Innovazione

Upcycling. Omega-3 dagli scarti della filiera ittica

Upcycling. Omega-3 dagli scarti della filiera ittica

Estrarre acidi grassi Omega 3 dagli scarti della filiera ittica per realizzare integratori alimentari è una delle più attuali e promettenti applicazioni del c.d. upcycling. Vale a dire, il reimpiego migliorativo e la valorizzazione dei materiali che provengano da ‘flussi laterali’ dei cicli produttivi. (1)

Una rassegna scientifica pubblicata sulla rivista Molecules dai ricercatori italiani di Avantech Group, a Palermo, mette a confronto le tecnologie disponibili. Nell’ottica di favorire l’ottimizzazione dei processi, anche dal punto di vista della loro impronta ambientale. (2)

Upcycling di Omega-3 dagli scarti della filiera ittica

Pesca, acquacoltura e trasformazione dei prodotti ittici comportano la produzione di sottoprodotti e scarti di impatto significativo sull’ambiente, oltreché sull’economia delle filiere. Il riutilizzo e/o riciclo di questi materiali è attualmente limitato, nelle quantità e le destinazioni essenzialmente circoscritte alla produzione di mangimi e pet food. Il loro smaltimento in acqua, d’altra parte, è causa di alterazioni non indifferenti dell’ecosistema marino.

L’estrazione di acidi grassi Omega-3 dagli scarti della filiera ittica rappresenta un’opportunità con un impatto potenziale straordinario, su scala planetaria. Tenuto conto sia delle enormi quantità dei materiali disponibili, sia del valore cruciale degli Omega 3 – quelli marini (EPA+DHA), soprattutto (3) – per la nutrizione e salute umana (4,5). I processi attualmente in uso sono tuttavia energivori, oltre a richiedere l’impiego di molti prodotti chimici. La sfida è ridurne l’impatto ambientale senza perdere di vista la sostenibilità economica.

Estrazione degli oli di pesce

Gli oli di pesce che possono venire ricavati dagli scarti di lavorazione devono venire estratti e purificati. I solventi organici (es. esano) sono molto efficienti, ma presentano rischi di contaminazione da residui. Il processo più diffuso su scala industriale, la c.d. wet reduction, è strutturato nelle fasi che seguono.

1) Cottura, per favorire la rottura cellulare e la fuoriuscita del contenuto di acqua e grassi.

2) Pressatura, per favorire la separazione della frazione liquida (principalmente acqua e olio) da quella solida.

3) Decantazione e/o centrifugazione per separare, in tempi diversi, la frazione lipidica da quella acquosa.

4) Essiccamento, per la stabilizzazione della frazione solida che deve raggiungere un’umidità relativa non superiore al 12%.

5) Transesterificazione degli oli, mediante reazione con alcoli (etanolo in genere), per favorire la separazione degli acidi grassi e aumentare la resa di purificazione.

Nuove tecnologie

Nuove tecnologie – come microonde e ultrasuoni – sembrano essere molto efficienti, sebbene ancora poco testate. Ancora più promettenti, data la selettività di estrazione, sono gli enzimi e la CO2 supercritica. I quali, come si è visto, sono in grado di operare a basse temperature e limitare la degradazione dei sensibili Omega-3. (6)

I processi che utilizzano enzimi e CO2 supercritica – oltre a risolvere alcuni problemi legati ad alte temperature e basse rese – sono potenzialmente più sostenibili ed efficienti anche perché consentono di evitare la fase di transesterificazione.

Omega 3, conservazione e consumo

L’elevata suscettibilità all’ossidazione degli Omega-3 comporta l’individuazione di un appropriato rivestimento in grado di proteggere i grassi dal contatto con l’ossigeno e la luce, in modo da favorire la conservazione. Il materiale deve essere anche poco viscoso e neutro dal punto di vista sensoriale e le proteine o polisaccaridi sono normalmente scelti per questo scopo.

L’incapsulazione è la principale tecnica di rivestimento impiegata con questi materiali e deve essere in grado di garantire la migliore biodisponibilità a livello intestinale, limitando il retrogusto di pesce quanto più possibile. A questo scopo, si procede spesso con una riduzione delle dimensioni dei grassi a micro- o nano-livelli con tecniche come lo spray-drying.

Raffinazione senza chimica, antiossidanti naturali

La raffinazione degli Omega-3 ha la funzione primaria di rimuovere residui di contaminanti che si possono trovare nelle acque di pesca (es. diossine, policlorobifenili, metalli pesanti). Oltre alla funzione di rimuovere sostanze che possono compromettere l’accettazione sensoriale dei prodotti. L’uso di enzimi e CO2 supercritica, da soli o in combinazione con il carbone attivo, sono in fase di sperimentazione per raffinare gli Omega 3 senza utilizzo di sostanze chimiche.

È altresì importante prevenire l’ossidazione, a cui i grassi sono molto sensibili. A tal fine vengono spesso aggiunti antiossidanti, i quali ostacolano la formazione di radicali e di prodotti di ossidazione potenzialmente dannosi per la salute. Poiché peraltro gli antiossidanti di sintesi presentano a loro volta alcune controindicazioni, si va diffondendo l’uso di antiossidanti naturali. Come l’α-tocoferolo (vitamina E), disponibili anche in alcune microalghe come si è visto. (7)

Conclusioni provvisorie

La produzione di acidi grassi Omega-3 è un processo importante, per il valore economico e nutrizionale. L’utilizzo degli scarti della filiera ittica – in una prospettiva di economia circolare, o meglio di Blue Economy – può incrementare la sostenibilità del processo e ridurre al contempo gli impatti ambientali legati alla loro eliminazione.
Ricerca e sviluppo di tecnologie innovative possono completare la sostenibilità complessiva del processo.

fig.1 omega 3 dagli scarti
Fig. 1. V. nota 8

La valorizzazione degli scarti di pesce e altre risorse ittica può venire ulteriormente ampliata, mediante estrazione di glicerolo, minerali, collagene e gelatina. Oltreché attraverso il riciclo dei ‘sottoprodotti degli scarti’ per la produzione di biocarburanti. A tali obiettivi aspira il progetto di ricerca EcoeFISHrent, nell’ambito del programma quadro Horizon 2020. (9)

#SDG3 (Good health and well-being), #SDG12 (Sustainable production and consumption), #SDG14 (Life below water)

Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna

Note

(1) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Upcycling, il reimpiego migliorativo nella filiera agroalimentare. GIFT (Great Italian Food Trade). 6.10.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/progresso/upcycling-il-reimpiego-migliorativo-nella-filiera-agroalimentare

(2) Vincenzo Gabriele Alfio, Cosimo Manzo, Raffaella Micillo (2021). From Fish Waste to Value: An Overview of the Sustainable Recovery of Omega-3 for Food Supplements. Molecules 26:1002, https://doi.org/10.3390/molecules26041002 La revisione scientifica è stata compilata nell’ambito del progetto di ricerca FOR.TUNA, ‘Micronanoformulati innovativi per la valorizzazione di molecole bioattive, utili per la salute e il benessere della popolazione, ottenute da prodotti di scarto della filiera ittica’ (N. F/050347/01-03/X32, CUP B48I17000510008), nel programma Horizon 2020

(3) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Omega-3 e prevenzione delle malattie cardiovascolari. Meta-analisi di Mayo Clinic. GIFT (Great Italian Food Trade). 3.2.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/omega-3-e-prevenzione-delle-malattie-cardiovascolari-meta-analisi-di-mayo-clinic

(4) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Omega 3, polifenoli e altro cibo per la mente. Studi scientifici. GIFT (Great Italian Food Trade). 18.8.20, https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/omega-3-polifenoli-e-altro-cibo-per-la-mente-studi-scientifici

(5) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Coronavirus, Omega 3 e sistema immunitario. GIFT (Great Italian Food Trade). 13.4.20, https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/coronavirus-omega-3-e-sistema-immunitario

(6) Deborha Decorti. Pastorizzazione fredda e CO2 supercritica. GIFT (Great Italian Food Trade). 26.3.19, https://www.greatitalianfoodtrade.it/tecnologia-alimentare/pastorizzazione-fredda-e-co2-supercritica

(7) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Microalghe, Euglena gracilis. Superfood con esclusiva. GIFT (Great Italian Food Trade). 10.1.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/innovazione/microalghe-euglena-gracilis-superfood-con-esclusiva

(8) Francisco J Marti-Quijal, Fabienne Remize, Giuseppe Meca, Emilia Ferrer, María-José Ruiz, Francisco J Barba (2020). Fermentation in fish and by-products processing: an overview of current research and future prospects. Current Opinion in Food Science, Volume 31, 2020, Pages 9-16, ISSN 2214-7993,
https://doi.org/10.1016/j.cofs.2019.08.001

(9) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. EcoeFISHent, upcycling e blue economy nella filiera ittica. Il progetto di ricerca UE. 18.10.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/innovazione/ecoefishent-upcycling-e-blue-economy-nella-filiera-ittica-il-progetto-di-ricerca-ue

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