Frutta e verdura di IV gamma: innovazioni e orientamento al mercato

La ricetta degli esperti: nuovi approcci tecnologici per migliorare qualità e “shelf-life” dei prodotti “fresh-cut” e la risposta del mercato. Nuovi biopolimeri per il confezionamento.


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Il mercato italiano dei prodotti di IV gamma è caratterizzato da una crescita progressiva (Ismea, 2011). La penetrazione di questi prodotti negli usi delle famiglie italiane, anch’essa in aumento, si basa sul contenuto di servizio, che ne riduce i tempi di preparazione, la percezione del prodotto fresco, la garanzia di sicurezza alimentare, il cui primo esempio può essere la data di scadenza, assente finora nella frutta e verdura fresca (Baldi e Casati, 2009; Bacarella, 2002). Anche il settore della grande distribuzione organizzata, tipicamente sofferente nel reparto orto-frutta, con i prodotti di IV gamma ha sviluppato delle strategie di diversificazione accompagnate allo sviluppo di prodotti a marchio del distributore, le cosiddette “private label”, che hanno permesso di rendere questo reparto più profittevole e dinamico.

In tale contesto, investire nel settore della IV gamma è visto come una grande opportunità, creando così valore aggiunto alla produzione primaria (Caccetta e Platania, 2006). L’Università di Foggia sta lavorando intensamente su questo fronte e le produzioni scientifiche provenienti dalla ricerca applicata in ingegneria agraria, microbiologia, chimica, biochimica, economia e marketing, assieme ad un partenariato fortemente internazionalizzato, possono fornire delle prospettive su quella che sarà l’evoluzione del settore.

In particolare, la ricerca applicata negli ultimi anni si è posta obiettivi strategici per il comparto: la “shelf-life”, la possibilità di mantenere il prodotto sui banchi della distribuzione per periodi relativamente lunghi, che è un concetto multi-sfaccettato e centrale in questa discussione. “Shelf-life” significa abbattimento della carica microbica, riduzione dei processi di degradazione, significa scelta del packaging e dei materiali, gestione dei processi e delle operazioni di preparazione del prodotto, significa qualità in campo e sicurezza alimentare (Colelli e Elia, 2009; Francis et al., 2012; Rico et al., 2007; Artés et al., 2009; Amodio et al., 2013).

Progetti come Ofralser (PON01 del Miur) e Quafety (7° Programma Quadro della Ue), nei quali l’Università di Foggia è leader, hanno sviluppato nuove conoscenze, nuovi processi e meccanismi di controllo che saranno elementi chiave per le scelte produttive future delle aziende di prodotti di IV gamma. Un approccio importante in questi tipi di progetti è la partecipazione di imprese ed enti di ricerca con un alto livello di interconnessione sulle attività che, se da un lato ha permesso alle aziende di portare avanti autonomamente i propri programmi di ricerca e sviluppo, dall’altro ha fatto sì che molti degli argomenti tipicamente più teorici della ricerca accademica abbiano trovato possibilità di “scaling-up” ed applicazione direttamente negli stabilimenti industriali.

Sebbene non esista innovazione che apporti un peggioramento della qualità, il pregiudizio che il consumatore accetti prodotti innovativi necessita di conferme date da studi scientifici sul comportamento d’acquisto conseguente le innovazioni che si implementeranno. Quanto un prodotto contenente un’innovazione possa essere acquistato oppure scelto per prima rispetto agli altri prodotti che si acquistano abitualmente è il dilemma che si pongono gli economisti e gli esperti di marketing per lo studio del comportamento di acquisto. I progetti in questione hanno messo sul banco prova le ultime innovazioni nel settore e ne hanno testato la spendibilità commerciale, dando la possibilità di profilare un futuro di quello che sarà il mercato e l’industria di settore.

Si riportano di seguito i principali risultati delle ricerche riguardanti le tecnologie post-raccolta e, a seguire, i risultati principali delle analisi sul comportamento di acquisto di prodotti contenenti le innovazioni derivanti dai progetti di ricerca in partenariato con le aziende.

 

Progressi scientifici e tecnologici per la IV gamma

L’innovazione tecnologica ha offerto gli strumenti per la valorizzazione di specie e varietà ortofrutticole tipiche locali che devono la propria marginalità alla difficoltà di penetrazione dei mercati, con conseguente limitazione dei consumi in ambito locale. Ciò alla luce del fatto che interventi innovativi applicati alle pratiche agricole e alle operazioni di raccolta, trasporto, lavorazione, controllo e mantenimento della qualità durante la distribuzione possono determinare il successo commerciale oltre i confini regionali e, presumibilmente, nazionali. A titolo d’esempio, interessanti lavori di ricerca sono stati pubblicati su finocchio, fagiolino, cima di rapa e varietà locali di carciofo (Rinaldi et al., 2010a; Rinaldi et al., 2010b; Cefola et al., 2010; Cabezas-Serrando et al., 2009).

Come noto, ad un più alto contenuto in servizio corrisponde una maggiore deperibilità rispetto al prodotto di partenza: i danni apportati durante le operazioni di taglio producono una serie di alterazioni (come imbrunimento ossidativo, perdita di consistenza e accresciuta suscettibilità ai microrganismi) che determinano una diminuzione della vita utile del prodotto e rendono necessaria la messa in atto di tecnologie aggiuntive finalizzate ad ottenere una “shelf-life” compatibile con la distribuzione commerciale. Per il mantenimento della qualità dei prodotti tagliati sono ad oggi disponibili diverse strategie: le basse temperature (0-4 °C), il calore (sia usato secco, tra i 35 ed i 40 °C, sia in forma di breve immersione in acqua calda, fino a 50-53 °C) e l’utilizzo di atmosfere modificate sono tra i sistemi fisici più adottati (spesso in sinergia), mentre i sistemi chimici prevedono l’inibizione di enzimi responsabili dell’imbrunimento (PPO) o la rimozione o sostituzione dei substrati su cui questi enzimi agiscono.

Per quanto riguarda la V gamma o prodotti in cui è presente una matrice liquida, come i succhi di frutta o pezzi di frutta immersi nel succo, il danno termico causato dal trattamento di sterilizzazione può essere ridotto utilizzando tecnologie di natura non termica, come le alte pressioni isostatiche, mentre metodi di riscaldamento alternativi sono costituiti da radiofrequenze, microonde e riscaldamento ohmico.

 

Atmosfere modificate e protettive

I prodotti di IV gamma sono nella maggior parte dei casi confezionati in materiale polimerico, rigido o flessibile (polietilene, polipropilene o “multiplayer”); tale barriera protegge dalla possibile contaminazione e crea le condizioni per l’applicazione di atmosfera modificata (AM). Riducendo il livello di O2 o, viceversa, aumentando il contenuto in CO2, si ottiene un marcato rallentamento dell’attività metabolica, con notevoli benefici durante la vita post-raccolta dei prodotti; inoltre, la CO2 ad elevate concentrazioni esplica un’azione fungistatica che si traduce in una minore incidenza di attacchi di patogeni. Tuttavia, se scorrettamente applicata, l’AM può non apportare benefici o, addirittura, risultare deleteria, provocando imbrunimenti, fermentazioni, sapori ed odori sgradevoli. Un grandissimo numero di lavori scientifici descrive condizioni gassose ottimali per diverse specie di IV gamma in quanto tale aspetto rappresenta un importante punto critico.

Applicazioni innovative (ad esempio ossigeno superatmosferico o uso di argon, elio, ossido o protossido di azoto) sono state ampiamente studiate in campo sperimentale, ma non hanno ancora trovato applicazione in ambito commerciale (Colelli e Amodio, 2010; Baldassarre et al., 2015; Ansah et al, 2015). Nuovi materiali polimerici, caratterizzati da un ampio range di permeabilità ai gas, aprono nuove prospettive in relazione alla possibilità di un maggiore controllo della concentrazione dei gas all’interno dell’imballaggio. Inoltre, gli imballaggi “funzionali”, in grado di assorbire O2, CO2, etilene e vapore acqueo, forniscono ulteriori strumenti di controllo delle condizioni. Attualmente si dispone di una gamma pressoché illimitata di materiali per l’imballaggio in AM, per cui la prospettiva di estendere gli effetti favorevoli del controllo dell’atmosfera a una più ampia gamma di prodotti è ormai una realtà.

Cresce, inoltre, l’interesse nei confronti delle bio-plastiche ottenute da fonti rinnovabili, ovvero derivanti da materie prime vegetali non inquinanti. I biopolimeri sintetizzati, partendo da amido (di mais, patata, grano, tapioca), sono i più noti; tra questi, il polilattide (PLA) ottenuto per polimerizzazione dell’acido lattico, già trova ampia applicazione in ambito commerciale. Oltre a non essere derivati del petrolio, i biopolimeri offrono il vantaggio della “compostabilità”; questo è un attributo molto importante, perché il compost ottenuto è un materiale di proficuo e vario utilizzo in agricoltura, e dalla sua degradazione si produce solo acqua, anidride carbonica e composti inorganici, senza immissione di residui tossici nell’ambiente (Fig. 1).

Alta pressione isostatica

Trattamenti ad alta pressione isostatica (HP) consentono l’inattivazione microbica anche con temperature relativamente basse. L’applicazione delle HP agli alimenti consiste nel confezionare il prodotto in un materiale flessibile che possa trasmettere la pressione e nel caricarlo in una camera resistente alle alte pressioni, riempita con fluido adatto a trasmettere la pressione al campione in ogni direzione. Successivamente la camera viene chiusa, la pressione incrementata al valore voluto attraverso un sistema idraulico e mantenuta a questo livello per il tempo necessario. Al termine il sistema viene decompresso ed il prodotto scaricato.

Le HP sono in grado di estendere la “shelf-life” stabilizzando il prodotto dal punto di vista chimico e microbiologico, senza alterarne le proprietà organolettiche e nutrizionali. La resistenza dei microrganismi alle HP è molto variabile ed è influenzata dalla concentrazione zuccherina e salina, dal contenuto d’acqua, dal pH, e dalla presenza di sostanze sinergiche (CO2); spesso, per inattivare le forme resistenti è necessario accompagnare un blando trattamento termico. L’azione delle HP sugli enzimi è diversa da quella esercitata dalla alte temperature: mentre queste ultime comportano una alterazione irreversibile, l’applicazione di una pressione idrostatica compresa fra 100 e 400 MPa implica un’inattivazione di tipo reversibile. Livelli di pressione superiori, invece, determinano una denaturazione delle proteine con definitiva perdita di funzionalità dell’enzima, ma per alcuni enzimi particolarmente resistenti è necessario abbinare un blando trattamento termico.

Tra le possibili applicazioni di questa tecnologia nell’ambito dei prodotti ortofrutticoli trasformati vi è la stabilizzazione di prodotti sia acidi (ad es. a base di frutta a pezzi, in succhi, o in purea; Fig. 2) e non acidi in vita refrigerata (ad es. condimenti a base di ortaggi). I prodotti ottenuti hanno il vantaggio di non aver subito trattamento termico con il conseguente impatto in termini sensoriali e nutrizionali.

 

Radiofrequenze e microonde

Il riscaldamento a radiofrequenza (100 kHz ≤ ν ≤ 300 MHz) permette di effettuare trattamenti termici riducendo il danno provocato dalle alte temperature, in quanto consente il raggiungimento rapido della temperatura di pastorizzazione e, nel caso dei processi di disidratazione, la riduzione del grado di umidità del prodotto. L’azione riscaldante è omogenea, poco legata alle dimensioni e al peso, alla densità e alla conducibilità termica, senza che si abbiano gradienti termici tra l’interno e l’esterno del prodotto.

Blandi trattamenti con microonde sono stati applicati su prodotti freschi di IV gamma al fine di controllare la carica microbica e ridurre l’attività enzimatica degradativa (Martinez-Hernandez et al., 2015). Gli impianti di pastorizzazione a radiofrequenza risultano più efficienti in termini di consumo di energia rispetto ai sistemi di pastorizzazione tradizionali, con ripercussioni positive in termini di costo; questo perché il calore viene generato direttamente all’interno del prodotto, con conseguente limitazione delle perdite energetiche. L’ambiente circostante non è quindi interessato dal processo di riscaldamento e non contribuisce in alcun modo al consumo energetico. L’investimento iniziale per acquistare un impianto di pastorizzazione a radiofrequenza è superiore rispetto a quello che bisogna sostenere per acquistare un impianto tradizionale, ma il risparmio energetico determina un ritorno dell’investimento iniziale in tempi molto brevi.

Anche la pastorizzazione mediante microonde (300 MHz < ν ≤ 300 GHz) è basata sulla capacità delle molecole dell’alimento di interagire con le onde elettromagnetiche e convertirle in calore. Il componente principale responsabile del riscaldamento è l’acqua presente nell’alimento, le cui molecole, quando vengono investite da un campo elettrico, tendono ad oscillare e ad interagire con le altre molecole circostanti dissipando l’energia cinetica in energia termica. E’ stata evidenziata la possibilità di utilizzare le microonde su vari tipi di prodotti ortofrutticoli dopo una loro immersione in olio riscaldato e successivi passaggio nel microonde stesso in presenza di pressione ridotta, riuscendo così ad ottenere una riduzione dell’80% di umidità contenuta nella matrice trattata.

L’analisi del consumatore conferma la sostenibilità economica delle innovazioni

Le analisi condotte dal gruppo di economia agro-alimentare dell’Università di Foggia in collaborazione con il gruppo di tecnologie post-raccolta, negli ultimi tre anni si sono concentrate sullo studio attento del comportamento di acquisto dei consumatori verso i prodotti di IV gamma, quindi frutta e verdura tagliata, impacchettata e etichettata. La ricerca è partita dalla comprensione degli studi tecnico-scientifici a livello internazionale attraverso i quali è stato possibile avere una panoramica di quelle che saranno le innovazioni che troveranno terreno fertile nelle aziende e che quindi quasi sicuramente porteranno a innovazioni di processo e, soprattutto, di prodotto. Tra queste troviamo: estensione della “shelf-life”, utilizzo di antimicrobici naturali nel packaging, utilizzo di gas inerti, nuove etichettatura sulla sicurezza alimentare, indicatori biodinamici riguardanti le condizioni di preservazione del prodotto (ad esempio il “traffic light indicator”).

Queste innovazioni sono state poi inserite in prodotti-prototipo. I prodotti “innovativi” sono stati poi inseriti in un contesto di scelta in cui erano presenti altra frutta e insalate di IV gamma che simulavano il contesto di acquisto. Gli studiosi hanno poi osservato le scelte di un campione di invididui e successivamente sono state poste domande riguardanti le loro abitudini alimentari, i dati socio-demografici e il consumo di prodotti di IV gamma. Lo studio è stato condotto in tutta Europa e ha considerato più di 1.500 consumatori di IV gamma tra Italia, Regno Unito, Spagna e Grecia.

I risultati dell’indagine economica mostrano innanzitutto che non esistono differenze sostanziali tra le preferenze dei consumatori nord-europei e quelli mediterranei. Un risultato importante riguarda la “shelf-life”; l’estensione della vita di banco viene percepita negativamente. È possibile intendere che la percezione della qualità del prodotto sia strettamente legata alla percezione del fresco, pertanto l’estensione della vita utile del prodotto è un parametro che va comunicato attentamente. Un prodotto con una data di scadenza più lontana di quanto atteso genera un atteggiamento negativo e un abbassamento della probabilità di acquisto.

Risultati incoraggianti, invece, riguardano tutta la sfera della comunicazione della sicurezza alimentare e l’utilizzo di antimicrobici naturali. L’utilizzo di gas inerti non influenza l’acquisto, ma questa non è da intendersi una risposta negativa del mercato, bensì un’accettazione.

 Conclusioni

Ciò che è stato presentato fa emergere tre considerazioni fondamentali per la comprensione di quello che sarà il futuro della ricerca applicata su frutta e verdura di IV gamma: i) l’approccio multidisciplinare risulta necessario affinché i prodotti della ricerca diventino innovazioni; ii) la ricerca nelle tecnologie post-raccolta presenta già un’ampia gamma di soluzioni tecnologiche disponibili e ancora più esperimenti in corso per testare gli effetti di trattamenti e packaging sul miglioramento della qualità e della sicurezza dei prodotti; iii) le ricerche sul comportamento dei consumatori individuano un percorso ben preciso verso il quale il mercato si orienterà, ovvero quello della sicurezza dei prodotti, dell’uso di sostanze naturali, della maggiore comodità d’uso; tutto ciò contestuale alla freschezza del prodotto e alla percezione della stessa.

 


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