La varietà raggiunta negli ultimi anni dai regimi alimentari richiede alimenti dall’ elevata composizione nutrizionale, ricchi quindi in molecole e proteine in grado di rispondere a determinati funzioni nutrizionali e nutraceutiche. In particolare quando parliamo di nutraceutici facciamo riferimento a sostanze derivanti da piante, agenti microbici e alimenti che non solo racchiudono il valore nutrizionale di base ma anche ulteriori benefici. Lo scopo di questi prodotti è quello di sfruttare un’ azione comune a tutti gli alimenti, quella cioè offerta dalla presenza di molecole in grado di favorire i processi fisiologici del nostro organismo. Molecole che combinano in se una doppia azione nutrizionale e farmacologica, tra le quali rientrano vitamine, amminoacidi, minerali in grado di interagire con i processi fisiologici dell’ organismo, o estratti naturali con azione farmaco simile. Più in dettaglio i nutraceutici possono essere alimenti funzionali contenenti nutrienti benefici, alimenti fortificati ai quali la tecnologia alimentare permette di aggiungere nutrienti come sale iodato o omega tre, e i più classici integratori alimentari, formulati nei quali i nutrienti presenti in grandi quantità hanno lo scopo di correggere carenze nutrizionali.

Nel segmento della nutraceutica e degli alimenti ad elevato valore aggiunto si inserisce Provide, Protein and biomolecules sources for nutritional security and biodiversity of bakery products in a circular food system. Il progetto partito nel 2019 per concludersi nel dicembre 2023 – è finanziato nell’ambito del programma ERA-NET SUSFOOD2 and CORE Organic Cofunds Joint Call 2019 – “Towards sustainable and organic food systems” – Topic 1: Resource-efficient, circular and zero-waste food systems, annovera numerosi partner scientifici ed istituzionali europei ed extraeuropei :

• Italia : ENEA, Ministero per le Politiche Agricole e per la Sovranità Alimentare.
• Germania : Technical University di Monaco – Analitical Food Chemistry, con il Dott. Michael Rychlik Ministero del cibo e dell’ agricoltura.
• Romania : Istituto Nazionale di Ricerca e Sviluppo per le biorisorse alimentari di Bucarest rappresentato dalla Dott.ssa Natasia Belc; Unità esecutiva per il finanziamento dell’ educazione superiore, ricerca, sviluppo e innovazione.
• Norvegia : Consiglio delle Ricerche, Ministero dell’ Educazione Nazionale, della formazione professionale e dell’ insegnamento professionale.
• Marocco : Chouaib Doukkali University, Ministero dell’ Educazione Nazionale della formazione professionale, dell’ insegnamento superiore e della ricerca scientifica.

Tra i partner scientifici, per l’ Italia ENEA, in particolare il gruppo della Divisone Biotecnologie e Agroindustria con la  responsabile, la Dott.ssa Claudia Zoani, del quale fanno parte anche Chiara Nobili, Ombretta Presenti, Daniele Pizzichini, Gian Paolo Leone, Stefano Rinaldi.

La necessità di diete che siano le più varie e complete possibili sotto l’aspetto nutrizionale, si scontra con l’ aumento della popolazione, l’ urbanizzazione e il conseguente incremento della classe media, forte consumatrice di carne, nonchè con l’ impatto ambientale ad essa collegato. Per questo è necessario rendere sostenibile anche il sistema alimentare, e una delle strade da percorrere è rappresentata dalla ricerca su fonti proteiche e nutrizionali alternative. Negli ultimi anni si stanno testando a questo scopo insetti, micro alghe, analoghi proteici di prodotti carnei e lattiero caseari, vegetali, legumi, semi, carne coltivata, proteine fungine (mycoproteine).

La ricerca di alternative alle fonte proteiche tradizionali potrebbe rappresentare il futuro del settore, ma soprattutto nel caso di insetti e carne coltivata, desta non poche perplessità, scontrandosi con la ritrosia dei singoli paesi e delle istituzioni europee sempre più convinte che un loro impiego su larga scala possa creare un danno alle produzioni locali e al made in e che sia necessaria una maggiore regolamentazione.

Grazie al progetto Provide, si stanno testando prodotti da forno dall’ elevato valore nutrizionale le cui materie prime sono rappresentate da sottoprodotti della filiera agro/alimentare Quest’ ultimi per loro natura non confliggano con le fonti proteiche tradizionali e di più comune impiego, come la carne, non provocano sconvolgimenti in termini di sostenibilità ambientale e rappresentano un esempio virtuoso di economia circolare. Per meglio comprendere quali possano essere le alternative più idonee, così da creare una nuova gamma di alimenti, è necessario conoscerne la composizione nutrizionale di questi prodotti che si intende rendere più appetibili sotto l’ aspetto alimentare.

Le proteine che, come nel caso del pane, per l’ 85% sono rappresentate da glutine mentre per il restante 15% da albumine e globuline. Il glutine, in particolare, svolge un ruolo importante nel mantenimento della forza dell’ impasto, nella ritenzione di gas e acqua e nella viscoelasticità, aspetto quest’ ultimo che garantisce caratteristiche sia viscose che elastiche in seguito ad una deformazione. È quindi necessario scegliere la giusta fonte proteica in grado di “fortificare” i prodotti da forno, dato che tradizionalmente quest’ ultime provenivano da fonti animali, soprattutto uova e latticini e sostituirle con proteine vegetali o fonti meno conosciute. La strada da percorrere potrebbe essere quella di puntare su fonti proteiche per così dire secondarie, rappresentate ad esempio da pseudo cereali, quali grano saraceno, quinoa, amaranto, che però per la loro composizione chimica necessitano di processi tecnologici specifici.

Ulteriore elemento di innovazione del progetto, proprio per l’ utilizzo di sottoprodotti (o scarti) ricavati da varie industrie alimentari, è la sua circolarità. Tra questi rientrano quelli dell’ industria birraria, in particolare residui di fermentazione, dell’ industria lattiero casearia, siero di latte, della pollicoltura, ma anche semi oleaginosi, e il fico d’ india. In particolare elevati sono i quantitativi di sottoprodotti della filiera lattiero casearia con 180 – 190 milioni di tonnellate e quella birraria con 40 milioni di tonnellate. Per quanto concerne la filiera lattiero casearia è stato studiata la presenza di molecole bioattive del siero di latte. Il siero contiene per il 94% acqua di latte e per il restante 6% solidi disciolti. Inoltre le proteine che lo costituiscono, lattosio e riboflavina, presentano un profilo aminoacidico unico oltre ad essere altamente digeribili e solubili a vari intervalli di pH.

I sottoprodotti dell’ industria birraria, sono ricchi in proteine e fibre, in particolare betaglucani, composti aromatici, sostanze volatili e una elevata quantità di amminoacidi essenziali. La frazione insolubile è invece rappresentata da lignina e da polisaccaridi non amidacei (cellulosa ed emicellulosa), caratterizzati dalla capacità di ritenzione idrica e quindi importanti nella regolazione della funzionalità intestinale. Le fibre insolubili sono costituite da polisaccaridi non amilacei di tipo non cellulosico (betaglucani) con funzioni nella riduzione del colesterolo nel sangue, il rallentamento dello svuotamento gastrico e l’ immunostimolazione.

Il progetto necessità di essere sostenibile in ogni sua fase, tra queste quelle dell’ estrazione e della separazione di componenti ad elevato valore aggiunto, da utilizzare in prodotti da forno. Tra le tecniche impiegate rientrano in particolare l’ utilizzo di CO₂ supercritica e l’ estrazione a membrana, entrambe caratterizzate dal basso impatto ambientale.  Nel primo caso agendo a temperatura e pressione superiore alla temperatura critica è possibile, in condizioni di atossicità estrarre polifenoli, flavonoidi e composti volatili in particolare da semi oleosi, nel secondo di separare proteine dal siero dal latte e delle fibre dal grano esausto dei birrifici senza il ricorso ad additivi chimici.

Anche il fico d’ india è ricco di nutrienti, fibre, proteine, carboidrati e minerali, ma anche sostanze quali isoramnetina, quercitina e flavonoidi con potenziale antiossidante e proprietà antiulcerogeniche e antiaterogeniche. In ultimo la pollicoltura, produce tra i 4,3 e i 5,6 milioni di tonnellate di sottoprodotti, derivanti dalle varie parti degli animali, testa, piedi, viscere, piume, sangue, dei quali circa l’ 80% è impiegato come mangimi sotto forma di farine di piume e di sangue.

Le attività svolte hanno riguardato prove di panificazione per la produzione di ulteriori prodotti da forno, test per l’ accettabilità di quest’ ultimi da parte dei consumatori sottoforma di questionari e prove di degustazione, analisi su possibilità di simbiosi industriale, elaborazione di piani di sostenibilità e strategie per l’ implementazione delle nuove soluzioni tecnologiche in determinate aree di produzione, predisposizione di materiale destinati agli operatori industriali ma anche ad un pubblico più ampio e variegato. Sono state valutate le proprietà tecnico funzionali dei formulati quali consistenza, viscosità, ecc, ma anche quelle benefiche per la salute grazie ad analisi citogenetiche e molecolari, modelli di digestione e saggi in vitro. È necessario che le materie prime rispondano ad elevati standard sotto il profilo della qualità e della sicurezza per i consumatori e deve esserne seguita la loro evoluzione fino all’ ottenimento dei prodotti finali così da verificarne l’ impiego a fine alimentari.

Infine sono state svolte attività di disseminazione, l’ ultima delle quali lo scorso 22 maggio 2023, “Evolution beyond Innovation in Circular Food Systems” organizzata da ENEA e Metrofood presso l’ Università la Sapienza di Roma. In quest’ occasione oltre alla presentazione dei primi risultati del progetto è stata fatta una disamina in merito a vari aspetti ad esso legati, in particolare l’ accettazione da parte dei consumatori di nuovi ingredienti e prodotti, la circolarità per la mitigazione e la prevenzione degli sprechi alimentari, aspetto presentato della Dott.ssa Chiara Nobili di ENEA, l’ implementazione di una piattaforma per la tracciabilità della filiera tramite Blockchain. Disseminazione dei risultati del progetto che dovrebbe concludersi con un evento finale, in programma indicativamente nel mese di novembre in Norvegia.