Bioeconomia e upcycling: come trasformare i sottoprodotti alimentari in risorse con i gas tecnici

L’industria alimentare globale si trova di fronte a un paradosso insostenibile: mentre la domanda di cibo cresce in modo esponenziale, ogni anno, solo all’interno dell’Unione Europea, vengono sprecate circa 89 milioni di tonnellate di alimenti, generando un danno economico stimato in 143 miliardi di euro¹. A livello globale, questo spreco contribuisce all’8-10% delle emissioni totali di gas serra².

Per mitigare questo impatto, il Foodtech sta virando verso un nuovo paradigma: la bioeconomia circolare rigenerativa: in questo ecosistema, le biomasse residue non sono più considerate un problema di smaltimento, ma la spina dorsale per la creazione di nuovi ingredienti funzionali. 

È qui che entra in gioco l’upcycling (o superciclo), un processo che necessita di tecnologie avanzate e dove l’impiego dei gas tecnici gioca un ruolo decisivo, ma spesso invisibile.

Bioeconomia e upcycling: il valore nascosto nei sottoprodotti

La sola lavorazione di frutta e ortaggi rappresenta circa il 50% dei sottoprodotti organici generati dall’industria alimentare1. Scarti come bucce, crusche, polpe e sieri sono in realtà miniere di molecole preziose: proteine, lipidi, carboidrati, fibre alimentari e composti bioattivi (come i polifenoli ad azione antiossidante)₃.

Estrarre e valorizzare queste macromolecole permette di sviluppare nuovi modelli di business circolari₄, trasformando l’onere dello smaltimento in materie prime seconde per l’industria nutraceutica, farmaceutica, cosmetica e dei biopolimeri per il confezionamento. L’Italia, in questo scenario, gioca un ruolo di primo piano: la bioeconomia nazionale genera oggi un fatturato di circa 328 miliardi di euro, supportando oltre due milioni di posti di lavoro⁵.

Il gap tecnologico: la stabilizzazione della biomassa

Nonostante l’enorme potenziale, lo sfruttamento commerciale dei sottoprodotti agricoli e industriali è ancora limitato. Il motivo è prettamente tecnico: questi scarti presentano un elevatissimo contenuto di acqua, un’estrema tendenza alla rapida ossidazione e una forte suscettibilità al deterioramento enzimatico e microbico¹.

Per poter estrarre o far fermentare i nutrienti residui, la biomassa deve essere stabilizzata immediatamente dopo lo scarto. È esattamente in questo snodo critico che i gas tecnici intervengono come coadiuvanti tecnologici insostituibili.

Il ruolo dei gas tecnici nella valorizzazione degli scarti

Per chiudere il ciclo produttivo, le tecnologie di separazione e fermentazione devono essere supportate da atmosfere ingegnerizzate e fluidi di processo. I principali interventi includono:

• blocco enzimatico tramite surgelazione criogenica: per preservare intatti i composti bioattivi sensibili al calore (termolabili) prima della loro estrazione, la biomassa deve essere abbattuta termicamente in tempi rapidissimi. L’impiego di azoto liquido (N₂) o anidride carbonica (CO₂) per l’abbattimento e la surgelazione criogenica blocca istantaneamente l’ossidazione e la degradazione batterica, garantendo un substrato perfetto per le successive lavorazioni;
• criomacinazione: la frantumazione dei residui solidi genera calore per attrito, rischiando di bruciare gli oli essenziali o le proteine. L’immissione di fluidi criogenici nei mulini di macinazione permette di ottenere polveri finissime senza alterarne il profilo nutrizionale;
• supporto alle fermentazioni allo stato solido (SSF): come visto affrontando il tema della fermentazione allo stato solido, gli scarti agricoli sono il terreno di coltura ideale per funghi e batteri in grado di produrre bioplastiche, acidi organici e proteine alternative₃. Per massimizzare le rese di questi bioreattori, è fondamentale asportare il calore metabolico in eccesso tramite neve carbonica e gestire accuratamente i flussi di ossigenazione;
• inertizzazione post-estrazione: una volta isolati i peptidi bioattivi o gli estratti antiossidanti, questi vanno protetti dall’aria. L’uso di gas inerti (azoto o argon) garantisce la stabilità del prodotto upcycled durante lo stoccaggio e la successiva shelf-life.

Ricerca e scalabilità con l’Atelier Alimentare

La vera sfida per l’industria food & beverage B2B non è solo ideare una soluzione di upcycling, ma renderla sicura, scalabile ed economicamente vantaggiosa. Ottimizzare le condizioni di processo richiede l’acquisizione e la gestione di big data in grado di far dialogare fluidodinamica, microbiologia e chimica degli alimenti₂.

È con questo approccio che i ricercatori, i biologi e i tecnologi del Food Team di MedicAir operano all’interno dell’Atelier Alimentare: attraverso test rigorosi, lo studio personalizzato delle interazioni tra gas tecnici e matrici complesse permette di superare i limiti fisiologici degli scarti, trasformandoli definitivamente da onere a risorsa strategica ad alto valore aggiunto.

Fonti

1. Libera Università di Bolzano, Centro di Competenza internazionale sulle Fermentazioni degli Alimenti. Riciclo di sottoprodotti e scarti alimentari e valorizzazione di materie prime alternative.
2. Girotto F., Beggio G. (2025). From burden to backbone: the regenerative potential of food waste through digital, biological, and technological innovation. Frontiers in Nutrition. 
3. Politecnico di Torino, Dottorato di Ricerca in Ingegneria Chimica. Valorizzazione di scarti e sottoprodotti dell’industria alimentare.
4. Donner M., Gohier R., et al. (2020). A new circular business model typology for creating value from agro-waste. Science of The Total Environment.
5. Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR). Programma Nazionale per la Ricerca 2021-2027. Allegato esteso: Prodotti alimentari, bioeconomia, risorse naturali, agricoltura, ambiente.