di Noelia Castillejo Montoya*
L’illuminazione è una delle principali fonti di energia durante lo sviluppo delle piante, poiché gioca un ruolo cruciale nella il processo mediante il quale le piante producono il proprio cibo. Di questo importante aspetto si discuterà in una Sessione dedicata durante FRESH-CUT 2024, the International Conference on Fresh-cut Produce (www.unifg.it/freshcut.2024), di cui Fresh Cut News è media partner.
La radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) compresa tra i 400 e i 700 nanometri è la zona dello spettro che gli organismi fotosintetici sono in grado di utilizzare nel processo della fotosintesi. La clorofilla, il pigmento verde presente nelle foglie e in altre parti verdi della pianta, assorbe la luce visibile, principalmente nella regione rossa e blu, il che ha spinto lo studio di queste luci. Recentemente è stato dimostrato che luci di diverse lunghezze d’onda (blu, verde, giallo, arancione, rosso o rosso lontano) influenzano la biosintesi di composti benefici per la salute durante la fase di post-raccolta di frutta e verdura (intera o preconfezionata).
Le luci a LED rappresentano una valida alternativa all’uso delle lampade convenzionali grazie alla loro efficienza energetica, durata e versatilità. Inoltre, la gestione efficiente che riduce lo spreco economico ed energetico nelle industrie alimentari è parte degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile adottati dalle Nazioni Unite. La storia delle luci a LED nel settore ortofrutticolo risale alla loro prima applicazione nelle serre. Fin dall’inizio, queste luci sono state all’avanguardia nel trasformare la coltivazione di frutta e verdura, offrendo un controllo preciso sulle condizioni luminose. La loro capacità di modulare la qualità durante la conservazione e il trasporto rappresenta un significativo passo avanti nell’industria alimentare.
Come agiscono le luci a LED durante la conservazione di frutta e verdura?
Le frutta e le verdure dispongono di sensori specifici (fotorecettori) che rilevano la luce e, a seconda della lunghezza d’onda, influenzano determinati processi fisiologici. Le lunghezze d’onda della luce LED possono influenzare la sintesi di composti biochimici e l’attività enzimatica, che a sua volta influisce sulla maturazione, il metabolismo e la qualità generale delle frutta e verdura.
In questo modo, l’illuminazione a LED rappresenta uno stress abiotico per la pianta, che risponde producendo metaboliti secondari per la sua difesa; allo stesso tempo, questi composti bioattivi risultano benefici per la nostra salute.
Benefici delle luci a LED nella conservazione di prodotti ortofrutticoli
Dopo la raccolta, frutta e verdura subiscono una rapida perdita di qualità a causa dell’aumento del tasso di respirazione, ammorbidimento, perossidazione dei lipidi, perdita di acqua, che comporta una diminuzione delle caratteristiche visive, organolettiche e nutrizionali.
Considerando che questo processo di senescenza è aggravato nei prodotti di IV gamma o pronti per il consumo, l’illuminazione a LED può rappresentare un efficace trattamento post-raccolta per prolungare la vita utile e mantenere la qualità di frutta e verdura. I principali benefici delle luci LED nella post-raccolta di frutta e verdura sono:
– Miglioramento del colore. Il colore è un attributo cruciale nell’accettazione e nella qualità dei prodotti ortofrutticoli ed è associato alla concentrazione di certi composti come antociani, licopene, clorofille, tra gli altri. Pertanto, l’aumento di questi composti può migliorare l’aspetto visivo. Ad esempio, nel caso dei broccoli, un’illuminazione con luce bianca ritarda l’ingiallimento mantenendo il contenuto di carotenoidi.
– Ritardo o accelerazione della maturazione. Esponendo certi frutti e verdure a specifiche lunghezze d’onda delle luci a LED, è possibile ritardare o accelerare il processo di maturazione. Ad esempio, l’illuminazione blu ritarda la maturazione dei pomodori verdi immaturi, mentre quella rossa la accelera. Tuttavia, nel caso degli agrumi, l’illuminazione blu accelera la maturazione.
– Aumento di nutrienti. L’attivazione del metabolismo secondario della pianta aumenta il contenuto di certi composti come vitamine, zuccheri, polifenoli, antiossidanti tra gli altri, i quali sono benefici per la salute.
– Controllo dei microrganismi. Alcune lunghezze d’onda della luce a LED hanno proprietà antimicrobiche, aiutando a controllare la crescita di funghi e batteri responsabili del degrado di frutta e verdura.
– Riduzione delle perdite. Mantenendo la freschezza dei prodotti ortofrutticoli per periodi più lunghi, si riducono le perdite economiche e si minimizza lo spreco alimentare.
D’altro canto, sebbene le luci a LED non producano calore, è stato osservato un leggero aumento della perdita di peso nei frutti conservati sotto illuminazione a LED rispetto a quelli conservati in condizioni di oscurità. Specialmente nel caso della luce blu che influisce sull’apertura degli stomi, causando un aumento del tasso di respirazione, che a sua volta influisce sul metabolismo generale di frutta e verdura.
Dove è possibile applicare l’illuminazione a LED durante la conservazione dopo la raccolta di frutta e verdura?
Solitamente, frutta e verdura sono state conservate in condizioni di oscurità, come nel caso delle camere frigorifere industriali o dei supermercati, nel trasporto refrigerato o persino nei frigoriferi domestici (con brevi periodi di illuminazione quando la porta è aperta). Tuttavia, nei reparti dei supermercati, i prodotti sono esposti a lunghi periodi di luce continua, il che potrebbe portare a una perdita di qualità se non vengono controllati. Diversi studi scientifici hanno esaminato diversi fotoperiodi durante la conservazione di peperoni rossi e broccoli, rispettivamente.
Essi suggeriscono un periodo di illuminazione durante il giorno nei reparti dei supermercati con luci fluorescenti o bianche (14 ore) e sostituire il periodo di oscurità solitamente presente nelle camere frigorifere (10 ore) con un’illuminazione LED specifica o monocromatica per stimolare la produzione di composti bioattivi. Un altro studio ha dimostrato che un’illuminazione continua a LED blu e rossa durante la conservazione di pomodori aumentava il contenuto di carotenoidi, mentre un’illuminazione continua a LED verde e rosso o rosso lontano aumentava il contenuto di polifenoli.
Sulla base delle evidenze scientifiche, l’illuminazione a LED può essere implementata in magazzini e camere frigorifere, nei sistemi di trasporto dei prodotti freschi, integrati in contenitori e camion refrigerati per mantenere le condizioni ottimali durante il trasporto a lunga distanza. Inoltre, possono essere integrate negli stessi reparti o nelle camere frigorifere dei supermercati e nei frigoriferi domestici. Di conseguenza, questi sistemi di illuminazione a LED devono essere progettati specificamente con combinazioni di colori e livelli di intensità regolabili per ottimizzare le condizioni di stoccaggio e di conservazione dopo la raccolta di frutta e verdura, consentendo una gestione più precisa ed efficiente.
Sfide e considerazioni future
Nonostante i suoi vantaggi, l’uso delle luci a LED nella fase post-raccolta affronta anche delle sfide. L’ottimizzazione delle combinazioni di lunghezze d’onda e dell’intensità luminosa adatta a ciascun tipo di prodotto è un’area di continua ricerca. Inoltre, il costo iniziale di implementazione potrebbe costituire un ostacolo per alcune aziende. Tuttavia, l’elevato interesse della popolazione per il consumo di prodotti convenienza, come quelli di IV gamma e con un elevato valore nutrizionale, rende le luci a LED potenzialmente trasformative nel settore della post-raccolta.
* Università di Foggia
