Sono molte le tipologie di materiali che entrano in contatto con i prodotti alimentari e con le bevande che consumiamo tutti i giorni. Ai fini della valutazione della sicurezza va considerato che questi materiali possono interagire con gli alimenti e in alcuni casi cedere sostanze che migrano nel prodotto e possono rappresentare dei contaminanti.

La funzione principale dell'imballaggio è quella di proteggere gli alimenti e garantirne l’igiene e un'adeguata shelf-life. Nel tempo, nella progettazione di nuovi imballaggi sono state anche messe a punto tecnologie quali il sottovuoto e l’atmosfera modificata, in grado di prolungare la vita commerciale dei prodotti. Ciò al fine di garantire più qualità, sicurezza e stabilità delle proprietà organolettiche e nutrizionali, con l'obiettivo di ridurre lo spreco di cibo e favorire la diffusione degli alimenti in zone anche molto lontane dal luogo di produzione.

In questo contesto deve essere però considerato l'effetto del prolungato contatto dei vari materiali con alimenti e bevande, e va valutata la stabilità non solo del cibo, ma anche del materiale, durante lo stoccaggio e l'impiego.

E’ importante inoltre tenere conto non solo del contatto dopo la fase di confezionamento e quindi durante la conservazione, ma anche ciò che avviene durante i trattamenti tecnologici inserenti le fasi di produzione. Inoltre non va trascurata la fase di preparazione dei cibi nelle nostre cucine (contatto con stoviglie, contenitori, pentole..), e quella di consumo, che coinvolge ad esempio talvolta oggetti monouso quali cannucce, bicchieri, posate ecc..

La plastica negli ultimi decenni ha visto un enorme sviluppo in moltissimi settori, compreso quello dell’imballaggio e del monouso, grazie alle sue importanti proprietà:

• Leggerezza: un imballo leggero rende il sistema di trasporto più efficiente e meno costoso;
• Resistenza e Infrangibilità rispetto a materiali tradizionali come il vetro
• Aumento shelf life: la plastica permette di conservare gli alimenti più facilmente deperibili, grazie a un ottimo effetto barriera che è possibile raggiungere con i materiali multistrato.
• Basso costo e convenienza della produzione su larga scala: consente di gestire i grandi volumi della produzione agroalimentare e delle bevande;
• Sicurezza igienica: la plastica è facilmente sterilizzabile e può proteggere a lungo dalla contaminazione batterica. La garanzia della sicurezza igienica di un imballaggio in plastica viene sfruttata anche nel settore farmaceutico e biomedicale;
• Trasparenza: l'imballaggio trasparente permette al consumatore di vedere il prodotto all'interno.

Relativamente al contatto con gli alimenti, diversi studi hanno descritto fenomeni di migrazione di additivi e componenti dei polimeri, soprattutto in seguito all’invecchiamento dei materiali (1,2). Un apposito regolamento europeo del 2011 (3), con i successivi emendamenti, pubblicati fino al luglio 2023, riporta l’elenco delle sostanze ammesse e i valori dei limiti di migrazione consentiti.

Il grosso limite della plastica è legato al suo smaltimento e all’elevato impatto ambientale che ne consegue. Il recente Regolamento Europeo relativo agli articoli in plastica monouso (4) ha portato alla necessità di sviluppare materiali alternativi, caratterizzati da biodegradabilità e/o compostabilità. Negli ultimi anni quindi chi opera nel settore del packaging e della produzione di oggetti monouso in plastica si è trovato ad affrontare profondi cambiamenti.

In questo contesto nascono una serie di nuovi materiali con il fine di sostituire le plastiche, ed è importante studiarne il comportamento a contatto con gli alimenti, soprattutto se sottoposti a calore. Inoltre, è fondamentale valutarne la stabilità nel tempo per prevedere cosa può avvenire durante l’invecchiamento.

Assistiamo a una proliferazione di imballaggi e oggetti monouso a base cellulosa, legno, biopolimeri (Figura 1). Ma prima di accoglierli come soluzioni efficaci è fondamentale evidenziarne le prestazioni e valutarne la sicurezza.

I nuovi materiali non hanno purtroppo le performance di quelli tradizionali. Passare a un materiale “bio” ha un prezzo da pagare, in termini di shelf-life del prodotto. Bisognerà accettare di rinunciare alla confezione sottovuoto e all’atmosfera modificata, cioè proprio di quelle tecnologie che hanno aiutato di più a preservare gli alimenti? Dal punto di vista economico questo rappresenta sicuramente un freno alla diffusione delle merci, in particolare per quanto concerne l’esportazione.

Carta e legno per realizzare oggetti usa e getta sono apprezzati dai consumatori per la loro origine naturale, ma in molti casi mostrano una ridotta stabilità quando vengono posti a contatto con alimenti e bevande. In Figura 2 è presentato l’esempio del comportamento del legno, che è poroso e assorbe quindi liquidi per capillarità. Se non di alta qualità può presentare schegge e una superficie ruvida che viene percepita come fastidiosa per il consumatore.

Relativamente alla carta, è di solito necessario applicare un foglio in plastica su vaschette e contenitori per renderli idrofobici, e queste non sono certo soluzioni che vanno nella direzione della sostenibilità in quanto rendono l’oggetto finale non riciclabile.

La composizione finale dell'articolo è spesso quindi complessa e generalmente vengono utilizzati anche additivi come tensioattivi, adesivi e stabilizzanti, che potrebbero influire sulla sicurezza, in quanto in grado di migrare nei prodotti (5).

La legislazione fissa dei parametri da rispettare per la tutela della salute, e i metodi di analisi per la valutazione della sicurezza diventano sempre più sensibili per cui riescono a rivelare anche sostanze che migrano in tracce. La letteratura scientifica riporta diversi esempi di studi condotti con lo scopo di valutare la migrazione di sostanze da materiali biobased, spesso mediante impiego di metodi analitici altamente performanti, basati su tecniche cromatografiche accoppiate a spettrometria di massa (5,6).

All’interno di un progetto in corso all’Università di Parma è stato eseguito presso il laboratorio di Chimica Analitica del Dip.to di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale, uno screening di vari campioni di cucchiai, bacchette in legno e articoli in biopolimeri. È stata valutata la migrazione complessiva in simulanti a temperatura ambiente e a 70 °C e sono state eseguite analisi per identificare possibili molecole rilasciate dai materiali durante le comuni condizioni di utilizzo. È stata inoltre verificata la stabilità dei manufatti durante lo stoccaggio e l'utilizzo per verificare eventuali modifiche e alterazioni del materiale. I risultati delle prove effettuate hanno evidenziato una bassa stabilità in particolare per i manufatti in legno dopo immersione in simulanti liquidi. Ad alta temperatura l’oggetto si deforma dopo l'uso e le proprietà meccaniche ne risentono. E’ stata inoltre rilevata formazione di muffe sulla superficie del legno dopo contatto prolungato con mezzi acquosi. Analisi mediante gascromatografia accoppiata alla spettrometria di massa (GC-MS, Figura 3) hanno evidenziato la presenza di alcune molecole quali plastificanti, tensioattivi, oligomeri, aldeidi, scivolanti e sostanze fenoliche derivanti dal legno.

La ricerca riportata è parte di un progetto finanziato dal MIUR: NextGenerationEU – Italian Ministry of University and Research, National Recovery and Resilience Plan (NRRP); Project “Ecosystem for Sustainable Transition in Emilia-Romagna (Ecosister)”; Project code ECS00000033.

Il confezionamento preserva il cibo da alterazione e degradazione per cui il packaging rappresenta un mezzo per combattere lo spreco alimentare. Il consumatore però percepisce l’imballaggio come un componente dannoso per l’ambiente, e in molti casi superfluo.

Le nuove direttive europee puntano su materiali rinnovabili nell’ottica di un’economia circolare. L’origine naturale dei nuovi materiali non è però sinonimo di sicurezza, anche perché non si sa molto delle varie fasi per la produzione dei nuovi imballaggi e non può essere esclusa la presenza e possibile cessione di additivi, adesivi e surfattanti.

Le ricerche in corso evidenziano alcuni inconvenienti di materiali largamente diffusi e la necessità di sviluppare nuovi processi e metodi analitici innovativi per il controllo della sicurezza e per la verifica della stabilità durante lo stoccaggio e l'uso.

EDIZIONE SPONSORIZZATA DA:

OLIMPIA PITIROLLO¹          MARIA GRIMALDI¹          ANTONELLA CAVAZZA^{1, 2}

1. Università di Parma | Italia

2. MEMBRO DEL COMITATO SCIENTIFICO di NUTRA HORIZONS ITALIA

SICUREZZA ALIMENTARE