Al giorno d'oggi, in un contesto di crisi ambientale e alimentare globale, sta diventando sempre più importante raggiungere un elevato standard di sostenibilità a diversi livelli, in particolare per quanto riguarda la minimizzazione dell'impatto ambientale degli sprechi della filiera agro-alimentare e dei costi associati alla loro gestione (1). Il settore agroalimentare è stato identificato come quello con il maggior impatto ambientale: per questo motivo, la Commissione Europea si è espressa chiaramente in merito all’importanza di migliorare i processi tecnologici, a beneficio dell'intero pianeta (2). Molti governi stanno cercando di applicare e promuovere i principi dell'economia circolare in tutti i settori dell'economia (2), incluso quello agro-alimentare. In questo senso, la ricerca sta prestando una particolare attenzione alle possibili soluzioni volte alla valorizzazione di rifiuti e sottoprodotti, poiché rappresentano, non solo una potenziale fonte di energia, ma anche di molecole bioattive (3).

Nel bacino del Mediterraneo uno dei sistemi alimentari principali è rappresentato dalla coltivazione delle olive e dalla produzione di olio d'oliva (4). Infatti, circa il 70% della produzione globale è concentrato principalmente in Spagna, Grecia, Italia e Portogallo (5). A questo proposito, è importante considerare che la produzione di olio d'oliva, come attività agro-industriale, genera enormi quantità di rifiuti e sottoprodotti, che si accumulano in un lasso temporale limitato, con un'importante impronta ambientale; a tale proposito, la sansa di olive rappresenta il principale sottoprodotto solido (o semisolido), ottenuto dall'estrazione meccanica dell'olio dalle olive (6, 7). Infatti, la produzione annua di olio d'oliva nella regione del Mediterraneo è di circa 4 milioni di tonnellate e genera circa 16 milioni di tonnellate di sansa (8).

In un contesto europeo, il progetto PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area) SUSTAINOLIVE (Novel approaches to promote the SUSTAInability of OLIVE groves in the Mediterranean - Approcci innovativi per promuovere la sostenibilità degli oliveti nel Mediterraneo, Grant Agreement No. 1811), concluso nel 2023, si è proposto l’obiettivo di migliorare la sostenibilità del settore dell’olio d’oliva attraverso l'implementazione e la promozione di soluzioni innovative e sostenibili nelle pratiche di gestione, inclusa la valorizzazione dei sottoprodotti. A tal fine, una tra le attività stabilite era finalizzata alla valorizzazione tecnologica innovativa della sansa d'oliva, al fine di ottenere estratti ricchi di composti fenolici e potenzialmente utilizzabili in diversi settori industriali, come quello farmaceutico, alimentare e cosmetico.

La sansa è essenzialmente composta da frammenti di buccia, polpa e nocciolo, acqua e olio, con un contenuto di umidità che varia dal 50% al 65%, a seconda del tipo di centrifuga (decanter) utilizzata. Per la produzione di olio di oliva si utilizzano decanter a due e tre fasi (o uscite). In un sistema a due fasi si ottiene una quantità rilevante di sansa caratterizzata da un’alta umidità, mentre viene generata una quantità limitata di acqua reflua, rispetto a un decanter a tre uscite (8). Al contrario, in un decanter a tre fasi, il prodotto è separato in olio, acqua e materiale solido (frammenti di nocciolo e polpa di olive); in questo caso la sansa è meno umida e si genera più acqua di vegetazione. Il decanter a risparmio d'acqua ("ARA") è un'evoluzione del decanter a tre uscite, che, grazie a un design specifico e innovativo, consente di utilizzare meno acqua per diluire la pasta di olive e di produrre un olio più ricco di composti fenolici (9). La sansa inutilizzata, se smaltita in modo improprio, può determinare gravi conseguenze ambientali poiché contiene composti organici con proprietà fitotossiche e una domanda di ossigeno elevata, che sono potenzialmente pericolosi per il suolo e le falde acquifere (10, 11). Tuttavia, questo sottoprodotto può essere utilizzato per l'estrazione dell'olio residuo (12) e, dopo opportuni trattamenti, grazie al suo contenuto organico, la sansa può essere utilizzata come ammendante del suolo per migliorare le proprietà del terreno. La sansa, inoltre, è talvolta utilizzata come mangime per animali o come substrato per la produzione di carbone attivo, come fonte di bio-pesticidi, in co-combustione con il carbone nelle centrali elettriche e come fonte di olio residuo per l'industria del sapone (13). Infine, la sansa d'oliva può rappresentare una fonte naturale e a basso costo di composti bioattivi con proprietà benefiche e salutari. Vista la loro natura idrofila, i composti fenolici sono abbondanti nella sansa, poiché solo il 2% viene trasferito all'olio durante l'estrazione, mentre il 98% rimane nel sottoprodotto (14, 15). Tra questi composti, i secoiridoidi e i derivati semplici (idrossitirosolo e tirosolo) sono alcune delle molecole più preziose in termini di proprietà antiossidanti, antimicrobiche e salutari, che mostrano un potenziale interessante nelle applicazioni industriali come antiossidanti, fertilizzanti e farmaci antibatterici, nonché come agenti gelificanti e stabilizzanti nei prodotti alimentari (14).

Inoltre, diversi studi epidemiologici indicano che l'assunzione dietetica di alimenti ricchi di antiossidanti può prevenire malattie come l'invecchiamento, il cancro, le malattie cardiovascolari e il diabete. I composti fenolici possono essere anche adottati nell'industria alimentare come additivi alimentari "naturali" con proprietà antiossidanti per prolungare la durata di conservazione dei prodotti, prevenendo così perdite nutrizionali e la formazione di sostanze dannose come i radicali liberi (15).

Pertanto, lo studio della frazione fenolica presente nella sansa di oliva per il recupero ottimale di composti ad alto valore aggiunto e il loro uso commerciale è altamente rilevante (14, 16). In letteratura sono presenti diversi approcci per il recupero di molecole bioattive dalla sansa: i metodi più convenzionali utilizzano miscele idroalcoliche, mentre una nuova generazione di solventi “green” e “environmentally-friendly”, chiamati solventi eutettici profondi (DES), è in fase di studio (12, 17). Le tecniche emergenti adottate per l'estrazione dei fenoli dalla sansa d'oliva sono principalmente basate sull'uso di ultrasuoni (UAE) e di liquidi pressurizzati (SFE), per prevenire la degradazione dei composti termolabili. Altre tecniche innovative sono l'estrazione assistita da microonde (MAE), i campi elettrici pulsati (PEF), l’alta tensione (HVED), l’utilizzo dell’alta pressione e alta temperatura (HPHT) (3, 18), e le tecnologie a membrana (ad es., ultrafiltrazione, nanofiltrazione o osmosi inversa), in cui i composti antiossidanti preziosi possono essere trattenuti nel retentato o distribuiti tra i flussi di permeato e retentato (14).

Considerando questi aspetti, l'applicazione di un approccio meccanico sulla sansa d'oliva fresca, evitando tali tecniche convenzionali o emergenti, potrebbe essere un'opzione più sostenibile per estrarre composti fenolici dalla sansa d'oliva.

ILARIA GRIGOLETTO           ENRICO VALLI   

ALESSANDRA BENDINI        TULLIA GALLINA TOSCHI

Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-alimentari, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna

In questo contesto, un recente studio (19) propone un metodo che utilizza solventi meno tossici, come l’etanolo food grade, rispetto a quelli convenzionalmente utilizzati, ed un approccio meccanico (pressa a vite continua su scala di laboratorio), per ottenere estratti ricchi in composti fenolici potenzialmente utilizzabili in diversi settori industriali, quali quello farmaceutico, alimentare e cosmetico (Figura 1).

L’estratto idroalcolico ottenuto è stato sottoposto alla caratterizzazione e alla valutazione della stabilità nel tempo. La frazione fenolica è stata studiata mediante l'applicazione del metodo Folin-Ciocâlteu per quantificare le molecole riducenti totali e l'analisi HPLC-MS/MS per definire il profilo attraverso l'identificazione e la quantificazione di 42 composti. Inoltre, è stata realizzata un'analisi descrittiva (valutazione olfattiva) da parte di un panel composto da assaggiatori formati per l'analisi sensoriale degli oli vergini di oliva, facenti parte del Comitato Professionale del DISTAL dell'Università di Bologna. Durante i 2 mesi di conservazione a temperatura ambiente, l'estratto idroalcolico non ha mostrato una riduzione del contenuto fenolico e difetti o altri attributi negativi non sono stati percepiti durante la valutazione sensoriale.

Pertanto, questi risultati, su scala di laboratorio, possono essere il punto di partenza per sviluppare una procedura e prototipi adatti a un frantoio reale e possono rappresentare una strategia di valorizzazione in un’ottica circolare con una prospettiva di nuovi modelli di business.

In un contesto di questo tipo, sarà essenziale rendere il processo continuo, integrando la spremitura e l'estrusione della sansa fresca con la tecnologia di produzione di olio extra vergine di oliva. Questo approccio tecnologico si potrà rendere ancora più sostenibile (ad esempio, rimuovendo l'acqua dagli estratti, anche in modo più efficace, sostenibile ed efficiente) e si potrà valutare la stabilità degli estratti per un periodo di tempo più lungo, così da poterli commercializzare con una scheda tecnica che includa anche gli aspetti di stabilità e shelf-life.

Figura 1. Obiettivo della sperimentazione: recupero degli scarti in un’ottica di economia circolare attraverso la valorizzazione di sottoprodotti di frantoio, ricchi in composti bioattivi, per ottenere estratti potenzialmente utilizzabili in diversi settori industriali.

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