Sensori alimentari: applicazioni per garantire la salubrità del prodotto e ridurre lo spreco

In recent years we have witnessed a growth in the sensorial sensor tools, the sensors in fact have proved to be reliable, sensitive and at the same time able to shorten the times of traditional sector analyzes as the result in real time. Sensors are advanced detection devices, designed for food monitoring in order to improve their healthiness and reduce waste; they consist of a recognition element capable of recognizing a specific analyte represented by biological contaminants, chemical contaminants, allergens, frauds or factors that reduce the shelf life of the food such as sudden changes in temperature, accumulation of gas and changes in pH, the of the analyte by the recognition element determines that subsequent changes are converted by the transducer into an electronic signal or optical result at the concentration of the chemical species under examination, finally processed by the signal processor to be displayed by users in digital form or visual. Sensors are generally classified according to the physical-chemical parameters they measure, there are chemical, biological and physical sensors; a further classification is based on the signal transduction technique, which divides them into electrochemical, optical, colorimetric, thermal and acoustic sensors; then there are traditional systems and multisensory systems, the latter, unlike the traditional ones, are able to define several analytes at the same time. The thesis description characteristics of biological sensors, such as electrochemical sensors which are mainly based on useful enzymatic agents, are the main ones used in the quality control of sector operators to the sector in order to improve the management of the self-control food system, optimizing speed. and the simplicity of the analyzes. Subsequently, given the increasing increase in food allergies and intolerances in the population, it will be another type of biological sensor presented for people suffering from an increasingly widespread presentation, celiac disease. It is able to contain on the presence or absence of gluten in the food product, it is a biosensor which is based on the formation of the antigen-antibody complex. Finally, the aspects of a new generation of packaging materials will be analyzed, smart packaging and the application of colorimetric indicators that, following chemical, thermal or mechanical stimuli in food, according to a change in their state of conservation.

In questi ultimi anni abbiamo assistito ad una crescita del settore sensoristico, i sensori infatti si sono rivelati strumenti affidabili, sensibili e allo stesso tempo capaci di accorciare i tempi delle tradizionali analisi fornendo il risultato in tempo reale. I sensori alimentari sono dispositivi di rilevamento avanzati, progettati per il monitoraggio degli alimenti al fine di migliorare la loro salubrità e ridurre lo spreco; sono costituiti da un elemento di riconoscimento capace di riconoscere uno specifico analita rappresentato da contaminanti biologici, contaminanti chimici, allergeni, frodi alimentari o da fattori responsabili della riduzione della shelf life dell’alimento come sbalzi di temperatura, accumulo di gas e cambiamenti di pH, il riconoscimento dell’analita da parte dell’ elemento di riconoscimento determina modifiche chimico-fisiche che successivamente vengono convertite dal trasduttore in un segnale elettronico o ottico proporzionale alla concentrazione della specie chimica in esame, infine il risultato viene elaborato dal processore di segnale per essere visualizzato dagli utenti in forma digitale o visiva. I sensori vengono generalmente classificati in base ai parametri fisico-chimici che misurano, si avranno sensori chimici, biologici e fisici; un’ ulteriore classificazione si basa sulla tecnica di trasduzione del segnale, la quale li suddivide in sensori elettrochimici, ottici, colorimetrici, termici e acustici; esistono poi sistemi tradizionali e sistemi multisensoriali, quest’ ultimi a differenza di quelli tradizionali, sono in grado di identificare più analiti contemporaneamente. La tesi descrive le principali caratteristiche dei sensori biologici, come i sensori elettrochimici il quali si basano principalmente su reazioni enzimatiche, sono solitamente impiegati nel controllo della qualità tecnologica delle produzioni, risultando utili agli operatori del settore alimentare al fine di migliorare la gestione del sistema di autocontrollo, ottimizzando la velocità e la semplicità delle analisi. Successivamente visto il crescente aumento di allergie e intolleranze alimentari nella popolazione, sarà presentato un altro tipo di sensore biologico innovativo utile per le persone affette da una patologia sempre più diffusa, la celiachia. Esso è in grado di determinare la presenza o meno di glutine nel prodotto alimentare, si tratta di un biosensore che si basa sulla formazione del complesso antigene-anticorpo. Infine saranno analizzati gli aspetti di una nuova generazione di materiali di imballaggio, lo smart packaging e l’applicazione degli indicatori colorimetrici che in seguito a stimoli chimici, termici o meccanici negli alimenti, sviluppano un cambiamento colorimetrico al fine di monitorare il loro stato di conservazione.