La conservazione degli alimenti in atmosfera protettiva

packaging alimentare
Marco Frusca

Marco Frusca

Dott. Frusca Marco, classe 1984. Laureato in Qualità e Sicurezza dell’Alimentazione Umana presso l’Università degli Studi di Milano. Da nove anni impiegato nel Dipartimento Assicurazione Qualità- Ricerca e Sviluppo presso l’azienda Sirap Gema SpA di Verolanuova (BS), leader UE nel mercato degli imballaggi alimentari. Appassionato di tecnologie alimentari, microbiologia alimentare e conservazione degli alimenti.

La tecnologia dell’atmosfera protettiva nei prodotti alimentari freschi

La modalità di conservazione degli alimenti attraverso l’atmosfera protettiva è una delle più aggiornate e diffuse tecniche di confezionamento degli alimenti. Il confezionamento in atmosfera protettiva, grazie alla rimozione dei gas atmosferici dalla confezione, consente la loro sostituzione con una miscela di gas predeterminata, studiata ad hoc per prolungare la stabilità dei prodotti alimentari e, conseguentemente, la loro shelf life.

Gli elementi indispensabili per il confezionamento degli alimenti in atmosfera protettiva sono:

1. La scelta della miscela di gas che non può prescindere dal tipo di prodotto alimentare confezionato. Per questo è importante conoscere i principali effetti che i gas esercitano sull’alimento:

  • Anidride carbonica: è il gas più importante dal punto di vista microbiologico. Essa ha un effetto batteriostatico dovuto all’acidificazione delle superficie degli alimenti dove di discioglie l’anidride carbonica. Solitamente si utilizzano percentuali di questo gas intorno al 25-30%;
  • Ossigeno: nelle atmosfere protettive il livello di ossigeno è solitamente mantenuto il più basso possibile per inibire la crescita dei batteri aerobi e ridurre gli effetti ossidativi sui lipidi. Esistono comunque eccezioni: per esempio l’ossigeno è necessario per la respirazione dei vegetali e soprattutto mantiene il colore rosso vivo delle carni;
  •  Azoto: gas inerte, è utilizzato come riempitivo per prevenire il collasso della confezione.
Fig. 1 - Macchina confezionatrice per atmosfera protettiva

2. I materiali utilizzati per il confezionamento alimentare in atmosfera protettiva devono avere come caratteristica principale quella di essere poco permeabili ai gas e quindi la capacità di poter contenere il prodotto e la miscela di gas. Inoltre deve avere la capacità di sopportare il processo di confezionamento automatico, sopportare lo stress della distribuzione, prevenire il danno meccanico sull’alimento, mantenere integre le saldature, prevenire la contaminazione microbica, proteggere l’alimento da odori e sostanze estranee, avere la capacità di comunicare informazioni al consumatore e avere la capacità di tollerare le condizioni termiche operative.  

3. Le macchine per il confezionamento alimentare rappresentano uno strumento indispensabile che consente di sottrarre il gas atmosferico dalla confezione, iniettare la miscela di gas predeterminata e termo sigillare l’imballo con un top film o sacco termoretraibile al fine di evitare la fuoriuscita dei gas e la contaminazione dell’alimento.

 Fattori che influenzano la shelf life degli alimenti

Innanzi tutto, credo sia importante dare una definizione di shelf life il più condivisa possibile nell’ambiente scientifico delle tecnologie alimentari: “periodo di tempo che corrisponde, in definite circostanze (packaging, trasporto, clima, condizioni di trasporto), a una tollerabile diminuzione della qualità di un prodotto confezionato”.
La complessità e la variabilità del problema di shelf life derivano sia dalla molteplicità delle possibili situazioni diverse di confezionamento e conservazione, sia dal fatto che la durabilità di un alimento confezionato è, in ogni circostanza, funzione di numerose variabili. Variabili che è possibile riferire:

  • alla composizione dell’alimento, come la carica microbica, il pH, l’attività dell’acqua, la concentrazione di soluti, presenza di inibitori o promotori e catalizzatori;
  • all’ambiente, come effetti della luce, della temperatura di conservazione, dell’umidità, della concentrazione di ossigeno;
  • al suo imballaggio, che riguardano direttamente il packaging come la barriera ai gas, alla trasparenza alla luce, alla permeabilità al vapor acqueo, alla sua capacità di resistere alle sollecitazioni meccaniche e termiche, e nella sua inerzia nel contatto con l’alimento.

Le tre categorie di fattori, dunque, non possono essere considerate in modo indipendente in quanto, nella maggior parte dei casi, interagiscono influenzandosi vicendevolmente. Le modalità di deterioramento degli alimenti e delle bevande e i tempi di conservazione risultano per questo differenti e assai variabili caso per caso. Ecco perché, la presenza all’interno di un’industria alimentare di un tecnologo alimentare con una specializzazione in ambito di food packaging è di primaria importanza per meglio comprendere come poter al meglio conservare e proteggere il prodotto alimentare confezionato e pronto alla distribuzione su larga scala.

Costi e benefici dell’atmosfera protettiva

Nell’elaborazione di una idea equilibrata del rapporto costi benefici, è necessario tenere in considerazione numerosi fattori: il primo, e più ovvio, implica una valutazione dei fattori che determinano la vita dei prodotti confezionati in una miscela di gas. Conoscere tutti i risvolti della tecnologia dell’atmosfera protettiva è fondamentale per valutare il prodotto in tutte le fasi della filiera. A partire dal livello di durabilità iniziale assicurando al contempo un’ottimizzazione dei costi correlati allo sviluppo, alla produzione e all’imballaggio, mentre si riducono le spese in fase di distribuzione e vendita. 

In sintesi è necessario prendere in considerazione questi fattori:

  • il costo di una più lunga shelf life, che si genera durante le fasi di sviluppo del prodotto;
  • gli effetti economici, da calcolare sull’intero ciclo di vita dell’alimento;
  • il confronto tra i costi aggiuntivi e i benefici economici;
  • il confronto con soluzioni alternative, altrettanto adatte a prolungare la shelf life.
Fig. 2 - Confezione in atmosfera protettiva
Esempi di confezionamento in atmosfera protettiva di alcuni alimenti freschi

Per addentrarci nel concreto della tecnologia del confezionamento in atmosfera protettiva espongo tre esempi di categorie alimentari tra loro differenti per mostrare quanto l’alimento e la conoscenza profonda dello stesso sia indispensabile per scegliere la migliore tecnologia da applicare.

  • Carne rossa fresca: i suoi principali meccanismi di deperimento sono il cambiamento di colore e l’alterazione microbiologica (Pseudomonas spp., lactobacilli, micrococchi, Enterocteriaceae, …). Il mantenimento della catena del freddo intorno ai +2°C è fondamentale e per quanto riguarda la miscela di gas protettiva queste sono le percentuali consigliate: 30% Co2 e 70% O2;
  • Pasta fresca: per questi alimenti è indispensabile una bassa concentrazione di ossigeno. Questo tipo di alimento è facilmente soggetto agli attacchi microbici e quindi concentrazioni che variano dal 20 al 30% di Co” bloccano la crescita microbica ed evitano lo sviluppo di muffe. Ad esempio per le paste ripiene a base carne si consiglia: 70% N2 e 30% CO2 oppure per le paste fresche non ripiene: 80% N2 e 20% CO2;
  • Prodotti ortofrutticoli: per questi prodotti generalmente l’impiego di atmosfere protettive sono caratterizzate da una bassa concentrazione di ossigeno e da una elevata presenza di anidride carbonica che consente di estendere il mantenimento della freschezza dei vegetali, rispetto al tradizionale confezionamento in aria, in quanto in grado di ridurre la velocità di respirazione dei prodotti, la produzione di etilene e le modificazioni di consistenza. Data la variabilità di questi prodotti è importante conoscerne la loro fisiologia per scegliere l’atmosfera protettiva più idonea. Ad esempio per le fragole l’atmosfera può essere 10% O2, 20% CO2 e 70% N2. Invece per pomodoro passiamo a 3% O2 e 2% CO2 con il 95% di N2 e così in modo quasi specifico per ogni ortaggio e frutto.
Conclusione

Il confezionamento alimentare racchiude al suo interno una serie di problematiche e di conoscenze che necessitano per il suo sviluppo una team multidisciplinare di conoscenze e professionalità che possa permettere di soddisfare al meglio le esigenze del cliente e del consumatore finale che deve avere la garanzia di un prodotto alimentare salubre, con caratteristiche sensoriali adeguate e che possa proteggere l’alimento da contaminazioni di varia natura.

Anche il confezionamento alimentare in atmosfera protettiva necessita di una multidisciplinarità di informazioni di cui un tecnologo alimentare dispone grazie alla propria formazione universitaria e l’esperienza che può maturare nelle industrie alimentare o di produzione di imballaggi alimentari. Per garantire tutto questo l’industria alimentare e la GDO devono investire in conoscenze e professionalità che gli possano essere d’aiuto in un settore che è strategico per la vendita e l’appetibilità commerciale dei propri alimenti venduti.

[1] Food Packaging. Piergiovanni e Limbo. Springer. 2010

[2] L’Atmosfera Protettiva. Torri, M. R. Baroni e B. Baroni. Food Packages Free Press. 2008

[3] Plastics in food packaging. Brown WE. Mercel Dekker. 1992

[4] Food Packaging and Shelf Life. Robertson GL. CRC Press. 2009

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