L'Opuntia ficus indica, nota come fico d'India e anche con il suo nome originario nopal, è una pianta originaria dal Centroamerica, capace di crescere in zone aride aventi precipitazioni inferiori a 400 mm/anno, e di sopravvivere in luoghi con precipitazioni inferiori a 200 mm/anno.
Si tratta di una pianta dai mille potenziali impieghi: i cladodi (detti comunemente "pale") sono utilizzati in Messico come mangime per animali, solitamente capre, perché oltre alle loro proprietà nutrizionali conservano l'acqua a lungo; i cladodi giovani che non hanno ancora sviluppato le spine, detti nopalitos, sono utilizzati in molte ricette della cucina messicana; i frutti sono molto apprezzati per il loro sapore dolce e soprattutto per il loro alto contenuto di betacarotene, un antiossidante molto apprezzato dai nutrizionisti; gli aztechi utilizzavano i frutti per la preparazione di colonche, una specie di vino di fico d'india; la mucillagine estratta dai cladodi veniva utilizzata dalle antiche popolazioni americane per la fabbricazione di mattoni di adobe (terra impastata con argilla ed essiccata al sole), in quanto conferiva a questi maggiore durabilità; e, infine, i semi contengono fino a 30% di olio commestibile, ricco di acidi grassi insaturi.
Le potenzialità agroenergetiche di questa pianta sono già state già presentate in un altro articolo pubblicato su AgroNotizie.
In questo articolo proponiamo ai nostri lettori un interessante studio condotto in Sicilia da Bioinagro in collaborazione con l'azienda agricola Gaetano Spitale, con la supervisione scientifica del Cnr coordinata dal professore Mario Pagliaro, uno dei chimici italiani più citati al mondo nella letteratura scientifica.
Il progetto mira a valorizzare le pale di fico d'India, tipico materiale di scarto dopo le potature necessarie per la produzione dei fichi d'India, che a data odierna costituisce la principale fonte di reddito per le aziende agricole che si dedicano a questa coltura. I cladodi sono ricchi di mucillagine e fibra, all'incirca a parti uguali su base secca. Dalla prima è possibile ricavare pectina e collodi, sostanze che hanno largo impiego come addensanti nell'industria alimentare (marmellate, salse…) e nutraceutica (preparati per cure gastrointestinali). La mucillagine contiene anche biofenoli, sostanze antiossidanti interessanti per l'industria dietetica e farmaceutica. La fibra invece è nota a tutti per le sue proprietà nutrizionali, quindi un prodotto di interesse per preparati dimagranti e altri prodotti dietetici salutisti.
Il fattore limitante lo sfruttamento industriale dei cladodi è il loro elevato tenore di umidità (fino al 93%), che comporta un elevato consumo energetico per l'essiccazione. Tradizionalmente questa avviene in due possibili modi:
In entrambi i casi, il prodotto perde il suo colore verde naturale, diventando giallo-marroncino, perché la clorofilla viene distrutta per l'effetto combinato della temperatura e l'ossidazione provocata dall'aria (e dai raggi UV nel caso dell'essiccazione al sole).
Foto 1: Cladodi essiccati in forno tradizionale. Si osserva il colore giallo-bruno, indice di bassa qualità del prodotto così ottenuto, in quanto il calore distrugge le molecole bioattive
(Fonte foto: Vincenzo Morreale)
Poiché il fico d'India cresce in zone di elevata irradiazione solare, la scelta compiuta dai ricercatori era ovvia: utilizzare l'energia solare per il processo di essiccazione. E' stato dunque modificato un essiccatoio commerciale per tabacco, dotandolo di 36 m2 di pannelli solari termici ad aria calda, disposti su un piano fisso a 60° orientato direttamente a Sud (Foto 2/Foto di copertina). Tali pannelli hanno una copertura di policarbonato a nido d'ape, trattato con un materiale anti UV nella faccia esterna, e l'assorbitore è di alluminio trattato galvanicamente con ossido di cromo, che gli conferisce proprietà selettive (assorbe la radiazione solare, ma ne emette poca radiazione infrarossa, aumentando l'efficienza). I pannelli costruiti con i suddetti accorgimenti possono raggiungere una efficienza media pari all'84%. Nelle condizioni climatiche di San Cono, 1670 kWh/m2 anno (Atlante Solare italiano dell'Enea), e tenendo conto dell'efficienza media di conversione, la ditta costruttrice stima che l'energia disponibile in un anno per l'essiccazione sarà pari a 53.402 kWh/anno.
Foto 2: L'essiccatoio solare
(Fonte foto: Vincenzo Morreale)
Durante la prima prova, realizzata lo scorso maggio, sono state essiccate cinque tonnellate di cladodi. La temperatura di essiccazione è stata 45°C, impiegando cinque giorni per arrivare all'umidità di prodotto ottimale, pari al 10%. Il risultato inatteso (Foto 2) è stato il colore del prodotto così ottenuto: un bel verde che indica che la clorofilla, e forse anche gli enzimi naturali dei cladodi, si sono conservati durante il processo.
Foto 3: Un chip di cladodo all'uscita dall'essiccatoio solare. Si osserva il colore verde della corteccia, indicatore che la stessa contiene ancora clorofilla
(Fonte foto: Vincenzo Morreale)
Nonostante il processo di essiccazione solare duri cinque giorni, mentre quello con gas naturale ne richiede solo tre giorni, la sicurezza del prodotto essiccato con i pannelli solari è maggiore. Dalla letteratura scientifica risulta che l'essiccazione con gas naturale a 65°C tende ad attivare la contaminazione con alcuni tipi di batteri termoresistenti. Nell'esperimento siciliano, invece, non è stato riscontrato alcun tipo di contaminazione batterica del prodotto finale.
Tale risultato apre una serie di possibili filiere produttive, oltre all'estrazione della fibra dietetica e la mucillagine in polvere per l'industria alimentare. Infatti, la clorofilla ha diverse applicazioni, dall'industria farmaceutica a quella dei deodoranti personali e di ambienti.
Il successivo passo della ricerca sarà dotare l'essiccatoio di un sistema di pannelli fotovoltaici, con lo scopo di alimentare le soffianti d'aria e il sistema di controllo, che nella prima prova erano alimentati direttamente dalla rete elettrica.
Per maggiori informazioni, i lettori interessati possono rivolgersi al dottore Vincenzo Morreale, coordinatore del progetto OpuntiaBiotech, morreale.v@gmail.com
Si tratta di una pianta dai mille potenziali impieghi: i cladodi (detti comunemente "pale") sono utilizzati in Messico come mangime per animali, solitamente capre, perché oltre alle loro proprietà nutrizionali conservano l'acqua a lungo; i cladodi giovani che non hanno ancora sviluppato le spine, detti nopalitos, sono utilizzati in molte ricette della cucina messicana; i frutti sono molto apprezzati per il loro sapore dolce e soprattutto per il loro alto contenuto di betacarotene, un antiossidante molto apprezzato dai nutrizionisti; gli aztechi utilizzavano i frutti per la preparazione di colonche, una specie di vino di fico d'india; la mucillagine estratta dai cladodi veniva utilizzata dalle antiche popolazioni americane per la fabbricazione di mattoni di adobe (terra impastata con argilla ed essiccata al sole), in quanto conferiva a questi maggiore durabilità; e, infine, i semi contengono fino a 30% di olio commestibile, ricco di acidi grassi insaturi.
Le potenzialità agroenergetiche di questa pianta sono già state già presentate in un altro articolo pubblicato su AgroNotizie.
In questo articolo proponiamo ai nostri lettori un interessante studio condotto in Sicilia da Bioinagro in collaborazione con l'azienda agricola Gaetano Spitale, con la supervisione scientifica del Cnr coordinata dal professore Mario Pagliaro, uno dei chimici italiani più citati al mondo nella letteratura scientifica.
Il progetto mira a valorizzare le pale di fico d'India, tipico materiale di scarto dopo le potature necessarie per la produzione dei fichi d'India, che a data odierna costituisce la principale fonte di reddito per le aziende agricole che si dedicano a questa coltura. I cladodi sono ricchi di mucillagine e fibra, all'incirca a parti uguali su base secca. Dalla prima è possibile ricavare pectina e collodi, sostanze che hanno largo impiego come addensanti nell'industria alimentare (marmellate, salse…) e nutraceutica (preparati per cure gastrointestinali). La mucillagine contiene anche biofenoli, sostanze antiossidanti interessanti per l'industria dietetica e farmaceutica. La fibra invece è nota a tutti per le sue proprietà nutrizionali, quindi un prodotto di interesse per preparati dimagranti e altri prodotti dietetici salutisti.
Il fattore limitante lo sfruttamento industriale dei cladodi è il loro elevato tenore di umidità (fino al 93%), che comporta un elevato consumo energetico per l'essiccazione. Tradizionalmente questa avviene in due possibili modi:
- esponendo i cladodi tagliati a fette al sole, all'aria aperta;
- collocando i cladodi tagliati a fette in forni a gas naturale, a temperature attorno ai 65°C e con una forte corrente d'aria che asporta il vapor d'acqua.
In entrambi i casi, il prodotto perde il suo colore verde naturale, diventando giallo-marroncino, perché la clorofilla viene distrutta per l'effetto combinato della temperatura e l'ossidazione provocata dall'aria (e dai raggi UV nel caso dell'essiccazione al sole).
Foto 1: Cladodi essiccati in forno tradizionale. Si osserva il colore giallo-bruno, indice di bassa qualità del prodotto così ottenuto, in quanto il calore distrugge le molecole bioattive
(Fonte foto: Vincenzo Morreale)
Poiché il fico d'India cresce in zone di elevata irradiazione solare, la scelta compiuta dai ricercatori era ovvia: utilizzare l'energia solare per il processo di essiccazione. E' stato dunque modificato un essiccatoio commerciale per tabacco, dotandolo di 36 m2 di pannelli solari termici ad aria calda, disposti su un piano fisso a 60° orientato direttamente a Sud (Foto 2/Foto di copertina). Tali pannelli hanno una copertura di policarbonato a nido d'ape, trattato con un materiale anti UV nella faccia esterna, e l'assorbitore è di alluminio trattato galvanicamente con ossido di cromo, che gli conferisce proprietà selettive (assorbe la radiazione solare, ma ne emette poca radiazione infrarossa, aumentando l'efficienza). I pannelli costruiti con i suddetti accorgimenti possono raggiungere una efficienza media pari all'84%. Nelle condizioni climatiche di San Cono, 1670 kWh/m2 anno (Atlante Solare italiano dell'Enea), e tenendo conto dell'efficienza media di conversione, la ditta costruttrice stima che l'energia disponibile in un anno per l'essiccazione sarà pari a 53.402 kWh/anno.
Foto 2: L'essiccatoio solare
(Fonte foto: Vincenzo Morreale)
Durante la prima prova, realizzata lo scorso maggio, sono state essiccate cinque tonnellate di cladodi. La temperatura di essiccazione è stata 45°C, impiegando cinque giorni per arrivare all'umidità di prodotto ottimale, pari al 10%. Il risultato inatteso (Foto 2) è stato il colore del prodotto così ottenuto: un bel verde che indica che la clorofilla, e forse anche gli enzimi naturali dei cladodi, si sono conservati durante il processo.
Foto 3: Un chip di cladodo all'uscita dall'essiccatoio solare. Si osserva il colore verde della corteccia, indicatore che la stessa contiene ancora clorofilla
(Fonte foto: Vincenzo Morreale)
Nonostante il processo di essiccazione solare duri cinque giorni, mentre quello con gas naturale ne richiede solo tre giorni, la sicurezza del prodotto essiccato con i pannelli solari è maggiore. Dalla letteratura scientifica risulta che l'essiccazione con gas naturale a 65°C tende ad attivare la contaminazione con alcuni tipi di batteri termoresistenti. Nell'esperimento siciliano, invece, non è stato riscontrato alcun tipo di contaminazione batterica del prodotto finale.
Tale risultato apre una serie di possibili filiere produttive, oltre all'estrazione della fibra dietetica e la mucillagine in polvere per l'industria alimentare. Infatti, la clorofilla ha diverse applicazioni, dall'industria farmaceutica a quella dei deodoranti personali e di ambienti.
Il successivo passo della ricerca sarà dotare l'essiccatoio di un sistema di pannelli fotovoltaici, con lo scopo di alimentare le soffianti d'aria e il sistema di controllo, che nella prima prova erano alimentati direttamente dalla rete elettrica.
Conclusioni
Questo progetto dimostra la fattibilità industriale di creare una nuova industria biotecnologica, capace di dare un elevato valore aggiunto alla produzione agricola delle zone semi-aride del Sud Italia, e in particolare in Sicilia, principale produttore mondiale di fichi d'India.Per maggiori informazioni, i lettori interessati possono rivolgersi al dottore Vincenzo Morreale, coordinatore del progetto OpuntiaBiotech, morreale.v@gmail.com
