1. Workshop
Progetto Distretto TEPASS:
Alimenti funzionali e Packaging biodegradabile
Bologna, 8 Giugno 2011
2. I TEMPI DELL’INNOVAZIONE
L’INNOVAZIONE SI STA VELOCIZZANDO
17 Dicembre 1903
20 Luglio 1969 MARTE ?
I°volo fratelli
Wright Sbarco sulla Luna
3. I TEMPI DELL’INNOVAZIONE
Bisogna capire il
cambiamento prima
Bisogna saper gestire che avvenga
l’innovazione
tecnologica
Non è sufficiente
guardare i concorrenti
per saper prevedere il
cambiamento
VANTAGGIO COMPETITIVO :
Aerospaziale 23 anni;
Energia 10 anni;
Chimica 7 anni;
Telecomunicazione 2 anni.
Alimentare 7 anni.
5. Progetto TEPASS:
TE-PASS è un “Laboratorio” per il settore
agroalimentare che unisce due poli
produttivi tecnologici regionali:
la Romagna (Forlì-Cesena e Ravenna), e
l’Emilia (Modena e Reggio Emilia).
6. Progetto TEPASS: le filiere coinvolte
Le filiere coinvolte sono tre, localizzate nei due diversi
ambiti geografici regionali:
• - L’ortofrutta fresca e trasformata (surgelati): Apofruit
Italia e Orogel, oltre a INFIA, azienda di packaging
per ortofrutta (Romagna);
• - Carni trasformate: Negroni, grande marca del
settore (Emilia);
• - Prodotti da forno: DECO Industrie, azienda
produttrice di con marca propria e per private label
(Romagna).
8. Progetto TEPASS: Laboratori/Centri coinvolti
Centro Interdipartimentale per la Ricerca Industriale – CIRI Agroalimentare
(Tecnopolo Agroalimentare di CesenaAlma Mater Studiorum Università di
Bologna)
Laboratorio di Chimica delle Fermentazioni e Biotecnologie microbiche
(Dipartimento di Chimica, Università di Modena e Reggio Emilia)
Laboratorio di Valutazione chimica e analisi degli alimenti
(Dipartimento di Scienze degli Alimenti - DiSA, Università di Bologna)
Centuria RIT - Romagna Innovazione Tecnologia
DemoCenter-Sipe Scarl – Centro per l’Innovazione e il Trasferimento
tecnologico
9. Progetto TEPASS: obiettivo
Il Laboratorio TEPASS intende
affrontare il tema della qualità e
sostenibilità dei prodotti alimentari,
approfondendo alcune tecnologie
abilitanti relative all’alimento,
all’imballaggio e alla loro interazione;
alimento ed imballaggio che, oggi più
che in altri tempi, contribuiscono
insieme a costituire il prodotto
alimentare
10. Progetto TEPASS: obiettivo
Relativamente all’alimento, il Laboratorio
svilupperà tecnologie per il miglioramento
delle qualità organolettiche e
l’allungamento della shelf-life
Per quanto riguarda l’imballaggio, saranno
analizzate e sviluppate tecnologie per la
produzione di imballaggi ecosostenibili,con
particolare riferimento al packaging
biodegradabile
11. Progetto TEPASS: attività previste
• OR1: miglioramento delle caratteristiche di sicurezza dell’alimento e lo sviluppo
di nuove tecnologie che riducano il rischio di contaminazione, limitando l’uso di
conservanti chimici.
• OR2: studio dei processi di irrancidimento e alla individuazione di marcatori per
il monitoraggio.
• OR3: valutazione di soluzioni innovative per la sostenibilità ambientale
dell’imballaggio alimentare. Caratterizzazione chimico-fisica e delle
perfomances dei film plastici di controllo ed innovativi (biodegradabili) oggetto di
ricerca (polietilene (PE), polipropilene (PP) con e senza additivo, PLA).
• OR4: applicazione a matrici alimentari di interesse delle aree produttive salumi
e surgelati di componenti alimentari “funzionali” che concorrano al
mantenimento di uno stato di benessere fisico dei consumatori.
• OR5: valutazione tecnico-economica dei polimeri della OR3 applicati ai prodotti
alimentari. Studio della modifica di alcune caratteristiche qualitative di differenti
prodotti confezionati con i film plastici tradizionali ed innovativi nel corso della
loro shelf-life, delle prestazioni dei film oggetto di studio e di eventuali loro
modifiche a seguito dell’utilizzo con i diversi prodotti alimentari. Studi di LCA.
12. Progetto TEPASS: Interazioni aziende - unità di ricerca
Centuria
INFIA
OROGEL OR3
Ente
DECO CIRI Cesena X test
biodegradabilità
APOFRUIT
OR2 CIRI Ces-Bo
già SITEIA
NEGRONI
OR1 UNIMORE
DemoCenter
14. Progetto TEPASS
Progetto TEPASS
Attività del CIRI Cesena
(Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale
Agro-alimentare)
Santina Romani
Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Centro Interdipartimentale per la Ricerca Industriale (CIRI)
Agro-Alimentare - (Tecnopolo Agroalimentare di Cesena)
Bologna,14.10. 2010
Parma, 08.06. 2011
15. Progetto TEPASS
!CIRI - Centro Interdipartimentale di Ricerca
Industriale Agro-alimentare
Struttura dedicata, sulla base di accordi tra Ateneo e
Regione E.R., alla ricerca industriale in base a
programmi di ricerca definiti con la regione,
finalità
condurre attività di ricerca industriale e trasferimento
tecnologico nell’ambito del Tecnopolo Agro-
Alimentare di Forlì-Cesena.
Bologna, 08.06. 2011
16. Progetto TEPASS
Tecnopolo agro-alimentare
1) CIRI: Presentato ufficialmente il
22.7 2010
2) Nominato il Direttore e i Referenti
delle UU.OO.
3) Tassello di un sistema di Tecnopoli
in Romagna con forte vocazione al
tema delle tecnologie per la qualità
della vita
Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale Agroalimentare – CIRI
Denominazione CIRI
Agroalimentare
Piattaforma
Agroalimentare
tecnologica
Cesena Via Ravennate, 933 - area di processo - piano interrato - Officina ex-Opel
Cesena Via Ravennate, 933 - area di processo - piano terra - Officina ex-Opel
Cesena Via Ravennate 947 - piano terra - ex aula F e guardaroba
Bologna Via Irnerio, 48 - piano soppalco 2 vani
Sedi attuali
Bologna Via Massarenti 9 - Padiglione 5 - Piano IV - stanza 3 - ambulatorio di
gastroenterologia - studio Prof. Mazzella
Bologna Via Zamboni, 18 - I piano
Rimini Corso d'Augusto, 237 - II piano - stanza 331 - Palazzo Ruffi
Tecnopolo di Forlì-Cesena Area adiacente a Villa Almerici - Cesena -
Sede definitiva
Comune di Cesena
Forma organizzativa Centro Interdipartimentale di Ricerca dell’Università di Bologna
Direttore Prof.ssa Maria Elisabetta Guerzoni
Prof. Marco dalla Rosa – UO Area di processo, alimenti, consumi e salute
Referenti Scientifici
Prof.ssa Maria Fiorenza Caboni – UO Bioanalitica, bioattività, microbiologia e valorizzazione di
delle Unità Operative
Bologna, 08.06. 2011
microrganismi a fini industriali
17. Progetto TEPASS
Il gruppo di ricerca (CIRI Cesena)
• Il gruppo di lavoro coinvolto nel progetto TEPASS afferisce al CIRI
Agroalimentare (Unità Operativa Area di processo, alimenti, consumi e
salute) e prevalentemente al Dipartimento di Scienze degli Alimenti, istituito
nel 2001, avente due sedi, Bologna e Cesena, con sede operativa presso il
Campus di Scienze degli Alimenti in Cesena.
• Referente per il progetto: Prof. Marco Dalla Rosa.
Aree di interesse principali del gruppo di
ricerca
• Studi di packaging e caratterizzazione dei materiali di imballaggio; uso di
atmosfere modificate/protettive; studi di shelf-life.
• Ottimizzazione della formulazione degli alimenti e delle condizioni di
processo per l’ottenimento di prodotti tradizionali e/o innovativi con
elevate caratteristiche qualitative.
• Studio di componenti con attività funzionali protettive e disegno di alimenti
funzionali.
Bologna, 08.06. 2011
18. Progetto TEPASS
Personale coinvolto
Prof. Marco Dalla Rosa, PhD
Dr. Santina Romani, PhD
Dr. Pietro Rocculi, PhD
Dr. Gian Gaetano Pinnavaia
Prof. Valentina Siracusa (Uni Catania - visiting professor)
Dr. Alessandra Bordoni
Dottori di ricerca
Dr. Emiliano Cocci (assegnista di ricerca CIRI)
Dr. Urzula Tylewicz (assegnista di ricerca CIRI)
Dr. Federica Balestra (assegnista di ricerca)
Bologna, 08.06. 2011
19. Progetto TEPASS
Il progetto TEPASS -
TEcnologie Per l’Agroalimentare Sicuro e
Sostenibile
TEMATICHE: valutazione di soluzioni innovative per la qualità
e sostenibilità ambientale dell’imballaggio alimentare e dei
prodotti alimentari, approfondendo alcune tecnologie
relative all’alimento, all’imballaggio e alla loro
interazione.
1. Ricerca industriale: scelta e caratterizzazione dei film innovativi
2. Sviluppo sperimentale: applicazioni ai prodotti alimentari nelle
condizioni di utilizzo reale
3. Consulenze specialistiche: valutazione biodegradabilità, analisi
dei costi, LCA
Bologna, 08.06. 2011
21. Progetto TEPASS
Attività del CIRI nel progetto
• APPROCCIO TECNOLOGICO: sviluppo delle attività di
ricerca industriale e di sviluppo sperimentale:
- (OR 3): caratterizzazione chimico-fisica e valutazione delle
prestazioni dei materiali di imballaggio di controllo ed innovativi
(biodegradabili) oggetto di ricerca;
- (OR 5): studio delle caratteristiche qualitative e di stabilità dei
prodotti alimentari confezionati con i film plastici tradizionali ed
innovativi nel corso della loro shelf-life, delle prestazioni dei
film oggetto di studio e di eventuali loro modifiche a seguito
dell’utilizzo con i diversi prodotti alimentari. Studi di LCA.
Bologna, 08.06. 2011
22. Progetto TEPASS
• APPROCCIO NUTRIZIONALE:
- (OR 4) - applicazione a matrici alimentari di interesse
(prodotti surgelati) di ingredienti naturali provenienti da
colture di nicchia (componenti alimentari “funzionali”) ad
azione antiossidante, antinfiammatoria ecc., che
concorrano al mantenimento di uno stato di benessere
fisico dei consumatori.
Bologna, 08.06. 2011
23. Progetto TEPASS
OR 3 - Caratterizzazione chimico-fisica dei film
plastici biodegradabili a confronto con i
materiali tradizionali
Caratterizzazione meccanica, termica, misure dello
spessore, della permeabilità ai gas, analisi
spettroscopiche FTIR, …..
" Risultati attesi: informazioni approfondite relative alle
prestazioni dei film ed al loro utilizzo per il
confezionamento di diversi alimenti in differenti
condizioni di stoccaggio.
Bologna, 08.06. 2011
24. Progetto TEPASS
Caratterizzazione meccanica:
dinamometro “Texture Analyser TA.Hdi” con accessorio
specifico per il test di Tensile Grip (A/TG)
Prelievo campioni (direzione di taglio)
secondo le norme ASTM D882 09,
ASTM D638
Bologna, 08.06. 2011
26. Progetto TEPASS
Caratterizzazione termica: Calorimetro Differenziale a
Scansione (Perkin-Elmer, Pyris DSC-6)
Termogramma
Energia assorbita o rilasciata
Tg - Tm - Tc - !H (J/g) - Cristallinità %
Bologna, 08.06. 2011
27. Progetto TEPASS
Misure di permeabilità: Permeabilimetro manometrico
termostatato (mod.GDP-C, Brugger Feinmechanik)
Determinazione di:
- GTR (Gas Transmission Rate): cm3/m2 d bar;
- Coefficiente di Diffusione (D: cm2/s); - Solubilità (S: cm3/m2 bar);
- Time Lag (s)
Bologna, 08.06. 2011
28. Progetto TEPASS
Rappresentazione grafica
di curve di permeabilità
(a: GTR/t; b: dP/t a 23°C, 100 % CO2)
(ISO 15 105-1 and ASTM D1434)
Standard test Method for Determining
Gas Permeability Characteristics of Plastic Film
and Sheeting)
Bologna, 08.06. 2011
29. Progetto TEPASS
Misure dello spessore dei film: micrometro digitale mod.
DMG Sample Thickness Tester
Finestra di lettura
Micrometro digitale
Bologna, 08.06. 2011
30. Progetto TEPASS
Anlisi spettroscopiche FTIR: per individuare la struttura
molecolare dei materiali ed identificarli
Perkin-Elmer-1725-X
spectrophotometer
Spettro FT-IR, 650-4000 cm-1
Bologna, 08.06. 2011
31. Progetto TEPASS
OR 5 - Studio delle caratteristiche qualitative e
di stabilità di alimenti confezionati con i
materiali in prova - valutazione dei film
plastici applicati ai prodotti
- studio della modifica di alcune caratteristiche qualitative di differenti
prodotti alimentari (prodotti da forno, prodotti vegetali interi e di
IV gamma, surgelati) confezionati con i film plastici tradizionali ed
innovativi nel corso della loro shelf-life
- studio di eventuali modifiche delle caratteristiche dei materiali di
imballaggio utilizzati a seguito del contatto con i diversi prodotti
alimentari
- analisi dei costi e valutazioni di sostenibilità economica ed
ambientale
Bologna, 08.06. 2011
33. Progetto TEPASS
Studi sulla shelf-life
• Conoscenza dei fenomeni alterativi predominanti
• Scelta, come indice della shelf-life, di un attributo di
qualità (quale?): percepibile misurabile, riproducibile,
rilevante per quantificare la velocità di deterioramento.
deterioramento
• Quantificazione del livello minimo di qualità che
siamo disposti ad accettare (limite critico - tsl): equazioni
tsl
cinetiche, modelli di previsione.
• Cinetiche di modificazione dei principali parametri qualitativi
• aspetto
• colore
• texture
• ossidazione
• coefficienti di respirazione….
Bologna, 08.06. 2011
34. Progetto TEPASS
Prove di invecchiamento accelerato
(ASLT, Accelerated Shelf Life Test)
Approccio intermedio tra modellazione e
simulazione reale.
Viene simulata la conservazione in condizioni
più critiche (fattori estrinseci da accelerare:
T, RH, luce) di quelle reali estrapolando,
attraverso modelli matematici, la shelf-life in
condizioni reali.
modelli matematici di previsione per descrivere
modificazioni e/o velocità di reazioni
Bologna, 08.06. 2011
35. Progetto TEPASS
Prodotti da forno: biscotti
Principali cause/effetti di deterioramento:
" incremento di umidità e perdite di croccantezza
" ossidazione dei grassi: irrancidimento e alterazioni
del sapore..
" affioramento grassi
" rotture: danni estetici
rotture
" perdite di aromi e/o vitamine
" ……
Bologna, 08.06. 2011
36. Progetto TEPASS
Prodotti da forno
• Sui prodotti confezionati con i film da testare conservati a
diverse temperature e per tempi diversi (ASLT) saranno
determinati:
- umidità (per via ponderale in stufa)
- attività dell’acqua (igrometro a punto di rugiada)
- indice di ossidazione sulla frazione grassa estratta
- texture (dinamometro “Texture Analyser TA.Hdi” con
accessorio specifico per il test di consistenza e
fratturabilità)
- colore (spettrofotocolorimetro, CVS)
Bologna, 08.06. 2011
37. Progetto TEPASS
Texture Analyser con
Three-point Bend Rig
Tipica curva ottenuta
mediante il test
di compressione e piegatura
Bologna, 08.06. 2011
38. Progetto TEPASS
Prodotti vegetali interi e di IV gamma
Principali cause/effetti di deterioramento:
" respirazione
" traspirazione
" imbrunimenti
" cambiamenti di consistenza,
" perdita di valore nutrizionale,
" perdita di caratteristiche organolettiche
" crescita microbica
" ……
Bologna, 08.06. 2011
39. Progetto TEPASS
Prodotti vegetali interi e di IV gamma
• Sui prodotti confezionati con i film da testare conservati a
diverse temperature e per tempi diversi (ASLT) saranno
determinati:
- coefficiente di respirazione
- indice di maturazione (SS/AT)
- colore (spettrofotocolorimetro, Computer Vision System)
- texture (dinamometro “Texture Analyser TA.Hdi” con
accessorio specifico per il test di penetrazione e/o taglio)
- analisi sensoriale
- carica microbica
Bologna, 08.06. 2011
41. Progetto TEPASS
Prodotti surgelati
Principali cause/effetti di deterioramento:
" Parziale scioglimento, migrazione e ridistribuzione di acqua
" disidratazioni
" perdite di peso
" cambiamenti di colore/bruciature (sublimazione di vapore acqueo
dalla superficie)
" cambiamenti di consistenza
" reazioni enzimatiche
" reazioni ossidative (grassi, pigmenti, vitamine)
" degradazione di pigmenti e vitamine
" alterazione di caratteristiche organolettiche
" diminuzione della qualità nutrizionale (perdite di vitamine ecc.)
Bologna, 08.06. 2011
42. Progetto TEPASS
Prodotti surgelati
• Sui prodotti confezionati con i film da testare conservati a
diverse temperature e per tempi diversi (ASLT) saranno
determinati:
- colore (spettrofotocolorimetro, Computer Vision
System)
- sostanza secca
- acqua congelabile (DSC)
- texture (dinamometro “Texture Analyser TA.Hdi”)
- analisi sensoriale dopo cottura
- indice di ossidazione lipidica
- ………
Bologna, 08.06. 2011
43. Progetto TEPASS
Valutazione della sostenibilità economica e
dell’impatto ambientale
• Elaborazione di un’analisi dei costi di produzione degli
imballaggi biodegradabili e dei prodotti alimentari
confezionati con questi ultimi al fine di verificare la
sostenibilità economica del packaging nelle filiere di
riferimento.
• Valutazione dell’utilizzo delle risorse ed evidenziazione e
quantificazione degli impatti ambientali (LCA): raccolta dati
nelle varie fasi del ciclo di vita (risorse, materie prime,
trasporti, consumi elettrici, termici ecc., rifiuti ed emissioni
prodotti..), elaborazione in un software di calcolo dedicato.
Individuazione di possibili miglioramenti per garantire la
sostenibilità ambientale.
Bologna, 08.06. 2011
