Gestione delle risorse: #Rifiuti
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"Gestione delle risorse: Rifiuto/Sottoprodotto" presentazione di M. Dalla Rosa, Università di Bologna - CIRI Agroalimentare. Quinta giornata di "Curiosi Sostenibili" ciclo di appuntamenti ...

"Gestione delle risorse: Rifiuto/Sottoprodotto" presentazione di M. Dalla Rosa, Università di Bologna - CIRI Agroalimentare. Quinta giornata di "Curiosi Sostenibili" ciclo di appuntamenti sull'innovazione green. Come ridurre a zero lo smaltimento in discarica dei rifiuti? Il rifiuto, urbano o industriale, diventa risorsa da reinserire nei cicli produttivi. La ricerca scientifica ci offre le risposte per sviluppare un ciclo virtuoso di uso sostenibile delle risorse.

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Gestione delle risorse: #Rifiuti Presentation Transcript

  • 1. Gestione delle risorse: Rifiuto/ Sottoprodotto Faenza, 25 Febbraio 2014 Marco Dalla Rosa Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Agroalimentare Alma Mater Studiorum Università di Bologna Campus di Cesena venerdì 28 febbraio 2014
  • 2. OUTLINE Premessa Utilizzo di Scarti e Residui della lavorazione agricola: la bioraffineria Il problema del packaging e la Bioeconomy Lo spreco alimentare Utilizzo di Scarti e sottoprodotti di processo in uso alimentare Caratteristiche funzionali dei componenti recuperati Utilizzo composti di valore funzionale nel food design Conclusioni venerdì 28 febbraio 2014
  • 3. M.DallaRosa,UNIBO2013© ITALY and Emilia Romagna: On the Top in Food culture 2 257: Highest number of Geographical indications and traditional specialities venerdì 28 febbraio 2014
  • 4. M.DallaRosa,UNIBO2013© Le sfide e le opportunità: Beyond the borders society & Consumer’s well being sustainability crossing nutritional, clinical, psicological, social, cultural Environments 3 Changing Food Technology paradigm venerdì 28 febbraio 2014
  • 5. The Bioeconomy Using research and innovation to produce renewable raw materials sustainably in agriculture, forestry, fisheries and aquaculture… 5 …and to process renewable raw materials into value added products in the food, bio-based and energy industries. J. Lucas, 2013 venerdì 28 febbraio 2014
  • 6. OUTLINE Premessa Utilizzo di Scarti e Residui della lavorazione agricola: la bioraffineria Il problema del packaging e la Bioeconomy Lo spreco alimentare Utilizzo di Scarti e sottoprodotti di processo in uso alimentare Caratteristiche funzionali dei componenti recuperati Utilizzo composti di valore funzionale nel food design Conclusioni venerdì 28 febbraio 2014
  • 7. 7 White/Industrial Biotechnology (IB): a common challenge for the Technological Platforms "SusChem" and "Food for Life“ at the European and Italian level Fabio Fava Ph.D., Professor of Industrial & Environmental Biotechnology Faculty of Engineering Alma Mater Studiorum – University of Bologna E-mail: fabio.fava@unibo.it venerdì 28 febbraio 2014
  • 8. 8 Food-industry surplus Tailored crops Sugars (Lipids, Proteins, other chemicals) Biochemical treatment Food and nutrition products, new ingredients with beneficial health properties “ C o n s t r u c t i o n ” o f p l a n t s w i t h b e t t e r sensory, nutritional and production properties Proper enzymes and/or microbes in a suitable biotech process New/improved fermentative and enzymatic products with beneficial health properties. Improved production of microbes carrying bioactive agents IB for “Food for Life” : food quality & manifacturing Food-industry residues, wastes Agro-industry residues & surplus Prof. Fabio Fava - UNIBO venerdì 28 febbraio 2014
  • 9. 9 Biomass, Agroindustry (by)products Sugars (Lipids, proteins, etc Biospecialties Food ingredients Pharmaceuticals Fine chemicals Biomaterials Fine chemicals Chemo-physical treatment and/or enzymes Biofuels Ethanol, biodisel Hydrogen, biogas Bulk chemicals Base Chemicals Plants for the Future and EPOBIO Innovative and sustainable use of forest resources Food for Life Biofuels White Biotech/IB in the Food Value Chain IB: a common challenge for different ETPs H2 & fuel cells Textile & chlotings White Biotech/IB in the Non Food Value Chain Prof. Fabio Fava - UNIBO venerdì 28 febbraio 2014
  • 10. OUTLINE Premessa Utilizzo di Scarti e Residui della lavorazione agricola: la bioraffineria Il problema del packaging e la Bioeconomy Lo spreco alimentare Utilizzo di Scarti e sottoprodotti di processo in uso alimentare Caratteristiche funzionali dei componenti recuperati Conclusionivenerdì 28 febbraio 2014
  • 11. Packaging sostenibile Biodegradabilià Biopolimeri Riciclabilità Clean stream di poliolefine Vetro Metalli 11 venerdì 28 febbraio 2014
  • 12. Toward an eco-design of safe and sustainable bio-based packaging for food Nathalie GONTARD, EcoBioCAP coordinator, INRA, France H. ANGELLIER, C. GUILLAUME, V. GUILLARD (Univ. Montpellier II, Fr.), C. SCHÖNWEITZ (Fraunhofer IVV, Ge.), F. FAVA (Univ. Bologna, It.), C. LAGARON (CSIC, Es.), M. MAJONE (Univ. Roma. It.) venerdì 28 febbraio 2014
  • 13. M.DallaRosa,UNIBO2013© EFFoST 2013: Sessions Map & Topics 4 Food Security, Health, Food Safety, Climate Change and Sustainability are keywords of the next Horizon 2020 Societal Challenges. Chair M. Dalla Rosa venerdì 28 febbraio 2014
  • 14. INPUTS = Resources used Exhaustion vs Renewing • Energy • Materials • Land • Air • Water • Soil • Waste OUTPUTS = Emissions to… Accumulation vs Elimination Raw materials production or acquisition Manufacturing, processing, formulation Distribution, transportation Use, reuse, maintenance Waste production & management 14 Obsolescence vs Sustainability What sustainable means? Nathalie GONTARD, EcoBioCAP coordinator, INRA, France venerdì 28 febbraio 2014
  • 15. Fresh fruits and vegetables losses (FAO) Food and sustainability Nathalie GONTARD, EcoBioCAP coordinator, INRA, France venerdì 28 febbraio 2014
  • 16. Food production Food losses vs. Food waste Up to 40% Production, distribution, consumption Developing countries Developped countries Up to 20% responsible for obesity and other diseases Less than 50% of production reach the target 15% missing food 16 Food and sustainability Nathalie GONTARD, EcoBioCAP coordinator, INRA, France venerdì 28 febbraio 2014
  • 17. Food and sustainability Lotta allo spreco alimentare venerdì 28 febbraio 2014
  • 18. Cicli di vita dei polimeri Biodegradabili 18 venerdì 28 febbraio 2014
  • 19. Molecular (WP2) Nanoscopic (WP2,3) Microscopic (WP3,4) Macroscopic (WP3,4) Scales EcoBioCAP By-products Stakes Industrial (WP1,6) Consumer (safety & quality) (WP4,6) Environmental (WP1,5) STRATEGY Nathalie GONTARD, EcoBioCAP coordinator, INRA, France http://www.ecobiocap.eu/ venerdì 28 febbraio 2014
  • 20. Necessario valutare l’idoneità tecnologica 20 • Orientamento ad una sempre più ridotta dipendenza dalle risorse fossili: economia “biobased” e conseguente recupero di energia • Sviluppo di nuovi materiali “amici dell’ambiente” • Maggior valore aggiunto sul prodotto finale e minore impatto ambientale venerdì 28 febbraio 2014
  • 21. Texture Analyser TA.HDi type, with a Tensile Grip (A/TG) accessory Perkin-Elmer type Pyris DSC-6 Instrument Shimadzu DTG-60 simultaneous DTA-TG apparatus Sample Thickness Tester DM-G Perkin-Elmer-1725-X spectrophotometer GDP-C Brugger Feinmechanik GmbH permeability device Characterization venerdì 28 febbraio 2014
  • 22. Lyfe Cycle Assessment (LCA) can help set the right direction for product innovation Human Health Ecosystem Quality Climate Change Resources Damage Category Environmental Indicators Energy consumption Water consumption Solid waste Global warming Ozone depletion Human toxicity Acidification Eutrophication Aquatic ecotoxicity Multilayer Polymer Bag for Food Packaging Application venerdì 28 febbraio 2014
  • 23. LCA imballaggio alimentare 23 venerdì 28 febbraio 2014
  • 24. ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2010 Bando “Dai distretti produttivi ai distretti tecnologici” Progetto TEPASS ! Obbiettivo: testare una nuova tecnologia del settore plastico: un masterbatch pellets in granuli in grado di aumentare la biodegradabilità delle materie plastiche in alternativa alle ormai tradizionali "bioplastiche".  Gli additivi, offrono prodotti biodegradabili ma non propriamente compostabili Tali additivi, combinati con le resine plastiche tradizionali con un carico del solo 1%, rendono i prodotti finali completamente biodegradabili  La biodegradazione degli imballagggi realizzati con l'aggiunta degli additivi inizierà soltanto quando, terminato il loro naturale ciclo di vita e d'utilizzo, questi verranno a contatto (in discarica, nei compost, interrati o in qualsiasi altro luogo) con un'altra sostanza che si sta biodegradando. 24 venerdì 28 febbraio 2014
  • 25. CIRI Agroalimentare • www.agroalimentare.unibo.it • www.mam.unibo.it • cirifood@unibo.it • maurizio.fiorini@unibo.it •vincenzo.tumiatti@unibo.i t • CONTATTI • MatFood Project è un laboratorio avanzato di ricerca industriale sulle tematiche alimentari, nutraceutiche, dei cosmetici e dei materiali e tecnologie per il packaging. • Nato per rispondere alle richieste interdisciplinari di un settore ad altissima intensità tecnologica, MatFood Project coordina le attività di oltre 200 ricercatori con una dotazione strumentale di eccellenza, impegnati su decine di contratti di ricerca privata e numerosi progetti internazionali finanziati dalla Comunità Europea. • MatFood Project è una struttura che si sviluppa direttamente all’interno dell’industria manifatturiera attraverso laboratori “in azienda” in cui team misti università-impresa sviluppano soluzioni, prodotti e macchine innovative per il settore alimentare. • Nuovi materiali, nanotecnologie, sensoristica avanzata, importanti partnership industriali ed una consolidata esperienza nelle tecnologie alimentari e nutrizionistiche consentono a MatFood Project di progettare soluzioni innovative, realizzare prototipi e testarli sul campo. venerdì 28 febbraio 2014
  • 26. OUTLINE Premessa Utilizzo di Scarti e Residui della lavorazione agricola: la bioraffineria Il problema del packaging e la Bioeconomy Lo spreco alimentare Utilizzo di Scarti e sottoprodotti di processo in uso alimentare Caratteristiche funzionali dei componenti recuperati Conclusioni venerdì 28 febbraio 2014
  • 27. Esempio N.1: Produzione di Biovanillina da Crusca (a) Obiettivo: Sviluppare un processo per la produzione di vanillina naturale da crusca di grano (con Prof. M. Ruzzi, Univ. Viterbo e Prof. L. Setti, Univ. Bologna). Sponsor: MIUR (2 PRIN, 2002-05); Azienda (2006-08); FP7 NAMASTE (‘10-’12) Razionale: La Vanillina e’ uno dei flavour piu’ usati (12.000 ton/anno) E’ prodotta al 97% via ossidazione chimica di Guaiacolo e Lignina ( ~13 €/kg). La vanillina naturale si ottiene da Vanilla sp. (1% del mercato; ~2,000 €/kg). Puo’ essere anche prodotta da Acido Ferulico via conversione microbica; I costi della produzione biotecnologica possono essere ridotti usando microorganismi piu’ specifici, Acido Ferulico da sottoprodotti largamente disponibili a basso costo, come la crusca di grano (1.7 mil ton/anno in Italia), che lo contiene in grandi quantita’ (5 g/kg), attraverso un processo intensificato. Attivita’: a) pretrattamento enzimatico crusca per generare Acido Ferulico, b) ottenimento di un microorganismo produttore di vanillina e c) sviluppo di processo per la produzione e il recupero del prodotto. By courtesy of Prof. F. Fava venerdì 28 febbraio 2014
  • 28. Obiettivo: messa a punto di una strategia per la valorizzazione integrata dalle acque di vegetazione (~4 Milioni Ton/anno in Italia), attraverso la produzione di poliidrossialcanoati (PHA) ma anche polifenoli e biogas. (collaborazione con Prof. M. Majone, Università di Roma “La Sapienza”) Sponsor: MIUR (PRIN 06-07), Fondaz. Monte (08); FP7 EcoBioCap (11-14) Razionale: PHA sono polimeri biodegradabili, biocompatibili e, in particolare i copolimeri Poliidrossibutirato/Poliidrossivalerianato, hanno proprieta’ simili al polipropilene a bassa densita’. Molto interessanti per imballaggi alimentari. La loro produzione e’ di 45000 ton/anno ma diverra’ di 10 Milioni ton/anno nel 2020. Il loro costo (produzione con coltura pura su glucosio) e’ di 9€/kg (contro 1 €/kg del polietilene). Questo puo’ diminuire se li si produce da un rifiuto/effluente agroindustriale molto disponibile a basso costo, quale le acque di vegetazione. Approccio: Produzione di PHA da acque di vegetazione via loro digestione anaerobica verso acidi grassi (VFA) poi impiegati per alimentare colture miste acclimatate che producono PHA. I PHA vengono poi recuperati dalle cellule. Esempio 2: Valorizzazione integrata di acque di vegetazione (a) By courtesy of Prof. F. Fava venerdì 28 febbraio 2014
  • 29. NAMASTE - EU New Advances in the integrated Management of food processing wAste in India and Europe: use of Sustainable Technologies for the Exploitation of by-products into new foods and feeds KBBE-2009-2-7-02 “Valorization of by-products in food processing” Collaborative project (small/medium scale) in coordination with DBT (India) Coordinatore: Fabio Fava DICAM, Alma Mater Studiorum-University of Bologna - Italy ( fabio.fava@unibo.it) venerdì 28 febbraio 2014
  • 30. Approccio MARKETRAW MATERIA L FOOD PROCESSING BYPRODUC TS Characterization & Preservation Pre-treatment & Ingredient recovery New foods formulation (innovative and sustainable processes/ technologies) New feeds (for aquaculture) Assessment of products & processes/ technologies Identification of new market opportunities Knowledge transfer & exploitation By courtesy of Prof. F. Fava venerdì 28 febbraio 2014
  • 31. OUTLINE Premessa Utilizzo di Scarti e Residui della lavorazione agricola: la bioraffineria Il problema del packaging e la Bioeconomy Lo spreco alimentare Utilizzo di Scarti e sottoprodotti di processo in uso alimentare Caratteristiche funzionali dei componenti recuperati Utilizzo composti di valore funzionale nel food design Conclusioni venerdì 28 febbraio 2014
  • 32. 9 novembre 2006 approccio PAN & TAILORED FOODS (cibi su misura) Food and Drink Europe, Nov. 2006 Evidente un’urgente necessità per incrementare gli investimenti in R&D per supportare l’innovazione e promuovere la creazione di prodotti a valore aggiunto più elevato venerdì 28 febbraio 2014
  • 33. Incremento di funzionalità e sostenibilità Prodotti tradizionali arricchiti o fortificati Valutazione della reale efficacia degli interventi di arricchimento Controllo dei benefici in vivo necessario per claims Simulazione di rilascio bioattivi in fase digestiva 33 Numerosi esempi: Yogurt con steroli / prebiotici Patate al Selenio Piadina al Selenio Latti con fitosteroli e β-glucani Prodotti da forno con steroli Riscoperta di cereali antichi con maggiori funzionalità .............. venerdì 28 febbraio 2014
  • 34. 31 Caratterizzazione e produzione di ingredienti •Coloranti da fonti naturali vegetali, bacche e frutta •Alternativa ai coloranti sintetici o naturali estratti da fonti non alimentari venerdì 28 febbraio 2014
  • 35. © M. Dalla Rosa UNIBO 2013 utilizzo emergente della CO2 nella tecnologia alimentare ottenimento concentrati a media polarità, solubili anche nei lipidi, ottenuti per via fisica, senza solventi 35 Evoluzioni / Ricerca nel Food Design : estrazione con CO2 in fase supercritica da scarti e sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 36. ©M.DallaRosa2011 Alma Mater Studiorum University of Bologna Campus of Cesena Valorization of food residues in sustainable food innovation and new healthy food design Scientific Responsible Prof. Marco Dalla Rosa, PhD Campus of Food Science Piazza Goidanich 60 47521 CESENA (Italy) marco.dallarosa@unibo.it ETP Food For Life Brokerage Event, Bruxelles, 22.11.11 venerdì 28 febbraio 2014
  • 37. ©M.DallaRosa2011 - - Identification of potential raw materials venerdì 28 febbraio 2014
  • 38. ©M.DallaRosa2011 Sustainable food design: layers of intervention venerdì 28 febbraio 2014
  • 39. ©M.DallaRosa2011 Characterization and conversion into ingredients - - venerdì 28 febbraio 2014
  • 40. ©M.DallaRosa2011 - - Design of healthier foods and meals at sustainable cost venerdì 28 febbraio 2014
  • 41. Popolazione a rischio povertà at-risk-of-poverty (ROP) threshold, stabilito al 60 % del valore mediano del guadagno disponibile dopo aver considerato gli aiuti sociali Individuazione delle abitudine della popolazione ROP valutazione delle carenze o sbilanciamenti nutrizionali formulazione (Food design anche questo) usando ingredienti funzionali al bilanciamento della dieta dei ROP ma a basso costo 41 venerdì 28 febbraio 2014
  • 42. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Ricerca EU • KBBE.2010.2.3-03 Health-value-added food products for population groups at risk of poverty • ….. The health-value-added food products should be developed considering lower production costs, high accessibility, convenience, sensory quality, nutritional quality, shelf-life, and safety. venerdì 28 febbraio 2014
  • 43. CEN workshop Agreement x Chance Food  1 Scope This document specifies the general, specific requirements and labeling criteria of CHANCE food. It proves specific (as describe below) requirements relevant to raw and functional ingredients, food design and formulation, production process, packaging design and analytical approach for fruit, vegetables and animal origin based CHANCE food and ready-to eat- CHANCE pizza. Moreover it provides general labeling requirements for CHANCE food.  43 venerdì 28 febbraio 2014
  • 44. Utilizzo sottoprodotti 1. Berry cakes  fibre ingredients from the berry press cake (by product of berry juice process) which could be used in different type of products (yogurt, soup or shot). 2. Bioprocessed brans  fermentation with lactic acid bacteria has a well-known role in enhancing the nutritional properties as well as the texture and palatability of whole grain and fibre rich products.  Lactic acid bacteria fermentation is a useful tool to obtain specific results such as the increase in dietary fibre solubility and overall bioactivity, but selection of appropriate strains is an important pre-requisite for successful achievements.  The effect of bioprocessing on different particle size bran to enhance its nutritional properties have been investigated. 3. Tomato pomace (Tomato-processing by-product)  However, it is well known that the main source of fibre, but also of other micronutrients important for nutritionally correct food are contained in peels and seeds. Unfortunately, these parts of fruits are usually discarded as the by- products or the waste in majority of commonly used processing procedures applied in fruit and vegetable processing 44 venerdì 28 febbraio 2014
  • 45. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Elenco proprietà funzionali tecnologiche •capacità di legare e adsorbire acqua, solubilità •capacità emulsionante, •capacità addensante, •capacità adesiva, •capacità dispersiva, •capacità solubilizzante, •capacità gelificante, •capacità schiumogena, •capacità di legare aromi •capacità di rilasciare aromi, •capacità edulcorante, •capacità acidificante, •capacità aromatizzante, •capacità di abbassare l’attività dell’acqua, •capacità di innalzare la temperatura di transizione vetrosa •proprietà antiossidante •proprietà antimicrobica venerdì 28 febbraio 2014
  • 46. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Proprietà funzionali “protettive o nutraceutiche” (bioattività) • Effetto antiossidante antiradicalico (oxygen scavenger) • Promozione dello sviluppo della flora intestinale (prebiotico) • Bilanciamento nutrizionale (aa essenziali) • Riduzione colesterolo, prevenzione tumori intestinali, malattie cardiovascolari, diabete venerdì 28 febbraio 2014
  • 47. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Messa a punto di un componente funzionale proteico Recupero, isolamento e purificazione delle proteine su scala di laboratorio Valutazione proprietà funzionali su sistemi modello Sperimentazione del processo ottimizzato su scala pilota Feed-back / ottimizzaz. Condizioni operative Valutazione proprietà funzionali in formulazione si/no si/no ALL’USO INDUSTRIALE Modificazioni delle proprietà funzionali con mezzi fisici e/o chimici e/o enzimatici Studio fondamentale relazioni tra caratteristiche chimico-strutturali delle proteine e proprietà funzionali Feed-back / ottimizzaz. Condizioni operative venerdì 28 febbraio 2014
  • 48. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Fattori che influenzano la funzionalità FATTORI INTRINSECI • - composizione amminoacidica • - sequenza amminoacidica • - struttura secondaria e terziaria • - forze di stabilizzazione intramolecolari (interazioni ioniche e idrofobiche • - carica netta superficiale, idrofobicità effettiva • - struttura quaternaria • - interazioni secondarie (intra e inter-peptide) • - gruppi sostituenti (fosforico e glucidico) • - legame e/o gruppo prostetico (ferro, calcio, lipidi) • - gruppi disolfuro o tiolici Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 49. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Fattori che influenzano la funzionalità FATTORI ESTRINSECI • Grado di degrassatura • Rapporto proteine/ proteasi • Tipo e condizioni di utilizzo di proteasi • Trattamenti tecnologici di separazione • Trattamenti termici • Acidità / pH • Forza ionica • Reazione di Maillard in stoccaggio Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 50. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 METODI DI VALUTAZIONE DELLE PROPRIETA’ FUNZIONALI • Approccio interdisciplinare • Analisi fine dei principi molecolari alla base della proprietà funzionali, con mezzi analitici chimici e fisici (NMR, NIR, ecc.) • Valutazione oggettiva con parametri fondamentali delle modificazioni chimiche, fisiche e enzimatiche Studio e ricerca a livello molecolare venerdì 28 febbraio 2014
  • 51. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 VALUTAZIONE DELLE PROPRIETA’ FUNZIONALI • Ogni singola proprietà considerata singolarmente • Forte semplificazione del sistema • Carenza informazioni su relazioni tra prop. Funzionali • Difficoltà di trasferimento al sistema reale • Necessità di standards di riferimento -Analisi su sitemi modello Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 52. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 METODI DI VALUTAZIONE DELLE PROPRIETA’ FUNZIONALI • Maggiore affinità con lʼapplicabilità pratica • Scarsa ripetibilità • Non considera alcune variabili tecnologiche industriali • Scarsa riproducibilità di scala • Necessità di ricorrere a parametri reologici fondamentali • Necessità di evolvere dalla scala di laboratorio a quella pilota -Analisi su sistemi reali Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 53. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Dal componente funzionale alla formulazione: Food / Feed (pet-food) design Necessaria l’impostazione di un piano sperimentale adeguato •CRITERI: Identificare ogni limite dei componenti della formulazione al fine di specificare la regione sperimentale •Identificare le variabili - risposta da misurare • Impostare un modello appropriato per prevedere i risultati in funzione dei componenti della miscela •Selezionare un piano sperimentale appropriato (DOE) Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 54. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Proteine delle carni e componenti funzionali Yada, Proteins in food processing, CRC press, 2004 Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 55. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Proprietà funzionali delle proteine carnee e modo di azione Yada, Proteins in food processing, CRC press, 2004 Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 56. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Proprietà funzionali delle proteine allo stato nativo Solubilità Molto buona Dispersione Molto buona Capacità di legare acqua Buona Viscosità Buona Stabilità al calore Debole Capacità schiumogene Buona Stailità della schiuma Buona Capacità emulsionante Buona Stabilità dell'emulsione Molto buona Attitudine alla gelificazione Molto buona il trattamento tecnologico di produzione può modificare la struttura delle proteine e di conseguenza le proprietà funzionali Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 57. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Cinetiche idratazione Siero UF Tempo (giorni) M(gH2O/100gs.s.) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20 0,14 0,44 0,76 0,88 0,94 0,98 M finale K= dM/dt Giavedoni P., Bressa F. e Dalla Rosa M.: Proprietà funzionali di concentrati di siero ottenuti per ultrafiltrazione. 2: Capacità di idratazione. Il Latte, 1, 71-74, 1995 Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 58. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Isoterme di adsorbimento Siero UF Attività dell'acqua M(gH2O/100gs.s.) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 UF 1 UF 2 Giavedoni P., Bressa F. e Dalla Rosa M.: Proprietà funzionali di concentrati di siero ottenuti per ultrafiltrazione. 2: Capacità di idratazione. Il Latte, 1, 71-74, 1995 Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 59. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Capacità gelificante • Gel proteico riferito ad una entità visoelastica costituita di catene cross-linked in una struttura reticolare continua capace di immobilizzare una elevata quantità d’acqua Favorita da denaturazione termica e idrolisi per produrre polipeptidi in strutture lineari in grado di inglobare l’acqua Tracciato reometrico di proteine miofibrillari di fibre muscolari di pollo Yada, Proteins in food processing, CRC press, 2004 Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 60. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Effetto idrolisi enzimatica • Miglioramento delle proprietà funzionali • Miglioramento della digeribilità • Maggiore possibilità di utilizzo dietetico • Utilizzo in formulazioni nutrizionali con arricchimento di amminoacidi essenziali • Maggiore possibilità di utilizzo di sottoprodotti della macellazione • Ingredienti per alimenti a basso costo (risk of poverty) Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 61. CENTRO LERICI - BERTINORO 10.12.2009 ©MARCODALLAROSA,UNIBO,2009 Criticità nell’utilizzo di componenti / ingredienti funzionali proteici • Aspetti normativi / autorizzazioni • Possibile presenza di aspetti sensoriali sgraditi • Disomogeneità / incostanza delle materie prime • Componenti non proteiche – Dalla materia prima – Dal processo biochimico • Tendenze di mercato – Riduzione numero di ingredienti – Assenza di ingredienti semi-lavorati non disponibili al consumatore Idrolizzati proteici da sottoprodotti venerdì 28 febbraio 2014
  • 62. OUTLINE Premessa Utilizzo di Scarti e Residui della lavorazione agricola: la bioraffineria Il problema del packaging e la Bioeconomy Lo spreco alimentare Utilizzo di Scarti e sottoprodotti di processo in uso alimentare Caratteristiche funzionali dei componenti recuperati Utilizzo composti di valore funzionale nel food design Conclusioni venerdì 28 febbraio 2014
  • 63. Horizon 2020 WORK PROGRAMME 63 venerdì 28 febbraio 2014
  • 64. CIRI Agroalimentare Università di Bologna Campus di Cesena59 Direttore Prof. Marco Dalla Rosa venerdì 28 febbraio 2014
  • 65. ALMAFOOD IRT: FROM FORK TO FARM Food and Health: Biochemistry, Physiology and Nutrition Food and health: clinical aspects Food safety Plant food production Quality and processing of plant - derived food Animal food production Quality and processing of animal- derived food and feed By-products valorization Environmental impacts and sustainability of food production systems venerdì 28 febbraio 2014
  • 66. ALMAFOOD IRT e Ricerca Europea 66 venerdì 28 febbraio 2014
  • 67. KIC Food4Future: FoodBest Consortium venerdì 28 febbraio 2014
  • 68. Possible KIC Food evolution venerdì 28 febbraio 2014
  • 69. Grazie per l‘attenzione e per l’invito marco.dallarosa@unibo.it Si ringraziano Prof. F. Fava Prof. N. Gontard venerdì 28 febbraio 2014