Post on 17-Feb-2019
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VALORTI
VALorizzazione dei prodotti Orticoli del Fucino attraverso
l’utilizzo di Tecnologie Innovative atte a preservare il
contenuto in micronutrienti
Relazione di sintesi dei risultati del Progetto
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Introduzione
Il Progetto VALORTI – Valorizzazione dei prodotti orticoli del Fucino attraverso l’utilizzo di
Tecnologie Innovative atte a preservare il contenuto in micronutrienti - promosso dall’Azienda
Covalpa, in collaborazione con il Consorzio di Ricerche Applicate alla Biotecnologia – CRAB ha
contribuito a rafforzare l’utilizzo di tecnologie innovative nella produzione e trasformazione di
ortaggi freschi e surgelati, prodotti nell’Altopiano del Fucino e a valutare le caratteristiche
chimiche, nutrizionali ed igienico sanitarie delle produzioni tipiche del territorio.
Le recenti indicazioni nutrizionali indicano gli ortaggi come alimenti fondamentali per la salute, in
quanto apportano micronutrienti poco presenti negli altri cibi, con importanti funzioni protettive nei
confronti di malattie quali il diabete, insufficienze renali, epatiche e anche neoplasie e
degenerazione del sistema nervoso.
E’ tuttavia noto che i trattamenti di questi alimenti, quali blanching, surgelamento e cottura, che
comportano una diminuzione del quantitativo di componenti che conferiscono proprietà nutrizionali
agli stessi.
L’obiettivo generale del Progetto è stato quello di ottimizzare le tecniche di trasformazione di carota
e spinacio al fine di preservare maggiormente i micronutrienti presenti negli stessi, migliorando
quindi la qualità dei prodotti in termini nutrizionali e tecnologici.
L’attività di ricerca ha previsto l’allestimento di campi sperimentali presso le Aziende agricole
socie del Covalpa Abruzzo al fine di testare protocolli colturali su varietà di spinaci e carote che
garantissero la qualità intrinseca ovvero il loro valore nutrizionale legato al contenuto ed alla
biodisponibilità dei nutrienti così come alla presenza dei componenti bioattivi. Il loro contenuto
negli alimenti vegetali può essere influenzato da diversi fattori, varietali, pedoclimatici e
tecnologici.
nel progetto erano previste le seguenti attività:
� Attività A1 Valutazione delle caratteristiche primordiali dello spinacio fresco.
� Attività A2 Valutazione delle caratteristiche microbiologiche delle diverse modalità di
formatura dello spinacio surgelato.
� Attività A3 Test di varietà commerciali a più alto contenuto di fitonutrienti e
micronutrienti in particolare falcarinolo.
� Attività A4 Applicazione dei protocolli colturali per la produzione delle varietà
individuate ed esecuzione dei test sperimentali.
� Attività A5 Verifica delle operazioni di trasformazione della carota (lavaggio, taglio,
blanching, surgelamento, confezionamento) e ottimizzazione dei parametri di processo
che preservano maggiormente il contenuto dei componenti di interesse.
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� Attività A6 Analisi di fattibilità tecnica economica
L’obiettivo specifico per lo spinacio è stato quello di valutare in maniera comparativa la migliore
preservazione dei micronutrienti presenti nello spinacio surgelato prodotto con la tecnica del foglia
a foglia rispetto alle tradizionali tecniche di cubettatura e del triturato. I micronutrienti annoverati
per lo spinacio sono gli antiossidanti quali le vitamine liposolubili e idrosolubili, i polifenoli, i sali
minerali e i carotenoidi, tra cui la luteina, una sostanza dotata di proprietà benefiche per la vista,
infatti recenti ricerche ne hanno dimostrato l’utilità nel trattamento di patologie oculari, inoltre è
utilizzata anche come colorante (E161b), il cui permesso è stato dato dall’Unione Europea, nelle
confetture, gelatine, marmellate e altre preparazioni analoghe di frutta, nei gelati, nei prodotti da
forno, in confetteria e nelle bevande analcoliche aromatizzate.
L’obiettivo specifico per la carota è stato quello di valutare le varietà a più alto contenuto di
fitonutrienti e micronutrienti, in particolare di falcarinolo tra i poliacetileni in quanto recenti studi
stanno mostrando che esso risulta possedere attività anticancro mettendo quindi in discussione che
gli effetti benefici siano da ricondurre esclusivamente al beta-carotene.
Foto 1 e 2 particolari dei processi di lavorazione di spinaci e carote
In dettaglio:
l’obiettivo realizzativo per lo spinacio (Spinacia oleracea) era sviluppare una metodologia
industriale in cui il prodotto surgelato si avvicini il più possibile per caratteristiche intrinseche a
quello del prodotto fresco, o ne mantenga inalterate per quanto possibile le qualità presenti nella
materia prima.
l’obiettivo realizzativo per la carota (Daucus carota) era testare le varietà commerciali di carota a
più alto tenore di fitonutrienti ed in particolare di falcarinolo.
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Testare l’applicazione di protocolli colturali atti ad ottenere quantitativi sufficienti di tali nutrienti
ed ottimizzare i processi di trasformazione volti a preservare la bioattività delle molecole di
interesse.
Attività svolte
L’attività di ricerca ha previsto l’allestimento di campi sperimentali presso le Aziende agricole
socie del Covalpa Abruzzo al fine di testare protocolli colturali su varietà di spinaci e carote che
garantissero la qualità intrinseca ovvero il loro valore nutrizionale legato al contenuto ed alla
biodisponibilità dei nutrienti così come alla presenza dei componenti bioattivi. Il loro contenuto
negli alimenti vegetali può essere influenzato da diversi fattori, varietali, pedoclimatici e
tecnologici.
Per lo spinacio le varietà investigate sono state la Molokai, Tirza, Clarinet, Goldenwale. Al fine di
valutare in che modo le caratteristiche chimico-fisiche e microbiologiche vengono influenzate dal
processo tecnologico, sono stati studiati i processi di lavorazione, ossia il cubettato ed il foglia a
foglia.
Per la carota sono state esaminate le varietà afferenti ai colori, arancio, viola, bianco e giallo.
A seguito delle indagini di studio è stato deciso di sperimentare la semina in campo sperimentale di
alcune varietà di carote rappresentative e alcune delle varietà che maggiormente si utilizzano nel
comprensorio del Fucino, anche per confrontare i diversi contenuti di falcarinolo, in particolare
Corinna, Maestro, Bangor, White Satin, Mello Yello, Deep Purple.
È stato sviluppato un metodo estrattivo ed identificativo del falcarinolo partendo da carote fresche e
semilavorate. La fase estrattiva era rappresentata da una estrazione solido-liquido utilizzando
dicloromentano come solvente di estrazione. La matrice oleosa raccolta è stata successivamente
analizzata in modo tale da poter identificare e quantificare il poliacetileni di nostro interesse.
Per la fase identificativa degli estratti è stato usato il sistema UPLC/ESI-MS: spettrometria di massa
accoppiata ad un sistema cromatografico ultra performante. Questa tecnica precisa, accurata e
sensibile offre un’alta selettività rispetto alle altre tecniche HPLC. Grazie a questa elevata selettività
la tecnica potrebbe essere applicata per la determinazione dei poliacetileni anche in altri vegetali.
Utilizzando uno standard di falcarinolo a diverse concentrazioni, è stata costruita una retta di
taratura che presenta una elevata linearità di valori. La sorgente ESI (electrospray ionisation),
utilizzata in modalità positiva collegata allo spettrometro di massa ha mostrato la presenza di cluster
in fase gassosa di falcarinolo.
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Inoltre in riferimento all’attività A6 è stata effettuata l’analisi di fattibilità tecnico ed economica dei
vari processi di produzione, con l’obiettivo dell’ottimizzazione dei parametri anche nell’ottica del
risparmio energetico.
A tal proposito, sono state analizzate le singole Operazioni Unitarie che compongono le linee di
produzione presso l’Azienda COVALPA. I processi di produzione analizzati sono stati:
- carote surgelate; (non è stata differenziata la lavorazione a cubetti da quella a rondelle in
quanto dal punto di vista del processo non cambiano le rese);
- spinaci surgelati a cubetti;
- spinaci surgelati foglia a foglia.
Foto 3 campo sperimentale di spinaci
Foto 4 particolare dell’apparato fogliare del campo sperimentale di carote
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Foto 5,6,7,8 campi sperimentali delle diverse varietà di spinaci
Risultati
Spinacio
Innanzitutto è stata eseguita la caratterizzazione chimico-fisica delle varietà di spinacio
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Tabelle 1,2,3,4 risultati analitici delle varietà di spinacio testate
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Quindi è stata valutata la presenza dei microelementi in funzione della varietà e della stagionalità.
Istogrammi 1,2,3 l’analisi dei microelementi in funzione della varietà di spinacio e della stagionalità
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Istogrammi 4,5,6 analisi dei microelementi in funzione della varietà di spinacio e della stagionalità
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Istogrammi 7,8,9 analisi dei microelementi in funzione della varietà di spinacio e della stagionalità
Infine è stato valutato l’effetto che le due tipologie di trasformazione (cubettato e foglia a foglia)
hanno sul contenuto in micronutrienti. Di seguito si riportano gli schemi di processo delle due
lavorazioni.
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Grafico 1 schema lavorazione spinaci a cubetto
Grafico 2 schema lavorazione spinaci foglia a foglia
Istogrammi 10-19 analisi dei microelementi negli spinaci in
analisi dei microelementi negli spinaci in funzione del processo di lavorazione
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funzione del processo di lavorazione
I risultati mostrano che il tipo di trasformazione migliore sia il surgelato foglia a foglia. Infatti
questa metodologia conserva il maggior contenuto di sali minerali quali fosforo, magnesio,potassio
e ferro e il maggior contenuto in vitamine quali Vitamina E, Vitamina C e preserva le caratteristiche
di salubrità microbiologica.
Sono stati eseguiti infine test di cottura sia sullo spinacio fresco che sullo spinacio surgelato con la
tecnica del foglia a foglia per stab
preservino il contenuto di Sali minerali, vitamina e luteina. La modalità di cottura prese in
considerazione sono state la bollitura e la cottura in microonde con sacchetto per alimenti.
Foto 9, 10 preparazione degli spinaci in laboratorio per la determinazione della luteina
Istogramma 20 Confronto del contenuto di Luteina tra i diversi metodi di cottura sullo spinacio fresco
I risultati mostrano che il tipo di trasformazione migliore sia il surgelato foglia a foglia. Infatti
questa metodologia conserva il maggior contenuto di sali minerali quali fosforo, magnesio,potassio
ior contenuto in vitamine quali Vitamina E, Vitamina C e preserva le caratteristiche
Sono stati eseguiti infine test di cottura sia sullo spinacio fresco che sullo spinacio surgelato con la
tecnica del foglia a foglia per stabilire quale modalità e di condizioni (tempo e temperatura)
preservino il contenuto di Sali minerali, vitamina e luteina. La modalità di cottura prese in
considerazione sono state la bollitura e la cottura in microonde con sacchetto per alimenti.
preparazione degli spinaci in laboratorio per la determinazione della luteina
Confronto del contenuto di Luteina tra i diversi metodi di cottura sullo spinacio fresco
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I risultati mostrano che il tipo di trasformazione migliore sia il surgelato foglia a foglia. Infatti
questa metodologia conserva il maggior contenuto di sali minerali quali fosforo, magnesio,potassio
ior contenuto in vitamine quali Vitamina E, Vitamina C e preserva le caratteristiche
Sono stati eseguiti infine test di cottura sia sullo spinacio fresco che sullo spinacio surgelato con la
ilire quale modalità e di condizioni (tempo e temperatura)
preservino il contenuto di Sali minerali, vitamina e luteina. La modalità di cottura prese in
considerazione sono state la bollitura e la cottura in microonde con sacchetto per alimenti.
preparazione degli spinaci in laboratorio per la determinazione della luteina
Confronto del contenuto di Luteina tra i diversi metodi di cottura sullo spinacio fresco
Grafico 3
Nel grafico sopra riportato, relativo al confronto tra diversi metodi di cottura sul surgelato foglia a
foglia, si vede distintamente come i
nel loro complesso, la distinguono nettamente dal gruppo di tutti
A seguito di indagine bibliografica
semina in campo sperimentale di alcune cultivar di carote scelte tra quelle proposte nell’articolo e
alcune delle varietà che maggiormente si utilizzano nel Fucino, anche per confrontare i diversi
contenuti di falcarinolo:
Genotype mg falcarinol/100 g DW ± S.D.
Roxanna 4.57 ± 0.22
Nipomo 5.49 ± 0.60
Nectar 6.92 ± 0.71
Nerac 7.73 ± 0.96
Sugarsnack 7.76 ± 0.11
Jeanette 8.21 ± 0.46
Bastia 8.58 ± 0.17
Grafico 3 Confronto tra metodi di cottura
, relativo al confronto tra diversi metodi di cottura sul surgelato foglia a
si vede distintamente come i Sali minerali caratterizzanti la bollitura in sacchetto, valutati
nel loro complesso, la distinguono nettamente dal gruppo di tutti gli altri metodi di cottura
Carota
A seguito di indagine bibliografica (vedi tabella sotto riportata) è stato deciso di sperimentare la
semina in campo sperimentale di alcune cultivar di carote scelte tra quelle proposte nell’articolo e
alcune delle varietà che maggiormente si utilizzano nel Fucino, anche per confrontare i diversi
mg falcarinol/100 g DW ± S.D. mg falcarinol/100 g FW ± S.D.
4.57 ± 0.22 0.70 ± 0.03 5.49 ± 0.60 0.76 ± 0.08 6.92 ± 0.71 0.85 ± 0.09 7.73 ± 0.96 1.08 ± 0.13 7.76 ± 0.11 1.09 ± 0.02 8.21 ± 0.46 1.09 ± 0.06 8.58 ± 0.17 1.12 ± 0.02
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, relativo al confronto tra diversi metodi di cottura sul surgelato foglia a
caratterizzanti la bollitura in sacchetto, valutati
gli altri metodi di cottura.
è stato deciso di sperimentare la
semina in campo sperimentale di alcune cultivar di carote scelte tra quelle proposte nell’articolo e
alcune delle varietà che maggiormente si utilizzano nel Fucino, anche per confrontare i diversi
mg falcarinol/100 g FW ± S.D.
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Nevis 8.18 ± 0.42 1.24 ± 0.06 Dordogne 9.57 ± 0.50 1.30 ± 0.07 Maestro 10.23 ± 0.41 1.37 ± 0.05 Frodo 10.44 ± 0.35 1.38 ± 0.05 Ceres 11.35 ± 0.32 1.53 ± 0.04 Grace 11.54 ± 0.82 1.58 ± 0.11 Senator 11.88 ± 0.49 1.67 ± 0.07 Nebula 11.87 ± 0.19 1.76 ± 0.03 Bilbo 13.53 ± 0.43 1.80 ± 0.06 Elegans 15.78 ± 2.46 2.02 ± 0.31 Desiree 13.93 ± 0.48 2.03 ± 0.07 Laguna 15.87 ± 0.75 2.16 ± 0.10 Bolero 15.99 ± 0.57 2.31 ± 0.08 Line K2 18.83 ± 0.30 2.52 ± 0.04 Line K3 18.84 ± 0.76 2.56 ± 0.10 Line K1 20.73 ± 0.50 2.60 ± 0.06 Corinna 20.76 ± 0.73 2.89 ± 0.10 Excelso 23.04 ± 0.50 3.22 ± 0.07 Carlo 25.65 ± 1.32 3.73 ± 0.19 Line K4 27.06 ± 1.19 4.06 ± 0.18
Tabella 1 contenuto di falcarinolo in diverse varietà di carota “Determination of falcarinol in carrot (Daucus carota L.) genotypes
using liquid chromatography/mass spectrometry”, Eva-Maria Pferschy-Wenzig et al. Food Chemistry 114 (2009) 1083–1090,
Foto 11,12 carote bianche e carote gialle dopo la raccolta
Le varietà sperimentate sono state, come già detto, Corinna, Maestro, Bangor, White Satin,
Yellow.
Al fine di dosare il contenuto di falcarinolo nelle varietà ottenute dai campi sperimentali con gli
appropriati protocolli colturali adottati, è stata effettuata una estrazione di olio di carota per la
determinazione di poliacetileni, da polpa di carote fresche omogeneizzate e liofilizzate.
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Foto 13,14,15,16 particolari del processo di estrazione supercritica
Il maggior contenuto di falcarinolo è riscontrabile nella varietà Bangor di colore arancione . E’
auspicabile il consumo di questa varietà in quanto l’apporto di poliacetileni è benefico alla salute.
Al fine di valutare in che modo le caratteristiche biochimiche vengono influenzate dal processo
tecnologico, sono stati studiati i processi di lavorazione della carota che prevede le seguenti
operazioni: lavaggio, taglio, blanching, surgelamento e confezionamento per le diverse formature,
cubettato, listarelle e rondelle.
I risultati ottenuti hanno mostrato che per le carote arancioni, a più alto contenuto di falcarinolo, il
processo idoneo a preservarne le caratteristiche è il cubettato, mentre per le carote viola è la
formatura a rondelle e per le bianche le listarelle.
Grafico 4
Le varietà di carote sono state analizzate per il contenuto di macro e
quale varietà presentasse il miglior profilo biochimico.
Determinazione di falcarinolo nelle diverse varietà
Grafico 5 esempio di cromatogramma
Le varietà di carote sono state analizzate per il contenuto di macro e micronutrienti, per determinare
quale varietà presentasse il miglior profilo biochimico.
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micronutrienti, per determinare
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Protei
ne
Gras
si
total
i
Zucch
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Fibra
aliment
are
Sodi
o
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io
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Calci
o
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ro
Magne
sio
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o
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Miristi
co
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Palmiti
co
Ac.
Steari
co
Vi
t.
E
Ac.
Ascorbi
co
Arancio
ne
Bianca
Gialla
Viola
Tabella 2 Sintesi della caratterizzazione analitica per singola varietà
Varietà più ricca
Seconda varietà più ricca
Seconda varietà più povera
Varietà più povera
La carota viola (varietà Deep Purple) risulta la più ricca in proteine, grassi, fibra alimentare e
microelementi quali selenio e vitamina E ed la più povera in falcarinolo e Vitamina C.
La carota gialla (varietà Mallow Yellow F1) risulta la più ricca in calcio e sodio e meno ricca in
proteine, zuccheri , acidi grassi e microelementi (fosforo, magnesio,zinco e rame).
La carota arancione (varietà bankor e maestro) risulta la più ricca in zuccheri e falcarinolo e meno
ricca in acidi grassi e microelementi (magnesio,zinco, rame, calcio e selenio).
La carota bianca (varietà White Satin F1) risulta la più ricca in potassio, fosforo, ceneri e
falcarinolo e vitamina C e meno ricca in proteine, grassi, fibra,zuccheri, Vitamina E, calcio, fosforo,
magnesio, zinco e rame.
Al fine di valutare in che modo le caratteristiche biochimiche vengono influenzate dal processo
tecnologico, sono stati studiati i processi di lavorazione della carota.
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Grafico 6 processo di lavorazione delle carote
È stato quindi valutato l’effetto delle diverse tipologie di trasformazione (taglio a rondelle, taglio a
listarelle, taglio a cubetti) sul contenuto di micronutrienti.
Istogrammi 21,22,23
I risultati ottenuti mostrano che per le carote arancioni, a più alto contenuto di falcarinolo, il
processo idoneo a preservarne le caratteristiche è quello a rondelle.
Infine è stata effettuata un’analisi COVALPA sia per i processi di produzione di carota surgelata spinacio a cubetti e dello spinacio foglia a foglia.
I processi sono stati simulati per valutare l’impegno di utilities delle singole Unità Operatsimulazione è stata realizzata con l’impiego del software SuperPro Designer. Il software SuperPro Designer consente di creare modelli, di valutare e di ottimizzare processi industriali in svariati settori, quali ad esempio: Farmaceutico, BiotecnoloMicroelettronica, Purificazione dell’acqua, Trattamenti Acque Reflue, Controlli Inquinamenti aria, etc.. Nel software sono presenti le seguenti funzioni:
Istogrammi 21,22,23 valutazione delle diverse trasformazioni sui micronutrienti
I risultati ottenuti mostrano che per le carote arancioni, a più alto contenuto di falcarinolo, il
processo idoneo a preservarne le caratteristiche è quello a rondelle.
Infine è stata effettuata un’analisi volta al risparmio energetico dell’impianto di prprocessi di produzione di carota surgelata che per i processi produttivi dello
spinacio a cubetti e dello spinacio foglia a foglia.
I processi sono stati simulati per valutare l’impegno di utilities delle singole Unità Operatsimulazione è stata realizzata con l’impiego del software SuperPro Designer. Il software SuperPro Designer consente di creare modelli, di valutare e di ottimizzare processi industriali in svariati settori, quali ad esempio: Farmaceutico, Biotecnologico, Chimico, Alimentare, Minerale, Microelettronica, Purificazione dell’acqua, Trattamenti Acque Reflue, Controlli Inquinamenti aria, etc.. Nel software sono presenti le seguenti funzioni:
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alutazione delle diverse trasformazioni sui micronutrienti
I risultati ottenuti mostrano che per le carote arancioni, a più alto contenuto di falcarinolo, il
volta al risparmio energetico dell’impianto di produzione del i processi produttivi dello
I processi sono stati simulati per valutare l’impegno di utilities delle singole Unità Operative. La simulazione è stata realizzata con l’impiego del software SuperPro Designer. Il software SuperPro Designer consente di creare modelli, di valutare e di ottimizzare processi industriali in svariati
gico, Chimico, Alimentare, Minerale, Microelettronica, Purificazione dell’acqua, Trattamenti Acque Reflue, Controlli Inquinamenti aria,
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- Modelli per più di 140 unità operative.
- Moduli per Reattori.
- Realizzazione di Bilanci di materia e di energia.
- Un ampio database di composti chimici e di miscele standard.
- Un ampio database di attrezzature.
- Dimensionamento Apparecchiature.
- Stima del costo delle Apparecchiature.
- Monitoraggio dell’andamento economico dell’impianto.
- Pianificazione di processi batch (discontinui).
- Pianificazione, analisi e definizione delle fasi critiche (collo di bottiglia).
- Valutazione delle risorse impegnate in funzione del tempo (utilities, materie prime, lavoro).
- Caratterizzazione dei reflui e dei rifiuti.
- Valutazione dell’impatto ambientale.
Il software descritto è stato utilizzato per la definizione dei modelli di simulazione. In un primo momento si è schematizzato lo schema di impianto, ogni singola unità operativa è stata inizializzata con i dati di processo forniti, le correnti in ingresso sono state dimensionate sia come portata sia come composizione. Per ogni operazione è stata definita la durata e la modalità operativa. È stata infine definita la durata della lavorazione su base annua. Il software di simulazione, così impostato, è stato iterato (“run”) più volte (circa 200 iterazioni per ogni simulazione) per poter stimare:
- La resa del processo
- La qualità dei prodotti
- Il bilancio di materia
- Il bilancio di energia
- Le caratteristiche delle apparecchiature
- Il costo delle apparecchiature
- Il consumo delle utilities.
La simulazione così impostata fornisce uno strumento estremamente flessibile che può essere impiegato per la valutazione dei processi per la produzione di surgelati da qualsiasi coltura.
Per quanto riguarda la carota surgelata, nella tabella seguente è riportato il bilancio di materia di un processo batch di produzione di carote surgelate.
Corrente Quantità (kg/batch) Carota 2500 Carota surgelata 1625,8
SCARTI 874,2 Scarto spazzole 337,5
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Pietre 250 Scarto cernita 248,6
Scarto seleziona 38,1
La resa del processo di produzione di ogni batch è pari al 65,1%.
La durata di ogni batch è di 28,3 minuti. Ipotizzando di lavorare in continuo su 1.992 ore/anno (ipotesi ottenuta considerando 249 gg/yr e dividendo per 3) si potrebbero lavorare 5.208,3 kg/h di carote ed ottenere 3.387,1 kg/h di prodotto finito surgelato con una produttività annua di 6.747 t/yr di prodotto surgelato.
Il consumo di energia elettrica per tonnellata annua di carota surgelata prodotta col processo schematizzato è stato stimato in 967,06 kWh/t surgelato.
Il consumo di agente refrigerante per tonnellata annua di carota surgelata prodotta col processo schematizzato è pari a 122,90 kWh/t surgelato, mentre il consumo annuo di vapore è pari a 95,32 kWh/t surgelato.
Spinacio
1 / HP-101
Bunker Alimentazione
Spinaci
2 / BC-101
Nastro Trasportatore
1
3 / D-101
Desabbiatore
2
Terra
4 / BC-102
Nastro Trasportatore
3
5 / SP-101
Aeroseparatore
4
Scarto aerosepa
6 / BC-103
Nastro Trasportatore
5
7 / BE-101
Nastro Elevatore
6
9 / SC-101
Lavatrice a coclea
12 / BC-105
Nastro Trasportatore
13 / GR-101
Cubettatrice
11
14 / BC-106
Nastro Separatore Tavolette 15 / BC-107
Nastro Alimentazione surgelator
15
16 / HX-101
Surgelatore a spirale
16
17 / BE-103
Nastro Elevatore
17
18 / BC-108
Glassatrice
18
Spinaci surgela
10 / HX-102
Heating
11 / HX-103
Cooling
10
89
7
13' / SP-102
Scarto cubettatrice
12
13
Scarto cubettat
Grafico 7 schema lavorazione spinacio a cubetti per calcolare il bilancio di energia
Per quanto riguarda il processo di produzione di Spinaci surgelati a cubetti, di cui si riporta lo schema a blocchi, nella tabella seguente è riportato il bilancio di materia di un processo bacht di produzione.
23
Corrente Quantità (kg/batch) Spinaci 2521,0 Spinaci surgelati cubettati 1756,7
SCARTI 764,3 Terra 252,1
Scarto aero 113,4 Scarto cube 398,8
La resa del processo di produzione di ogni batch è pari al 69,7%.
La durata di ogni batch è di 59,5 minuti. Ipotizzando di lavorare in continuo su 1.992 ore/anno (ipotesi ottenuta considerando 249 gg/yr e dividendo per 3) si potrebbero lavorare 2.496 kg/h di spinacio ed ottenere 1,739,3 kg/h di prodotto finito surgelato con una produttività annua di 3,464,7 tonnellate.
Il consumo di energia elettrica per tonnellata annua di spinacio surgelato a cubetti prodotta col processo schematizzato è pari a 471,06 kWh/t surgelato.
Il consumo di agente refrigerante per tonnellata annua di spinacio surgelato a cubetti prodotta col processo schematizzato è pari a 97,15 kWh/t surgelato, e il consumo di vapore per tonnellata annua di spinacio surgelato a cubetti prodotta col processo schematizzato è pari a 91,97 kWh/t.
Di seguito si riporta lo schema a blocchi del processo di produzione di Spinaci surgelati foglia a foglia.
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1 / HP-101
Bunker Alimentazione
Spinaci
3 / D-101
Desabbiatore
14 / BC-106
Nastro Trasportatore 15 / BC-107
Nastro Redler
15
2 / BE-104
Nastro Elevatore
1
4 / BE-105
Nastro Elevatore
4
8 / SP-101
Selezionatrice ottica
12 / GR-103
Lavatrice Borbottaggio
13 / HX-104
Raffreddatore
18 / BC-101
Nastro Trasportatore
17 / HX-101
Surgelatore
18
Scarto1
Pietre
2 5 / SP-103
Aereoseparatore
3
Scarto separato
6 / BE-101
Nastro Elevatore
5
7 / HP-102
Bunker Dosatore
6
7
9 / BC-102
Nastro Trasportatore
8
10 / HX-102
Heating
9
11 / SP-104
resa cottura
10
1112
resa
14
16 / HX-103
Raffreddatore
16 17
Spinacio foglia
Grafico 7 schema lavorazione spinacio foglia a foglia per calcolare il bilancio di energia
Nella Tabella seguente è riportato il bilancio di materia di un processo batch di produzione di spinaci surgelati foglia a foglia.
Corrente Quantità
(kg/batch) Spinaci 2500,0 Spinaci surgelati foglia a foglia 2401,5
SCARTI 98,5 Pietre 25,0
Scarto separatore 24,7 Scarto 1 24,5
resa 24,3
Il consumo di energia elettrica per tonnellata annua di spinacio surgelato foglia a foglia prodotta col processo schematizzato è pari a 383,99 kWh/t surgelato.
Il consumo di agente refrigerante per tonnellata annua di spinacio surgelato foglia a foglia prodotta col processo schematizzato è pari a 119,25 kWh/t surgelato e il consumo di vapore per tonnellata annua di spinacio surgelato foglia a foglia prodotta col processo schematizzato è pari a 73,66 kWh/t surgelato.
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CONCLUSIONI
Dalle attività di ricerca del progetto VALORTI risulta che il falcarinolo è più abbondante nelle
carote fresche, soprattutto in quelle della varietà Bangor F1, rispetto alle varietà Mellow-Yellow F1,
mentre nella varietà White Satin F1 la sua presenza è talvolta inferiore al limite di rilevabilità.
Quando le carote subiscono processi di taglio e conservazione a basse temperature c’è una perdita
di falcarinolo con percentuali comprese tra 80% e il 90%. Anche la tipologia di taglio sembrerebbe
incidere sulla conservazione del falcarinolo. Il taglio è responsabile dello sviluppo di enzimi
ossidativi che degradano il falcarinolo nelle sue forme ossidate. Le carote tagliate a dischi
preservano maggiormente il falcarinolo rispetto a quelle tagliate a cubetti.
Per massimizzare l’effetto protettivo dovuto al falcarinolo la carota andrebbe mangiata cruda; non
andrebbe tagliata, al limite bollita intera. Prospettive future potrebbero suggerirci lo sviluppo di una
nuova cura per la lotta contro i tumori prendendo spunto dal falcarinolo, sviluppando nuovi farmaci
anti-tumorali. Un ulteriore passo della ricerca potrebbe essere quello di individuare la varietà con il
più alto contenuto e i metodi più proficui di coltivazione.
Per quanto riguarda lo spinacio, i risultati mostrano che il tipo di trasformazione migliore sia il
surgelato foglia a foglia. Infatti questa metodologia conserva il maggior contenuto di sali minerali
quali fosforo, magnesio,potassio e ferro e il maggior contenuto in vitamine quali Vitamina E,
Vitamina C e preserva le caratteristiche di salubrità microbiologica.
Il progetto, volto anche alla creazione di una filiera innovativa nel settore ortofrutticolo e della
trasformazione ha mirato alla ricerca delle varietà di carota e spinacio che preservino la maggior
quantità di micronutrienti dopo le lavorazioni, nello stesso tempo, l’individuazione delle
metodologie di coltivazione e le tecniche necessarie all’estrazione di molecole di interesse. Il
progetto ha dato indicazioni per un piano di ottimizzazione ed efficientamento energetico anche al
fine di ridurre l’impatto ambientale dell’Azienda.
Potenziali ricadute sull’intera filiera agricola ed in particolare per le aziende agricole saranno quelle
di poter impiantare varietà sicure per l’allocazione del prodotto. Anche la parte della trasformazione
potrà beneficiare dell’attuazione dei risultati del progetto potendo contare su materia prima
autoctona, biologica e di qualità.