I coating edibili sono pellicole trasparenti costituite da polisaccaridi, proteine, e/o sostanze lipidiche, realizzate direttamente sugli alimenti per creare una barriera invisibile, inodore e insapore in grado di prolungare la vita commerciale dei prodotti (Baldwin et al., 1995). Possono svolgere un ruolo di barriera verso i principali gas, quali l’ossigeno o l’anidride carbonica (Rojas-Grau et al., 2009), e agire da carrier di composti bioattivi, come per esempio sostanze antiossidanti o antimicrobiche, rispettivamente in grado di ritardare i processi di ossidazione o inibire la formazione di radicali liberi e inibire o ritardare la crescita di microrganismi (Siroli et al., 2015).
Applicati alla frutta e verdura (F&V) minimamente processata ne prolungano la shelf-life, rallentandone i fenomeni fisiologici che ne causano il rapido deperimento, e ritardando la crescita di microrganismi alterativi che ne limitano la conservazione (Yousuf et al., 2018). Data la natura del prodotto, non si può, però, non considerare la qualità nutrizionale che deve essere preservata il più possibile per garantire ai consumatori gli stessi benefici della frutta e verdura fresca e non processata.
Negli ultimi anni i consumatori sono sempre più attenti agli aspetti salutistici legati agli alimenti e attributi quali freschezza, naturale e valore nutrizionale rappresentano caratteristiche importanti per orientare le scelte dei consumatori. I coating edibili antiossidanti rappresentano quindi una soluzione alle tradizionali tecnologie di conservazione della F&V minimamente processata per garantire al consumatore un prodotto ad alto valore nutrizionale, fresco e naturale come il prodotto non processato ma con elevato valore aggiunto ed una shelf-life adeguata agli attuali stili di vita dei consumatori.
Il presente lavoro rientra in un progetto europeo di ricerca e innovazione finanziato nell’ambito del programma H2020 e finalizzato allo sviluppo di tecnologie non termiche per preservare la freschezza di F&V minimamente processata (https://www.shealthy.eu). Il Dipartimento di Agraria dell’Università di Napoli Federico II ha il compito di sviluppare soluzioni di coating attivi (antiossidanti e antimicrobici) a base di biopolimeri da applicare a diverse categorie di F&V minimamente processati. Nel presente lavoro si riportano i risultati ottenuti nell’ambito della sperimentazione relativa all’applicazione di coating antiossidanti a base di caseinato di sodio e gallato di propile a finocchi minimamente processati. Gli obiettivi del lavoro sono stati valutare l’influenza del gallato di propile sulle proprietà del film a base di caseinato di sodio e l’effetto del coating attivo sulla qualità dei finocchi minimamente processati nel corso della shelf-life.
Metodologie
Il coating è stato preparato miscelando in acqua caseinato di sodio (8%), glicerolo (0,8%) e gallato di propile (0,13 mg/ml) come riportato in Valentino et al. (2020). I film sono stati ottenuti mediante casting a 30°C in un ambiente ad umidità controllata (50%) e sotto ventilazione per 12 ore. I film sono stati caratterizzati in termini di spessore, colore, permeabilità al vapore acqueo. Inoltre, è stata valutata l’attività antiossidante dei film (metodo del DPPH) dopo contatto con due simulanti alimentari (acqua distillata (simulante A), per simulare un prodotto ortofrutticolo con pH>4,5 e acido acetico al 3% (p/v) in acqua (simulante B) per simulare un prodotto ortofrutticolo con pH<4,5) a 30°C per massimo sei giorni.
Il coating è stato applicato sul finocchio mediante immersione per 2 minuti (figura 1), e successivamente il prodotto è stato asciugato a temperatura ambiente (Valentino et al., 2020). Successivamente, i campioni sono stati confezionati in vaschette di polipropilene avvolte con una pellicola di LDPE e conservati a 4°C per 15 giorni. I finocchi non ricoperti da coating sono stati utilizzati come campioni di controllo. Durante la conservazione del prodotto sono stati monitorati i principali indicatori di qualità (calo peso, colore, pH, acidità titolabile, °Brix, texture, polifenoli totali, attività antiossidante, vitamina C)
Principali risultati
I film a base di caseinato di sodio e gallato di propile sono trasparenti e presentano uno spessore medio di 33±5 µm. L’aggiunta del gallato di propile non ha mostrato effetti statisticamente significativi sull’umidità e sulle proprietà barriera al vapore acqueo (tabella 1). I film di caseinato di sodio e gallato di propile si prestano meglio ad un rilascio graduale del composto attivo a contatto con prodotti a pH>4,5 (simulante A); l’attività antiossidante incrementa in funzione del tempo e raggiunge la massima attività dopo 5 giorni, con una percentuale di inibizione del 53% circa. A contatto con il simulante B, il valore massimo di attività antiossidante è raggiunto dopo 3 giorni (circa 62%). I risultati ottenuti in vitro sono confermati dalle prove di shelf-life. Infatti, i finocchi minimamente processati in presenza del coating presentano una maggiore proprietà antiossidante e una minore variazione dei polifenoli totali. Inoltre, come si evince dai risultati relativi al decadimento della VIT C riportati in figura 2, l’applicazione del coating garantisce di preservare il 67% di vitamina C rispetto al campione controllo dove la riduzione è di circa il 50%.
Conclusioni
I coatings a base di caseinato di sodio si sono dimostrati buoni substrati per veicolare il composto attivo gallato di propile. La presenza del gallato di propile non ha effetti negativi sulle proprietà del film che risulta avere buone proprietà antiossidanti in vitro. Dall’applicazione dei coatings sui finocchi è emerso che il rivestimento a contatto con l’alimento ha la capacità di preservare la qualità dei finocchi fini a 15 giorni a 4°C. In particolare, grazie alla presenza del coating si assiste ad una riduzione della vitamina C del 33% rispetto al 50% dei campioni controllo. Ulteriori indagini sono in corso per ottimizzare le proprietà dei coating in termini di permeabilità al vapore acqueo, ma i risultati fin qui ottenuti mettono in evidenza che i coating edibili sono un’alternativa sostenibile alle attuali tecnologie di conservazione dei prodotti minimamente processati.
Ringraziamenti
Marika Valentino ringrazia il progetto SHEALTHY che ha supportato la borsa di dottorato nell’ambito del programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione europea, 2018-2020. Inoltre, ringrazia Commerciale Export (Pagani, Italia) per la fornitura dei finocchi utilizzati per questo lavoro.
Bibliografia
Baldwin E., Nisperos-Carriedo M., Baker R (1995). Use of edible coatings to preserve quality of lightly (and slightly) processed products. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 35:509-524.
Rojas-Grau M. A., Raybaudi-Massilia R. M., Soliva-Fortuny R. C., Avena-Bustillos R. J., McHugh T. H., Martin-Belloso O (2007). Apple puree-alginate edible coating as carrier of antimicrobial agents to prolong shelf life of fresh-cut apples. Postharvest Biology and Technology, 45, 254-264.
Siroli L., Patrignani F., Serrazanetti I., Gardini F., Lanciotti R (2015). Innovative strategies based on the use of bio-control agents to improve the safety, shelf-life and quality of minimally processed fruits and vegetables. Trends in Food Science and Technology, 46(2):302-310.
Valentino M., Volpe S., Di Giuseppe F. A., Cavella S., Torrieri E (2020). Active Biopolymer Coating Based on Sodium Caseinate: Physical Characterization and Antioxidant Activity. Coatings, 10 (8) 706, 1-12.
Yousuf, B., Qadri, O. S., & Srivastava, A. K. (2018). Recent developments in shelf-life extension of fresh-cut fruits and vegetables by application of different edible coatings: A review. LWT - Food Science and Technology, 89, 198–209. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.10.051
Gli autori di questo articolo, pubblicato su COM.PACK n. 49 a pagina 28, sono: Marika Valentino, Anna Trotta, Stefania Volpe & Elena Torrieri; sono membri del Gruppo Scientifico Italiano di Confezionamento Alimentare (GSICA) ed operano presso il Dipartimento di Agraria, Università degli Studi di Napoli Federico II
