Makinglife n.4 2023
Nell'ottica dell'economia circolare, il semplice recupero e riutilizzo dei prodotti non è più sufficiente. È fondamentale ricavare dagli scarti e dai sottoprodotti il massimo valore possibile. Ad esempio valorizzando i composti bioattivi contenuti negli scarti agroalimentari per produrre sostanze attive da utilizzare per la nutraceutica, la cosmesi e l’industria alimentare.
Nell'ottica dell'economia circolare, il semplice recupero e riutilizzo dei prodotti non è più sufficiente. È fondamentale ricavare dagli scarti e dai sottoprodotti il massimo valore possibile. Ad esempio valorizzando i composti bioattivi contenuti negli scarti agroalimentari per produrre sostanze attive da utilizzare per la nutraceutica, la cosmesi e l’industria alimentare.
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makinglife | settembre <strong>2023</strong><br />
Una ingente risorsa<br />
Il siero è la frazione liquida che rimane dopo il processo di caseificazione. Dal punto di vista chimico, questa reazione<br />
consiste nella rottura proteolitica delle molecole di caseina-k da parte degli enzimi del caglio, con conseguente<br />
aggregazione delle altre caseine. La caseina-k, infatti, stabilizza la formazione di micelle, come nel sapone, e la sua<br />
rottura causa l’aggregazione di proteine e lipidi col calcio contenuto nel latte. La caseificazione per via chimica segue<br />
una strada leggermente diversa poiché si mira a solubilizzare i metalli contenuti nelle micelle tramite protonazione<br />
(ambiente acido, appunto) dei gruppi fosfato delle caseine, ma è un processo molto meno utilizzato della tradizionale<br />
cagliatura (caglio animale o sintetico). Il risultato è un liquido contenente principalmente proteine e zuccheri, lattosio in<br />
primis, con concentrazioni minori di sali minerali e lipidi.<br />
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<br />
2020, in Europa ne è stato prodotto un volume stimato di 55,5 milioni di tonnellate. Anche solo considerando l’Italia,<br />
con le sue circa 13.000 tonnellate di latte di vacca e 1.200 tonnellate di formaggio bovino prodotte nel 2022 (dati Istat),<br />
risulta chiaro l’enorme volume di questo sottoprodotto e l’onere che la sua gestione comporta. Le problematiche del<br />
siero non si limitano a questo: esiste un parametro, abbreviato in BOD, che indica la quantità di ossigeno richiesta da<br />
una popolazione microbica per consumare il contenuto organico di un liquido o soluzione: rappresenta, dunque, una<br />
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<br />
latte supera ampiamente il limite di 0,6 g/l imposto dall’UE per le fognature non trattate.<br />
Fortunatamente, proprio in virtù di questo suo abbondante contenuto organico, il siero di latte ha numerose vie di<br />
valorizzazione e sfruttamento possibili.<br />
di riciclo di questa sostanza è la sua<br />
essiccazione per ottenere una polvere<br />
usata come additivo in mangimi o<br />
integratori (spesso viene modificata<br />
preventivamente la composizione<br />
percentuale di lattosio o proteine così da<br />
avere differenti specifiche). Nonostante<br />
questa via sia relativamente semplice<br />
e vantaggiosa, ignora la vera ricchezza<br />
di questo scarto, ovvero una varietà di<br />
proteine ad alto valore aggiunto dalle<br />
molte applicazioni in campo medico<br />
e nutraceutico. È stato osservato che<br />
anche solo sottoporre il siero a un<br />
primo passaggio di idrolisi (quindi di<br />
rottura delle proteine più grandi) porta<br />
alla solubilizzazione di aminoacidi<br />
rari come il triptofano e la cisteina<br />
e alla produzione di peptidi bioattivi,<br />
corte catene (da 2 a 20 AA) dagli effetti<br />
antitensivi, antimicrobici, antiossidanti e<br />
immunomodulatori. Con un tale bacino<br />
di possibilità, sembra quasi uno spreco<br />
limitarsi a vendere la polvere di siero<br />
come tale, ma non sempre la via più<br />
affascinante e benefica è anche la più<br />
perseguibile commercialmente, anche<br />
se una maggiore consapevolezza e<br />
informazione del produttore può aiutare<br />
a prendere una scelta più articolata e<br />
vantaggiosa nel lungo termine.<br />
L’industria dei nutraceutici può trarre<br />
enorme vantaggio dai peptidi bioattivi<br />
ricavabili dal siero: basti pensare<br />
a quante persone soffrono di alta<br />
pressione o a quanto ci si senta a volte<br />
bombardati da concetti come “radicali<br />
liberi” e “invecchiamento cellulare”. Ma<br />
per quanto potenzialmente remunerative,<br />
queste strategie di valorizzazione non<br />
sono le sole né le più proiettate al futuro.<br />
UTILIZZO DI<br />
MICRORGANISMI<br />
Spesso è stato sfruttato il meccanismo<br />
innato dell’induzione, una strategia<br />
che permette a un microorganismo<br />
di produrre un set di enzimi se rileva<br />
un dato composto nel suo ambiente.<br />
Tipicamente questi enzimi servono al<br />
batterio o al lievito in questione per<br />
consumare la data molecola (secondo la<br />
logica “posso mangiarlo ma mi fabbrico<br />
gli strumenti per farlo solo se lo rilevo”)<br />
ma con l’ingegneria genetica posso<br />
rimpiazzare i geni nativi che vengono<br />
espressi, con altri geni di mio interesse<br />
(esempio principe, l’insulina: dagli anni<br />
’80 è prodotta per via batterica). Con<br />
questa strategia si possono produrre<br />
proteine utili come enzimi, anticorpi<br />
o ormoni ma sono state progettate<br />
strategie anche per produrre etanolo o<br />
idrogeno, sempre a partire da versioni<br />
modificate del noto Escherichia coli che<br />
tutti noi ospitiamo nel nostro intestino.<br />
In un futuro prossimo le industrie<br />
casearie e i piccoli produttori potrebbero<br />
rifornire le biofabbriche con il loro<br />
principale prodotto di scarto, il siero,<br />
che verrebbe interamente valorizzato<br />
in un’economia che valuta non solo il<br />
profitto, ma il ciclo vitale della materia<br />
prima nella sua totalità: le possibilità<br />
esistono e possono già diventare realtà.<br />
Riferimenti<br />
• www.greengrowthknowledge.org;<br />
• https://ec.europa.eu “Bioeconomy: the European<br />
way to use our natural resources” e “Green and<br />
sustainable chemistry: framework manual”, United<br />
Nations Environment Programme);<br />
• Madadlou, Abbaspourrad (2018) Bioactive<br />
whey peptide particles: An emerging class of<br />
nutraceutical carriers; Taylor &Francis;<br />
• Mann (2019) Whey Proteins: Bioactive Peptides<br />
from Whey Proteins;<br />
• Hermann Mobayed, Carraro Nunes et al<br />
(2020) Effect of by-products from the dairy<br />
industry as alternative inducers of recombinant<br />
b-galactosidase expression. Biotechnol Lett.<br />
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