Packaging&Design Silvia Guenzi Il progetto Fortipack Le pellicole estensibili (PES) sono utilizzate per il confezionamento di formaggi porzionati, anche Dop. In funzione delle condizioni di conservazione e delle caratteristiche del formaggio, l ampia superficie di contatto tra alimento e materiale plastico può favorire e accelerare fenomeni di migrazione di componenti dalle PES ai formaggi. Lo studio dei problemi di migrazione e delle condizioni di utilizzo delle PES per la conservazione di formaggi tipici lombardi è stato oggetto del Progetto della Regione Lombardia Fortipack coordinato dal DISTAM dell Università degli Studi di Milano I formaggi Dop della Lombardia che si collocano nella categoria molli e semiduri, quali Quartirolo, Taleggio, Provolone e Valtellina Casera, sono spesso ottenuti presso strutture produttive monoprodotto e artigianali che, essendo prive di strutture di porzionatura e confezionamento, si avvalgono per la commercializzazione della Gdo. È sempre più diffusa la cosiddetta vendita immediata di porzioni di formaggio a peso variabile, preparate e confezionate presso i punti vendita in pellicole estensibili (PES). Oltre che per la loro praticità d uso ed economicità, le PES si sono affermate nel confezionamento dei formaggi non solo in ambito Gdo ma anche domestico per le loro eccellenti proprietà funzionali quali: estensibilità, 60 adesività, trasparenza, permeabilità a gas e vapori. Un ulteriore importante proprietà, specifica però delle sole PES per uso Gdo, è la macchinabilità, ossia l attitudine al confezionamento automatico. I materiali destinati a venire a contatto con gli alimenti sono disciplinati da provvedimenti nazionali e comunitari che ne prescrivono l inerzia, ossia l incapacità a trasferire, oltre una certa soglia, sostanze in grado di compromettere la qualità sensoriale del prodotto o danneggiare la salute del consumatore. Per quanto riguarda la disciplina comunitaria, il regolamento CE n. 1935/2004 (norma quadro) stabilisce i requisiti generali a cui devono rispondere tutti i materiali in questione, mentre direttive specifiche contengono disposizioni dettagliate per i singoli materiali. Esistono inoltre direttive su singole sostanze utilizzate nella fabbricazione dei materiali destinati al contatto con alimenti: sono state elaborate liste positive delle sostanze di cui è consentito l utilizzo per la produzione di tali materiali. Il regolamento CE n. 1935/2004 è stato recentemente integrato dal regolamento CE n. 450/2009, che stabilisce i requisiti per l immissione sul mercato dei materiali cosiddetti attivi e intelligenti destinati al contatto con alimenti. Fino a pochi anni fa le PES erano in polivinilcloruro (PVC) plastificato, mentre oggi vi sono anche pellicole di natura poliolefinica, principalmente a base di poletilene (PE), che hanno caratteristiche di composizione, idoneità al contatto alimentare e prestazioni funzionali molto diverse dalle prime.
Fenomeni di migrazione dalle PES ai formaggi confezionati Durante la conservazione del formaggio avvolto in PES, sugli scaffali della Gdo o in ambito domestico si possono avere variazioni qualitative nella zona di contatto con la pellicola legate alle caratteristiche di permeabilità ai gas e di trasparenza tipiche delle pellicole estensibili: un passaggio non adeguato di umidità potrebbe determinare nel formaggio un essiccamento o al contrario un ammuffimento superficiale; un eccessivo passaggio di ossigeno potrebbe causare irrancidimento mentre la luce può portare a variazioni cromatiche della superficie. In funzione della superficie di contatto, della temperatura e del tempo di conservazione, nonché delle caratteristiche chimico-fisiche dell alimento, la condizione di contatto può favorire fenomeni di migrazione all interfaccia di componenti dei film plastici nei formaggi che possono modificarne le caratteristiche qualitative e la composizione, determinando talvolta anche problematiche per la salute. Sono proprio questi fenomeni di migrazione che più preoccupano il consumatore, soprattutto per quanto riguarda i prodotti come i formaggi che per l elevata presenza di grassi hanno un alto potere estraente rispetto alle PES, dato che i migranti sono per lo più liposolubili. Per legge un certo confezionamento alimentare è consentito se non si superano i limiti di migrazione (globale e specifica), che definiscono l inerzia del materiale, e se è verificata l inerzia sensoriale dell imballaggio. A prescindere dall eventuale rischio per il consumatore il limite di migrazione globale è un pre-requisito che fornisce una soglia massima all interazione tra alimenti e imballaggi: corrisponde a 60 mg/kg di alimento ed è attualmente misurato mediante test con simulanti, cioè sostanze che simulano le proprietà estrattive dei vari alimenti. I limiti di migrazione specifica sono invece fissati tutte le volte che una particolare sostanza, cedibile da un imballaggio, presenti un rischio per la salute: per sapere se questo limite è superato o meno bisogna conoscere quali sostanze sono cedute e in quali quantità. Un altro aspetto importante è l inerzia sensoriale che implica sempre il trasferimento dalla pellicola all alimento di sostanze come additivi e prodotti di neoformazione in grado di incidere sulla qualità sensoriale dell alimento stesso. 61
Packaging&Design Il progetto Lo studio del tipo e dei livelli di migrazione di composti volatili nei formaggi tipici lombardi confezionati in PES in condizioni di conservazione che riproducono quelle reali utilizzate dalla Gdo è stato oggetto di un progetto cofinanziato dalla Lombardia che si è appena concluso. Denominato Fortipack è stato condotto in collaborazione tra tre strutture di ricerca milanesi e coordinato da Ivano De Noni del Dipartimento di scienze e tecnologie alimentari e microbiologiche (DISTAM), che ne è stato il responsabile scientifico. Oltre al DISTAM, il progetto ha coinvolto nell attività il Dipartimento di scienze e tecnologie veterinarie per la sicurezza alimentare (VSA) dell Università degli Studi di Milano e l Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari, sezione di Milano del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-ISPA). Al progetto hanno collaborato anche Esselunga che oltre a mettere a disposizione le strutture per confezionamento e prove di conservazione ha fornito campioni di PES e formaggi e Agriteam (Azienda Speciale della Camera di Commercio di Milano) che supporta la divulgazione dei risultati. La sperimentazione ha previsto l utilizzo di strumentazione avanzata, già disponibile presso le strutture, sia per la caratterizzazione delle PES sia per l identificazione e la determinazione quali-quantitativa delle molecole volatili coinvolte nei fenomeni di migrazione dalle PES ai formaggi. Ivano De Noni Obiettivi e fasi operative Fortipack nasce dall esigenza di affiancare agli attuali test di migrazione con simulanti anche prove dirette sull alimento, ma soprattutto per sopperire alla mancanza di documentazione scientifica sugli additivi presenti nelle PES e sui loro livelli di migrazione. «La carenza di esaustivi dati scientifici sulle pellicole estensibili, in particolare quelle a base di PE che sono state introdotte in commercio più recentemente delle PES in PVC, è in gran parte dovuta alla difficoltà di studiare i fenomeni di cessione dei numerosi additivi utilizzabili, l elenco dei quali è stato peraltro recentemente ampliato dalla direttiva 2007/19/CE» spiega De Noni. Utilizzando protocolli analitici appositamente messi a punto, il progetto si è posto il principale obiettivo di monitorare la possibile migrazione di molecole volatili dalle PES di confezionamento ad alcuni formaggi Dop lombardi durante le reali condizioni di conservazione a livello di punti vendita della Gdo. La prima fase del progetto è consistita nella caratterizzazione delle PES per il confezionamento di formaggi tipici lombardi a uso Gdo e domestico: sono stati prelevati dai punti vendita di sette reti della Gdo 17 confezioni di diversi tipi di formaggi tipici lombardi ed è risultato che solo una rete Gdo utilizza pellicole a base di PE mentre in tutte le altre i formaggi porzionati sono confezionati in PES a base di PVC. I ricercatori sono quindi passati alla fase di messa a punto delle condizioni analitiche adatte a determinare le molecole volatili rilasciate dalle PES, rilevandole nelle pellicole stesse e nei formaggi: per l analisi sono state scelte due pellicole di PVC e una di PE. La terza fase è stata la valutazione sul formaggio dei livelli di migrazione dalle PES degli additivi volatili più significativi, che si verificano dopo un opportuna fase di contatto coi formaggi in condizioni di conservazione che riproducono quelle di uso corrente nella Gdo. Messa a punto dei metodi Una volta effettuato il campionamento nella zona mediana della bobina di pellicola, è stata effettuata l analisi della frazione volatile mediante gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) dopo estrazione con due diverse tecniche: spazio di testa dinamico (DHS) e microestrazione in fase solida (SPME). Nel caso dell estrazione DHS, le molecole in equilibrio nella fase di vapore del campione sigillato in vial vengono trascinate in continuo da un flusso di elio extrapuro e adsorbite su un opportuna resina per essere poi desorbite ad alta temperatura e inviate direttamente nell iniettore del GC-MS. Per quanto riguarda invece la SPME, gli analiti in equilibrio nella fase di vapore del campione sigillato in vial adsorbono direttamente su un opportuna fibra che resta in contatto per un tempo di esposizione prestabilito: la fibra è introdotta nella vial con un ago e successivamente inserita nell iniettore GC-MS dove vengono desorbiti gli analiti. «Rispetto al metodo DHS, a parità di sensibilità, la SPME necessita di una maggiore quantità di campione, ma ha il vantaggio di selezionare classi diverse di sostanze volatili cambiando il tipo di fase adsorbente della fibra puntualizza De Noni. Le due tecniche di estrazione impiegate sono relativamente semplici, veloci e soprattutto automatizzabili: i dati ottenuti dimostrano che entrambe sono in grado di rilevare alcune molecole volatili potenzialmente coinvolte nei fenomeni di migrazione dalle PES al formaggio confezionato». 62
Piano sperimentale adottato dal progetto Fortipack Analisi GC-MS della frazione volatile estratta da diverse PES: i risultati I risultati dell analisi GC-MS dopo estrazione mediante SPME di 9 PES a uso domestico hanno evidenziato la presenza in tutte le pellicole di acido 2-etilesanoico. Inoltre, le PES in PVC analizzate rilasciano dibutilftalato e contengono alcune molecole come la triacetina oggi non più utilizzabile ai sensi della vigente normativa per la fabbricazione di materiali plastici destinati al contatto con alimenti. Le molecole presenti nella frazione volatile delle PES a uso Gdo studiate due a base di PCV o una in PE sono solo in parte uguali a quelle rilasciate dalle pellicole a uso domestico, perché le funzioni richieste dalla Gdo, tra cui soprattutto la macchinabilità, hanno spinto i produttori a fornire PES con diversa composizione. Con entrambe le tecniche di estrazione il rilascio di composti volatili è risultato molto maggiore per le due pellicole in PVC rispetto a quella in PE. In particolare, le PES in PVC contengono alcuni agenti plastificanti richiesti per la loro fabbricazione che sono invece assenti nelle pellicole poliolefiniche, le quali raggiungono le caratteristiche volute di estensibilità senza bisogno di plastificanti. Tra questi rientrano il 2-etil esanolo (2-EH) ma anche la triacetina, il cui utilizzo, come abbiamo visto, oggi non è più autorizzato. Infine, tutte le PES a uso Gdo analizzate rilasciano limonene, un terpene che è considerato contaminante ambientale, e incrementano i livelli naturali di idrocarburi aromatici (come xilene ed etilbenzene) nei formaggi Dop utilizzati. Analisi GC-MS della frazione volatile estratta da formaggi Dop lombardi confezionati in PES a uso Gdo Per lo studio della frazione volatile nei campioni di formaggi avvolti in PES si è deciso di prelevare i primi 10 mm di spessore della faccia a contatto con la pellicola, che è la zona più soggetta ai fenomeni di migrazione. Lo studio è stato effettuato in due fasi, la prima delle quali è consistita nel monitoraggio per DHS/GC-MS e per SPME/GC-MS delle molecole più indicative di fenomeni di migrazione in quattro formaggi Dop (Taleggio, Quartirolo, Provolone, Valtellina Casera) confezionati nelle stesse PES utilizzate nella fase precedente, conservati in banchi refrigerati in condizioni di buio e illuminazione. I quattro formaggi presentano tenori di materia grassa molto diversi e quindi potenzialmente in grado di determinare una diversa migrazione di composti dalle PES al formaggio. All osservazione visiva le fette di formaggio confezionato dopo 10 giorni di conservazione refrigerata non evidenziavano presenza di muffe che risultava invece marcata dopo 20 giorni. Tutte le fette conservate alla luce presentavano rispetto alla Migrazione: sostanze migranti e modalità Le sostanze migranti che possono trasferirsi dalle PES al formaggio possono essere classificate in tre categorie: f sostanze intenzionalmente aggiunte, di cui le principali sono gli additivi, quali stabilizzanti al calore e alla luce, lubrificanti, agenti antistatici e anti fog, plastificanti (aggiunti solo nella fabbricazione delle pellicole in PVC ma non in quelle in PE); f residui, ossia le sostanze impiegate nelle operazioni di polimerizzazione, produzione o trasformazione che rimangono nel materiale per un incompleta reazione o perché costituenti minori delle materie prime; f prodotti di neoformazione: sostanze che si originano dalla decomposizione naturale dei materiali per cui si impiega comunemente l espressione sostanze non intenzionalmente aggiunte (NIAS). Anche se l articolo 13 della direttiva CE 2007/19/CE prescrive che le NIAS debbano essere valutate, di fatto queste sostanze non sono sistematicamente controllate dalle aziende che producono materiali destinati al contatto con gli alimenti e sono normalmente considerate come parte della migrazione globale soggetta al limite di 60 mg/kg di alimento. Esistono tre modalità di migrazione, che secondo alcuni autori corrispondono anche ad altrettante categorie di sostanze: f migrazione spontanea, che riguarda il trasferimento di migranti volatili e non richiede un contatto tra materiale e alimento; f migrazione per contatto di sostanze diffusive, relativa ai migranti solubili nell alimento ma non volatili. Affinché la sostanza passi nell alimento è sempre necessario un contatto tra le due fasi, ma il fenomeno procede abbastanza velocemente; f migrazione per contatto di sostanze poco diffusive che avviene dopo imbibizione del materiale della PES da parte del grasso del formaggio. In questo caso tendono a migrare soprattutto i plastificanti. controparte conservata al buio un evidente decolorazione dopo 20 giorni di esposizione in banco frigo. I ricercatori sono quindi passati alla fase di analisi quantitativa mediante GC-MS dei livelli di alcune sostanze volatili nei quattro formaggi Dop: sono state principalmente considerati 2-EH, limonene e idrocarburi 63
Packaging&Design aromatici. In nessun formaggio confezionato in PE è stato riscontrato il 2-EH, a differenza dei campioni confezionati nelle pellicole in PVC, nei quali anche i livelli di limonene sono risultati superiori a quelli dei campioni avvolti nella PES poliolefinica. Gli idrocarburi aromatici etilbenzene e xilene, che normalmente non si annoverano tra le sostanze volatili dei formaggi, sono risultati presenti in tutti i prodotti confezionati. Infine, i livelli di tracetina, pari a zero nei formaggi non confezionati, erano molto più elevati nei campioni confezionati nelle PES in PVC che nelle pellicole in PE. Le conclusioni del lavoro Nonostante le problematiche sollevate sulla sicurezza d uso delle PES in PVC, i dati raccolti nel progetto Fortipack mostrano che tali pellicole sono quelle più commercializzate dalla Gdo per il confezionamento domestico e sono anche quelle più utilizzate per la vendita immediata dei formaggi, inclusi i Dop lombardi, a livello Gdo. Infatti le PES a base di PE non presentano le stesse proprietà funzionali ottimali richieste per questa applicazione, quali macchinabilità, elasticità e adesività. Per entrambe le tipologie di PES è in atto una continua evoluzione delle formulazioni usate per la loro fabbricazione che può determinare nel tempo la variazione del tipo e della quantità di molecole volatili potenzialmente in grado di migrare dalle PES al formaggio. «I risultati ottenuti dalle prove di conservazione evidenziano come le PES possono rappresentare in fase di contatto una fonte di contaminazione dei formaggi in esse confezionati» riassume De Noni. In particolare, nei formaggi avvolti in PES a base di PVC a uso Gdo sono stati osservati fenomeni di migrazione di plastificanti, comunque inferiori ai limiti di legge. Le pellicole di PE rilasciano minori quantità di molecole estranee al formaggio anche se probabilmente hanno caratteristiche funzionali ancora ben lontane da quelle in PVC. Oltre che dalla superficie di contatto, il tipo di sostanze cedibili e il loro livello finale nel formaggio dipendono dal tempo di conservazione e dalla tipologia di PES intesa come tipo di polimero (PVC o PE) ma anche come destinazione d uso, se Gdo o domestico. «In definitiva, risulta del tutto evidente che le proprietà chimiche e fisiche delle PES possono influenzare le caratteristiche qualitative dei formaggi Dop lombardi, e che un attenta valutazione di tali proprietà può condurre a migliori standard qualitativi per queste produzioni tipiche» continua il responsabile scientifico del progetto, che conclude: «In questa prospettiva, studi come quelli condotti nel progetto Fortipack offrono ulteriori conoscenze per applicazioni più consapevoli ed efficaci di queste forme di confezionamento per i prodotti caseari». Riferimento bibliografico I risultati del progetto sono disponibili nel citato QdR (Quaderni della Ricerca) n. 118, reperibile sul sito di regione Lombardia all indirizzo web http://www.agricoltura.regione. lombardia.it, selezionando Pubblicazioni e Ricerca e Sperimentazione. RIPRODUZIONE RISERVATA ^