Uno strumento di supporto decisionale in tempo reale incentrato sul microbioma intende contrastare lo spreco alimentare e garantire la sicurezza alimentare
Il monitoraggio della qualità e della sicurezza alimentare si è tradizionalmente basato su test retrospettivi basati su colture, etichette con durata di conservazione fissa e registri di tracciabilità frammentati. Spesso gli alimenti vengono scartati prima del necessario e il deterioramento viene rilevato solo dopo che è già iniziato. Inoltre, gli approcci attuali raramente colgono la complessità del microbioma alimentare o le sue interazioni funzionali. A differenza degli approcci precedenti che studiavano l’applicazione di singole tecnologie proattive, il progetto FOODGUARD(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, ha combinato diverse tecnologie avanzate in un unico sistema. Il sistema iFGMS (Intelligent FoodGuard Management System) consente il monitoraggio in tempo reale della qualità degli alimenti, la previsione della durata di conservazione residua, la valutazione dinamica dei rischi e la condivisione trasparente delle informazioni lungo tutta la filiera alimentare.
Bioconservanti, sensori intelligenti, IA e tecnologia blockchain
«Il sistema iFGMS combina la multiomica (metagenomica, metabolomica e metatranscriptomica), il rilevamento IoT non invasivo tramite spettroscopia a infrarossi e imaging di spettrometria di massa, la modellizzazione predittiva basata sull’intelligenza artificiale e la tracciabilità abilitata dalla blockchain», spiega il coordinatore del progetto George-John Nychas della Università Agraria di Atene(si apre in una nuova finestra). Il sistema garantisce una tracciabilità alimentare sicura ed end-to-end, nonché una gestione dinamica e in tempo reale della durata di conservazione, con dati condivisi lungo tutta la filiera alimentare. Gli utenti sul campo accedono alle informazioni IoT direttamente tramite l’app iFGMS, mentre l’interfaccia per i consumatori presenta la storia del prodotto e le informazioni sulla sostenibilità. Oltre a questo sistema digitale di supporto decisionale, FOODGUARD ha applicato i bioconservanti – batteri che producono metaboliti in grado di inibire il deterioramento e la crescita di agenti patogeni – come alternative più sane e sicure alle sostanze chimiche quali il cloro. Il progetto ha testato sia i tradizionali batteri lattici sia il nuovo olio essenziale di origano.
I progetti pilota testano approcci su diversi gruppi alimentari
FOODGUARD ha testato i propri metodi in quattro progetti pilota riguardanti verdure pronte al consumo, orata, carne e formaggio feta. I bioconservanti hanno prolungato la durata di conservazione da uno a quattro giorni nei diversi alimenti, ritardandone il deterioramento. L’efficacia del monitoraggio variava a seconda del tipo di alimento. La spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier e l’imaging mediante spettrometria di massa hanno previsto il deterioramento con un’accuratezza fino al 92 % nel pesce e nella carne, dimostrando che queste matrici si prestano bene a una rapida valutazione digitale. «Le verdure a foglia si sono rivelate più impegnative. Il loro aspetto era spesso immutato nonostante la presenza stabile o in aumento di comuni batteri nocivi, il che suggerisce che la bioconservazione possa mascherare la presenza di batteri nocivi nelle verdure. Il passaggio su scala commerciale richiederà una calibrazione dei sensori specifica per ciascuna matrice», osserva.
Nuovi strumenti digitali e lacune normative
Oltre a iFGMS, il consorzio ha sviluppato uno strumento web di previsione della crescita microbica accessibile al pubblico. Oltre a valutare la conformità, lo strumento modella la crescita, esegue la valutazione del rischio «dai campi alla tavola» e stima la durata di conservazione, supportando le decisioni in materia di sicurezza alimentare in tutto il settore. Un modulo di automazione della tracciabilità collega i dati relativi a produzione, stoccaggio, trasporto e qualità a lotti alimentari specifici, riducendo il lavoro manuale e migliorando la tracciabilità. Un sensore CHIPSENSE adattato per la valutazione rapida delle condizioni degli alimenti fornisce dati allo strumento di previsione della crescita e al sistema iFGMS. Il progetto ha inoltre evidenziato alcune lacune normative. Sarà necessario considerare gli ecosistemi microbici dinamici piuttosto che i singoli microrganismi, man mano che la valutazione della sicurezza alimentare si evolve verso una valutazione integrata dei rischi sanitari, economici e ambientali. FOODGUARD ha inoltre guidato la stesura di un libro bianco dell’UE sulle normative in materia di tracciabilità nel settore della pesca, contribuendo all’attuazione in corso del Regolamento UE sul controllo della pesca(si apre in una nuova finestra) e del suo sistema obbligatorio e completamente digitalizzato di certificazione delle catture. Nonostante i focolai di malattia abbiano interrotto le attività pilota in Grecia, il consorzio ha adattato i propri protocolli, tempistiche e risorse, raggiungendo tutti i suoi obiettivi. «L’integrazione di approfondite conoscenze biologiche derivanti dalla genomica con la rapidità in tempo reale dei sensori spettroscopici offre un livello di dettaglio e una capacità predittiva senza precedenti», afferma l’esperto. Il progetto trasforma la gestione della qualità alimentare, passando da test reattivi su singole specie a un processo decisionale proattivo e basato sui dati, che tiene conto dello sviluppo dinamico del microbioma alimentare. Promette inoltre una riduzione degli sprechi alimentari, una maggiore sicurezza alimentare e una maggiore fiducia dei consumatori lungo tutta la filiera alimentare.
