Il consorzio di ricerca #ProFuture ha sperimentato un metodo di essiccazione solare indiretta – in alternativa al freeze-drying (o liofilizzazione) – per ottenere microalghe sostenibili sotto entrambi i profili ambientale ed economico. (1)
Premessa. ProFuture, ricerca e innovazione per le microalghe
Il progetto ProFuture, finanziato nel programma Horizon 2020, è dedicato alla ricerca e innovazione sull’impiego in alimenti e mangimi di quattro specie di microalghe:
- Arthrospira platensis (alias spirulina),
- Chlorella vulgaris (clorella),
- Tetraselmis chuii,
- Nannochloropsis oceanica. (2)
Alcuni articoli scientifici – già pubblicati e disponibili sul sito web di ProFuture, assieme ad altri aggiornamenti sulle microalghe – riguardano:
- aggiunta di microalghe nelle creme vegetali, (3)
- analisi del mercato dei prodotti a base di microalghe in Spagna, Europa, mondo. (4)
1) Essiccazione solare delle microalghe, lo studio
L’ultimo studio pubblicato dai ricercatori di ProFuture (Schmid et al., 2022) esplora la possibilità di essiccare le microalghe attraverso il solar-drying, anche in una prospettiva industriale.
Le microalghe Tetraselmis chuii e Nannochloropsis sono state perciò sottoposte a essiccazione solare, a confronto con il freeze-drying (una tecnologia alimentare diffusa, bensì costosa ed energivora).
2) Essiccazione solare indiretta e ibrida
L’essiccazione solare è una tecnologia di forte interesse per via dell’efficienza energetica – da cui deriva un risparmio significativo sui costi di produzione – e la possibilità d’impiego nei contesti rurali. È infatti molto utilizzata nei Paesi tropicali ove si può contare su temperature elevate costanti. Alcuni limiti riguardano la possibilità di un suo impiego efficiente in Paesi con minore disponibilità di radiazioni solari costante durante l’anno, nonché la progettualità degli impianti. (5)
L’esigenza di salvaguardare la qualità dei prodotti ha indotto i ricercatori a sperimentare un’essicazione solare indiretta, senza perciò esporre le microalghe alla radiazione solare diretta. Anche in versione ibrida – in combinazione a un termoventilatore, deumidificatore e sistema di ventilazione – allo scopo di:
- integrare la radiazione indiretta in caso di necessità,
- controllare e mantenere nella norma i parametri ambientali di processo (temperatura e umidità in primis), a un costo relativamente contenuto.
3) Qualità della microalghe
Le caratteristiche analizzate sulle microalghe essiccate con i diversi metodi attengono alla loro composizione, la funzionalità tecnologica e i paramentri microbiologici. I risultati ottenuti con l’essiccazione solare indiretta e ibrida sono piuttosto soddisfacenti, non rilevandosi differenze significative con quelli che derivano dalla liofilizzazione. A seguire una sintesi dei valori specifici considerati nello studio.
3.1) Composizione
Umidità. I valori di umidità relativa ottenuti con solar-drying sono stati più elevati, a fronte di molto più rapida (28 ore con l’essiccazione solare indiretta, 60 nella liofilizzazione).
Composizione prossimale. Proteine, lipidi e carboidrati sono pressoché invariati. Così come gli acidi grassi saturi, insaturi e polinsaturi, che si rivelano così insensibili all’ossidazione (l’EPA, in particolare).
Pigmenti. Una diversa situazione si è presentata tra caroteni e xantofille. Il β-carotene e la luteina non sono variati sensibilmente, mentre violaxantina, neoxantina e zeaxantina sono risultate molto inferiori. La stessa riduzione si è osservata nelle clorofille totali.
Minerali. Poche differenze sono state riscontrate tra i minerali. Il sodio rimane presente in tenori elevati, nelle due specie di microalghe, ed eventuali pretrattamenti possono essere ridurne i valori a livelli accettabili.
3.2) Microrganismi e proprietà tecnologiche
Microrganismi. Le microalghe sottoposte a essiccazione solare hanno registrato una maggiore conta totale delle PCA e sono state individuate muffe xerofile (se pure in bassa concentrazione, < 102 CFU/g), probabilmente a causa delle temperature più elevate di processo. Entrambi i prodotti sono valutati conformi ai requisiti di sicurezza alimentare, sulla base delle linee guida fornite dall’Università belga di Gent per questi parametri Nessuna traccia dell’indicatore di contaminazione fecale Escherichia coli è stata invece trovata. (6)
Proprietà tecnologiche. Le capacità emulsionanti e schiumogene sono risultate inferiori nelle microalghe soggette a solar drying. Tali effetti non sono attribuiti alla tecnologia (poiché le alte temperature in genere promuovono entrambe le citate proprietà), quanto piuttosto alla composizione delle due microalghe utilizzate Tetraselmis chuii e Nannochloropsis e ai cambiamenti della loro struttura superficiale.
4) Conclusioni provvisorie
Il confronto tra le microalghe sottoposte a essiccazione solare indiretta e liofilizzazione, nei casi oggetto di studio, ha mostrato diversi aspetti qualitativi a favore della liofilizzazione. I risultati ottenuti con l’essicazione solare sono comunque promettenti ed è utile annotare come il solar drying abbia già consentito di ottenere prodotti food grade.
La ricerca è peraltro ancora agli inizi e già si intravedono aree di miglioramento, per incrementare l’efficienza di processo ed ottenere prodotti quanto più simili a quelli ottenuti con la liofilizzazione e altre tecnologie simili. Appare perciò opportuno proseguire lo sviluppo di una tecnologia sostenibile, economica e replicabile anche in contesti pressoché privi di facilities tecnologiche.
Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna
Immagine di copertina da Schmid et al. (2022)
Note
(1) Schmid et al. (2022). Drying Microalgae Using an Industrial Solar Dryer: A Biomass Quality Assessment. Foods 11:1873,
(2) Dario Dongo. ProFuture, microalghe per nutrire il pianeta. Il progetto di ricerca UE. GIFT (Great Italian Food Trade). 18.6.19
(3) Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna. Aggiunta di microalghe alle creme vegetali, ProFuture. GIFT (Great Italian Food Trade). 3.11.21
(4) Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna. Alt Yogurt e Alt Cheese, mercato e criticità. La ricerca ProFuture. GIFT (Great Italian Food Trade). 28.12.21
(5) Mohana et al. (2020). Solar dryers for food applications: Concepts, designs, and recent advances. Solar Energy 208:321-344.
(6) Uyttendaele et al. (2018). Microbiological Guidelines —Support for Interpretation of Microbiological Test Results of Foods. Die Keure Publishing.
Dario Dongo, avvocato e giornalista, PhD in diritto alimentare internazionale, fondatore di WIISE (FARE - GIFT – Food Times) ed Égalité.
Laureato in Tecnologie e Biotecnologie degli Alimenti, tecnologo alimentare abilitato, segue l’area di ricerca e sviluppo. Con particolare riguardo ai progetti di ricerca europei (in Horizon 2020, PRIMA) ove la divisione FARE di WIISE S.r.l. società benefit partecipa.
