Przekształcanie łańcucha wartości owoców jagodowych poprzez „inteligentne” ekologiczne innowacje
Tradycyjna uprawa i przetwórstwo owoców jagodowych często borykają się z nieefektywnym wykorzystaniem wody, nawozów i energii, a także znacznymi stratami po zbiorach spowodowanymi uszkodzeniami mechanicznymi i szybkim psuciem się w wyniku działania drobnoustrojów. Trudności te przekładają się na niepewność ekonomiczną producentów. Jednocześnie konsumenci coraz częściej wymagają ekologicznej, funkcjonalnej i minimalnie przetworzonej żywności. Projekt FRIETS(odnośnik otworzy się w nowym oknie), realizowany przy wsparciu programu działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) stara się znaleźć rozwiązania dla wspomnianych wyzwań, łącząc zaawansowane strategie przed i po zbiorach, skupiając się na uprawach malin, truskawek, jeżyn i borówek. W ramach projektu zademonstrowano, w jaki sposób rolnictwo precyzyjne i innowacyjne przetwarzanie mogą poprawić wydajność, jakość i bezpieczeństwo produktów oraz rezultaty ekonomiczne, a także przeszkolono wielu młodych naukowców.
Rolnictwo precyzyjne i zrównoważone techniki suszenia
W projekcie FRIETS zastosowano narzędzia rolnictwa precyzyjnego w celu dokładnego monitorowania wzrostu upraw i optymalizacji wykorzystania zasobów. Bezzałogowe statki powietrzne (UAV) wyposażone w kamery multispektralne zbierały dane w wysokiej rozdzielczości na kluczowych etapach cyklu wzrostu, takich jak kwitnienie. Wskaźniki stanu roślinności obliczone na podstawie tych danych zostały wykorzystane do oceny stanu roślin i zmienności przestrzennej na polach, a ręczne urządzenia czujnikowe GreenSeeker(odnośnik otworzy się w nowym oknie) potwierdziły obserwacje UAV. Ciągłe dane ze stacji meteorologicznych i czujników wilgotności gleby uzupełniały teledetekcję, umożliwiając oparte na danych zautomatyzowane zarządzanie nawadnianiem i opracowywanie solidnych modeli prognozowania plonów. „Wskaźniki stanu roślinności pochodzące z UAV w połączeniu z danymi glebowymi i pogodowymi umożliwiły dokładne przewidywanie plonów roślin jagodowych z wielotygodniowym a nawet wielomiesięcznym wyprzedzeniem. Pozwoliło to rolnikom zoptymalizować nawadnianie i dawki azotu, aby zwiększyć produktywność bez nadmiernego wykorzystania zasobów” — wyjaśnia koordynatorka projektu Marianna Lagonikou z Rezos Brands. Zespół projektu FRIETS zbadał również łagodne i energooszczędne techniki suszenia po zbiorach, w tym procesy odwadniania osmotycznego, zaawansowanej liofilizacji i suszenia mikrofalowo-próżniowego. W szczególności integracja odwadniania osmotycznego i liofilizacji pozwoliła uzyskać stabilne produkty jagodowe o doskonałej teksturze, wysokiej retencji przeciwutleniaczy i zwiększonym bezpieczeństwie mikrobiologicznym, a jednocześnie nadające się do stosowania na skalę przemysłową.
Powłoki wzbogacone w substancje bioaktywne i bezpieczeństwo mikotoksyczne
Naukowcy wyekstrahowali związki bioaktywne, w tym fenole, flawonoidy i związki o działaniu przeciwutleniającym/przeciwdrobnoustrojowym z liści oliwek, jagód i rozmarynu, stosując zarówno konwencjonalne techniki oparte na rozpuszczalnikach, jak i bardziej ekologiczne metody wspomagane ultradźwiękami i mikrofalami. Zastosowano technologie kapsułkowania (elektroprzędzenie, liofilizacja i suszenie rozpyłowe) do ich stabilizacji. Suszenie rozpyłowe było szczególnie korzystne ze względu na skalowalność tej techniki i możliwość zachowania właściwości bioaktywnych. „Nasz zespół włączył związki bioaktywne do jadalnych powłok zawierających składniki z mikroalg i makroalg i nałożył je na świeże i suszone owoce jagodowe. Wzbogacone powłoki na bazie alg wydłużyły okres przydatności do spożycia, ograniczyły rozwój drobnoustrojów oraz poprawiły zachowanie wilgoci i koloru” — zauważa Lagonikou. Konsorcjum opracowało ilościowe narzędzie decyzyjne do zarządzania ryzykiem związanym z grzybami, które łączy metaanalizę występowania mikotoksyn, identyfikację molekularną gatunków grzybów, metody analityczne i modele predykcyjne. Wyniki wykazały, że temperatura (w tym ciągły łańcuch chłodniczy) i skuteczne powłoki są niezbędne do zapobiegania zanieczyszczeniom.
Dodatkowe korzyści z „uprawy chronionej”
Wreszcie połączona ocena cyklu życia i analiza kosztów cyklu życia porównała dane FRIETS dotyczące upraw polowych z danymi dotyczącymi chronionej (szklarniowej) uprawy jagód w ramach synergicznego projektu PRIMESOFT. Uprawy chronione zmniejszyły wpływ na środowisko o około 50%, zwiększyły plony o 43% i czterokrotnie zmniejszyły zużycie wody, co wskazuje na potencjał upraw chronionych do konkurowania z importem poprzez produkcję poza sezonem. Badania konsumenckie wykazały dużą akceptację dla zrównoważonych, lokalnie produkowanych przekąsek jagodowych, wzmacniając potencjał rynkowy. Jak podsumowuje Lagonikou: „Łącząc rolnictwo precyzyjne, ekologiczną ekstrakcję związków bioaktywnych i jadalne technologie powlekania, projekt FRIETS zapewnił drogę do zdrowszych, bezpieczniejszych i bardziej zrównoważonych produktów na bazie jagód”.
