NanoBioSafe

Utilizzo di molecole bioattive nanoincapsulate in trattamenti con tecnologie emergenti per la sicurezza alimentare

Progetti di ricerca scientifica e tecnologica bilaterale di “Grande Rilevanza”

Programma Esecutivo Italia-Quebec

Il progetto NanoBioSafe

Il progetto NanoBioSafe rientra tra le iniziative volte a favorire la cooperazione scientifica e tecnologica a livello internazionale ed è stato realizzato con il contributo del Ministero degli Affari Esteri e della Cooperazione Internazionale nell’ambito dei Progetti di ricerca scientifica e tecnologica bilaterale di “Grande Rilevanza”.

È stato finalizzato alla condivisione del know-how maturato dal gruppo di ricerca dell’INRS-Institut Armand-Frappier (Quebec) nell’ambito del recupero e dell’utilizzo di molecole bioattive naturali per la sicurezza alimentare in trattamenti emergenti e da ProdAl Scarl nel campo delle nanotecnologie e delle tecnologie non-termiche per la conservazione degli alimenti.

Della durata di 36 mesi, l’obiettivo è stato quello di sviluppare e sperimentare congiuntamente nei due centri di ricerca tecnologie innovative per garantire la sicurezza alimentare, attraverso lo sfruttamento della sinergia tra l’utilizzo di molecole bioattive dotate di proprietà antimicrobiche e di trattamenti non-termici. In particolare, il progetto ha previsto:

  • Lo studio della sensibilità, della resistenza e delle modificazioni fisiologiche, morfologiche e molecolari dei principali batteri patogeni o alterativi di origine alimentare, quando esposti ad un trattamento non termico in presenza di composti antimicrobici naturali, al variare delle condizioni di conservazione.
  • La scelta della combinazione ottimale di due o più trattamenti sinergici di conservazione nonché la determinazione dell’intensità del trattamento minimo, sulla base della conoscenza delle modalità d’azione e dei bersagli cellulari di ogni trattamento individuale ed in funzione delle necessità di inattivazione microbica e di standardizzazione del processo.

 

Nell’ambito del progetto le attività di ricerca svolte dai ricercatori ProdAl sono stata articolate in diverse fasi, ovvero:

  • Sviluppo di sistemi di nanoincapsulamento di composti bioattivi con elevata attività antimicrobica.
  • Studio meccanicistico dell’azione degli oli essenziali nanoincapsulati su diverse specie microbiche.
  • Estrazione e frazionamento di olio di agrumi (bergamotto, limone, mandarino), caratterizzazione chimica e verifica dell’attività antimicrobica in forma nanoincapsulata e pura.
  • Utilizzo degli oli essenziali incapsulati in diverse matrici alimentari, sia liquide che solide.
  • Analisi della stabilità chimico-fisica dei composti bioattivi puri ed incapsulati
  • Analisi dell’attività antimicrobica dei composti bioattivi puri ed incapsulati
  • Trattamenti combinati per l’inattivazione microbica.
  • Trattamento combinato di matrici alimentari mediante tecnologie innovative e antimicrobici naturali.

Principali risultati

Il progetto NanoBioSafe, che ha previsto anche lo scambio di ricercatori tra i due organismi di ricerca, ha prodotto i seguenti risultati:

  • Nei laboratori dell’INRS si è dimostrato che la combinazione del trattamento con i raggi gamma ed il coating bioattivo mostra sinergie più evidenti in termini di azione antimicrobica durante tutta la shelf life, essendo il livello di inattivazione microbica osservata nei trattamenti combinati sempre superiore alla somma dei livelli di inattivazione microbica ottenuta nei trattamenti mediante coating o i raggi gamma condotti separatamente.
  • Nei laboratori di ProdAl è stato dimostrato che si sviluppano effetti sinergici quando i trattamenti mediante alte pressioni idrostatiche sono combinati con l’applicazione del coating bioattivo, grazie al rilascio delle sostanze attive dal coating indotto dall’applicazione della pressione. Questo risultato è stato particolarmente evidente nei primi giorni della shelf life del prodotto. In contrasto, la combinazione del trattamento con luce pulsata ad alta intensità e del coating bioattivo ha mostrato un effetto solo additivo sull’azione antimicrobica ed addirittura antagonista negli ultimi giorni di shelf life.

Attività di divulgazione realizzate direttamente da ProdAl
Pubblicazioni su riviste scientifiche

  • Donsì F., Annunziata M., Sessa M., Ferrari G. (2011) Nanoencapsulation of Essential Oils to Enhance Their Antimicrobial Activity in Foods.
    LWT-Food Science and Technology, 44 (9), 1908-1914
  • Donsì, F., Sessa, M., Ferrari, G., Mgaidi, A., Mediouni, H. (2011) Encapsulation of bioactive compounds in nanoemulsion- based delivery systems
    Procedia Food Science 1, pp. 1666-1671., ISSN: 2211-601X
  • Donsì, F., Annunziata, M., Vincensi, M., Ferrari, G. (2012) Design of nanoemulsion-based delivery systems of natural antimicrobials: Effect of the emulsifier
    J. Biotech. 159 (4): 342–350
  • Donsì, F., Sessa, M., Ferrari, G. (2012) Disruption Chamber Geometry on the Fabrication of Food Nanoemulsions by High Pressure Homogenization
    Ind. Eng. Chem. Res. 51 (22): 7606–7618
  • Donsì, F., Marchese, E., Maresca, P., Ferrari, G. (2013) Combined non-thermal treatments for food preservation: high hydrostatic pressure and essential oil nanoemulsions International Nonthermal Food Processing Workshop. September 30 – October 02, 2013 – Florianopolis, Brazil
  • Lacroix, M., Turgis, M., Severino, R., Vu, K. D., Donsi, F., Salmieri, S., Ferrari, G. (2014) Overview of applications of radiation processing in combination with conventional treatments to assure food safety Canadian Nuclear Association Meeting. August 24-28, 2014 – Vancouver, Canada
  • Severino, R., Ferrari, G., Vu, K.D., Donsì, F., Salmieri, S., Lacroix, M. (2014) Antimicrobial Effects of Modified Chitosan-based Coating Containing Nanoemulsion of Essential Oil, Modified Atmosphere Packaging and Gamma Irradiation against Escherichia coli O157: H7 and Salmonella IUFoST (International Union of Food Science and Technology) 17th World Congress of Food Science and Technology. August 17-21, 2014 – Montreal, Canada
  • Donsì, F., Cuomo, A., Marchese, E., Ferrari, G. (2014) Infusion of essential oils for food stabilization: Unraveling the role of nanoemulsion-based delivery systems on mass transfer and antimicrobial activity
    Innovative Food Science & Emerging Technologies 22: 212-220
  • Severino, R., Vu, K.D., Donsì, F., Salmieri, S., Ferrari, G., Lacroix, M. (2014) Antimicrobial effects of different combined non-thermal treatments against Listeria monocytogenes in broccoli florets
    Journal of Food Engineering 124: 1–10
  • Severino, R., Vu, K.D., Donsì, F., Salmieri, S., Ferrari, G., Lacroix, M. (2014) Antibacterial and physical effects of modified chitosan based-coating containing nanoemulsion of mandarin essential oil and three non-thermal treatments against Listeria innocua in green beans
    International Journal of Food Microbiology 191: 82–88
  • Severino, R., Ferrari, G., Vu, K.D., Donsì, F., Salmieri, S., Lacroix, M. (2015) Antimicrobial effects of modified chitosan based coating containing nanoemulsion of essential oils, modified atmosphere packaging and gamma irradiation against Escherichia coli O157:H7 and Salmonella Typhimurium on green beans
    Food Control 50: 215–222
  • Donsì, F., Marchese, E., Maresca, P., Pataro, G., Vu, K.D., Salmieri, S., Lacroix, M., Ferrari, G., (2015) Green beans preservation by combination of a modified chitosan based-coating containing nanoemulsion of mandarin essential oil with high pressure or pulsed light processing
    Postharvest Biology and Technology 106: 21–32
  • Donsì, F., Sessa, M., Ferrari, G. (2015) Novel edible coating containing essential oil nanoemulsions to prolong the shelf life of vegetable products 12th International Conference on Chemical and Process Engineering (ICheaP 12), May 19-22, 2015 – Milano, Italy

Partecipazioni ad eventi e fiere

L’evento, che si è svolto il 16 dicembre 2011, è stato organizzato ProdAl è stato un momento di confronto internazionale sullo status della ricerca scientifica nell’ambito dell’utilizzo degli additivi naturali nel processo di trasformazione degli alimenti in sostituzione delle sostanze chimiche, ma anche un’occasione per diffondere la cultura dell’innovazione. Ha visto il coinvolgimento di tutti gli attori del mondo istituzionale, economico e della ricerca in quanto chiamati a rispondere alle esigenze di sicurezza alimentare sanciti a livello comunitario e divenuti un’esigenza primaria per i consumatori.


Scarica la brochure dell’evento

26 – 29 Maggio 2011, Cesme Izmir, Turkey

Relatore: Francesco Donsì

Titolo intervento: Nanoemulsion-based delivery systems for the encapsulation of essential oils to be used as antimicrobials in foods

Inserzioni su altri media

I partners

Il progetto Nanobiosafe è stato curato da ProdAl Scarl in collaborazione con:

Documenti

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