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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 6 - 5 giu 2019
ISSN 2037-4801

Focus - Brevetti Cnr a InnovAgorŕ  

Agroalimentare

Le invenzioni per la sicurezza alimentare

Tra i brevetti presentati dal Cnr a InnovAgorà alcuni garantiscono la sicurezza dei prodotti alimentari. 'Bioristor' è un sistema biocompatibile e non invasivo, in grado di analizzare la concentrazione ionica della linfa di una pianta, monitorarne lo stato fisiologico e riconoscere l'insorgenza di eventuali stress biotici e abiotici, permettendo così di ottimizzare l'uso di acqua, concimi e antiparassitari. “Attualmente, per monitorare le proprietà fisiologiche delle piante si utilizzano elettrodi metallici, sensori che non sono in grado però di fornire costantemente dati quantitativi sullo stato di salute dei vegetali”, spiega Nicola Coppedè dell'Istituto dei materiali per l'elettronica e il magnetismo (Imem) del Cnr di Parma, autore dell'invenzione. “Questo brevetto introduce un nuovo sistema, semplice, poco invasivo, efficace e biocompatibile: un sensore costituito da un transistor elettrochimico realizzato interamente su fibra tessile naturale (bioristor) a elevata biocompatibilità, che viene inserito direttamente nel fusto della pianta al fine di leggere la composizione e la variazione dei parametrici biochimici della linfa. Il segnale viene letto tramite una scheda elettronica e inviato a un computer sul quale è possibile seguire in diretta le variazioni di composizione della linfa e, quindi, le variazioni del suo stato fisiologico”. Il sensore è già stato testato con buoni risultati su alcune piante, tra le quali pomodoro, frumento e vite ed è stata dimostrata la sua biocompatibilità. Inoltre, ha mostrato di fornire un segnale precoce di stress idrico e salino nel pomodoro sul quale è stato testato per l'intero periodo di crescita e maturazione. “Finora è stato sviluppato un sistema di elettronica a basso costo per situazioni controllate (celle o serre), ma è in fase di realizzazione un'elettronica di lettura da pieno campo”, conclude il ricercatore.

Per contrastare contaminazioni, contraffazioni, sostituzioni e frodi, diffuse in molti settori della produzione agraria e alimentare (pesci, carni lavorate, farine, prodotti da forno, etc.), ma anche per consentire ai produttori di controllare le materie prime e garantire i loro prodotti, Diego Breviario dell'Istituto di biologia e biotecnologia agraria (Ibba) del Cnr di Milano ha messo a punto la piattaforma Foodcode che, attraverso un sistema innovativo di riconoscimento genetico, permette di rilevare la presenza di qualunque specie animale o vegetale in materie prime, miscele o prodotti alimentari lavorati. “Attualmente, esistono tecniche basate sul riconoscimento della sequenza del Dna, un elemento presente in tutti gli organismi viventi, ma richiedono informazioni genomiche e molecolari a priori, sono costose e difficilmente applicabili a miscele e prodotti lavorati”, spiega Breviario. “Per ovviare a questi problemi è stato ideato un sistema di riconoscimento genetico di qualunque specie e sottospecie animale o specie e varietà vegetale presente negli alimenti che utilizza un'unica reazione di Pcr (Polymerase Chain Reaction) con la quale si generano profili di Dna esclusivi o Dna barcode che, confrontati con un database in costante ampliamento, rendono semplice individuare la presenza di qualunque componente animale o vegetale nei prodotti alimentari analizzati e, più in generale, nelle produzioni agrarie, anche quando non dichiarati. I Dna barcode sono poi traducibili in etichette QRcode per una lettura immediata dell'identità genetica da qualunque dispositivo smart, per esempio il telefono cellulare”.

A garantire la verifica dell'originalità dei prodotti alimentari, sia da parte dei consumatori che degli organismi di controllo, è stata messa a punto poi da Giovanni Schmid dell'Istituto di calcolo e reti ad alta prestazione (Icar) del Cnr di Napoli, la tecnica 'Anticontraffazione collaborativa'. “Il procedimento si basa sulla generazione, gestione e verifica di strutture dati, dette Codici di autenticazione materiale (Physical Authentication Code - Pac), che associano un codice crittografico a una condizione di stato”, spiega Schmid. “I codici crittografici possono essere generati solo da una parte autorizzata, sono diversi per ogni prodotto e sono verificabili senza l'ausilio di connessioni a Internet. A gestire la condizione di stato è un servizio on line che permette di conoscere lo stato corrente dell'oggetto associato al codice. Questo abbinamento consente di tracciare in modo univoco il prodotto lungo il percorso di distribuzione e vendita, grazie all'uso di dispositivi quali tablet e smartphone”. Si tratta di un sistema efficace di contrasto alla contraffazione “Grazie alla condizione di stato, i Pac permettono anche di impedire il furto delle merci durante il trasporto”, conclude il ricercatore del Cnr-Icar. “Inoltre, i Pac possono essere implementati facilmente grazie alle emergenti tecnologie blockchain, fornendo sistemi che garantiscono tanto l'originalità del prodotto quanto la tracciabilità di tutta la sua filiera di produzione e vendita. La tecnica dà modo anche ai consumatori di avere parte attiva nella segnalazione dei falsi, favorendo l'abbattimento dei costi e rendendo più efficace il contrasto alla contraffazione”.

Per saperne di più: http://www.cnrweb.tv/le-invenzioni-scientifiche-per-la-sicurezza-alimentare/

Rita Bugliosi

Fonte: Nicola Coppedč , Istituto dei materiali per l’elettronica e il magnetismo, tel. 0521/269241, email nicola.coppede@imem.cnr.it

Fonte: Giovanni Schmid , Istituto di calcolo e reti ad alte prestazioni, email giovanni.schmid@icar.cnr.it

Fonte: Diego Breviario , Istituto di biologia e biotecnologia agraria, Milano, email breviario@ibba.cnr.it