Università Sapienza di Roma, Dipartimento di Chimica e Tecnologia del Farmaco, Dipartimento di Medicina Sperimentale.
Di crescente interesse a livello internazionale e nazionale è la problematica relativa alla possibilità di riciclo degli scarti e dei sottoprodotti di lavorazione dei settori industriali e in particolare modo del settore agroalimentare. Tale comparto insieme all’industria di trasformazione degli alimenti produce considerevoli quantità di scarti in tutta la catena produttiva. La grande quantità di scarti prodotti lungo la filiera alimentare partendo dall’ambito agricolo, di trasformazione industriale fino al contesto domestico, ha destato negli ultimi anni una forte preoccupazione anche nell’opinione pubblica, perché il trattamento convenzionale degli scarti alimentari comporta notevoli impatti economici e ambientali.
Le Istituzioni Europee e nazionali hanno quindi intrapreso un percorso per proporre soluzioni innovative al fine di ridurre al minimo gli scarti alimentari. Una possibile soluzione è la proposta di processi che conducano alla valorizzazione dei suddetti scarti attraverso il recupero di composti bioattivi ancora ivi presenti, tramutando questi scarti da costo per i loro smaltimento, in vantaggio per le aziende e per il territorio in termini di sostenibilità ambientale, sociale ed economica. Infatti, la transizione verso un’economia più circolare è al centro dell’Agenda Europea 2030 per l’efficienza di utilizzo delle risorse e per una crescita intelligente, sostenibile e inclusiva. Nell’ambito della programmazione 2021-2027, la Regione Lazio ha delineato la propria Strategia per la specializzazione intelligente (Smart Specialisation Strategy – RIS3) attraverso un approccio innovativo mirato a favorire la crescita e l’occupazione con linee di indirizzo per lo sviluppo sostenibile e la riduzione delle disuguaglianze. La strategia mira a favorire il dialogo tra gli attori coinvolti nel processo di innovazione e ricerca, per identificare nuove traiettorie allo scopo di creare un vantaggio competitivo e sviluppando i punti di forza del sistema regionale.
In tale contesto si inserisce il progetto di ricerca finanziato dalla Regione Lazio e cofinanziato dall’Unione Europea: “Ri-cicloHorto”, valorizzazione degli scarti agroalimentari del comparto ortofrutticolo del Lazio: dai biostimolanti per l’agricoltura agli integratori per la salute umana”.
Ri-cicloHorto vede il coinvolgimento di tre Organismi di Ricerca:
il Dipartimento di Chimica e Tecnologia del Farmaco (prof. Luisa Mannina responsabile scientifico del progetto) della Sapienza Università di Roma con il coinvolgimento della prof.ssa Anna Maria Giusti del Dipartimento di Medicina Sperimentale; il Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (Responsabile scientifico prof. Enio Campiglia) dell’Università degli Studi della Tuscia e l’Istituto per i Sistemi Biologici (Responsabile scientifico Dr Anatoly Sobolev) del CNR di Roma.
Allo svolgimento del progetto hanno collaborato anche ricercatori del Dipartimento di Management e del Dipartimento di Fisiologia e Farmacologia “V Erspamer” dell’Università Sapienza di Roma.
Il progetto ha previsto l’arruolamento di tre giovani ricercatori. Hanno infatti, collaborato al progetto tre assegnisti (Dr Mattia Spano, Dr Erica Acciaro e Dr Roberto Giulianelli) ed una borsista di ricerca (Dr Federica Proietti).
La proposta del progetto e la sua realizzazione è scaturita dalla constatazione che la produzione nazionale di scarti vegetali (escluse le colture arboree e le produzioni legnose forestali), stimata all’anno 2011, ammonta a circa 13,3 milioni di tonnellate di sostanza secca, di cui più di 6 milioni ritenute disponibili per eventuali forme di valorizzazione.
Nel Lazio, la filiera ortofrutticola rappresenta il 53% dell’intera produzione agricola della regione e la quantità di scarti è molto rilevante. A tale proposito, Ri-cicloHorto ha come obiettivo il recupero e la valorizzazione di scarti vegetali provenienti da due specie ortive molto diffuse nella Regione Lazio quali carciofo e cavolfiore. Questi scarti sono ricchi di composti bioattivi che, opportunamente estratti e trattati, possono essere recuperati e impiegati in diversi settori, da quello agricolo a quello farmaceutico, nutraceutico e cosmetico. Infatti, il progetto ha finalizzato la valorizzazione dei prodotti di scarto vegetali attraverso la produzione di prototipi di biostimolanti per le colture e la formulazione di integratori per la salute umana.
Il progetto ha previsto l’articolazione delle seguenti fasi:
- La caratterizzazione della composizione chimica degli scarti del carciofo e del cavolfiore attraverso un approccio multimetodologico che si avvale di tecniche analitiche complementari convenzionali e non convenzionali e che ha consentito di individuare componenti biologicamente attive e potenzialmente utili per la produzione di biostimolanti per l’agricoltura ed integratori alimentari per la salute umana.
- La preparazione di formulazioni di biostimolanti per l’agricoltura e la valutazione delle stesse: a) sulla germinazione di alcuni tipi di semi in laboratorio; b) sullo sviluppo e la produzione di colture ortive allevate in serra e in pieno campo.
- La preparazione di formulazioni di integratori alimentari e la valutazione del loro profilo chimico-nutrizionale e biologico per un possibile utilizzo nell’ambito nutraceutico e nel wellbeing per l’uomo. In fase di formulazione, è stata valutata, in vitro, la citoprotezione degli estratti degli scarti vegetali verso il danno ossidativo su linee cellulari umane immortalizzate, e l’attività anitumorale degli stessi scarti su cellule umane di linee tumorali di pancreas, mammella e vie biliari.
- E’ stata inoltre, valutata la sicurezza d’uso degli scarti vegetali attraverso test di qualità e freschezza (ricerca delle ammine biogene, ricerca di metalli pesanti, pesticidi, PCB, IPA, etc).
- Ulteriormente è stata effettuata l’analisi degli impatti ambientali relativi alla produzione di carciofo e cavolfiore, in rapporto al sottoprodotto di lavorazione che ne giustificherebbe il loro riutilizzo attraverso la produzione di biostimolanti, tale produzione, infatti, mitigherebbe gli impatti totali associati ai sottoprodotti
L’approccio multimetodologico per l’analisi dei prodotti di scarto ha consentito di produrre un’integrazione dei dati ottenuti che ha permesso l’accrescimento delle conoscenze nell’ambito del profilo metabolomico, dell’attività biologica degli scarti (testata in vitro) e nell’ambito della qualità e freschezza dei sottoprodotti.
I risultati del progetto Ri-cicloHorto sono stati presentati al Workshop che si è tenuto il 24 febbraio 2023 presso il Dipartimento di Chimica e Tecnologia del Farmaco della Sapienza Università di Roma. Il Workshop ha visto la partecipazione di esperti di differenti discipline: sono infatti, intervenuti oltre ai ricercatori coinvolti nel progetto, anche ricercatori provenienti da altri Enti e Organismi di Ricerca, nonché alcuni stakeholder dei comparti di interesse. Il workshop ha rappresentato una giornata di confronto sull’applicabilità immediata dei risultati ottenuti in termini di vantaggi sia a livello agronomico che di salute e benessere dell’uomo nella prospettiva di una economia circolare.
Dopo i saluti Istituzionali del Prorettore alle Politiche per l’Internazionalizzazione, Università Sapienza di Roma prof. Bruno Botta, del Preside della Facoltà di Farmacia e Medicina prof. Carlo Della Rocca, del Direttore del Dip. di Chimica e Tecnologia del Farmaco, prof Claudio Villani e del Direttore dell’Istituto per i Sistemi Biologici del CNR prof. Zeineb Aturki, è stato presentato il progetto dal responsabile scientifico prof. Luisa Mannina (Dip. Chimica e Tecnologia del Farmaco) e dai responsabili delle Unità operative proponenti, ovvero prof. Enio Campiglia della Tuscia e Dr Anatoly Sobolev del CNR (Montelibretti). Il programma del workshop articolato in 2 sessioni, è stato strutturato per richiamare le diverse fasi di cui il progetto si è composto, ovvero gli interventi dei diversi relatori hanno spaziato dalla caratterizzazione della composizione chimica degli scarti di carciofo e cavolfiore per l’individuazione di componenti potenzialmente utili per la produzione di biostimolanti per l’agricoltura e integratori alimentari per la salute umana, alla valutazione dell’efficacia dei biostimolanti nell’ orticoltura sia in campo che in serra, alla valutazione del profilo chimico-nutrizionale e biologico degli estratti degli scarti vegetali in luogo delle formulazioni come possibili integratori. A chiudere i lavori del workshop, la presentazione degli studi della qualità e della valutazione degli impatti ambientali dei sottoprodotti di lavorazione di cavolfiore e carciofo e la valorizzazione dei residui agroalimentari nel rispetto del green deal.
Le parole chiave del Workshop sono state: recupero di composti bioattivi, valorizzazione degli scarti vegetali, sostenibilità ambientale, qualità e freschezza dei sottoprodotti, biostimolanti per l’agricoltura, attività biologica, proprietà farmacologiche-nutraceutiche, integratori e benessere per l’uomo, life cycle assesment, economia circolare, transizione verde.