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Portable photonic miniaturised smart system for on-the-spot food quality sensing

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Un innovativo sensore intelligente si avvicina al mercato per combattere le frodi alimentari e rilevare le tossine

Secondo una ricerca dell’Unione europea, ogni anno vengono generate nel suo territorio 88 milioni di tonnellate di rifiuti alimentari, il che comporta costi associati stimati a 143 miliardi di EUR. Circa il 20 % degli alimenti prodotti nell’UE viene perduto o scartato e il 53 % di questi sprechi si verifica in famiglia.

Alimenti e Risorse naturali

La produzione di tutti questi rifiuti avviene in un momento in cui, a giorni alterni, 36 milioni di persone non possono permettersi un pasto di qualità, che si tratti di carne, di pesce o dell’equivalente vegetariano. Si aggiungano inoltre le questioni delle miglia aeree legate al trasporto, dell’impiego delle risorse idriche e di altri impatti ambientali associati e risulterà evidente come qualsiasi soluzione in grado di ridurre gli sprechi alimentari vada accolta con favore. Il progetto PhasmaFOOD, finanziato dall’UE, sta svolgendo un ruolo fondamentale nell’affrontare questo problema. «Al giorno d’oggi, esiste un’ampia gamma di tecniche di rilevamento non invasive che punta a determinare la sicurezza, l’autenticità e la qualità dei prodotti alimentari», spiega Konstantinos Thiveos, direttore del reparto di ricerca e innovazione presso l’azienda belga INTRASOFT International e coordinatore del progetto PhasmaFOOD. «Alcune di queste tecniche si trovano ora in fase di sperimentazione; tuttavia, la maggior parte di esse è caratterizzata da svantaggi significativi. Ad esempio, una delle tecnologie utilizzate, ovvero i raggi X, è sensibile alle diverse densità degli alimenti esaminati, come la carne». Thiveos aggiunge che la maggior parte delle tecniche impiegate a livello commerciale presenta uno dei seguenti svantaggi: costo elevato, potenziale distruttivo, dispendio in termini di tempo o di lavoro e bassa precisione nel rilevamento. Sono queste le ragioni che hanno portato PhasmaFOOD a mettere a punto un approccio innovativo all’ispezione degli alimenti.

Una piattaforma completa che offre flessibilità e convenienza

La tecnologia sviluppata da PhasmaFOOD è in grado di rilevare le micotossine prodotte dai microrganismi nei prodotti alimentari, i primi segni di deterioramento negli stessi, nonché le frodi e le adulterazioni alimentari e può inoltre stimare la durata di conservazione degli alimenti. Il dispositivo contiene un nodo di rilevamento che si avvale di una vasta gamma di spettrometri e di fonti di illuminazione, oltre che di una telecamera. «Un sottosistema elettronico interpreta i dati provenienti dai sensori, li elabora parzialmente e invia poi le informazioni al dispositivo mobile dell’utente finale», spiega Spyros Evangelatos, membro del team di coordinamento e specialista senior di ricerca e innovazione presso INTRASOFT International. Gli utenti possono caricare le informazioni su una piattaforma di cloud per ottenere un’analisi più approfondita. «Il risultato finale del processo di rilevamento effettuato sul campione alimentare scansionato, con l’indicazione dell’eventuale contaminazione dello stesso, viene infine inviato al telefono in questione». I campioni alimentari testati dal team nel corso del progetto sono stati i seguenti: carne (macinato di maiale, pollo e manzo), latte in polvere scremato, olio di oliva, alcolici, cereali, frutta a guscio, granturco, ananas, rucola e orata. La presenza di micotossine prodotte da funghi nei mangimi o nella filiera alimentare costituisce un grave problema per la sicurezza alimentare globale. Il sensore di PhasmaFOOD è stato in grado di distinguere i campioni non contaminati da quelli moderatamente contaminati con un’accuratezza superiore all’80 %, percentuale che ha superato il 90 % quando si è trattato di distinguere campioni non contaminati da campioni fortemente contaminati.

Il «cervello» alla base dello strumento

Il sistema di PhasmaFOOD comprende un’architettura software, ovvero il cervello alla base dell’innovazione, che consente la rapida caratterizzazione degli alimenti e integra un quadro estendibile per l’implementazione di algoritmi chemiometrici intelligenti, strategie di fusione dei dati e misurazioni laboratoriali di riferimento. «Il nostro team era composto da specialisti in una vasta gamma di campi diversi, la cui collaborazione ha portato allo sviluppo di un sistema portatile ed efficiente, in grado di incrementare la sicurezza alimentare e di ridurre i rifiuti», afferma Evangelatos. «Sono molto fiero di ciò che siamo riusciti a ottenere». PhasmaFOOD ha dimostrato e convalidato il sistema del progetto presso il nono simposio internazionale sui recenti progressi compiuti nell’analisi degli alimenti, tenutosi a Praga nel 2019. Sebbene abbia già raggiunto un livello di maturità, il dispositivo non è ancora disponibile per l’utilizzo commerciale. Il consorzio di PhasmaFOOD estenderà le attività di test del dispositivo, aggiungendo una prospettiva «dal produttore al consumatore» e invita tutte le parti coinvolte che desiderano far parte di questo processo a iscriversi all’apposita newsletter e a mettersi in contatto attraverso il sito web.

Parole chiave

PhasmaFOOD, sicurezza alimentare, INTRASOFT International, micotossine, rifiuti alimentari, sensori, algoritmi

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