Squame e ossa di pesce come risorse nutraceutiche

Una revisione scientifica del 2025 a firma di Jeyachandran e Aman, pubblicata su Bioresources and Bioprocessing, fornisce una valutazione sistematica della composizione biochimica di squame e ossa di pesce, delle tecnologie di estrazione e purificazione disponibili per il recupero delle principali biomolecole, delle loro proprietà funzionali e delle sfide che attualmente ostacolano la commercializzazione su larga scala come ingredienti nutraceutici.

La review si inserisce in un più ampio corpus di studi sulla valorizzazione dei sottoprodotti marini (Coppola et al., 2021; Waqar et al., 2025) e contribuisce a un settore di crescente rilevanza strategica, in un momento in cui l’industria di trasformazione ittica deve fronteggiare pressioni ambientali ed economiche sempre più stringenti.

Metodologia

Lo studio è stato condotto come una review narrativa strutturata della letteratura scientifica in peer-review, attingendo a fonti identificate attraverso i principali database accademici. Gli autori hanno valutato le evidenze relative alla composizione biochimica di squame e ossa di pesce, ai protocolli di estrazione e purificazione del collagene e delle proteine funzionali, alle metodologie di caratterizzazione, alle bioattività documentate, alle applicazioni nutraceutiche e cosmetiche, e ai vincoli alla scalabilità industriale.

Le tecniche analitiche discusse comprendono la SDS-PAGE per la valutazione della distribuzione del peso molecolare e della purezza, la spettroscopia a infrarossi in trasformata di Fourier (FTIR) per la caratterizzazione strutturale della struttura a tripla elica del collagene, la spettroscopia di dicroismo circolare (CD) per la verifica della struttura secondaria, e la calorimetria a scansione differenziale (DSC) per la misurazione della stabilità termica. La quale ultima costituisce un indicatore affidabile della qualità del prodotto e del potenziale di shelf-life.

Queste metodiche, applicate in combinazione, forniscono un quadro multidimensionale dell’integrità del collagene a seguito dei processi di estrazione e purificazione.

Composizione biochimica

Le squame di pesce sono composte prevalentemente da collagene di tipo I e idrossiapatite, i due costituenti strutturali che conferiscono resistenza meccanica e rigidità al tessuto. Dal punto di vista quantitativo, ossa e squame contengono tipicamente dal 30% al 40% della loro massa secca sotto forma di matrice organica di collagene; il restante 60%–70% ècostituito da minerali di idrossiapatite, una struttura a base di fosfato di calcio con applicazioni autonome nell’ingegneria tissutale ossea e nella scienza dei biomateriali.

Oltre al collagene, entrambe le frazioni tissutali sono ricche di peptidi bioattivi e proteine con proprietà antiossidanti, antinfiammatorie, antimicrobiche e antipertensive dimostrate (Jeyachandran & Aman, 2025). La variabilità specie-specifica è una complicazione ricorrente: il profilo aminoacidico e la resistenza termica del collagene differiscono in misura significativa tra specie di acque fredde come il merluzzo atlantico e il salmone e specie tropicali come la tilapia e il pesce gatto.

L’estraibilità del collagene è ulteriormente influenzata dall’età del pesce, dai cicli stagionali di alimentazione e dalle condizioni di trattamento post-raccolta. I pesci più giovani offrono in genere un collagene più facilmente estraibile grazie alla minore densità di reticolazione, mentre le reti di collagene dei pesci più vecchi, pur essendo meno biodisponibili, presentano una resistenza strutturale superiore.

Tecnologie di estrazione e purificazione

L’estrazione convenzionale del collagene acido-solubile (ASC) mediante acido acetico, lattico o citrico è storicamente l’approccio più diffuso, con rese tipicamente comprese tra il 10% e il 15% e buona preservazione della struttura a tripla elica. L’estrazione del collagene pepsin-solubile (PSC), che impiega enzimi proteolitici per scindere le regioni telopeptidiche non elicoidali, raggiunge rese più elevate (20%–30%) e una migliore bioattività, incluse proprietà antiossidanti e antipertensive, riducendo al contempo in misura sostanziale la produzione di rifiuti chimici rispetto ai metodi a solo acido.

Le innovazioni più recenti nell’estrazione green — in particolare l’estrazione assistita da ultrasuoni (UAE) e quella assistita a microonde (MAE) — hanno dimostrato rese comparabili o superiori ai metodi enzimatici (25%–35%), riducendo drasticamente i tempi di processo da ore o giorni a pochi minuti, con un consumo di solventi significativamente inferiore.

L’estrazione con fluido supercritico (SFE), che impiega CO₂ come solvente non tossico, raggiunge purezza molto elevata con eccellente preservazione dell’integrità molecolare, sebbene gli elevati costi delle apparecchiature e la complessità del processo ne limitino tuttora la diffusione su larga scala. La rassegna osserva che i sistemi a enzimi immobilizzati e le combinazioni sinergiche ultrasuoni-enzima rappresentano una direzione particolarmente promettente, potenziando la riutilizzabilità degli enzimi e l’efficienza di estrazione pur mantenendo la qualità del prodotto.

Proprietà bioattive e applicazioni per la salute

Le proprietà di rilievo per la salute attribuite ai composti derivati da squame e ossa di pesce coprono un ampio spettro:

• i peptidi antiossidanti derivati dagli idrolisati di collagene di pesce hanno dimostrato in studi sperimentali attività di scavenging dei radicali liberi e chelazione dei metalli comparabili o superiori a quelle delle vitamine C ed E;

• i peptidi inibitori dell’ACE, caratterizzati da brevi sequenze aminoacidiche con residui idrofobici e basici, dimostrano capacità di abbassare la pressione arteriosa in modelli preclinici e sono di interesse come alternative nutraceutiche agli antipertensivi farmacologici;

• i peptidi antinfiammatori sopprimono la secrezione di citochine pro-infiammatorie, tra cui TNF-α, IL-6 e COX-2, suggerendo potenziale utilità nella gestione dell’artrite e di altre condizioni infiammatorie croniche.

Le evidenze cliniche esaminate da Jeyachandran e Aman (2025) indicano che:

• l’integrazione alimentare giornaliera con 10 g di peptidi di collagene di pesce per 8–12 settimane migliora idratazione cutanea, elasticità e riduzione delle rughe in donne di età compresa tra 35 e 55 anni;

• la supplementazione per 12 mesi con 5 g di peptidi di collagene in combinazione con calcio e vitamina D è stata associata a un aumento della densità minerale ossea in donne in post-menopausa;

• le attività antidiabetiche, mediate dall’inibizione di DPP-IV e alfa-amilasi, e gli effetti anti-osteoporosi attraverso la promozione dell’attività osteoblastica e il rinforzo della matrice ossea, illustrano ulteriormente l’ampiezza delle bioattività documentate (Jeyachandran & Aman, 2025; Waqar et al., 2025).

Sfide e ostacoli alla traduzione industriale

Il divario tra le promesse su scala di laboratorio e la fattibilità commerciale rimane considerevole:

• la variabilità delle materie prime — derivante dalla diversità di specie, origine geografica, stagionalità, alimentazione e trattamento post-raccolta — introduce incongruenze nel contenuto di collagene e nei profili peptidici che complicano la standardizzazione dei processi e il controllo della qualità;

• i costi degli enzimi rappresentano un vincolo economico significativo per gli approcci enzimatici avanzati basati sulla pepsina, mentre i processi ad alta intensità energetica come UAE, MAE e SFE richiedono un’attenta ottimizzazione prima di poter raggiungere una scalabilità industriale economicamente sostenibile.

Dal punto di vista regolatorio, il quadro normativo che disciplina le indicazioni nutraceutiche per i prodotti a base di collagene marino è fortemente frammentato a livello internazionale: i requisiti in materia di etichettatura degli allergeni, i limiti per i contaminanti — in particolare metalli pesanti e inquinanti organici persistenti — e la dimostrazione scientifica richiesta per poter utilizzare indicazioni sulla salute differiscono sensibilmente tra le diverse giurisdizioni, creando barriere all’accesso ai mercati globali.

La biodisponibilità dei peptidi somministrati per via orale costituisce un’ulteriore sfida, poiché la degradazione enzimatica durante il transito gastrointestinale può ridurre sostanzialmente l’assorbimento sistemico. Gli idrolisati presentano inoltre frequentemente profili di sapore amaro che limitano l’accettabilità da parte dei consumatori, richiedendo interventi tecnologici nella fase di formulazione (Jeyachandran & Aman, 2025).

Prospettive future e conclusioni

La rassegna scientifica in esame identifica una roadmap pratica per il superamento dei principali colli di bottiglia. Sul piano delle tecnologie di processo, i bioreattori a flusso continuo, le strategie di immobilizzazione enzimatica, i modelli di bioraffineria integrata — ove collagene, lipidi, chitina e minerali sono co-estratti dalla stessa biomassa — e l’adozione di solventi eutettici profondi (DES) e dell’estrazione in acqua subcritica (SWE) sono indicati come promettenti per migliorare la fattibilità economica.

Sul piano dei sistemi di rilascio, gli approcci di nanoincapsulazione — compresi nanoliposomi, nanoparticelle polimeriche e nanoemulsioni — hanno dimostrato la capacità di proteggere la bioattività peptidica, migliorare la stabilità orale, mascherare il sapore amaro e accrescere l’accettabilità da parte dei consumatori. Ai fini della traduzione clinica, Jeyachandran e Aman (2025) propongono quali priorità la standardizzazione dell’approvvigionamento delle materie prime, i trial di processo continuo su scala pilota, lo screening sistematico delle formulazioni con nanocarrier e una mappatura regolatoria preliminare supportata da valutazioni tossicologiche e farmacocinetiche.

Gli autori individuano inoltre nella formulazione sinergica — che combina il collagene di pesce e i relativi peptidi con altri bioattivi marini come fucoidano, acidi grassi omega-3 e chitosano — una frontiera meritevole di indagine. Nel complesso, lo studio offre argomentazioni convincenti a sostegno della tesi secondo cui le squame e le ossa di pesce, a lungo trattate come rifiuti, costituiscono una materia prima abbondante, sostenibile e scientificamente validata per i nutraceutici di nuova generazione, a condizione che il settore affronti in modo coordinato le sfide relative a scalabilità, armonizzazione normativa e biodisponibilità.

#EcoeFISHent

#Wasteless

Dario Dongo

Riferimenti

• Coppola, D., Lauritano, C., Palma Esposito, F., Riccio, G., Rizzo, C., & de Pascale, D. (2021). Fish waste: From problem to valuable resource. Marine Drugs, 19(2), 116. https://doi.org/10.3390/md19020116

• Jeyachandran, S., & Aman, M. (2025). Valorisation of fish scales and bones: A sustainable source of bioactive proteins and collagen for nutraceuticals. Bioresources and Bioprocessing, 12, 141. https://doi.org/10.1186/s40643-025-00970-w

• Waqar, M., Sajjad, N., Ullah, Q., Vasanthkumar, S. S., Ahmed, F., Panpipat, W., Aluko, R. E., Kaur, L., Chaijan, M., & Ageru, T. A. (2025). Fish by-products utilization in food and health: Extraction technologies, bioactive, and sustainability challenges. Food Science & Nutrition, 13(11), e71184. https://doi.org/10.1002/fsn3.71184