Nuove frontiere dell'alimentazione (DBA.AD005) | Consiglio Nazionale delle Ricerche

Area progettuale

Dipartimento

Il rilievo

L'attribuzione di un significato più ampio al concetto di alimentazione, fonte di energia finalizzata al mantenimento di uno stato di benessere psico-fisico, rappresenta la mission dell'AP. Questo concetto è poco percepito dalla popolazione, con conseguenti squilibri nel bilancio tra apporto e dispendio calorico, causa di sovrappeso e obesità, e aumenti esponenziali di soggetti che accedono spontaneamente ad alimentazioni dieto-terapeutiche (es. al gluten free) non giustificati clinicamente. In parallelo sono aumentate le evidenze sperimentali che consolidano il nuovo ruolo salutistico dell'alimentazione, in grado di influenzare il microbiota e, attraverso specifici costituenti (molecole o probiotici), diversi parametri fisiologici. E' questo il settore degli alimenti funzionali e dei nutraceutici, una delle più importanti aree di sviluppo interdisciplinari finalizzata ad implementare nuovi processi biotecnologici. Il miglioramento della qualità degli alimenti continuerà a rappresentare un tema centrale nell'alimentazione del futuro, perseguito attraverso il perfezionamento delle tecniche di produzione su campo e l'innovazione dei processi di trasformazione nei diversi settori agro-alimentari, ma anche attraverso la valorizzare degli scarti di produzione, associando l'applicazione di nuovi sistemi sensoriali e delle scienze omiche, finalizzate alla rilevazione di componenti bioattivi con aumentata sensibilità e specificità. In questo ambito si inserisce la domanda dei consumatori per alimenti con aumentata shelf-life e la ricerca verso innovativi sistemi di packaging a base di film plastici biodegradabili e funzionalizzati o film edibili. Lo sviluppo di active packaging, in grado di adsorbire sostanze o rilasciare sostanze attive all'interno delle confezioni, migliorando la fisiologia delle matrici e riducendo lo sviluppo di microorganismi, riveste particolare rilevanza per la qualità alimentare, in particolare per i prodotti freschi o minimamente trasformati.

Obiettivi

L'Area raccoglie le attività della ricerca CNR mirate al miglioramento della qualità e conservabilità dei prodotti, allo studio di nutraceutici, allo sviluppo di alimenti funzionali e novel food e alla nutrizione umana La rilevanza economica e strategica della ricerca in questo ambito è dimostrata dall'aumento della richiesta di alimenti sempre più specifici e mirati e dall'esigenza di salvaguardare il Made in Italy. Particolare attenzione è rivolta allo studio di alimenti funzionali, legati alla presenza di componenti naturalmente presenti o aggiunti, e composti bioattivi (nutraceutici), destinati a interagire più o meno selettivamente con una o più funzioni fisiologiche dell'organismo, portando ad effetti positivi sul mantenimento della salute e nella prevenzione delle malattie. Le attività in questo ambito sono finalizzati all'isolamento e caratterizzazione dei composti bioattivi da matrici alimentari diverse, ma anche alla loro validazione biologica in vitro ed in vivo. Accanto alla ricerca sul novel food, un'altra obiettivo è rappresentato dal miglioramento del processing industriale classico anche attraverso l'introduzione di biotecnologie microbiche e sistemi di packaging innovativi al fine di preservare o migliorare le componenti chimico-nutrizionali, le caratteristiche organolettiche e di origine che, insieme, concorrono a determinare la qualità totale alimentare. La finalità di migliorare la qualità degli alimenti, tradizionali o innovativi, viene perseguita inoltre attraverso l'applicazione di nuovi sistemi sensoriali e delle scienze omiche per la rilevazione, con aumentata sensibilità e specificità, di componenti bioattivi, o per il controllo della produzione alimentare. Le ricerche sono condotte in stretta collaborazione con le aziende del territorio che puntano sull'innovazione dei processi e dei prodotti quale strumento per migliorare la competitività sui mercati nazionali e internazionali.

Il quadro delle ricerche in ambito internazionale

La EC sostiene l'innovazione tecnologica nel settore con iniziative come le Joint Programming Initiatives (p.es. Healty Diet for a Healty Life HDHL), le Knowledge and Innovation Communities (p.es. Foodbest) e le Research Infrastructures della piattaforma ESFRI nel settore Food and Health, l'applicazione delle KETs - Key Enabling Technologies del framework della Smart Specialization Strategy. Il tema food processing eco-sostenibile ed in relazione alla salute è affrontato in diverse call sia in H2020 così come in JPI HDHL. Il settore degli alimenti funzionali canalizza in particolare gli attuali interessi della produzione agricola, dell'industria, della scienza e della salute pubblica. Il mercato europeo degli alimenti funzionali è stato stimato in circa 15 miliardi di euro nel 2006 ed è attualmente in costante espansione. In parallelo la ricerca sugli alimenti funzionali è probabilmente il settore di maggiore espansione in ambito Food. La EC ha finanziato 47 progetti su questo tema all'interno dei FP5, FP6, FP7 concernenti gli effetti benefici dei cibi funzionali in diversi ambiti, quali obesità, diabete, allergie, osteoporosi, salute mentale e cancro con un contributo di 150 milioni di euro e la collaborazione di ben 513 partner fra istituti di ricerca, università ed industrie alimentari. In Horizon 2020 il numero è in forte crescita, finora 70 progetti sono già stati finanziati sul tema di cui ben 17 aziendali. Sul tema food packaging la ricerca è stata indirizzata allo sviluppo di soluzioni utili a ridurre l'impatto ambientale dei materiali di imballaggio, ad elaborare indicatori di deterioramento, ad aumentare la shelf life degli alimenti, a studiare metodologie in grado di ridurre la presenza di conservanti chimici. Tuttavia, permangono barriere alla diffusione sul mercato delle nuove tecnologie, legate alle difficoltà dello scaling up. Il WP 2014-2017 Food security and sustainable agriculture indirizza specifiche call sul tema.

Il quadro delle ricerche in ambito nazionale

Anche in Italia è forte l' interesse verso alimenti innovativi, ottenuti da fonti alimentari alternative o alimenti funzionali. La Smart Specialization Strategy, adottata dalle regioni italiane per individuare nuovi modelli di sviluppo economico responsabile, prevede iniziative specifiche per la valorizzazione delle produzioni agroalimentari anche in accordo con quanto previsto nella Piattaforma Italiana Food for Life e con il Cluster Agrifood. Inoltre, le politiche di salute pubblica nei paesi industrializzati, compresa l'Italia, identificano nella qualità nutrizionale/funzionale degli alimenti, nelle nuove tecnologie applicate al settore ed in una coerente educazione alimentare, potenti strumenti di prevenzione. Diversi progetti regionali e del MIUR hanno riguardato negli ultimi anni lo sviluppo di alimenti funzionali (ad es. CRA-QCE). Le attività di ricerca nazionali sono certamente già in grado di offrire nuove opportunità all'industria, interessata ad attribuire un carattere funzionale alle produzioni tradizionali come strumento di marketing. Inoltre, l'applicazione di tecnologie innovative ha condotto alla realizzazione di nuovi alimenti per categorie speciali di individui affetti da o a rischio di patologie connesse all'alimentazione, attraverso la realizzazione di alimenti innovativi con ridotto apporto calorico, iposodici e prodotti gluten-free, presentando in alcuni casi nuovi prodotti in anteprima mondiale. Intensa è anche l'attività su nuove forme di packaging in Italia. Nell'ambito del programma MIUR Smart Cities and Social Innovation, che cerca di trovare risposte alla "non ottimale organizzazione della filiera alimentare", lo sviluppo di sistemi di packaging funzionalizzati è stato enfatizzato. Considerando la rigidità della legislazione Europea, la ricerca italiana è orientata all'uso di sostanze naturali. Tra queste, gli oli essenziali, gli estratti di piante e gli additivi alimentari sono quelli che attirano maggiormente l'interesse dell'industria.

Il posizonamento del Cnr

La ricerca CNR assume rilievo centrale e spesso unico nel contesto nazionale. In ambito progetti MIUR il miglioramento della qualità degli alimenti e del food processing è affrontato con i PON MAReA, BE&SAVE e nel Cluster nazionale Agrifood, con il progetto SO.FI.A. L'individuazione di approcci tecnologici innovativi per la shelf life è argomento del PON Shelf-life. Sul tema Alimentazione e Salute rientrano i Premiali 2012 "Avanzati sistemi biosensoristici per la diagnosi ed il follow-up della malattia celiaca" e 2014 "CIBO & SALUTE", ed Il PN CNR "Invecchiamento: innovazioni tecnologiche e molecolari per un miglioramento della salute dell'anziano". Sul tema degli alimenti funzionali sono attivi due progetti PRIN 2010-11 ed il PON PROALIFUN. Sostanziale è l'attività di supporto alle aziende per la prototipizzazione di funzionali con fondi regionali (NUTRA-TOSCAFRICA, Valorizzazione nutraceutica di prodotti toscani a base di cacao, POR Campania BENTEN, le misure 124 Quinoa Felix e Semola GF). Sul miglioramento della qualita' degli alimenti e del food processing rientrano il Progetto Bandiera INTEROMICS, i progetti CAMPUS QUARC, diverse misure regionali (TI.CASTA.QUAL, VALBIOCASTA, VAL.I.C.O., INTERFORM, FFRESCO, PROPASTA, Va.Miel.A.Ta,, CALABRIASALUS, PRO.ECO.CE.MI, FILAGRO, AQUA) e il Cluster della Regione Puglia, BIOTECA. Sul tema del Packaging innovativo rientra il progetto Cluster Puglia, CONTINNOVA ed il POR Campania CARINA. A livello internazionale i progetti riguardano il miglioramento della qualità ed il food processing con BIOTYPE, EURANET 14 IND 11-HIT, nel settore Alimenti e salute il progetto IDEFICS FAMILY FP7-KBBE-2010-4, nella formazione il progetto SSNIF training - servizi sensoriali nose index factory (FSE - Sicilia 2007-2013 - Formazione). Vanno infine segnalate le azioni progettuali CNR: Made In Italy, BioTTasa ed il network Nuthreff.

Le principali attvità svolte

Nel settore Alimenti funzionali, nutraceutici e novel food si ricordano: a) Studio di alimenti funzionali, arricchiti di componenti bioattivi (nutraceutici, probiotici, prebiotici, microelementi) o a ridotto contenuto di componenti antinutrizionali, allergenici o dannosi per specifiche categorie di consumatori, che conferiscono caratteristiche utili nella prevenzione di patologie croniche e degenerative o contribuiscono allo stato di salute ad es. prodotti gluten free, panari, paste, latti, formaggi, ortofrutta, ittici, bevande, prodotti a base EVO, quinoa ecc.; b) Recupero e stabilizzazione di nutraceutici da scarti agroalimentari, fonti marine e vegetali (ad es. acque di vegetazione, vinacce, canapa, cardo, agrumi, sottoprodotti di molitura, castagna, siero da lattiero caseario, alghe, meduse ecc.). Nel settore Alimentazione e salute: c) Studio dei fattori determinanti le scelte alimentari e dell'influenza dei nutraceutici, degli alimenti funzionali o della dieta su fattori che determinano la salute (ad es. proprietà immuni di batteri intestinali) e/o su stati patologici quali malattie metaboliche, gastrointestinali, neurodegenerative, endocrino-riproduttive, immuno-correlate. Nel settore Miglioramento della qualità degli alimenti e del food processing: d) Innovazione di processi di produzione e trasformazione delle principali filiere agroalimentari italiane finalizzati alla valorizzazione e standardizzazione di prodotti (nuovi o tipici), a una migliore qualità nutrizionale / funzionale e a una migliore conservabilità utilizzando tecnologie, biotecnologie e immunotecnologie e packaging innovativi e funzionalizzati; e) Film edibili, biopolimeri, applicazione di sostanze GRAS e tecnologie per il miglioramento della shelf-life e della qualità di alimenti; f) Conoscenze microbiologiche, fisiche e chimiche, sensoriali e tecnologiche per un prolungamento della shelf life e della qualità dei prodotti ortofrutticoli, panari, carnei, lattiero caseari e del pescato.

Le attività previste

L'Area Progettuale è caratterizzata da una un'elevata multidisciplinarità e si avvale delle competenze chimico-fisiche, biotecnologiche, microbiologiche, biologiche e mediche presenti nel Dipartimento. Le attività previste possono essere coerentemente distribuite in tre principali aree tematiche:

1. ALIMENTI FUNZIONALI, NUTRACEUTICI E NOVEL FOOD
i) processi agro-, microbio- e bio-tecnologici per la produzione di alimenti innovativi di particolare interesse salutistico; ii) strategie di isolamento e caratterizzazione quali/quantitativa delle componenti bioattive (nutraceutici) e loro validazione biologica.

2. NUTRIZIONE UMANA E SCELTE ALIMENTARI
i) studi in vivo sul rapporto tra dieta e salute umana; ii) analisi dei parametri chimico-nutrizionali (salutistici) ed organolettici (consumer science ed analisi strumentale) associabili ad un alimento.

3. FOOD PROCESSING E PACKAGING
i) caratterizzazione molecolare e microbiologica della matrice alimentare dopo processing tecnologico tradizionale; ii) innovazione nelle tecnologie di produzione per migliorare la qualità e la conservabilità dei prodotti; iii) sviluppo di sistemi innovativi di packaging; iv) sviluppo di metodologie/protocolli per la tracciabilità ed autenticità delle produzioni.

Area tematica

Scienze bio-agroalimentari

Parole chiave

Alimenti funzionali, Food processing, Qualità alimentare

Progetti

Ultimo aggiornamento: 25/01/2025