Βιώσιμες συσκευασίες φρέσκου φαγητού στην κυκλική οικονομία
Αρχική ιδέα
Kάπου μεταξύ 15 και 50% των φρέσκων τροφίμων που παράγονται σε παγκόσμια κλίμακα, χάνεται στη συγκομιδή, μετασυλλεκτικά και στο στάδιο της αποθήκευσης. Αυτό το ποσοστό έχει αυξηθεί σημαντικά στις αναπτυσσόμενες χώρες, όπου παρατηρείται έλλειψη κατάλληλων τεχνολογιών αποθήκευσης. Η ποιότητα και η διάρκεια κατανάλωσης των φρέσκων τροφίμων επηρεάζονται κυρίως από μηχανικές ζημιές, μικροβιολογικές αλλοιώσεις όπως επίσης κι από εντομολογικούς εχθρούς. Αυτές είναι οι κύριες αιτίες σήψης των φρούτων και λαχανικών, ενώ, από την άλλη, η οξείδωση των ακόρεστων λιπαρών οξέων μπορεί να θεωρηθεί ως ο κύριος μη μικροβιολογικός παράγοντας που επηρεάζει την ποιότητα και τη διάρκεια ανάλωσης του κρέατος και του τυριού. Σε χώρες όπου οι ανεπαρκείς μεταφορικές υπηρεσίες, η διακοπτόμενη ψύξη και τα μη επιτυχή σενάρια πρόβλεψης μεταφορών επηρεάζουν την ποιότητα και την ανθεκτικότητα των προϊόντων, τα προβλήματα γίνονται πιο εμφανή λόγω του ότι ασυμπτωματικά φρούτα και λαχανικά, που μπορεί να έχουν προσβληθεί από μύκητες και εντομολογικούς εχθρούς στον αγρό, μπορούν να αναπτύξουν μολύνσεις, αν οι συνθήκες διατήρησης είναι ακατάλληλες κατά την αποθήκευση. Στην περίπτωση του κρέατος και των γαλακτομικών, η προσβολή από εντομολογικούς εχθρούς εξαρτάται από τις συνθήκες υγιεινής του χώρου σφαγής και ωρίμανσης αντιστοίχως. Οι προσβολές εντόμων και η ανάπτυξη παθογόνων μυκήτων όχι μόνο μειώνουν την αγοραστική αξία των τροφίμων, αλλά επιπλέον εκθέτουν τους καταναλωτές στο ρίσκο της κατάποσης τοξικών μεταβολιτών, συμπεριλαμβανομένων των μυκοτοξινών.
Υπόβαθρο & Πλαίσιο
H λύση που προτείνεται από τη FEDKITO για τα παραπάνω προβλήματα, είναι η χρήση του chitosan σε μορφή υγρού, σπρέυ ή καινοτόμας έξυπνης ενεργούς συσκευασίας βασισμένης στο CHT και αρωματισμένης με αιθέρια έλαια (EOs), σε συνδυασμό με την εφαρμογή τεχνολογίας βιοαισθητήρων, με σκοπό την προστασία των φρέσκων τροφίμων από τις προσβολές εντόμων και μυκήτων σε οποιεσδήποτε συνθήκες και την επέκταση της διάρκειας ανάλωσης των Μεσογειακών προϊόντων διατροφής. Επιπροσθέτως, σύμφωνα με τα κριτήρια της κυκλικής οικονομίας, η παραγωγή του chitosan στο πλαίσιο του FEDKITO προτείνεται ως ένας τρόπος επανάχρησης των παραπροϊόντων και αποβλήτων των φρέσκων τροφίμων. Στην πραγματικότητα, το πολυμερές θα προκύψει από την εκτροφή της πλούσιας σε χιτίνη χρυσαλλίδας και προνύμφης της μαύρης μύγας στρατιώτη Hermetia illucens (Diptera Stratiomyidae) σε παραπροϊόντα και απόβλητα φρέσκων τροφίμων. Η πρόταση της FEDKITO θα στοχεύσει επίσης στη χρήση συσκευών για τη μέτρηση μυκοτοξινών, εντομοκτόνων, υπολειμμάτων και ποικίλων ποιοτικών χαρακτηριστικών των φρέσκων τροφίμων, με επαλήθευση από χαμηλού κόστους ηλεκτροχημικούς, βασισμένους στο χαρτί βιοαισθητήρες και σύνθετους, φιλικούς προς το χρήστη, βασισμένους στα smartphones βιοαισθητήρες, που θα επιτρέπουν την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο της ποιότητας των φρέσκων τροφίμων, τόσο κατά την αποθήκευση όσο και κατά τη μεταφορά.
H FEDKITO θα εγγυηθεί μία πολυπαραγοντική προσέγγιση. Για τους λόγους αυτούς, στο έργο θα εμπλακούν εντομολόγοι, μυκητολόγοι, χημικοί, αναλυτές αισθητήρων, μηχανικοί υλικών, παραγωγοί, οικονομολόγοι, τεχνικοί επικοινωνίας και αναλυτές δεδομένων, που εκπροσωπούν τον κύκλο της έρευνας και της καινοτομίας, και επομένως συνδυάζοντας διαφορετικούς και συμπληρωματικούς τύπους γνώσης, θα εργαστούν μαζί, αξιοποιώντας τον απαραίτητο συνδυασμό δεξιοτήτων, τεχνολογίας και κινήτρων.
Γενικοί Στόχοι
Οι γενικοί στόχοι του FEDKITO είναι:
- Να αναπτύξει καινοτόμες στρατηγικές για τον έλεγχο των εντόμων και των παθογόνων του φρέσκου φαγητού στο μετασυλλεκτικό κι αποθηκευτικό στάδιο, στοχεύοντας στα είδη- κλειδιά για το καθένα από τα προϊόντα που μελετώνται, όπως τα Ceratitis capitata (Diptera Tephritidae) και Drosophila suzukii (Diptera Drosophilidae) για τα φρέσκα φρούτα, Spodoptera littoralis (Lepidoptera Noctuidae) για τα λαχανικά, Calliphora vomitoria and Lucilia sericata (Diptera Calliphoridae) για το κρέας και Piophila casei (Diptera Piophilidae) για τα γαλακτομικά προϊόντα. Σε ό,τι αφορά τα μυκητιασικά παθογόνα, τα Penicillum spp., συμπεριλαμβανομένου του παραγωγού μυκοτοξινών P. expansum, θα συμπεριληφθούν ως στόχοι
- Να δημιουργήσει καινοτόμα υλικά συσκευασίας που θα αποτρέψουν την επίθεση εντομολογικών εχθρών και μυκητιασικών παθογόνων των φρέσκων τροφίμων μέσω του chitosan, το οποίο θα εμπλουτιστεί με φυσικά συστατικά όπως τα αιθέρια έλαια φυτών και θα υποβοηθηθεί από την τεχνολογία βιοασθητήρων χαμηλού κόστους, που θα ανιχνεύουν τις μυκοτοξίνες, τα εντομοκτόνα, τα υπολείμματα και ποικίλα άλλα χαρακτηριστικά της ποιότητας των τροφίμων
- Να εφαρμόσει νέες, προσανατολισμένες στην αγορά τεχνικές λύσεις, βιομηχανικής σημασίας, που θα προωθήσουν τις εξελίξεις στην ασφάλεια τροφίμων κατά την επεξεργασία και αποθήκευση των φρέσκων τροφών
- Να καθιερώσει νέα πρωτόκολλα για την επεξεργασία, αποθήκευση και εμπορία των φρέσκων τροφίμων
- Να ανακυκλώσει τα απόβλητα και παραπροϊόντα του κύριου συστήματος παραγωγής, μέσω της εκτροφής εντόμων να παράξει chitosan σύμφωνα με τα κριτήρια της κυκλικής οικονομίας
- Να αξιολογήσει τα αποτελέσματα της νέας τεχνολογίας στα θρεπτικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του φρέσκου φαγητού
Αναμενόμενα αποτελέσματα
Ο στόχος του FEDKITO είναι να εγκαταστήσει καινοτόμες εργαλειοθήκες, για την υποστήριξη της Πράσινης Διαχείρισης των εντόμων και μυκήτων που προσβάλλουν τα φρέσκα τρόφιμα στο μετασυλλεκτικό στάδιο. Οι έξυπνες συσκευασίες που βασίζονται στο chitosan και οι βιοαισθητήρες που θα αναπτυχθούν στο πλαίσιο αυτού του project θα μειώσουν τους οργανικούς μολυσματικούς παράγοντες στα φρέσκα τρόφιμα, επεκτείνοντας τη διάρκεια ανάλωσης και βελτιώνοντας τα υγιή χαρακτηριστικά τους. Σύμφωνα με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας, οι χρυσαλλίδες και οι νύμφες του Hermetia illucens θα εκτραφούν σε απόβλητα φρέσκων τροφίμων, για να χρησιμοποιηθούν ως πηγή chitosan.
Επίτευξη κύριων αποτελεσμάτων
Το FEDKITO διερευνά τη δυνατότητα ελέγχου της προσβολής εντόμων και μυκήτων σε μετασυλλεκτικό στάδιο, μέσω συσκευασίας βασισμένης στο chitosan. Eπιπλέον, η ανάπτυξη και αξιοποίηση των βιοαισθητήρων για την ασφάλεια τροφίμων και την αξιολόγηση ποιότητας θα βοηθήσει τη μέτρηση μυκοτοξινών, εντομοκτόνων, αποβλήτων και ποικίλων χαρακτηριστικών της ποιότητας τροφίμων. Σε συμμόρφωση με τις αρχές της κυκλικής οικονομίας, τα έντομα θα εκτραφούν σε απόβλητα και παραπροϊόντα, με σκοπό να μειωθούν τα απόβλητα αλλά και να χρησιμοποιηθούν ως πηγή χιτίνης που θα παράξει chitosan.
Μελλοντικές προκλήσεις κι ευκαιρίες
Οι επιχειρησιακές δραστηριότητες της FEDKITO έχουν σχεδιαστεί για να αντιμετωπίσουν την πρόκληση από διαφορετικές οπτικές, συμπεριλαμβάνοντας τεχνικές, οργανωτικές και κοινωνικές πτυχές, που θα βοηθήσουν να γεφυρωθεί το χάσμα μεταξύ της επιστήμης και της πρακτικής. Εφαρμόζοντας την “συστηματική προσέγγιση”, η FEDKITO καλύπτει μια ευρεία γκάμα κλάδων και εξειδίκευσης, εμπλέκοντας έμπειρους συνεργάτες υψηλών προσόντων και εκπαιδευτικά ιδρύματα, SMEs από βιομηχανικούς και αγρο- τροφικούς τομείς, όπως επίσης πωλητές και καταναλωτές.
