È un’incredibile tragedia che un terzo del cibo del mondo venga sprecato. Per metterlo in prospettiva, ci vorrebbe un’area delle dimensioni della Cina per coltivare così tanto cibo e se lo spreco alimentare fosse un paese sarebbe il terzo produttore mondiale di gas serra.
Ridurre la quantità di cibo che scartiamo è un imperativo: è una grave minaccia per il nostro clima, la sicurezza alimentare e l’economia globale. Tutti possono svolgere un ruolo nell’affrontare questo problema eliminando gli sprechi alimentari non necessari.
Un modo per avvicinarsi a questo obiettivo è utilizzare una gerarchia di gestione dei rifiuti alimentari. La prima priorità è ridurre al minimo gli sprechi o ridistribuire i rifiuti inevitabili agli animali affamati.
Ma una grande quantità di rifiuti alimentari non è commestibile, perché è stata contaminata o è un coprodotto non commestibile dell’industria alimentare come bucce di cipolla o gusci di fave di cacao. Questi prodotti vengono quindi riciclati per scopi di valore relativamente basso (come produrre fertilizzanti o generare energia) o smaltiti in discarica.
Ma una nuova categoria sta emergendo in questa gerarchia: il riciclaggio che conserva il valore delle molecole alimentari in modo che possano ancora essere utilizzate per lo scopo previsto di fornire benefici per la salute e nutrizionali. Un esempio di questo è la produzione di prebiotici.
Cibo per l’intestino
I prebiotici sono un gruppo di nutrienti (per lo più carboidrati) che sono resistenti alle condizioni acide presenti nell’intestino umano e stimolano la crescita di batteri benefici. Vari tipi di questi carboidrati non digeribili si trovano naturalmente in frutta e verdura come asparagi, cicoria, topinambur, fagioli, ceci, banane e mele. Il latte umano è anche noto per essere ricco di oligosaccaridi prebiotici (uno zucchero semplice), che ha dimostrato di promuovere un gruppo specifico di microrganismi intestinali benefici chiamati bifidobatteri.
È stato dimostrato che il consumo di prebiotici migliora la salute generale dell’apparato digerente migliorando l’assorbimento di micronutrienti come il calcio, modificando la velocità con cui determinati alimenti portano a picchi di zucchero nel sangue e migliorando la funzione di barriera dell’intestino.
Soprattutto, i prebiotici supportano il sistema immunitario aumentando il numero di microrganismi protettivi nell’intestino e diminuendo i batteri nocivi. E i vantaggi non si fermano qui: la crescita di batteri sani che utilizzano i prebiotici come fonte di energia porta alla produzione di piccole molecole chiamate acidi grassi a catena corta, che entrano nella circolazione sanguigna e apportano benefici al sistema immunitario, cardiovascolare e nervoso centrale.
Sebbene i prebiotici esistano naturalmente negli alimenti, di solito si trovano in basse quantità. Ecco perché gli scienziati stanno cercando modi alternativi per produrli su larga scala in modo che possano essere utilizzati come integratori o per fortificare i prodotti alimentari esistenti.
Produrre prebiotici dai rifiuti alimentari
La maggior parte degli oligosaccaridi prebiotici per integratori sono prodotti commercialmente utilizzando enzimi, che sono catalizzatori biologici che accelerano la velocità delle reazioni chimiche. Gli enzimi possono funzionare in vari modi, dalla scomposizione di grandi carboidrati in oligosaccaridi prebiotici, alla sintesi di oligosaccaridi da zuccheri semplici come glucosio e galattosio.
Ma al giorno d’oggi diverse industrie stanno spostando l’attenzione sulla sintesi dei nutrienti in modo sostenibile utilizzando microrganismi o enzimi che crescono sui rifiuti dell’industria alimentare o sviluppando tecnologie più rispettose dell’ambiente.
Ci sono alcune prove che la pectina oligosaccaridi, che sono state prodotte da carboidrati estratti da alcuni rifiuti alimentari come la buccia di patate, potrebbero essere usati per fare un prebiotico, ma finora è stato fatto solo su piccola scala in un ambiente di laboratorio.
Questi carboidrati non potevano essere estratti dai rifiuti alimentari utilizzando i processi esistenti su scala industriale, il che significa che fino ad ora non è stato possibile produrre quantità sufficientemente grandi di pectina oligosaccaridi dai rifiuti alimentari per testarne le proprietà prebiotiche nei test sull’uomo. Questo è stato un grosso ostacolo, quindi dal 2016 hanno lavorato per sviluppare un nuovo processo per estrarre i carboidrati target dagli scarti di patate su larga scala.
Il processo utilizza la tecnologia a microonde e, poiché è alimentato elettricamente, significa che possono utilizzare fonti di energia rinnovabile anziché fare affidamento sulla combustione di combustibili fossili. A differenza di simili processi di estrazione su scala industriale che utilizzano acidi per estrarre le molecole bersaglio, questo processo utilizza solo acqua come solvente. L’acqua si diffonde nel materiale vegetale, dove le pectine vengono rilasciate dalla parete cellulare vegetale e si dissolvono nell’acqua.
Quindi, ora siamo in grado di estrarre quantità sufficienti di pectina oligosaccaridi per testare la loro attività prebiotica e stiamo utilizzando una serie di diversi materiali di scarto alimentare oltre agli scarti di patate, come polpa di barbabietola da zucchero e sansa di mela, che sono importanti co-prodotti dell’industria alimentare. E la parte migliore è che utilizziamo solo energia elettrica e acqua, senza energia fossile e senza sostanze chimiche tossiche.
Con questa nuova tecnologia, si spera di produrre una nuova gamma di nuovi prodotti prebiotici. Ciò farà bene alla nostra salute e ci aiuterà anche a ridurre l’impatto dei rifiuti alimentari sull’ambiente.
Autore
Eleanor Binner, Università di Nottingham, Afroditi Chatzifragkou, Università di Reading
