Alimenti confezionati contro lo spreco alimentare

Nonostante tutta la voglia di tradizione e le difficoltà economiche, in Italia stanno crescendo le famiglie costituite da una sola persona, raggiungendo circa il 30% del totale (le famiglie costituite da una o due persone superano già il 50%). Sotto quest’aspetto l’Italia si avvicina ai paesi più industrializzati e supera, seppure di poco, gli Stati Uniti d’America ed il Canada. In queste nuove famiglie di piccole dimensioni muta il modo di mangiare e, di conseguenza, cambiano le esigenze negli acquisti. Si preferiscono confezioni piccole e soprattutto quelle a media e lunga conservazione, che permettono una spesa settimanale se non quindicinale. Un’esigenza, questa, che si scontra con l’attenzione, sempre più diffusa tra i single, ad un’alimentazione sana nella quale il fresco ha una sua grande importanza. Confezioni piccole, cibo fresco e acquisti rarefatti sembrano tre esigenze contrastanti, che la ricerca ha affrontato con successo, anche per venire incontro alle richieste della Unione Europea di ridurre gli sprechi alimentari, spesso dovuti all’eliminazione di cibi scaduti o ritenuti non più adatti all’alimentazione umana. Una ricerca che presta particolare attenzione ai nuovi materiali di confezionamento degli alimenti e agli ultimi sistemi di controllo delle popolazioni microbiche che rendono pericolosi gli alimenti o ne degradano le qualità organolettiche e nutrizionali.

Il confezionamento degli alimenti d’origine animale, tra cui i formaggi, è determinante per la loro commercializzazione, influendo in misura rilevante sulla loro sicurezza e qualità, e di conseguenza sulla loro shelf life. La presentazione di nuovi contenitori attivi e intelligenti, e soprattutto le prospettive di un loro futuro sviluppo, ne rendono necessaria la conoscenza da parte di tutti coloro che si occupano degli alimenti, in particolare per quanto concerne il controllo ed il monitoraggio della sicurezza e della qualità. Nella presente, breve esposizione sono indicati i principali tipi di materiali attivi e intelligenti sviluppati per essere usati a contatto con gli alimenti, qualche previsione di ampliamento e miglioramento e alcune indicazioni sulla loro legislazione.

La necessità di preservare la qualità degli alimenti lungo catene di produzione e distribuzione sempre più lunghe, senza dimenticare le mutate abitudini del loro acquisto ed utilizzazione, hanno portato a sviluppare contenitori che da semplici involucri protettivi inerti tendono a trasformarsi in contenitori attivi ed intelligenti. Attraverso programmate e precise interazioni con il cibo o con l’ambiente interno alla confezione nella quale esso è contenuto, i nuovi materiali aumentano la sicurezza, prolungano nel tempo la qualità degli alimenti (shelf life) e possono fornire informazioni attive sullo stato della shelf life e sulle condizioni di mantenimento degli alimenti, molto utili anche al controllo della sicurezza e qualità. A questi argomenti sono state dedicate molte ricerche e rassegne dalle quali è possibile ricavare elementi e aspetti interessanti.

In questa prospettiva è utile informare che l’uso degli indicatori di freschezza permette di conoscere meglio lo stato di conservazione degli alimenti e quindi di ridurre gli sprechi alimentari.

Confezionamento e materiali di confezione attivi e intelligenti (A&I)

Il confezionamento degli alimenti, e in particolare di carni, latte e latticini, formaggi, uova e miele, in vista di una migliore conservazione e per facilitarne anche il trasporto e la commercializzazione, non è certamente una novità. Esistono infatti vari esempi nei quali la disponibilità e le caratteristiche del materiale di confezionamento hanno determinato l’esistenza del prodotto stesso, come è avvenuto per diversi formaggi. Nel passato sono stati preferiti i contenitori alimentari per quanto possibile inerti, come la terra cotta delle anfore ed altri contenitori soprattutto impermeabilizzati (invetriati), la banda metallica (ferro stagnato) ed infine l’acciaio, il vetro e, più recentemente, materie plastiche e soprattutto materiali poliaccoppiati, spesso flessibili. Non bisogna tuttavia dimenticare che sempre nel passato sono stati utilizzati anche materiali meno inerti, come il legno, o dotati di particolari caratteristiche fisico-chimiche e biologiche. Non è inoltre da dimenticare che tra i materiali di confezionamento A&I sono da considerare anche quelli di tradizioni etniche, ad esempio l’uso di foglie che non solo proteggono l’alimento, ma a questo trasferiscono aromi, coloranti, enzimi (ad esempio papaina), sostanze antimicrobiche (ad esempio oli essenziali) ecc.

Obiettivo del confezionamento degli alimenti è la loro protezione da influenze esterne da parte di microrganismi, ossigeno, odori estranei, luce ecc. permettendo una loro sicura conservazione e manipolazione e mantenendo la sicurezza e la qualità alimentare. Per motivi di sicurezza, i materiali di confezionamento preferiti erano quelli inerti, nei quali le interazioni con il cibo erano minime. Da alcune decine d’anni sono però stati sviluppati materiali di confezionamento innovativi, denominati attivi e intelligenti (A&I), nei quali vi sono precise e prestabilite interazioni con i singoli alimenti. La finalità dei contenitori A&I è l’allungamento della vita commerciale o shelf life degli alimenti, mantenendo o aumentandone la qualità, dando anche indicazioni o monitorandone la freschezza. Sotto questi ultimi aspetti questi nuovi contenitori rientrano tra le cosiddette tecnologie della freschezza alimentare.

In linea di massima tra i materiali di confezionamento attivi rientrano quelli che sono progettati e fabbricati per prolungare la self life o mantenere o migliorare le condizioni di confezionamento di un alimento. Secondo gli scopi per i quali sono stati progettati, contengono elementi che sono rilasciati nell’ambiente di contenimento o che assorbono sostanze (ad esempio ossigeno) da questo, senza intervenire direttamente sulle caratteristiche organolettiche dell’alimento. I materiali di confezionamento intelligenti incorporano elementi che permettono di monitorare le condizioni del confezionato o dell’ambiente nel quale questo è stato conservato (ad esempio temperatura). In uno stesso confezionamento possono essere inseriti sia elementi attivi che intelligenti.

I nuovi materiali A&I pongono nuove sfide alla sicurezza e alla sua valutazione, iniziando dai rischi, sempre presenti, d’incontrollate migrazioni d’indesiderabili elementi nell’alimento o di un loro uso non corretto, senza sottovalutare l’impatto ambientale sia nella loro produzione, ma soprattutto nell’eliminazione a fine utilizzo. Va infatti considerando soprattutto il fatto che gran parte dei materiali A&I si basano sull’uso di nuovi polimeri, materiali multistrato ed accoppiati, molecole attive particolari, nanotecnologie ecc., settori nei quali le conoscenze a medio e lungo periodo sono tutt’altro che ampie.

Qualche aspetto tecnico

I confezionamenti attivi utilizzano proprietà intrinseche dei materiali usati, o materiali nei quali sono state inserite specifiche sostanze attive, che possono anche essere inseriti nella confezione in uno o più strati del materiale, ma anche in piccoli contenitori, nel tappo o nell’etichetta. La natura delle sostanze attive è quanto mai varia: acidi organici, enzimi, batteriocine, fungicidi, estratti naturali, ioni, etanolo ecc.). Queste possono poi essere diversamente sistemate rispetto al cibo: a contatto o no. Inoltre, le sostanze attive possono migrare (migrazione volatile o non volatile controllata) dalla confezione, o rimanere legate a questa, spesso in forma non percepibile dal consumatore, come nel caso di materiali che assorbono l’umidità, con zeoliti, cellulosa o suoi derivati, per vassoi di confezione del’alimento, dove il materiale assorbente non è individuabile. I materiali attivi capaci d’assorbire ossigeno usano sostanze quali l’acido ascorbico o altri antiossidanti, mentre per controllare la flora microbica si utilizzano silicati con ioni d’argento od altri biocidi fissati al materiale di confezionamento e non migranti, o migranti come l’etanolo particolarmente usato per i prodotti da forno. Le confezioni che rilasciano umidità sono particolarmente utili per i vegetali di quarta gamma, spesso presentati in confezioni che permettono la rapida cottura a microonde anche in condizioni di moderate iperpressioni.

Tra le confezioni intelligenti sono da situare quelle che permettono di controllare punti critici di preparazione e conservazione, quali la tracciabilità e rintracciabilità, i livelli termici subiti dal prodotto, ecc. e quindi anche la sua qualità. In questo campo si va da dispositivi relativamente semplici, come gli indicatori di temperatura subita dal prodotto, ad altri più raffinati che utilizzano strumenti elettronici o anche la biochimica e l’immunochimica a stato solido. A quest’ultimo proposito si può citare il dispositivo che contiene anticorpi specifici per Salmonella o Listeria e che, reagendo con l’antigene che deriva dallo sviluppo batterico, induce il cambiamento di colore in un corretto indicatore.

Molte sono le attese future ed il campo delle nanotecnologie è ritenuto particolarmente promettente per nuovi materiali attivi, con particolare riguardo alla sicurezza degli alimenti. Per quanto riguarda gli alimenti d’origine animale ci si aspetta di avere sostanziali miglioramenti nei seguenti settori:

  • etichettatura, per evitare soprattutto usi impropri oltre la data di scadenza, ecc;
  • utilizzo di confezioni A&I che non abbiano rischi tossici ed impatti ambientali indesiderati;
  • miglioramento della sicurezza del prodotto alimentare soprattutto sotto l’aspetto microbiologico.

Freschezza: indicatori di freschezza, confezionamento e conservazione

Le confezioni attive e intelligenti sono particolarmente importanti per l’ultimo anello della catena alimentare: il consumatore. Solo una minoranza dei consumatori, infatti, è attenta alle condizioni di trasporto dell’alimento dal punto di vendita a casa e al funzionamento del proprio refrigeratore domestico o ne conoscono la temperatura. Per questo motivo il periodo di conservazione dei prodotti in casa varia e diviene uno dei periodi critici di maggiore importanza, anche se poco rilevato. Eventuali conseguenze sanitarie sono spesso limitate a poche persone della famiglia e sono quindi sovente attribuite a condizioni infettive esterne, quali non ben definite infezioni influenzali intestinali, maldigestioni da stress o affaticamento, cibi definiti pesanti e via dicendo. Questi fenomeni compaiono molto frequentemente, tanto che si considera che colpiscano ogni anno circa un terzo dei consumatori del mondo industrializzato e in misura non ben determinata ma certamente abbastanza alta da essere attribuiti a condizioni igieniche deficitarie dell’ambiente familiare, iniziando da una non corretta conservazione degli alimenti in frigoriferi non regolati o per periodi di tempo troppo prolungati.

Sulla linea ora indicata, oltre alla necessità di dotare i frigoriferi domestici di termometri è opportuno l’utilizzo di sistemi di Indicatori Termici del tipo TTI (TTI = Time-Temperature Integrators). Una volta apposto, l’indicatore reagisce alle condizioni termiche d’esposizione manifestando una reazione d’inscurimento: quando questo inscurimento raggiunge un certo livello (in paragone ad una zona prestampata), significa che il prodotto ha raggiunto il suo tempo limite di conservazione e di consumo. Infatti, il polimero cambia colore con una velocità simile alla perdita di freschezza dell’alimento. Questo principio consente al consumatore di acquistare prodotti qualitativamente sicuri e di evitare la loro conservazione prolungata anche nel refrigeratore domestico, ma anche di scartare un prodotto che è ancora in buone condizioni di conservazione. Differenti modelli di tali indicatori adatti al monitoraggio dei prodotti refrigerati sono ormai disponibili a basso costo e commercializzati anche in Italia. Sono stati proposti dispositivi adatti anche alla sorveglianza dei prodotti surgelati, anche se vi sono opinioni contrastanti sulla loro efficacia, perché nel deterioramento di questi prodotti altre condizioni, iniziando dall’ossidazione, intervengono con rilevanza maggiore della temperatura.

Oltre che al controllo della shelf life degli alimenti, i dispositivi TTI (Time-Temperature Integrators) si prestano al monitoraggio della catena distributiva in condizioni reali. In questo caso, le fluttuazioni di temperatura sono registrate con il progressivo esaurimento della risposta dell’indicatore e, dalla misura di questa, si può risalire, in ogni istante alle condizioni cumulative – equivalenti tempo-temperatura. Rispetto a sistemi più raffinati, questo monitoraggio ha il vantaggio del basso costo dell’indicatore e della possibilità del suo posizionamento localizzato (sulla confezione dell’alimento, nel veicolo di trasporto, in punti critici del banco d’esposizione e vendita ecc.). Rende inoltre possibile un controllo esteso e ripetuto.

Fra gli indicatori disponibili, i modelli costituiti sotto forma d’etichetta adesiva o inglobata nella confezione e che visualizzano una variazione di colore (inscurimento) in un anello centrale in comparazione a una corona di riferimento sono tra i più affidabili e i più collaudati. Anche nella loro forma più semplice e a basso costo, che va sotto il nome di fresh-check, la reazione d’inscurimento, o più propriamente di polimerizzazione di un monomero acetilenico, è continua e misurabile oggettivamente mediante opportune ma semplici apparecchiature e, soggettivamente, per l’uso finale da parte del consumatore. Questi modelli, di basso costo e di semplice utilizzo (si tratta d’etichette autoadesive o prestampate di superficie pari a 3-5 cm2), hanno ricevuto una validazione da parte d’istituti di ricerca e sono ampiamente utilizzati da alcuni produttori d’alimenti.

Nel quadro delle tecnologie della freschezza sono da considerare quelle che fanno ricorso a confezioni protettive dai diversi elementi di degrado, sopra elencati, e tra i quali sono da menzionare la penetrazione di contaminazioni batteriche, modificazioni indesiderate dell’umidità e l’azione di radiazioni che alterano soprattutto il colore (luce ultraviolette ecc.). A questo proposito sono da citare le ben note e molto diffuse atmosfere protettive o condizionate, che mantengono la freschezza anche di prodotti stagionati. Di recente studio sono le cosiddette confezioni con imballaggi attivi o intelligenti, che sviluppano attività antiossidanti e, o antibatteriche. Nuove prospettive si aprono per materiali di confezionamento contenenti nanoparticelle dotate d’attività antisettica.

Vista l’importanza della temperatura per la durata della freschezza nella maggior parte degli alimenti, la consuetudine o convenzione di indicare la shelf life attraverso formulazioni del tipo data di scadenza o termine minimo di conservazione è aleatoria e largamente insoddisfacente, poiché non tiene conto della storia termica del prodotto. La storia termica è difficile da misurare o prevedere. Oggi, soltanto la conservazione presso i magazzini di produzione e i trasporti sono soggetti a normative che implicano l’impiego di sistemi di controllo e registrazione della temperatura di refrigerazione, mentre quello che succede al banco di vendita, durante il trasporto verso casa o durante la conservazione domestica è in larga misura non documentabile. A questi riguardi sono da fare alcune osservazioni di base. La prima riguarda il fatto che tutti gli anelli della catena della refrigerazione sono abbastanza variabili e soggetti a notevoli fluttuazioni. Nei banchi refrigerati sono spesso contenuti numerosi alimenti, per ognuno dei quali sono consigliate temperature di conservazione differenti.

Diversa, molto differenziata e complessa è la condizione nei frigoriferi domestici. Indagini a campione dimostrano che almeno la metà dei frigoriferi domestici non ha una corretta regolazione della temperatura di refrigerazione. Poche persone sono attente al funzionamento del proprio refrigeratore domestico o ne conoscono la temperatura ai diversi livelli. Nei frigoriferi non ventilati, solo una parte degli utenti posiziona gli alimenti nelle zone del frigorifero nelle quali vi sono le temperature adatte all’alimento stesso, disponendoli secondo criteri di comodità di reperimento del cibo o dello spazio casualmente presente al momento del carico. Frequenti sono inoltre le aperture del frigorifero domestico e per questi motivi vi è una grande variabilità delle condizioni termiche e le fluttuazioni della temperatura sono la norma. Nei frigoriferi ventilati, un caricamento eccessivo rende inoltre difficile un’efficace ventilazione.

Importante è rimarcare la limitata validità di determinazioni puntuali della temperatura, della quale bisogna conoscere sia i limiti di variazioni minimi e massimi, ma soprattutto il complesso tempo-temperatura. Da un’irregolare e incostante refrigerazione conseguono, infatti, accelerazioni dei processi di degrado che alterano la freschezza e riducono la shelf life degli alimenti freschi o semi-freschi. Le irregolari condizioni di conservazione, soprattutto nei riguardi della temperatura di refrigerazione, fanno sì che la conservazione della qualità di molti prodotti freschi sia in larga misura imprevedibile. Per questo motivo, negli ultimi anni sono state compiute ricerche per avere dispositivi di monitoraggio della storia termica (TTI = Time-Temperature Integrators) sotto forma d’etichette adese alla confezione del prodotto e strutturate in modo tale da manifestare una variazione cromatica proporzionale all’esposizione tempo-temperatura e risultano brevettati oltre cento dispositivi di questo tipo che, una volta programmati sulla base della cinetica di decadimento di un indice qualitativo (in pratica della perdita di freschezza dell’alimento), si prestano a studi predittivi di shelf life, piuttosto che all’informazione finale al consumatore.

 

 

Giovanni Ballarini, dal 1953 al 2003 è stato professore dell’Università degli Studi di Parma, nella quale è Professore Emerito. Dottor Honoris Causa dell’Università d’Atene (1996), Medaglia d’oro ai Benemeriti della Scuola, della Cultura e dell’Arte del Ministero della Pubblica Istruzione della Repubblica Italiana, è stato insignito dell’Orde du Mérite Agricole della Repubblica Francese. Premio Scanno – Università di Teramo per l’Alimentazione nel 2005, Premio Giovanni Rebora 2014, Premio Baldassarre Molossi Bancarella della Cucina 2014, Grand Prix de la Culture Gastronomique 2016 dell’Académie Internationale de la Gastronomie. 

Da solo e in collaborazione con numerosi allievi, diversi dei quali ricoprono cattedre universitarie, ha svolto un’intensa ricerca scientifica in numerosi campi, raggiungendo importanti e originali risultati, documentati da oltre novecento pubblicazioni e diversi libri. 

Da trenta anni la sua ricerca è indirizzata alla storia, antropologia e in particolare all’antropologia alimentare e anche con lo pseudonimo di John B. Dancer, ha pubblicato oltre quattrocento articoli e cinquanta libri, svolgendo un’intensa attività di divulgazione, collaborando con riviste italiane, quotidiani nazionali e partecipando a trasmissioni televisive. Socio di numerose Accademie Scientifiche è Presidente Onorario dell’Accademia Italiana della Cucina e già Vicepresidente della Académie Internationale de la Gastronomie.

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