Appunti Tecnologie del condizionamento e logistica

Oxigen Scavengers - Assorbitori di Ossigeno

Gli assorbitori di ossigeno sono sistemi capaci di sequestrare l'O2. Possono essere presenti nel materiale, inetichetta oppure disciolte in accessori come i tappi.

Le etichette e le bustine sono a base Fe: la polvere sfrutta una reazione di ossido riduzione per sequestrare l'ossigeno. In questa reazione è richiesta la presenza di acqua, che può essere inserita nella formulazione delloscavenger, in sistema umettante o posseduta dall'alimento. Il suo compito è quello di sequestrare l'ossigeno residuo o che permea dalla confezione.

È possibile sequestrare ossigeno anche con:

• Ossidazioni enzimatiche
• Ossidazione di composti inorganici
• Reazione colorimetrica: si aggiungono coloranti (dye) nel packaging e viene attivato sotto una lampada, dopo questo processo il colorante acquista la capacità di sequestrare O2.

Per selezionare un sistema di imballaggio attivo si considerano due...

Caratteristiche relative a un assorbitore diossigeno:

• Prestazione:
  • Possibilità di controllare la quantità totale di ossigeno assorbito dallo scavenger
  • Capacità di sequestro, ovvero con che velocità
  • Influenza della temperatura sulla velocità di assorbimento
  • Influenza dell'attività dell'acqua sull'assorbimento
• Efficacia:
  • Capacità di ridurre il deterioramento chimico o biologico
  • Compatibilità con i sistemi di confezionamento

CASO STUDIO: CARNE FRESCA NEL MERCATO STATUNITENSE

Negli Stati Uniti il centro di lavorazione della carne è lontano rispetto ai punti di distribuzione, per questo motivo la necessità di prolungare la vita distributiva della carne fresca porzionata. Il punto critico della carne rossa confezionata in alto O2 è la presenza di una barriera che deve essere tale da non modificare l'alimento e da non ossidare il substrato.

Tre settimane di shelf life in USA non sono

abbastanza; quindi, si usa il vuoto (quando possibile), oppure, permantenere la qualità elevata dal punto di vista microbico e per garantire colore rosso, si usa monossido dicarbonio (vietato nel mercato europeo). Il CO lega al posto dell'O2 sia nell'emoglobina che nella mioglobina,mantenendola rossa per un tempo indefinito. È ammesso, ma non accettato dai consumatori, perché è un gasmascherante. Si è cercato di eliminarlo, lavorando non solo sull'imballaggio primario, ma anche su quello43secondario. Si tratta delle masterbag, che contengono CO, raggiungendo una shelf life superiore alle 3settimane. Inoltre, presenta un alto rischio relativo alle variazioni di colore; infatti, raggiungerebbe un colorerosso ciliegia (quindi colorazione alterata). La sperimentazione consisteva nell'eliminare CO lavorando in assenza di O2 anziché in alto ossigeno. Si sfrutta la rimozione di aria e la creazione di una situazione di anossia.

nelle masterbag. L'interno è preparato in confezionamento tradizionale, in cui c'è aria ed è quindi presente l'ossiemoglobina. In questa confezione, in pochi giorni la carne sarebbe marrone a causa dell'ossidazione dell'emoglobina a metmioglobina (12 - 14 gg a 4 - 5 °C). Viene, quindi, utilizzato un materiale ad alta barriera, riempito con O2, con conseguente possibilità di mantenere la mioglobina ossigenata per 2 - 3 settimane a temperature controllate (4 °C), arrivando a una shelf life elevata ma con rischio di ossidazione a metmioglobina verso la fine della conservazione. Il prodotto subirà modifiche di colore, quindi non verrà venduto.

Un'altra opzione è il confezionamento skin (sottovuoto), in cui viene tolto l'ossigeno andando verso la deossiemoglobina e il prodotto viene venduto con colore porpora. Il prodotto ha una shelf life 2 - 3 settimane. Nelle prime ore dopo

Il confezionamento il colore cambia colore (ossiemoglobina), quindi sosta in azienda per qualche giorno. Se non viene tenuto giusto grado di vuoto, la trasformazione è irreversibile. Si è scelto, quindi, di fare un confezionamento combinato: vassoi usati come imballaggio primario, messe nelle masterbag in cui viene messa una miscela CO2/N (no monossido). Siccome l'O2 può essere intrappolato nel sistema ed è difficile ridurlo a zero, si aggiunge uno scavenger dimensionato in funzione della grandezza della masterbag, capace di sequestrare l'ossigeno in eccesso. Ci si trova in una condizione di assenza di O2, quindi, la carne passa da ossigenata a deossigenata. In questa forma si va a creare un'atmosfera con CO2 che tiene sotto controllo i microrganismi, l'assenza di ossigeno tiene sotto controllo l'assenza di Pseudomonas e il colore. I sacchi vengono distribuiti a 0 - 1 °C e si va a prolungare non la shelf life, bensì la

Il tempo di conservazione può essere prolungato sotto lampada e con quanto ossigeno residuo. Il campione conservato al buio, indipendentemente dal valore di ossigeno residuo, rimane abbastanza costante. Il valore dei campioni tenuti alla luce si riduce all'aumentare della quantità di ossigeno presente nella confezione. Ciò significa che la foto-ossidazione avviene solamente se c'è ossigeno, indipendentemente dalla presenza della luce.

Come antimicrobici vengono utilizzate sostanze riconosciute come sicure dall'EFSA. Possono avere due funzioni: battericida o batteriostatico (inibisce la crescita o lo sviluppo, allungando la fase lag, oppure influenza la crescita rallentandola). Si tratta quindi di sistemi capaci di interagire con l'alimento, rallentandone il deperimento.

Le sostanze attive utilizzate sono: acidi organici (lattico, propionico, sorbico, benzoico), metalli (Ag), batteriocine (nisina, pediocina), enzimi (lisozima, glucosio-ossidasi), estratti di

spezie o oli (eugenolo), polimeri naturali (chitosano), fungicidi… Solitamente i sistemi antimicrobici vengono fatti su patogeni (Salmonella, Listeria, E. coli) che dovrebbero però essere gestititi prima del confezionamento. Bisognerebbe, quindi, studiare i packaging attivi sui microrganismi alteranti. Eventualmente prolungando la lag fase o modificando la pendenza (velocità di crescita) e il livello stazionario raggiunto. Gli antimicrobici possono essere applicati come:

• Sacchetti;
• Pads: assorbenti che si usano sotto le carni (sequestrano acqua o rilasciano antimicrobici);
• Naturalmente presenti nel polimero (chitosano) o che assumono funzioni antimicrobiche dopo un trattamento;
• Incorporati nel polimero durante l’estrusione;
• Coating o immobilizzazione con legami covalenti.

L’antimicrobico può essere rilasciato mediante diverse formule:

• Dal polimero all’alimento senza contatto, attraverso lo spazio di testa: molecola volatile;
• Dal coating

all'alimento attraverso lo spazio di testa;

Dal coating all'alimento per contatto diretto;

Da un accessorio (pad) all'alimento per contatto diretto;

Da un accessorio (sacchetto) attraverso lo spazio di testa;

Da un film edibile (edible packaging) all'alimento per contatto diretto: non è considerato unpackaging ma una tecnologia di conservazione; infatti, è un ingrediente alimentare che poi viene mangiato.

Per mettere a punto un sistema di rilascio, viene introdotto il concetto di CRP, ovvero un sistema che permette il rilascio prolungato e controllato dell'antimicrobico nel tempo. Il packaging deve essere utilizzato come delivery system, che accumula le sostanze e le rilascia in modo controllato (cosa più difficile da controllare). Il rilascio ideale dovrebbe avere un flusso costante (terzo grafico), in modo che il rilascio copra tutta la durata della shelf life, proteggendo l'alimento fino al consumo. Non serve, quindi, avere un

Materiale che sia genericamente attivo ma bisogna mettere a punto materiali che siano attivi quando è necessario che lo siano. L'attività antimicrobica/antiossidante o di sequestro non devono esaurirsi prima che entrino in contatto con l'alimento e devono essere attivi per tutto il tempo di conservazione.

PROBLEMATICHE E VANTAGGI

Le nuove sostanze, come gli antimicrobici, sono ammessi per legge dall'emanazione del Reg CE 450/2009 che contiene la definizione di imballaggio attivo. La novità riguarda la creazione di un registro comunitario contenente le nuove sostanze usate per creare imballaggi attivi e intelligenti.

Le sostanze che possono essere utilizzate sono già validate e ammesse dall'EFSA, principalmente presenti come ingredienti alimentari.

Inoltre, quando si lavora un materiale che contiene sostanze attive, è importante ricordare che il processo di lavorazione potrebbe generare nuove sostanze (non intenzionalmente).

rilasciaresostanze utili attorno all'alimento