PROCESS INNOVATIONS FOR QUALITY FOOD PRODUCTION IN A SHORT SUPPLY CHAIN CONTEXT USING CONVENTIONAL AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES.

Abstract The survival of many small and very small businesses that characterize the Italian agricultural context, depends on their ability to differentiate their products and the propensity to turn toward new forms of income, such as farmers' markets and network trade. Certainly the Italy’s Finance Act of 2007 gave a powerful boost to everything that revolves around the short supply chain in agro-food sector. Such a change, however, requires structural changes in companies indeed. The consequent metamorphosis also relates with the company technological facilities and the ability to use it. A study conducted by the project MIERI, shows that the equipment's market for food industrial production offers a very narrow range of small size equipments. Enterprises who would like to enter the promising markets connected to the processed food trade in the context of a short chain cannot easily find, on the facilities market, technological solutions consistent with their needs. Modern food industry is constantly looking for new paths in order to obtain original products. More and more often the attention during their development is focused on their healthiness and naturalness. In this context small producers are penalized due to several reasons, mostly depending on food safety and a lack of technology. Recently, research on small food processing plants is giving new tools to small and craft producers. It is now possible to combine food safety and quality, typical of big factory, with high quality raw materials, typical at many craft producer, thus solving many typical problems of craft producers, related to food security, technology, logistics and accessibility. In recent years the focus on the implementation of alternative energy sources use and the reduction of scrap and waste, aimed in the direction of a more sustainable production, has become a global issue. Unlike big industry, small and very small producers own the characteristics to include in their production cycles both the use of renewable energy and the option to operate careful policies aimed to a real reduction of scrap and waste. This study focused firstly on developing a number of food products, taking into account the above, namely: link with the territory, local traditions, food quality and safety, use of alternative energy. Secondly, the study focused on the verification both by a biochemical and a sensory point of view of the developed foods quality. As final analysis is carried out an energy balance concerning the productions that allow the use of alternative energies. During this study were developed 14 products: 4 types of marmalade, 1 multifunctional sugar substitute, 3 dried products, 5 types of yogurt, 1 type of fruit candy. Their study and production took place by means of two prototype systems: a miniaturized processing line and a solar drier system. For each product type was followed the behavior of one or more process biochemical markers (thermally unstable molecules considered important from the nutritional point of view). In most of the products developed were obtained good results in sensory tests and was observed a considerable retention of the quality processing markers thus both confirming the good quality of the products developed. The markers retention varies according to the specific product and the technological treatments used. Moreover, sensory analysis, gave results that reflect a high overall liking of the products tested (where performed). The trials performed with the aim to evaluate the use of alternative energy sources for the production of foods or semi-finished products gave clearly positive results, despite, in some cases, the experimental and plant conditions have been observed as limiting.

Riassunto La sopravvivenza delle numerose imprese piccole e molto piccole che caratterizzano il contesto agricolo italiano, dipende dalla loro capacità di differenziare la loro produzione e dalla propensione al rivolgersi verso nuove forme di reddito, come i mercati contadini e il commercio in rete. Certamente la Legge Finanziaria del 2007 ha dato un vigoroso impulso a tutto ciò che gravita intorno alla filiera corta in ambito agroalimentare. Questo tipo di orientamento tuttavia presuppone dei cambiamenti strutturali nelle aziende. Una tale metamorfosi riguarda in primo piano anche la dotazione impiantistica e la capacità di utilizzarla. Da uno studio condotto dal progetto MIERI, il mercato di impianti per la produzione industriale di cibo presenta una scarsissima offerta di apparecchiature di piccole dimensioni. Esiste quindi una profonda mancanza di soluzioni tecnologiche compatibili con le esigenze delle aziende che vorrebbero entrare nei promettenti circuiti commerciali legati alla circolazione di alimenti trasformati in un contesto di filiera corta. Inoltre la moderna industria è costantemente alla ricerca di nuovi percorsi finalizzati alla nascita di prodotti innovativi. Quindi, sempre più spesso, l’attenzione degli sviluppatori di nuovi prodotti è rivolta alla loro naturalità e salubrità. In un tale ambito i piccoli produttori sono svantaggiati per molte ragioni, in special modo per problemi di sicurezza alimentare e da mancanza di tecnologia Recentemente la ricerca alimentare relativa agli impianti sta lavorando nella direzione dei piccoli produttori artigianali. È infatti ora possibile avere accesso a soluzioni impiantistiche capaci di combinare: la qualità e la sicurezza alimentare, tipici della grande industria con l’altissima qualità delle materie prime che caratterizza molti produttori artigianali, inoltre risolvendo molti dei problemi legati a sicurezza, tecnologia, logistica e, accessibilità tipici di molti piccoli produttori. Negli ultimi anni l’attenzione all’uso di energie alternative e alla riduzione di scarti e sprechi, volti nella direzione di una produzione più sostenibile, è diventato un tema globale. Le piccole e piccolissime produzioni industriali hanno le caratteristiche, diversamente dalla grande industria, per poter inserire nei loro cicli produttivi l’impiego di energie rinnovabili e di operare un’attenta politica di riduzione di scarti e sprechi. Questo studio si è occupato in primo luogo di sviluppare una serie di prodotti alimentari tenendo conto di quanto detto finora e cioè: legame col territorio, tradizioni locali, qualità e sicurezza alimentare, impiego di energie alternative. In secondo luogo lo studio tratta la verifica da un punto di vista biochimico e sensoriale della qualità degli alimenti sviluppati. In ultima analisi viene fatto un bilancio energetico relativo alle produzioni che consentono l’uso di energie alternative. Durante il presente lavoro di dottorato sono stati sviluppati 14 prodotti: 4 tipi di marmellata, 1 dolcificante multifunzionale, 3 prodotti essiccati, 5 tipi di yogurt, 1 tipo di caramella di frutta. Per il loro sviluppo sono stati impiegati due impianti prototipo: una linea di trasformazione polifunzionale miniaturizzata ed un essiccatore ad energia solare. Per ogni prodotto sviluppato è stato seguito il comportamento di uno o più marker di processo (molecole termicamente instabili considerate importanti da un punto di vista nutrizionale e che sono naturalmente presenti nelle materie prime). Nella maggior parte dei prodotti sono stati ottenuti buoni risultati con i test sensoriali ed è stata osservata una considerevole ritenzione dei marker di processo, confermando quindi la buona qualità dei prodotti sviluppati. Il livello di ritenzione dei marker varia in funzione del prodotto specifico e dei trattamenti tecnologici utilizzati. Anche l’analisi sensoriale, dove eseguita, ha dato risultati che rispecchiano un alto gradimento dei prodotti testati. Le prove realizzate col fine di valutare l’uso di energie alternative per la produzione di alimenti o semilavorati hanno dato risultati nettamente positivi, nonostante, in alcuni casi, le condizioni sperimentali e impiantistiche si siano rilevate limitanti.