La nanotecnologia a servizio della sicurezza alimentare

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Dalla Harvard University per la sicurezza alimentare: il concetto di elettrospray

A difenderci dai patogeni alimentari, in futuro, potrebbero intervenire piccolissime particelle appartenenti all’ordine di grandezza del nanometro (1nm = 10-9 metri, un milionesimo di millimetro). Infatti, la nanotecnologia in campo agroalimentare è stata valutata positivamente in diverse fasi della filiera alimentare, dalla coltivazione all’imballaggio dell’alimento. Secondo i ricercatori dell’Harvard University, goccioline d’acqua nanometriche, cariche elettronicamente potranno ridurre la presenza di patogeni sulla superficie degli alimenti.

Usando solo acqua e elettricitĂ  tramite nano-goccioline colme di radicali liberi, si potranno sostituire le sostanze chimiche disinfettanti. Philip Demokritou dell’UniversitĂ  di Harvard ha brevettato un metodo chiamato appunto elettrospray, basato sul flusso di acqua (aerosol), attraverso un forte campo elettrico; i radicali ossidrile e superossido vengono incapsulati da un sottile strato di acqua ricco di elettroni, formando particelle altamente stabili, la cui forte carica elettrica ne impedisce l’evaporizzazione.

nanotecnologia elettrospray
Figura 1 – Nanoparticelle d’acqua cariche elettronicamente

Effetti dell’elettrospray

I ricercatori hanno testato le nanoparticelle sia sulla superficie di pomodori che su superfici di acciaio inossidabile, spesso usato nelle strumentazione per la lavorazione di alimenti. I ricercatori, dopo aver contaminato le superfici con Escherichia coli, Salmonella enterica e Listeria innocua, hanno esposto i pomodori e l’acciaio in una camera chiusa ad una concentrazione di 24.000 a 50.000 particelle per centimetro cubo (Fig. 2). Il risultato del test è stato decisamente positivo, riscontrando un abbattimento dall’80 al 98% della carica microbica, a seconda della superficie.

esperimento elettrospray nanotecnologia
Figura 2 – Esemplificazione dell’esperimento eseguito per testare il funzionamento dell’elettrospray

Tale tecnica ha il vantaggio di poter essere utilizzata a temperatura e pressioni normali, ma probabilmente presenta aspetti limitanti sulle tipologie di superficie. I ricercatori stanno sperimentando l’uso di concentrazioni maggiori di particelle, spingendosi a 400.000 particelle per centimetro cubo, comprimendo in esse più specie reattive dell’ossigeno.

Nanotecnologia e imballaggio

Anche in altri contesti, come quello dell’imballaggio (Fig.3), l’uso della nanotecnologia ha prolungato la shelf-life del prodotto alimentare, adottato azione antimicrobica. La funzione di oxygen scavenging ha permesso di catturare l’ossigeno che penetra dall’ambiente esterno, quella dell’ethylene scavenging ha invece consentito di catturare l’etilene prodotto dalla degradazione della frutta.

imballaggi nanotecnologia
Figura 3 – Gli imballaggi grazie alla nanotecnologia potrebbero aumentare ulteriormente la shelf-life degli alimenti

Nanoparticelle d’argento per contrastare Salmonella

Un team di ricercatori dell’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie ha valutato l’efficacia antimicrobica piccolissime sferette d’argento delle dimensioni di circa 20 nanometri su tre ceppi di Salmonella, ottenendo una valida alternativa all’uso di antibiotici, soprattutto in contesti come allevamenti avicoli. Le potenziali sferette rilasciando ioni, creano un ambiente ossidante sfavorevole alla crescita di batteri, in particolare sono state efficaci contro Salmonella enteridis.

Inoltre, i ricercatori hanno introdotto le nano-sferette in sacchetti che avvolgevano carne di pollo, per monitorare l’eventuale migrazione; a diverse temperature di conservazione (ambiente, 4°C, -18°C), nessuna particella è stata ritrovata nel preparato, escludendo la tossicitĂ  del metodo di conservazione.

Prospettive future della nanotecnologia

Le applicazioni di tali nano-particelle sono svariate in campo alimentare e inducono i ricercatori a individuare metodi sempre piĂą efficaci, valutando una molteplicitĂ  di questioni scientifiche legate alla valutazione del rischio. Per la nostra salute i “nano-food” saranno un nuovo traguardo?

Veronica Nerino

Fonti:

  • La nanotecnologia approda nel settore alimentare – Dimensione pulito
  • Nanoteconologie e confezionamento alimentare, un futuro che sarĂ  presto realtĂ  – Macchine alimentari
  • Nanotecnologie e alimenti: quale efficacia? – izsvenezie
  • Una nanotecnologia per ridurre i batteri patogeni negli alimenti – Aurelio Trevisi

 

 

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