FedKito, una nuova proposta nel mondo dell’economia circolare del cibo

FedKito, un progetto per l’agricoltura sostenibile

Nell’era della globalizzazione, la visione consumistica occidentale ha coinvolto anche l’Area Mediterranea, come possiamo osservare tra gli scaffali dei supermercati, stracolmi di alimenti, rigorosamente imballati in confezioni di plastica. L’invasione della plastica monouso per l’imballaggio di frutta, verdura, carni e prodotti caseari presenta due problemi principali:

  1. l’utilizzo spropositato di un materiale il cui accumulo ambientale è diventato insostenibile;
  2. la generazione di una grande percentuale di alimenti pre-confezionati che, inevitabilmente “andranno a male”.

In questo scenario, la messa a punto di progetti che possano “sanare” un comportamento, aimè inevitabile della nostra società attuale, sono fondamentali nonché meritevoli di essere sostenuti.

Ed è per questo che vorremmo introdurre FedKito, un progetto europeo finanziato da Prima, un programma di finanziamento europeo nell’ambito di progetti per un’agricoltura sostenibile nell’Area Mediterranea.

FedKito si propone di realizzare dei moderni imballaggi green per alimenti freschi che allo stesso tempo siano in grado di fornirci un controllo qualità “in live”.

Un progetto sicuramente ambizioso, del quale verremo a conoscenza nella prossima puntata di “Un caffè con la Microbiologia”, insieme alla coordinatrice principale, la Professoressa Barbara Conti.

In queto articolo, però, approfondiremo i pilastri scientifici su cui si basa quest’interessantissimo progetto.

FedKito circolare: dal residuo organico al chitosano

Nonostante la variabilità geografica dei residui urbani, il ben 60% è composto da materia organica, derivante dagli scarti alimentari, dell’agricoltura e del giardinaggio. Mentre per gli scarti non-biodegradabili, come le plastiche, si parla di recupero e riciclaggio, nel caso della materia organica, vengono promosse attività di riduzione dell’impatto ambientale e rivalorizzazione del prodotto.

Pertanto, dato che lo spreco alimentare rappresenta ormai circa un terzo del cibo prodotto, progetti che possano offrire un nuovo valore e/o uso al residuo organico sono particolarmente fomentati. La valorizzazione del residuo organico si ottiene dalla bioconversione da parte di microrganismi, enzimi e animali e dal riutilizzo dei derivati biologici nel consumo umano o animale e nella produzione di energia (Immagine 1).

Schema di economia circolare del cibo
Immagine 2: Schema del ciclo di produzione chiuso sviluppato basato su materiali chitinosi bioispirati e
bioconversione in ambiente urbano.

In questo processo circolare si inserisce Hermetia illucens, anche detta mosca del soldato nero, la cui fama deriva dalla capacità di digerire il residuo organico. In cambio, questo insetto, nella suo stadio larvale, costruisce un esoscheletro ricco in chitina, proteine e lipidi.

Hermetia illucens è in grado di processare una quantità di materia organica pari a 20 volte il suo peso, che raggiunge i 220 mg. La chitina, corrispondente al 6-9% del peso totale di questo diptero, è il secondo polimero organico più diffuso al mondo. La sua produzione annuale stimata è di 1011 tonnellate per ecosistema, corrispondente a 300 anni di produzione di plastica a livello globale.

A livello industriale il chitosano è attualmente ricavato dai gusci dei crostacei, sebben l’utilizzo di Hermetia illucens potrebbe offrire una risposta altrettanto sostenibile. L’estrazione della chitina per ottenere chitosano da questo insetto, è stata esplorata ed ottimizzata da diversi gruppi di ricerca.

Larve di Hermetia illucens
Immagine 1: Larve di Hermetia illucens

Il chitosano come nuova pellicola trasparente per gli alimenti

Uno dei potenziali utilizzi del chitosano ottenuto a partire da processi di bioconversione riguarda la realizzazione di pellicole di protezione degli alimenti freschi, quali frutta, verdura, carni e latticini.

Il chitosano presenta delle proprietà che lo rendono particolarmente interessante per questa funzione: l’attività antimicrobica, la capacità di preservare le proprietà nutraceutiche dell’alimento, la commestibilità.

La novità di FedKito, come ci ha spiegato la Prof.ssa Conti, si basa nell’incorporazione di diversi tipi di olii essenziali nella formulazione del chitosano. Questi ultimi sono in grado di proteggere l’alimento da alcuni tipi di insetti e funghi, in quanto sono caratterizzati da un’attività repellente a basse concentrazioni. L’incorporazione degli olii essenziali, che sono dei composti idrofobici, andrebbe inoltre a fronteggiare l’elevata permeabilità all’acqua di cui è caratterizzato invece il chitosano.

Un team di esperti valuterà, allo stesso tempo, le qualità sensoriali dei prodotti imballati con questa formulazione sinergica tra chitosano e olii essenziali. L’obbiettivo è quello di identificare le combinazioni ideali tra i vari olii essenziali e ciascun prodotto alimentare.

I risultati ottenuti da precedenti studi condotti da ricercatori spagnoli offrono delle buone speranze per FedKito. L’incorporazione dell’olio di bergamotto, inibirebbe, ad esempio, la crescita di Penicillum italicum, il fungo responsabile della famosa muffa blu degli agrumi. Ovviamente, sono diversi i parametri da valutare per ottenere un buon imballaggio, tra cui le proprietà meccaniche e fisiche della pellicola realizzata.

Tutte queste attività di controllo e validità delle pellicole di chitosano realizzate sono previste nelle fasi iniziali del progetto FedKito.

Il futuro delle etichette intelligenti con FedKito

Un altro importante aspetto innovativo di FedKito è rappresentato dall’incorporazione di etichette intelligenti nell’imballaggio di chitosano arricchito precedentemente realizzato. Si tratta della possibilità di includere dei biosensori elettrochimici connessi a smartphone per controllare, al momento, la qualità del prodotto. I biosensori, saranno potenzialmente in grado di riconoscere la presenza di micotossine, metalli pesanti ed alcuni altri indicatori di biodecomposizione del prodotto alimentare.

In questo caso, il testimone passa all’unità operativa dell’Università di Bologna, guidata dalla Prof.ssa Elisa Michelini, in collaborazione con un gruppo di ricerca marocchino.

Nonostante FedKito sia un progetto giovane, le ambizioni sono assolutamente da sostenere, a nome di un principio di sostenibilità circolare che qualsiasi progetto dovrebbe avere.

Serena Galiè

Fonti

  • http://fedkito.agr.unipi.it/
  • Sanandiya, N.D., Ottenheim, C., Phua, J.W. et al. Circular manufacturing of chitinous bio-composites via bioconversion of urban refuse. Sci Rep 10, 4632 (2020).
  • Bedini S, Flamini G, Ascrizzi R, Venturi F, Ferroni G, Bader A, Girardi J, Conti B. Essential oils sensory quality and their bioactivity against the mosquito Aedes albopictus. Sci Rep. 2018 Dec 14;8(1):17857. 
  • Sanchez-Gonzalez L et al. 2010 Physical properties of edible chitosan films containing bergamot essential oil and their inhibitory action on Penicillium italicum, Carbohidrate Polymers
  • https://www.infopackaging.it/packaging-sostenibile-base-chitosano-fedkito/

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