È noto che il deterioramento degli alimenti ha molteplici cause, di cui le principali sono l’atmosfera e la temperatura. Un fattore dannoso di cui si parla meno frequentemente è la radiazione ultravioletta (UV) proveniente dal Sole, che influisce sulla conservazione degli alimenti esposti. La radiazione UV nella sua globalità si divide in tre “finestre” di lunghezza d’onda diversa: UV-A (315-400 nanometri), UV-B (280-315 nanometri) e UV-C (100-280 nanometri).

Al diminuire della lunghezza d’onda aumenta l’energia e la pericolosità dei raggi, quindi i raggi UV-C sono i più dannosi, ma per fortuna non raggiungono la superficie terrestre perché sono completamente assorbiti dallo strato di ozono. Invece è bene prestare attenzione ai raggi UV-B, che sono energetici e penetranti, e quindi provocano negli alimenti una serie di reazioni che ne compromettono la qualità. Tra gli effetti più frequenti delle radiazioni UV-B sugli alimenti c’è la diminuzione del loro valore nutrizionale e il peggioramento delle loro caratteristiche organolettiche, ma si possono anche formare composti tossici che inducono nei consumatori processi di infiammazione e malattie croniche. I componenti degli alimenti più soggetti a degradazione da parte dei raggi UV-B sono i seguenti:

• i pigmenti fotodegradabili. Ad esempio, la clorofilla, presente nelle verdure a foglia (spinaci, cicoria, broccoli, rucola, cime di rapa, cavolo nero, ecc.) si degrada per esposizione ai raggi UV-B, causando una perdita di colore. Analogamente, i carotenoidi, responsabili ad esempio delle tonalità rosse dei pomodori (il licopene) e giallo-arancione delle carote e della zucca (il beta-carotene), si deteriorano causando cambi di colore non facilmente accettabili dai consumatori;
• le vitamine, in particolare la vitamina C (acido ascorbico), che funge da agente antiossidante. A seguito del suo degrado, si ha una riduzione delle proprietà antiossidanti degli alimenti che la contengono, a cominciare dagli agrumi. Analogamente, il contenuto di riboflavina (vitamina B2) si riduce significativamente per esposizione ai raggi UV-B, riducendo ulteriormente il profilo nutrizionale degli alimenti che la contengono (spinaci, bietole, broccoli, legumi, ecc.);
• i lipidi, in particolare i grassi contenuti in alta quantità negli oli, nelle noci, nella carne e nei latticini, vengono ossidati dalle radiazioni UV-B, con formazione di radicali liberi che portano allo sviluppo di sapori e odori sgradevoli, spesso legati a rancidità;
• le proteine vengono denaturate e ossidate rapidamente dai raggi UV-B, con modifiche di consistenza e sapore che riducono la qualità dell’alimento.

Gli additivi sintetici e i materiali da imballaggio derivati dal petrolio offrono una protezione limitata contro le radiazioni UV-B. Una soluzione più promettente è rappresentata dai bio-materiali integrati con le antocianine, che sono una famiglia di oltre 600 pigmenti naturali, che hanno una struttura chimica di base comune, con diversi gruppi chimici legati che conferiscono una grande varietà di colori. Una recente rassegna di V. K. Pandey et al. (2025) mette in evidenza le proprietà e le potenziali applicazioni delle antocianine nei materiali da imballaggio a base biologica e biodegradabili, sottolineando così il loro ruolo nel migliorare la qualità degli alimenti e promuovere la sostenibilità ambientale.

Le antocianine in natura si trovano abbondantemente in alcuni tipi di frutta (mirtilli, more, lamponi, uva, ecc.), di verdura (cavolo viola, melanzane, carote viola, ecc.) e nei fiori (rose, viole, violette, ecc.). Quando presenti, le antocianine esplicano tutte le loro proprietà benefiche. Ad esempio, nei frutti di bosco le antocianine riducono lo stress ossidativo, prolungando il tempo di conservazione. La concentrazione e i tipi di antocianine variano da una fonte all’altra e questo comporta la presenza di una varietà di colori che vanno dal rosso al blu/verde. In particolare:

• le antocianine nella buccia dell’uva danno il colore rosso al vino;
• i frutti tropicali rossi come melograni, ciliegie e arance sanguine contengono antocianine rosse;
• il cavolo viola contiene principalmente cianidina, il cui colore diventa blu o rosso a seconda del pH. Questa proprietà è molto interessante perché il cambiamento di colore con il pH può essere utilizzato negli imballaggi intelligenti con un’indicazione visiva della freschezza dei prodotti.

Le antocianine non solo assorbono e bloccano i raggi UV-B, ma hanno anche una forte capacità antiossidante (riduzione dei radicali liberi) e proprietà antimicrobiche, che prolungano il tempo di conservazione degli alimenti. La rassegna elenca l’uso degli imballaggi con antocianine per proteggere diverse tipologie di alimenti dalla degradazione indotta dai raggi UV-B. Ad esempio:

• la carne di pollo o di manzo, che sviluppa facilmente processi di ossidazione dei lipidi, aumento della rancidità, perdita di acidi grassi omega-3, decolorazione della superficie e cambiamenti nella consistenza, beneficia di un aumento del tempo di conservazione quando vengono usate pellicole contenenti le antocianine, soprattutto grazie alla riduzione della crescita di Salmonella ed Escherichia coli del 50%;
• per le mele tagliate, l’imbrunimento viene ritardato e il tempo di conservazione viene prolungato del 20 % usando rivestimenti a base di antocianine;
• nei succhi di frutta il tempo di conservazione viene prolungato del 40% quando si usano materiali contenenti le antocianine;
• le antocianine rallentano l’ossidazione degli oli, riducendo la rancidità del 70%.

Inoltre, i materiali con antocianine formano imballaggi attivi e trasparenti in grado di prolungare il tempo di conservazione di prodotti caseari, pesce e prodotti pronti al consumo come le insalate. Infine, vengono citate soluzioni innovative come l’incapsulamento delle antocianine in bio-polimeri come il chitosano, l’acido polilattico (PLA) e l’amido per produrre materiali biodegradabili, completamente riciclabili e con elevate proprietà di barriera all’ossigeno e all’umidità.

Ad esempio, l’uso delle pellicole di chitosano con antocianine prolunga il tempo di conservazione della verdura fino al 30 % e ne riduce la perdita in peso del 25%. Purtroppo, le antocianine sono instabili dal punto di vista termico e chimico, perciò gli sforzi attuali sono rivolti a migliorare la loro stabilità per arrivare ad una produzione su larga scala. Inoltre, attualmente il costo delle antocianine è elevato, ma si prevede che possa diminuire con il loro sviluppo tecnologico.

In conclusione, le antocianiche hanno grandi potenzialità per produrre materiali innovativi ed ecologici in grado di proteggere gli alimenti dai raggi UV-B e aventi proprietà antiossidanti antimicrobiche. Cambiando colore con il pH, permettono di monitorare la freschezza degli alimenti in tempo reale e quindi possono formare materiali da imballaggio attivi. Gli sforzi futuri devono essere però finalizzati a portare la loro produzione su una scala più ampia.

Riferimenti bibliografici

V. K. Pandey et al., Journal of Food Process Engineering, 2025; https://doi.org/10.1111/jfpe.70196