Imballaggi attivi contenenti agenti antimicrobici e aromi

Attualmente i prodotti alimentari vengono esposti nei supermercati per lunghi periodi di tempo e questo richiede necessariamente un progressivo aumento del loro tempo di conservazione. Questo però non deve assolutamente compromettere le proprietà degli alimenti, soprattutto dal punto di vista della sicurezza e della qualità, e quindi i fattori più limitanti per la conservazione prolungata sono rappresentati dalle infezioni microbiche, inclusa la presenza di muffe, seguite dalla diminuzione della qualità del prodotto in termini di perdite di aroma. Pertanto lo sviluppo di nuovi sistemi da imballaggio che garantiscano sia la sicurezza antimicrobica sia la qualità in termini di aroma dei prodotti alimentari confezionati è sempre più importante. Diverse tecniche sono attualmente usate per ritardare il deterioramento degli alimenti, come gli imballaggi in atmosfera modificata, il confezionamento sotto vuoto, i processi di sterilizzazione, e il congelamento; tuttavia, la tecnologia emergente degli imballaggi attivi fornisce una soluzione ancora più promettente, in cui il tempo di conservazione del prodotto confezionato può essere considerevolmente esteso senza intaccare le proprietà alimentari, e il cibo risulta più sano, più naturale e privo di conservanti, dal momento che le sostanze conservanti rimangono nel materiale da imballaggio. Uno dei punti chiave degli imballaggi attivi è l’agente attivo da utilizzare: ad esempio, è noto che gli oli essenziali estratti da piante e spezie sono eccellenti antimicrobici e antiossidanti, e la maggior parte di essi fornisce inoltre un aroma caratteristico. Negli oli essenziali, il timolo, il carvacrolo e la cinnamaldeide sono i principali responsabili delle proprietà antimicrobiche, anche se altri composti presenti negli oli essenziali anche a concentrazioni più basse mostrano attività antimicrobica. Per questo settore vi è un interesse crescente; tuttavia, solo alcuni materiali da imballaggio attivi sono attualmente disponibili in commercio. Moltissimi oli essenziali potrebbero essere inseriti nei materiali da imballaggio, ma il sapore e l’odore forniti dagli oli essenziali non sempre sono accettabili e quindi è necessario sviluppare nuove formulazioni per ottenere la presenza contemporanea di proprietà organolettiche e antimicrobiche accettabili. L’incorporazione nel packaging di aromi specifici assieme alle sostanze antimicrobiche è una sfida interessante, ma occorre trovare la giusta combinazione di oli essenziali e di aromi che fornisca un materiale attivo accettabile. In quest’ambito, uno studio effettuato presso l’Università di Saragozza, in Spagna, si è focalizzato sullo sviluppo di un imballaggio attivo che incorpora un aroma insieme ad un agente attivo naturale con proprietà antimicrobiche (L. Gutierrez, 2009), con tre obiettivi principali:

• la determinazione delle soglie di odore di aromi alimentari selezionati per ottenere informazioni sulle quantità di aromi che dovrebbero essere usati;
• lo studio delle proprietà antimicrobiche dei diversi agenti naturali e la selezione di quelle più efficienti;
• la valutazione di quale composto antimicrobico può essere meglio combinato con gli aromi.

Le pellicole attive contenenti gli aromi sono state prodotte incorporando una concentrazione nota di aromi e/o composti antimicrobici nel polipropilene (PP), nella formulazione adatta all’uso per imballaggio alimentare. L’incorporazione è avvenuta mediante un procedimento coperto da Brevetto Europeo. In pratica, il materiale attivo è stato preparato applicando al materiale una formulazione contenente prima gli aromi da soli, poi solo gli oli essenziali e infine le varie combinazioni di aromi e oli essenziali. Gli aromi utilizzati sono stati vaniglia, fragola e banana; gli antimicrobici usati sono stati timolo, carvacrolo e cinnamaldeide.
Si noti che per tutte queste sostanze, è autorizzato l’uso come additivi alimentari, ma in questo caso le sostanze vengono incorporate nel materiale di confezionamento invece di essere aggiunte al cibo il che implica un grande vantaggio rispetto all’attuale sistema di aggiunta di conservanti al cibo per prolungare il tempo di conservazione. Studi sensoriali e test antimicrobici hanno fornito le informazioni necessarie per ottenere il miglior materiale attivo. Le prove sensoriali sono state effettuate su un gruppo di 12 individui appartenenti al personale del laboratorio, di cui il 70% era di sesso femminile, aventi 36 anni come età media. E’ è stato effettuato un test per determinare il livello più basso di sostanze che può essere rilevato dai partecipanti, inserendo concentrazioni diverse di composti aromatici sia nelle pellicole attive sia nelle pellicole non attive. Ogni persona aveva tre bottiglie contenenti ognuna una pellicola, due delle quali con la stessa concentrazione di composti aromatici e la terza con una concentrazione diversa, e si doveva determinare qual era la bottiglia che conteneva la pellicola diversa. Successivamente, l’aroma veniva rilasciato dal materiale attivo allo spazio di testa della bottiglia in maniera analoga a quanto avverrebbe in un imballaggio alimentare reale, dove si può percepire l’aroma nello spazio di testa della confezione. Si è deciso di usare una dimensione del campione tale da rendere la percezione dell’aroma in bottiglia il più possibile simile alla percezione del consumatore all’apertura di un alimento confezionato. Le prove antimicrobiche degli aromi, dei componenti principali di alcuni oli essenziali, e della combinazione di entrambi i gruppi di sostanze sono state effettuate nei confronti di diversi batteri (Enterococcus faecalis, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Salmonella choleraesuis, Yersinia enterocolitica, Escherichia coli), lieviti (Candida albicans, Debaryomyces hansenii, Zygosaccharomyces rouxii) e muffe (Botrytis cinerae, Aspergillus flavus, Penicillium roqueforti, Eurotium repens, Penicillium islandicum, Penicillium comune, Penicillium nalgiovensis). Da questo studio sono state tratte le seguenti importanti conclusioni riguardo alla possibilità di inserire contemporaneamente gli agenti antimicrobici timolo, carvacrolo e cinnamaldeide con ciascuno dei tre aromi studiati (vaniglia, fragola e banana) senza modificare l’aroma originale del cibo:

(1) le diverse combinazioni di agenti antimicrobici con ciascuno dei tre aromi studiati danno luogo a percezioni diverse dell’aroma presente. In particolare, la presenza della cinnamaldeide rende più forte la percezione di qualunque aroma aggiunto, seguita dalla percezione indotta dal carvacrolo e infine dal timolo;

(2) tutti gli antimicrobici sono compatibili con la vaniglia;

(3) solo il timolo può essere usato in combinazione con l’aroma di fragola;

(4) in un imballaggio attivo, nessuno degli agenti antimicrobici studiati è compatibile con l’aroma di banana.

Bibliografia

L. Gutierrez, Journal of Agricultural and Food Chemestry, 57, 2009, 8564