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Testare il cibo prima di mangiarlo

Benché ormai ovunque nel mondo la globalizzazione permetta di reperire gli alimenti nel supermercato più vicino, questa comodità ha un grave difetto: diventa sempre più difficile garantire la sicurezza alimentare prima che il cibo finisca nei nostri piatti. FOODSNIFFER - un di...
Testare il cibo prima di mangiarlo
Benché ormai ovunque nel mondo la globalizzazione permetta di reperire gli alimenti nel supermercato più vicino, questa comodità ha un grave difetto: diventa sempre più difficile garantire la sicurezza alimentare prima che il cibo finisca nei nostri piatti. FOODSNIFFER - un dispositivo per testare gli alimenti, da integrare direttamente nei nostri smartphone, potrebbe essere la soluzione.

I cittadini europei sono sempre più preoccupati della sicurezza alimentare. E chi può biasimarli? Nonostante le norme e i metodi di controllo accurati, l'Europa ha dovuto affrontare molteplici crisi alimentari nel corso degli anni. La ragione principale è ben nota: le tecnologie di analisi alimentari attuali sono costose e legate al laboratorio, il che significa che solo una piccolissima parte del cibo arriva sugli scaffali europei - poco più dell'1% - dopo essere stata prima testata. Il problema è ancora più evidente con i prodotti alimentari provenienti dall'estero. Secondo la FAO, la sorveglianza è debole o inesistente nella maggior parte dei paesi produttori di alimenti.

Il progetto FOODSNIFFER ("FOOD Safety at the point-of-Need via monolithic spectroscopic chip identiFying harmFul substances in frEsh pRoduce") nasce da una doppia constatazione. La prima è che rispondere alle preoccupazioni alimentari richiede un nuovo dispositivo che dovrebbe essere sia diffuso, sia conveniente. La seconda è che l'ultima tendenza high tech - sensori integrati negli smartphone - offre un'opportunità unica per prendere due piccioni con una fava. Con la sua nuova tecnologia il progetto mira ad acquisire i dati necessari per invertire definitivamente la tendenza negativa nella sicurezza alimentare ovunque, in qualsiasi momento e da chiunque, inoltre con grande precisione, rapidamente e a basso costo.

Il progetto da 4 milioni di euro che riunisce 10 partner europei, tra cui quattro PMI, comprende ricercatori di varie discipline e partner importanti del settore industriale. Ioannis Raptis ed Eric Smith, che sono, rispettivamente, coordinatore del progetto e leader di valorizzazione, ci hanno spiegato come funziona il loro sistema controllato via smartphone e come il consorzio intende rivoluzionare i modo in cui vengono effettuati i test di sicurezza alimentare.

Quali sono i principali obiettivi del progetto?

La tecnologia FOODNIFFER è un grande passo in avanti in quanto ci permetterebbe, per la prima volta, di ottenere una sorveglianza alimentare affidabile a partire dalla fonte di produzione, dalla sicurezza dell'acqua di irrigazione all'utilizzo di pesticidi. Questo significa che saremo in grado di risolvere il problema dove ha origine: alla fonte o nella catena di distribuzione.

L'applicazione per smartphone che stiamo sviluppando - che tutti saranno in grado di utilizzare - non solo rileva le sostanze nocive negli alimenti, ma trasmette questi risultati dal posto di prova analitica al cloud internet, insieme ai metadati (identità dell'utente, l'ora e la data, il luogo e la natura del campione). Sarà inoltre possibile confrontare i risultati disponibili nel database e immediatamente creare o aggiornare grafici/mappe, che sarebbero utili per il produttore, il commerciante, il rivenditore o il consumatore.

Cosa c'è di nuovo o innovativo nell'approccio del progetto alla sicurezza alimentare?

Il consorzio FOODSNIFFER sta sviluppando una soluzione per l'analisi molecolare di qualità fuori dal laboratorio, che può essere fatta durante l'intera catena alimentare da chiunque, in qualsiasi momento e per diversi agenti inquinanti. Il sistema si basa su una soluzione facile da usare, solida ed economica per la rivelazione di sostanze nocive come pesticidi, micotossine e allergeni, per esempio su un campione prelevato da un barattolo di alimenti per bambini prima di consumarlo. Ciò è in contrasto con le attuali prassi di laboratorio, che richiedono la consegna di campioni da sedi remote e ritardano nel fornire risultati. Con la soluzione FOODSNIFFER le decisioni e le scelte operative in tempo reale possono essere guidate dai risultati analitici, in un modo completamente diverso da quello attuale.

Come funzionerà esattamente?

Il cuore della soluzione prevista è una piattaforma optoelettronica in silicio che integra tutti i componenti essenziali di un biosensore ottico, vale a dire le sorgenti luminose, gli elementi di rilevamento e i rivelatori, su un unico chip di qualche decina di mm2. Questo chip è fabbricato utilizzando tecnologie di silicio standard, il che lo rende ideale per la produzione di massa a basso costo.
Grazie al suo design innovativo, questa piattaforma optoelettronica è capace di analizzare diversi campioni simultaneamente e in tempo reale.

La precedente ricerca era affidabile per il tuo lavoro?

Nelle fasi iniziali dello sviluppo e nel corso del progetto PYTHIA, finanziato dall'UE, la piattaforma optoelettronica è stata testata per la rilevazione di biomarcatori correlati alla salute. Questi risultati hanno dimostrato la capacità di analisi e i vantaggi della piattaforma, e ci hanno spinto a esplorare il suo potenziale nel settore della sicurezza alimentare, che ha un grande impatto non solo sulla salute pubblica e sulla qualità della vita, ma anche sull'industria alimentare stessa. Il mercato dei biosensori per applicazioni nell'industria alimentare è complementare a quello sanitario, con ulteriori vantaggi per gli sviluppatori e opportunità per la commercializzazione di una barriera sottoposta a minori ostacoli normativi.

Quali sono state le maggiori difficoltà incontrate e come sono state risolte?

Le sfide affrontate sono principalmente di natura tecnologica. FOODSNIFFER sta tentando di raggiungere il massimo livello di integrazione su chip, aggiungendo un analizzatore di spettro alla piattaforma optoelettronica, che farebbe del nostro dispositivo il primo circuito spettroscopico completamente in silicio. Per quanto ne sappiamo, questo non è mai stato tentato prima e abbiamo dovuto basarci su approcci radicali di ingegneria fotonica.
Da un punto di vista biochimico, abbiamo bisogno di sviluppare analisi specifiche che possono funzionare sul nostro microprocessore, il che fornirebbe una sensibilità di rilevazione superiore ai livelli massimi autorizzati dall'UE per ogni contaminante.
Inoltre, è necessario garantire che la preparazione del campione per l'applicazione sia il più semplice e di basso costo possibile, in modo che il sistema FOODSNIFFER possa essere utilizzato diffusamente e facilmente.
In aggiunta a queste sfide tecnologiche, la soluzione FOODSNIFFER dovrebbe essere in grado di competere con i metodi analitici attualmente utilizzati. Deve dimostrarsi paragonabile alle analisi di laboratorio in termini di sensibilità e affidabilità.

Quali saranno i prossimi passi del progetto?

Nell'ultimo periodo abbiamo ottenuto dei risultati preliminari promettenti per quanto riguarda la rilevazione di alcuni allergeni utilizzando una versione intermedia del chip. FOODSNIFFER sta ora lavorando allo sviluppo di chip di rilevamento proof-of-concept e alla loro valutazione con i saggi disponibili su micotossine e pesticidi, insieme a un confronto con i metodi standard.
Inoltre, è stato sviluppato un prototipo di apparecchio di misura da banco che sarà utilizzato nella valutazione preliminare della prestazione analitica del sistema FOODSNIFFER. Si tratta di una fase preliminare verso lo sviluppo del sistema portatile per il controllo e la lettura della risposta del chip.

Questa tecnologia come potrebbe aiutare i cittadini dell'UE?

La rivoluzione industriale e il nostro stile di vita moderno hanno cambiato la nostra percezione del cibo. Le generazioni precedenti acquistavano un prodotto alimentare basandosi sul rapporto di fiducia di lunga data con il produttore, ma questo non è più il caso. La complessità e la diffusione geografica della catena di approvvigionamento alimentare moderna possono nascondere pericoli ben maggiori di quanto immaginiamo, e la facilità di distribuzione di grandi quantità di alimenti potenzialmente pericolosi in molti paesi e in breve tempo, possono avere un effetto valanga in tutto il mondo e rendono la rintracciabilità del prodotto sospetto difficile.
Auspichiamo che FOODSNIFFER possa apportare un cambiamento nel modo in cui ci avviciniamo al cibo, consentendo di identificare i potenziali pericoli lungo tutta la catena di approvvigionamento alimentare.
È importante sottolineare che diverse infezioni umane sono di origine alimentare. La ricerca medica all'avanguardia sta ora mostrando che le infezioni di breve durata non sono innocui. Infatti, essi possono spesso causare danni permanenti alla fisiologia di persone altrimenti sane, con un costo incalcolabile - sia finanziariamente che in termini di qualità della vita - derivante dalle malattie croniche, come ad esempio i disturbi del sistema immunitario.

Quando dovrebbe essere commercializzata la tecnologia FOODSNIFFER?

Dovrebbe essere disponibile entro i tre anni successivi al completamento del progetto. Tuttavia, lo sviluppo della tecnologia e del sistema rappresentano solo l'inizio del processo. La commercializzazione richiede una convalida, che potrebbe richiedere ancora più tempo.

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Numero di registrazione: 36542 / Ultimo aggiornamento: 2014-04-30
Categoria: Interviste
Fonte: ec