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La produzione mondiale di vino
La vinificazione è una delle principali attività agroindustriali nel mondo, e Vitis vinifera è la specie più utilizzata per la produzione industriale di vino [1]. Secondo le stime dell’OIV (Organizzazione Internazionale della Vigna e del vino), tre dei maggiori produttori di vino appartengono all’Unione Europea.
Nel 2020, infatti, in Italia la produzione è stata di circa 47 milioni di ettolitri, risultando il primo Paese produttore europeo, seguito da Francia, Spagna e Germania [2].
Durante il processo di potatura e di vinificazione vengono generati considerevoli quantitativi di scarti enologici e di sottoprodotti in un breve periodo di tempo, corrispondenti quasi al 30% p/p delle uve utilizzate per la produzione [3].
Questi sono solo parzialmente valorizzati e per la maggior parte trattati come scarto con ripercussioni negative sulla sostenibilità ambientale [4].
Tuttavia, secondo il concetto di economia circolare, scarti e sottoprodotti possono diventare una risorsa preziosa ed una materia prima per l’estrazione di composti bioattivi utilizzabili in campo alimentare e nel packaging per ottenere prodotti funzionali, innovativi e sostenibili.
Tutto ciò contribuisce a creare opportunità per rendere l’economia mondiale più sostenibile e a salvaguardare le risorse.
In questo contesto, valorizzare gli scarti delle filiere è diventato negli ultimi anni uno degli obiettivi principali di ricercatori ed industrie alimentari.
I sottoprodotti della filiera vitivinicola
Gli scarti principali della vite sono costituiti da vinacce, vinaccioli, raspi, fecce e tralci.
La vinaccia, il residuo solido ottenuto a seguito della pigiatura e del processo di fermentazione, è costituita dalla buccia, dai semi e dai raspi residui, ed è tradizionalmente utilizzata per la produzione di mangimi, fertilizzanti e differenti tipi di distillati [5,6].
Tuttavia, la sua interessante composizione chimica la rende una promettente alternativa per l’ottenimento di prodotti ad alto valore aggiunto.
L’elevata concentrazione in composti fenolici (in particolare acidi fenolici, flavonoidi, tannini e stilbeni) dalle note proprietà antiossidanti e antimicrobiche, e in fibre alimentari, la rende adatta per la produzione di coloranti naturali, conservanti o antiossidanti per i prodotti alimentari [7].
I vinaccioli invece, rivestono un ruolo importante dal punto di vista nutrizionale per la presenza di composti antiossidanti come la vitamina E, per l’elevata presenza di fibre alimentari e di composti fenolici.
Separati dalle bucce, i semi vengono riutilizzati per l’estrazione di olio in quanto, per la sua composizione – ricca di acidi grassi insaturi, povera in acidi grassi saturi e la capacità antiossidante, contribuisce ad esplicare un effetto nutraceutico negli alimenti [8].
A seguito della fermentazione sul fondo dei recipienti, invece, si sedimentano le fecce, corrispondenti a quasi il 5% del peso totale dell’uva e costituite principalmente da lieviti, polifenoli, etanolo e acidi organici.
Infine, le fasi di diraspatura e potatura generano elevati volumi di residui di natura lignocellulosica come raspi e tralci di vite [9,10].
I raspi, rimossi prima della vinificazione, sono anch’essi una fonte di composti ad alto valore aggiunto con elevate capacità antiossidanti ed antimicrobiche e, per l’elevata presenza di olocellulosa, vengono utilizzati come fonte di cellulosa per la realizzazione di compositi rinforzati o per la produzione di carta [11].
Così come i raspi, anche i tralci di vite sono caratterizzati dalla presenza di molecole funzionali (principalmente stilbeni), lignina ed olocellulosa [12,13].
Applicazioni alimentari di sottoprodotti e scarti enologici
Le modificazioni dello stile di vita hanno evidenziato come oggi l’alimento non è più visto esclusivamente come sostentamento, ma l’attenzione è sempre più rivolta ai suoi aspetti nutrizionali e salutistici.
I risultati relativi al consumo di alimenti funzionali confermano gli effetti positivi che questi hanno sulla salute umana: dalla riduzione del colesterolo LDL e dei rischi associati alle malattie cardiovascolari, alla prevenzione del diabete, del cancro e dell’obesità [14].
A tal proposito, molte prove sono state incentrate sull’arricchimento di prodotti alimentari con sottoprodotti delle industrie alimentari, specialmente quelli derivanti dagli scarti enologici (Fig. 1) [15].
Vediamo più nel dettaglio come gli scarti enologici possono generare un arricchimento delle proprietà nutritive degli alimenti.
L’azione antiossidante e antimicrobica dei composti di cui le vinacce sono ricche permette di poter sperimentare il loro utilizzo come antiossidanti naturali in prodotti carnei ed ittici, agendo nei confronti dell’ossidazione lipidica [16,17], e come antimicrobici per contrastare l’attività di microrganismi patogeni ed alteranti come Escherichia coli e Staphilococcus aureus.
Allo stesso modo, estratti di raspi e tralci di vite possono essere aggiunti in piccole quantità a mosti e vini sfruttando la loro azione antimicrobica sostituendo parzialmente l’anidride solforosa, uno degli additivi più utilizzati nell’industria enologica [18].
La presenza di stilbeni negli estratti di questi sottoprodotti enologici, permette non solo di avere un effetto inibente nei confronti di lieviti e batteri patogeni, ma anche di migliorare il colore e l’aroma dei vini bianchi e rossi ottenuti [19,20].
Inoltre, le vinacce, rappresentando una ricca fonte di composti bioattivi, possono trovare largo impiego nell’industria alimentare, sia come ingredienti in grado di migliorare il valore nutritivo e tecnologico dei prodotti, che come additivi naturali per sostituire parzialmente o totalmente quelli sintetici più utilizzati, come il BHA (butilidrossianisolo) e BHT (butilidrossitoluene) [5].
Così come le vinacce, le fecce di vino sono sempre più impiegate per migliorare le caratteristiche tecnologiche di alcuni alimenti.
Infatti, diversi autori ne hanno sperimentato l’aggiunta durante la produzione di gelati, modificandone positivamente le caratteristiche come la viscosità, la dimensione dei globuli di grasso, il pH e il peso specifico, arricchendo il prodotto finale in composti fenolici e sostanze antiossidanti [21, 22].
Ulteriori ricerche sono state compiute in merito alla fortificazione di biscotti [23, 24], pane [25, 26], pasta [27] muffin e barrette di cereali [28,29,30], ottenendo prodotti ricchi di fibre e proteine, a basso indice glicemico e con elevata accettabilità sensoriale.
Come detto precedentemente, dalla vinaccia è possibile separare i vinaccioli da cui è convenzionalmente estratto l’olio; alcuni lavori scientifici ne hanno valutato l’impiego nella formulazione di würstel allo scopo di ridurre il contenuto calorico ed abbassare i livelli di colesterolo [31], oppure in combinazione con un estratto ed uno sfarinato di vinaccioli per sostituire il grasso aggiunto e prevenire l’ossidazione lipidica [32].
Scarti enologici nella formulazione degli imballaggi
Negli ultimi anni, l’uso di materiali plastici ha causato un aumento delle problematiche legate all’inquinamento ambientale e allo smaltimento di questi materiali. Per questo motivo, si accresce l’interesse verso la messa a punto di imballaggi sostenibili ottenuti a partire da biopolimeri.
L’aggiunta di sottoprodotti delle industrie alimentari agli imballaggi, sta diventando una valida alternativa per diversi materiali tra i più utilizzati come il polistirene espanso (EPS), o come riempitivi di matrici di poli(3-idrossibutirrato-coidrossivalerato) (PHBV) e polibutilene succinato (PBS).
Quest’ultimi, infatti, possono essere addizionati con scarti enologici, quali tralci di vite e fecce di vino ottenendo packaging sostenibili con buone proprietà di struttura e morfologia [33,34].
In più è necessario evidenziare come questi packaging innovativi possano impattare positivamente anche sulla shelf-life dei prodotti alimentari imballati. Prove di aggiunta di raspi di vite nella formulazione di questi imballaggi, infatti, confermano la possibilità di conservazione ottimale di alcune categorie di prodotti alimentari, rallentando lo sviluppo microbico e garantendo una ottimale preservazione delle caratteristiche strutturali ed organolettiche degli alimenti [35] (Fig. 2).
Conclusioni
La presenza di composti bioattivi, quali polifenoli e fibra alimentare o lignocellulosica, consente di utilizzare i sottoprodotti e gli scarti enologici come agenti antiossidanti e antimicrobici, per ottenere prodotti ad alto valore aggiunto e con elevate caratteristiche qualitative. La loro valorizzazione, pertanto, permette di dare una seconda vita a sottoprodotti e scarti enologici, contribuendo al tempo stesso a ridurre costi di produzione e quantità residue.
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Marica Troilo
Marica Troilo è dottoranda al secondo anno in Scienze del Suolo e degli Alimenti presso il dipartimento di Tecnologie alimentari di Bari, si occupa della valorizzazione dei sottoprodotti enologici mediante il loro utilizzo nella formulazione di innovativi prodotti alimentari al fine di gestire le ingenti quantità di scarti generati ed incrementare la qualità degli alimenti ottenuti.
