Shelf-life sempre maggiori sono ottenibili grazie allo sviluppo di materiali innovativi per l’imballaggio di alimenti. Il prolungamento della shelf-life di alimenti confezionati è anche uno dei modi per diminuire drasticamente lo spreco alimentare.
Il packaging, imballaggio o confezionamento alimentare protegge gli alimenti dall’ambiente esterno, che si mantengono integri e conservano le proprietà igieniche e organolettiche durante tutta la shelf-life. Gli imballaggi hanno quindi la funzione di contenere il prodotto, proteggerlo dalle possibili sollecitazioni meccaniche e da tutte le possibili fonti di contaminazione dall’esterno, conservare l’alimento per il tempo che intercorre tra il confezionamento, la commercializzazione e il consumo, anche in condizioni ambientali avverse.
Devono inoltre presentare il prodotto e consentirne l’identificazione, informare il consumatore, facilitare il trasporto dell’alimento da un luogo all’altro, senza danneggiarlo o alterarlo. I materiali consentiti per un packaging alimentare devono rispondere alla normativa sui materiali ed oggetti a contatto con gli alimenti (MOCA), ovvero il Regolamento (CE) n.1935/2004 (norma quadro) che stabilisce i requisiti generali cui devono rispondere tutti i materiali ed oggetti in questione. Esistono poi misure specifiche che contengono disposizioni dettagliate per i singoli materiali (materie plastiche, ceramiche vetro, carta, ecc.).
I MOCA non devono costituire un pericolo per la salute umana, comportare una modifica inaccettabile della composizione dei prodotti alimentari e comportare un deterioramento delle caratteristiche organolettiche. Tutte le aziende che sono coinvolte nella produzione di materiali che, direttamente o indirettamente, entrano in contatto con gli alimenti, come ad esempio i produttori di packaging e dei relativi componenti, l’industria alimentare, i produttori di sistemi e macchine di fabbricazione, riempimento e confezionamento di prodotti alimentari, così come tutte le imprese che importano, distribuiscono, formulano o utilizzano una sostanza, miscela o articolo, devono garantire per la sicurezza dei packaging immessi sul mercato. La sicurezza dei materiali destinati a venire a contatto con gli alimenti deve essere un prerequisito per l’industria alimentare.
Sul mercato ci sono packaging innovativi, che garantendo i requisiti di sicurezza, consentono di aumentare la shelf-life dell’alimento contenuto e che stanno suscitando grande interesse presso le aziende alimentari. Il 20% degli sprechi alimentari si genera durante i processi di trasformazione, stoccaggio/trasporto. L’aumento della shelf-life degli alimenti, porta di conseguenza ad una riduzione degli scarti alimentari, una tematica verso cui i consumatori sono molto sensibili e rappresenta una leva marketing molto interessante per le aziende alimentari.
Aumentare la shelf-life degli alimenti freschi
Il Consorzio nazionale dei produttori di cassette in cartone ondulato per ortofrutta, ha presentato uno studio “Miglioramento della qualità degli imballaggi in cartone ondulato per ortofrutta: effetti sulla shelf-life e sulle caratteristiche sensoriali del prodotto confezionato” condotto dall’Università di Bologna, promosso in collaborazione con il consorzio nazionale Comieco, che misura i benefici in termini di aumento della shelf-life in frutta e verdura conservate in imballaggi in cartone ondulato additivati di sostanze naturali in grado di contrastare gli effetti degradativi che i microrganismi hanno su questi alimenti, causandone la marcescenza.
La prima fase della sperimentazione si è concentrata sugli aspetti innovativi della produzione di cartone ondulato, e in particolare sulla definizione dei composti naturali antimuffa, con diversi gradi di quantità e concentrazione, da inserire nell’imballaggio. Successivamente sono stati analizzati in laboratorio gli effetti sulla frutta confezionata e il permanere nel tempo di questi benefici. La seconda fase ha previsto la realizzazione di campioni di imballaggi innovativi e il loro utilizzo per il confezionamento presso uno dei principali produttori di frutta e verdura in Italia.
Sono stati considerati e comparati tre diverse tipologie di imballaggio in cartone ondulato: il tradizionale (quello che comunemente si impiega sul mercato), il tradizionale innovativo (il medesimo imballaggio additivato di antimicrobici) e un imballaggio totalmente innovativo (una cassetta con più paraffina in relazione alla sua maggiore capacità aggrappante per gli antimicrobici). La frutta confezionata è stata sottoposta ad analisi microbiologica, ispezione visiva e le caratteristiche organolettiche, quali il livello di maturazione, il colore, l’odore, la consistenza, il sapore, sono state valutate tramite panel test. Tutti i test hanno dato esiti positivi per gli imballaggi innovativi, sia per quanto riguarda i parametri microbiologici che organolettici, valutando un miglioramento della shelf-life della frutta in esame.
Gli antimicrobici naturali disinfettano la superficie dell’imballaggio e riducono le cariche batteriche anche patogene aumentando la sicurezza alimentare. Inoltre, rallentano i processi di maturazione e senescenza della frutta, dando al prodotto una shelf-life superiore di oltre un giorno. Sempre nell’ambito degli ortofrutticoli freschi, gli imballaggi di plastica riciclata, in particolare il PET, abbinati agli imballaggi attivi consentono di aumentare la shelf-life e di evitare lo spreco alimentare. Questi imballaggi sono particolarmente apprezzati per quei frutti altamente deperibili, come i frutti di bosco. Gli imballaggi attivi rilasciano in maniera controllata sostanze che migliorano la conservabilità del prodotto, ad esempio esercitando una funzione antimicrobica, antiossidante o assorbendo o rimuovendo dallo spazio di testa della confezione l’ossigeno e l’etilene, la sostanza rilasciata dalla frutta e responsabile della maturazione.
Il PET riciclato, secondo la normativa corrente può essere utilizzato solo in mezzo a due strati di PET vergine o da solo se trattato in un impianto di decontaminazione, approvato dall’EFSA. Il PET riciclato, oltre alle qualità ambientali, presenta un’elevata protezione del prodotto grazie alla termosaldatura, aumentandone la shelf-life.
Nuovi imballaggi sostenibili
Il tema della sostenibilità ambientale sta diventando molto importante per un numero sempre maggiore di consumatori. Lo sviluppo di imballaggi sostenibili e in grado di aumentare la shelf-life dei prodotti alimentari e quindi di limitare gli sprechi sta diventando una priorità per le aziende produttrici di imballaggi alimentari.
Sono sempre di più quelli realizzati utilizzando energie rinnovabili e, una volta usati, riciclati; così come sono numerosi gli imballaggi prodotti con materiali ecosostenibili o con una quantità minore di materiale, ma in grado comunque di soddisfare la funzionalità e la protezione e il mantenimento delle caratteristiche di sicurezza e organolettiche fino alla scadenza. Vi è un particolare interesse verso le nuove tecnologie, nanotecnologie e nanocomposti per l’ottenimento di materiali a elevate prestazioni, polimeri biodegradabili e biopolimeri, materiali attivi per il prolungamento della shelf-life o materiali intelligenti per il monitoraggio e la tracciabilità di alimenti confezionati. Cresce quindi l’esigenza di utilizzare polimeri biodegradabili estratti dalle biomasse, di origine microbica, di origine animale o anche polimeri sintetici quali l’acido polilattico (PLA), o prodotti da microrganismi come i poliidrossialcanoati (PHA o derivati).
Sono allo studio film biodegradabili in PLA per il confezionamento di prodotti freschi. Dotati di micropori sulla superficie, grazie alla tecnologia di microperforazione laser, questi film hanno raggiunto una permeabilità ottimale al vapore acqueo, tanto da ridurre il deterioramento dei frutti. L’applicazione dei film di PLA può essere fatta anche per il confezionamento in atmosfera modificata di prodotti ortofrutticoli freschi. Il progetto europeo RefuCoat intende sviluppare due nuovi tipi di imballaggio alimentare a base biologica. Il primo è un rivestimento attivo, a base di acido poliglicolico, additivato con ossido di silicio, che possa sostituire la metallizzazione e il confezionamento in atmosfera modificata. Il progetto vuole sviluppare anche un nuovo grado di acido polilattico, compostabile e biobased, con migliorate proprietà barriera rispetto ai tipi oggi in commercio. L’intento è di produrre film e vaschette monostrato con proprietà barriera per il confezionamento di cereali, patatine, snack salati e merendine, aumentando la conservazione degli alimenti e riducendo il volume dei rifiuti di imballaggio.
Altri studi riguardano gli imballaggi ad alta barriera con l’utilizzo di nanocomposti, ovvero additivando particelle di dimensioni nanometriche alla matrice polimerica di partenza. Questi nanocomposti non solo consentono di ottenere materiali con elevate proprietà barriera, ma anche con proprietà termiche e meccaniche, trasparenza, facile processabilità e riciclabilità. I filler di dimensioni nanomeriche possono essere inseriti anche in materiali biodegradabili per migliorarne le prestazioni strutturali e di barriera e quindi la shelf life dell’alimento in essi contenuto. Per migliorare le proprietà barriera all’ossigeno si stanno utilizzando coating a base di sistemi inorganici o di biopolimeri di natura proteica e delle proprietà barriera al vapor d’acqua utilizzando coating a base di lipidi naturali.
Gli imballaggi in grado di controllare la concentrazione di ossigeno hanno sostanze che l’ossigeno racchiuse in sacchetti permeabili o inglobati direttamente nel film polimerico, mentre i foglietti assorbenti assorbono il liquido che si libera dalla carne o dal pesce fresco confezionato in vaschette. Per inibire la crescita microbica sono in commercio imballaggi con agenti antimicrobici posti sulla superficie della confezione o con gli agenti attivi nel materiale, o ancora con sistemi di rilascio controllato in modo da mantenere la concentrazione dell’agente antimicrobico costante, prolungando la shelf-life dell’alimento confezionato. L’utilizzo anche in questo campo di nanostrutture potrebbe portare alla sostituzione di materiali multistrato con materiali monostrato e quindi facilmente riciclabili, ma dalle elevate performance in termini di proprietà barriera, resistenza meccanica e miglioramento della shelf-life grazie alle funzioni antimicrobiche e di controllo dell’ossigeno.
Allo studio ci sono anche materiali in grado di rilasciare le sostanze attive a seguito di una variazione delle condizioni, quali temperatura, pH, umidità. La ricerca si sta focalizzando anche sull’utilizzo di radiazioni ionizzanti su prodotti alimentari già imballati e quindi l’idoneità dei materiali da imballaggio, ad esempio per l’eliminazione di insetti e parassiti nei prodotti ortofrutticoli o per eliminare potenziali microrganismi patogeni in diversi alimenti aumentando la sicurezza e la shelf-life. L’innovazione coinvolge anche i packaging edibili, costituiti da materiale commestibile di materiale biodegradabile impiegato per rivestire prodotti alimentari, riducendo in questo modo l’impatto ambientale. Ma non solo. Gli studi prevedono anche lo sviluppo di packaging attivi edibili da vaporizzare direttamente sugli alimenti oppure per produrre pellicole, con incorporate sostanze naturali, come gli olii essenziali, ad azione antiossidante e antibatterica.
Un altro filone di ricerca riguarda la creazione di packaging ricavati dai sottoprodotti dell’industria alimentare, altrimenti considerati rifiuti. Lo spin-off “Packtin” di Unimore-Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia sta svolgendo studi sul recupero di prodotti di scarto per estrarre biopolimeri per la realizzazione di pellicole, packaging biodegradabili e commestibili. Le molecole naturali ricavate dal processo di estrazione sembrano avere un’azione positiva sulla conservazione e protezione degli alimenti freschi a breve shelf-life, comparabile o talvolta superiore a quella dei polimeri di sintesi.
