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- Posted By: Capuano Edoardo
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Un nuovo film composito - creato dal legame di uno strato antimicrobico con la plastica convenzionale, trasparente in polietilene, generalmente utilizzato per confezionare sottovuoto alimenti come carne e pesce - potrebbe aiutare a ridurre le epidemie di malattie di origine alimentare.
Il rivestimento antimicrobico del film è costituito da un biopolimero a base di pullulan prodotto dallo sciroppo di amido durante un processo di fermentazione, che è già approvato per l'uso negli alimenti. Il pullulan, un “polisaccaride solubile in acqua”, è essenzialmente una catena di molecole di zucchero, glicerina e cellulosa collegate tra loro. Per uccidere agenti patogeni come Salmonella, Listeria e E. coli patogeni, i ricercatori hanno infuso il pullulan con Lauric arginate, ottenuto da sostanze presenti in natura e già approvato per l'uso negli alimenti.
Lo sviluppo del film composito antimicrobico è importante perché 76 milioni di casi di malattie di origine alimentare si verificano ogni anno nei soli Stati Uniti, causando 300.000 ricoveri e 5.000 decessi, secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie. Alla luce di questo problema e del potenziale commerciale di questa scoperta, Penn State ha richiesto un brevetto provvisorio sul film composito antimicrobico.
Il film pullulan rallenta il rilascio dell'antimicrobico, erogandolo a un ritmo prevedibile per fornire una continua attività di uccisione dei batteri, ha spiegato la ricercatrice Catherine Nettles Cutter, (1) professoressa di scienze dell'alimentazione. Ha aggiunto che senza essere impregnato nel film, l'antimicrobico uscirebbe dalla superficie di un prodotto alimentare, come la carne.
Lauric arginate è stato scelto come antimicrobico perché è un composto straordinario ad ampio spettro che si è dimostrato molto efficace nell'uccidere e limitare la crescita di agenti patogeni che causano malattie di origine alimentare, ha osservato la dottoressa Cutter, assistente alla direzione della sicurezza alimentare e programmi di qualità per Penn State Extension.
«Lauric arginate è un ingrediente sicuro e completamente non tossico», ha detto la ricercatrice. «È idrolizzato nel corpo umano da vie chimiche e metaboliche, che lo spezzano rapidamente nei suoi componenti naturali - acido laurico e L-arginina.»
Il gruppo di ricerca di Catherine Nettles Cutter nel Dipartimento di Scienze degli Alimenti sta sperimentando film antimicrobici fatti di pullulan per un decennio. Tuttavia, ella attribuisce a Abdel-Rahim H A Hassan, (2) che ha guidato l'ultimo studio, per aver ideato una procedura per fondere lo strato antimicrobico a base di pullulan con la plastica in polietilene, permettendo così alla nascita del nuovo composito. Hassan, che era uno studioso in visita nel laboratorio di Cutter quando fu condotta la ricerca, è professore associato di sicurezza e tecnologia alimentare presso l'Università Beni-Suef in Egitto.
«Il dottor Hassan ha escogitato un modo per far attaccare il pullulan al polietilene», ha detto la Cutter. «Ha modificato la formulazione di pullulan e ha cambiato l'idrofobicità della plastica. Questi passaggi sono stati importanti perché il polietilene respinge tutto - nulla si attacca ad esso.»
Prima di stabilirsi su Lauric arginate, i ricercatori hanno sperimentato altri antimicrobici per uso alimentare incorporati nello strato antimicrobico come timolo e nisina. L'attività antimicrobica dei film compositi risultanti è stata valutata rispetto ai cocktail di E. coli che produce tossina Shiga, Salmonella spp., Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus.
«I film contenenti nisina erano inefficaci; il timolo ha interrotto alcuni agenti patogeni ma non altri; e Lauric arginate ha inibito la crescita dei quattro tipi di batteri», ha detto Hassan.
Sulla base di questi risultati preliminari, E. coli produttore di tossina Shiga, Salmonella spp., Listeria monocytogenes e Staphylococcus aureus sono stati inoculati sperimentalmente su carne di manzo cruda, petto di pollo crudo e petto di tacchino pronto da mangiare, confezionato sottovuoto con il film composito antimicrobico, sigillato e messo in deposito refrigerato per un massimo di 28 giorni.
Nei risultati pubblicati sull'International Journal of Food Microbiology, (3) Hassan e Cutter hanno riferito che il film composito antimicrobico contenente Lauric arginate ha ridotto significativamente i patogeni di origine alimentare sulle superfici inoculate sperimentalmente dei cibi muscolari crudi e pronti da mangiare dopo lo stoccaggio refrigerato.
Cutter ritiene che i risultati di questa ricerca possano interessare le industrie del packaging e del cibo per i muscoli, nonché le agenzie di regolamentazione che cercano di ridurre i patogeni nell'approvvigionamento alimentare. Sebbene non molto tempo fa si pensasse che i biopolimeri potessero sostituire completamente la plastica negli imballaggi per alimenti, Cutter ritiene che la natura composita del film antimicrobico sia ancora necessaria.
«Il polietilene presenta molte proprietà desiderabili, come forza, trasparenza, permeabilità ai gas e resistenza all'acqua», ha detto. «Il nuovo film composito può darci proprietà antimicrobiche e allo stesso tempo fornire la forza e tutte le altre proprietà desiderabili del polietilene che l'industria sta ancora cercando.»
Le ricerche future nel laboratorio di Cutter valuteranno in che modo il film composito antimicrobico influisce sulla durata di conservazione dei prodotti alimentari e studieranno le percezioni dei consumatori e l'accettabilità del nuovo film.
Questa ricerca è stata parzialmente finanziata dall'Istituto nazionale per l'alimentazione e l'agricoltura del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti.
Riferimenti:
Descrizione foto: Il manzo crudo (mostrato qui), il petto di pollo crudo e il petto di tacchino pronto per il consumo sono stati inoculati con agenti patogeni, quindi confezionati sottovuoto con il film composito antimicrobico, sigillati e messi in deposito refrigerato. Il film composito antimicrobico ha ridotto significativamente i patogeni di origine alimentare sulle superfici inoculate sperimentalmente degli alimenti muscolari crudi e pronti da mangiare. - Credit: Penn State.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Novel composite antimicrobial film could take a bite out of foodborne illnesses