> FocusUnimore > numero 5 – giugno 2020

Economia circolare è anche riciclo di materiali potenzialmente edibili che andrebbero sprecati e che trovano nuova vita in altre applicazioni in ambito agroalimentare.

Individuare processi virtuosi, all’avanguardia sul piano tecnologico e competitivi sul mercato per il riutilizzo di materiale di scarto, è il tema di fondo del lavoro di ricerca del prof. Andrea Pulvirenti e del suo gruppo di ricerca a Reggio Emilia.

Il gruppo di ricerca, che include i dott. Riccardo De Leo, Andrea Quartieri, Francesco Bigi, Hossein Haghigi, si occupa da anni di food packaging e, in particolare, dell’impiego di scarti derivati dalla trasformazione industriale per la realizzazione di materiali destinati al confezionamento degli alimenti.

L’obiettivo è ottenere, a partire da sottoprodotti della lavorazione del cibo, pellicole per il confezionamento di cibo le cui prestazioni siano comparabili il più possibile con quelle ottenute con i polimeri di sintesi oggi utilizzati.

Alla possibilità di utilizzare un prodotto completamente biodegradabile si somma quello di avere una pellicola edibile, ovvero di un materiale per ricoprire alimenti con lo scopo di estendere la durata di conservazione del prodotto, che può essere ingerito insieme al cibo.

I film commestibili presentano diversi, ulteriori vantaggi: possono essere utilizzati per rafforzare le barriere naturali del prodotto alimentare, diminuire le perdite di umidità e consentire lo scambio controllato di gas.

Il lavoro di ricerca del prof. Pulvirenti, finanziato dal Ministero delle Osi, è concentrato sulla realizzazione di film di pectina, importante polimero derivante dallo scarto alimentare dell’industria dell’orto-frutta. Le pectine sono un insieme di polisaccaridi che derivano dalle piante, sono solubili in acqua e sono in grado di formare gel in particolari condizioni. La pectina è un composto altamente biodegradabile, biocompatibile e commestibile. Inoltre, gelifica molto facilmente – è il classico gelificante usato nella preparazione delle marmellate – ed è selettiva alla permeabilità dei gas.

Il gruppo è arrivato a progettare e testare un prototipo di estrazione che unisce in un unico strumento le principali tecnologie oggi a disposizione per l’estrazione di molecole di interesse da scarti alimentari, riducendo così tempi, costi e utilizzo di solventi.

Nel caso della pectina il processo di estrazione integra tre sistemi: il riscaldamento a microonde, l’applicazione di ultrasuoni e l’agitazione meccanica.

Il sistema di estrazione è stato applicato da Pulvirenti e dai suoi collaboratori a bucce d’arancia e buccia di mela per l’estrazione di pectine, e a raspi di uva per l’estrazione di polifenoli.

La pectina così ottenuta è poi utilizzata per produrre una pellicola, stendendo su una superficie piana e antiaderente la soluzione filmogena (contenente pectina e diversi solventi testati) e rimuovendola una volta asciutta.

I materiali ottenuti hanno trovato applicazioni lungo tutta la filiera alimentare, coniugando sostenibilità e biodegradabilità.

I film edibili hanno anche un altro pregio: possono essere sfruttati anche come vettori per una vasta gamma di additivi alimentari, inclusi gli “antimicrobici naturali”. Si tratta di sostanze naturali che hanno la funzione di estendere la shelf life dei prodotti – ovvero il periodo di tempo in cui un alimento può essere tenuto in determinate condizioni di conservazione e mantenere ottimali la sua qualità e la sua sicurezza – riducendo il rischio di crescita di batteri sulla superficie dell’alimento.  

Questo approccio innovativo è stato per esempio utilizzato per l’applicazione di una pellicola di coating contenente un anticrittogamico di origine naturale, come rivestimento di chicchi di riso. Oggi infatti i chicchi di riso destinati alla semina vengono ricoperti da agenti filmogeni sintetici arricchiti con anti-batterici/micotici di origine sintetica. La creazione di coating ad attività anticrittogamica ottenuto da scarti alimentari permette lo sviluppo di soluzioni green per la stessa finalità e viene incontro all’esigenza di ridurre l’impiego di agenti di sintesi nelle agricolture biologiche e non.

La stessa filosofia ha portato a realizzare un gel antimicrobico applicato sulla carne di origine avicola per ridurne la carica microbica e migliorarne la shelf life, e alla creazione di metodi sostenibili per migliorare la durata degli agrumi, tramite l’applicazione sul frutto di rivestimenti edibili che contengono un antimicrobico, il sorbato di potassio, ed un lievito killer dei principali patogeni degli agrumi.

L’impiego di materiali a basso impatto ambientale e da fonti rinnovabili permette quindi di coniugare il riciclo di materie che altrimenti andrebbero scartate e di venire incontro alle richieste dei cittadini consumatori, riducendo la produzione di imballaggi plastici difficilmente degradabili. Un percorso oggi più che mai necessario e pienamente coerente con gli obiettivi di sostenibilità ambientale che la comunità internazionale ed europea si è data per ridurre l’inquinamento.

Packtin, uno spin off universitario esempio di economia circolare.

Il recupero di scarti alimentari, se coniugato ad un lavoro di ricerca che ne valorizza il riutilizzo con modalità innovative, diventa anche uno strumento virtuoso di crescita economica.

È il caso di Packtin, lo spin off universitario nato nel 2017 per mettere a frutto anni di ricerche sulla valorizzazione degli scarti delle filiere agro- alimentari e sul bio-based packaging.

L’idea imprenditoriale di Packtin è proprio quella di incorporare questi due settori in una filiera economica circolare: rifiuto – materia prima – prodotto di consumo ecosostenibile.

L’azienda, a seconda del tipo di scarto in oggetto, ottiene fibre solubili ed insolubili (come cellulose, amidi, emicellulose, pectine) e composti attivi come oligosaccaridi, fenoli e vitamine, grassi e oli essenziali, che riutilizza per la produzione di prodotti utili in diverse fasi della filiera produttiva.

Tra i prodotti a marchio Packtin vi sono coating per migliorare la vita post-raccolta di frutti climaterici, soluzioni per potenziare la shelf-life dei prodotti pronti al consumo e ingredienti nutrizionali da aggiungere alle carni macinate e alle paste ripiene che svolgono anche un ruolo nel mantenimento della loro sicurezza, genuinità e qualità.

Lo spin off è arrivato a produrre anche una bio-pellicola estensibile per impacchettare frutta e carne con ottime proprietà sia meccaniche sia di barriera, in grado di sfidare concretamente le plastiche tradizionali. Un altro tassello nel percorso virtuoso di recupero di materiali che altrimenti andrebbero perduti e che invece sono reimmessi nel ciclo produttivo.

Dal riciclo di materiali in ambito agroalimentare esempi di economia circolare: le ricerche in Unimore all’avanguardia