Come Prolungare la Shelf-Life dei Prodotti Alimentari con il confezionamento in atmosfera protettiva

Il confezionamento in atmosfera protettiva consiste nel sostituire l’ aria presente nello spazio di testa della confezione con una miscela gassosa specifica per il prodotto da conservare e consente di aumentare la shelf-life dei prodotti alimentari in relazione alla tipologia ed alle condizioni di stoccaggio e commercializzazione.

Questa tecnologia, spesso  non basta, da sola, a risolvere tutti i problemi legati alla shelf-life dei prodotti alimentari e, di conseguenza, deve essere associata ad altri sistemi di conservazione quali la refrigerazione, la pastorizzazione, ecc.

Per i prodotti freschi, ad esempio, è possibile aumentare la shelf-life di qualche giorno, di una settimana o anche di una decina di giorni. Tale risultato può sembrare a prima vista insignificante o di poco conto ma non lo è affatto perchè anche pochi giorni in piu’ di shelf-life possono risolvere problemi importanti legati allo stoccaggio e distribuzione con enormi vantaggi per il produttore, per il venditore e per il consumatore.

Di fondamentale importanza nell’ applicazione del confezionamento in atmosfera protettiva è l’ imballo; specialmente quando sono richiesti tempi di shelf-life medio-lunghi, è necessario che il materiale utilizzato abbia proprietà barriera nei confronti dei gas; in caso contrario, con il trascorrere dei giorni avremo all’ interno della confezione una composizione dello spazio di testa che si avvicina sempre di piu’ a quella dell’ aria e, in definitiva, è come se non avessimo fatto il confezionamento in atmosfera protettiva.

Lo scopo di questa guida è di orientare chi realizza prodotti in atmosfera protettiva nella scelta delle miscele gassose e dei materiali di imballaggio più appropriati in funzione della tipologia di prodotto alimentare  da conservare.

Ti auguro una buona lettura!

GELSOMINO PANICO

(cell: 347-8323703  –  mail: gelsomino.panico@gmail.com)

Il confezionamento dei prodotti alimentari in atmosfera protettiva comporta un aggravio dei costi per i seguenti motivi:

1. Bisogna acquistare le miscele gassose;
2. E’ necessario utilizzare materiali di imballaggio con proprietà barriera nei confronti dei gas utilizzati che, noirmalmente, costano di più rispetto ai materiali che non hanno questa proprietà;
3. Il confezionamento in atmosfera protettiva presuppone l’ utilizzo di macchine particolari, più sofisticate rispetto alle macchine utilizzate per il confezionamento normale;
4. Il processo deve essere continuamente monitorato e ciò comporta l’ utilizzo di strumentazione di controllo abbastanza costosa e di personale addestrato allo scopo;

La miscela gassosa utilizzata per il confezionamento in atmosfera protettiva deve rispondere alle esigenze di conservazione del prodotto alimentare da conservare. A tale scopo, vengono utilizzati, singolarmente o in miscela, i seguenti gas:

L’ anidride carbonica, nella miscela gassosa ha una funzione inibente nei confronti della moltiplicazioone dei microrganismi quando è presente in % superiori al 5%.

In linea di massima, l’ effetto inibente aumenta con l’ aumentare della % di anidride carbonica nella miscela gassosa, ma a valori superiori al 50% le proprietà inibenti rimangono invariate.

Tuttavia, vi sono delle eccezioni, ad esempio, le proprietà inibenti dell’ anidride carbonica nei confronti dei lieviti sono inferiori rispetto ai batteri aerobi ed alle muffe e la moltiplicazione dei batteri lattici viene addirittura favorita dalla presenza dell’ anidride carbonica.

Nello stabilire la composizione della miscela gassosa bisogna tenere conto di quanto segue:

• Le proprietà inibenti dell’ anidride carbonica aumentano con il diminuire della temperatura del prodotto.
• La solubilità dell’ anidride carbonica nel prodotto aumenta con l’ aumentare della % di acqua e di grassi.
• Se l’ anidride carbonica presente nella miscela gassosa si scioglie completamente nel prodotto, si può verificare l’ effetto vuoto (la confezione collassa sulla superficie del prodotto).
• L’ anidride carbonica disciolta nel prodotto può provocare la diminuzione della capacità di trattenere acqua da parte della carne e del pesce, con sgradevole presenza di liquidi sul fondo del contenitore.
• Per alcuni prodotti (taluni prodotti ittici, frutta, verdura) è sconsigliabile utilizzare % di anidride carbonica elevata, altrimenti potrebbero verificarsi delle modifiche sensoriali.
• L’ inibizione dello sviluppo microbico da parte dell’ anidride carbonica si mantiene per qualche giorno anche dopo l’ apertura della confezione e dopo l’ esposizione del prodotto all’ aria, perchè una parte dell’ anidride carbonica viene assorbita dai tessuti dell’ alimento; una parte di anidride carbonica si lega ai gruppi amminici delle proteine; per questo motivo, si crea una riserva di anidride carbonica nel prodotto che continua a svolgere la sua azione inibente anche dopo l’ apertura della confezione.

Nel confezionamento in atmosfera protettiva la % di ossigeno viene mantenuta più bassa possibile, sia per inibire la moltiplicazione dei microrganismi aerobi, sia per ridurre l’ ossidazione dei grassi.

Tuttavia, vi sono delle eccezioni; nel caso della carne e dei vegetali, si preferisce una miscela gassosa con % moderatamente elevate di ossigeno per favorire la respirazione dei vegetali e per mantenere il colore vivo delle carni.

I muscoli della carne contengono la mioglobina; essa può essere presente in 3 forme differenti:

• ossimioglobina, che conferisce alla carne un colore rosso vivo; prevale nella carne esposta all’ aria oppure confezionata in atmosfera protettiva contenente ossigeno;
• desossimioglobina, che conferisce alla carne un colore rosso porpora; prevale nella carne confezionata sotto vuoto oppure in atmosfera protettiva in assenza di ossigeno;
• metamioglobina, che conferisce alla carne un colore bruno; è la forma ossidata della mioglobina ed è presente nelle carni non più fresche;

A fronte di quanto detto sopra, quando dobbiamo conservare i vegetali e le carni in atmosfera protettiva, non è mai conveniente utilizzare miscele gassose con basse % di ossigeno, bensì, bisogna orientarsi su % mediamente elevate.

Gli altri gas utilizzati nel confezionamento in atmosfera protettiva sono:

AZOTO

E’ un gas inerte, è praticamente insolubile nel prodotto e viene utilizzato solo come riempitivo.

IDROGENO, ARGON, ELIO

Sono gas utilizzati in casi particolari, per prolungare la shelf life di taluni prodotti alimentari; tuttavia, l’ utilizzo è molto limitato.

Per stabilire la composizione della miscela gassosa da utilizzare per il confezionamento dell’ alimento, bisogna porsi le seguenti domande:

• Quanto è deperibile il prodotto se viene esposto all’ aria?
• Quali reazioni chimiche si innescano tra i gas e i componenti del prodotto?
• Quale è l’ efficacia dei gas della miscela nei confronti della microflora presente nel prodotto?

Ne consegue, che per poter fare una scelta oculata, bisogna avere una conoscenza approfondita del prodotto da conservare. Facciamo alcuni esempi specifici:

Le principali cause di deperimento delle carni rosse, quando lasciate all’ ambiente, anche se refrigerate,sono:

• La moltiplicazione dei microrganismi inizialmente presenti nella carne;
• La trasformazione dell’ ossimioglobina (di colore rosso vivo) in metamioglobina, che conferisce alla carne il colore scuro

Per rallentare la trasformazione della ossimioglobina in metamioglobina, è consigliabile utilizzare miscele gassose che hanno una elevata % di ossigeno, che deve essere tanto più elevata quanto più rosse sono le carni.

Dal punto di vista microbiologico, invece, la causa principale di alterazione delle carni è la presenza di Pseudomonas spp

Si tratta di una specie microbica aerobia, che, in quanto tale, ha bisogno della  presenza di ossigeno per potersi moltiplicare e viene inibita dalla presenza dell’ anidride carbonica.

Per i motivi sopra menzionati, vengono utilizzate miscele gassose che contengono il 20 – 40 % di Anidride Carbonica e il 60 – 80 % di Ossigeno.

Per quanto riguarda le frattaglie, le miscele sono simili a quelle della carne rossa, però l’ anidride carbonica vierne mantenuta a livelli più bassi per evitare un eccessivo rilascio di liquidi (drip)

Per le carni avicole (comprese le carni di uccelli da allevamento), la principale causa di alterazione e la moltiplicazione microbica, soprattutto di Pseudomonas spp e di Achromobacter spp, che, essendo aerobi, vengono inibiti dalla presenza di anidride carbonica. pertanto, si consigliano miscele gassose contenenti circa il 20% di anidride carbonica.

Di seguito si riporta una tabella riepilogativa delle miscele gassose consigliate per i vari tipi di carne:

TIPOLOGIA DI CARNE FRESCA % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Carni rosse 60 – 80 20 – 40 0
Frattaglie 70 – 90 10 – 30 0
carni avicole

80 20 0

I principali fattori di deperimento dei prodotti ittici sono:

• moltiplicazione dei microrganismi aerobi normalmente presenti nei prodotti ittici (pseudomnonas spp, acinetobacter, ecc.);
• processi ossidativi a carico della frazione grassa (problema particolarmente evidente nei pesci grassi);
• processi di autolisi a causa degli enzimi normalmente presenti nei prodotti ittici che causano la comparsa di colori, odori e sapori sgradevoli;

La degradazione delle proteine ad opera dei microrganismi e degli enzimi presenti nei prodotti ittici porta alla formazione di amminoacidi ed ammine che sono responsabili del caratteristico odore sgradevole del pesce non proprio fresco.

I grassi dei pesci  hanno un elevato grado di insaturazione e, pertanto, sono molto sensibili alla presenza di ossigeno.

A fronte di quanto detto sopra, nella scelta della miscela gassosa più idonea si deve fare una distinzione  tra prodotti ittici con elevato contenuto di grassi e pesci con basso contenuto di grasso.

Per i prodotti ittici con basso contenuto di grassi (pesci bianchi, crostacei, mollusci) si consigliano miscele gassose composte dal 35-45% di anidirde carbonica, 25-35% di ossigeno e 25-35% di azoto.

Per i prodotti ittici con elevato contenuto di grassi, invece, si consigliano miscele gassose composte dal 35-45% di anidirde carbonica e 55-65% di azoto.

Di seguito, una tabella riepilogativa:

TIPOLOGIA DI PRODOTTO ITTICO % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Pesci bianchi (merluzzo, sogliola, platessa, pesce spada) 25 – 35 35 – 45 25 – 35
Pesci grassi ( aringa, sgombro, tonno, salmone, trota, sardina) 0 35 – 45 55 – 65
Crostacei e molluschi

25 – 35 35 – 45 25 – 35

I fenomeni alterativi più frequenti che riguardano i prodotti di salumeria sono i seguenti:

• Irrancidimento della frazione grassa
• Moltiplicazione microbica
• Ammuffimento
• Imbrunimento

L’ ossigeno è un gas indesiderato, in questo caso e, pertanto, esso dovrebbe essere presente in % molto basse (inferiori a 0,5%).

La % di anidride carbonica ideale è del 10 – 30% per i salumi crudi e circa 50% per i salumi cotti.

La % di azoto, chiaramente, è il complemento a 100 della somma di % di ossigeno e % di anidride carbonica e, pertanto, può variare dal 50% al 90%.

Di seguito una tabella riepilogativa:

TIPOLOGIA DI PRODOTTO DI SALUMERIA % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Salume crudo 0 10 – 30 70 – 90
Salume cotto 0 50 50

Per la pasta fresca, analogamente ai prodotti di salumeria, sono necessarie basse % di ossigeno, altrimenti va incontro ad ammuffimento.

le % di anidride carbonica e di azoto possono variare  a seconda se si tratta di paste non farcite o di  paste farcite ed in questo caso, a seconda del tipo di farcitura. Di seguito riporto una tabella riepilogativa:

TIPOLOGIA DI PASTA FRESCA % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Paste farcite e non farcite pastorizzate 0 20 80
paste fresche non farcite 0 20 80
Paste fresche farcite con carne

0 30 70
Paste fresche farcite con formaggio 0 50 50

I prodotti da forno, se non conservati adeguatamente possono andare incontro ad ammuffimento. Essendo le muffe aerobie, per contrastarne la moltiplicazione, si consigliano miscele gassose in cui la % di ossigeno è molto bassa (inferiore ad 1%).

Elevate % di ossigeno possono causare l’ ammuffimento del prodotto anche in presenza di % elevate di anidride carbonica.

Alcuni prodotti da forno contengono elevate % di grassi (ad esempio, i taralli); in questo caso, la miscela gassosa con bassa % di ossigeno serve a contrastarne l’ irrancidimento.

Nei prodotti da forno, l’ anidride carbonica svolge anche una azione antiraffermamento; pertanto, aumentando la % di anidride carbonica possiamo ritardare il raffermamento.

Nella tabella seguente sono riportate le composizioni di miscele gassose consigliate per varie tipologie di prodotti da forno:

TIPOLOGIA DI PRODOTTO DA FORNO % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Pane in cassetta 0 80 20
Focacce, basi per pizza, pizze guarnite 0 30 70
Prodotti da forno secchi e ad elevato contenuto di grassi (biscotti, taralli)

0 0 100

Per i prodotti lattiero-casdeari possiamo dire che, in linea di massima la % di ossigeno deve essere inferiore ad 1; fanno eccezione i formaggi erborinati, per i quali si consigliano miscele gassose contenenti una certa % di ossigeno.

Tuttavia, si consiglia di non superare il 30% di ossigeno, altrimenti si potrebbero innescare fenomeni di irrancidimento.

L’ anidiride carbonica, invece, per i formaggi freschi dovrebbe essere compresa tra il 20 e il 30% per evitare la comparsa del gusto di acido e per evitare alterazioni della consistenza.

Infatti, l’ anidride carbonica ha una elevata solubilità nei formaggi freschi conservati in regime di fresco e  l’ anidride carbonica potrebbe causare alterazioni del gusto se presente in quantità pari o superiori al 40-50%

Per i formaggi stagionati si possono utilizzare miscele gassose con % maggiori di anidride carbonica perchè la solubilità diminuisce.

Nella tabella seguente sono riportate le miscele gassose più appropriate in relazione alla tipologia di formaggio:

TIPOLOGIA DI PRODOTTO LATTIERO-CASEARIO % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Emmenthal, Fontina, Provolone, Grana Padano, Parmigiano Reggiano. 0 100 0
Fiordilatte 0 30 70
Taleggio, Gorgonzola
10 20 70
Robiola, Crescenza 0 20 80
Latte in polvere 0 0 100

Per aumentare la shelf life dei prodotti ortofrutticoli con l’ impiego dell’ atmosfera protettiva, la miscela gassosa deve avere una bassa % di ossigeno ed una elevata % di anidride carbonica; questa composizione della miscela gassosa, consente, infatti,  riduce la velocità di rspirazione dei vegetali, la produzione di etilene (che è rsponsabile dell’ invecchiamento dei vegetali di IV gamma) e le variazioni di consistenza.

Tuttavia, bisogna tenere presente che, al di sotto di determinate % di ossigeno si favorisce la respirazione anaerobica con conseguente formazione di aldeidi e chetoni che sono responsabili della comparsa di odori e sapori anomali.

Al contrario, al di sopra di determinate % di anidride carbonica si possono instaurare squilibri fisiologici che comportano la rottura dei tessuti cellulari dei vegetali.

Nello stabilire la giusta composizione della miscela gassosa , bisogna, inoltre, considerare altre variabili: specie vegetale, cultivar, stadio di sviluppo, pratiche di raccolta, trattamenti post raccolta, temperatura ed umidità di stoccaggio, caratteristiche del materiale di imballaggio, ecc.

In sintesi, un vegetale è una matrice viva, le cellule vegetali respirano, consumano ossigeno e producono anidride carbonica e, pertanto, la composizione della miscela gassosa cambia nel tempo; quindi, per far si che si raggiunga un certo equilibrio all’ interno della confezione, è necessario che l’ imballo abbia proprietà ben precise di permeabilità nei confronti dell’ ossigeno e dell’ anidride carbonica.

Nella tabella seguente sono riportate le composizioni delle miscele gassose raccomandate per ogni tipologia di frutta  e di verdura:

TIPOLOGIA DI FRUTTA / VERDURE % DI OSSIGENO % DI ANIDRIDE CARBONICA % DI AZOTO
Mela 1 – 2 0 – 3 95 – 99
Banana 2 – 5 2 – 5 90 – 96
Mirtillo
2 – 5 12 – 20 75 – 86
Ciliegia 3 – 10 10 – 15 75 – 87
Uva e Kiwi 0 – 5 1 – 2 93 – 99
Mango 3 – 7 5 – 8 85 – 92
Arancia 5 – 10 0 – 5 85 – 95
Papaya e ananas 2 – 5 5 – 10 85 – 93
Asparagi 21 10 – 14 65 – 69
Fagioli 2 – 3 4 – 7 90 – 94
Broccoli e Cavoli di Bruxelles 1 – 2 5 – 10 90 – 94
Cavolfiori 2 – 3 3 – 4 93 – 95
Lattuga 1 – 3 0 97 – 99
Cipolla 1 – 2 0 – 10 88 – 89
Peperoni 2 – 5 2 – 5 90 – 96
Pomodori 3 – 5 2 – 3 92 – 95

Spero che questa guida ti abbia aiutato nella messa a punto del processo di confezionamento in atmosfera protettiva dei tuoi prodotti.

Tuttavia, se vuoi, puoi avvalerti della mia consulenza in merito a questa problematica, puoi contattarmi per email oppure telefonicamente. Questi sono i miei recapiti:

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