La produzione mondiale di olio d’oliva si presenta in costante espansione. L’olio d’oliva è fondamentale per l’economia di molti paesi del mediterraneo, e l’Italia occupa una posizione di prim’ordine nella produzione, esportazione e consumo di tale prodotto. Soddisfare la domanda mondiale, ottenendo allo stesso tempo un sistema di produzione sostenibile, è fondamentale per sostenere l’attività dei frantoi. 

Infatti, il marcato carattere inquinante dei sottoprodotti dell’industria olearia, unitamente agli elevati costi da affrontare per il loro smaltimento in ottemperanza alle normative vigenti, penalizza fortemente questo settore. 

Pertanto, c’è un crescente interesse verso sistemi alternativi di valorizzazione dei sottoprodotti del frantoio, anche in considerazione del fatto che tali scarti rappresentano una preziosa fonte di prodotti “nobili” e di energia.

Con la nostra ricerca vogliamo valorizzare gli scarti prodotti dai frantoi trasformandoli in frazioni bioattive capaci di contrastare le malattie delle piante senza esercitare un effetto biocida sui patogeni. 

Da anni il nostro laboratorio studia molecole di origine naturale capaci, a dosi non-letali, di disarmare i microrganismi senza ucciderli. Se è infatti osservato che i microrganismi, inclusi i patogeni delle piante, hanno una vita sociale in comunità altamente organizzate adese ad una superficie e protetti da una matrice gelatinosa autoprodotta. Questo stile di vita sedentario è noto come biofilm, e garantisce protezione dagli stress esterno inclusi disinfettanti, antibiotici e pesticidi. Alcune molecole naturali, appartenenti alla classe dei polifenoli, possono interferire con l’adesione delle cellule alle superfici o confondere la comunicazione tra le cellule, impedendo la formazione dei biofilm senza tuttavia uccidere i microrganismi. 

Dato che gli scarti dell’industria olearia sono ricchi in fenoli, pensiamo di recuperare queste molecole bioattive proprio dai rifiuti dei frantoi. Sarà dunque possibile creare una tecnologia pesticide-free ed ecosostenibile per prevenire lo sviluppo di fitopatologie (che sono biofilm), convertendo così gli scarti dei frantoi in nuovi prodotti ad elevato valore aggiunto, e chiudendo il ciclo delle risorse in ambito agronomico. La valorizzazione integrata dei sottoprodotti alimentari rappresenta uno smaltimento ‘intelligente’ di rifiuti ad alto impatto ambientale.

Grazie al sostegno della Fondazione Cariplo (progetto VOLAC 2017-0977), abbiamo creato un gruppo di lavoro composto da microbiologi e biochimici (Università degli Studi di Milano), ingegneri e matematici (Università degli Studi di Napoli Federico II) e industriali (C&F Energy s.r.l.) per raggiungere l’obiettivo preposto.

Stiamo utilizzando il processo biotecnologico noto come “dark fermentation” integrato in un concetto di bioraffineria per la co-produzione di bioprodotti da applicare in agricoltura in sostituzione ai pesticidi (frazioni fenoliche con attività antibiofilm) ed energia (bioidrogeno), partendo dagli scarti dei frantoi. 

Le frazioni bioarricchite, sono testate per verificare le performance antibiofilm nei confronti di patogeni delle piante. Stiamo creando modelli matematici per ottimizzare la produzione biotecnologica dei composti antibiofilm e la valutazione della loro efficacia. In una seconda fase del progetto, applicheremo la strategia “life cycle assessment” per valutare la sostenibilità della tecnologia proposta. Infine, la configurazione più promettente verrà replicata in un impianto pilota in ambiente industriale.

Federica Villa, Dipartimento di Scienze per gli Alimenti, la Nutrizione e l’Ambiente