Un biofilm commestibile a base di estratto di buccia di melograno prolunga la durata di conservazione delle fragole

Un biofilm commestibile, ottenuto da rifiuti agricoli e della pesca e sviluppato dai ricercatori dell'Istituto di Chimica São Carlos dell'Università di San Paolo (IQSC-USP) in Brasile, consente di prolungare la durata di conservazione delle fragole(Fragaria x ananassa Duch.).

Nei test di laboratorio, i ricercatori hanno scoperto che in 12 giorni di conservazione in frigorifero, i frutti rivestiti con la pellicola hanno perso l'11% del peso e hanno impiegato tra i 6 e gli 8 giorni per iniziare a contaminarsi con i funghi, rispetto ai 4 giorni dei frutti non rivestiti con il materiale.

I risultati del lavoro, svolto con il supporto del FAPESP e in collaborazione con i ricercatori di EMBRAPA Instrumentation e dell'Università Federale di São Carlos (UFSCar), sono stati descritti in un articolo pubblicato sulla rivista Food Chemistry.

"Applicando il rivestimento, è stato possibile raddoppiare la durata di conservazione delle fragole conservate in frigorifero e ritardare la disidratazione del frutto, preservandone al contempo il gusto, la consistenza e i composti volatili che conferiscono al frutto il suo aroma caratteristico", ha dichiarato all'Agência FAPESP Mirella Romanelli Vicente Bertolo, prima autrice dello studio e ricercatrice post-dottorato presso EMBRAPA Instrumentation - una delle unità decentrate della Corporazione Brasiliana di Ricerca Agricola (EMBRAPA).

Il lavoro è iniziato durante gli studi di dottorato di Bertolo presso l'IQSC-USP sotto la supervisione del professor Stanislau Bogusz Junior.

Durante la loro ricerca, hanno sviluppato una tecnica che ha permesso di estrarre l'84,2% in più di antiossidanti - sostanze con proprietà conservanti - dalla buccia del melograno(Punica granatum L.) utilizzando solventi eutettici naturali profondi (NADES).

"Oltre il 40% del melograno, a seconda della varietà, è costituito dalla buccia, che viene sprecata. La nostra idea era di utilizzare questi scarti per ottenere estratti ricchi di composti fenolici con attività antiossidanti e antimicrobiche", spiega Bogusz.

Dopo aver sviluppato con successo il metodo di estrazione, i ricercatori hanno deciso di testare l'ipotesi di incorporare gli antiossidanti del melograno in rivestimenti a base di gelatina e chitosano - un polimero (polisaccaride naturale) presente nello scheletro di crostacei come i gamberi - per sviluppare una pellicola protettiva per la frutta.

"Abbiamo scelto di utilizzare il chitosano estratto dalla glia del calamaro[guscio interno] attraverso un processo di deacetilazione della chitina presente in questo mollusco, perché non presenta il problema dell'allergenicità come quello ottenuto dai gamberi. Abbiamo poi combinato questo materiale con un altro polimero, in questo caso la gelatina, per migliorarne le proprietà meccaniche", spiega Bogusz.

Un frutto altamente deperibile

La fragola è stata scelta come sistema modello per testare l'efficacia del biofilm perché è uno degli articoli con il più alto tasso di perdita nei supermercati brasiliani a causa della sua deperibilità e della breve durata di conservazione, circa meno di sette giorni sotto refrigerazione.

"La fragola è un frutto con un'attività respiratoria molto elevata e un pH[acidità] molto basso. È quindi molto suscettibile all'attacco microbico. Inoltre è molto umida e il frutto è piccolo. Su questa base, abbiamo ipotizzato che se il materiale che abbiamo sviluppato funzionasse, sarebbe efficace su qualsiasi altro frutto", spiega Bogusz.

Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno rivestito le fragole con la pellicola commestibile per immersione e hanno valutato gli effetti del materiale sul profilo fisico-chimico, microbiologico e volatile e sulle caratteristiche sensoriali dei frutti per 12 giorni di conservazione in frigorifero.

I risultati indicano che il materiale forma una pellicola sulla superficie del frutto che agisce come barriera al passaggio dei microrganismi, alla perdita di umidità e allo scambio di gas, modificando la respirazione della fragola. In questo modo, il rivestimento rallenta il metabolismo del frutto nel periodo post-raccolta, aumentandone la durata di conservazione e preservandone il colore, la consistenza e i composti bioattivi.

"Abbiamo scoperto che la pellicola permette di mantenere la consistenza, di ritardare la contaminazione da microrganismi e di ridurre la perdita di massa del frutto, che si osserva quando la fragola si raggrinzisce. Questo accade molto spesso con la frutta non rivestita perché perde facilmente acqua e si disidrata", spiega Bertolo.

Secondo il ricercatore, la pellicola ha permesso anche di ridurre la gravità dei danni fungini e di migliorare il profilo volatile del frutto. "Il materiale ha permesso di conservare il 40% in più dei composti responsabili dell'aroma del frutto", spiega Bertolo.

Il biofilm non ha inoltre interferito con le caratteristiche sensoriali del frutto, come il sapore, come confermato da test di analisi sensoriale condotti con studenti di chimica dell'IQSC-USP.

"I risultati dei test hanno dimostrato che non c'erano differenze nel gusto, nell'aroma o nelle caratteristiche visive delle fragole rivestite con il materiale rispetto alle fragole prive della pellicola", spiega Bertolo.

I ricercatori hanno presentato una domanda di brevetto per la formulazione e intendono concedere la tecnologia in licenza alle aziende interessate.

Le analisi economiche indicano che il rivestimento potrebbe costare circa 0,15 BRL per frutto.

"Si tratta di un costo che i consumatori potrebbero essere disposti a pagare per avere frutta con una durata di conservazione più lunga e un maggiore utilizzo", stima Bertolo.