Un sensore a base di amido cambia colore per segnalare la presenza di umidità nelle confezioni alimentari
I ricercatori dell’USP hanno sviluppato un cilindro in criogel biodegradabile che utilizza il cloruro di cobalto per segnalare visivamente l’aumento dei livelli di umidità
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Ricercatori brasiliani hanno sviluppato un sensore biodegradabile a base di amido che cambia colore quando l’umidità penetra nelle confezioni degli alimenti. Grazie all’aggiunta di cloruro di cobalto, questo dispositivo intelligente cambia colore passando dal blu al rosa al variare dei livelli di umidità. Questa tecnologia consente a consumatori e produttori di monitorare facilmente la qualità e la croccantezza degli alimenti, come i biscotti, a occhio nudo o tramite lo schermo di uno smartphone, eliminando la necessità di attrezzature complesse.
La ricerca è stata condotta da scienziati dell’Istituto di Chimica di São Carlos dell’Università di San Paolo (IQSC-USP) e ha ricevuto il sostegno della FAPESP attraverso tre progetti (23/10141-2, 20/08727-0 e 25/26623-1). I risultati sono stati pubblicati a giugno sulla rivista *Food Chemistry*.
Gli autori hanno avviato i test utilizzando i cracker alla panna, che sono altamente sensibili all’umidità e perdono rapidamente la loro croccantezza se conservati in condizioni inadeguate.
I risultati hanno mostrato che il cambiamento di colore corrispondeva a un aumento dell’umidità, che era fortemente correlato a una perdita di consistenza nei cracker. Ciò indica che il sensore riflette con successo le effettive variazioni delle condizioni di conservazione.
In pochi secondi, il piccolo cilindro a base di amido posto vicino ai cracker cambia colore, passando da varie tonalità di blu a quelle di rosa. Quando il sale è asciutto, il cilindro diventa blu. Quando si idrata, diventa rosa, indicando la presenza di vapore acqueo. Ciò avviene perché il cloruro di cobalto subisce un processo di idratazione in presenza di acqua, provocando un cambiamento nella sua struttura chimica e, di conseguenza, un cambiamento di colore.
«Ciò che ha contraddistinto questo studio è stata la maggiore superficie del sensore, che lo ha reso altamente sensibile e ci ha permesso di osservare diverse condizioni di umidità all’interno della confezione. Se lo colloco in un ambiente molto secco, reagisce. Al contrario, se lo colloco in un ambiente molto umido, reagisce ugualmente”, spiega Bianca Maniglia, docente presso l’IQSC-USP e responsabile della ricerca.
Secondo dati recenti diffusi dall’Associazione Brasiliana del Packaging (ABRE), il settore del packaging genera attualmente circa 165,7 miliardi di real brasiliani all’anno in Brasile.
Si prevede che, in futuro, l’industria e i consumatori potranno utilizzare questa nuova tecnologia per determinare la croccantezza e il contenuto di umidità di vari prodotti.
Ispirazione dai ricordi d’infanzia
L’idea di utilizzare il cloruro di cobalto per creare il sensore è nata da un ricordo d’infanzia. Durante lo sviluppo del progetto, Maniglia ha ricordato il «gallo meteorologico», un soprammobile da cucina ispirato al «Gallo di Barcelos», uno dei simboli nazionali del Portogallo. Diffuso nelle case brasiliane e portoghesi negli anni ’80, l’oggetto cambiava colore per indicare se avrebbe piovuto o se ci sarebbe stato il sole.
Dopo aver condotto diversi test, i ricercatori hanno deciso di rivestire il sensore con lo stesso materiale utilizzato per rivestire i galli. Tuttavia, lo hanno adattato a un’altra tecnologia che il gruppo di ricerca sta sviluppando: il criogel, un materiale altamente poroso prodotto congelando i polimeri (da cui il nome “criogel”).
«Il gel di amido viene congelato e sottoposto a liofilizzazione [disidratazione]. Durante tale processo, l’acqua congelata viene rimossa per sublimazione, passando direttamente dallo stato solido a quello gassoso. La rimozione della fase acquosa preserva la struttura porosa formatasi durante il congelamento, dando origine a un materiale con un’elevata capacità di interagire con l’ambiente», spiega lo scienziato.
Sono ancora necessari ulteriori studi. «Per un impiego commerciale, sarebbe necessario riprogettare gli imballaggi convenzionali perché, per ora, la presenza di cloruro di cobalto rende il sensore tossico e, di conseguenza, non può entrare in contatto diretto con gli alimenti», osserva Maniglia.
Secondo lo scienziato, il gruppo di ricerca sta valutando vari tipi di tecniche e materiali, compreso l’uso di composti bioattivi derivati da frutti come la buccia di jabuticaba. «Questi pigmenti naturali sono sensibili alle variazioni di pH, mostrando cambiamenti di colore che possono essere utilizzati come indicatori visivi, oltre a possedere attività antiossidante. In questo caso, l’obiettivo è sviluppare un sistema in grado di monitorare il processo di deterioramento della carne, ad esempio. L’integrazione di questi composti naturali è importante anche perché contribuisce a conferire loro un valore aggiunto”, afferma il ricercatore.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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