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Upcycling dei sottoprodotti alimentari in alimenti funzionali

Marzo 28, 2025

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La perdita e lo spreco di cibo sono sempre più spesso considerati una risorsa preziosa nella ricerca di una produzione alimentare funzionale e sostenibile. La revisione scientifica ‘Dallo spreco al benessere: una rassegna sullo sfruttamento dei sottoprodotti dell’industria alimentare per la produzione di alimenti funzionali sostenibili’ (Ospina-Maldonado et al., 2024), fornisce un’analisi approfondita dell’upcycling dei sottoprodotti dell’industria alimentare in ingredienti di alto valore che contribuiscono a diete più sane e a un ridotto impatto ambientale. Esamina le tecnologie avanzate e i nuovi metodi di lavorazione che trasformano i materiali di scarto in nutrienti essenziali e composti bioattivi.

Questa rassegna non solo affronta le sfide ambientali poste dalla perdita e dai rifiuti alimentari, ma evidenzia anche i vantaggi economici e nutrizionali dell’upcycling di questi sottoprodotti in alimenti funzionali. Nei paragrafi seguenti sono riportati ulteriori esempi di applicazioni innovative, che illustrano l’ampia gamma di possibilità di sfruttare i flussi secondari della produzione alimentare in preziosi ingredienti nutrizionali. Questi esempi sottolineano come diversi sottoprodotti possano essere trasformati in soluzioni alimentari sostenibili che soddisfano le moderne esigenze dei consumatori.

Table of Contents

Perdite e sprechi alimentari, una sfida globale

La perdita e lo spreco di cibo sono un problema globale urgente, con circa il 17% della produzione alimentare mondiale persa o scartata ogni anno (FAO, 2024).

Le industrie delle bevande, dei prodotti lattiero-caseari, della frutta, della verdura e della carne contribuiscono in modo significativo a questo spreco. I metodi di smaltimento tradizionali, come le discariche e l’incenerimento, aggravano l’inquinamento ambientale.

Tuttavia, i sottoprodotti alimentari sono ricchi di composti bioattivi, tra cui proteine, fibre, antiossidanti e vitamine, che li rendono ideali per lo sviluppo di alimenti funzionali.

Upcycling di sottoprodotti alimentari in alimenti funzionali

Un tema centrale della rassegna è l’upcycling innovativo dei sottoprodotti alimentari per creare alimenti funzionali. Ingredienti come la sansa di frutta e verdura, la crusca di cereali e persino i residui della lavorazione degli animali sono ricchi di fibre alimentari, proteine, vitamine e antiossidanti.

Gli esempi che seguono rappresentano solo una piccola parte dell’ampia gamma di possibilità disponibili per l’upcycling dei sottoprodotti alimentari in alimenti funzionali.

Ci sono molte altre fonti con applicazioni innovative che continuano a emergere, mostrando il vasto potenziale di trasformazione dei rifiuti alimentari in preziosi ingredienti nutrizionali.

Sottoprodotti di frutta, verdura e microalghe

Sottoprodotti agricoli, di campo o di processo: paglia, steli, gambi, foglie, bucce, polpa di frutta o stoppie, melassa, battute di birra, fondi di caffè, bagassa (dalla macinazione della canna da zucchero e del sorgo dolce), riciclati in prebiotici e ingredienti di alimenti funzionali (Gonçalves et al., 2023).
Vinacce di mela: aggiungono fibre alla pasta e ai muffin senza glutine, anche se rimangono problemi di consistenza (Rupasinghe et al., 2008).
Peduncoli d’uva: composti bioattivi estratti dai sottoprodotti del vino per produrre ingredienti alimentari funzionali (Fernandes et al., 2025).
Bucce e semi di melograno: ricchi di antiossidanti e fenoli, migliorano bevande e snack inibendo gli enzimi legati al diabete (Alsataf et al., 2021).
Bucce di agrumi: aumentano le proprietà antimicrobiche e la durata di conservazione dello yogurt (Fathy et al., 2022).
Sottoprodotti delle microalghe: trasformazione in farina come sostituti vegani del latte grazie ai bionutrienti di Sophie, nell’ambito del progetto ProFuture di Horizon 2020.

Sottoprodotti dei cereali

Crusca di frumento: ricca di fibre alimentari, utilizzata con i frutto-oligosaccaridi nei prodotti da forno (Renzetti et al., 2024).
Gambi di frumento e altri cereali, gambi, stocchi, bucce e pannocchie: riciclati rispettivamente in farina di frumento e zucchero (The Supplant Co.).
I chicchi di birra di orzo e riso vengono riciclati in proteine parzialmente idrolizzate, con l’approvazione dell’EFSA per la loro applicazione come nuovi alimenti (2023).
Grani esausti di birra: un ingrediente ricco di proteine per pane e snack (Lynch et al., 2016).
Upcycling del pane invenduto per produrre birra e snack (progetto Biova, Torino, Italia).

Sottoprodotti del cacao e del caffè

Succo, polpa ed endocarpo del cacao: ricchi di zuccheri, fibre e sostanze bioattive, questi sottoprodotti del cacao possono essere riciclati in ingredienti per il cioccolato “senza zuccheri aggiunti” (Mishra et al., 2024).
Sottoprodotti del caffè (buccia, buccia d’argento): ricchi di fibre e polifenoli, utilizzati in bevande e prodotti da forno (Iriondo-DeHond et al., 2020).

Residui di lavorazione animale

Residui di pesce: trasformati in farina e farine di pesce (Rodrigues de Souza et al., 2022), ma anche in Omega-3, proteine idrolizzate, gelatina, collagene, e ingredienti funzionali per l’industria alimentare, cosmetica e farmaceutica (progetto di ricerca EcoeFISHent di Horizon Europe; Malcorps et al., 2021).
Squame di pesce: trasformate in gelatina per salsicce, imitando le consistenze commerciali (Boronat et al., 2023).
Fegato di pollo: arricchisce i paté di ferro e proteine, sostituendo i grassi meno sostenibili (Terrasa et al., 2016).

Flussi collaterali di olio e latticini

Farina di semi di girasole: aumenta del 30% le fibre nei muffin, soddisfacendo le indicazioni “ad alto contenuto di fibre” dell’UE (Grasso et al., 2021).
Siero di latte: fermentato in bevande probiotiche, per affrontare i rifiuti dell’industria lattiero-casearia (Pérez-Marroquín et al., 2023).

Queste innovazioni non solo riducono gli sprechi ma migliorano anche i profili nutrizionali, dimostrando che i “sottoprodotti” sono spesso etichettati in modo errato: sono risorse non sfruttate.

Tecnologie di estrazione innovative

Un altro aspetto chiave esplorato nella rassegna è il ruolo delle tecnologie di estrazione innovative nel recupero dei composti bioattivi dai rifiuti alimentari. Metodi avanzati, come l’estrazione assistita da ultrasuoni (UAE), l’estrazione assistita da microonde (MAE), il campo elettrico pulsato (PEF), l’estrazione con fluidi supercritici (SFE) e le tecnologie enzimatiche, sono stati applicati con successo per estrarre ingredienti di alto valore come licopene, polifenoli e antiossidanti. Queste tecniche all’avanguardia non solo migliorano l’efficienza dell’estrazione, ma aiutano anche a preservare l‘integrità funzionale dei composti bioattivi, garantendo che i prodotti alimentari finali mantengano i massimi benefici per la salute.

Diversi studi evidenziano l’efficacia di queste tecnologie nelle applicazioni reali. Per esempio, la combinazione di UAE e PEF si è dimostrata particolarmente efficiente nell’estrazione del licopene dalle bucce di pomodoro, portando a bevande con proprietà antiossidanti superiori (Kumar et al., 2022). Analogamente, l’estrazione con fluidi supercritici ha dimostrato un notevole potenziale nel preservare gli antiossidanti dagli scarti dei lamponi, rendendolo un approccio promettente per la lavorazione sostenibile degli alimenti (Velarde-Salcedo et al., 2023). Questi esempi sottolineano il ruolo crescente delle tecniche di estrazione avanzate nel massimizzare il valore nutrizionale ed economico dei sottoprodotti dell’industria alimentare.

Applicazioni culinarie e gastronomiche

La rassegna esplora anche le applicazioni culinarie e gastronomiche dei sottoprodotti alimentari, evidenziando come l’upcycling di questi ingredienti possa migliorare il profilo nutrizionale e l’appeal sensoriale dei prodotti alimentari. Nel settore della panificazione, ad esempio, la sansa di mela e la buccia del baccello di cacao sono state incorporate con successo in pane e biscotti, aumentando le fibre alimentari e aggiungendo colori e aromi naturali, riducendo la dipendenza da additivi sintetici. Allo stesso modo, nell’industria della carne, gli scarti di biomassa sono stati riutilizzati in prodotti come paté, salsicce e polpette, migliorando il valore nutrizionale grazie alla riduzione del contenuto di grassi e introducendo nuove consistenze e sapori.

Al di là delle applicazioni convenzionali, le tecniche di fermentazione e di upcycling stanno trasformando il cibo gourmet, fondendo le pratiche tradizionali con le moderne tecnologie alimentari per creare esperienze culinarie innovative e sostenibili. Esempi significativi sono:

kombucha SCOBY. Utilizzato in piatti vegani per esaltare la consistenza e i sapori della fermentazione (Torán-Pereg et al., 2021).
aquafaba (acqua di cottura dei legumi). Un sostituto dell’uovo ampiamente adottato nella panificazione vegana, che fornisce un’alternativa a base vegetale per l’aerazione e l’emulsionatura (Lafarga et al., 2020).

Direzioni future: investimenti pubblici necessari

Lo studio sottolinea le lacune critiche nel riciclaggio dei sottoprodotti alimentari e l’urgente necessità di finanziamenti pubblici e privati per accelerare le soluzioni:

borse di studio per la ricerca e l’innovazione. I governi e le istituzioni devono dare priorità ai finanziamenti per le tecnologie di estrazione a basso costo (ad esempio, tecnologie enzimatiche, metodi assistiti da ultrasuoni) per massimizzare la ritenzione dei nutrienti e la scalabilità, e alla condivisione delle conoscenze tra le parti interessate (ad esempio, il progetto di ricerca Wasteless, in Horizon Europe);
i programmi pilota potrebbero colmare le lacune tra laboratorio e mercato, come i progetti finanziati dall’UE come UpFood, EcoeFISHent o le sovvenzioni SBIR dell’USDA per le startup che si occupano di rifiuti alimentari.
campagne di sensibilizzazione dei consumatori. I finanziamenti pubblici dovrebbero sostenere studi comportamentali e iniziative di marketing per combattere la stigmatizzazione degli alimenti “derivati dai rifiuti”, evidenziandone i benefici nutrizionali e ambientali;
leve politiche per l’adozione da parte dell’industria. Incentivi fiscali per le aziende che utilizzano i sottoprodotti (ad esempio, crediti d’imposta per gli ingredienti riciclati), e sussidi per il waste-to-wellness, che rispecchino i modelli di energia rinnovabile, per compensare i costi di R&S delle PMI.

Senza investimenti sistemici, l’upcycling rischia di rimanere una pratica di nicchia. Come sottolineano Ospina-Maldonado et al. (2024), per far scalare queste soluzioni è necessario trattare i rifiuti alimentari come una priorità per la salute pubblica e il clima, non solo come un problema di responsabilità aziendale.

Conclusioni provvisorie

In conclusione, “Dallo spreco al benessere” e gli ulteriori studi e progetti di ricerca citati in questa rassegna offrono un quadro completo per l’upcycling dei sottoprodotti dell’industria alimentare in preziosi ingredienti per alimenti funzionali.

Concentrandosi sull’upcycling dei sottoprodotti alimentari, sull’implementazione di tecnologie di estrazione innovative e sulle applicazioni culinarie ad ampio raggio, la rassegna evidenzia un futuro in cui sostenibilità e nutrizione vanno di pari passo.

Questo approccio olistico alla valorizzazione dei sottoprodotti alimentari non è solo un passo significativo verso la sostenibilità ambientale, ma apre anche la strada a nuove opportunità economiche e al miglioramento della salute dei consumatori nel settore alimentare.

Dario Dongo

Immagine di copertina generata da AI.

Referenze

Alsataf, S., Başyiğit, B., & Karaaslan, M. (2021). Multivariate analyses of the antioxidant, antidiabetic, antimicrobial activity of pomegranate tissues with respect to pomegranate juice. Waste and Biomass Valorization, 12(11), 5909–5921. https://doi.org/10.1007/s12649-021-01427-9
Boronat, Ò., Sintes, P., Celis, F., Díez, M., Ortiz, J., Aguiló-Aguayo, I., & Martín-Gómez, H. (2023). Development of added-value culinary ingredients from fish waste: Fish bones and fish scales. International Journal of Gastronomy and Food Science, 31, 100657. https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2022.100657
Cencic, A., & Chingwaru, W. (2010). The role of functional foods, nutraceuticals, and food supplements in intestinal health. Nutrients, 2(6), 611–625. https://doi.org/10.3390/nu2060611
EFSA NDA Panel. (2023). Safety of partially hydrolysed protein from spent barley (Hordeum vulgare) and rice (Oryza sativa) as a novel food pursuant to Regulation (EU) 2015/2283. EFSA Journal, 21(9), Article 8064. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2023.8064
(2024). The state of food and agriculture 2024 – Value-driven transformation of agrifood systems. Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://doi.org/10.4060/cd2616en
Fathy, H. M., Abd El-Maksoud, A. A., Cheng, W., & Elshaghabee, F. M. F. (2022). Value-added utilization of citrus peels in improving functional properties and probiotic viability of acidophilus-bifidus-thermophilus (ABT)-type symbiotic yoghurt during cold storage. Foods, 11(17), Article 2677. https://doi.org/10.3390/foods11172677
Fernandes, R., Medrano-Padial, C., Dias-Costa, R., Domínguez-Perles, R., Botelho, C., Fernandes, R., & Barros, A. N. (2025). Grape stems as sources of tryptophan and selenium: Functional properties and antioxidant potential. Food Chemistry: X, 26, Article 102260. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2025.102260
Gonçalves, D. A., González, A., Roupar, D., Teixeira, J. A., & Nobre, C. (2023). How prebiotics have been produced from agro-industrial waste: An overview of the enzymatic technologies applied and the models used to validate their health claims. Trends in Food Science & Technology, 135, 229–241. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2023.03.016
Grasso, S., Pintado, T., Pérez-Jiménez, J., Ruiz-Capillas, C., & Herrero, A. M. (2021). Characterisation of muffins with upcycled sunflower flour. Foods, 10(2), Article 426. https://doi.org/10.3390/foods10020426
Iriondo-DeHond, A., Iriondo-DeHond, M., & del Castillo, M. D. (2020). Applications of compounds from coffee processing byproducts. Biomolecules, 10(9), Article 1219. https://doi.org/10.3390/biom10091219
Kumar, S., Rawson, A., Kumar, A., Sunil, C. K., Vignesh, S., & Natarajan, V. (2023). Lycopene extraction from industrial tomato processing waste using emerging technologies, and its application in enriched beverage development. International Journal of Food Science and Technology, 58(4), 2141–2150. https://doi.org/10.1111/ijfs.16156
Lafarga, T., Villaró, S., Bobo, G., & Aguiló-Aguayo, I. (2020). Potential of pulse-derived proteins for developing novel vegan edible foams and emulsions. Journal of Food Science and Technology, 55(2), 475–481. https://doi.org/10.1002/ijfst.2847
Lynch, K. M., Steffen, E. J., & Arendt, E. K. (2016). Brewers’ spent grain: A review with an emphasis on food and health. Journal of the Institute of Brewing, 122(4), 553–568. https://doi.org/10.1002/jib.363
Malcorps, W., Newton, R. W., Sprague, M., Glencross, B. D., & Little, D. C. (2021). Nutritional characterisation of European aquaculture processing by-products to facilitate strategic utilisation. Frontiers in Sustainable Food Systems, 5, Article 720595. https://doi.org/10.3389/fsufs.2021.720595
Mishra, K., Green, A., Burkard, J., Gubler, I., Borradori, R., Kohler, L., Meuli, J., Krähenmann, U., Bergfreund, J., Siegrist, A., Schnyder, M., Mathys, A., Fischer, P., & Windhab, E. (2024). Valorization of cocoa pod side streams improves nutritional and sustainability aspects of chocolate. Nature Food, 5(5), 423–432. https://doi.org/10.1038/s43016-024-00967-2
Ospina-Maldonado, S., Martin-Gómez, H., & Cardoso-Ugarte, G. A. (2024). From waste to wellness: A review on the harness of food industry by-products for sustainable functional food production. International Journal of Food Science and Technology, 59(11), 8680–8692. https://doi.org/10.1111/ijfs.17571
Pérez-Marroquín, X. A., Estrada-Fernández, A. G., García-Ceja, A., Aguirre-Álvarez, G., & León-López, A. (2023). Agro-food waste as an ingredient in functional beverage processing: Sources, functionality, market and regulation. Foods, 12(8), Article 1583. https://doi.org/10.3390/foods12081583
Renzetti, S., & van der Sman, R. G. M. (2024). Combining bran-enrichment with sugar replacement in biscuits enables the flexible use of a sustainable and fibre-rich by-product. Food Hydrocolloids, 146, Article 109226. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2023.109226
Rodrigues de Souza, M. L., Gasparino, E., Souza dos Reis Goes, E., Franco Coradini, M., Vieira, V. I., Gonçalves Oliveira, G., Matiucci, M. A., Valente Junqueira de Castro, A. C., Siemer, S., Takeuchi Fernandes, V. R., & Feihrmann, A. C. (2022). Fish carcass flours from different species and their incorporation in tapioca cookies. Future Foods, 5, Article 100132. https://doi.org/10.1016/j.fufo.2022.100132
Rupasinghe, H. P. V., Wang, L., Huber, G. M., & Pitts, N. L. (2008). Effect of baking on dietary fibre and phenolics of muffins incorporated with apple skin powder. Food Chemistry, 107(3), 1217–1224. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.09.057
Terrasa, A. M., Staffolo, M. O., & Tomás, M. C. (2016). Nutritional improvements and physicochemical evaluation of liver pâté formulations. LWT – Food Science and Technology, 66, 678–684. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2015.11.018
Torán-Pereg, P., del Noval, B., Valenzuela, S., Martinez, J., Prado, D., Perisé, R., & Arboleya, J. C. (2021). Microbiological and sensory characterization of kombucha SCOBY for culinary applications. International Journal of Gastronomy and Food Science, 23, Article 100314. https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2021.100314
Velarde-Salcedo, A. J., De Leon-Rodriguez, A., Calva-Cruz, O. J., Balderas-Hernandez, V. E., De Anda Torres, S., & Barba-de la Rosa, A. P. (2023). Extraction of bioactive compounds from Rubus idaeus waste by maceration and supercritical fluids extraction: The recovery of high added-value compounds. International Journal of Food Science and Technology, 58(12), 5838–5854. https://doi.org/10.1111/ijfs.16687