FieldFOOD

Integration of PEF in food processing for improving food quality, safety and competitiveness

H2020-EU.3.2

Societal Challenges – Food security, sustainable agriculture and forestry, marine, maritime and inland water research, and the bioeconomy.

H2020-SFS-2014-2. ID: 635632-2

fieldfood.eu

Visita il sito web del progetto per approfondire.

Il progetto FieldFOOD

Il progetto FieldFOOD è stato realizzato con il supporto dei finanziamenti Horizon 2020, uno tra i primi progetti ad essere finanziati nell’ambito di questo programma.
L’obiettivo generale del progetto FieldFOOD, della durata di 36 mesi, è quello di analizzare ed identificare le ragioni che limitano l’applicazione delle nuove tecnologie in alcuni processi dell’industria alimentare, con particolare riferimento ai campi elettrici pulsati (PEF). L’idea di fondo è quella di verificare la possibilità di individuare strategie innovative che consentano alle PMI (aziende alimentari, di produzione di apparecchiature e di generatori di impulsi) di ottenere un vantaggio competitivo derivante dall’utilizzazione del PEF che si traduca in opportunità di crescita, diversificazione dell’offerta e creazione di nuovi posti di lavoro.
Obiettivo parallelo è quello di rispondere alla domanda dei consumatori che richiedono alimenti in grado di incidere positivamente sul benessere e sulla salute grazie al consumo di prodotti con diverse proprietà organolettiche e funzionali.
Tali obiettivi sono stati perseguiti attraverso la sperimentazione della tecnologia PEF sui processi di produzione delle aziende partner di progetto che realizzano succhi di frutta, derivati del pomodoro, vino, olio e sidro, verificando la possibilità di sostituire o integrare il PEF nei processi tradizionali, progettando celle di trattamento e generatori di impulsi modulari portatili e a basso costo.
Nell’ambito del progetto FieldFOOD, ProdAl si è occupato dell’integrazione del PEF in una linea di produzione tradizionale di pomodori pelati. L’attività sperimentale è stata effettuata al fine di:

  • facilitare il processo di rimozione delle bucce durante la fase di pelatura;
  • ridurre i consumi di energia durante la fase di pelatura a vapore;
  • migliorare le proprietà organolettiche, nutrizionali e nutraceutiche del prodotto trasformato;
  • valorizzare i sottoprodotti (bucce) attraverso il recupero di composti bioattivi.

Principali risultati

Il progetto FieldFOOD ha permesso di identificare i principali “colli di bottiglia” dell’integrazione della tecnologia PEF nei diversi settori dell’industria alimentare oggetto di sperimentazione e di proporre soluzioni tecnologiche economiche, sicure ed efficaci. Nel corso del progetto è stata dimostrata la sostenibilità e l’efficacia su scala industriale della tecnologia PEF nei diversi processi utilizzati come case studies. È stato osservato come il PEF è in grado di:

  • Ridurre i tempi di macerazione e la qualità del vino (in termini di contenuto di polifenoli e di colore) durante il processo di vinificazione;
  • Aumentare la resa di estrazione di succhi di frutta e sidro, migliorandone la qualità (in termini di contenuto di polifenoli ed antociani);
  • Aumentare la resa di estrazione e ridurre i costi del processo di estrazione di olio d’oliva;
  • Migliorare la qualità dei pomodori trasformati, ridurre i costi di processo, valorizzare i sottoprodotti.

 

ProdAl, che ha condotto le attività di sperimentazione su diversa scala (laboratorio, pilota, industriale), ha dimostrato come, indipendentemente dalla scala di lavoro, applicando il trattamento PEF di bassa intensità ai pomodori prima della fase di pelatura, si riduce la resistenza e la forza adesiva delle bucce alla polpa, con una conseguente facilità di rimozione.
Prima delle prove su scala industriale i ricercatori di ProdAl si sono occupati di progettare e far costruire, sulla base di propri disegni ed indicazioni, una cella PEF adatta allo scopo.
I risultati delle prove effettuate su scala industriale per due diverse campagne di trasformazione del pomodoro, hanno permesso di convalidare i risultati precedentemente ottenuti sia su scala di laboratorio che pilota, confermando la scalabilità della tecnologia PEF (fino ad almeno una portata di prodotto di 35 t/h). Si è dimostrata la capacità del PEF di modificare la struttura della buccia; di facilitare la rimozione mediante pelatura a vapore, utilizzando pressioni di vapore ridotte; di conseguire un risparmio energetico del 20-30% rispetto al processo convenzionale.
Parallelamente si è dimostrato come il pre-trattamento PEF dei pomodori consente anche di aumentare le rese di estrazione di carotenoidi (licopene) dai tessuti di bucce esausti, con conseguente possibile valorizzazione dei sottoprodotti di lavorazione.
Nell’ambito del progetto, ProdAl ha realizzato una ricerca field finalizzata a raccogliere dati utili per effettuare valutazioni di tipo economico-finanziario sulla possibile implementazione dell’innovazione sperimentata presso le aziende e a verificare l’interesse dei potenziali consumatori ad acquistare la nuova referenza di pomodoro arricchita.

Attività di divulgazione realizzate direttamente da ProdAl
Pubblicazioni su riviste scientifiche

  • Arnal Á.J., Royo P., Pataro G., Ferrari G., Ferreira V.J., López-Sabirón A.M., Ferreira G.A. (2018)
    Implementation of PEF Treatment at Real-Scale Tomatoes Processing Considering LCA Methodology as an Innovation Strategy in the Agri-Food Sector.
    Sustainability 2018, 10, 979.
  • Pataro G., Carullo D., Bakar Siddique Md A., Falcone M., Donsì F., Ferrari G. (2018).
    Improved extractability of carotenoids from tomato peels as side benefits of PEF treatment of tomato fruit for more energy-efficient steam-assisted peeling.
    Journal of Food Engineering, 233, 65-73.
  • Pataro G., Carullo D., Falcone M., Ferrari G. (2020).
    Recovery of lycopene from industrially derived tomato processing byproducts by pulsed electric fields-assisted extraction.
    Innovative Food Science and Emerging Technologies, 63, 102369.
  • Pataro G., Carullo D., Ferrari G. (2019).
    Effect of PEF pre-treatment and extraction temperature on the recovery of carotenoids from tomato wastes.
    Chemical Engineering Transactions 75, 139-144.
  • Ferrari G.
    Non-thermal technologies: there is still room for novelty?
    Workshop: “Innovation in Engineering to improve food quality”, Issue September 11th, 2015, 2015.
  • Ferrari G.
    Applications of Non thermal technology
    in proceedings of: “Workshop: “PhD Program at University of Bio-Bio”, Issue October 22th, 2015, 2015.
  • Pataro G., Nedelkoska N. D., Carullo D., Capitoli M. M., Ferrari G.
    PEF treatment for the valorization of tomato by‐products
    in Proceedings of “29th EFFoST International Conference 2015”, Issue November 10th‐12th, 2015, 2015, Page(s) 151-152.
  • Ferrari G.
    Improving mass transfer through cell membrane of plant tissues by PEF
    in Proceeding of “3rd School on Pulsed Electric Field Processing of Food”, Issue 21th-24th, 2016, 2016, Page(s) 55-66.
  • Pataro G., Carullo D., Maresca P., Ferrari G.
    Application of Pulsed Electric Fields technology for improving peeling of tomato fruits
    In Book of Abstracts of “18th World Congress of Food Science and Technology (IUFoST 2016)”, Issue August 21th-25th, 2016, Page(s) 1624

Partecipazioni ad eventi e fiere

18th IUFoST – World Congress of Food Science and Technology

Dublin, Ireland

Conferenziere: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: Application of PEF Technology in tomato processing industry

30th EFFoST International Conference 2016 – Targeted Technologies for Sustainable Food Systems

28-30 November 2016, Vienna, Austria

Conferenziere: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: Valorisation of tomato processing residues through HPH-assisted cell disintegration

Conferenziere: Gianpiero Pataro

Titolo intervento: Application of Pulsed Electric Fields technology in tomato fruits processing

Dublino, Irlanda

Sito web

Relatore su invito per presentazione: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: Application of PEF Technology in tomato processing industry

28-30 Novembre 2016, Vienna, Austria

Sito web

Relatore su invito per presentazione: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: Valorisation of tomato processing residues through HPH-assisted cell disintegration

Relatore: Gianpiero Pataro

Titolo intervento: Application of Pulsed Electric Fields technology in tomato fruits processing

31 Gennaio 2017, Cesena, Italia

Sito web

Relatore: Gianpiero Pataro

Titoli interventi:

  • Effect of PEF and steam blanching treatments on the extraction yield of carotenoids from tomato wastes
  • Effect of post-harvest pulsed light treatment on the respiration rate of grapes: modelling and validation

9–12 Maggio 2017, University of Natural Resources and Life Sciences (BOKU), Vienna, Austria

Sito web

Relatore su invito per lezione plenaria: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: PEF Treatment of Plant Materials including a case study for tomato peeling

Relatore: Gianpiero Pataro

Titolo intervento: Decision Support System: a predictive modeling system to select the appropriate PEF treatment conditions

28-31 Maggio 2017, Milano, Italia

Sito web

Relatore: Gianpiero Pataro

Titolo intervento: Application of Pulsed Electric Fields technology for improving the efficiency of industrial processing of tomato fruits PEF treatment conditions

1-9 Giugno 2017, Roma, Italia

Relatore su invito per presentazione: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: Application of Pulsed Electric Fields technology in tomato fruits processing

Relatore: Gianpiero Pataro

Titolo intervento: Tomato By-Products: Recovery, Products and Valorisation

24-28 Settembre 2017, Norfolk (VA), USA

Sito web

Relatore: Gianpiero Pataro

Titoli interventi:

  • On the integration of Pulsed Electric Fields technology in the tomato fruits processing;
  • Effect of Pulsed Electric Fields and High-Pressure Homogenization on the aqueous extraction of valuable compounds from microalgae Chlorella vulgaris;
  • PEF-assisted green solvent extraction of high-added value compounds from agri-food by-products;
  • Recovery of Anthocyanins from Berry Press Residues Left after the Pulsed Electric Field Assisted Juice Extraction.

13-16 Novembre 2017, Sitges, Spagna

Sito web

Relatore: Gianpiero Pataro

Titoli interventi:

  • Application of pulsed electric fields technology in tomato fruits processing;
  • Combined use of continuous flow high intensity pulsed light and essential oil nanoemulsions against Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice.

20-23 Marzo 2018, Colonia, Germania

Sito web

Relatore su invito per presentazione: Giovanna Ferrari

Titolo intervento: FieldFOOD: Integrating PEF in existing food processes to improve quality, safety and competitiveness

Inserzioni su altri media

Tecnoalimentaria Food Industry, Dicembre-Gennaio 2018, 214-215. Rivista on-line e cartacea. La versione stampata viene distribuita nell’ambito dei principali eventi fieristici dedicati all’industria alimentare.

La versione online è consultabile QUI.

I partners

Il progetto FieldFOOD è stato realizzato da 12 partner divisi tra centri di ricerca, università, aziende. In particolare:

Documenti

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