Assessing Household Food Waste in Italy: A Methodology for Detecting Drivers and Quantities

It has been estimated that one third of edible food destined for human consumption is lost or wasted along the food supply chain globally. Much of the waste comes from Global North, where consumers are considered as the bigger contributors. Different studies tried to analyze and estimate the Household Food Waste (HFW), especially in UK and Northern Europe. The result is that accurate studies at national level exist only in UK, Finland and Norway while no such studies are available in Italy, except for survey- based researches. Though, there is a widespread awareness that such methods might be not able to estimate Food Waste. Results emerging from literature clearly suggest that survey estimate inferior amounts of Food Waste as a result, if compared to waste sorting and weighting analysis or to diary studies. The hypothesis that household food waste is under-estimated when gathered through questionnaires has been enquired into. First, a literature review of behavioral economics and heuristics has been proposed; then, a literature review of the sector listing the existing methodologies to gather national data on Household Food Waste has been illustrated. Finally, a pilot experiment to test a mixed methodology is proposed. While literature suggests that four specific cognitive biases might be able to affect the reliability of answers in questionnaires, results of the present experiment clearly indicate that there is a relevant difference between how much the individual thinks to waste and he/she actually does. The result is a mixed methodology based on questionnaire, diary and waste sorting, able to overcome the cons of each single method.

Life Cycle Assessment of Peach Nectar: a comparative analysis between conventional and bioenergy-from-waste integrated food chains

Modern food systems are characterized by a high energy intensity as well as by the production of large amounts of waste, residuals and food losses. This inefficiency presents major consequences, in terms of GHG emissions, waste disposal, and natural resource depletion. The research hypothesis is that residual biomass material could contribute to the energetic needs of food systems, if recovered as an integrated renewable energy source (RES), leading to a sensitive reduction of the impacts of food systems, primarily in terms of fossil fuel consumption and GHG emissions. In order to assess these effects, a comparative life cycle assessment (LCA) has been conducted to compare two different food systems: a fossil fuel-based system and an integrated system with the use of residual as RES for self-consumption. The food product under analysis has been the peach nectar, from cultivation to end-of-life. The aim of this LCA is twofold. On one hand, it allows an evaluation of the energy inefficiencies related to agro-food waste. On the other hand, it illustrates how the integration of bioenergy into food systems could effectively contribute to reduce this inefficiency. Data about inputs and waste generated has been collected mainly through literature review and databases. Energy balance, GHG emissions (Global Warming Potential) and waste generation have been analyzed in order to identify the relative requirements and contribution of the different segments. An evaluation of the energy “loss” through the different categories of waste allowed to provide details about the consequences associated with its management and/or disposal. Results should provide an insight of the impacts associated with inefficiencies within food systems. The comparison provides a measure of the potential reuse of wasted biomass and the amount of energy recoverable, that could represent a first step for the formulation of specific policies on the integration of bioenergies for self-consumption.

Dallo spreco alimentare alla creazione di capitale sociale. Definizione di strumenti metodologici per la valutazione dell'impatto sociale dei progetti di recupero alimentare

Ogni anno in Europa milioni di tonnellate di cibo vengono gettate via. Una stima pubblicata dalla Commissione europea afferma che, nei 27 Stati membri, 89 milioni di tonnellate di cibo, o di 179 kg pro capite, vengono scartati. Lo spreco si verifica lungo tutta la catena di agro alimentare; la riduzione dei rifiuti alimentari è diventata una delle priorità dell'agenda europea. La ricerca si concentra su un caso studio, Last Minute Market, un progetto di recupero di sprechi alimentari. L'impatto di questo progetto dal punto di vista economico e ambientale è già stato calcolato. Quello che verrà analizzato è l'impatto di questa iniziativa sulla comunità e in particolare sul capitale sociale, definito come "l'insieme di norme e reti che consentono l'azione collettiva". Obiettivo del presente lavoro è, quindi, quello di eseguire, attraverso la somministrazione di un questionario a diversi stakeholder del progetto, un’analisi confrontabile con quella del 2009 e di verificare a distanza di cinque anni, se l'iniziativa Last Minute Market abbia prodotto una crescita di capitale sociale nella comunità interessata da questa iniziativa. Per riassumere l’influenza del progetto sul capitale sociale in un indice sintetico, viene calcolato quello che verrà chiamato indice di "affidabilità del progetto" (definito in statistica, la "capacità di un prodotto, un sistema o un servizio di fornire le prestazioni richieste, per un certo periodo di tempo in condizioni predeterminate").

Quali-quantitative study of the phenolic and polyphenolic compounds and their antioxidant capacity in vegetal matrix processed with different technologies

Food technologies today mean reducing agricultural food waste, improvement of food security, enhancement of food sensory properties, enlargement of food market and food economies. Food technologists must be high-skilled technicians with good scientific knowledge of food hygiene, food chemistry, industrial technologies and food engineering, sensory evaluation experience and analytical chemistry. Their role is to apply the modern vision of science in the field of human nutrition, rising up knowledge in food science. The present PhD project starts with the aim of studying and improving frozen fruits quality. Freezing process in very powerful in preserve initial raw material characteristics, but pre-treatment before the freezing process are necessary to improve quality, in particular to improve texture and enzymatic activity of frozen foods. Osmotic Dehydration (OD) and Vacuum Impregnation (VI), are useful techniques to modify fruits and vegetables composition and prepare them to freezing process. These techniques permit to introduce cryo-protective agent into the food matrices, without significant changes of the original structure, but cause a slight leaching of important intrinsic compounds. Phenolic and polyphenolic compounds for example in apples and nectarines treated with hypertonic solutions are slightly decreased, but the effect of concentration due to water removal driven out from the osmotic gradient, cause a final content of phenolic compounds similar to that of the raw material. In many experiment, a very important change in fruit composition regard the aroma profile. This occur in strawberries osmo-dehydrated under vacuum condition or under atmospheric pressure condition. The increment of some volatiles, probably due to fermentative metabolism induced by the osmotic stress of hypertonic treatment, induce a sensory profile modification of frozen fruits, that in some way result in a better acceptability of consumer, that prefer treated frozen fruits to untreated frozen fruits. Among different processes used, a very interesting result was obtained with the application of a osmotic pre-treatment driven out at refrigerated temperature for long time. The final quality of frozen strawberries was very high and a peculiar increment of phenolic profile was detected. This interesting phenomenon was probably due to induction of phenolic biological synthesis (for example as reaction to osmotic stress), or to hydrolysis of polymeric phenolic compounds. Aside this investigation in the cryo-stabilization and dehydrofreezing of fruits, deeper investigation in VI techniques were carried out, as studies of changes in vacuum impregnated prickly pear texture, and in use of VI and ultrasound (US) in aroma enrichment of fruit pieces. Moreover, to develop sensory evaluation tools and analytical chemistry determination (of volatiles and phenolic compounds), some researches were bring off and published in these fields. Specifically dealing with off-flavour development during storage of boiled potato, and capillary zonal electrophoresis (CZE) and high performance liquid chromatography (HPLC) determination of phenolic compounds.

Impatto ambientale dei rifiuti e degli sprechi agroalimentari in Europa e in Italia

Nonostante il fatto che una gran parte del mondo viva ancora oggi a livelli di sussistenza, i dati in nostro possesso ci indicano che le attività umane stanno esaurendo le risorse ambientali del pianeta. La causa di questo eccessivo sfruttamento delle risorse è da ricercare nei pattern non sostenibili di produzione e consumo dei paesi sviluppati. La preoccupazione per le conseguenze sull'ambiente e la lotta al cambiamento climatico hanno posto le politiche ambientali al centro dell'attenzione internazionale. Il Protocollo di Kyoto e la Commissione Europea hanno stabilito degli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra, rispettivamente del 12% entro il 2012 e del 20% entro il 2020. All'interno del Protocollo di Kyoto l'obiettivo per l'Italia è ridurre del 6,5% le emissioni di gas serra nazionali rispetto al 1990. Le politiche mirate alla riduzione delle emissioni di gas serra hanno in genere come obiettivo gli impianti energetici e i trasporti. Poca attenzione viene data alla filiera agroalimentare pur sapendo che l'agricoltura ha un forte impatto sull'ambiente e recenti studi stimano che circa il 50% del cibo prodotto viene perso o buttato via dalla produzione al consumo. Alla luce di questi dati, il mio lavoro di tesi ha avuto come obiettivo quello di quantificare i rifiuti e gli sprechi agroalimentari in Europa e in Italia e stimare l'impatto ambientale associato. I dati raccolti in questa tesi mettono in evidenza l'importanza di migliorare l'efficienza della filiera agroalimentare per ridurre l'impatto ambientale nazionale e rispettare gli accordi internazionali sulla lotta ai cambiamenti climatici.

Lo spreco alimentare domestico in Italia: stime, cause ed impatti

Non esiste una definizione standard di spreco alimentare, così come non esistono metodologie uniformi per calcolarlo. Gli studi finora realizzati sullo spreco sono carenti, i dati raccolti spesso insufficienti. Il cibo viene sprecato ad ogni stadio della filiera alimentare, dal campo alla tavola. Nei Paesi Membri dell’Unione Europea, le famiglie – secondo dati elaborati da Eurostat- sono le principali responsabili dello spreco. Secondo la FAO, ogni europeo spreca ogni anno 179 chili di alimenti. Last Minute Market, spin off accademico che si occupa di ridurre e recuperare lo spreco, ha stimato che a livello domestico in Italia si sprecano mediamente il 17% dei prodotti ortofrutticoli acquistati, il 15% di pesce, il 28% di pasta e pane, il 29% di uova, il 30% di carne e il 32% di latticini. Da un punto di vista economico, lo sperpero alimentare significa una perdita di 1.693 euro l’anno per famiglia. Per inquadrare lo spreco alimentare domestico in Italia e gettare luce su dati contrastanti emersi da diversi studi finora realizzati, la tesi – dopo aver presentato stime a livello globale, europeo e italiano – si concentra sull’analisi dei dati emersi da un questionario sullo spreco domestico, compilato da 3.087 italiani tra il mese di novembre e quello di dicembre 2012. L’indagine socio-economica è stata realizzata in collaborazione con la Commissione Europea (DG JCR, Istituto per la Tutela della Salute dei Consumatori) e il Karlsruhe Institut für Technologie. Il questionario è stato posto sulla piattaforma online surveymonkey. La tesi ha avuto come obiettivi l’identificazione di dati quantitativi circa “quanto si spreca” , “cosa si spreca”, l’individuazione delle cause sociali, valoriali, comportamentali e di stile di vita, dello spreco alimentare delle famiglie italiane, l’impatto economico dello spreco sul budget domestico e l’elaborazione di profili di consumatori attraverso la cluster analysis.

Strumenti di prevenzione e riduzione degli sprechi alimentari. Un piano nazionale per l'Italia

Negli ultimi anni lo spreco alimentare ha assunto un’importanza crescente nel dibattito internazionale, politico ed accademico, nel contesto delle tematiche sulla sostenibilità dei modelli di produzione e consumo, sull’uso efficiente delle risorse e la gestione dei rifiuti. Nei prossimi anni gli Stati Membri dell’Unione Europea saranno chiamati ad adottare specifiche strategie di prevenzione degli sprechi alimentari all’interno di una cornice di riferimento comune. Tale cornice è quella che si va delineando nel corso del progetto Europeo di ricerca “FUSIONS” (7FP) che, nel 2014, ha elaborato un framework di riferimento per la definizione di “food waste” allo scopo di armonizzare le diverse metodologie di quantificazione adottate dai paesi membri. In questo scenario, ai fini della predisposizione di un Piano Nazionale di Prevenzione degli Sprechi Alimentari per l’Italia, il presente lavoro applica per la prima volta il “definitional framework” FUSIONS per l’analisi dei dati e l’identificazione dei principali flussi nei diversi anelli della filiera e svolge un estesa consultazione degli stakeholder (e della letteratura) per identificare le possibili misure di prevenzione e le priorità di azione. I risultati ottenuti evedenziano (tra le altre cose) la necessità di predisporre e promuovere a livello nazionale l’adozione di misure uniformi di quantificazione e reporting; l’importanza del coinvolgimento degli stakeholder nel contesto di una campagna nazionale di prevenzione degli sprechi alimentari; l’esigenza di garantire una adeguata copertura economica per le attività di pianificazione e implementazione delle misure di prevenzione da parte degli enti locali e di un coordinamento a livello nazionale della programmazione regionale; la necessità di una armonizzazione/semplificazione del quadro di riferimento normativo (fiscale, igienico-sanitario, procedurale) che disciplina la donazione delle eccedenze alimentari; l’urgenza di approfondire il fenomeno degli sprechi alimentari attraverso la realizzazione di studi di settore negli stadi a valle della filiera.

Verso il consumo sostenibile: i prodotti biologici nelle abitudini alimentari degli italiani

Scegliere di consumare in modo sostenibile significa passare ad un nuovo modello di consumo. Tale modello richiede una maggiore consapevolezza e responsabilità da parte dei consumatori, unite all'adozione di nuovi stili di vita e di scelte d’acquisto, che permettano il raggiungimento di elevati livelli di benessere nel rispetto dell'ambiente. Un notevole sforzo è stato compiuto recentemente dai policy maker per incoraggiare il consumo sostenibile quali implementazioni dello sviluppo sostenibile. Ancora lunga, tuttavia, è la strada da percorrere per raggiungere pienamente questo obiettivo. Tra i prodotti sostenibili, il biologico si è rivelato di gran lunga il più rappresentativo: le statistiche di questo mercato mostrano, infatti, tendenze positive, sebbene il consumo risulti ancora eterogeneo e contenuto rispetto al consumo di alimenti convenzionali. Ciò mostra che il comportamento dei consumatori non è ancora abbastanza reattivo alle suddette politiche. Il presente studio si propone di contribuire alla ricerca sul consumo sostenibile approfondendo i fattori che incoraggiano o impediscono il consumo di prodotti alimentari biologici in Italia. Adottando un nuovo approccio si cerca di capire come i diversi segmenti di diete alimentari affrontino gli alimenti biologici in termini di consumi e di atteggiamenti. Un'analisi multivariata a più fasi è stata condotta su un campione di 3.004 consumatori. Un’analisi delle componenti principali non lineare è stata applicata alle variabili ordinali che misurano il consumo di ventuno categorie di alimenti. Successivamente è stata applicata la cluster analysis che ha dato luogo a quattro segmenti di abitudini alimentari. I prodotti biologici sono diventati parte delle abitudini alimentari in Italia in quasi un terzo della popolazione. Il consumo sembra essersi affermato soprattutto nel segmento con abitudini alimentari sane. Una scarsa attenzione ad una dieta sana, gli stili di vita, il reddito, l'accessibilità, la mancanza di consapevolezza condizionano le abitudini alimentari a scapito di un consumo più sostenibile.

Biohydrogen production from food industry waste by suspended and immobilized thermophylic bacteria

This work describes hydrogen production by anaerobic digestion of glucose, molasses and milk whey by 4 thermophilic Thermotoga strains. In the attached-cell tests, the biofilm support characterized by the highest specific surface resulted in the best H2 rate. All the Thermotoga strains examined (T. neapolitana, T. maritima, T. naphtophila, T. petrophila) could produce H2 from glucose, molasses and milk whey, both in suspended- and attached-cell tests. With all the three substrates, the best performances were obtained with T. neapolitana. Some tests were conducted out to select the optimal carrier for the attached-cell conditions. 4 types of carrier were tested: 3 sintered glass carriers and a ceramic one; the chosen carrier was Biomax.

Urban food planning, city logistics and sustainability: the role of the wholesale produce market. The cases of Parma and Bologna food hubs.

At global level, the population is increasingly concentrating in the cities. In Europe, around 75% of the population lives in urban areas and, according to the European Environmental Agency (2010), urban population is foreseen to increase up to 80 % by 2020. At the same time, the quality of life in the cities is declining and urban pollution keeps increasing in terms of carbon dioxide (CO2) emissions, waste, noise, and lack of greenery. Many of European cities struggle to cope with social, economic and environmental problems resulting from pressures such as overcrowding or decline, social inequity, health problems related to food security and pollution. Nowadays local authorities try to solve these problems related to the environmental sustainability through various urban logistics measures, which directly and indirectly affect the urban food supply system, thus an integrated approach including freight transport and food provisioning policies issues is needed. This research centres on the urban food transport system and its impact on the city environmental sustainability. The main question that drives the research analysis is "How the urban food distribution system affects the ecological sustainability in modern cities?" The research analyses the city logistics project for food transport implemented in Parma, Italy, by the wholesale produce market. The case study investigates the renewed role of the wholesale market in the urban food supply chain as commercial and logistic operator, referring to the concept of food hub. Then, a preliminary analysis on the urban food transport for the city of Bologna is presented. The research aims at suggesting a methodological framework to estimate the urban food demand, the urban food supply and to assess the urban food transport performance, in order to identify external costs indicators that help policymakers in evaluating the environmental sustainability of different logistics measures

Development of instrumental and sensory analytical methods of food obtained by traditional and emerging technologies

The consumer demand for natural, minimally processed, fresh like and functional food has lead to an increasing interest in emerging technologies. The aim of this PhD project was to study three innovative food processing technologies currently used in the food sector. Ultrasound-assisted freezing, vacuum impregnation and pulsed electric field have been investigated through laboratory scale systems and semi-industrial pilot plants. Furthermore, analytical and sensory techniques have been developed to evaluate the quality of food and vegetable matrix obtained by traditional and emerging processes. Ultrasound was found to be a valuable technique to improve the freezing process of potatoes, anticipating the beginning of the nucleation process, mainly when applied during the supercooling phase. A study of the effects of pulsed electric fields on phenol and enzymatic profile of melon juice has been realized and the statistical treatment of data was carried out through a response surface method. Next, flavour enrichment of apple sticks has been realized applying different techniques, as atmospheric, vacuum, ultrasound technologies and their combinations. The second section of the thesis deals with the development of analytical methods for the discrimination and quantification of phenol compounds in vegetable matrix, as chestnut bark extracts and olive mill waste water. The management of waste disposal in mill sector has been approached with the aim of reducing the amount of waste, and at the same time recovering valuable by-products, to be used in different industrial sectors. Finally, the sensory analysis of boiled potatoes has been carried out through the development of a quantitative descriptive procedure for the study of Italian and Mexican potato varieties. An update on flavour development in fresh and cooked potatoes has been realized and a sensory glossary, including general and specific definitions related to organic products, used in the European project Ecropolis, has been drafted.

Valorisation of organic waste: new developments from proton nuclear magnetic resonance characterization

The last half-century has seen a continuing population and consumption growth, increasing the competition for land, water and energy. The solution can be found in the new sustainability theories, such as the industrial symbiosis and the zero waste objective. Reducing, reusing and recycling are challenges that the whole world have to consider. This is especially important for organic waste, whose reusing gives interesting results in terms of energy release. Before reusing, organic waste needs a deeper characterization. The non-destructive and non-invasive features of both Nuclear Magnetic Resonance (NMR) relaxometry and imaging (MRI) make them optimal candidates to reach such characterization. In this research, NMR techniques demonstrated to be innovative technologies, but an important work on the hardware and software of the NMR LAGIRN laboratory was initially done, creating new experimental procedures to analyse organic waste samples. The first results came from soil-organic matter interactions. Remediated soils properties were described in function of the organic carbon content, proving the importance of limiting the addition of further organic matter to not inhibit soil processes as nutrients transport. Moreover NMR relaxation times and the signal amplitude of a compost sample, over time, showed that the organic matter degradation of compost is a complex process that involves a number of degradation kinetics, as a function of the mix of waste. Local degradation processes were studied with enhanced quantitative relaxation technique that combines NMR and MRI. The development of this research has finally led to the study of waste before it becomes waste. Since a lot of food is lost when it is still edible, new NMR experiments studied the efficiency of conservation and valorisation processes: apple dehydration, meat preservation and bio-oils production. All these results proved the readiness of NMR for quality controls on a huge kind of organic residues and waste.