Potenzialità dell'ozono nella conservazione dei cereali

Dopo i trattamenti non sono stati osservati cambiamenti significativi della qualità delle cariossidi o effetti nocivi per la salute degli animali dopo l'ingestione
didascalia.

Silos per la conservazione di cereali.

Data:24 Feb 2021

L'ozono è un noto agente ossidante con proprietà insetticida, battericida, fungicida e virucida. L'interesse per l’uso dell’ozono in forma gassosa o come acqua ozonizzata in ambito alimentare è aumentato negli ultimi anni in risposta ad una sempre maggiore richiesta da parte dei consumatori di una “chimica verde” per l’industria alimentare. L'ozono è considerato infatti un gas rispettoso dell'ambiente poiché si decompone rapidamente producendo ossigeno e non lasciando residui negli alimenti. Questo gas è stato considerato dalla Food and Drug Administration (FDA) un additivo alimentare non nocivo (GRAS, Generally Recognised As Safe) e nel 2001 è stato approvato come additivo antimicrobico per il contatto diretto con alcuni alimenti quali carne, uova, pesce, formaggi, frutta e verdura. Inoltre, nel 2004 la Food Safety Authority (AFSSA) francese ha approvato un processo per il miglioramento della qualità delle farine di frumento basato sull’uso di ozono. Ciò ha comportato un aumentato interesse in tutto il mondo per le sue potenziali applicazioni in campo alimentare e numerose ricerche sono state condotte per verificarne l’applicabilità e la sicurezza d’uso. Un recente rapporto dell’Istituto Superiore di Sanità (ISS) sull’utilizzo professionale dell’ozono esamina con dettaglio gli aspetti normativi, le informazioni sui pericoli e i rischi connessi al suo uso, le informazioni sulla tossicità e l’impatto sulla salute umana e sull’ambiente, le diverse applicazioni in campo alimentare e ambientale.

A livello comunitario l’ozono è considerato un principio attivo ad azione “biocida” e per questo motivo è in fase di valutazione da parte degli organi competenti ai sensi del Regolamento (UE) 528/2012 sui biocidi. Va sottolineato che allo stato attuale non esiste una normativa specifica per l’uso diretto dell’ozono sugli alimenti, con l’eccezione delle acque minerali naturali e delle acque sorgive (Direttiva 2003/40/CE). A livello nazionale, Il Ministero della Salute (con protocollo del 31 luglio 1996 n. 24482) ha riconosciuto l’utilizzo dell’ozono nel trattamento dell’aria e dell’acqua come presidio naturale per la sterilizzazione di ambienti contaminati da batteri, virus, spore, muffe ed acari. Nel 2010 il Comitato Nazionale per la Sicurezza Alimentare (CNSA) ha emesso parere favorevole sull’utilizzo dell’ozono per la disinfezione delle camere di stagionatura e/o degli ambienti di stoccaggio, purché in assenza di alimenti e purché il trattamento non sia in contrasto con specifici disciplinari di produzione. L'ozono viene oggi utilizzato per la sanificazione delle acque sia potabili che di scarto, per il lavaggio e disinfezione degli ambienti, delle superfici di lavoro e delle attrezzature utilizzate nelle industrie alimentari, per la rimozione degli odori e nella conservazione e lavaggio di frutta e verdura.

Numerosi studi condotti in laboratorio hanno mostrato come l’ozono sia un efficace agente per il controllo di insetti e microrganismi infestanti quali batteri e funghi, per la riduzione della concentrazione di virus vegetali (es. ToMV, CMV, SMV, LMV), per l’abbattimento di microrganismi patogeni quali Salmonella, Listeria, Campylobacter, Escherichia coli su materie prime di origine animale (es. carne e pesce) o su carcasse di animali o per degradare molecole  tossiche che possono contaminare i prodotti ortofrutticoli e i cereali.

Il controllo di parassiti (insetti e microrganismi tra cui muffe, funghi e batteri) e dei loro metaboliti tossici che potrebbero svilupparsi nei cereali immagazzinati dopo la raccolta è un aspetto molto importante in quanto la contaminazione può portare ad una perdita di granella intorno al 3-10% e può raggiungere anche il 50% nei paesi sottosviluppati.

Le granaglie nei silos sono molto sensibili agli insetti, come Tribolium, Sithophilus e tarme, che possono causare danni considerevoli. L'ozono risulta una interessante alternativa ai prodotti chimici utilizzati per il controllo degli insetti. È stata dimostrata l'efficacia della fumigazione con ozono di un lotto di mais (circa 9 tonnellate) nei confronti di insetti adulti, come il coleottero rosso della farina (Tribolium castaneum), il punteruolo del mais (Sithophilus zeamais) e larve di lepidottero (Plodia interpunctella). I risultati hanno dimostrato un aumento significativo della mortalità degli insetti (92-100% rispetto al 3-10% del controllo) quando il mais è stato trattato con ozono alla concentrazione di 50 ppm per 3 giorni.

Lo sviluppo di funghi nei cereali dipende da numerosi fattori, tra cui le pratiche colturali, le condizioni meteorologiche, la resistenza delle piante e le condizioni di stoccaggio. La maggior parte di questi funghi in condizioni di umidità e temperatura ottimali, possono produrre micotossine. L’attività fungicida dell’ozono gassoso è stata recentemente dimostrata per ridurre/inibire la crescita di funghi tossigeni del genere Aspergillus, Fusarium e Penicillum, noti funghi produttori di micotossine, sia in laboratorio che in condizioni di stoccaggio del mais, orzo e frumento. Grazie alla sua azione fungicida, l’ozono può quindi risultare utile anche per ridurre l'accumulo di micotossine prodotte da queste specie fungine durante lo stoccaggio delle granaglie. Inoltre, le sue proprietà ossidanti sono in grado di degradare/detossificare le micotossine nei cereali, in particolare le aflatossine (AFs), il deossinivalenolo (DON), lo zearalenone (ZEA) e l’ocratossina A (OTA), come riportato da vari autori.

In tabella sono citati alcuni esempi riportati in letteratura dell’efficacia del trattamento con ozono nel ridurre i livelli di aflatossine in alcuni cereali.

 

[O3] / tempo

Cereale

Riduzione

Riferimento bibliografico

20-40 g/m3; 5-20 min

frumento

100%

El-Desouky et al., J. Agroalim. Process. Technol. 2012, 18, 13-19

15-75 g/m3; 5-20 min

farina di mais

70-79%

Luo et al, J. Sci. Food Agric., 2014, 94, 2253-2258

90 g/m3; 20-40 min

mais

78-88%

Luo et al., Food Control, 2014, 37, 171-176

79-118 g/m3; 30-180 min

frumento

80-95%

Savi et al., J. Food Process. Preserv., 2015, 39, 940-948

1-2,5 g/m3; 60-180 min

frumento

27-40%

Wang et al., Food Control, 2016, 66, 137-144

20-60 g/m3; 120-480 min

mais

30-57%

Porto et al., Microorganisms, 2019, 7, 220

 

Inoltre, numerosi studi hanno dimostrato l’efficacia dei trattamenti con ozono nel ridurre la contaminazione di Fusarium graminearum e del DON nel frumento senza causare cambiamenti significativi dei parametri biochimici e fisici delle cariossidi. Sono stati depositati anche alcuni brevetti che descrivono attrezzature e metodi per l’uso di ozono per decontaminare i cereali o per modificare le loro proprietà tecnologiche.

Gli studi riportati in letteratura hanno quindi dimostrato che l’ozono può potenzialmente essere utilizzato per il trattamento delle granaglie, sia per ridurre i livelli dei contaminanti biologici (insetti, funghi, batteri), sia i contaminanti chimici (in particolare micotossine). L’efficienza del processo di ozonizzazione varia a seconda della natura della matrice da trattare, e dipende soprattutto dalle condizioni utilizzate per i trattamenti (temperatura, concentrazione dell’ozono, tempi di contatto, umidità). Va sottolineato che generalmente non sono osservati cambiamenti significativi della qualità delle cariossidi dopo i trattamenti con ozono o effetti nocivi per la salute degli animali dopo ingestione di cariossidi di frumento o prodotti derivati trattati con ozono. Questo fa dell’ozono una potenziale e sostenibile alternativa ai comuni processi di fumigazione delle granaglie. Tuttavia, il trattamento con ozono a concentrazioni maggiori o tempi di esposizione più lunghi potrebbe influire sulla qualità delle cariossidi e sulle proprietà tecnologiche delle farine. Questo aspetto non deve essere trascurato. Va infine sottolineato che ulteriori studi sono necessari affinché vengano scientificamente provati i criteri di accettabilità dei trattamenti chimici per le matrici alimentari ed in particolare che il processo con ozono non dia luogo a prodotti di reazione che rappresentino un pericolo per la salute degli animali e dell’uomo, per la sanità pubblica e l'ambiente e che il processo non alteri le caratteristiche e la natura della matrice. Spetta tuttavia all’Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare (EFSA) e agli organi nazionali competenti valutare con attenzione i risultati di questi studi per poter esprimere il parere favorevole riguardo all’utilizzo dell’ozono su matrici alimentari.

Agrifoglio n. 101 -  

Temi
Ricerca e Innovazione
Autori
Michelangelo Pascale

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