Makinglife n.4 2023

makinglife | settembre 2023
Una ingente risorsa
Il siero è la frazione liquida che rimane dopo il processo di caseificazione. Dal punto di vista chimico, questa reazione
consiste nella rottura proteolitica delle molecole di caseina-k da parte degli enzimi del caglio, con conseguente
aggregazione delle altre caseine. La caseina-k, infatti, stabilizza la formazione di micelle, come nel sapone, e la sua
rottura causa l’aggregazione di proteine e lipidi col calcio contenuto nel latte. La caseificazione per via chimica segue
una strada leggermente diversa poiché si mira a solubilizzare i metalli contenuti nelle micelle tramite protonazione
(ambiente acido, appunto) dei gruppi fosfato delle caseine, ma è un processo molto meno utilizzato della tradizionale
cagliatura (caglio animale o sintetico). Il risultato è un liquido contenente principalmente proteine e zuccheri, lattosio in
primis, con concentrazioni minori di sali minerali e lipidi.
Il volume di produzione del siero è ingente: per ogni litro di latte vengono prodotti tra 0,82 e 0,87 litri di siero e, nel
2020, in Europa ne è stato prodotto un volume stimato di 55,5 milioni di tonnellate. Anche solo considerando l’Italia,
con le sue circa 13.000 tonnellate di latte di vacca e 1.200 tonnellate di formaggio bovino prodotte nel 2022 (dati Istat),
risulta chiaro l’enorme volume di questo sottoprodotto e l’onere che la sua gestione comporta. Le problematiche del
siero non si limitano a questo: esiste un parametro, abbreviato in BOD, che indica la quantità di ossigeno richiesta da
una popolazione microbica per consumare il contenuto organico di un liquido o soluzione: rappresenta, dunque, una
misura a grandi linee di quanto un effluente sia “difficile da smaltire” a livello ambientale. Con i suoi 27-60 g/l, il siero di
latte supera ampiamente il limite di 0,6 g/l imposto dall’UE per le fognature non trattate.
Fortunatamente, proprio in virtù di questo suo abbondante contenuto organico, il siero di latte ha numerose vie di
valorizzazione e sfruttamento possibili.
di riciclo di questa sostanza è la sua
essiccazione per ottenere una polvere
usata come additivo in mangimi o
integratori (spesso viene modificata
preventivamente la composizione
percentuale di lattosio o proteine così da
avere differenti specifiche). Nonostante
questa via sia relativamente semplice
e vantaggiosa, ignora la vera ricchezza
di questo scarto, ovvero una varietà di
proteine ad alto valore aggiunto dalle
molte applicazioni in campo medico
e nutraceutico. È stato osservato che
anche solo sottoporre il siero a un
primo passaggio di idrolisi (quindi di
rottura delle proteine più grandi) porta
alla solubilizzazione di aminoacidi
rari come il triptofano e la cisteina
e alla produzione di peptidi bioattivi,
corte catene (da 2 a 20 AA) dagli effetti
antitensivi, antimicrobici, antiossidanti e
immunomodulatori. Con un tale bacino
di possibilità, sembra quasi uno spreco
limitarsi a vendere la polvere di siero
come tale, ma non sempre la via più
affascinante e benefica è anche la più
perseguibile commercialmente, anche
se una maggiore consapevolezza e
informazione del produttore può aiutare
a prendere una scelta più articolata e
vantaggiosa nel lungo termine.
L’industria dei nutraceutici può trarre
enorme vantaggio dai peptidi bioattivi
ricavabili dal siero: basti pensare
a quante persone soffrono di alta
pressione o a quanto ci si senta a volte
bombardati da concetti come “radicali
liberi” e “invecchiamento cellulare”. Ma
per quanto potenzialmente remunerative,
queste strategie di valorizzazione non
sono le sole né le più proiettate al futuro.
UTILIZZO DI
MICRORGANISMI
Spesso è stato sfruttato il meccanismo
innato dell’induzione, una strategia
che permette a un microorganismo
di produrre un set di enzimi se rileva
un dato composto nel suo ambiente.
Tipicamente questi enzimi servono al
batterio o al lievito in questione per
consumare la data molecola (secondo la
logica “posso mangiarlo ma mi fabbrico
gli strumenti per farlo solo se lo rilevo”)
ma con l’ingegneria genetica posso
rimpiazzare i geni nativi che vengono
espressi, con altri geni di mio interesse
(esempio principe, l’insulina: dagli anni
’80 è prodotta per via batterica). Con
questa strategia si possono produrre
proteine utili come enzimi, anticorpi
o ormoni ma sono state progettate
strategie anche per produrre etanolo o
idrogeno, sempre a partire da versioni
modificate del noto Escherichia coli che
tutti noi ospitiamo nel nostro intestino.
In un futuro prossimo le industrie
casearie e i piccoli produttori potrebbero
rifornire le biofabbriche con il loro
principale prodotto di scarto, il siero,
che verrebbe interamente valorizzato
in un’economia che valuta non solo il
profitto, ma il ciclo vitale della materia
prima nella sua totalità: le possibilità
esistono e possono già diventare realtà.
Riferimenti
• www.greengrowthknowledge.org;
• https://ec.europa.eu “Bioeconomy: the European
way to use our natural resources” e “Green and
sustainable chemistry: framework manual”, United
Nations Environment Programme);
• Madadlou, Abbaspourrad (2018) Bioactive
whey peptide particles: An emerging class of
nutraceutical carriers; Taylor &Francis;
• Mann (2019) Whey Proteins: Bioactive Peptides
from Whey Proteins;
• Hermann Mobayed, Carraro Nunes et al
(2020) Effect of by-products from the dairy
industry as alternative inducers of recombinant
b-galactosidase expression. Biotechnol Lett.
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