VALORIZZAZIONE DI SOTTOPRODOTTI AGRO-ALIMENTARI PER LA PRODUZIONE DI COMPOSTI AD ALTO VALORE AGGIUNTO

This thesis has focused on the recovery of high value compounds from agri-food by-products and their use in food. In particular, we studied the lignocellulosic fractionation of grape stalks and apple tree pruning for the recovery of hemicelluloses, cellulose, lignin and antioxidants through processes of auto-hydrolysis and organosolv, investigating subsequently the influence of six grape cultivar,on the lignocellulosic fractionation of grape-stalks. A four-step process (a washing treatment followed by an acid hydrolysis, a basic hydrolysis and, finally, a basic bleaching) was applied to stalks obtained from six different red (Barbera, Pinot Noir, Nebbiolo) and white (Müller, Chardonnay and Moscato) grape cultivars. The different stalks were compared in terms of chemical composition of raw material (moisture, ash, minerals, lipids, fiber, proteins, free sugars) and of the recovered fractions (washing, acid and basic liquors and final cellulose residues). We also studied the influence of variety on the antioxidants extraction from Barbera, Pinot Noir and Nebbiolo grape marc. The different extracts were compared in terms of phenolic profile and antioxidant capacity. Finally, a freeze-dried extract from Barbera grape marc was used to improve the shelf-life of hazelnut paste evaluating the oxidation kinetics.

Questa tesi di dottorato ha riguardato il recupero di composti ad alto valore aggiunto dai sottoprodotti agro-alimentari e il loro utilizzo in campo alimentare. In particolare, si è studiato il frazionamento lignocellulosico di raspi d’uva e residui di potatura di melo per ottenere emicellulosa, cellulosa, lignina e antiossidanti attraverso processi di auto-idrolisi e organosolv, investigando successivamente l’influenza di sei cultivar sul frazionamento lignocellulosico dei raspi. Un processo composto da quattro fasi (trattamento di lavaggio seguito da un’idrolisi acida, un’idrolisi basica e, infine, una decolorazione basica) è stato applicato su raspi di uva rossa (Barbera, Pinot Noir, Nebbiolo) e bianca (Müller, Chardonnay and Moscato). I raspi sono stati confrontati in termini di composizione chimica della materia prima (umidità, ceneri, minerali, lipidi, fibre, proteine zuccheri liberi) e di frazioni recuperate ( lavaggio, liquors acidi e basici e residui di cellulosa finali). Si è inoltre studiato l’influenza varietale sull’estrazione di antiossidanti da vinacce di Barbera, Pinot Noir and Nebbiolo, i diversi estratti sono stati confrontati per il loro profilo fenolico e per la loro capacità antiossidante. Infine, un estratto liofilizzato di vinacce di Barbera è stato utilizzato per migliorare la shelf-life di una pasta di nocciole valutando l’ossidazione cinetica.