Secondo un report della FAO, ogni anno vengono sprecati circa 1,3 miliardi di tonnellate di cibo, pari a un terzo della produzione alimentare globale. In particolare, il settore ortofrutticolo risulta essere il più vulnerabile data l’alta deperibilità di frutta e verdura.
La FAO, dunque, evidenzia l’urgenza di migliorare la gestione delle risorse alimentari e ridurre lo spreco attraverso pratiche più sostenibili, garantendo un sistema alimentare resiliente e rispettoso dell’ambiente (FAO, 2023).
Tra i prodotti ortofrutticoli, le fragole sono tra le bacche più consumate al mondo, contengono un’importante fonte di nutrienti essenziali oltre che di fibre e carboidrati. Tuttavia, sono estremamente deperibili e richiedono una gestione post-raccolta complessa a causa dell’alto contenuto di umidità (75-95%) e dei processi biologici che si attivano dopo la raccolta (Romanazzi et al., 2009; Zhang et al., 2006). Fragili e suscettibili a lesioni sono soggette, inoltre, a infezioni micotiche, che ne deteriorano rapidamente la qualità (Ding et al., 2019).
Al fine di contenere tali fenomeni degenerativi sono stati testati diversi metodi di conservazione alternativi, ma non sempre gli effetti sul colore, sapore e texture sono positivi (Sallato et al., 2007). Tecnologie di conservazione innovative, come i coating edibili a base di biopolimeri antiossidanti, potrebbero, invece, rappresentare una promettente soluzione sostenibile ai problemi di decadimento post-raccolta delle fragole e prodotti ortofrutticoli in generale (Sousa et al., 2017; Bovi et al., 2018).
I coating edibili, applicati direttamente sui prodotti ortofrutticoli, creano una barriera semipermeabile ai gas con conseguente riduzione dei principali fenomeni alterativi, quali la velocità di respirazione e di traspirazione. Inoltre, possono agire da carrier di composti bioattivi antiossidanti, nutraceutici e antimicrobici, garantendo un miglioramento delle proprietà funzionali, con conseguente incremento della qualità (Galus et al., 2020). Diversi sono i lavori in letteratura che evidenziano l’efficacia dei coating edibili per preservare la qualità di frutta e verdura. Il caseinato di sodio (SC) è tra i biopolimeri più apprezzati per la disponibilità, il costo ridotto e la biodegradabilità (Khan et al., 2021). Miele et al. (2022) hanno dimostrato come un coating di caseinato di sodio, gomma guar e cera d’api riduce la respirazione e la traspirazione delle fragole rispettivamente del 17% e del 40% a 4°C.
Il presente lavoro ha avuto come obiettivo lo studio dell’effetto di un coating antiossidante a base di caseinato di sodio, gomma guar, cera d’api e gallato di propile sulla shelf life di fragole minimamente processate. In particolare, il lavoro riporta i risultati relativi agli effetti del coating sulle proprietà nutrizionali e fisico-chimiche dopo 10 giorni di conservazione a 4°C.
Metodologia
In figura è riportata la rappresentazione grafica del disegno sperimentale. La procedura per la preparazione e l’applicazione del coating è descritta da Miele et al. (2022). Il coating è stato applicato alle fragole mediante dipping, immergendo il prodotto per 2 minuti in una soluzione a base di caseinato di sodio (8%), glicerolo (0,8%), gomma guar (0,2%), cera d’api (2%), e gallato di propile (0,13 mg mL-1) (campione attivo). La sperimentazione, inoltre, ha previsto l’implementazione anche di un prodotto senza coating (campione controllo). Entrambi i campioni, in seguito ad asciugatura, sono stati confezionati in sacchetti di natureflex e conservati a 4°C per 10 giorni. Sono stati valutati diversi indicatori di qualità, nello specifico il calo peso, il colore, la turgidità, il contenuto di solidi solubili, il pH, il contenuto di polifenoli totali, l’acido ascorbico e la capacità antiossidante, a diversi tempi di conservazione.
Principali risultati
Lo studio delle caratteristiche chimico-fisiche valutate nel corso della conservazione ha evidenziato risultati promettenti dell’applicazione del coating in relazione al rallentamento dell’attività fisiologica che causa un’alterazione del colore della fragola. La Figura mostra come il parametro L, ovvero la luminosità (L=0 nero, L=100 bianco), al termine della conservazione, si sia ridotto e del 15,2% per il campione controllo, e solo del 2,9% per il campione attivo.
Il coating attivo ha mostrato anche effetti positivi sulla turgidità dei campioni, espressa in termini di forza necessaria per rompere la superficie del campione. Dopo 10 giorni di conservazione, la forza necessaria a deformare il campione controllo era inferiore (3,9± 1,5N) rispetto a quella applicata sul campione attivo (4,5 ± 0,7 N). Risultati rilevanti sono stati ottenuti anche per il calo peso, spesso utilizzato per valutare la freschezza e la qualità della frutta durante il periodo di conservazione. Il campione attivo ha registrato un decremento del peso dopo 10 giorni pari al 4,7±0,6 %, mentre il campione controllo del 6,4±0,6%. Diversamente, i risultati relativi ai solidi solubili, pH e composizione gassosa non hanno evidenziato un effetto significativo del trattamento applicato.
Le prove nutrizionali, infine, hanno mostrato differenze significative solo in termini di contenuto di polifenoli totali che mostrano una riduzione del 56% nel campione controllo e del 47% nel campione attivo.
Conclusioni
Il coating antiossidante a base di caseinato di sodio ha dimostrato avere un effetto positivo sulla qualità delle fragole minimamente processate. La sua applicazione è stata efficace per ridurre la senescenza e rallentare il fisiologico e rapido decadimento che si verifica in post-raccolta, prolungando quindi la shelf life. Tale tecnologia innovativa, dunque, si è rivelata essere un’ottima soluzione sostenibile e valida per preservare la qualità di prodotti altamente deperibili come le fragole.
Andrea Savarese, Francesca Colonna, Rosa Fiorito, Elena Torrieri
Gruppo Scientifico Italiano di Confezionamento Alimentare (GSICA)
Dipartimento di Agraria, Università degli Studi di Napoli Federico II
Bibliografia
Bovi, G. G., Rux, G., Caleb, O. J., Herppich, W. B., Linke, M., Rauh, C., & Mahajan, P. V., 2018. Measurement and modeling of transpiration losses in packaged and unpackaged strawberries. Biosystems Engineering, 174, 1-9.
Ding, J., Zhang, R., Ahmed, S., Liu, Y., & Qin, W., 2019. Effect of sonication duration in the performance of polyvinyl alcohol/chitosan bilayer films and their effect on strawberry preservation. Molecules, 24(7), 1408.
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Galus, S., Gaouditz, M., Kowalska, H., & Debeaufort, F., 2020. Effects of candelilla and carnauba wax incorporation on the functional properties of edible sodium caseinate films. International Journal of Molecular Sciences, 21(24), 9349.
Khan, M. R., Volpe, S., Valentino, M., Miele, N. A., Cavella, S., & Torrieri, E., 2021. Active casein coatings and films for perishable foods: structural properties and shelf-life extension. Coatings, 11(8), 899.
Miele, N. A., Volpe, S., Torrieri, E., Cavella, S., 2022. Improving physical properties of sodium caseinate based coating with the optimal formulation: effect on strawberries’ respiration and transpiration rates. Journal of Food Engineering, 331:111123.
Romanazzi, G., Gabler, F. M., Margosan, D., Mackey, B. E., & Smilanick, J. L., 2009. Effect of chitosan dissolved in different acids on its ability to control postharvest gray mold of table grape. Phytopathology, 99(9), 1028-1036.
Sallato, B. V., Torres, R., Zoffoli, J. P., & Latorre, B., 2007. Effect of boscalid on postharvest decay of strawberry caused by Botrytis cinerea and Rhizopus stolonifer.
Sousa, A.R., Oliveira, J.C., Sousa-Gallagher, M.J., 2017. Determination of the respiration rate parameters of cherry tomatoes and their joint confidence regions using closed systems. Journal of Food Engineering, 206, 13-22.
Zhang, M., Xiao, G., & Salokhe, V. M., 2006. Preservation of strawberries by modified atmosphere packages with other treatments. Packaging Technology and Science: An International Journal, 19(4), 183-191.
