La deperibilità degli alimenti dipende dalla natura dei nutrienti, dal contenuto di acqua, dalla presenza sostanze biologiche attive come gli enzimi (proteasi, lipasi, amilasi), dalla temperatura, l’esposizione all’ossigeno atmosferico ed infine (e soprattutto) alla flora microbica che si sviluppa utilizzando i nutrienti degli alimenti danneggiandoli gravemente, ma un packaging intelligente è in grado di far durare di più gli alimenti.
Metodi tradizionali di conservazione
Per conservare a lungo gli ali alimenti sono disponibili i metodi tradizionali:
- Il freddo può arrestare i processi enzimatici e lo sviluppo dei microrganismi
- il riscaldamento inattiva le reazioni enzimatiche endogene ed uccide i microrganismi
- la sottrazione di acqua porta all’essiccamento (cereali)
- la salagione serve a conservare i salumi
- il trattamento con zuccheri fa durare di più le conserve vegetali.
Il packaging per preservare la qualità
Esiste però un elevato numero di alimenti freschi (carne, frutta, verdura, ecc.) o trasformati (prodotti da forno, salumi, latticini, prodotti da gastronomia, ecc.) suscettibili ad essere attaccati di microrganismi che ne compromettono la qualità e, soprattutto, la sicurezza.
Per questi alimenti sono stati messi a punto ed applicati dei packaging che, in pratica, isolano l’alimento dall’ambiente proteggendolo dalla possibile aggressione di microrganismi esterni. Esistono quindi imballaggi sottovuoto, saturati con gas inerti e altri accorgimenti che danno una buona protezione.
Per i vari alimenti è necessario rispettare il tempo di conservazione previsto: bisogna, quindi, fare attenzione se tale prescrizione è tassativa (da consumare entro…) oppure indicativa (da consumare preferibilmente entro…). In ogni caso una volta aperta la confezione è necessario consumare il prodotto in tempi ragionevolmente brevi.
La protezione naturale di frutta e verdura
La frutta e la verdura sono dotati di una cuticola, ovvero da una pellicola cerosa costituita da polimeri lipidici, cere, pectine, polisaccaridi, che li proteggono dalla perdita di acqua, da danni fisici, dagli scambi gassosi ed anche dall’attacco dei microrganismi. L’attività protettiva della cuticola tende a diminuire dopo il distacco dalla pianta e per prolungare la freschezza della frutta e della verdura è necessaria una protezione con imballaggi adeguati.
Gli alimenti confezionati in questo modo richiedono comunque degli accorgimenti come, ad esempio, la conservazione al freddo ed è comunque tassativo il loro consumo in tempi molto brevi dopo l’apertura. Ricordiamo l’insalata e altre verdure in busta, per cui è obbligatoria la vendita in confezioni che li proteggono dall’ambiente esterno, che debbono essere conservate a una temperatura non superiore agli 8 gradi e deve anche essere indicata una data di scadenza.
Gli alimenti “vivi” e i microorganismi buoni
In alcuni alimenti, che possiamo definire “vivi” (yogurt, alcuni altri latticini, alcuni salumi), la presenza di microrganismi è un requisito fondamentale, in quanto forniscono al nostro organismo dei batteri buoni che chiamiamo saprofiti, o probiotici, che alimentano costantemente il bioma intestinale, ovvero la massa di batteri presenti nel nostro intestino.
I probiotici hanno la funzione di favorire l’azione degli enzimi digestivi e, durante la loro crescita, produrre molte sostanze benefiche. Un’azione molto importante è quella di contrastare lo sviluppo di microrganismi patogeni (salmonelle, listerie, clostridi, ecc.) che potrebbero essere causa di pericolose tossinfezioni alimentari.
Lo sviluppo anomalo di microrganismi è il principale problema degli alimenti e, come accennato, è necessario proteggerli con imballaggi adeguati. Tra le varie possibilità per tenere sotto controllo i microrganismi presenti negli alimenti e prolungarne la conservazione, evitando molti sprechi, si è pensato ad utilizzare dei microrganismi con funzione simile a quelli che costituiscono il microbioma intestinale.
Microbioma e nanomateriali nel packaging intelligente
Alcuni microbi benefici possono essere incorporati nei materiali che costituiscono gli imballaggi per inibire la crescita di batteri patogeni e che possono alterare gli alimenti. Questo approccio sfrutta la competizione tra i microbi per l’utilizzazione dei nutrienti presenti negli alimenti.
I probiotici possono, però, anche produrre sostanze antimicrobiche in grado di prevenire crescite anomale e il deterioramento del cibo. Gli imballaggi attivi con batteri probiotici o lieviti possono quindi produrre metaboliti che inibiscono patogeni e prolungano la durata di conservazione degli alimenti freschi.
Molto interessante è la possibilità di applicare sugli imballaggi dei sensori in grado di accertare eventuali deterioramenti del cibo e di segnalarli con cambiamenti di colori. In pratica, un alimento che sta andando a male produce dei gas (in particolare anidride carbonica e ammoniaca) la cui presenza viene individuata dai sensori e consente di evitare il consumo dell’alimento deteriorato.
Le applicazioni di microbiomi e di sensori negli imballaggi sono facilitate dall’impiego di nanomateriali come supporto. Infatti, le nanoparticelle (che hanno dimensioni dai 10 ai 100 micron) aumentano enormemente la superficie che occupano e quindi sono in grado di aumentare in modo significativo l’efficienza dei microrganismi e dei materiali che veicolano.
La sicurezza dei nanomateriali non è ancora del tutto nota, per cui la loro applicazione nei materiali a contatto degli alimenti è oggetto di valutazioni scientifiche e il loro impiego pratico avviene soltanto nei casi in cui è possibile escludere con certezza pericoli per i consumatori.
L’impegno di UNC contro lo spreco alimentare
Lo sviluppo di nuove tecniche di imballaggio degli alimenti comporta notevoli benefici per il loro consumo in sicurezza e nello stesso tempo consente di prolungare in modo sensibile le loro durata di conservazione, la cosiddetta shelf-life, evitando significativamente gli sprechi.
Per questo noi di UNC lavoriamo insieme ad altri 19 partner europei al progetto FoodGuard, che vuole rendere più sostenibili le filiere alimentari e combattere lo spreco.
Il progetto FoodGuard sta studiando soluzioni tecnologiche innovative basate sul microbioma, sulle attività microbiche, sul packaging intelligente, sull’ecolabeling dei prodotti per allungare e monitorare la durata di conservazione dei prodotti deperibili (come carne, pesce, formaggio e verdure in busta) in modo da ridurre significativamente gli sprechi.
Perché circa 1/3 del cibo prodotto per il consumo umano viene perso o sprecato a livello globale e all’interno dei paesi dell’UE. Ogni anno si sprecano 57 milioni di tonnellate di cibo (24% verdure, 22% frutta, 12% cereali, 11% tuberi, 11% carne, 10% colture oleaginose, 7,5% prodotti lattiero-caseari e uova e 3% di pesce).
Nel frattempo 36,2 milioni di persone non riescono a permettersi un pasto nutriente.
Questo articolo è stato realizzato nell’ambito del PROGETTO FOODGUARD – 101136542
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