L’industria di trasformazione del pomodoro genera ingenti quantità di scarti — le bucce e i semi che residuano dopo l’estrazione di succo o passata — a partire dai circa 45 milioni di tonnellate di pomodoro lavorate nel mondo nel 2024 (European Commission, 2024). L’Italia, secondo trasformatore mondiale con 5,8 milioni di tonnellate nella campagna 2025 e leader globale nelle conserve destinate al consumo, ha un particolare interesse a valorizzare i co-prodotti di questa filiera strategica (Dongo, 2026).
Un recente studio italiano pubblicato su Food Chemistry ha dimostrato il potenziale di utilizzo di questi scarti come substrati di fermentazione per la produzione simultanea di acido γ-amminobutirrico (GABA) e di composti bioattivi fenolici benefici per la salute (Squillante et al., 2026). Il lavoro rappresenta un passo significativo verso l’upcycling dei sottoprodotti agroalimentari mediante biotecnologie microbiche, in linea con i principi dell’economia circolare.
GABA, un amminoacido non proteinogenico di crescente interesse nutrizionale
Il GABA è un amminoacido non proteinogenico con un ruolo consolidato come principale neurotrasmettitore inibitorio nel sistema nervoso dei mammiferi adulti. Oltre alla neurofisiologia, esso ha suscitato crescente interesse scientifico per un ampio spettro di bioattività, tra cui proprietà anti-ipertensive, antiossidanti, anti-infiammatorie, epatoprotettive e di modulazione intestinale (Hou et al., 2024). Le concentrazioni naturali di GABA negli alimenti sono in genere insufficienti a determinare risposte fisiologiche significative; di conseguenza, la fermentazione si è affermata come strategia produttiva efficiente e sicura. Il meccanismo enzimatico si fonda sulla glutammato decarbossilasi (GAD), la quale catalizza la decarbossilazione irreversibile dell’acido L-glutammico (L-Glu) a GABA, una reazione che svolge anche la funzione di meccanismo intracellulare di difesa dallo stress acido nei batteri lattici (LAB).
Selezione del ceppo e progettazione della fermentazione allo stato solido
Gli autori hanno dapprima sottoposto a screening dieci ceppi di batteri lattici appartenenti a cinque generi, per valutarne la capacità di produrre GABA in brodo MRS addizionato di L-Glu. Levilactobacillus brevis Y1 — ceppo che gode dello status di Qualified Presumption of Safety (QPS) riconosciuto dall’Autorità europea per la sicurezza alimentare (EFSA, 2023) — ha superato nettamente tutti gli altri, con una resa di 1,48 ± 0,069 mg/mL di GABA, risultato attribuito alla sua peculiare architettura genica a doppia GAD (gadA e gadB) e al relativo regolatore trascrizionale gadR (Gao et al., 2019). Il ceppo è stato quindi impiegato nella fermentazione allo stato solido (SsF) degli scarti di pomodoro, un approccio che consente di ridurre i consumi idrici e gli scarti rispetto alla fermentazione sommersa convenzionale, consentendo al contempo la produzione di matrici eterogenee e multi-bioattive.
Ottimizzazione mediante metodologia delle superfici di risposta
La produzione di GABA è stata ottimizzata mediante la metodologia delle superfici di risposta (Response Surface Methodology, RSM) con un disegno composito centrale (Central Composite Design, CCD), basato su tre variabili indipendenti: concentrazione di L-Glu, pH iniziale del substrato e temperatura di fermentazione. Uno studio cinetico preliminare ha evidenziato che l’accumulo di GABA segue un andamento dipendente dal tempo, con un picco al sesto giorno e un successivo declino, attribuito alla riconversione del GABA a L-Glu attraverso la via del GABA shunt e il ciclo degli acidi tricarbossilici (Squillante et al., 2026). Il modello RSM ha mostrato una buona accuratezza predittiva (R² = 0,91; R² corretto = 0,86) e ha individuato le condizioni ottimali al 3,68% di L-Glu, pH 4,47 e 30 °C. La validazione sperimentale in tali condizioni ha prodotto 14,07 ± 0,58 mg/g di GABA — circa il 9% in più rispetto alla previsione del modello — confermando la robustezza dell’approccio.
Modulazione del profilo fenolico
Un risultato particolarmente degno di nota è stato il rimodellamento, indotto dalla fermentazione, del profilo fenolico degli scarti, analizzato mediante LC-ESI-QTOF-MS/MS. Gli scarti non fermentati contenevano acido neoclorogenico, quercetina, quercetina esoside, naringina, rutina, rutina esoside e rutina pentoside — un profilo coerente con i dati pubblicati sui sottoprodotti del pomodoro. La fermentazione con L. brevis Y1 ha incrementato in modo significativo il contenuto relativo di acido neoclorogenico, naringenina, quercetina esoside e rutina pentoside, mentre la rutina è diminuita. Tali variazioni si spiegano plausibilmente con l’attività glicosidasica (β-glucosidasi, α-arabinosidasi) di L. brevis, capace di idrolizzare i legami O-glicosidici della rutina per generare derivati glicosilati più semplici (Michlmayr et al., 2010). È interessante notare come i derivati della quercetina esoside presentino, secondo la letteratura, una biodisponibilità superiore rispetto alla rutina e alla quercetina aglicone, con potenziali implicazioni per le bioattività anti-diabetiche e anti-infiammatorie (Liu et al., 2025).
Conclusioni e prospettive
Questo studio dimostra, per la prima volta, la fattibilità della biosintesi di GABA dagli scarti di pomodoro in condizioni di fermentazione allo stato solido, evidenziando contestualmente una favorevole rimodulazione della frazione fenolica. Il prodotto fermentato così ottenuto potrebbe fungere da ingrediente funzionale multi-componente, capace di coniugare le proprietà neurofisiologiche e cardioprotettive del GABA con le bioattività antiossidanti e anti-infiammatorie dei composti fenolici arricchiti. Gli autori riconoscono la necessità di ulteriori approfondimenti, tra cui l’integrazione con piridossal-5′-fosfato (PLP), il contenuto di umidità del substrato e la dimensione dell’inoculo, oltre alla validazione su scala pilota e alla valutazione delle bioattività in vitro o in vivo. Nel complesso, questi risultati collocano gli scarti di pomodoro fermentati tra i candidati scientificamente credibili per formulazioni nutraceutiche e di alimenti funzionali, contribuendo alla più ampia agenda della valorizzazione sostenibile degli scarti agroalimentari.
La nostra società WIISE Benefit, attraverso la sua unità FARE — Food and Agriculture Requirements, affianca consorzi di ricerca e operatori del settore alimentare nel tradurre in opportunità pronte per il mercato i risultati di queste e altre attività di ricerca e sviluppo. Portare ai consumatori un sottoprodotto fermentato come la sansa di pomodoro in forma di ingrediente funzionale comporta un percorso regolatorio definito — dall’autorizzazione come novel food ai sensi del regolamento (UE) 2015/2283, ove applicabile, alla dimostrazione scientifica delle indicazioni sulla salute ai sensi del regolamento (CE) 1924/2006, oltre alle valutazioni in materia di sicurezza alimentare, etichettatura e proprietà intellettuale. FARE accompagna gli innovatori in ciascuno di questi passaggi, contribuendo a convertire il potenziale scientifico in prodotti conformi e in grado di generare valore sul mercato.
Dario Dongo
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Bibliografia
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EFSA Panel on Biological Hazards (BIOHAZ), Koutsoumanis, K., Allende, A., Álvarez-Ordóñez, A., Bolton, D., Bover-Cid, S., & Herman, L. (2023). Update of the list of qualified presumption of safety (QPS) recommended microorganisms intentionally added to food or feed as notified to EFSA. EFSA Journal, 21(1), e07747. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2023.7747
European Commission. (2024). Short-term agricultural market outlook: Tomatoes. Agri-food portal. https://agridata.ec.europa.eu/extensions/DashboardSTO/STO_Tomatoes-m.html
Gao, D., Chang, K., Ding, G., Wu, H., Chen, Y., Jia, M., Liu, X., Wang, S., Jin, Y., Pan, H., & Li, H. (2019). Genomic insights into a robust gamma-aminobutyric acid-producer Lactobacillus brevis CD0817. AMB Express, 9(1), 72. https://doi.org/10.1186/s13568-019-0799-0
Hou, D., Tang, J., Feng, Q., Niu, Z., Shen, Q., Wang, L., & Zhou, S. (2024). Gamma-aminobutyric acid (GABA): a comprehensive review of dietary sources, enrichment technologies, processing effects, health benefits, and its applications. Critical reviews in food science and nutrition, 64(24), 8852–8874. https://doi.org/10.1080/10408398.2023.2204373
Liu, L., Barber, E., Kellow, N. J., & Williamson, G. (2025). Improving quercetin bioavailability: A systematic review and meta-analysis of human intervention studies. Food Chemistry, 143630. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2025.143630
Michlmayr, H., Schümann, C., da Silva, N. M., Kulbe, K. D., & del Hierro, A. M. (2010). Isolation and basic characterization of a beta-glucosidase from a strain of Lactobacillus brevis isolated from a malolactic starter culture. Journal of applied microbiology, 108(2), 550–559. https://doi.org/10.1111/j.1365-2672.2009.04461.x
Squillante, J., Giordano, I., De Simone, B., Mauriello, G., Ferranti, P., Picariello, G., Cirillo, T., & Esposito, F. (2026). Optimisation of γ-aminobutyric acid production and modulation of phenolic compounds through solid-state fermentation of tomato pomace by Levilactobacillus brevis Y1. Food Chemistry, Advance online publication, 150096. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.150096
Dario Dongo, lawyer and journalist, PhD in international food law, founder of WIISE (FARE - GIFT - Food Times) and Égalité.
