{"id":71532,"date":"2023-04-07T17:36:40","date_gmt":"2023-04-07T15:36:40","guid":{"rendered":"https:\/\/www.greatitalianfoodtrade.it\/?p=71532"},"modified":"2025-11-03T09:08:13","modified_gmt":"2025-11-03T08:08:13","slug":"upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/","title":{"rendered":"Upcycling di scarti agroindustriali in prebiotici e ingredienti funzionali"},"content":{"rendered":"<p>Il riutilizzo virtuoso &#8211; <em>upcycling<\/em> (1,2) &#8211; di scarti delle filiere agroindustriali pu\u00f2 consentire di produrre prebiotici, composti bioattivi e ingredienti funzionali ad alto valore aggiunto.<\/p>\n<p>Una recente rassegna scientifica (Gon\u00e7alves et al., 2023) indica lo stato dell\u2019arte e le prospettive sulla conversione dei materiali mediante bioprocessi enzimatici. (3)<\/p>\n<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_82_2 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-light-blue ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Table of Contents<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 6H4v2h2V6zm14 0H8v2h12V6zM4 11h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2zM4 16h2v2H4v-2zm16 0H8v2h12v-2z\" fill=\"currentColor\"><\/path><\/svg><svg style=\"fill: #999;color:#999\" class=\"arrow-unsorted-368013\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" width=\"10px\" height=\"10px\" viewBox=\"0 0 24 24\" version=\"1.2\" baseProfile=\"tiny\"><path d=\"M18.2 9.3l-6.2-6.3-6.2 6.3c-.2.2-.3.4-.3.7s.1.5.3.7c.2.2.4.3.7.3h11c.3 0 .5-.1.7-.3.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7zM5.8 14.7l6.2 6.3 6.2-6.3c.2-.2.3-.5.3-.7s-.1-.5-.3-.7c-.2-.2-.4-.3-.7-.3h-11c-.3 0-.5.1-.7.3-.2.2-.3.5-.3.7s.1.5.3.7z\"\/><\/svg><\/span><\/span><\/span><\/a><\/span><\/div>\n<nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Upcycling_di_scarti_agroindustriali_in_prebiotici_premessa\" >Upcycling di scarti agroindustriali in prebiotici, premessa<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Scarti_agricoli_e_industriali\" >Scarti agricoli e industriali<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Composti_bioattivi\" >Composti bioattivi<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Frutto-oligosaccaridi_FOS\" >Frutto-oligosaccaridi, FOS<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Galatto-oligosaccaridi_GalOS\" >Galatto-oligosaccaridi, GalOS<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Xilo-oligosaccaridi_XOS\" >Xilo-oligosaccaridi, XOS<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Altri_prebiotici\" >Altri prebiotici<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Benefici_per_lapparato_gastro-intestinale\" >Benefici per l\u2019apparato gastro-intestinale<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Conclusioni_provvisorie\" >Conclusioni provvisorie<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-10\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/upcycling-di-scarti-agroindustriali-in-prebiotici-e-ingredienti-funzionali\/#Note\" >Note<\/a><\/li><\/ul><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Upcycling_di_scarti_agroindustriali_in_prebiotici_premessa\"><\/span><em>Upcycling<\/em> di scarti agroindustriali in prebiotici, premessa<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Gli scarti<\/strong> agroindustriali possono venire sottratti al riciclo (in mangimi o <em>input<\/em> agricoli), la valorizzazione energetica o lo smaltimento, per risalire la <a href=\"https:\/\/www.egalite.org\/economiacircolare\/\">scala di Lansink<\/a> (o \u2018gerarchia dei rifiuti\u2019, emblema dell\u2019economia circolare).<\/p>\n<p><strong>Questi materiali<\/strong> &#8211; disponibili in abbondanza, a costi irrisori &#8211; possono venire infatti utilizzati come materie prime o substrati per estrarre o sintetizzare prebiotici, attraverso bio-processi che utilizzano enzimi. I residui si prestano cos\u00ec alla conversione in vari composti bioattivi.<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Scarti_agricoli_e_industriali\"><\/span>Scarti agricoli e industriali<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>I flussi laterali<\/strong> delle filiere agroalimentari generano enormi quantit\u00e0 di scarti che possono venire classificati in due macro-categorie:<\/p>\n<ul>\n<li>scarti agricoli, di campo o di processo. Quali paglia, steli, gambi, foglie, lolla, gusci, bucce, polpe o stoppie di frutta, melasse, trebbie di birra, fondi di caff\u00e8, bagassa (dalla macinazione di canna da zucchero e sorgo dolce), etc.<\/li>\n<li>coprodotti agroindustriali, quali bucce di patate, agrumi, pomodori, panelli di soia e altri semi oleaginosi, etc.<\/li>\n<\/ul>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Composti_bioattivi\"><\/span>Composti bioattivi<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>L&#8217;idrolisi enzimatica<\/strong> dei residui e coprodotti agroindustriali permette di ottenere composti bioattivi di valore nutrizionale ingredienti funzionali, anche con azione prebiotica. (4) Ricorrendo agli enzimi &#8211; o sistemi enzimatici &#8211; pi\u00f9 appropriati, in relazione alle diverse matrici.<\/p>\n<p><strong>La gran parte<\/strong> degli scarti agroindustriali \u00e8 composta da materiali lignocellulosici (cellulosa, emicellulosa e lignina), da cui estrarre oligosaccaridi (xilo e cello-oligomeri). Alcuni processi consentono altres\u00ec di estrarre mannano e galatto-oligomeri, (5) nonch\u00e9 diversi polimeri prebiotici.<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Frutto-oligosaccaridi_FOS\"><\/span>Frutto-oligosaccaridi, FOS<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p><strong>FOS<\/strong>, i fruttoligosaccaridi, sono polimeri di residui di fruttosio legati a una molecola terminale di glucosio. L&#8217;uso di sottoprodotti industriali ricchi in saccarosio, come la melassa, pu\u00f2 rappresentare un&#8217;alternativa economica e redditizia per produrre prebiotici.<\/p>\n<p><strong>Questi sottoprodotti<\/strong> spesso non richiedono neppure un trattamento preliminare, essendo sufficiente l\u2019immersione in acqua calda per ottenere il substrato necessario alla catalisi enzimatica.<\/p>\n<p><strong>Ganaie <em>et al.<\/em><\/strong> (2017) hanno dimostrato come la FTasi di <em>Aspergillus flavus<\/em> consenta sintetizzare FOS da sedici diversi scarti agricoli tra cui crusca di grano, paglia di mais, bagassa di canna da zucchero, bucce di manioca, sansa di mela, bucce di arancia, barbabietola e banana. (6)<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Galatto-oligosaccaridi_GalOS\"><\/span>Galatto-oligosaccaridi, GalOS<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p><strong>GalOS<\/strong>, i galatto-oligosaccaridi, sono oligomeri di galattosio (es. lattosucrosio, lattulosio). Il lattosio \u00e8 uno dei substrati necessari a produrre questi prebiotici, agendo come accettore e\/o donatore di porzioni galattosiliche. La sintesi di lattosaccarosio e lattulosio richiede altres\u00ec saccarosio o fruttosio, i quali invece agiscono come accettori di legami galattosilici.<\/p>\n<p><strong>Il siero di latte<\/strong> &#8211; coprodotto dell&#8217;industria casearia &#8211; \u00e8 un candidato ideale per queste forme di <em>upcycling<\/em> grazie all\u2019apprezzabile concentrazione di lattosio (4,5-6,0% circa. Kaur <em>et al.<\/em>, 2020) (7) In aggiunta alle preziose proteine, che \u00e8 altres\u00ec utile estrarre.<\/p>\n<p><strong>Geiger <em>et al.<\/em><\/strong> (2020) hanno raggiunto un elevato tasso di conversione (80%) del lattosio da siero in GalOS, grazie a una \u03b2-galattosidasi di <em>Streptococcus thermophilus<\/em>. \u00c8 risultato cos\u00ec possibile sintetizzare circa 1 kg di GalOS da 3 kg di permeato di siero di latte in polvere. (8)<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Xilo-oligosaccaridi_XOS\"><\/span>Xilo-oligosaccaridi, XOS<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p><strong>XOS<\/strong>, gli xilo-oligosaccaridi, possono venire estratti da biomasse ricche in emicellulosa, altres\u00ec diffuse tra gli scarti agricoli e agroindustriali. Lo xilano (costituente dell\u2019emicellulosa) recuperato dalle biomasse viene convertito in XOS con l\u2019aiuto degli enzimi endo-xilanasi. (9)<\/p>\n<p><strong>La paglia di grano<\/strong> e di pannocchie pu\u00f2 venire utilizzata per estrarre emicellulosa tramite autoidrolisi, il bio-processo pi\u00f9 economico. (10) Sebbene i processi chimici, inclusi quelli basati su alcali e acidi, siano quelli pi\u00f9 in voga. Altri scarti utilizzati sono la lolla di riso e di cocco, nonch\u00e9 i residui di bagassa di canna da zucchero (11).<\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Altri_prebiotici\"><\/span>Altri prebiotici<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p><strong>Numerosi altri composti<\/strong> prebiotici possono venire estratti o prodotti da varie fonti di scarti delle filiere agroalimentari. Alcuni studi si sono focalizzati sulla conversione dei <em>leftovers<\/em> per ottenere manno-oligossacaridi, isomalto-oligosaccaridi, oligosaccaridi di pectina. (3)<\/p>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Benefici_per_lapparato_gastro-intestinale\"><\/span>Benefici per l\u2019apparato gastro-intestinale<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>La resistenza dei prebiotici<\/strong> all\u2019idrolisi conferma la loro capacit\u00e0 di raggiungere il <em>colon<\/em> senza venire decomposti dai succhi gastrici dello stomaco. I saggi di fermentabilit\u00e0 a loro volta permettono di:<\/p>\n<ul>\n<li>verificare la capacit\u00e0 delle sostanze di promuovere la crescita di microrganismi benefici, e<\/li>\n<li>seguirne la conversione in metaboliti bioattivi, i quali svolgono ruoli essenziali nella fisiologia e nel metabolismo umano (12,13).<\/li>\n<\/ul>\n<h2><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conclusioni_provvisorie\"><\/span>Conclusioni provvisorie<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p><strong>Il mercato globale<\/strong> dei prebiotici ha toccato i 33,44 miliardi di yuan (4,87 bln US$) nel 2021 e si prevede raggiunger\u00e0 gli 87,69 miliardi di yuan (12,77 bln US$) nel 2030, con un CAGR pari all\u201911,3%. (14)<\/p>\n<p><strong>I processi<\/strong> di <em>upcycling<\/em> degli scarti agroindustriali in composti bioattivi tramite bioprocessi enzimatici presentano ancora aree di miglioramento che meritano ulteriore ricerca e sviluppo.<\/p>\n<p><em>Dario Dongo e Giulia Pietrollini<\/em><\/p>\n<h3><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Note\"><\/span>Note<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p>(1) Dario Dongo. <em>Upcycling<\/em>, la via maestra di ricerca e innovazione. <em>FT (Food Times)<\/em>. 1.1.23<\/p>\n<p>(2) Dario Dongo, Giulia Pietrollini.<em> Upcycling economy, upcycled food<\/em>. La rivoluzione contro gli sprechi. <em>FT (Food Times)<\/em>. 31.1.23<\/p>\n<p>(3) Gon\u00e7alves, D.A., Gonz\u00e1lez, A., Roupar,et al. (2023). <em>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 &amp; Technology.<\/em> doi:10.1016\/j.tifs.2023.03.016<\/p>\n<p>(4) Giulia Pietrollini. Probiotici, prebiotici e psicobiotici, una rivoluzione per la salute della psiche? <em>FT (Food Times)<\/em>. 14.2.23<\/p>\n<p>(5) L. Bhatia, A. Sharma, R.K. Bachheti, A.K. Chandel. (2019). <em>Lignocellulose derived functional oligosaccharides: Production, properties, and health benefits. Preparative Biochemistry &amp; Biotechnology<\/em>, 49:8, 744-758, DOI: 10.1080\/10826068.2019.1608446<\/p>\n<p>(6) M.A. Ganaie, H. Soni, G.A. Naikoo, et al. (2017). <em>Screening of low cost agricultural wastes to maximize the fructosyltransferase production and its applicability in generation of fructooligosaccharides by solid state fermentation. International Biodeterioration &amp; Biodegradation,<\/em> 118 (2017), pp. 19-26, doi:10.1016\/j.ibiod.2017.01.006<\/p>\n<p>(7) R. Kaur, D. Panwar, P.S. Panesar (2020). <em>Biotechnological approach for valorization of whey for value-added products. Food industry wastes, Academic Press<\/em>, pp. 275-302, doi:10.1016\/b978-0-12-817121-9.00013-9<\/p>\n<p>(8) Geiger,\u00a0H.M.\u00a0Nguyen,\u00a0S.\u00a0Wenig,\u00a0H.A.\u00a0Nguyen,\u00a0C.\u00a0Lorenz,\u00a0R.\u00a0Kittl,\u00a0et al. (2016). <em>From by-product to valuable components: Efficient enzymatic conversion of lactose in whey using \u03b2-galactosidase from\u00a0Streptococcus thermophilus. Biochemical Engineering Journal,<\/em>\u00a0116-2016, pp.\u00a045-53.\u00a0doi:10.1016\/j.bej.2016.04.003<\/p>\n<p>(9) N. Jayapal, A.K. Samanta, A.P. Kolte, S. Senani, M. Sridhar, K.P. Suresh, et al. (2013). <em>Value addition to sugarcane bagasse: Xylan extraction and its process optimization for xylooligosaccharides production. Industrial Crops and Products,<\/em> 42-1-2013, pp. 14-24. doi: 10.1016\/j.indcrop.2012.05.019<\/p>\n<p>(10) Liu X, Liu Y, Jiang Z, Liu H, Yang S, Yan Q. (2018). <em>Biochemical characterization of a novel xylanase from Paenibacillus barengoltzii and its application in xylooligosaccharides production from corncobs. Food Chem<\/em>. 2018 Oct 30;264:310-318. doi: 10.1016\/j.foodchem.2018.05.023<\/p>\n<p>(11) N. Jayapal, A.K. Samanta, A.P. Kolte, S. Senani, M. Sridhar, K.P. Suresh, et al. (2013). <em>Value addition to sugarcane bagasse: Xylan extraction and its process optimization for xylooligosaccharides production. Industrial Crops and Products<\/em>, 42-1-2013, pp. 14-24. doi: 10.1016\/j.indcrop.2012.05.019<\/p>\n<p>(12) Paola Palestini, Dario Dongo. Microbioma e intestino, il secondo cervello. <em>FT (Food Times)<\/em>. 14.2.19<\/p>\n<p>(13) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Microbiota intestinale, dieta e salute. <em>FT (Food Times)<\/em>. 19.6.20<\/p>\n<p>(14) <em>Food and Beverage &#8211; Prebiotics Market<\/em> (2022). https:\/\/www.reportsanddata.com\/report-detail\/prebiotics-market <em>Reports and data<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Il riutilizzo virtuoso &#8211; upcycling (1,2) &#8211; di scarti delle filiere agroindustriali pu\u00f2 consentire di produrre prebiotici, composti bioattivi e ingredienti funzionali ad alto valore aggiunto. Una recente rassegna scientifica (Gon\u00e7alves et al., 2023) indica lo stato dell\u2019arte e le prospettive sulla conversione dei materiali mediante bioprocessi enzimatici. 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