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“Prima di tutto fughiamo ogni dubbio: il plasma di cui parliamo non è quello del sangue. Scientificamente viene definito come il quarto stadio della materia che si ottiene quando ad un sistema viene fornita molta energia”.
Romolo Laurita, ingegnere in scienze e meccanica avanzata all’Università di Bologna e presidente dello spin off universitario AlmaPlasma, introduce così l’argomento cardine di questa nuovo webinar a cura di Food Hub: tecnologia al plasma e sue applicazioni in ambito alimentare. Forse non tutti ci fanno caso ma quando si osserva un fulmine o l’aurora boreale, siamo davanti ad un esempio concreto di plasma ionizzato, un sistema in cui si trovano ioni, elettroni ed altre specie instabili.
Ovviamente non si tratta di “plasma tecnologico” dal momento che, come tutti i fenomeni naturali, fulmini ed aurore non possono essere controllati. Eppure, il concetto fisico alla base può essere sfruttato per ottenere tecnologie dall’impiego più disparato, dagli apparecchi elettronici come le TV al plasma, fino alla decontaminazione dell’acqua mediante ozono prodotto dal plasma.
“Tra le applicazioni di questa tecnologia, AlmaPlasma, il cui nome evidenzia il collegamento con l’Alma Mater Studiorum di Bologna, vuole intraprendere un percorso per cercare di produrre e commercializzare a livello industriale, un sistema all’avanguardia che utilizzi il plasma all’interno del settore alimentare.” Spiega Pietro Rocculi, tecnologo alimentare e professore associato presso Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari dell’Università di Bologna. “Mettere insieme competenze su alimenti, modificazioni degli stessi e stabilità alimentare, insieme alle competenze di Almaplasma sta portando a risultati promettenti.”
I due esperti sono partiti dall’ inizio, definendo come sia possibile creare il plasma: “Si parte dall’aria, materia prima facilmente disponibile ricca in ossigeno, azoto e vapore d’acqua. Poi bisogna aumentare l’energia del sistema e per farlo applichiamo un voltaggio con la corrente elettrica. La presenza di elettroni è la chiave della produzione del plasma perché da questi si formano radicali, specie instabili, ioni e specie biologicamente attive che potrebbero avere effetti antimicrobici.”
Spiega Romolo Laurito, che prosegue: “Cambiando la matrice di partenza i risultati ottenibili sono tanti e diversi. Se pensassimo di utilizzare dei monomeri, ad esempio, la tecnologia a plasma freddo permetterebbe di avere film sottili da utilizzare per incrementare le proprietà barriera ed isolanti dei packaging, oppure il contatto tra liquidi e plasma produrrebbe plasma activated water da impiegare nelle fasi di lavaggio di prodotti ortofrutticoli freschi o di biofilm.“ Come è possibile tutto questo? Grazie al sistema ALMAPLUS, che da diverse sorgenti di plasma, consente di sostenere diverse modalità di trattamento.
Un aspetto su cui i due esperti si sono soffermati riguarda la temperatura di utilizzo del plasma. In questo caso si parla di plasma “freddi” con una temperatura vicina a quella ambiente, una caratteristica per nulla trascurabile se si pensa al fatto che diversi imballaggi plastici a temperature più elevate potrebbero rilasciare sostanze indesiderate, o che alcuni alimenti possono subire un’alterazione delle loro caratteristiche all’interno del materiale.
La tecnologia, però, appare estremamente efficiente nell’inattivazione di virus e batteri a temperatura ambiente, nella degradazione di enzimi la cui attività influisce sulle caratteristiche nutrizionali e sensoriali della materia prima di origine, come anche nel trattamento degli alimenti per inattivare micotossine pericolose come le aflatossine. Ovviamente in questo specifico contesto, l’interesse maggiore verte sulla capacità del trattamento con plasma freddo di inattivare i virus, andando a degradare il materiale genetico che nel caso della Sars CoV-2 si costituisce di RNA.
Secondo il prof. Rocculi, il panorama per l’impiego di questa tecnologia in campo alimentare è molto interessante e potrebbe permettere di avere risultati significativi per la sanificazione dei gusci delle uova o per il trattamento dei germogli.
Tuttavia, per quanto affascinante quanto detto, è inevitabile domandarsi se il plasma possa avere un qualsiasi effetto sugli alimenti, come un aumento del potenziale ossidativo, ma nella maggior parte degli studi non è emerso alcun tipo di effetto negativo, se non una diversa capacità del plasma di inattivare gli enzimi ossidativi a seconda della cultivar di
mela o di altri prodotti ortofrutticoli, suggerendo un effetto specie-specifico. Tra i tanti parametri da considerare e misurare quando si sceglie di adottare questo tipo di tecnologia ci sono dunque le caratteristiche intrinseche delle materie prime, come anche quelle del materiale di imballaggio stesso.
Nella seconda parte del webinar live, il focus si è spostato sul progetto PASS (Plasma Assisted Sanitation System) che vede coinvolti AlmaPlasma insieme con UniBo e l’Università di Lund. Come anticipato, il progetto riguarda la messa a punto di un sistema di inattivazione del virus SARS-CoVid-2 sui materiali di imballaggio degli alimenti in un’ottica business oriented, ovvero che punta alla commercializzazione di tale sistema entro pochissimi mesi.
“L’obiettivo è destinare questo sistema a contesti sensibili come mense scolastiche, reparti ospedalieri dove l’immunodepressione è estremamente importante.” Ha sottolineato il prof. Rocculi. La prima fase del progetto ha previsto un’indagine preliminare sulla persistenza del virus su alcuni materiali di confezionamento (cartone, alluminio, polipropilene ecc.), successivamente è stato verificato come il plasma potesse sanificare questi materiali dal virus, fino a progettare una tecnologia user friendly, ed economicamente sostenibile.
“Vogliamo che la tecnologia possa rompere la catena di contagio per uno dei meccanismi di trasmissione che, in questo caso, è il contatto. Per fare questo siamo partiti da ciò che sapevamo, ovvero che il plasma era in grado di avere un effetto antimicrobico su batteri e virus alimentari, è stato necessario capire se questo fosse traslabile anche per il virus della SARS-CoVid-2.” Queste le parole del dott. Laurita che non ha potuto fornire all’ audience i dati prodotti dalla sperimentazione, essendo l’intero progetto in fase di brevettazione.
I ricercatori, tuttavia, sono stati chiari sul fatto che tali dati siano promettenti e che alcuni dispositivi per la sanificazione alimentare saranno disponibili già dell’anno prossimo, ciascuno definito con caratteristiche precise in base a quelle richieste dai partner in termini di volume e architettura dei target.” Quello che ci auguriamo, è che il nostro lavoro possa avere conseguenze utili a livello sociale e contribuire attivamente alla riduzione della diffusione del virus.” Ha concluso Romolo Laurita.
L’interesse dei partecipanti ad una tematica così attuale, che ha impattato sulla vita di tutti nell’ultimo anno, è emersa chiaramente dalle domande numerose ed articolate poste durante le due sessioni di Q&A. Spaziando dalla richiesta di maggiori dettagli circa i principi fisico-chimici su cui la tecnologia al plasma si basa, fino alla volontà di voler conoscere più approfonditamente le rilevanze bibliografiche circa il suo impiego o ulteriori possibili applicazioni come la possibilità di utilizzare il plasma per la sanificazione ambientale o per quella dei biofilm.
Se ti va di approfondire, la trascrizione delle domande e delle risposte è disponibile sul sito di Food Hub insieme alla registrazione del webinar. Non perdere l’occasione di informarti e formarti con i nostri contenuti e di rimanere aggiornato sulle ultime innovazioni nel settore agroalimentare.
Ringraziamenti
Redazione a cura di Annalisa Porrelli, Food Hub
Pietro Rocculi
Pietro Rocculi, PhD in Scienze degli Alimenti, è professore associato presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari dell’Università di Bologna. Da circa 20 anni si occupa di innovazione di processo-prodotto nel settore alimentare, attraverso l’utilizzo di tecnologie innovative non-termiche. È docente titolare del corso di Analisi Fisiche e Reologiche degli Alimenti e di Advanced Food Technology and Food Process.
Romolo Laurita
PhD in Meccanica e Scienze Avanzate della Ingegneria, è assegnista di ricerca del Centro Interdipartimentale per la Ricerca Industriale-Meccanica Avanzata e Materiali dell’Università di Bologna. Socio fondatore ed attuale presidente dello spin-off AlmaPlasma. Ha partecipato a numerosi progetti internazionali e nazionali sull’uso dei plasmi freddi di non equilibrio per il trattamento dei materiali, con particolare enfasi sull’analisi del potere antimicrobico di trattamenti plasma assistiti.