Strategie innovative nella riduzione delle perdite per il packaging agroalimentare
Alterazioni caratterizzate da uno sviluppo di aree necrotiche, marciumi, o altri danni su frutta e verdura di fresco consumo, sono solitamente dovute a microrganismi (batteri e funghi) sia saprofiti, ma spesso anche fitopatogeni, cioè provenienti dai campi di produzione.
Questi aspetti sono alla base di una collaborazione tra il Dip, DICA dell'Università di Perugia (sede di Terni) e il Dip. DAFNE dell'Università della Tuscia, i quali hanno sviluppato dei materiali (film da impiegare nell'industria agroalimentare) innovativi ed ecosostenibili, mediante l'impiego di materiali organici, biodegradabili, addizionati con principi attivi di origine naturale con attività antimicrobica.
Tra i vari studi avviati si stanno valutando le caratteristiche e le proprietà di film ternari polimerici a base di acido polilattico (PLA), contenenti nanocristalli di cellulosa (CNC) e nanoparticelle di lignina (LNP) in diverse quantità.
In questo senso, alcuni risultati sono stati recentemente pubblicati a livello internazionale (European Polymer Journal (2016) 79 1–12. "Synergic effect of cellulose and lignin nanostructures in PLA based systems for food antibacterial packaging", ed International Journal of Biological Macromolecules (2016), www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27126170, "Effect of cellulose and lignin on disintegration, antimicrobial and antioxidant properties of PLA active films", Autori: W. Yang, E. Fortunati, F. Dominici, G. Giovanale, A. Mazzaglia, G.M. Balestra, J.M. Kenny, D. Puglia), riscuotendo notevoli interessi per sviluppi industriali.
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Nello specifico, sono state studiate ed evidenziate le proprietà termiche, ottiche, meccaniche e morfologiche di nanocompositi di PLA rinforzati con nanocellulosa e nanolignina. I risultati della caratterizzazione ottica hanno confermato un effetto sinergico delle due nanostrutture in termini di capacità di trasparenza alla luce e contemporanea barriera agli UV. Inoltre, la combinazione dei due nanorinforzi lignocellulosici, ha dimostrato di essere efficace in termini di aumento di cristallinità dei sistemi multifunzionali nanocompositi che presentano anche maggiore resistenza meccanica.
Le nanoparticelle di lignina ed i nanocristalli di cellulosa poi, hanno conferito alla matrice polimerica di PLA una notevole attività antimicrobica, riducendo la moltiplicazione di differenti patogeni di natura batterica quali, Pseudomonas syringae pv. pomodoro (Pst), Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav) e Xanthomonas arboricola pv. pruni (Xap), agenti causali rispettivamente della picchiettatura e della maculatura batterica del pomodoro, e del cancro batterico delle drupacee, in grado di determinare notevoli danni e perdite economiche anche nelle fasi di post-raccolta e di commercializzazione, rendendo poi non commercializzabili le produzioni finali (bacche di pomodoro, susine, albicocche, pesche).
I risultati ottenuti con pellicole multifunzionali di PLA contenenti nanoparticelle di lignina e nanocellulosa, evidenziano quindi importanti opportunità per sviluppare strategie innovative ed ecocompatibili, utili nel packaging per l'intera industria agroalimentare, riducendo i danni e le perdite economiche causate da batteri agenti di alterazioni per generi alimentari destinati al consumo fresco.
Sono in corso differenti studi che prendono in considerazione differenti materiali biodegradabili, numerosi principi attivi ad attività antimicrobica e/o antiossidante, e differenti microrganismi coinvolti in queste alterazioni al fine di sviluppare sistemi di "packaging attivo" innovativi, in grado di ridurre, mediante strategie "green" e sostenibili, le attuali perdite economiche nelle differenti filiere agroalimentari.
Per maggiori informazioni:
Prof. Giorgio M. Balestra
Dipartimento di Scienze per l'Agricoltura e le Foreste (DAFNE)
Università degli Studi della Tuscia
Via S. Camillo de Lellis
01100 Viterbo
Email: balestra@unitus.it