Recupero sostenibile di sostanze bioattive dalle acque reflue dell’industria delle amarene

Le acque reflue provenienti dall’industria di trasformazione della frutta contengono ancora una notevole quantità di sostanze bioattive, che rappresentano un’importante risorsa se opportunamente recuperate.

Nell’ottica della sostenibilità e dell’economia circolare, questi sottoprodotti non devono essere considerati semplici scarti, ma potenziali fonti di composti di valore che possono essere estratti e riutilizzati prima del trattamento finale delle acque.

L’applicazione di strategie di gestione integrate consente infatti di ridurre l’impatto ambientale del settore, generare vantaggi economici e contribuire alla tutela delle risorse idriche.

Recupero tramite fluidi supercritici

Per recuperare queste sostanze, una tecnica green è quella di impiegare fluidi supercritici.

Esse sono sostanze portate a condizioni di temperatura e pressione superiori ai loro punti critici, cioè al di sopra dei valori in cui non è più possibile distinguere tra fase liquida e fase gassosa.

In questo stato, il fluido presenta proprietà intermedie tra quelle di un gas e di un liquido: ha la densità tipica di un liquido, che gli consente di sciogliere molte sostanze, ma anche la bassa viscosità e l’elevata diffusività di un gas, che facilitano la penetrazione nei materiali e il trasporto di molecole.

Un esempio molto diffuso è la CO₂ supercritica, che si ottiene portando l’anidride carbonica oltre i 31,1 °C e i 7,38 MPa (73,8 bar) di pressione.

CO₂ supercritica come solvente

In queste condizioni, la CO₂ diventa un solvente efficace, non tossico, non infiammabile e facilmente separabile dal prodotto finale semplicemente riducendo la pressione.

Per queste ragioni, viene ampiamente utilizzata per estrarre aromi, oli essenziali, pigmenti naturali e sostanze bioattive da matrici vegetali, oltre che per la decaffeinizzazione del caffè e del tè.

In questo studio, condotto in Turchia, è stata esplorata la possibilità di combinare due processi basati sull’impiego di fluidi supercritici: l’estrazione mediante anidride carbonica supercritica (SC-CO₂) e l’ossidazione in acqua supercritica (SCWO).

Studio su concentrato di amarene

Come matrice di partenza è stato utilizzato il concentrato ultrafiltrato di amarene, caratterizzato da un elevato contenuto di sostanze organiche e, in particolare, di composti fenolici di grande interesse.

La domanda chimica di ossigeno (COD) è risultata pari a 15.650 mg/L, mentre la concentrazione di composti fenolici totali ha raggiunto 457 mg GAE/L.

Durante la fase di estrazione con CO₂ supercritica, le rese di recupero dei composti fenolici totali e dei flavonoidi totali sono state rispettivamente fino al 5 % e al 10 %, con efficienze di arricchimento massime del 35 % e del 140 %.

Il contenuto di fenoli totali, che nella matrice di partenza era di 72 mg ogni 100 g di campione, è aumentato fino a 278 mg/100 g nell’estratto ottenuto in condizioni di 40 °C e 30 MPa (300 bar).

Ossidazione in acqua supercritica

I flavonoidi, rispetto ad altri gruppi fenolici, hanno mostrato una maggiore solubilità e quindi una migliore recuperabilità nelle condizioni di estrazione con CO₂ supercritica.

Successivamente, le acque residue dell’estrazione sono state sottoposte al trattamento di ossidazione in acqua supercritica.

Questo processo ha consentito di eliminare in tempi molto brevi (circa 15 minuti) la gran parte del carico organico, con efficienze di rimozione comprese tra il 78 % e il 98 %.

Anche a basse dosi di ossidante, l’efficacia del processo è rimasta elevata, superando comunque il 70 % di rimozione del COD.

Conclusioni sul processo

I risultati hanno evidenziato una diminuzione delle unità di tossicità sia negli estratti sia nelle acque trattate, rispetto alle acque reflue grezze, nelle condizioni ottimali di estrazione.

L’insieme dei dati raccolti dimostra che la tecnologia dei fluidi supercritici rappresenta un approccio innovativo e promettente per la valorizzazione dei reflui dell’industria dei succhi di frutta.

Fonte: JOUR, Management of sour cherry processing industry wastewater by super critical fluid method: Sequential recovery and treatment, Argun, M. Emin, Ateş, Havva, Argun, M. Şamil, Cakmakci, Özgür, Process Safety and Environmental Protection, 199, 107318, 2025, 2025/07/01/, 0957-5820, https://doi.org/10.1016/j.psep.2025.107318 

Fonte immagine: Qualigeo

Fonte figura interna: Argun et al., 2025

Melissa Venturi
Università di Bologna

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