Post-raccolta fragola: stato dell’arte e nuove frontiere dalla ricerca

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Complice il suo sapore caratteristico, l’aroma delicato e l’elevato valore nutrizionale, con un elevato contenuto di composti polifenolici, fibre, vitamine e potassio, la fragola è uno dei frutti più apprezzati dai consumatori. Al contempo, però, rientra anche tra i frutti più deperibili del comparto ortofrutticolo, caratterizzata da una consistenza morbida, elevato contenuto di acqua, elevato tasso di respirazione e rapido deterioramento. I frutti, inoltre, presentano notevole suscettibilità a danni meccanici e all’azione di patogeni del post-raccolta, che portano alla frequente comparsa di marciumi e alla proliferazione di muffe. 

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Patogeni e gestione tradizionale

In particolare, tra i principali patogeni della fragola, Botrytis cinerea è l’agente causale della muffa grigia. Il fungo, che si avvantaggia di condizioni di elevata umidità, è un patogeno comune e di difficile gestione su numerose colture, ove causa problemi sia in campo, sia nelle fasi successive alla raccolta. I tessuti infetti mostrano tipicamente sintomi di marciume molle e si ricoprono di una sporificazione grigiastra, che genera un abbondante inoculo costituito dai conidi del patogeno. Frequenti su fragole sono anche le infezioni da Rhizopus spp. e Mucor spp., che causano un marciume molle deliquescente che si trasmette rapidamente da frutto infetto a frutto sano, causando perdite consistenti di prodotto. I frutti infetti si ricoprono di strutture fungine sottili, soffici e cotonose, che portano all’apice numerosi corpi fruttiferi di colore nero. Altri patogeni responsabili di alterazioni dei frutti di fragola in post-raccolta sono Colletotrichum spp., Penicillium spp. e, meno frequentemente, Aspergillus spp., Alternaria spp. e Cladosporium spp. 

Raccolta, conservazione e strategie di difesa

Negli ultimi anni, la ricerca sta investendo molti sforzi per introdurre tecnologie innovative in grado di prolungare la conservabilità dei prodotti nelle fasi successive alla raccolta, senza comprometterne la qualità. Essendo un frutto non climaterico, la fragola deve essere raccolta allo stadio ottimale di maturazione, quando ha raggiunto forma, dimensione e caratteristiche tipiche varietali. La raccolta viene effettuata a mano prelevando anche il calice verde ed evitando di danneggiare il frutto.

È fondamentale svolgere tutte le operazioni di raccolta e confezionamento in campo, mantenendo i frutti puliti ed evitando contaminazioni. Il momento ottimale per la raccolta è al mattino presto, quando il clima è ancora fresco, così da evitare danni causati dal calore o scottature. La temperatura, infatti, incide in modo significativo sulla durata di conservazione dei frutti. Prima del trasferimento in celle frigorifere, pertanto, è consigliabile adottare sistemi di prerefrigerazione mediante raffreddamento ad aria forzata in modo da evitare gli sbalzi termici e ridurre il tasso di respirazione e i processi metabolici nei frutti appena raccolti. 

Fondamentale è preservare i frutti dall’azione di patogeni che causano alterazioni in post-raccolta. Per anni la gestione è stata prevalentemente basata sull’uso di fungicidi chimici di sintesi. Tuttavia, l’uso eccessivo e improprio di questi ultimi comporta diversi svantaggi, tra cui potenziali rischi per l’ambiente e per la salute degli operatori e dei consumatori, nonché la possibile selezione e diffusione di genotipi resistenti nelle popolazioni dei patogeni. Con un approccio di protezione integrata, un’attenta gestione agronomica, congiuntamente all’impiego di antagonisti microbici, sostanze di origine naturale e induttori di resistenza può contribuire a ridurre i fattori che compromettono la qualità del prodotto, rispondendo al tempo stesso alla crescente richiesta di sistemi di produzione più sicuri e sostenibili. Programmi di miglioramento genetico mirano, inoltre, a sviluppare nuove cultivar a maggiore shelf-life, che mantengano più a lungo la qualità e la freschezza del prodotto, con caratteri di resistenza agli stress biotici e abiotici e caratteristiche agronomiche idonee.

Tecnologie innovative per il post-raccolta

Recentemente, un’ampia sperimentazione per il miglioramento delle modalità di conservazione dei frutti di fragola ha riguardato il ricorso a trattamenti termici a bassa temperatura, il confezionamento in atmosfera modificata e il rivestimento dei frutti con prodotti naturali di origine vegetale (ad esempio, alginati, polisaccaridi, amidi e cellulose). Tale rivestimento, indicato con il termine di “coating” edibile, crea una barriera fisica attorno ai frutti, proteggendoli dalla perdita d’acqua e dal deterioramento e preservandone la qualità. Il coating favorisce una più lenta riduzione del contenuto totale di polifenoli, antociani e flavonoidi, minore deterioramento dei frutti – dovuto alla degradazione della parete cellulare, ritardata produzione di etilene, ridotta attività dei radicali liberi, ossidazione e degradazione enzimatica. Un’altra pratica molto diffusa nella gestione del post-raccolta è l’utilizzo di imballaggi ad atmosfera modificata (MAP), in cui viene alterata la composizione gassosa all’interno della confezione, utilizzando film di polipropilene o altro materiale da imballaggio, che mantengono un sufficiente livello di gas all’interno della confezione, affinché si riduca l’esposizione all’ossigeno (O₂) e aumenti il contenuto di anidride carbonica (CO₂), preservando così per tempi più lunghi le caratteristiche organolettiche dei frutti in conservazione e inibendo lo sviluppo di marciumi, quali soprattutto B. cinerea. 

In un recente studio condotto dal Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti (DiSSPA) e dal Dipartimento di Chimica dell’Università degli Studi di Bari Aldo Moro sono stati individuati principi attivi compatibili con il consumo umano da utilizzare come trattamento post-raccolta o nell’attivazione di coating edibili o materiali di confezionamento di prodotti ortofrutticoli freschi, tra cui la fragola. In seguito, prove sperimentali condotte con tappetini assorbenti attivati mediante sistemi colloidali a base di cellulosa e sali di zinco o con coating edibili a base di alginato di sodio attivati con bicarbonato di sodio o estratti vegetali hanno dimostrato la capacità di questi di migliorare significativamente la conservabilità della fragola in termini di riduzione dell’incidenza e gravità dei marciumi. Negli anni è stato utilizzato anche l’ozono (O₃) con risultati promettenti in post-raccolta, migliorando la shelf-life del prodotto e riducendo la contaminazione microbica, senza alterare la qualità dei frutti. Tuttavia, alte concentrazioni o tempi prolungati di esposizione a O₃, così come a CO₂, pur essendo efficaci nell’inibire lo sviluppo di vari patogeni, possono causare danni al frutto, soprattutto in termini di perdita di peso, colore, consistenza e contenuto di antociani.

Tecnologie emergenti e prospettive future

Una nuova frontiera della ricerca, che sta suscitando un crescente interesse, è l’impiego di trattamenti fisici non termici, in forma di applicazioni dirette e indirette. L’elettrolisi di acque di lavaggio di prodotti ortofrutticoli si è dimostrata efficace nel ridurre l’insorgenza di marciumi e la frequenza di ricambio della suddetta acqua, rendendo il processo più sostenibile. In uno studio recente, la possibilità di usare l’acqua elettrolizzata come trattamento post-raccolta (es. hydrocooling) o per il lavaggio domestico di prodotti ortofrutticoli ha prodotto risultati incoraggianti. In particolare, ha ridotto l’insorgenza e la gravità dei marciumi da B. cinerea su fragola, migliorando la conservabilità dei frutti.

Una tecnologia di più recente applicazione in post-raccolta si basa sull’impiego di plasma freddo. Il plasma è ottenuto inducendo una scarica elettrica, ad esempio applicando un alto voltaggio tra due elettrodi metallici, in una miscela gassosa (generalmente aria ambiente); si ottiene così un gas parzialmente ionizzato, appunto il plasma. La composizione del gas varia nel tempo passando da specie altamente reattive a breve tempo di vita (ioni, elettroni, radicali, radiazioni UV, specie reattive dell’azoto e dell’ossigeno denominate RONS) a molecole chimicamente stabili. Diversi studi hanno dimostrato l’efficacia sia di applicazioni dirette del plasma, dove il target è direttamente esposto ai prodotti di scarica (specie a vita breve, radicali idrossilici e radiazioni UV), sia delle applicazioni indirette, che prevedono il trattamento di un mezzo (generalmente l’acqua). Questo, arricchito di RONS a più lunga vita, interagisce con il target, evitando così la sua esposizione diretta al plasma, soprattutto in caso di matrici biologiche.

L’acqua attivata via plasma (PAW) si è dimostrata tra le più promettenti applicazioni indirette dei plasmi. In particolare, è stato dimostrato che l’irrigazione con PAW induce effetti benefici sulla crescita e sulle risposte di difesa delle piante, mentre il lavaggio con PAW favorisce la decontaminazione antimicrobica e chimica di prodotti vegetali. Un ulteriore sviluppo innovativo della tecnologia per l’impiego in post-raccolta è la nebbia attivata via plasma (Plasma Activated Fog, PAF), che aggiunge ai risultati già citati un incremento della shelf-life anche su fragola. Uno dei principali punti forti di questa tecnologia è la sostenibilità economica e ambientale. Un dispositivo che genera PAF utile al trattamento di piante o dei loro prodotti potrebbe, infatti, essere facilmente alimentato tramite pannelli fotovoltaici e richiede come unici reagenti aria e acqua. Inoltre, il trattamento con plasma non lascia residui chimici nell’ambiente e sulle matrici trattate. Per generare PAF, l’acqua viene nebulizzata, formando gocce micrometriche ricche di specie reattive. Grazie all’ampia superficie di interazione, queste microgocce risultano particolarmente efficaci e vengono facilmente convogliate sulla matrice da trattare, esplicando la loro attività senza bagnare i frutti (Figura 5) e quindi senza comprometterne la conservabilità.

n un recente studio, condotto dai gruppi di ricerca del Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti (DiSSPA) dell’Università degli Studi di Bari Aldo Moro e dell’Istituto di Scienze e Tecnologie dei Plasmi (ISTP) del CNR sede di Bari, è stata valutata e dimostrata l’efficacia di trattamenti con PAF per la decontaminazione di frutti di fragola da patogeni del post-raccolta e residui di prodotti fitosanitari. 

Nello studio è riportata l’attività inibitoria in vitro del trattamento con PAF nei confronti di funghi agenti di alterazioni del post-raccolta (Alternaria alternata, Aspergillus carbonarius, B. cinerea, Cladosporium sp., Penicillium spp. e Rhizopus sp.), con differenze di sensibilità tra le diverse specie saggiate. Per la maggior parte dei patogeni, una completa inibizione è stata ottenuta già con 3 o 5 min di trattamento, ad eccezione di A. alternata che è risultata meno sensibile all’azione del plasma. Sui frutti di fragola delle cultivar Inspire e Sabrosa, trattamenti con PAF hanno portato a una riduzione significativa dei marciumi, che ha raggiunto il 75% dopo un’esposizione di 10 minuti (Figura 6).

Le stesse condizioni di trattamento hanno ridotto significativamente i residui di prodotti fitosanitari, con flessioni sempre superiori al 40% e sino al 69% per insetticidi e acaricidi e del 34-39% per i fungicidi. Lo studio ha dimostrato l’efficacia della PAF, che combina i vantaggi dell’applicazione indiretta del plasma con un’efficiente erogazione di aerosol, garantendo una distribuzione omogenea delle specie reattive, senza stress termico o meccanico sulla superficie del frutto. Questi risultati hanno dimostrato come la PAF possa rappresentare una tecnologia altamente promettente e sostenibile dal punto di vista ambientale per affrontare le sfide post-raccolta nel settore ortofrutticolo, migliorando la sicurezza alimentare, prolungando la durata di conservazione dei prodotti freschi e riducendo al contempo in modo significativo i residui dei prodotti fitosanitari. Nel loro insieme, questi risultati indicano come il futuro del post-raccolta della fragola non risieda in una singola soluzione, ma in sistemi integrati capaci di coniugare efficacia microbiologica, tutela della qualità e sostenibilità ambientale. Sistemi che aprono così la strada a modelli di conservazione più sicuri, flessibili e compatibili con le esigenze della filiera moderna.

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A CURA DI: Palma Rosa Rotondo 1, Sebastiano Laera 1, Michela Marashi 1, Simona Marianna Sanzani 1, Ornella Incerti 1, Mara Pasqualicchio 1, Paolo Francesco Ambrico 2, Domenico Aceto 2, Rita Milvia De Miccolis Angelini 1
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1 Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti, Università degli Studi di Bari ALDO MORO, Bari, Italia
2 Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Fisica dei Plasmi (CNR-ISTP), Bari, Italia