Trasformare la catena del valore dei frutti di bosco attraverso innovazioni intelligenti e verdi
La coltivazione e la lavorazione tradizionali dei frutti di bosco spesso si scontrano con un uso inefficiente di acqua, fertilizzanti ed energia, nonché con perdite ingenti successivamente alla raccolta, causate da danni meccanici e da un rapido deterioramento microbico. Queste difficoltà si traducono in incertezza economica per i produttori. Allo stesso tempo, i consumatori richiedono sempre più spesso alimenti sostenibili, funzionali e trasformati minimamente. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), il progetto FRIETS(si apre in una nuova finestra) ha affrontato queste sfide integrando strategie avanzate di pre e post-raccolta, in particolare per lamponi, fragole, more e mirtilli. Il progetto ha dimostrato come l’agricoltura di precisione e la lavorazione innovativa possano migliorare la produttività, la qualità e la sicurezza dei prodotti e i risultati economici, nonché formare molti giovani ricercatori.
Agricoltura di precisione e tecniche di essiccazione sostenibile
FRIETS ha applicato gli strumenti di agricoltura di precisione per monitorare attentamente la crescita delle piante e ottimizzare l’uso delle risorse. Velivoli senza pilota dotati di telecamere multispettrali hanno raccolto dati ad alta risoluzione nelle fasi chiave del ciclo di crescita, come la fioritura. Quindi, gli indici di vegetazione derivati da questi dati sono stati usati per valutare lo stato di salute delle piante e la variabilità spaziale tra i campi, mentre i sensori portatili GreenSeeker(si apre in una nuova finestra) hanno convalidato le osservazioni dei velivoli. Come integrazione al telerilevamento, sono stati impiegati gli input continui provenienti dalle stazioni meteorologiche e dai sensori di umidità del suolo: questo ha consentito di gestire l’irrigazione in modo automatico, in base ai dati, e di sviluppare modelli robusti di previsione della resa. «Gli indici di vegetazione derivati dal velivolo senza pilota, combinati ai dati del suolo e meteorologici, hanno permesso di prevedere con precisione la resa delle piante con settimane o mesi di anticipo. Questo ha permesso agli agricoltori di ottimizzare l’irrigazione e gli apporti di azoto, aumentando la produttività senza un uso eccessivo delle risorse», spiega la coordinatrice del progetto Marianna Lagonikou di Rezos Brands. FRIETS ha anche studiato tecniche di essiccazione post-raccolta delicate ed efficienti dal punto di vista energetico, come i processi di disidratazione osmotica, la liofilizzazione avanzata e l’essiccazione sottovuoto a microonde. In particolare, l’integrazione della disidratazione osmotica e della liofilizzazione ha permesso di ottenere prodotti a base di frutti di bosco conservabili con una consistenza eccellente, una ritenzione di antiossidanti elevata e una sicurezza microbica maggiore, pur rimanendo adatti alla scalabilità industriale.
Rivestimenti arricchiti di bioattivi e sicurezza dalle micotossine
L’équipe di ricerca ha estratto alcuni composti bioattivi, tra cui fenoli, flavonoidi e composti con attività antiossidante/antimicrobica da foglie di olivo, frutti di bosco e rosmarino, attraverso sia tecniche convenzionali basate su solventi sia metodi più ecologici basati sugli ultrasuoni e sulle microonde. In seguito, li ha stabilizzati tramite tecnologie di incapsulamento: l’elettrofilatura, la liofilizzazione e l’essiccazione a spruzzo. Quest’ultima è risultata particolarmente vantaggiosa per la sua scalabilità e per la capacità di preservare la potenza bioattiva. «Il nostro team ha incorporato composti bioattivi in rivestimenti commestibili basati su componenti di microalghe e macroalghe, e li ha applicati a frutti di bosco freschi ed essiccati. I rivestimenti arricchiti a base di alghe hanno prolungato la durata di conservazione, ridotto la crescita microbica e migliorato la ritenzione di umidità e colore», osserva Lagonikou. Il consorzio ha sviluppato uno strumento decisionale quantitativo per la gestione del rischio fungino che integra meta-analisi della presenza di micotossine, l’identificazione molecolare delle specie fungine, metodi analitici e modelli predittivi. I risultati hanno dimostrato che la temperatura (compresa una catena del freddo continua) e rivestimenti efficaci sono essenziali per prevenire la contaminazione.
Ulteriori vantaggi della «coltivazione protetta»
Infine, nel corso del progetto sinergico PRIMESOFT è stata svolta un’analisi combinata della valutazione del ciclo di vita e dei costi del ciclo di vita, per confrontare i dati di FRIETS in campo aperto con quelli della coltivazione protetta (in serra) di frutti di bosco. La coltivazione protetta ha ridotto l'impatto ambientale di circa il 50 %, ha aumentato le rese del 43 % e ha ridotto di quattro volte l'uso di acqua: questi risultati evidenziano che la coltivazione protetta può competere con le importazioni attraverso la produzione fuori stagione. Inoltre, le indagini tra i consumatori hanno dimostrato una notevole accettazione degli snack a base di frutti di bosco sostenibili e prodotti localmente, risultati che avvalorano le potenzialità commerciali della tecnologia. Lagonikou conclude: «Unendo l’agricoltura di precisione, l’estrazione ecologica di composti bioattivi e le tecnologie di rivestimento commestibile, FRIETS ha tracciato la strada verso prodotti a base di frutti di bosco più sani, sicuri e sostenibili.»
