Tre giorni, è la media in cui una fragola “sopravvive” dal momento in cui arriva sul banco frigo del supermercato. Su scala aggregata, quel margine di pochi giorni si traduce in uno dei capitoli più costosi dello spreco alimentare italiano dove, ogni anno si butta cibo per 13,5 miliardi di euro e in cima alla classifica degli sprechi domestici c’è proprio la frutta fresca.

A determinare quell'orologio biologico, sul piano microbiologico, è quasi sempre lo stesso microrganismo: la Botrytis cinerea, la comune muffa grigia, un fungo specializzato nell'attacco dei piccoli frutti deperibili. Da oltre vent'anni la chimica dei materiali per il packaging alimentare sta tentando di rallentare questi tempi integrando nelle plastiche industriali sostanze antimicrobiche, ma il problema tecnico più ricorrente non è trovare un principio attivo efficace in laboratorio: è conservarne l'attività una volta che viene incorporato nel film plastico, punto in cui molti additivi vedono ridurre drasticamente l'effetto.

È su questo gap che si è concentrato negli ultimi due anni il lavoro di Alkelux, startup deeptech sassarese fondata dal chimico Matteo Poddighe con l'obiettivo di estendere la shelf-life degli alimenti freschi e ridurre lo spreco alimentare lungo la filiera dell'ortofrutta. La tecnologia al centro dell'azienda è un additivo industriale a base di nano-polymer dots ottenuti dagli scarti di lavorazione della liquirizia che oggi è al centro di una nuova fase di test microbiologici. I risultati, validati da laboratori certificati terzi, indicano un'attività antimicrobica significativa contemporaneamente su tre fronti: virus, batteri e funghi. 

“Ho iniziato a studiare i nanomateriali a base carboniosa durante il dottorato, lavorando sulla diffusione virale in piena pandemia”, racconta Matteo Poddighe, CEO e founder di Alkelux. “Quando ci siamo accorti che gli stessi nano-polymer dots potevano essere ottenuti dagli scarti di una filiera locale come quella della liquirizia e che mantenevano efficacia antimicrobica anche dentro un film plastico industriale, abbiamo iniziato a costruire Alkelux. Oggi questi dati sono validati e ci permettono di pensare al packaging come a una piattaforma anziché a un singolo prodotto”.

Dalla peluria delle radici di liquirizia ai nano-polymer dots

L'additivo appartiene alla famiglia dei carbon dots, classe di nanomateriali a base carboniosa scoperta nei primi anni Duemila e ancora oggetto di intensa ricerca: si tratta di nanoparticelle con una superficie popolata di siti attivi, ciascuno capace di intercettare virus, batteri o funghi al contatto. Quelli sviluppati da Alkelux derivano dalla peluria delle radici di liquirizia, oggi l'unico scarto della filiera senza impiego industriale: non serve all'estrazione dei principi attivi destinati a farmacia e dolciario, né funziona come combustibile per pellet e finisce quindi tritata nei campi come ammendante o stoccata come rifiuto. Una doppia condizione, l'assenza di usi alternativi e la disponibilità in eccesso, che si traduce in volumi rilevanti: l'85% della produzione italiana di liquirizia è calabrese, e di quella filiera la peluria rappresenta centinaia di tonnellate l'anno.

Oltre alle fragole, su cui l'azienda ha consolidato la validazione tecnica, sono in corso aperture in tre settori: il packaging della carne, dove la sicurezza microbiologica è il driver principale dello spreco; il settore della panificazione, segnato da analoghi problemi di contaminazione fungina; e i dispositivi monouso del comparto biomedicale, segmento ad altissimo impatto ambientale ancora poco presidiato dalla chimica sostenibile.

I tre fronti di attività antimicrobica e il mantenimento dell'efficacia nel passaggio in vivo

I recenti test in vitro condotti sull'additivo hanno restituito risultati significativi su tre categorie microbiologiche distinte. Nei confronti di specifici virus target, i nano-polymer dots sono stati in grado di eliminare fino al 98% della carica virale, evidenziando una forte attività antivirale già a basse concentrazioni. Sul fronte batterico, i test hanno mostrato un significativo effetto inibitorio nei confronti dei batteri Gram-positivi, categoria di particolare importanza per la sicurezza alimentare dei prodotti freschi. L'attività più marcata è stata osservata, infine, contro i funghi tipicamente responsabili del deterioramento della frutta fresca: utilizzando l'additivo così come si presenta, è stata osservata un'inibizione della crescita del micelio fungino fino a 14 giorni nei confronti del responsabile della muffa grigia delle fragole.

Il dato considerato più rilevante sul piano industriale, però, non riguarda la singola attività antimicrobica, ma il suo comportamento nel passaggio dal laboratorio al prodotto finito. Nella scienza dei materiali antimicrobici per packaging, l'integrazione del principio attivo all'interno delle plastiche industriali è il punto in cui molte tecnologie perdono efficacia, un fenomeno ancora irrisolto per gran parte delle soluzioni oggi sul mercato. I film plastici che incorporano i nano-polymer dots di Alkelux sono in grado di mantenere un'attività inibitoria sulla crescita fungina per circa 8-9 giorni, contro i 14 giorni dell'additivo non incorporato, indicando una conservazione significativa dell'efficacia nel passaggio in vivo.

“La vera sfida tecnica di un additivo antimicrobico per packaging non è dimostrare l'efficacia in vitro, ma conservarla nel prodotto finito”, sottolinea Poddighe, e continua: “Con l'apertura dell'impianto pilota di Sassari, tra settembre e ottobre di quest’anno, faremo il primo salto industriale, da 10 kg a 4,5 tonnellate annue. Il passo successivo, già pianificato, sarà poi l'impianto industriale in Calabria, nel cuore della filiera della liquirizia”.