Progetto RESTART

Da scaRti a risorse: valorizzazionE di scarti vitivinicoli per l’eStrazione di molecole ad aTtività antimicrobica ed Anti-biofilm attRaverso l’uso di acqua subcriTica

Il progetto nasce come risposta innovativa e sostenibile al crescente problema della resistenza agli antibiotici e della formazione di biofilm microbici, fenomeni che complicano la gestione delle infezioni in ambito umano, animale e ambientale. Grazie all’impiego di tecnologie verdi, RESTART si propone di valorizzare i sottoprodotti della filiera vitivinicola attraverso l’estrazione di molecole bioattive con proprietà antimicrobiche e anti-biofilm, creando soluzioni funzionali e sostenibili per la salute animale e per un’agricoltura più responsabile.

Lo Spoke 7 – Smart Agrifood

Lo Spoke 7 – Smart Agrifood si focalizza sullo sviluppo di sistemi agroalimentari intelligenti, sostenibili e resilienti. Attraverso tecnologie avanzate, come IoT e processi innovativi, promuove la digitalizzazione, l’economia circolare e la transizione verde nella filiera agroalimentare. L’obiettivo è ottimizzare risorse, ridurre sprechi e migliorare la sostenibilità ambientale, creando modelli produttivi capaci di affrontare sfide globali come sicurezza alimentare e cambiamenti climatici.

In questo contesto, RESTART valorizza i sottoprodotti vitivinicoli con tecnologie ecocompatibili, allineandosi agli obiettivi dello Spoke 7 per un’agricoltura più efficiente, verde e innovativa.

Stato dell’Arte – Il Problema Biofilm e Resistenza agli Antibiotici

Negli ultimi decenni, la resistenza agli antibiotici si è affermata come una delle principali sfide sanitarie globali, con gravi implicazioni per la salute umana, animale e ambientale. Questo fenomeno è ulteriormente aggravato dalla capacità di molti microrganismi di formare biofilm, strutture complesse composte da comunità microbiche che aderiscono a superfici e sono protette da una matrice extracellulare. I biofilm agiscono come uno scudo che rende i microrganismi estremamente resistenti agli antimicrobici e ai trattamenti convenzionali.

Il problema è particolarmente evidente negli allevamenti intensivi, dove l’uso indiscriminato e prolungato di antibiotici, spesso come misura preventiva più che terapeutica, ha favorito la diffusione di ceppi batterici multiresistenti, tra cui Escherichia coli, Salmonella spp. e Staphylococcus aureus. Questi “superbatteri” rendono le infezioni difficili da trattare, aumentando i costi sanitari e riducendo l’efficacia delle terapie esistenti.

Oltre a rappresentare un serio rischio per la salute pubblica e veterinaria, la resistenza agli antibiotici compromette anche la sostenibilità degli attuali sistemi di produzione alimentare. Questa situazione richiede lo sviluppo urgente di soluzioni alternative, ecocompatibili e innovative, in grado di contrastare efficacemente la formazione di biofilm e ridurre la dipendenza dagli antibiotici tradizionali.

Tecnologie

Estrazione ad Acqua Subcritica

L’estrazione ad acqua subcritica rappresenta una delle innovazioni tecnologiche più rilevanti di RESTART, applicata per valorizzare i sottoprodotti della filiera vitivinicola. Questa tecnologia sfrutta le particolari proprietà fisico-chimiche dell’acqua quando viene portata a temperature e pressioni elevate, ma senza raggiungere lo stato supercritico. In queste condizioni, l’acqua acquisisce una polarità ridotta, che la rende un eccellente solvente per l’estrazione di molecole bioattive come polifenoli, flavonoidi e altri composti antimicrobici e anti-biofilm.

L’aspetto cruciale di questa tecnica è la sua sostenibilità: evita l’impiego di solventi chimici potenzialmente dannosi per l’ambiente e la salute, riducendo al minimo l’impatto ecologico. Questo approccio non solo consente di recuperare valore dai residui vitivinicoli, ma promuove anche un modello di economia circolare, trasformando scarti altrimenti inutilizzati in risorse ad alto valore aggiunto. Inoltre, il processo è altamente versatile e scalabile, rendendolo applicabile anche ad altre filiere agroalimentari.

Stabilizzazione con Spray-Dry

Una volta ottenuti gli estratti, garantirne la stabilità e la conservabilità è fondamentale per un’efficace applicazione pratica. La tecnologia dello spray-dry risponde a questa esigenza trasformando gli estratti liquidi in polveri secche. Durante il processo, il liquido viene nebulizzato in una camera ad alta temperatura, dove l’acqua evapora rapidamente, lasciando una polvere fine che conserva intatte le proprietà bioattive degli estratti.

Questa tecnica offre numerosi vantaggi: non solo aumenta la shelf-life dei prodotti, ma ne facilita anche la manipolazione, il trasporto e l’incorporazione in altre formulazioni. Nel contesto di RESTART, lo spray-dry permette di produrre mangimi funzionali per animali domestici e da allevamento, fornendo un supporto concreto alla salute animale e contribuendo alla prevenzione delle infezioni batteriche. Inoltre, il processo è altamente controllabile, garantendo una qualità costante e un’efficace conservazione dei principi attivi.

Obiettivi di Progetto

Il progetto RESTART si propone di sviluppare un processo innovativo e sostenibile per valorizzare i sottoprodotti vitivinicoli attraverso l’utilizzo di tecnologie avanzate. Inizialmente, l’obiettivo è ottimizzare il processo di estrazione ad acqua subcritica, per isolare molecole bioattive con proprietà antimicrobiche e anti-biofilm. Successivamente, gli estratti ottenuti verranno caratterizzati chimico-fisicamente e stabilizzati mediante spray-dry, garantendo la loro conservabilità e mantenimento delle proprietà.

Il passo successivo prevede il test degli estratti su ceppi batterici multiresistenti e formatori di biofilm, per verificarne l’efficacia nel contrastare infezioni microbiche. L’obiettivo finale è la creazione di mangimi funzionali per animali, capaci di migliorare la salute animale e prevenire le infezioni, con un impatto positivo sull’agricoltura e l’ambiente. Il progetto si inserisce perfettamente nell’ambito dell’economia circolare, puntando a soluzioni innovative che rispondano alle sfide sanitarie e ambientali globali.

Innovazione

Mangimi Funzionali

Una delle principali innovazioni del progetto RESTART è lo sviluppo di mangimi funzionali per animali, che rappresentano un approccio avanzato e sostenibile alla salute animale. Questi mangimi sono arricchiti con estratti antimicrobici e anti-biofilm derivati dai sottoprodotti vitivinicoli, ottenuti tramite l’uso di tecniche eco-compatibili come l’estrazione ad acqua subcritica. L’uso di tali estratti consente di ridurre la dipendenza dagli antibiotici, promuovendo un trattamento preventivo delle infezioni batteriche senza l’uso di sostanze chimiche dannose.

Questi mangimi non solo favoriscono una gestione più sana degli animali, prevenendo malattie legate a batteri multiresistenti e biofilm, ma contribuiscono anche a un modello di agricoltura e zootecnia più sostenibile. Ridurre l’uso di antibiotici in ambito agricolo e veterinario è un passo cruciale verso una maggiore sicurezza alimentare globale e una gestione più responsabile delle risorse naturali. Inoltre, l’impiego di sottoprodotti vitivinicoli come materia prima per la produzione di mangimi promuove l’economia circolare, trasformando scarti in risorse ad alto valore aggiunto.

In questo contesto, RESTART non solo risponde a una necessità urgente di ridurre la resistenza antimicrobica, ma apre anche nuove opportunità nel mercato dei mangimi funzionali, creando un impatto positivo sia sull’efficienza della produzione agroalimentare che sulla salute pubblica e animale.