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58 59 FOOD HUB MAGAZINE FOOD HUB MAGAZINE Tecnologie innovative applicate all’industria alimentare Luglio - Settembre 2019 Ultrasuoni per l’economia circolare: dal mantenimento della freschezza degli alimenti alla valorizzazione dei rifiuti alimentari. Il potere degli ultrasuoni G li ultrasuoni sono oggi considerati una tecnolo- gia promettente in forte crescita nell’industria ali- mentare. La potenzialità dimostrata da questa tecnologia sia nei sistemi solido-liquidi che in quelli solido- gassosi ha suscitato un forte interesse da parte degli esperti, soprattutto per la sua capacità di accelerare i processi di trasferimento di massa. Inoltre, i benefi- ci apportati dall’applicazione degli ultra- suoni (soli o associati ad altri trattamenti termici, luminosi o ad alte pressioni) sulla disattivazione degli enzimi microbici e, quindi, sulla conservazione alimentare è stata abbondantemente dimostrata nel settore delle tecnologie alimentari. [1] Gli ultrasuoni sono onde elastiche che si muovono attraverso un mezzo condutti- vo producendo una compressione (alta pressione) o una rarefazione (bassa pres- sione) e la cui frequenza è mediamente superiore a quella udibile dall’orecchio umano (20 KHz). IRIS nasce nel 2007 come azienda ingegneristica d’avanguardia, con l’obiettivo di promuovere il miglioramento delle tecniche processuali da applicare all’industria alimentare. Negli ultimi 12 anni, l’azienda si è evoluta ed espansa a tal punto da inglobare il gruppo IRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS (un’azienda ingegneristica molto evoluta al suo interno e dichiaratamente multidisciplinare, che favorisce lo sviluppo di soluzioni tecnologiche mirate a soddisfare le richieste di un mercato in rapido mutamento). OSCAR RODRÍGUEZ Senior Research Scientist presso IRIS Technology Solutions. Ingegnere Agroindustriale (Università di Tolima). Dottore in Scienze e Tecnologie Chimiche (Università delle Isole Balea- ri). Ha svolto un Dottorato in Scienze e Tecnologie Chimiche (Università delle Isole Baleari). Possiede ben oltre 10 anni di esperienza nel settore dei processi di intensificazione del trasferimento di massa tramite applicazione di ultrasuoni. Nel corso della sua unga attività di ricerca, ha partecipato anche a progetti finalizzati alla valorizzazione dei sottopro- dotti agroindustriali. Come il suono, l’ultrasuono si trasmet- te attraverso qualsiasi solido, liquido o gas che possegga proprietà elastiche. A seconda del loro utilizzo, gli ultrasuoni possono essere classificati in ultrasuoni ad alta potenza (bassa frequenza) e ultra- suoni a bassa potenza (alta frequenza). Gli ultrasuoni a bassa frequenza (20kHz- 100kHz) sono utilizzati per intensificare i processi di trasporto e si contraddistin- guono per la loro capacità di modificare le proprietà fisiche, chimiche e biochi- miche del mezzo di trasmissione; gli ultrasuoni ad alta frequenza (> 100 kHz) sono impiegati in tecniche non invasive per l’analisi e la valutazione della quali- tà dei prodotti. [2] I processi alimentari sono in costante evoluzione a causa dei continui cambiamenti nei gusti e nelle esigenze dei consumatori. Questi muta- menti rispondono alla necessità di pro- durre alimenti salutari, sostenibili, sicuri, senza additivi e di migliore qualità.

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Tecnologie innovative applicate all’industria alimentare Luglio - Settembre 2019

Ultrasuoni per l’economia circolare: dal mantenimento della freschezza degli alimenti alla valorizzazione dei rifiuti alimentari.

Il potere degli ultrasuoni

Gli ultrasuoni sono oggi considerati una tecnolo-gia promettente in forte crescita nell’industria ali-mentare. La potenzialità

dimostrata da questa tecnologia sia nei sistemi solido-liquidi che in quelli solido-gassosi ha suscitato un forte interesse da parte degli esperti, soprattutto per la

sua capacità di accelerare i processi di trasferimento di massa. Inoltre, i benefi-ci apportati dall’applicazione degli ultra-suoni (soli o associati ad altri trattamenti termici, luminosi o ad alte pressioni) sulla disattivazione degli enzimi microbici e, quindi, sulla conservazione alimentare è stata abbondantemente dimostrata nel settore delle tecnologie alimentari. [1] Gli ultrasuoni sono onde elastiche che si muovono attraverso un mezzo condutti-vo producendo una compressione (alta pressione) o una rarefazione (bassa pres-sione) e la cui frequenza è mediamente superiore a quella udibile dall’orecchio umano (20 KHz).

IRIS nasce nel 2007 come azienda ingegneristica d’avanguardia, con l’obiettivo di promuovere il miglioramento delle tecniche processuali da applicare all’industria alimentare. Negli ultimi 12 anni, l’azienda si è evoluta ed espansa a tal punto da inglobare il gruppo IRIS TECHNOLOGY SOLUTIONS (un’azienda ingegneristica molto evoluta al suo interno e dichiaratamente multidisciplinare, che favorisce lo sviluppo di soluzioni tecnologiche mirate a soddisfare le richieste di un mercato in rapido mutamento).

OSCAR RODRÍGUEZ

Senior Research Scientist presso IRIS Technology Solutions.

Ingegnere Agroindustriale (Università di Tolima). Dottore in

Scienze e Tecnologie Chimiche (Università delle Isole Balea-

ri). Ha svolto un Dottorato in Scienze e Tecnologie Chimiche

(Università delle Isole Baleari). Possiede ben oltre 10 anni di

esperienza nel settore dei processi di intensificazione del

trasferimento di massa tramite applicazione di ultrasuoni.

Nel corso della sua unga attività di ricerca, ha partecipato

anche a progetti finalizzati alla valorizzazione dei sottopro-

dotti agroindustriali.

Come il suono, l’ultrasuono si trasmet-te attraverso qualsiasi solido, liquido o gas che possegga proprietà elastiche. A seconda del loro utilizzo, gli ultrasuoni possono essere classificati in ultrasuoni ad alta potenza (bassa frequenza) e ultra-suoni a bassa potenza (alta frequenza). Gli ultrasuoni a bassa frequenza (20kHz-100kHz) sono utilizzati per intensificare i processi di trasporto e si contraddistin-guono per la loro capacità di modificare le proprietà fisiche, chimiche e biochi-miche del mezzo di trasmissione; gli ultrasuoni ad alta frequenza (> 100 kHz) sono impiegati in tecniche non invasive per l’analisi e la valutazione della quali-tà dei prodotti. [2] I processi alimentari sono in costante evoluzione a causa dei continui cambiamenti nei gusti e nelle esigenze dei consumatori. Questi muta-menti rispondono alla necessità di pro-durre alimenti salutari, sostenibili, sicuri, senza additivi e di migliore qualità.

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Per soddisfare questi bisogni, lo sviluppo di nuovi processi produttivi si sta inten-sificando e l’interesse dimostrato verso il settore è in continua crescita. L’utilizzo degli ultrasuoni nell’industria alimentare rappresenta una buona soluzione per far fronte alle necessità dei consumatori e dei produttori; questi giocano, infatti, un ruolo interessante anche nei processi di analisi, conservazione e trasformazione dei prodotti stessi (come, per esempio, il taglio, l’essicazione, l’omogeneizzazio-ne, la filtrazione, l’estrazione, la dega-satura ecc) Ci potrebbero essere molti vantaggi nell’utilizzo degli ultrasuoni durante il processo produttivo; questi, infatti, possono contribuire ad una mi-gliore miscelazione, all’ incremento del trasferimento di massa, alla riduzione del consumo energetico e della tem-peratura del prodotto e all’aumento della resa finale. Grazie all’eliminazione di microorganismi ed enzimi (ottenuta senza intaccare gli elementi nutritivi), gli ultrasuoni possono essere conside-rati una valida alternativa ai trattamenti termici nelle fasi di conservazione degli alimenti. Gli ultrasuoni a bassa potenza rappresentano un’ottima alternativa ai trattamenti a base di calore, perché consentono di evitare gli effetti negativi che questi ultimi producono sulla strut-tura chimica e fisica del prodotto, sulla composizione nutrizionale e sulla modi-fica delle caratteristiche organolettiche. [3] Inoltre, l’attuale struttura del sistema agro-alimentare e di trasformazione alimentare contribuisce alla creazione di prodotti di scarto. Per aumentare la sostenibilità e ridurre i rifiuti è essenzia-le conoscere l’origine delle biomasse residue e applicare nuove tecnologie capaci di estrarre i componenti nutrizio-

nali e reintrodurre nel ciclo produttivo questi sottoprodotti, limitando il più possibile l’effettivo scarto finale. La tec-nica di estrazione assistita da ultrasuoni (UAE) si è rivelata promettente al fine di contrastare l’eliminazione degli scarti derivati dal processo di trasformazione di alimenti e bevande, promuovendone, invece, la valorizzazione e il reinserimen-to nel processo produttivo.

Si tratta di un’alternativa economica ed efficiente alla convenzionale tecnica di estrazione solido-liquido che, tra i suoi principali vantaggi, annovera una miglior penetrazione del solvente nel materiale cellulare e un incremento del trasferimento di massa attribuibile all’ef-fetto di cavitazione. Quest’ultimo induce la distruzione delle pareti cellulari delle piante, facilita il rilascio di componenti estraibili e favorisce la riproducibilità dei risultati e l’utilizzo ridotto di solventi pericolosi. In virtù di tutti questi suoi effetti positivi, è possibile classificare l’estrazione assistita da ultrasuoni come Tecnica Green. [4]

Con questo obiettivo, IRIS Technology solutions sta ap-profondendo lo studio di pro-cessi non termici e non invasivi (che richiedano l’utilizzo di ultrasuoni) grazie allo sviluppo di 3 ambiziosi e innovativi pro-getti Horizon 2020: SHEALTHY, AGRIMAX and PROLIFIC.

Nel primo progetto gli ultrasuoni vengo-no utilizzati per la decontaminazione di frutta e verdura e per la stabilizzazione di succhi. Negli altri due casi, le ricerche si stanno focalizzando sull’estrazione di antiossidanti e proteine da diversi sot-toprodotti della filiera agro alimentare.I processi sono stati testati in ambienti industriali di rilievo tramite esperimenti pilota effettuati in aziende alimentari di piccole, medie o grandi dimensioni in tutta Europa. L’industria alimentare ita-liana partecipa in modo predominante a questo progetto.

EDURNE SUÁREZ

Project e Innovation Manager presso IRIS Technology Solu-

tions. Dottoressa in Ingegneria Industriale (con specializza-

zione in Ingegneria dei Materiali) all’Università Politecnica

della Catalogna (UPC-ETSEIB), Spagna. Ha collaborato

in qualità di Visiting research assistant con il gruppo Zero

Waste Byg dell’Università Tecnica della Danimarca (DTU),

impegnato nell’ambito del recupero dei rifiuti oceanici

come materiale da costruzione. Possiede anche una grande

esperienza professionale nel settore dell’innovazione tecno-

logica, nella gestione ed esecuzione di lavori di ricerca e

innovazione, maturata grazie alla partecipazione a numerosi

progetti europei congiunti di R&S&I.

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Tuttavia, l’utilizzo di alte temperature comporta l’alterazione delle caratteristiche dei prodotti e la distruzione di alcune componenti essenziali (come le vitamine e i polifenoli).

La richiesta di prodotti freschi, salubri e sostenibili sta crescendo a livelli espo-nenziali, specialmente nel segmento di consumatori più giovani, dove le diete vegetariane e vegane sono maggior-mente diffuse. Frutta e verdura rappre-sentano una componente basilare di una dieta sana e bilanciata, in quanto forniscono alcuni nutrienti e composti bioattivi essenziali (come vitamine e minerali). [5] Questo cambio di abitudini alimentari ha imposto un adattamento del mercato alla nuova domanda, com-portando un rapido sviluppo di sostituti della carne (per la maggior parte frutta e verdura) negli ultimi anni. Prima di esse-re immessi sul mercato, questi prodotti devono essere trattati e conservati (per i piatti pronti) grazie ad un processo di decontaminazione che ne garantisce la sicurezza alimentare. Oggi, le aziende tradizionali applicano trattamenti termi-ci convenzionali come la sterilizzazione e la pastorizzazione, che aumentano sensibilmente la temperatura dei pro-dotti al fine di assicurarne la sicurezza microbiologica e la stabilità.

SHEALTHY – Tecnologie innovative per preservare la freschezza di frutta e verdura

Nel progetto SHEALTHY, IRIS svilupperà e testerà la combinazione tra la tecnica a ultrasuoni e alcune tecnologie fotodi-namiche come i campi elettrici pulsati ad alta intensità (HIPL) e la Luce Blu, al fine di ottenere, da un lato, la decon-taminazione e sanitizzazione di prodotti vegetali e, dall’altro, la stabilizzazione di smoothies e succhi a base di frutta.

Nelle tecnologie alimentari, gli ultrasuo-ni ad alta intensità e bassa frequenza (da 20 a 100 KHz) risultano efficaci per l’inattivazione dei microorganismi. L’i-nattivazione è una conseguenza della cavitazione. La cavitazione consiste nella formazione, crescita e collasso di bolle che producono energia chimica e meccanica localizzata.

SHEALTHY è un progetto quadriennale, facente capo al programma quadro dell’UE per la ricerca e l’innovazione Horizon 2020 (GA 817936), e a cui partecipano 21 partners provenienti da 8 paesi differenti. Il progetto è mirato allo sviluppo di combinazioni efficaci di tecnolo-gie innovative, che possano sostituire i tradizionali trattamenti termici utilizzati nell’industria alimentare durante i processi di sanificazione, conservazione e stabilizzazione. Lo scopo di queste combinazioni di nuove tecnologie consiste in un miglior mantenimento delle caratte-ristiche nutrizionali dei prodotti durante le fasi di trattamento e, di conseguenza, nell’allungamento della loro shelf life.

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Questo effetto fisico costituisce la conse-guenza principale che deriva dalla morte delle cellule microbiche. I soli ultrasuoni possono rappresentare un eccellente strumento di disinfezione, ma il loro utilizzo su larga scala dovrebbe essere sottoposto ad ulteriori verifiche. Esso potrebbe, inoltre, portare ottimi risultati se associato ad altre tecnologie. L’appli-cazione di luce pulsata ad alta intensità o Luce Blu potrebbero essere considerate come tecnologie complementari all’uso di ultrasuoni ad alta potenza. L’inattiva-zione fotodinamica dei microorganismi è un fenomeno che può provocare la loro inattivazione attraverso l’uso di luce visibile. I foto sensibilizzatori presenti nelle celle microbiche vengono attivati grazie a specifiche lunghezze d’onda, in modo da dare avvio a una serie di rea-zioni citotossiche.

Questa tecnologia fa parte dei tratta-menti non termici, in quanto permette la decontaminazione di alimenti (come succhi di frutti, derivati della carne, ver-dura e frutta) attraverso l’utilizzo di luce pulsata ad alta intensità per un tempo limitato. Recentemente, anche le luci LED con lunghezze d’onda visibili hanno assunto un ruolo di grande rilevanza, in-serendosi tra le promettenti tecnologie

innovative in virtù della loro azione an-tibatterica. Parlando delle diverse tipo-logie di ultrasuoni, l’applicazione degli ultrasuoni per la sanificazione di frutta e verdura può essere effettuata usando i bagni a ultrasuoni. I bagni a ultrasuoni, disponibili in commercio, presentano misure, potenze e frequenze diverse. La lunghezza d’onda variabile e la pos-sibilità di controllo della temperatura lo rendono un sistema adatto sia per uso industriale che laboratoriale. [6] La stabilizzazione di smoothies e succhi viene eseguita applicando direttamente gli ultrasuoni ad un mezzo liquido, nel quale vengono immerse le provette contenenti il prodotto. La differente geometria delle provette, immerse nel liquido, permette la trasmissione diretta (cilindrica) o concentrata (conica) delle onde sonore. [7]

Per migliorare la sostenibilità e ridurre gli sprechi, è essenziale avere una comprensione globale di tutte le varie fonti di biomassa residua (prelevata e, talvolta, inutilizzata) generate dall’intera filiera alimentare, (dalla fattoria fino ad arrivare alla tavola).

Negli ultimi anni, il problema derivante dalla gestione di sottoprodotti, scarti e rifiuti dell’agricoltura e dell’industria alimentare ha suscitato un enorme inte-resse da parte di contadini, produttori, venditori e consumatori di prodotti ali-mentari. Lo sviluppo di nuove colture e la produzione di beni alimentari è, infat-ti, associata alla generazione di grandi flussi di rifiuti, la cui proliferazione non può essere sempre evitata. L’industria alimentare e degli ingredienti alimen-tari si concentra principalmente sulla produzione di ingredienti costituiti da un singolo elemento o da una specifi-ca miscela di componenti, trascurando, così, il materiale che non è al centro del processo produttivo. Questo non costituisce solo un problema di sosteni-bilità (legato alla sicurezza ambientale), ma anche un ostacolo economico, in quanto incide direttamente sulla resa complessiva dell’intero processo. In realtà, durante il processo di trasforma-zione degli alimenti, alcune parti reddi-tizie del prodotto non possono essere consumate o vengono scartate perché non soddisfano determinati requisiti di qualità e vengono, quindi, considerati prodotti non conformi (portando, così, a una minore accettazione da parte dei consumatori).

AGRIMAX– Prodotti ad alto valore aggiunto derivanti dagli scarti dell’agricoltura e dell’industria alimentare

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Il progetto AGRIMAX è stato ideato per verificare l’applicabilità tecnica ed economica del processo di bioraffinazione utilizzato per ricavare dai rifiuti e dagli scarti dell’industria alimentare nuovi bio composti da destinare, per esempio, ai settori chimico, bioplastico, alimentare, dei fertilizzanti e degli imballaggi e all’agricoltura. Nell’ambito di questo progetto, sono state co-struite due bioraffinerie (in Italia e in Spagna), in cui alcuni processi di tra-sformazione alimentare economici e flessibili (come l’estrazione di solventi assistita da ultrasuoni, la filtrazione, i trattamenti termici ed enzimatici e i mo-duli di essiccazione a spruzzo) sono state studiate e utilizzate per pretrattare, separare e stabilizzare i sottoprodotti agroindustriali derivati dalla lavorazione di pomodori, olive, patate e cereali. Questo progetto quadriennale (GA 720719) ha ricevuto finanziamenti da BBI JU (Bio-Based Industries Joint Undertaking) e ad esso partecipano 29 partners provenienti da 11 paesi diversi.

Nell’ambito del progetto AGRIMAX, IRIS è responsabile dell’ottimizzazione del processo di estrazione di preziosi antiossidanti (come, ad esempio, i poli-fenoli dalla buccia di patata, dalla salsa di oliva e dalle foglie di ulivo) attraver-so l’utilizzo di acqua come solvente e l’intensificazione del processo grazie all’applicazione di ultrasuoni. L’energia acustica ha migliorato la diffusività e la solubilità, facilitando, così, il processo di estrazione. Le proprietà del solvente di estrazione, la dimensione delle par-ticelle delle materie prime, il rapporto solvente-solido, la temperatura di estra-zione e le impostazioni acustiche quali l’ampiezza acustica, l’energia acustica

e la potenza, incidono direttamente sull’efficacia del processo di estrazione. Questi parametri sono stati, dapprima, ottimizzati su scala di laboratorio (poten-za ultrasuono: 400 W) e su scala media (potenza Ultrasuono: 1000 W) e, succes-sivamente, su scala pilota in laboratorio (potenza Ultrasuono: 2000W), a seconda della materia prima implicata in ciascun processo di estrazione. Infine, l’efficacia raggiunta durante l’estrazione dei poli-fenoli e la verifica dell’applicabilità del processo determineranno la possibilità di installare il modulo UAE nella bioraffi-neria spagnola, che rappresenta un vero ambiente industriale.

Nell’ultima parte del progetto, i polifenoli estratti, che sostituiscono gli antiossidanti sintetici (come BHT, BHA e TBHQ), saranno incorporati in qualità di composti bioattivi per il settore alimentare e packaging: in soluzione, verranno impiegati per biofilm/film edibili e pellicole per frutta e verdura e, in forma di composto, possono essere usati per l’estrusione e produzione di film.

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Le biomasse residuali agroindustriali e i sottoprodotti della produzione ali-mentare (come legumi, funghi e caffè) possono costituire una ricca fonte di componenti nutrizionali. Tuttavia, il loro potenziale deve ancora essere piena-mente valorizzato. • Legumi, come fonte di proteine, fibre, carotenoidi e fitosteroli. I sottoprodotti della lavorazione industriale di fagioli e piselli consistono generalmente in pisel-li non conformi, bucce e parti di piante, in particolare i baccelli ancora presenti dopo la raccolta nei campi.

• Funghi, come fonte alternativa di pro-teine, chitosani e b-glucani. Sono entrati a far parte della dieta dei consumatori a causa del significativo mutamento di gusti e abitudini alimentari e della ri-chiesta di alimenti a basso contenuto di grassi.

• Caffè, come fonte di fibre, polifenoli e caffeina. Nel 2017, l’Unione Europea (UE) ha importato quasi 3 milioni di tonnellate di caffè dall’estero. Le im-portazioni ammontavano a 8,8 miliardi di euro. Queste importazioni hanno

interessato principalmente la Germa-nia (37%) e l’Italia (19%), poi il Belgio (9%), la Spagna (8%), la Francia (7%) e il Regno Unito (6%) [8]. La bevanda del caffè è ottenuta dal caffè verde tostato. Durante questa fase di trasformazione, vengono sviluppate le proprietà carat-teristiche della bevanda del caffè (come il sapore e l’aroma) e viene rimosso il sottile tegumento residuo che copre e protegge lo strato esterno del chicco di caffè verde. Inoltre, considerando che oltre il 50% del frutto viene scartato, la produzione di caffè comporta una quan-tità elevata di rifiuti, come la buccia o lo strato esterno del chicco, di cui viene riutilizzata solo una piccola percentuale [9].

PROLIFIC - Estrazione e valorizzazione di proteine e molecole bioattive da processi agroindustriali (legumi, funghi e caffè)

Processi di bioraffineria innovativi e so-stenibili, applicati a prodotti di scarto ricchi di proteine, potrebbero contribu-ire significativamente a rispondere alla domanda globale di proteine alimen-tari (ampiamente superiore alle attuali capacità di produzione), che dovrebbe aumentare del 76% nel 2050 [10] a causa della costante crescita della po-polazione mondiale. Questa prevista scarsità di risorse proteiche viene am-plificata dall’aumento del reddito pro capite nei paesi industrializzati come l’Asia e l’America centrale e latina. [11] In particolare, l’aumento della domanda di proteine animali comporterà un’enor-me crescita del fabbisogno di proteine alimentari, che sarà difficile soddisfare in modo eco-sostenibile, dato l’elevato impatto ecologico esercitato dalla pro-duzione di alimenti di origine animale. [12]

Il progetto PROLIFIC appliche-rà una gamma di tecnologie di trasformazione alimentare a residui agroindustriali di legumi, funghi e caffè al fine di recuperare significative quantità di proteine, peptidi, fibre e altri composti a valore aggiunto. Una volta valutati da protocolli sostenibili a livello economico e ambientale, gli output saranno sottoposti a tecniche di trasformazione e condizionamento enzimatico in un ambiente di rilevanza indu-striale. In definitiva, ciò fornirà quantità plausibili di composti e componenti necessari a pro-durre 16 prototipi per i settori alimentare, dei mangimi, degli imballaggi e dei cosmetici. PROLIFIC ha ricevuto finanzia-menti da Bio-Based Industries Joint Undertaking nell’ambito dell’accordo di finanziamento n. 790157. Il partenariato pub-blico-privato/l’impresa comune riceve il sostegno del program-ma di ricerca e innovazione Ho-rizon 2020 dell’Unione europea e del consorzio Bioindustrie.

In PROLIFIC, IRIS sfrutta la potenza degli ultrasuoni per migliorare l’efficienza di estrazione di proteine nel caso di substrati recalcitranti (come residui di caffè e funghi).

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Gli esperimenti su scala di laboratorio vengono eseguiti variando il tempo di sonicazione, la potenza di uscita e usan-do la modalità ad impulsi per aumenta-re l’efficacia di estrazione delle proteine. L’estrazione di proteine da fonti biolo-giche può essere ottenuta tramite la tecnica di precipitazione acido/alcalina. Dopo aver rimosso la fibra e il grasso e aver macinato il campione per determi-nare la dimensione delle particelle, viene applicata, prima, l’estrazione di alcalina per solubilizzare la proteina e, successi-vamente, la filtrazione per rimuovere la

quantità di carboidrati insolubili. Le con-dizioni di reazione selezionata saranno utilizzate per il ridimensionamento del processo di intensificazione, usando un sistema di sonicazione dinamica. Sarà, anche, valutata l’estrazione assistita da microonde per migliorare l’estraibilità delle proteine dalle materie prime se-lezionate attrverso l’applicazione della metodologia delle superfici di risposta (RSM). Saranno ottimizzati parametri quali il tempo di estrazione, il tipo di solvente (acido / alcali / acqua) e il rap-porto solido / liquido.

Fig. 3 - Estrazione di proteine dai sottoprodotti di legumi, funghi e caffè (progetto PROLIFIC).

Gli estratti proteici, ottenuti dai flussi di biomassa, saranno sottoposti a diversi trattamenti (come la purificazione, la concentrazione e la stabilizzazione) e convertiti, quindi, in ingredienti per ali-menti ricchi di proteine o antiossidanti (come cereali, pasta ecc). Verranno, inol-tre, utilizzati nella produzione di man-gimi e come componenti di polimeri e formulazioni composite (ad esempio, per il packaging dei cosmetici).

SIMONA NERI

Project e Innovation Manager presso IRIS Technology Solu-

tions. Ha svolto un Dottorato in Chimica supramolecolare

presso l’Università di Padova, incentrando il suo lavoro di

ricerca sull’utilizzo di nanoparticelle d’oro auto-assemblate

come sensori e interruttori molecolari nel processo di bio-

catalisi. Precedentemente, ha conseguito una Laurea Magi-

strale in Chimica Organica presso l’Università di Barcellona,

con tesi finale sui peptidi bioattivi. Ha, inoltre, acquisito una

certa esperienza nel campo delle tecnologie di packaging,

grazie alla sua Laurea Triennale in Scienza e Tecnologia

del Packaging e all’attività professionale svolta presso

Procter&Gamble, GlaxoSmithKline e Lindt&Sprüngli.

Il settore della lavorazione di alimenti e bevande rappresenta una delle realtà in-dustriali più importanti in Italia. Il settore italiano della produzione, trasformazion Il settore della lavorazione di alimenti e bevande rappresenta una delle realtà in-dustriali più importanti in Italia. Il settore italiano della produzione, trasforma-zione e vendita al dettaglio di alimenti risulta fortemente frammentato, pre-sentando un ambiente imprenditoriale molto competitivo. Anche le più grandi aziende italiane di vendita al dettaglio sono di dimensioni notevolemte inferiori rispetto ad altri grandi attori internazio-nali. I costi relativamente elevati richiesti dall’importazione di nuovi prodotti ali-mentari e dallo sviluppo di tecnologie di trasformazione alimentare sostenibili

non sono solitamente accessibili per le piccole e medie aziende, poiché richie-dono un’elevato tasso di innovazione e una grande capacità di investimento.

Industria alimentare italiana: nuove opportunità

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Fig. 4 – Aziende italiane alimentari

Grazie a questi tre progetti si intende aumentare la competitività di alcune imprese italiane di trasformazione ali-mentare, per aiutarle nella valutazione e integrazione di processi di valorizzazio-ne di sottoprodotti e scarti. Questo le porterà, presumibilmente, ad espande-re il loro mercato regionale e nazionale grazie alla commercializzazione di nuovi prodotti, al prolungamento della shelf-life e alla conservazione della qualità nutrizionale. Tale processo viene reso

più efficiente dalla riduzione dei costi e dei tempi e, anche, dai benefici eco-nomici e ambientali derivanti dall’otti-mizzazione dei flussi produttivi e dalla valorizzazione di tutti i prodotti ottenuti. Alcune piccole e medie aziende italiane di trasformazione alimentare e altre ben note grandi industrie costituiscono le realtà concrete in cui questi tre progetti congiunti sono stati sviluppati e in cui le tecniche sopra menzionate (tra le altre) verranno potenziate, integrate e testate.

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8. https://ec.europa.eu/eurostat/en/web/products-eurostat-news/-/EDN-20181001-1

9. Toschi, T. G., Cardenia, V., Bonaga, G., Mandrioli, M., & Rodriguez-Estrada, M. T. (2014). Coffee silverskin: Characteriza-tion, possible uses, and safety aspects. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 62(44), 10836–10844. https://doi.org/10.1021/jf503200z]

10. European Commission. (2016). European Research and Innovation for Food and Nutrition Security. Food 2030 High-level Conference Background Document. https://doi.org/10.2777/20654

11. Gustavsson, J., Cederberg, C., Sonesson, U., van Otterdijk, R., & Meybeck, A. (2011). Global Food Losses and Food Waste: Extent, Causes and Prevention, Rome: Food and Agriculture Organi-sation of the United Nations. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences (Vol. 365). https://doi.org/10.1098/rstb.2010.0126

12. Chatzopoulos, T., De Rademaeker, E., Fellmann, T., Geno-vese, G., Jensen, H., Kanadani Campos, S., … Weiss, F. (2016). Prospect for the EU agricultural markets and income 2016-2026. Agriculture and Rural Development, (December). Retrieved from https://ec.europa.eu/agriculture/sites/agriculture/files/markets-and-prices/medium-term-outlook/2016/2016-fullrep_en.pdf

1. Rojas, M. L., Miano, A. C., & Augusto, P. E. D. (2017). Ultra-sound Processing of Fruit and Vegetable Juices. Ultrasound: Advan-ces in Food Processing and Preservation. Elsevier Inc. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-804581-7.00007-5

2. Cárcel, J. A., García-Pérez, J. V., Benedito, J., Mulet, A. (2012). Food process innovation through new technologies: Use of ultrasound. Journal of Food Engineering, 110(2), 200-207. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2011.05.038

3. Fernandes, F. A. N., Rodrigues, S. (2008). Application of Ultrasound and Ultrasound-Assisted Osmotic Dehydration in Drying of Fruits. Drying Technology, 26(12), 1509-1516. doi: 10.1080/07373930802412256

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