Progetto FR.ES.CO.

Report completo delle attività svolte nel 2022

Nel 2022 sono iniziate le prime prove sperimentali testando 5 miscele di gas e diverse applicazioni di un trattamento sanificante con ozono. Sono state preparate delle scatole stagne munite di un sensore di temperatura e umidità, attacchi rapidi per l’iniezione di gas, oltre a una ventolina per la movimentazione dell’atmosfera interna. Con il Laboratorio di Biologia e Chimica ambientale della SIAD si è studiato un protocollo di lavoro.

In questa prima fase l’azienda Monastero dei SS. Pietro e Paolo Soc. Agr. si è fatta carico delle analisi di zuccheri totali, acidità totale, pH, durezza della polpa, oltre delle valutazioni organolettiche e visive, mentre SIAD delle analisi microbiologiche. Le prove sono state eseguite in doppio, cioè sono state allestite due scatole per ogni miscela e/o trattamento, e sono state collocate all’interno della cella frigorifera del Monastero.

Lo scopo è stato quello di iniziare a raccogliere dati e verificare l’incidenza di tre fattori sulla conservazione: temperatura, atmosfera, sanificazione con ozono. Si sono preparate miscele molto diverse tra loro per raccogliere informazioni sull’effetto dei singoli gas sui frutti. In fine si sono provate diverse metodologie di sanificazione. Potremmo dire che è stato l’anno con più sperimentazioni per iniziare a orientare in modo più mirato la ricerca negli anni successivi.

Oltre a un testimone che ci fornisse il riferimento del processo di deperimento naturale a temperatura ambiente, si è tenuto un campione di riferimento conservato solo mediante refrigerazione, senza pre-trattamento di sanificazione e conservato in atmosfera normale (aria). Su una miscela denominata A si sono confrontati diverse metodologie di sanificazione con ozono. Si è provata una sanificazione con acqua ozonata, una sanificazione con ozono gassoso prima dell’inserimento nelle scatole e un campione è stato sanificato a intervalli di un mese. Da queste prove si è subito visto l’effetto negativo dell’acqua ozonata che ha causato un ingrossamento dei frutti che hanno assorbito acqua e la perdita della pruina. L’aspetto visivo è un fattore centrale perché lo scopo è quello di prolungare la conservazione ai fini della vendita del prodotto fresco, e quindi deve mantenere tutte le caratteristiche estetiche, fisiche ed organolettiche dei frutti freschi.

Tutte le prove sono state eseguite in doppio, cioè su due campioni in parallelo, per ridurre eventuali fattori disturbanti non previsti.

Le prove sono state eseguite su frutti messi a disposizione dall’az. Il Glicine e sono iniziate in giugno e si sono protratte per 180 giorni fino a dicembre. A intervalli di 30 giorni sono state eseguite sui frutti di ogni tipologia di conservazione il set di analisi visive, organolettiche, chimiche, fisiche e microbiologiche indicate. Sono stati quindi mesi di raccolta di dati che sono poi stati analizzati e rielaborati al termine delle prove sperimentali. E’ stato raccolto anche molto materiale fotografico per analisi visive comparative.

Identificativo	T	PA	NA	HA	OA	AA	NB	NC	ND	NE	NF
Trattamento ozono	No	No	No	acqua ozonata	ozono	ozono reiterato	No	No	No	No	No
Miscela	Aria	Aria	A	A	A	A	B	C	D	E	F
Refrigerazione	No	Sì	Sì	Sì	Sì	Sì	Sì	Sì	Sì	Sì	Sì

Analizzando tutti i dati raccolti abbiamo ottenuto una serie di indicazioni importanti che riassumiamo di seguito e che negli anni successivi sono diventate oggetto di nuove prove.

L’incidenza dei tre fattori di conservazione

Per cercare di stimare l’importanza di ogni fattore conservativo abbiamo preso in considerazione la percentuale dell’apporto di giorni di ciascuno metodo in rapporto al periodo complessivo. La refrigerazione ha prolungato di 28 giorni la conservazione, mentre l’aggiunta della miscela A di altri 41 giorni, e il trattamento reiterato di altri 78 giorni. Questa presentazione dei dati sottolinea l’estrema importanza del trattamento con O₃ reiterato.

Gli effetti del trattamento sanificante di ozono

Comparando i diversi trattamenti eseguiti su frutti conservati con la miscela A è stato possibile evidenziare alcuni effetti e la loro persistenza. A differenza di quanto ci si poteva attendere inizialmente l’effetto più significativo del trattamento con O₃ per la conservazione è stato il mantenimento delle caratteristiche fisiche dei frutti, in particolare la croccantezza della polpa, il suo colore e la pruina. Questo effetto si mantiene ripetendo il trattamento ciclicamente e non emergono al momento effetti “collaterali” negativi. Questo ha permesso di prolungare la conservazione commerciale a 157 giorni, praticamente raddoppiando il periodo ottenuto con la miscela A senza trattamento. Questo significa che il trattamento con O₃ ha un’importanza fondamentale per la conservazione. Dai dati raccolti e dalla loro comparazione si può fare una stima dell’incidenza dei diversi fattori della conservazione. Normalmente i frutti di mirtillo lasciati a temperatura ambiente si conservano per circa 10 giorni prima che insorgano muffe o altre alterazioni. La refrigerazione ha permesso di prolungare la conservazione commerciale (Usiamo l’aggettivo “commerciale” per indicare una conservazione che permetta di avere frutti con buone caratteristiche fisiche, organolettiche e con un buon margine di sicurezza, per cui vi sia alcun frutto con alterazioni all’interno della vaschetta) a 38 giorni. L’abbinamento con la miscela A ha permesso di prolungare ulteriormente la conservazione a 79 giorni, e infine l’aggiunta dei trattamenti reiterati con O₃ ha permesso di prolungarla a 157 giorni.

Gli effetti dei singoli gas

L’aria che respiriamo è una miscela di gas con la seguente composizione: azoto per il 78%, ossigeno per il 21%, argon per il 0,93%, anidride carbonica per il 0,04%, oltre una serie di altri gas rari come neon, elio, kripton, xeno, ecc. Oramai da molti anni si è visto che modificando i rapporti tra questi gas si può favorire la conservazione della frutta. Questa tecnica è utilizzata in particolare per le mele e oramai si conoscono bene le interazioni tra il metabolismo di questi frutti con i gas. Questo permette oggi di conservare per più di un anno le mele come se fossero state appena raccolte bloccando la loro maturazione. Però la miscela che funziona molto bene per le pomacee (composta dal 1-3% da ossigeno, 1-5% anidride carbonica e 93-95% da azoto), non funziona nello stesso modo con i mirtilli e i piccoli frutti.

Le prove che abbiamo effettuato volevano non solo individuare la miscela più adatta, ma cercare anche di capire gli effetti sui piccoli frutti.

Ossigeno

Per ridurre il metabolismo della frutta durante la conservazione normalmente viene ridotta la quantità di O₂ presente in cella. Contrariamente a quanto ci si poteva aspettare, la miscela con i migliori risultati aveva una concentrazione relativamente elevata di O₂, pari al 5%. Nella conservazione delle mele, ad esempio, vengono tenute concentrazioni prossime o inferiori all’1% per rallentare il più possibile il metabolismo dei frutti senza innescare processi di fermentazione o altre alterazioni. Nelle celle ad atmosfera controllata questa concentrazione viene regolata in base allo stress della cellulosa di alcuni frutti monitorata da alcuni sensori. Le miscele con l’1% di O₂ hanno presentato alterazioni delle caratteristiche organolettiche prima della miscela B con il 5%. Anche la miscela A, che differisce dalla miscela B per la percentuale di O₂, ha mostrato un deperimento più rapido. Le alterazioni organolettiche possono essere lette come segno di un metabolismo ancora abbastanza elevato, o a uno stress della polpa che porta a una riduzione degli acidi totali e degli zuccheri. Nel caso dei mirtilli conservati con la miscela A (con 1% di O₂), che ha caratteristiche similari all’atmosfera utilizzata per le mele, dopo circa 100 giorni si sono registrate caratteristiche fisiche ed organolettiche non più sufficienti per una commercializzazione, a differenza della miscela B che ha raggiunto i 170 giorni. Nel caso della miscela C (avente anch’essa 1% di O₂) le caratteristiche organolettiche sono peggiorate molto più velocemente e dopo una settantina di giorni i frutti non erano più commercializzabili per il sapore. Dal punto di vista fisico invece (consistenza della polpa e suo colore) sono resistiti fino a circa 100 giorni. Questo può far pensare che la soglia minima di O₂, che per le mele è attorno all’1%, nei mirtilli è più alta e compresa tra l’1% e il 5%. Le alterazioni organolettiche sono state ancora più rapide quando l’O₂ è stato totalmente consumato e si è quindi giunti a una percentuale prossima allo 0. I campioni sottoposti al trattamento Amora+ e il loro testimone sono stati sigillati in sacchetti ermetici. In fase di studio si è rilevato che l’O₂ presente è stato completamente consumato dai frutti, i quali hanno manifestato subito una alterazione gustativa, ma non fisica (consistenza della polpa). Il fatto che non vi siano state alterazioni fisiche (riduzione della consistenza della polpa, fessurazione della buccia, ecc.) farebbe pensare che non vi siano stati processi fermentativi, e che quindi non siano essi la causa dell’alterazione del gusto.

Anidride carbonica

La CO₂ è un gas con effetti inibenti lo sviluppo delle muffe. Concentrazioni elevate dovrebbero permettere di tenere sotto controllo lo sviluppo di funghi, muffe e batteri gram-negativi. Però concentrazioni troppo elevate possono favorire processi anaerobici come la fermentazione. Le miscele C e D hanno mostrato come concentrazioni del 30% di CO₂ provochino processi di alterazione dei frutti più rapidi rispetto a miscele con concentrazioni del 20%. Il caso della miscela E, con il 30% di CO₂, ma con una presenza di H2, ha mostrato come questo effetto negativo possa essere ridotto dalla presenza di H2. Concentrazioni superiori al 20% di CO₂ hanno causato alterazioni organolettiche dopo circa 60 – 70 giorni di conservazione. Sarebbe da valutare se concentrazioni del 15% (quindi inferiori a quelle studiate) hanno effetti più positivi rispetto al 20%, senza ridurre di troppo l’effetto di controllo delle muffe. Nel caso delle miscele B ed F, che hanno avuto la vita più lunga, non è facile capire se le alterazioni del gusto siano da imputare a un processo fermentativo o di altro tipo. Nel caso della miscela B non si è arrivati a una colorazione della polpa. Un sintomo dell’avvio di processi negativi nei frutti è la colorazione della polpa di blu dovuta al cedimento della parete cellulare della buccia che contiene i pigmenti. Questo fenomeno lo si riscontra in tutte le miscele con una concentrazione di CO₂ elevata (30%). Sarebbe da capire se è anche il primo segnale dell’avvio di processi fermentativi. Dal sapore non sempre è chiaro. Comunque si abbina sempre con un’alterazione del sapore. Dalle analisi microbiologiche si è riscontrato come le miscele C e D, con concentrazione del 30% di CO₂ hanno registrato una diminuzione della carica batterica con il passare del tempo (CBT a 30 °C). Per quanto riguarda i lieviti e miceti non è presente una diminuzione, ma al massimo una riduzione dell’incremento. Questo lo si è visto per ma miscela C. Sembra quindi che l’incidenza della % di CO₂ sui lieviti (che sono stati riscontrati più numerosi delle muffe) sia relativa.

Argon

L’Ar è un gas inerte, come l’azoto N₂, e in due miscele è stato utilizzato al posto di quest’ultimo. La presenza di Ar sembra aver avuto un effetto di stimolazione della maturazione. Nella miscela E, dove c’è un’elevata quantità di Ar e di CO₂ si ha avuto da subito un sentore di sovra-maturazione. Le alterazioni gustative infatti sono state del tipo “sovra-maturazione”. Sembrerebbe quindi che questo gas si comporti in modo differente di N2 e non sia adatto alla conservazione, anche se si tratta di un gas inerte. Nella miscela G sembra che questo sentore abbia avuto un risvolto positivo facendo apparire i frutti più saporiti e dolci. Probabilmente è da evitare l’abbinamento con un elevato contenuto di CO₂. C’è però da verificare se il viraggio del colore della polpa è legato solo alla CO₂ o anche dall’Ar. Nel caso della miscela E può essere tranquillamente attribuito all’elevato contenuto di CO₂, nel caso della miscela G questo effetto si è verificato solo su una scatola. Potrebbe trattarsi quindi di un evento non legato alla componente Ar, ma ad un altro fattore. Forse la miscela G modificata aumentando la percentuale di O₂ potrebbe rivelarsi interessante aiutando a risolvere il problema della perdita di sapore in fase di conservazione.

Idrogeno

Anche piccole concentrazioni di H₂ hanno avuto un effetto benefico. Nel caso della miscela E ad esempio sembra aver annullato l’effetto negativo della concentrazione di CO₂ superiore al 20%. Sembra quindi che questo gas abbia un effetto positivo sulla conservazione dei frutti mantenendone le caratteristiche organolettiche. La miscela E si è comportata meglio delle miscele C e D, pur avendo gli stessi elevati contenuti di CO₂, e pur essendo priva di O₂. Questo fa supporre un effetto positivo dell’H₂ nel controllare processi fermentativi, che normalmente sono favoriti da un ambiente anaerobico ricco di CO₂ e povero di O₂. Anche le miscele F e G, che contengono H₂, hanno presentato risultati migliori delle miscele C, D ed E. È da verificare se l’effetto positivo è legato solo alla migliore gestione dei processi fermentativi, o abbia altri effetti sui frutti. Le miscele F e G hanno un basso contenuto di O₂ che sembra un fattore negativo per la conservazione, per cui le proprietà benefiche dell’H₂ sono meno evidenti. La miscela F si è comportata molto bene (a parte un probabile problema legato a una vaschetta nel quarto prelievo). Si nota anche come nei frutti conservati con le miscele contenenti H₂ gli zuccheri si sono mantenuti stabili per un tempo molto più lungo rispetto alle altre. Nelle miscele F e G sono rimasti invariati praticamente per 60 giorni, poi è iniziato un lento declino come in tutte le altre miscele. Questo può indicare che questo gas ha un effetto benefico sui cicli biologici legati agli zuccheri e quindi permette una conservazione del sapore per un tempo più prolungato.

Prolungamento della conservazione

Confrontando tutti i campioni si può vedere chiaramente come la conservazione venga migliorata da una miscela di gas adatta. Queste prime prove hanno confermato la validità della combinazione dei tra fattori e iniziato a fornire dati utili al miglioramento di una miscela specifica per i mirtilli.

Alcune foto ci mostrano l’effetto di queste combinazioni