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Cosa si intende per scarti dell’industria alimentare?
L’industria alimentare produce una quantità considerevole di scarti, di natura sia solida che liquida, caratterizzati da un notevole impatto ambientale a causa del loro elevato contenuto in sostanza organica.
Gli scarti alimentari possono essere definiti come quelle parti di materia prima non utilizzate nel processo di produzione dei prodotti alimentari principali.
In particolare, il settore ortofrutticolo è caratterizzato dal più alto tasso di produzione di scarti alimentari, costituiti soprattutto da bucce, semi e parti di frutti e vegetali non edibili.
Pur trattandosi di veri e propri rifiuti alimentari, questi ultimi in realtà rappresentano una rilevante fonte di nutrienti e composti bioattivi, dalle molteplici proprietà funzionali, quali attività antiossidante, antinfiammatoria, anticancerogena, antivirale e antimutagena [1; 2].
A tal proposito, gli agrumi rappresentano una delle colture di frutta più importanti ed abbondanti del mondo, con una produzione annuale superiore a 122,5 milioni di tonnellate, di cui un terzo viene lavorato e destinato per la produzione di succhi, marmellate o per l’estrazione di oli essenziali.
In tutto il mondo i residui della lavorazione industriale degli agrumi rappresentano circa il 50% dell’intera massa del frutto: durante la lavorazione, i residui di buccia sono la frazione primaria degli scarti, pari a quasi la metà del peso totale del frutto [3].
Composti bioattivi dagli scarti di limone
Prospettive sempre più interessanti nascono dall’ingente quantità di scarti alimentari prodotti annualmente: quelli agrumari, infatti, sono scarti ricchi di composti ad elevato valore biologico [4].
In particolare, il pastazzo di limone (Citrus limon (L.) Osbeck), ovvero l’insieme di epicarpo (o flavedo), mesocarpo (o albedo) e residui dell’endocarpo e della colonna carpellare, è lo scarto principale delle industrie di produzione del succo e dell’olio essenziale, rappresentando una vera e propria fonte naturale di minerali, acidi organici, fibre alimentari e composti fenolici, come gli acidi fenolici (ferulico, p-cumarico e acidi sinapici) e i flavonoidi (flavanoni, flavonoli, flavoni), caratterizzati da proprietà antiossidanti, antinfiammatorie e antimicrobiche, benefiche per la salute [5-7].
Per riuscire ad ottenere tali composti bioattivi da una qualsiasi matrice alimentare, l’estrazione rappresenta il primo passo e diversi metodi sono stati sviluppati negli anni per ottimizzare al meglio tale procedura a partire dagli scarti di lavorazione, come ad esempio estrazioni convenzionali [8] o l’utilizzo di tecnologie innovative, quali microonde [9; 10] e ultrasuoni [11-13].
Si tratta, infatti, di tecniche estrattive capaci di preservare quanto più possibile i composti utili presenti all’interno della matrice, ottimizzando allo stesso tempo la resa di estrazione.
Dalla caratterizzazione cromatografica degli estratti ottenuti dagli scarti di lavorazione del limone, è possibile identificare i singoli composti fenolici presenti, come flavonoidi, limonoidi, acidi fenolici, cumarine, furocumarine, polimetossiflavoni e carotenoidi, e quantificarne le diverse concentrazioni.
Tra questi, i flavanoni, quali eriocitrina (1001.34 – 2670 mg/kg) ed esperidina (780.78 – 2912 mg/kg), e i flavoni (apigenina 6,8-di-C-glucoside e diosmetina 6,8-di-C-glucoside) sono i flavonoidi più abbondanti, seguiti da neoesperidina, naringina, rutina e apigenina.
Quest’ultimo composto, come riportato da Budiati et al. [14], ha la capacità di inibire la crescita di L. monocytogenes.
Grazie alla sua intensa attività antibatterica, l’apigenina disattiva l’adesione microbica, gli enzimi e le proteine di trasporto cellulare.
Altri composti identificati nelle bucce de limone sono furocumarine (isoimperatorina, imperatorina, 8-geranyloxy-prsoralen, bergamottina) e cumarine (citropten, 5-isopentenyloxy-7-methoxy-coumarin, 5-geranyloxy-7-methoxy-coumarin), tra le quali bergamottina (6,0 mg/kg) e citropten (12,2 mg/kg) le più abbondanti.
La più alta quantità di acidi fenolici, invece, è presente nei semi del limone, unico scarto caratterizzato dalla presenza di acido gallico, acido protocatechico e acido p-cumarico, così come dell’obacunone, composto appartenente alla classe dei limonoidi [15]
Nuovi alimenti e bevande arricchiti in composti funzionali
È possibile ipotizzare l’utilizzo di tali estratti come antiossidanti naturali in campo alimentare per la produzione di alimenti e bevande funzionali [16; 17].
Per far questo, è importante sottolineare che nel recupero di questi composti bioattivi è necessario l’utilizzo di solventi food grade, riconosciuti come GRAS (Generally Recognized As Safe), quali ad esempio acqua o etanolo.
Un esempio di produzione alimentare funzionale potrebbero essere i prodotti da forno, di cui alcune tipologie commerciali spesso sono caratterizzati da alti livelli di grassi e zuccheri.
I biscotti, ad esempio, sono tra i prodotti da forno più consumati in molte parti del mondo grazie alla loro natura “rady-to-eat”, al ridotto costo, alla differenziazione dell’offerta e alla prolungata shelf-life [18].
Molte ricerche si sono concentrate sulla produzione di biscotti con ingredienti funzionali a partire dagli scarti dell’industria alimentare [19-22].
A tal proposito, il gruppo di ricerca di Tecnologie Alimentari (Prof. Marco Poiana) dell’ Università “Mediterranea” di Reggio Calabria ha condotto uno studio riguardante la produzione di biscotti di pasta frolla con l’aggiunta di buccia di limone e/o di antiossidanti naturali estratti dal pastazzo di limone [23].
Dallo studio dei principali aspetti fisico-chimici, microbiologici e sensoriali, i biscotti arricchiti hanno mostrato un contenuto fenolico e un’attività antiossidante più elevati rispetto a quelli utilizzati come riferimento (senza aggiunta di scarti o estratto) e una stabilità ossidativa maggiore, il che si traduce in una maggiore resistenza intrinseca all’ossidazione lipidica grazie all’effetto antiossidante esercitato dai composti bioattivi presenti negli scarti di limone precedentemente aggiunti.
Inoltre, da un punto di vista sensoriale, i biscotti arricchiti hanno mostrato un grado di accettabilità, in termini di aspetto, sapore e attributi aromatici, paragonabile ai biscotti di riferimento. I risultati raggiunti, quindi, hanno evidenziato come l’aggiunta di scarti derivati dalla lavorazione industriale del limone abbia permesso la produzione di biscotti arricchiti con un maggiore contenuto di composti bioattivi e senza influenzare il loro aspetto generale, ottenendo prodotti sensorialmente accettabili e con un migliore grado di conservazione.
Anche la produzione di bevande funzionali arricchite con estratti antiossidanti ottenuti dal pastazzo di limone ha trovato spazio all’interno della ricerca scientifica.
Nawaz e colleghi [24], infatti, hanno focalizzato il loro studio sulla messa a punto di un modo efficiente di utilizzo dei rifiuti agro-industriali per lo sviluppo di bevande funzionali. La ricerca ha previsto l’aggiunta di composti polifenolici estratti dalle bucce del limone tramite estrazione ad ultrasuoni in una bevanda a base di succo di mela e pesca a diverse concentrazioni (1% e 3%).
Il monitoraggio, comprendente analisi fisico-chimiche, contenuto fenolico totale e analisi microbiologiche, è stato condotto per un periodo di conservazione pari a 30 giorni alla temperatura di refrigerazione.
Incoraggianti risultati sono stati raggiunti anche in merito alla determinazione della carica batterica totale presente nella bevanda.
Si è notato, infatti, come la bevanda alla frutta arricchita con l’estratto antiossidante avesse registrato una carica batterica totale inferiore alla bevanda di controllo durante tutto il tempo di monitoraggio, registrando anche valori inferiori al limite massimo ammissibile per questa tipologia di prodotto (< 1 × 103 cfu/mL).
Nonostante l’accettabilità degli attributi sensoriali delle bevande testate si sia progressivamente ridotta nel tempo, la bevanda arricchita all’1% è stata preferita a quella al 3%, risultata invece più amara probabilmente per il maggior quantitativo di composti fenolici presenti.
Conclusioni
In risposta alle richieste dei consumatori di alimenti più sani, l’uso di composti bioattivi dalla spiccata azione antiossidante e antimicrobica recuperati dai sottoprodotti dell’industria alimentare, come il pastazzo di limone, potrebbe costituire una valida alternativa per la formulazione di nuovi prodotti ad elevato valore aggiunto, oltre che la messa a punto di pratiche sempre più sostenibili verso l’applicazione di un’economia circolare nel sistema alimentare.
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Valeria Imeneo
Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione e l’Ambiente dell’Università degli Studi di Milano, impegnata nella caratterizzazione delle farine di legumi e frutta secca. Precedentemente Dottoranda in Scienze e Tecnologie Alimentari presso l’Università “Mediterranea” di Reggio Calabria, si è occupata della valorizzazione di sottoprodotti dell’industria alimentare.
