La vinificazione genera una grande quantità di scarti. La vinaccia, principale residuo solido, rappresenta circa il 20-25% dell’uva pigiata. Si stima che a livello mondiale vengano prodotte annualmente circa 8-9 milioni di tonnellate(1). Le enormi quantità, combinate con la stagionalità della vinificazione, pongono importanti sfide in termini di smaltimento, gestione e impatto ambientale.
Negli ultimi anni, il concetto di bioraffineria—basato sull’utilizzo sequenziale delle biomasse per ottenere molteplici prodotti ad alto valore aggiunto—ha suscitato un crescente interesse(2). Questo approccio prevede e combina diverse tecniche per massimizzare la valorizzazione della biomassa e i profitti economici(3). Tuttavia, l’integrazione e la gestione di molteplici tecnologie rendono la fattibilità economica complessa. Un’alternativa innovativa potrebbe essere l’applicazione di una strategia di bioraffineria basata esclusivamente sull’estrazione sequenziale di diverse classi di composti mediante un’unica tecnologia versatile e sostenibile. Le tecnologie di estrazione con fluidi pressurizzati, in particolare fluidi supercritici e subcritici, possono rappresentare la soluzione più promettente(4).
L’obiettivo del presente lavoro è indagare un ulteriore passo verso una valorizzazione completa della vinaccia mediante l’estrazione di polisaccaridi utilizzando acqua allo stato subcritico (SCW). L’acqua subcritica si riferisce all’acqua ad una temperatura compresa tra il punto di ebollizione e il punto critico (Tc = 374 °C), ed a una pressione tale da evitarnel’evaporazione. In tali condizioni, l’SCW assume proprietà chimico-fisiche tali da favorire i meccanismi di estrazione, ma può agire anche come mezzo di
reazione ecocompatibile ed efficiente, rendendola una tecnologia sostenibile per la conversione delle biomasse(5,6).
Sono state condotte diverse prove sperimentali a diverse temperature (120, 160 e 200 °C), ed è stata valutata l’aggiunta di diversi acidi carbossilici (acido tartarico, malico e citrico) a concentrazioni crescenti (0, 5 e 10%).
La resa di estrazione dei polisaccaridi è risultata influenzata significativamente dalle condizioni operative.
Il confronto con l’estrazione convenzionale ha evidenziato la maggiore efficienza dell’SCW. In condizioni ottimali (120 °C e 10% di acido tartarico), l’SCW ha permesso di ottenere una resa di estrazione pari a
13,2 ± 0,3%, quattro volte superiore rispetto al metodo convenzionale (3,2 ± 0,2%), con un tempo di estrazione 30 volte inferiore. Durante il processo SCW si sono evidenzianti anche alcuni meccanismi di idrolisi, che hanno portato alla depolimerizzazione dei polisaccaridi, alla formazione di monosaccaridi e di alcuni prodotti di degradazione, come il 5-idrossimetilfurfurale. Tuttavia, questi prodotti di degradazione hanno un notevole interesse di mercato.