Nutricosmetica – Nutra Horizons 3/2025

Abstract

Secondo la Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), dati recenti parlano di più di un bilione di tonnellate di scarti/sottoprodotti agroalimentari annui, a livello mondiale, corrispondenti ad un terzo degli alimenti prodotti per consumo umano. Questo ha un grande impatto ambientale e sulla salute, ma anche economico, essendo stimata una spesa di circa 1 trilione ($) per la loro gestione (1). Negli ultimi anni, per far fronte a questo problema globale, sono cresciuti programmi e progetti volti a promuovere l’economia circolare con lo scopo di riutilizzare e rivalorizzare i sottoprodotti agroalimentari (2). La ricerca si è concentrata sul recupero di potenziali ingredienti principalmente con proprietà salutistiche, impiegabili in formulazioni con applicazioni farmaceutiche, alimentari e cosmetiche (3, 4, 5).

Cosa si intende per bellezza “sostenibile”

Bellezza sostenibile non significa solo l’impiego di ingredienti naturali in formulazioni cosmetiche, ma il termine, ormai diffuso, si riferisce allo specifico riutilizzo di sottoprodotti agroalimentari con lo scopo di rivalorizzarli, dando loro una seconda vita. Si tratta quindi di “upcycled beauty” – “bellezza “riciclata”, circolare (6). Lo scopo è quello di ottenere ingredienti per nuove soluzioni cosmetiche, in linea coi principi di economia circolare, sostenibilità e soluzioni “green”, promossi soprattutto a livello europeo (7) e con un forte interesse in particolare in Italia (8).

Si tratta sicuramente di un futuro con grandi potenzialità, ma ciò che non è così noto è che in realtà, commercialmente, molte sono già le formulazioni che utilizzano ingredienti di questo tipo sul mercato (6, 9). Essi possono essere veri e propri bioattivi con proprietà salutistiche oppure avere proprietà funzionali di eccipienti, utilizzati a scopo formulativo.

I sottoprodotti agroalimentari più riutilizzati in formulazioni cosmetiche

Sul mercato esistono già formulazioni cosmetiche che utilizzano sottoprodotti agroalimentari in particolare provenienti da matrici, quali caffè, frutti (agrumi, ciliegie, uva, frutta secca), olive e cereali. In particolare, molto sfruttati sono componenti (acidi grassi insaturi, vitamina E, acidi clorogenici, caffeina) di diverse parti del caffè (buccia, polpa, pula, caffè esaurito macinato), già impiegati in formulazioni cosmetiche, oggetto di brevetto, con impiego soprattutto per la salute di corpo, occhio e capelli (10, 11).

I sottoprodotti agroalimentari più nuovi

Recenti studi mostrano anche interesse verso sottoprodotti di avocado e melograno; i loro semi, infatti sono ricchi soprattutto di oli molto utilizzati nella preparazione di creme, lozioni e maschere (12, 13). Un altro settore di ricerca in crescita negli ultimi anni riguarda il recupero di scarti (pelle e ossa di pesci e guscio di crostacei) provenienti dall’ambiente marino (14). Collagene di tipo I e peptidi da pesci sono molto studiati per le loro capacità rispettivamente elasticizzanti e sbiancanti nei confronti della pelle (15, 16). La chitina è ricavata dal guscio di crostacei, e il suo derivato chitosano viene impiegato per aumentare le proprietà idratanti delle formulazioni, ma ha anche un effetto antimicrobico (14).

Composti recuperati e loro attività/funzioni

La rivalorizzazione di sottoprodotti agroalimentari prevede il recupero di componenti che possono avere attività salutistica (bioattivi) e/o funzione di eccipienti, a scopo formulativo per modulare solubilità, biodisponibilità e stabilità dei bioattivi formulati. Da pochi anni una certa attenzione si è rivolta anche a composti utilizzabili nel packaging che possano fare sia da bioattivi sia da stabilizzanti.

Nel caso di formulazioni cosmetiche, di particolare importanza sono tutti quei composti anti-ageing (nutrienti o bioattivi) potenzialmente attivi nella prevenzione dei processi dell’invecchiamento. Infatti, composti con attività antiossidanti nei confronti dei radicali liberi (vitamine, polifenoli, acido ellagico), proprietà antinfiammatorie (polisaccaridi, acidi grassi essenziali, peptidi, polifenoli, triterpenoidi, acido ellagico) e azione antimicrobica (peptidi, polifenoli) sono strategie fondamentali per far fronte ai processi di degradazione della pelle legati all’età, a loro volta associati a iperpigmentazione, inestetismi, indebolimento e infezioni (10, 11, 12, 13, 14). In questo contesto fondamentali sono anche bioattivi con attività antiglicante (polifenoli). La glicazione avviene per processi fisiologici o esogeni (nella produzione di alcuni alimenti trattati ad alte temperature) innescati dalla reazione tra zuccheri riducenti e proteine. La cascata prodotta vede la formazione di diversi composti, tra cui, al punto finale, i prodotti di glicazione avanzata, causa di processi di degradazione ossidativi e infiammatori (17).

Tecnologie green di recupero di sottoprodotti agroalimentari e tecniche di analisi

Preparazione, conservazione ed estrazione sono gli step iniziali fondamentali nella ricerca di sostanze bioattive o funzionali ricavabili da sottoprodotti agroalimentari. Tutti i passaggi devono essere ottimizzati in base al tipo di matrice e di molecole di interesse da recuperare.

Da anni la ricerca si è focalizzata sulla messa a punto di tecnologie “green” per ridurre l’impatto ambientale, per una completa rivalorizzazione circolare e sostenibile nel recupero di tali composti da sottoprodotti agroalimentari. Si tratta di metodologie di estrazione che, rispetto alle tradizionali, ottimizzano condizioni che sfruttano l’utilizzo di solventi “green” a basso impatto ambientale, tecniche rapide e a basso consumo di reagenti ed energia (5,​​​​​​​ 18, 19).

Per la successiva analisi, molto usate le tecniche analitiche separative cromatografiche in grado di caratterizzare quali-quantitativamente le sostanze di interesse, ottenendo anche profili di componenti appartenenti a matrici complesse.

Per testare le bioattività (ad esempio antiossidante, antiinfiammatoria, antiglicante) di interesse, la prima scelta è quella di mettere a punto metodologie in vitro (4, 5, 17); se il componente estratto sarà utilizzato come eccipiente, questo deve essere caratterizzato dal punto di vista chimico-fisico con tecniche specifiche che misurino determinate proprietà (ad esempio peso molecolare, viscosità, elasticità) per esplicare funzioni ad esempio emulsionanti, gelificanti, addensanti (19). Un concetto importante, sia per bioattivi sia per eccipienti, è la stabilità, e saggi e condizioni per testarla vengono scelti a seconda della tipologia, non solo di matrice e componenti, ma anche di utilizzo ipotizzato della formulazione finale (orale o topico) (20, 21).

Una bellezza più bella

L’utilizzo di formulazioni cosmetiche, che impiegano sostanze provenienti da sottoprodotti agroalimentari, promuove l’idea di una bellezza diversa, già in atto, ma ancora innovativa e in crescita, una scelta responsabile e consapevole dalla ricerca, alla realizzazione, all’acquisto.

Riferimenti bibliografici

1. UNEP- UN Environment Programme. https://www.unep.org/news-and-stories/press-release/world-squanders-over-1-billion-meals-day-un-report.
2. FAO. 2024. Evaluation of FAO’s work on reducing food loss and waste under Programme Priority Area “better nutrition 4”. Thematic Evaluation Series, No. 02/2024. Rome. https://doi.org/10.4060/cd3056en.
3. Osorio, L.L.D.R., Flórez-López, E., Grande-Tovar, C.D. The potential of selected agri-food loss and waste to contribute to a circular economy: applications in the food, cosmetic and pharmaceutical industries. Molecules 2021, 26, 515. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33478152/.
4. Colombo, R., Pellicorio, V., Barberis, M., Frosi, I., Papetti, A. Recent advances in the valorization of seed wastes as source of bioactive peptides with multifunctional properties, Trends Food Sci. Technol. 2024, 144, 104322. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924224423004375.
5. Colombo, R., Moretto, G., Barberis, M., Frosi, I., Papetti, A. Rice byproduct compounds: from green extraction to antioxidant properties, Antioxidants 2024, 13, 35. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38247461/.
6. CAS. https://www.cas.org/resources/cas-insights/the-rise-of-natural-ingredients-for-cosmetics.
7. The European Green Deal. https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en#thebenefitsoftheeuropeangreendeal.
8. Cosmetica Italia. https://www.cosmeticaitalia.it/sostenibilita/cosmetica-italia-per-la-sostenibilita/.
9. Cosmetica Italia. https://www.cosmeticaitalia.it/documenti/a_centrostudi/beauty_report/Rapporto-Annuale-2024.pdf.
10. Rodrigues, R., Oliveira, M.B.P.P., Carneiro Alves, R. Chlorogenic acids and caffeine from coffee by-products: a review on skincare applications, Cosmetics 2023, 10, 12. https://www.mdpi.com/2079-9284/10/1/12.
11. De Mello, V., de Mesquita Júnior G.A., Alvim, J.G.E., Costa, J.C.D, Vilela, F.M.P. Recent patent applications for coffee and coffee by-products as active ingredients in cosmetics, Int J Cosmet Sci. 2023, 45, 267. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36704855/.
12. Charles, A.C., Dadmohammadi, Y., Abbaspourrad, A. Food and cosmetic applications of the avocado seed: a review, Food Funct. 2022, 13, 6894. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35695181/.
13. Ko, K., Dadmohammadi, Y., Abbaspourrad, A. Nutritional and bioactive components of pomegranate waste used in food and cosmetic applications: a review, Foods 2021, 10, 657. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33808709/.
14. Siahaan, E.A., Agusman, Pangestuti, R., Shin, K.H., Kim, S.K. Potential cosmetic active ingredients derived from marine by-products, Mar. Drugs 2022, 20, 734. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36547881/.
15. Guan, Y., He, J., Chen, J., Li, Y., Zhang, X., Zheng, Y., Jia, L. Valorization of fish processing by-products: microstructural, rheological, functional, and properties of silver carp skin type I collagen, Foods 2022, 11, 2985. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36230061/.
16. Lee, S.G., Hwang, J.W., Kang, H. Antioxidant and skin-whitening efficacy of a novel decapeptide (DP, KGYSSYICDK) derived from fish by-products, Mar. Drugs 2024, 22, 374. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39195491/.
17. Colombo, R., Moretto, G., Pellicorio, V., Papetti, A. Globe artichoke (cynara scolymus L.) by-products in food applications: functional and biological properties. Foods 2024, 7, 13, 1427. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38790727/.
18. Frosi I., Balduzzi, A., Colombo, R., Milanese, C., Papetti A. Recovery of polyphenols from corn cob (Zea mays L.): Optimization of different green extraction methods and efficiency comparison, Food Bioprod. Processing, 2024, 143, 212. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960308523001451.
19. Frosi I., Colombo, R., Pugliese, R., Milanese, C., Papetti A. Pectin microwave assisted extraction from pumpkin peels: process optimization and chemical-physical and rheological characterization, Foods 2024, 13, 3157. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39410192/.
20. Ferron, L., Milanese, C., Colombo, R., Papetti, A. Development of an accelerated stability model to estimate purple corn cob extract powder (Moradyn) shelf-life. Foods 2021, 10, 1617. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34359487/.
21. Frosi, I., Ferron, L., Colombo, R., Papetti, A. Natural carriers: recent advances in their use to improve the stability and bioaccessibility of food active compounds. Crit Rev Food Sci Nutr 2024, 64, 5700. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36533404/.

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RAFFAELLA COLOMBO

Ricercatrice, Università degli Studi di Pavia, Italia