Shelf life improvement: product engineering and microbiology approach focusing on minimally processed fruit

In recent decades, the consumption of fruits and vegetables has steadily risen, driven by increasing demand for minimally processed, fresh, and ready-to-eat products. This trend is influenced by fast-paced urban lifestyles and a growing public focus on personal well-being, reinforced by improved informational policies. However, this market expansion presents challenges, particularly for what concerns product quality, limited shelf life, and microbial contamination. Outbreaks caused by pathogens like Salmonella, Escherichia coli, and Listeria monocytogenes, have underscored these risks, posing public health threats and contributing to significant food waste. This thesis adopts a systemic approach to analyse these challenges and explores both traditional and innovative solutions. The methodology is twofold. The first perspective regards the microbiological sphere, focusing on investigating the behaviour of pathogenic microorganisms under various product conditions through both descriptive and predictive models. This approach aims to develop preventative strategies during processing that ensure food safety. The second perspective is rooted in product engineering, proposing post-processing solutions, such as edible coatings and modified atmosphere packaging, that actively enhance the product’s safety and extend its shelf life. Overall, the research provides comprehensive insights into the microbial risks associated with minimally processed fresh fruits and vegetables and offers practical strategies for mitigating these risks, thereby contributing to improved food safety and reduced food waste.

Negli ultimi decenni, il consumo di frutta e verdura è aumentato costantemente, con una domanda particolarmente forte per prodotti minimamente processati, freschi e ready to eat. Questa tendenza è guidata non solo dallo stile di vita frenetico tipico dei grandi centri urbani, ma anche da un rinnovato interesse pubblico verso uno stile di vita sano, ulteriormente stimolato da politiche informative più efficaci. Tuttavia, la crescita di questo nuovo mercato ha introdotto sfide complesse legate alla qualità del prodotto, in particolare la limitata durata e il rischio di contaminazione microbica. Epidemie legate a patogeni come Salmonella, Escherichia coli e Listeria monocytogenes, hanno evidenziato queste problematiche, causando significativi rischi per la salute pubblica e notevoli sprechi alimentari. Questa tesi adotta un approccio sistemico per analizzare tali sfide ed esplora soluzioni sia tradizionali che innovative. La metodologia si articola in due prospettive. La prima è di tipo microbiologico, focalizzandosi sull'analisi del comportamento dei microrganismi patogeni in diverse condizioni del prodotto, mediante modelli descrittivi e predittivi. Questo approccio mira a sviluppare strategie preventive durante la fase di lavorazione, garantendo una elevata sicurezza alimentare. La seconda prospettiva, quella del “Product Engineering”, propone soluzioni post-lavorazione, come i rivestimenti commestibili e diversi materiali di confezionamento in atmosfera modificata, che agiscono sul prodotto per aumentarne la sicurezza e prolungarne la durata. La tesi nel complesso offre una panoramica globale sui rischi microbiologici dei ai “minimally processed fruit and vegetables” e propone strategie e pratiche per mitigarli, contribuendo così a migliorare la sicurezza alimentare e a ridurre gli sprechi.