Foods and agro-food wastes valorization by eco-compatible innovative techniques and formulation of new enriched and/or functional products

Durante il mio dottorato di ricerca ho lavorato su diversi progetti sotto la supervisione della Prof.ssa Paola Zunin e della Prof.ssa Raffaella Boggia. Il principale obiettivo del mio lavoro è stata la valorizzazione di alcuni alimenti e scarti agro-alimentari nell’ottica della formulazione di nuovi prodotti arricchiti e o funzionali, sia in ambito alimentare che cosmetico. In particolare, le linee di ricerca che ho seguito hanno avuto come oggetto diverse matrici alimentari, tra cui: • Le olive come substrato per la realizzazione di un alimento arricchito; • Il melograno ed in particolare la valorizzazione ed il recupero dei sottoprodotti derivanti dalla produzione del succo, come potenziali fonti di composti bioattivi polifenolici; • Il riso ‘Violet Nori’, una varietà autoctona piemontese di riso colorato ad elevato contenuto in antocianine preziose che lo rende un prodotto ad importante valore aggiunto oltre ad un lavoro di valorizzazione delle foglie di tale pianta. Presupposto comune per questi studi è stato lo sviluppo e l’utilizzo di tecniche estrattive innovative, a basso impatto ed eco – compatibili sia in accordo con i principi della green chemistry (EPA) sia di un’economia sostenibile e circolare. Le olive, che rappresentano un prodotto tipico della Regione Liguria, sono state utilizzate come substrato per la realizzazione di un alimento arricchito con Ferro mediante l’utilizzo dell’impregnazione sottovuoto (Vacuum impregnation, VI). Lo spunto per intraprendere questo lavoro è stata la crescente necessità di avere a disposizione alimenti fortificati con ferro a causa del costante ed importante aumento delle diete vegetariane e vegane in Italia e nel mondo. Tramite la VI è stato possibile ottenere un prodotto arricchito che consente di introdurre una quantità di ferro pari al fabbisogno giornaliero mediante l’assunzione di pochi frutti. Il lavoro ha dimostrato come una tecnica innovativa e rapida, quale la VI, possa apportare un reale contributo all’arricchimento degli alimenti con sostanze fisiologicamente utili e alla realizzazione di alimenti funzionali destinati ad una specifica fetta di consumatori.La seconda linea di ricerca si è focalizzata sul frutto del melograno di cui sono già note numerose proprietà funzionali e salutistiche. I sottoprodotti derivanti dalla lavorazione del succo di melograno rappresentano sia un importante ed oneroso problema di smaltimento legato alle ingenti quantità prodotte sia una promettente fonte di potenziali nutraceutici. In particolare, sia le bucce (esocarpo) che lo scarto interno ottenuto dopo la spremitura del succo, ossia i residui di mesocarpo, endocarpo e arilli, solitamente scartati, hanno dimostrato di essere ancora una buona fonte di polifenoli. A fini estrattivi sono state impiegate alcune tecnologie green, come l'estrazione assistita con ultrasuoni (UAE) e l'estrazione assistita con microonde (MAE), utilizzando solventi eco-compatibili, per convertire tali residui organici in prodotti ad alto valore aggiunto e, conseguentemente, per la messa a punto di un processo di riciclo agronomico applicabile a livello industriale. Gli estratti liquidi ottenuti sono stati essiccati e formulati mediante la tecnologia Spray-drying e successivamente, utilizzati quali ingredienti funzionali in un alimento modello mediante la VI. Il colore viola intenso delle cariossidi e delle foglie della varietà ‘Violet Nori’ hanno invece stimolato l’inizio di uno studio volto al recupero dei composti ad attività antiossidante da tali prodotti. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di sviluppare un metodo economico ed eco-compatibile per l’estrazione delle antocianine e di altri composti antiossidanti idrofili dalle cariossidi, dalle farine e dalle foglie del riso ‘Violet Nori’ ed effettuare un confronto oltre che tra i prodotti della varietà ‘Violet Nori’ anche con estratti di cariossidi di altre tipologie di risi colorati reperibili sul mercato locale. Lo studio effettuato sulle cariossidi ha confermato il loro interesse come fonti di antocianine e di altri composti antiossidante, apparsi spesso maggiori che in altre varietà di riso colorato. Lo studio effettuato sulle foglie, un sottoprodotto della produzione del riso, ha dimostrato il loro interesse in vista di un loro potenziale impiego come materia prima a basso costo per l’estrazione di antocianine preziose per uso alimentare, nutraceutico e cosmeceutico. La mia attività di ricerca ha più marginalmente riguardato anche lo studio di altri prodotti alimentari come: • I gemmo derivati, una categoria di prodotti naturali classificati nella Comunità europea come integratori alimentari a base erboristica, ottenuti per macerazione dei tessuti meristematici freschi di alberi e piante erbacee i quali differentemente dalle corrispondenti parti adulte vantano elevati contenuti in composti nutritivi che conferiscono ai prodotti derivati un elevato valore aggiunto; • Alcune tipologie di latti in polvere destinati ai neonati al fine di individuarne la composizione di acidi grassi (totali e "liberi" ossia incapsulati) e valutarne il grado di ossidazione a seguito dell'apertura della confezione; • Il tè verde utilizzando la spettroscopia a fluorescenza, una tecnica veloce, non distruttiva ed economica, abbinata alla chemiometria per l'autenticazione e la discriminazione della tipologia di tè in base alla sua origine geografica.