38 Domande e risposte - Esame Packaging 2 parziale - Prof. Sara Limbo

Packaging II parziale

1. Definire l’idoneità alimentare e l’idoneità tecnologica di un materiale di packaging

L’idoneità alimentare e l’idoneità tecnologica di un materiale di packaging, mettendo in evidenza i principi che stanno alla base e le responsabilità lungo la filiera alimentare.

L’idoneità alimentare o adeguatezza legale si riferisce ad un materiale o imballaggio che deve dare garanzia igienica, non deve cedere sostanze chimiche e/o sostanze in grado di indurre sensibili modificazioni sensoriali nell’alimento. L’idoneità alimentare porta ad una responsabilità di tipo penale, la quale è del produttore dell’oggetto e del fornitore delle materie prime.

All’azienda alimentare spetta la scelta del tipo di imballaggio, della composizione dei materiali, della tecnologia di riempimento e di confezionamento, della durata del materiale all’unisono con il prodotto, delle condizioni di tempo e di temperatura.

L’idoneità funzionale indica la capacità di un contenitore, o di un materiale, di garantire la conservazione e la protezione richiesta per il prodotto, di offrire un’immagine gradevole o accattivante e di resistere alle normali condizioni di trasporto o di impiego. Ogni tipologia di imballaggio è pensata ad hoc per uno specifico alimento.

L’idoneità funzionale o adeguatezza tecnologica può essere valutata pienamente solo dall’utilizzatore finale (azienda alimentare) che si deve assumere la responsabilità dell’idoneità funzionale dell’imballaggio e che deve condurre il suo accertamento in modo obiettivo, valutando le proprietà del materiale e correlandole alle esigenze del prodotto. È una normativa di tipo volontario.

Le formulazioni dei materiali nel settore alimentare devono quindi essere specifiche.

Il produttore dell’oggetto è responsabile nel verificare l’inerzia del materiale, la purezza, la migrazione globale, la migrazione specifica e quella sensoriale.

I produttori di materie prime sono quindi i responsabili dell’idoneità alimentare, non le aziende alimentari. L’azienda alimentare ha il ruolo di chiedere il certificato di conformità alimentare.

Nel Reg. quadro si individua la figura professionale dell’Operatore Economico (Business Operator), cioè la figura aziendale che si prende la responsabilità di garantire il rispetto delle disposizioni presenti nel regolamento nell’impresa posta sotto al suo controllo. Lo strumento che ha a disposizione è la Dichiarazione di Conformità, che deve accompagnare tutti gli oggetti a contatto con gli alimenti. Questo documento è riassuntivo della situazione di idoneità al contatto dell’oggetto; deve essere unico per ogni materiale. L’azienda definisce le condizioni di contatto (t-T) alle quali dichiara di aver testato il materiale e indica anche i simulanti utilizzati per il test.

I controlli vengono fatti solitamente dalle ASL, dai NAS, dai laboratori cantonali/portuali situati ai confini. Per ogni indicazione che non viene rispettata scatta il ritiro del materiale dal commercio.

2. Principi fondamentali comuni alle norme nazionali ed europee

Presentare e discutere i principi fondamentali, comuni alle norme nazionali ed europee, in tema di idoneità alimentare di un oggetto destinato al contatto con gli alimenti.

Il quadro normativo che regola l’idoneità alimentare di materiali o oggetti destinati al contatto con alimenti (MOCA) è complesso e si muove su livelli differenti:

• Nazionale: in ogni nazione esistono organismi atti a gestire questo tipo di normative (es. in Italia Ministero della Salute e Istituto Superiore di Sanità).

Il DM 21/3/1973 con successive modifiche, regolamenta i materiali destinati al contatto con alimenti, in particolare: materie plastiche, carta, cartone, cellulosa rigenerata, gomma, vetro e acciaio inossidabile. Un ulteriore DM n. 76 del 2007 regolamenta anche i materiali in alluminio destinati al contatto con alimenti.

Il DM 21/3/1973 è stato poi la base per la costituzione della direttiva europea riguardante i MOCA.

• Europeo: in questo caso è la Commissione Europea DGSANCO che promuove direttive, regolamenti e decisioni in materia di MOCA. Le direttive e i regolamenti sono supportati dall’EFSA e dal Laboratorio JRC.

A livello europeo, la normativa vigente è contenuta nel Reg. CE 1935/2004, un regolamento quadro che riguarda tutti i materiali ed oggetti destinati a venire a contatto con gli alimenti.

Oltre a questo, è stato emesso anche il Reg. 2023/2006 che si riferisce alle buone pratiche di fabbricazione dei materiali e degli oggetti destinati al contatto con prodotti alimentari.

L’Art. 3 del Reg. 1935 dice che il principio alla base del regolamento è che i materiali o gli oggetti destinati a venire a contatto, direttamente o indirettamente, con i prodotti alimentari devono essere sufficientemente inerti da escludere il trasferimento di sostanze ai prodotti alimentari in quantità tali da mettere in pericolo la salute umana o da comportare una modifica inaccettabile della composizione dei prodotti alimentari o un deterioramento delle loro caratteristiche organolettiche.

Qualora un MOCA non fosse normato a livello europeo occorre fare riferimento alle normative di legge a livello nazionale e se anche queste fossero assenti occorre far riferimento alle normative dei paesi vicini.

• Internazionale

3. I quattro principi fondamentali dell’idoneità alimentare

Spiegare i 4 principi fondamentali alla base dell’idoneità alimentare o adeguatezza legale dei materiali di packaging.

Per verificare che i materiali siano idonei devono soddisfare contemporaneamente i requisiti di:

1. Conformità costituzionale

Il materiale deve essere prodotto esclusivamente impiegando materie prime riconosciute come sicure e riportate in liste positive, o liste uniche (Reg. 10/2011).

Queste liste possono essere modificate aggiungendo, o eliminando, sostanze, seguendo un iter molto complesso.

2. Inerzia del materiale di confezionamento

Un materiale viene considerato inerte se cede all’alimento una quantità di componenti inferiori ad un certo limite, senza alcun riferimento circa l’identità e la pericolosità di tali componenti. Si determina, quantitativamente, come la perdita di massa per unità di area, il limite di migrazione globale (LMG) è un prerequisito. I principali valori soglia sono:

• Materie plastiche destinate ai bambini: 60 ppm
• Materiali non plastici: 50 ppm

3. Purezza e sicurezza dell’alimento

Consiste nel determinare la migrazione specifica, ossia verificare che il materiale non ceda all’alimento una quantità superiore a determinati limiti specifici di componenti riconosciuti come pericolosi per la salute. I limiti e le condizioni di contatto, sono specifici per ogni sostanza; in base ai dati scientifici è possibile sostituire i simulanti alimentari, con altri più idonei ed in grado di restituire informazioni più precise.

4. Inerzia sensoriale

Sono delle modificazioni indesiderate di caratteristiche olfattive e/o gustative di un alimento, che possano essere percepite attraverso l’analisi sensoriale da un assaggiatore esperto.

Alla base possono esserci cessioni di sostanze odorose/sapide o cessioni di sostanze né odorose né sapide che attraverso via chimica generano sensazioni odorose/gustative alterate.

Tali sostanze possono avere diversa origine:

• Normali costituenti dei materiali
• Prodotti di degradazione del materiale
• Sostanze di trasformazione del materiale o di costruzione dell’imballaggio

Per l’inerzia sensoriale non esistono limiti, perché spesso le quantità in grado di modificare negativamente il quadro sensoriale sono molto più basse del LMG.

Si possono usare due metodi di analisi:

• Metodi sensoriali

Danno un giudizio di accettabilità del grado olfattivo e/o gustativo. Sono imprecisi, soggettivi e non riproducibili.

Test di Robinson: consiste nel porre a contatto con i materiali plastici del cioccolato al latte grattugiato e in seguito assaggiarlo. Si usa il cioccolato perché sequestra molto bene i volatili.

• Metodi strumentali

Permettono l’identificazione e la quantificazione delle sostanze volatili. Sono costosi e necessitano di personale esperto, per questa ragione sono poco utilizzati.

4. Migrazione positiva e migrazione negativa

Distinguere e descrivere il fenomeno di migrazione positiva e di migrazione negativa, mettendo anche in evidenza gli effetti potenziali di ciascuno di questi fenomeni.

Il fenomeno della migrazione è un trasferimento di massa che segue le leggi della diffusione, legato alle proprietà diffusionali ed alle proprietà solventi sia del materiale che della fase di contatto. Le molecole che si trovano in regioni ad alta concentrazione tendono a portarsi in regioni a bassa concentrazione attraverso spazi disponibili al loro passaggio. Il fenomeno della diffusione dipende da numerose variabili e non avviene in uguale modo ogni volta che un materiale è a contatto con un alimento.

Gli aggettivi “positiva” e “negativa” sono riferiti alla direzione della migrazione e non agli effetti del fenomeno.

• Migrazione positiva: avviene dall’imballaggio all’alimento. Esempio la migrazione di additivi, coloranti, prodotti di degradazione del polimero che causano contaminazioni chimiche e sensoriali. Può comprendere anche effetti desiderati come la cessione di sostanze polifenoliche dalle botti che contribuiscono nel conferire l’aroma caratteristico del vino.
• Migrazione negativa: avviene dall’alimento all’imballaggio. Esempio l’assorbimento di componenti idrofobiche dell’alimento come vitamine e aromi (influisce sulle caratteristiche organolettiche del prodotto confezionato).

5. Modalità della migrazione dall’imballaggio all’alimento

Descrivere le modalità con le quali può avvenire il fenomeno di migrazione dall’imballaggio all’alimento.

Un alimento confezionato rappresenta un sistema a 3 componenti: prodotto-packaging-ambiente. Ciascuno di questi può entrare in relazione con gli altri, dando luogo a qualche fenomeno di interazione e di trasferimento di massa, dall’imballaggio all’alimento abbiamo:

• Alimento-imballaggio: assorbimento di componenti idrofobiche dell’alimento, vitamine e aromi. Viene definita migrazione negativa.
• Imballaggio-alimento: additivi, coloranti e prodotti della degradazione del polimero, viene definita migrazione positiva.

Gli aggettivi positiva e negativa sono riferiti alla direzione della migrazione e non agli effetti del fenomeno.

Questi due fenomeni sono alla base dell’idoneità alimentare dei materiali destinati al contatto con gli alimenti, soprattutto la positiva.

(Non sempre i fenomeni sono negativi, come per le botti di legno che cedono aromi al vino.)

L’aumento di temperatura può favorire i moti termici di atomi e molecole, quindi i fenomeni di trasferimento.

Le modalità con le quali si può verificare la migrazione positiva sono:

• Non migrazione (I classe): è un evento casuale, avviene una migrazione nulla o trascurabile. Non è descrivibile da leggi matematiche.
• Migrazione spontanea (II classe): è il trasferimento di migranti volatili. Non richiede un contatto imballaggio-alimento.
• Migrazione per contatto (III classe): riguarda il trasferimento di migranti solubili. È necessario, oltre al contatto diretto, affinità chimica tra le fasi.

6. Leaching di I e II sottotipo

Distinguere e descrivere il fenomeno di leaching di I e di II sottotipo.

Sono due meccanismi di migrazione che avvengono per contatto tra l’alimento e il materiale.

• Leaching del I sottotipo: è caratteristico delle sostanze molto diffusive e solubili nell’alimento che migrano dal materiale di confezionamento all’alimento. Esempio possono essere alcuni additivi che possono avere molta affinità con una delle componenti dell’alimento, per cui si disciolgono in esso. Per esempio, se una molecola è lipofilica avrà maggior affinità con l’alimento grasso piuttosto che con il materiale.
• Leaching del II sottotipo: questo meccanismo è caratteristico delle sostanze poco diffusive. In questo caso la migrazione è preceduta dalla migrazione di componenti dell’alimento nell’imballaggio (ad esempio acidi grassi) che causando un rigonfiamento (swelling) del materiale favoriscono la diffusività delle sostanze e il loro trasferimento di massa. Quindi in seguito di una prima migrazione negativa dall’alimento all’imballaggio, può avvenire una migrazione positiva grazie alla modificazione dello spazio intra e intermolecolare del materiale di imballaggio.

Entrambi questi fenomeni non sono istantanei, ma dipendono dal gradiente di concentrazione, dal tempo e dallo spazio che le molecole devono percorrere. I due coefficienti da considerare sono il coefficiente di diffusione D e il coefficiente di ripartizione K PF.

7. Sostanze potenzialmente migrabili da un imballaggio

Descrivere quali sono le sostanze potenzialmente migrabili da un imballaggio.

Le sostanze migranti sono differenti in base al tipo di materiale. Normalmente le materie plastiche sono quelle che favoriscono il trasferimento in particolari condizioni d’uso.

Le sostanze migranti possono essere divise in due classi:

1. Sostanze intenzionalmente aggiunte

Principalmente costituite da additivi aggiunti in fase di lavorazione per:

• Stabilizzare il prodotto al calore e alla luce
• Rendere il materiale più estensibile
• Proteggerlo dall’ossidazione

Sono in genere molecole molto piccole (<1000 Da) e non sono legate covalentemente alla matrice, possono essere:

• Negli spazi intra ed intermolecolari
• All’interfaccia (contatto diretto con l’alimento)
• Antistatici

Oltre agli additivi possono essere presenti residui di lavorazione come: monomeri, solventi o catalizzatori.

2. Sostanze non intenzionalmente aggiunte

Sono i prodotti di neoformazione, si originano dalla decomposizione spontanea dei materiali o durante le fasi di trasformazione in manufatto. Non si conoscono perfettamente le reazioni di formazione per cui la loro presenza non è prevedibile.

8. Limite di migrazione e regola del cubo

Descrivere l’assunzione che è alla base della definizione del limite di migrazione (regola del cubo).

• Per le materie plastiche il limite è pari a 10 mg/dm².
• Per i materiali e gli oggetti in plastica destinati ad alimenti per i bambini il limite è pari a 60 mg/kg.
• Per tutti gli altri materiali il limite di migrazione globale è pari a 8 mg/dm² o 50 mg/kg (ppm).

La determinazione di limiti di migrazione parte dall’ipotesi convenzionale (ipotesi peggiore) secondo cui una persona di 60 kg di peso corporeo consumi quotidianamente 1 kg di prodotti alimentari e questi ultimi siano imballati in un recipiente cubico con una superficie di 6 dm² che rilascia la sostanza.

Si ipotizza infatti che un contenitore ideale, di forma cubica e con il lato di 1 dm, possa cedere, da ciascuna delle sue sei facce, un quantitativo massimo di 10 mg all’alimento o al simulante alimentare che contiene e che corrisponde ad 1 dm³ cioè 1 litro che per una densità pari a 1 corrisponde ad 1 kg.

Per trasformare in ppm un valore determinato in mg/dm² si moltiplica per 6 il valore ottenuto.

9. Modalità di espressione del limite di migrazione globale

Proporre e discutere comparativamente le due modalità di espressione del limite di migrazione globale per le materie plastiche e di come sia possibile convertire una nell’altra.

Per le materie plastiche il limite di migrazione totale è fissato a 10 mg/dm², se il prodotto è destinato ai bambini il limite si esprime in ppm, ed è pari a 60 mg/kg.

La determinazione di limiti di migrazione parte dall’ipotesi convenzionale (ipotesi peggiore) secondo cui una persona di 60 kg di peso corporeo consumi quotidianamente 1 kg di prodotti