Premessa

La filiera ittica regionale, a differenza di quella agricola e di quella derivante dall’allevamento animale, è una filiera molto corta caratterizzata prevalentemente dalla commercializzazione del fresco tal quale e da alcuni prodotti a basso contenuto di servizio.  Come tale sconta alcune criticità che ne limitano lo sviluppo e non consentono di sfruttarne appieno le potenzialità. Tra queste: l’elevata deperibilità del prodotto, il basso contenuto di servizio, l’incertezza sulla provenienza del pescato.

Quasi tutte le specie ittiche, infatti, sono altamente deperibili e per preservarne la qualità commerciale nelle fasi successive alla pesca è necessario ricorrere alla catena del freddo e al conferimento rapido ai punti di smistamento. Tali accorgimenti, però, non sempre sono idonei a garantire al consumatore un livello qualitativo e di freschezza del prodotto adeguato e atteso. La dinamica della domanda e dell’offerta, poi, non sempre si sviluppa in maniera sincrona e talvolta i tempi e le modalità di conservazione nei siti di stoccaggio causano il deterioramento del prodotto e sono incompatibili con la richiesta del mercato. Di qui l’esigenza di sviluppare nuove tecnologie in grado di migliorare il processo di conservazione, sia a bordo dei pescherecci che nelle celle di stoccaggio, che consentano di prolungare la shelf life dei prodotti ittici in modo adeguato alle esigenze.

In alcuni casi, una soluzione che viene praticata per prolungare i tempi di conservazione del pescato è il suo congelamento. Questa pratica comunemente adoperata per conservare prodotti catturati in aree lontane dai punti di commercializzazione, se da un lato previene i fenomeni di degrado biologico, va però a discapito della loro qualità sensoriale. La formazione di cristalli di ghiaccio causa una forte riduzione della WHC (capacità di trattenimento dell’acqua strutturale) dei tessuti animali che allo scongelamento essudano perdendo turgore, modificando negativamente le proprietà di texture e nutrizionale. Anche in questo ambito, esiste un margine di miglioramento esplorando nuove tecnologie in grado di abbassare la temperatura per arrestare lo sviluppo dei processi biologici deteriorativi ma al tempo stesso prevenire le alterazioni qualitative del pescato associate alla riduzione delle temperature e al rinvenimento.

Riguardo il prolungamento della shelf life primaria e secondaria, incoraggianti progressi sono stati ottenuti attraverso diverse mild technologies, in particolare applicate in prevalenza a prodotti di origine vegetale.           

Queste tecniche consentono di interferire mediante interazione fisica con molte delle reazioni biologiche responsabili del degrado della qualità sensoriale e commerciale di diversi prodotti e suggeriscono la possibilità d’impiego anche nel caso di prodotti ittici.

Il progetto si articola in workpakages d’investigazione il cui obiettivo è la preservazione della qualità e sicurezza alimentare del pescato delle coste della Campania attraverso lo studio di tecnologie atte al prolungamento della shelf-life primaria e secondaria facilmente implementabili agli operatori del settore (imbarcazioni pesca, mercati generali e punti vendita al dettaglio). 

Corrispondenza tra gli obiettivi della proposta progettuale e le attività istituzionali del Centro

Il CAISIAL (Centro per l’Innovazione e lo Sviluppo nell’Industria Alimentare) è stato istituito con DR 4770 il 27 dicembre 2004. Il Centro è un centro di servizio che mira all’ottimizzazione e utilizzazione delle risorse e delle competenze dell’Ateneo Federico II di Napoli nelle attività di sviluppo e di innovazione nel campo alimentare. 

In particolare, l’attività del CAISIAL si concentra sulla raccolta dei dati relativi alle innovazioni del campo alimentare della shelf-life, trasformazioni alimentari e al trasferimento tecnologico alle aziende del settore. Per lo svolgimento delle sue attività istituzionali il Centro è dotato:

1. a) di un Osservatorio per l’elaborazione di indagini di mercato tese a definire i bisogni e le attese dei consumatori;
2. b) di moderni laboratori per le analisi sensoriali, analisi chimiche e reologiche,
3. c) impianti pilota per la produzione di alimenti e bevande
4. d) una sezione specifica di acquacoltura e trasformazione dei prodotti ittici.

Il Centro negli anni ha svolto numerosi progetti nell’abito della pesca e acquacoltura finanziati da Enti nazionali e comunitari (Mipaf, UE, Regione Campania) e da soggetti privati, sviluppando nuovi prodotti e assistendo numerose aziende nazionali e locali allo sviluppo dei loro piano aziendali oltre che alla consulenza in merito di ricerca e sviluppo di processi e prodotti alimentari innovativi.

A dirigere il Centro è il professore Paolo Masi, ordinario di Tecnologie Alimentari della Federico II, affiancato da un Consiglio direttivo, una segreteria amministrativa e da personale tecnico. Sono partners del CAISIAL la Camera di Commercio, Industria e Artigianato di Napoli, la Coldiretti Campania, la STOÀ, il Consorzio Eubeo.

Descrizione delle attività del progetto

Innovazione di processo nella conservazione del pescato

Questa linea di ricerca si articola in due distinti WP, il primo destinato alla messa a punto di una metodica oggettiva per la valutazione della freschezza del pescato e della cinetica del suo decadimento nella fase di post cattura, il secondo destinato all’applicazione di diverse tecnologie di conservazione dei prodotti ittici tal quali o lavorati.

WP1: Valutazione della freschezza del pescato campano

La valutazione della freschezza prevede lo sviluppo e ottimizzazione del “Quality Index Method” (QIM) per le specie ittiche mediterranee. Infatti, l’approccio QIM varia a seconda della specie, ed è attualmente utilizzato nei paesi del Nord Europa per l’esame di un numero limitato di specie ittiche, prevalentemente oceaniche. Le schede attualmente disponibili sono quasi esclusivamente pubblicate in lingua inglese su riviste scientifiche; quindi, non sono facilmente fruibili da parte degli operatori del settore. Tale metodo è basato sulla valutazione di determinati attributi sensoriali relativi ad aspetto, odore e consistenza dei prodotti della pesca tal quali o manipolati, tramite l’utilizzo di un sistema di punteggio di demerito da 0 a 3. I punteggi ottenuti da ogni attributo sensoriale sono sommati per ottenere un punteggio totale che rappresenta il Quality Index del prodotto. Dato che il Quality Index si è dimostrato essere correlato linearmente al tempo di conservazione in ghiaccio del pesce fresco, in questo modo può essere ottenuta anche una stima della shelf-life rimanente.

Nello sviluppo della ricerca verranno coinvolti sia operatori del settore (addetti alla pesca e alla commercializzazione) che consumatori abituali acquirenti di prodotti ittici.

I dati ricavati dall’analisi sensoriale verranno correlati ad indici analitici di tipo fisico – chimico e microbiologico.

Le tre categorie di attributi sensoriali, valutate con il QIM, verranno, infatti, parallelamente misurate anche mediante metodi strumentali, in particolare: l’aspetto mediante l’occhio elettronico IRIS; l’odore con l’ausilio del naso elettronico; la consistenza mediante texture analyzer.

Sotto questo punto di vista sono state sviluppate dal gruppo di lavoro ricerche che hanno consentito la messa a punto di protocolli per l’acquisizione (occhio elettronico IRIS) e l’analisi dell’immagine che consentono di rilevare:

• modificazioni delle proprietà colorimetriche e della tonacità dell’occhio, da utilizzare come indici di freschezza durante la frigo-conservazione;
• parametri morfologici., da utilizzare come indicatori di autenticità.

Inoltre sono stati sviluppati protocolli per la valutazione della texture (texture analyzer e dinamometro), che consentono di misurare cambiamenti strutturali del pescato campano durante la frigo-conservazione.

Le precedenti ricerche verranno implementate attraverso indagini analitiche per l’individuazione di marcatori di freschezza attraverso la degradazione delle proteine muscolari che intervengono post mortem; variazione di indici di freschezza quale TVB-N (Total volatile basic nitrogen) e TMA (Trimetilammina) su crostacei  e pesci durante la refrigerazione e sviluppo di biosensori per la determinazione degli indici di qualità quali TMA e istamina mediante immobilizzazione della trimetilammina ossidasi e amina ossidasi. Sarà inoltre implementata la tecnologia NIR-FTR per lo sviluppo di un metodo rapido di valutazione della freschezza e della qualità dei prodotti su alcuni dei prodotti della pesca caratteristici della marineria campana.

WP2:    Innovazione di processo nella conservazione/refrigerazione  del pescato

I prodotti ittici sono alimenti altamente deperibili caratterizzati da una breve shelf-life, per cui risulta prioritario gestire al meglio la loro conservazione sin dalle prime fasi dopo la pesca per rallentare quanto possibile i fenomeni di deterioramento e garantire ai consumatori un prodotto sicuro e di elevata qualità. Per garantire una shelf-life di 5-7 giorni, i prodotti ittici devono essere conservati a temperature prossime allo zero e la catena del freddo deve essere garantita durante tutte le fasi di distribuzione e vendita. I principali meccanismi di deterioramento che causano la perdita di qualità dei prodotti ittici sono dovuti alla crescita di microrganismi alterativi, idrolisi di proteine, e ossidazione dei lipidi.

I consumatori sono sempre più esigenti nel richiedere alimenti privi di conservanti chimici, per cui negli ultimi anni la ricerca si è orientata maggiormente su tecnologie emergenti in grado di preservare la qualità degli alimenti, senza comprometterne la sicurezza d’uso.

Tra queste risultano interessanti per la specifica applicazione, tecnologie di sanificazione mediante lavaggio con acqua elettrizzata, l’applicazione di coating attivi a base di biopolimeri per preservare la sicurezza e qualità dei prodotti durante la conservazione e l’applicazione di campi elettrici statici e ozono durante la conservazione del prodotto in celle di refrigerazione. Per aumentare la loro efficacia nel preservare la qualità degli alimenti, minimizzando l’impatto sulla sicurezza d’uso del prodotto, una possibile strategia è accoppiare le diverse tecnologie per estendere il più possibile la shelf-life del prodotto.

A tal fine il progetto intende studiare l’effetto dell’acqua elettrizzata, di coating attivi e dei campi elettrici statici e dell’ozono da sole e in combinazione sulla qualità di diverse categorie di prodotti ittici (almeno due). La sperimentazione prevede quindi una prima fase per l’ottimizzazione delle condizioni di utilizzo delle singole tecnologie e una seconda fase per l’applicazione delle tre tecnologie in combinazione e la quantificazione dell’impatto sulla qualità del prodotto.

L’acqua elettrizzata si può preparare acida, basica e neutra. La tipologia di acqua verrà selezionata a valle di una approfondita ricerca bibliografica relativa all’applicazione specifica. L’ipotesi sperimentale è che l’acqua elettrizzata, grazie al suo potere battericida, possa garantire una migliore qualità microbiologica del prodotto rispetto alla conservazione in ghiaccio realizzato con acqua non elettrizzata. Quindi, una tipologia di acqua elettrizzata verrà utilizzata per produrre il ghiaccio da utilizzare per la conservazione dei prodotti ittici subito dopo la pesca. A tal fine si prevede di conservare il prodotto in presenza e assenza di ghiaccio ottenuto con acqua elettrizzata e di valutare la qualità microbiologica dei campioni a diversi tempi di conservazione durante la conservazione a 4°C. Il ghiaccio verrà preparato variando le condizioni di processo dell’acqua elettrizzata al fine di selezione i parametri di processo che garantiscono la minima crescita di specifici microrganismi indicatori.

I coating attivi a base di biopolimeri sono una tecnologia di preservazione che si basa sul controllo dei flussi di materia tra l’alimento e l’ambiente di conservazione e sul rilascio controllato di sostante naturali antimicrobiche o antiossidanti. La prima parte del lavoro prevede un’approfondita ricerca bibliografica per selezionare i biopolimeri e la sostanza attiva da utilizzare per la composizione del coating.

Successivamente, le proprietà fisiche e antimicrobiche o antiossidanti del coating verranno studiate per ottimizzare il rapporto tra i componenti e la concentrazione ottimale di sostanza attiva.

Infine, il coating verrà applicato al prodotto alimentare prima della fase di conservazione in cella e la qualità del prodotto con e senza coating varrà studiata a diversi tempi di conservazione per quantificare l’impatto del coating sulle cinetiche di alterazione dell’alimento.

I campi elettrici statici verranno applicati nelle celle di stoccaggio a 4°C mediante l’utilizzo della tecnologia DEMBA+. La produzione dei campi elettrici verrà realizzata in una sola condizione di processo, per cui l’obiettivo dello studio è valutare l’efficacia della tecnologia sulla qualità del prodotto nel corso della conservazione. Il prodotto conservato in assenza di campi elettrici verrà utilizzato come campione di controllo.

La seconda fase della sperimentazione prevede di utilizzare le tre tecnologie in combinazione per studiarne l’impatto sulla qualità del prodotto nel corso della conservazione in cella di refrigerazione. A tal fine, il prodotto ittico verrà prima ricoperto con il coating attivo e poi stoccato in ghiaccio realizzato con acqua elettrizzata all’interno di celle in cui campi elettrici statici sono prodotti grazie alla tecnologia DEMBA+. Lo studio prevede di quantificare l’evoluzione della qualità del prodotto nel corso della conservazione al fine di quantificar l’impatto della combinazione delle tecnologie sugli indicatori di qualità e freschezza del prodotto. Durante le prove sarà anche effettuato uno studio termico della dinamica di raffreddamento del prodotto mediante utilizzo di termoscanner.

WP3: Attività di divulgazione e trasferimento tecnologico

Risultati della ricerca saranno ovviamente pubblicazioni scientifiche su riviste referenziate. Poiché l’obiettivo del progetto è soprattutto quello di illustrare agli operatori del settore le potenzialità delle soluzioni innovative che verranno sviluppate per stimolarne l’interesse e favorire la loro adozione si pensa di effettuare attività di divulgazione sia attraverso l’elaborazione di un manuale divulgativo destinato agli operatori della filiera ittica, sia operazioni di divulgazione su mezzi informatici come social-media e sito web di progetto, sia attraverso una manifestazione convegnistica nel corso della quale verranno presentati i risultati ottenuti nell’ambito della ricerca.

Durata del progetto

Le attività relative alle ricerche proposte hanno avuto avvio alla firma dell’Accordo (ex articolo 15, Legge 7 agosto 1990, n. 241) il 12/12/2022 e termineranno il 30 Ottobre 2023.