I residui dei frantoi sono considerati una risorsa rinnovabile per la produzione di biosurfattanti

I ricercatori hanno scoperto un processo innovativo, economico e sostenibile dal punto di vista ambientale per riciclare i sottoprodotti di scarto dell'olio d'oliva trasformandoli in preziosi biosurfattanti.

La regione mediterranea, che comprende Spagna, Italia, Grecia e Tunisia, produce la stragrande maggioranza dell’olio d’oliva mondiale, il che comporta la generazione di ingenti quantità di rifiuti inquinanti durante il processo produttivo.

I ricercatori stanno attivamente cercando strategie per ridurre le ingenti quantità di sottoprodotti dei frantoi che siano sostenibili sia dal punto di vista ambientale che economico. La Spagna, in quanto principale produttore di olio d’oliva, ha concentrato in modo particolare i propri sforzi sulla riduzione di questo carico di rifiuti e del suo impatto sull’ambiente.
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Durante la fase di estrazione si produce una pasta nota come alpeorujo o residuo di frantoio (OMW). Questo rifiuto solido è una ricca fonte di polifenoli che presentano attività antimicrobica e, di conseguenza, inibiscono l’ulteriore riciclaggio biologico. Attualmente, l’alpeorujo viene utilizzato per la produzione di energia, ma tale impiego non è né produttivo né economicamente vantaggioso.

L’alpeorujo contiene inoltre elevate quantità di materiale lignocellulosico, olio residuo e minerali adatti come fonte di carbonio per la crescita batterica.

I biosurfattanti (BS) sono molecole tensioattive biologiche e biodegradabili prodotte tramite fermentazione in varie strutture chimiche quali glicolipidi, acidi grassi e fosfolipidi. Rappresentano inoltre alternative superiori ai tensioattivi sintetici grazie alla loro stabilità e alle loro prestazioni ottimali in condizioni ambientali estreme.

L’impiego di questi composti nel condizionamento del suolo, nell’industria alimentare, medica e farmaceutica ha ulteriormente aggiunto un valore inestimabile in quanto sostituto ecocompatibile dei tensioattivi prodotti chimicamente.

Tuttavia, gli elevati costi di sviluppo rappresentano un ostacolo alla produzione industriale su larga scala dei biosurfattanti ed è necessaria una notevole ottimizzazione dei processi per garantire la sostenibilità economica.

Una strategia adottata dall’agricoltura e dall’industria alimentare consiste nell’utilizzare prodotti di scarto quali oli esausti, acidi grassi e glicerolo come fonte di carbonio tramite fermentazione, al fine di ridurre i costi di produzione associati.

Questa idea ha portato un gruppo collaborativo di ricercatori provenienti dalla Spagna e dall’Irlanda all’uso innovativo dell’alpeorujo, ricco di carbonio, nella produzione di biosurfattanti attraverso i substrati di fermentazione delle specie batteriche Pseudomonas aeruginosa e Bacillus subtilis.

Con una svolta rivoluzionaria, gli stessi gruppi di ricerca hanno dimostrato che il pretrattamento idrolitico dell’OMW ha aumentato significativamente la biodisponibilità degli zuccheri presenti nell’alpeorujo, determinando un netto miglioramento nella produzione di biosurfattanti.

Gli scienziati hanno scoperto che, rispetto al pretrattamento acido o acido-enzimatico, la resa più elevata di tensioattivo si otteneva mediante il pretrattamento con idrolisi enzimatica del sottoprodotto di scarto.

Il gruppo ha inoltre dimostrato che l’uso dell’OMW come unica fonte di carbonio è paragonabile a quello del glucosio per la produzione di biosurfattanti, indicando la possibilità di una produzione su larga scala di biosurfattanti a un costo inferiore e con un substrato più efficiente.

Inoltre, la produzione di biosurfattanti non solo è migliorata significativamente con l’aumento della concentrazione di OMW, ma si è registrato anche un ciclo di produzione più rapido grazie al processo di pretrattamento idrolitico.

Gli scienziati hanno concluso che «un adeguato pretrattamento di idrolisi è un fattore chiave per una potenziale produzione industriale di biosurfattanti a partire dall’OMW».

I ricercatori hanno osservato che «mentre molti residui agroindustriali richiedono una qualche forma di pretrattamento fisico prima della fase di idrolisi, gli OMW sono già macinati, quindi il loro utilizzo eviterà questa fase ad alto consumo energetico. Ciò conferisce un grande vantaggio rispetto ad altri rifiuti agroindustriali lignocellulosici in un futuro sviluppo di un processo di produzione di biosurfattanti economicamente vantaggioso».