I metalli nei materiali da imballaggio: una presenza sempre indesiderata?

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Le attività industriali hanno portato ad un massiccio aumento della nostra esposizione ai metalli, che ora sono purtroppo presenti in tutta la catena alimentare. In realtà i metalli possono entrare nel cibo da diverse fonti tra cui il terreno, le sostanze chimiche usate in agricoltura, l’acqua usata per la cottura degli alimenti e infine i materiali da imballaggio. Questi ultimi possono rilasciare sostanze e metalli nel cibo confezionato in seguito a processi di diffusione, che dipendono dalla natura del materiale, dal tipo di alimento, dalla temperatura e dalle condizioni di conservazione, con particolare riferimento all’esposizione alla luce ultravioletta e al tempo di conservazione del prodotto. Risulta pertanto evidente la necessità di controllare i livelli di contaminazione dei prodotti alimentari per garantirne la qualità ed esistono già diverse tecniche analitiche di routine che prevedono l’estrazione del prodotto dall’imballaggio. Tuttavia, quando è necessario effettuare analisi veloci per ottenere risultati in tempi brevi, può essere utile un metodo di analisi innovativo che utilizza un tubo portatile a raggi X, l’XRT. Un altro settore importante è legato alla prevenzione della migrazione dei metalli dal materiale da imballaggio al cibo e a questo riguardo viene presentato un studio su rivestimenti per la latta. I metalli nei materiali da imballaggio sono in generale una presenza indesiderata perché sono tossici, tuttavia questa presenza può servire in alcuni casi a migliorarne le proprietà, come nel caso di un polimero organico contenente biossido di titanio e metalli da usare come imballaggio antimicrobico.

Monitoraggio dei metalli nei cibi conservati
Per quanto riguarda il monitoraggio dei metalli nei cibi conservati, sono state valutate le potenzialità di un nuovo metodo di analisi basato su un tubo portatile a raggi X, l’XRT (D. L. Anderson, 2009). L’XRT è una tecnica semplice che consente dianalizzare i metalli negli alimenti attraverso le pareti del contenitore, quindi senza necessità di rimuoverli dai loro contenitori. In questo studio, sono stati analizzati cacao in polvere in polietilene ad alta densità, succo di mirtillo e uva in polietilene tereftalato e, infine, caramelle dure in due tipi di carte, una in plastica e l’altra in alluminio. Per motivi di studio, i cibi sono stati intenzionalmente arricchiti con metalli e i risultati dell’analisi con questa tecnica hanno consentito di distinguere facilmente il cibo “addizionato” da quello “naturale”. Le analisi con questa tecnica sono rapide (durano solo 0.5-1 minuti) e questo può aiutare molto nei casi in cui occorre prendere decisioni rapide per intervenire su alimenti contaminati; pertanto l’analisi con XRT potrebbe diventare uno strumento molto utile e semplice da utilizzare per la determinazione dei metalli tossici nel cibo. Per quanto riguarda il rilascio dei metalli dal materiale ai cibi e la sua prevenzione, molti studi e ricerche si sono focalizzati sulla latta, che è un foglio di acciaio, cioè un foglio di una lega ferro-carbonio. La latta viene normalmente rivestita su entrambi i lati con un sottile strato di stagno puro e inoltre viene solitamente sottoposta ad un trattamento di passivazione con deposizione di cromo metallico e ossido di cromo per prevenire la formazione di uno strato di ossido di stagno sulla superficie. Il trattamento di passivazione deve essere attentamente controllato perché mentre il cromo trivalente è un elemento essenziale per gli organismi, il cromo esavalente è tossico e cancerogeno. Purtroppo può verificarsi il rilascio di cromo e di stagno dal materiale alcibo, soprattutto quando l’imballaggio viene danneggiato e il materiale non è più compatto né continuo, come può ad esempio verificarsi in seguito ad una caduta accidentale del contenitore durante il trasporto oppure in negozio oppure in ambienti domestici, eventi in realtà abbastanza frequenti perché la latta viene percepita come un imballaggio robusto e quindi viene spesso maneggiata con meno cautela rispetto ad altri imballaggi. Il problema è ancora più grave nel caso in cui latta contenga alimenti potenzialmente corrosivi per i contenitori di metallo, come ad esempio il burro salato e il formaggio. In uno studio (D. Bakircioglu, 2011) è stato paragonato il contenuto in metalli di diversi formaggi confezionati in plastica e in latta e i risultati hanno mostrato che i livelli di cadmio, cromo, nichel e piombo sono molto maggiori nel cibo contenuto nei contenitori di latta. Emerge quindi la necessità di proteggere la superficie della latta e prevenire il rilascio dei metalli e in particolare del cromo. In questo campo la ricerca è molto attiva e sono attualmente oggetto di studio diverse sostanze con lo scopo di inibire o almeno di ritardare la corrosione della latta. Attualmente per proteggere la superficie interna della latta vengono usati inibitori di corrosione a base di composti organici come il diottile sebacato (DOS), che però sono piuttosto costosi e quindi si tende a sostituirli con prodotti naturali poco costosi che hanno anche il vantaggio ulteriore di essere commestibili. Ad esempio, l’olio essenziale di cipolla (EOO) è stato studiato come inibitore della dissoluzione di stagno e cromo dalla latta (A. Nincevic Grassino, 2009). I risultati ottenuti in questo studio mostrano che, sostituendo l’olio DOS con EOO, si ottengono effettivamente valori più bassi di stagno e cromo nel cibo, probabilmente perché l’EOO adsorbito sulla latta è in grado di agire come una barriera che impedisce la dissoluzione dei metalli, con una maggiore efficienza nel caso del cromo rispetto allo stagno. Si può quindi concludere che il trattamento della latta con questa spezia può essere di potenziale utilità per la conservazione anche delle conserve di pomodoro, che sono corrosive e quindi possono provocare la dissoluzione dei metalli dal materiale da imballaggio. Come detto all’inizio, i metalli sono una presenza in generale indesiderata, ma in taluni casi possono anche essere deliberatamente aggiunti ai materiali da imballaggio al fine di migliorarne alcune proprietà. Ad esempio, particelle d’argento sono state aggiunte come agente antimicrobico ad un materiale a base di cellulosa (L. M. Dobre et al., 2010). Un altro esempio importante è rappresentato da un polimero contenente biossido di titanio (TiO2), contenente a sua volta argento, rame e zinco. Per questo materiale è stato dimostrato che la presenza sulla superficie di TiO2 sia di argento metallico che di ossidi di rame e zinco consente un deciso miglioramento della capacità antibatterica sia contro i batteri Gram negativi come l’Escherichia coli che contro i Gram-positivi come lo Staphylococcus aureus (A. Kubacka, 2011).

Bibliografia
D. L. Anderson, J Radioanal Nucl Chem 282, 2009, 415
D. Bakircioglu, Food and Chem Toxicology 49, 2011, 202
A. Nincevic Grassino, Food and Chem Toxicology 47, 2009, 1556
L. M. Dobre et al., Bollettino Scientifico dell’Università “Politehnica” di Bucarest, 72, 2010, 55
A. Kubacka, Applied Catalysis, B: Environmental 104, 2011, 346

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