Il packaging per il formaggio
Parmigiano Reggiano
Incontro organizzato da
Consorzio del Formaggio Parmigiano Reggiano
CPRA – Centro Ricerche Produzioni Animali
Reggio Emilia 29 giugno 2006
Dipartimento di Scienze Agrarie
(Università di Modena e Reggio Emilia)
• Produzioni vegetali – Enologia
• Biotecnologie vegetali
• Produzioni animali e trasformazione degli alimenti di
origine animale
• Microbiologia degli alimenti – Biotecnologie
microbiche
• Analisi fisico-chimico-sensoriali degli alimenti
• Processi delle tecnologie alimentari
• Confezionamento alimentare
1
•Confezionamento alimentare:
Tecnologia del condizionamento e della distribuzione
dei prodotti agroalimentari (P.Fava – M.Iotti)
•Temi di ricerca:
studio dell’interazione fra matrici alimentari e
contenitori, valutazione delle prestazioni funzionali di
materiali di confezionamento, studio di shelf-life di
alimenti confezionati, sviluppo di materiali attivi e
intelligenti
Introduzione nella filiera del condizionamento
alimentare di contenitori ecocompatibili, prodotti da
fonti naturali rinnovabili
Il Confezionamento del Parmigiano Reggiano:
stato dell’arte e prospettive future
Conservare e proteggere
Anticamente il cibo veniva consumato là dove veniva trovato. I
villaggi erano autosufficienti: si produceva e si cacciava quello di cui
si aveva bisogno. I primi contenitori per conservare i prodotti
furono messi a disposizione dalla natura: zucche vuote, conchiglie,
tronchi cavi, rami intrecciati, pelli e organi animali.
L'imballaggio conserva [vita utile sullo scaffale (shelf-life)] e
protegge [effetto barriera] il prodotto nel tempo e nello spazio.
2
L'imballaggio conserva [vita utile sullo scaffale (shelf-life)] e
protegge [effetto barriera] il prodotto nel tempo e nello spazio
La migliore definizione che si possa dare del termine Shelf-Life e
delle traduzioni correlate è probabilmente la seguente:
...quel periodo di tempo che corrisponde, in definite circostanze, ad
una tollerabile diminuzione della qualità di un prodotto
confezionato...
gli attributi di qualità: la diminuzione di un componente, l'aumento di
concentrazione di una determinata sostanza, il giudizio sensoriale espresso
da un panel di assaggiatori (variazioni di gusto, di odore o di apparenza per
esempio)
gli eventi primari: tutte le possibili modificazioni negative della Qualità,
sono indotte da un "evento primario" fondamentale le cui "conseguenze"
corrispondono alla variazione dell'attributo
gli eventi primari
Schematicamente possiamo individuare questi "eventi primari" nei
fenomeni di:
trasmissione
trasmissione
trasmissione
trasmissione
sollecitazioni
della luce,
di gas,
di umidità,
di calore,
meccaniche.
Questi "eventi primari" sono, al contrario dei meccanismi di
degradazione degli attributi di qualità, e per nostra fortuna, piuttosto
limitati ed il Packaging può, in molte situazioni, riuscire a controllarli
efficacemente.
3
Discolorazioni del prodotto, viraggi
di colore, iniziatore e promotore
di ossidazioni (irrancidimento)
trasmissione della luce
trasmissione di gas
trasmissione di umidità
Ossigeno: promotore di reazioni
di degradazione biologica
(crescita microbica), chimica
(irrancidimenti) ed enzimatica.
Anidride carbonica: necessaria
nei confezionamenti in atmosfera
modificata
Disidratazioni: prodotti ad
elevata umidità relativa
(essiccamento)
Idratazioni: prodotti a bassa
umidità relativa (rammollimenti)
Modalità di degradazione dei formaggi
Formaggi: nome generico che comprende una quanto mai
ampia varietà di prodotti derivati del latte, la cui tecnologia
comprende le fasi di
• coagulazione
• drenaggio del siero
• salatura
• maturazione
al termine delle quali si ottiene un prodotto con differenti
caratteristiche di conservabilità, funzione del valore di
umidità relativa (o attività dell’acqua), del pH e della
presenza o meno di microganismi vivi e vitali
4
umidità relativa (o attività dell’acqua) e pH sono le
due caratteristiche chimico-fisiche più importanti nel
definire la stabilità dei formaggi, ma il loro valore non è
sufficientemente basso da assicurare una completa
stabilizzazione del prodotto
I formaggi sono prodotti deperibili a umidità
relativa intermedia
Alcune definizioni…
• contenuto umido (gH2O/gSS) = quantità di acqua (g H2O)
presente nell’alimento riferita all’unità di sostanza secca
(gSS)
• umidità assoluta (gH2O/100g di alimento) = quantità di
acqua presente nell’ alimento
• umidità relativa (UR %) = p/p0* 100
dove p è la
pressione parziale del vapore d’acqua nello spazio di testa
del contenitore e p0 è la pressione parziale che l’acqua pura
eserciterebbe se occupasse da sola, alla stessa temperatura,
tutto lo spazio di testa.
aw =
pH2O
po
=
%UR
100
5
Cosa esprime il valore di ATTIVITA’ dell’ACQUA?
Il livello di disponibilità dell’acqua in un alimento. Infatti:
•se aw=1 tutta l’acqua presente nell’alimento è LIBERA
•se aw<1 una parte più o meno elevata dell’acqua
nell’alimento è LEGATA
La relazione tra contenuto umido (m) e attività
dell’acqua (Aw) non è lineare, e la sua forma è
funzione della composizione del prodotto
Tutte le isoterme possono essere suddivise in tre zone caratteristiche,
in funzione dello stato di legame con l’acqua:
0-25%
legami idrogeno
e interazioni ioniche
75-100% acqua
libera
20-65% legami covalenti
6
Intervallo di aw
Microrganismi inibiti
Prodotti alimentari
1.00-0.95
Batteri Gram-negativi, spore
batteriche, alcuni lieviti
Prodotti al 40% di
saccarosio o al 7% di sale,
insaccati cotti
0.95-0.91
Cocchi, lattobacilli, alcune
muffe
Prodotti al 55% di
saccarosio o al 12% di
sale, formaggi a media
stagionatura
0.91-0.87
La maggior parte dei lieviti
Prodotti al 65% di
saccarosio o al 15% di
sale, formaggi
stagionati, salami
0.87-0.80
La max parte delle muffe,
Staphilococcus aureus
Farine, riso, latte
concentrato zuccherato
0.80-0.75
Batteri alofili
Soluzione satura di sale,
alcuni insaccati
marmellate
0.75-0.65
Muffe xerofile
Prodotti amidacei al 10%
di acqua
0.65-0.60
Lieviti osmofili
Frutta essiccata al 1520% di acqua, caramelle
all’8% di acqua
0.60-0.00
Nessuno sviluppo
Tutte le isoterme possono essere suddivise in tre zone caratteristiche,
in funzione dello stato di legame con l’acqua:
0-25%
legami idrogeno
e interazioni ioniche
75-100% acqua
libera
20-65% legami covalenti
7
pH e attività dell’acqua sono definibili come
fattori INTRINSECI di stabilità/instabilità di un
alimento
Le tecniche e i materiali di confezionamento
sono deputati a proteggere gli alimenti dai
fattori estrinseci, ovvero gli EVENTI PRIMARI
DI DEGRADAZIONE
LUCE e OSSIGENO
Entrano in gioco le proprietà fisiche dei
materiali, segnatamente la permeabilità ai gas,
e l’applicazione di tecnologie che escludono il
contatto dell’ossigeno con il prodotto.
8
Definizione quantitativa della barriera
Secondo UNI-CAB 10534
BARRIERA (1)
PERMEABILITA’ o
VELOCITA’ DI
TRASMISSIONE (2)
MOLTO ALTA
< 0.5
ALTA
0.5 – 3.0
MEDIA
3.1 – 30.0
BASSA
31 - 150
MOLTO BASSA
> 150
(1) Riferita al gas o al vapore verso cui si richiede uno specifico
comportamento del materiale
(2) cm3 m-2 24h-1 bar-1, a 23°C e 0% di UR per i gas;
g m-2 24h-1 , a 38°C e 90% UR per il vapor d’acqua
polimero
PO2
PCO2
WVTR
PVDC film
2
5
1.8
EVOH 44%
ET
PVDC
coating
EVOH 27%
ET
1.4
3.9
28
0.8
2
0.4
0.6
0.8
112
Polivinilidencloruro (PVDC) ed etilenvinilalcool (EVOH) sono a
tutt’oggi gli unici materiali plastici ad elevata barriera impiegati
nel food packaging (ce ne sono altri, ma di costo talmente elevato
da renderne l’uso praticamente impossibile).
Questi materiali sono impiegati prevalentemente in strutture
multistrato, di cui costituiscono lo strato intermedio. PVDC può
essere utilizzato anche come laccatura superficiale.
9
MODIFICAZIONI DI ATMOSFERA
Con l'espressione "modificazioni di atmosfera" può intendersi qualsiasi
intervento realizzato in fase di confezionamento (o di conservazione)
che altera, qualitativamente e/o quantitativamente, l'atmosfera
circostante il prodotto. Fondamentalmente la modificazione può
riguardare il valore della pressione totale (che può essere ridotta o
aumentata rispetto a quella atmosferica) o i valori delle pressioni
parziali (concentrazioni) dei componenti l'atmosfera, con o senza una
variazione della pressione totale.
sottovuoto
quando il valore della pressione
residua è inferiore a 20 mm di
mercurio (circa 26 mbar
confezionamento iperbarico
ogni qualvolta il valore della
pressione totale interna alla
confezione è, come accade per tutte
le bevande carbonatate, superiore a
quella atmosferica.
atmosfera modificata
corrisponde al confezionamento di
prodotti alimentari in un'atmosfera
diversa da quella naturale e
costituita da miscele di gas in
differenti proporzioni, e che si
modifica, senza alcuna possibilità di
intervento, per effetto della
permeabilità dei materiali e delle
interazioni tra gas e alimenti
10
