio, recupero e smaltimento.
In questo contesto, il riutilizzo dei sottoprodotti agroindustriali può rappresentare una fonte rinnovabile ed economica di molecole selezionate, come peptidi, proteine, fibre, polisaccaridi, acidi grassi, sostanze fenoliche composti e altri, che possono essere estratte e utilizzate come ingredienti bioattivi in prodotti innovativi e sostenibili legati ad applicazioni alimentari, mangimi e cosmetici. Di grande interesse sono le bioattività legate alla modulazione della risposta immunitaria, all’ossidazione, alle malattie cardiovascolari e legate all’età, alla prevenzione dei tumori e agli effetti antiossidanti ed antimicrobici.
Tipologie di Sottoprodotti alimentari
I sottoprodotti alimentari possono essere classificati in diverse categorie, ognuna con le proprie caratteristiche e potenzialità di valorizzazione.
Ecco alcune delle principali tipologie di sottoprodotti alimentari:
I sottoprodotti vegetali generati durante la lavorazione post-raccolta sono responsabili di miliardi di tonnellate di rifiuti alimentari di lavorazione ogni anno, su 1,6 miliardi di tonnellate di rifiuti totali (FAO, 2013). Il tipo e la composizione dei rifiuti vegetali possono variare da paese a regione a causa di molteplici fattori, come le abitudini alimentari, l’ambiente e i livelli di sviluppo agricolo locale (FAO, 2013). A livello globale, i cereali e le verdure rappresentano la principale fonte di perdita alimentare (71%), seguiti dalla frutta (25%) e da semi oleosi e leguminose (4%).
I composti di alto valore aggiunto (High-value compounds, HVCs) recuperati dai flussi di scarto della lavorazione alimentare possono essere classificati come macromolecole, proteine e polisaccaridi, o composti di piccole molecole come vitamine, antiossidanti e micronutrienti. La natura dei sottoprodotti alimentari determina quali composti target possono essere recuperati, nonché la migliore strategia per il loro recupero. Ad esempio, da sottoprodotti alimentari di origine vegetale viene comunemente recuperata la fibra alimentare, come la crusca di frumento, mentre da rifiuti alimentari di origine animale vengono solitamente recuperate le proteine, come il collagene.
L’identificazione, la quantificazione e l’estrazione di questi composti e la valutazione dei loro effetti, sono diventate ricerche importantissime, rivelandone proprietà antiossidanti, antimicrobiche, antinfiammatorie, immunomodulatorie ed antitumorali.
Gli HVCs delle piante si dividono in due gruppi: metaboliti essenziali (primari) e non essenziali (secondari). I primi comprendono principalmente le vitamine e i minerali che sono in grado di prevenire le malattie da carenza e mantenere specifici processi biochimici. Fenoli, carotenoidi, fitosteroli, saponine, oli essenziali e acidi fitici sono alcuni dei principali esempi di metaboliti secondari, che hanno importanti ruoli biologici nel raggiungimento e nel mantenimento della salute cellulare, con conseguente miglioramento della longevità. Principalmente i sottoprodotti di frutta, verdura e cereali sono ricchi di fenoli, carotenoidi, fitosteroli, polisaccaridi, proteine e acidi grassi.
Valorizzazione dei sottoprodotti/scarti agro-alimentari
Come detto in precedenza, la filiera agroalimentare è un mercato strategico in ottica di implementazione dei modelli di circolari, all’interno dei sistemi economici attuali.
Fortunatamente esistono già diverse applicazioni virtuose all’interno di questo contesto che, se applicate correttamente possono portare alle aziende coinvolte grandi vantaggi sotto diversi punti di vista.
Effetti bioattivi degli HVCs estratti da sottoprodotti/scarti agro-alimentari
L’Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria del CNR di Pisa ha partecipato a diversi studi di caratterizzazione e valorizzazione di scarti agro-alimentari, in particolare si è occupato di valutare la composizione fenolica, l’attività antimicrobica e l’attività antiossidante degli estratti di semi di quattro specie di Vitis (V. riparia Michx., V. californica Benth., V. amurensis Rupr. e V. vinifera L.). Inoltre, all’interno del progetto “ON Foods – Research and innovation network on food and nutrition Sustainability, Safety and Security – Working ON Foods” finanziato dell’Unione Europea – NextGeneration EU – nell’ambito del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) e in collaborazione con dei colleghi dell’istituto di BioEconomia (IBE), che hanno messo a punto un processo efficiente, economico e veloce per estrarre in acqua, senza solventi, composti bioattivi e funzionali mediante cavitazione idrodinamica controllata, ci stiamo occupando della caratterizzazione del profilo dei composti fenolici di estratti ottenuti a partire da scarti di arancia (Citrus sinensis) e di melograno (Punica granatum), della valutazione della loro sicurezza attraverso studi di tossicità, nonché della biodisponibilità dei composti bioattivi identificati. Sono in corso studi per valutarne l’attività antiossidante e antinfiammatoria e l’efficacia sui principali marker di rischio cardiovascolare associati con una condizione di disordine metabolico.
Autori: Luisa Pozzo Andrea Vornoli
