Imballaggi attivi e intelligenti

Immaginate al supermercato di prendere una confezione di pere sulla quale un apposito indicatore vi segnala il grado esatto di maturazione, così da poter scegliere esattamente quello
preferito senza dover palpare la frutta. Oppure di prelevare la vaschetta di salumi o formaggi, guardare il bollino colorato e capirne la reale freschezza, quella che la semplice data di scadenza
non comunica. Vi sembra fantascienza? La tecnologia in questo campo esiste ed è già molto avanzata, tanto che in diversi paesi questo genere di imballaggi chiamati
«intelligenti» si trovano comunemente al supermercato. Ma c’è ben altro in giro per il mondo. Sono gli imballaggi «attivi» che partecipano cioè alla
conservazione del cibo in essi contenuto.

Fino a qualche anno fa la confezione degli alimenti si limitava a proteggere il cibo da contaminazioni esterne e migliorarne così la conservazione, fornendo allo stesso tempo un supporto
per comunicare delle informazioni per il consumatore. Questi concetti ora sono molto più sofisticati, l’effetto barriera si dà per scontato, occorre molto di più. La ricerca
in questo campo è incessante e vengono continuamente registrati nuovi brevetti sempre più innovativi e di grande interesse per le aziende alimentari, ma molto utili soprattutto per
i consumatori.

La grande novità concettuale degli imballaggi «attivi» è che agiscono direttamente sulla conservazione degli alimenti, per cui la durata del cibo confezionato non
dipende più solamente dalla tecnica di conservazione applicata dall’industria alimentare. Qui il materiale dell’imballaggio o un apposito dispositivo all’interno della confezione agisce
direttamente con il cibo o con lo spazio circostante rilasciando delle sostanze protettive o assorbendone altre che invece accelerano il decadimento.

Gli imballaggi «intelligenti» invece non agiscono sulla conservazione, ma registrano le condizioni del cibo dentro la confezione e forniscono informazioni continue durante il
trasporto e la distribuzione fino al consumatore finale. Si tratta di informazioni molto più complete ed interattive rispetto a quello che si può semplicemente scrivere su una
confezione. E ovviamente non ci sono limiti a quante informazioni si possono fornire usando metodi diversi da un semplice testo stampato e, affinché si possa definire davvero intelligente,
l’imballaggio deve dare al consumatore informazioni che hanno un reale valore aggiunto. Ma in certi casi sono utile anche per la distribuzione.

Il precursore della categoria degli imballaggi attivi sono state le vaschette in atmosfera protettiva che ormai tutti conosciamo e sono quasi preistoria. All’interno di queste vaschette vengono
immessi dei gas inerti, anidride carbonica e azoto, eliminando l’ossigeno che facilita il deterioramento degli alimenti. Ora si può andare oltre. Siccome il materiale non è
completamente impermeabile, l’ossigeno può lentamente penetrare all’interno. Sono stati così messi a punto degli assorbitori di ossigeno che possono essere messi all’interno della
confezione o far parte integrante del materiale usato per l’imballaggio.

In questo modo l’ossigeno viene via via assorbito e quindi la durata dell’alimento è naturalmente prolungata evitando la crescita di batteri e muffe e limitando l’ossidazione. È
questo il settore più ricco e maggiormente diffuso e sono molte le aziende nel mondo che producono vari tipi di assorbitori di ossigeno. I prodotti disponibili in questa categoria sono
molti, sacchettini, etichette, materiali plastici, vassoi e addirittura tappi per bevande, e tutti sono già ampiamente utilizzati in molti paesi per confezionare salumi, patè, pasta
fresca, frutta secca, prodotti da forno freschi e altri alimenti e bevande sensibili all’azione dell’ossigeno.

Sullo stesso principio sono stati messi a punto imballaggi e dispositivi che assorbono l’etilene. Questa sostanza viene prodotta naturalmente da ortaggi e frutta e serve a promuovere la loro
maturazione, ma è la stessa che poi causa la senescenza e il deterioramento. Eliminandola quindi si prolunga in modo assolutamente naturale la vita dei vegetali e della frutta. Ma non
solo. Questo metodo consente anche di ridurre le perdite di vitamine durante il periodo di conservazione prima del consumo degli ortaggi.

È un sistema molto utilizzato in diversi paesi sia sotto forma di bustine da immettere dentro le confezioni o proprio come materiale plastico per buste o per foderare i cartoni per il
trasporto e la distribuzione. Le buste vengono usate anche per il confezionamento delle insalate e altri ortaggi pronti al consumo. In molti paesi le buste di questo tipo sono vendute al
supermercato a pacchetti per il consumatore finale, così a casa può da solo imballare correttamente frutta e verdura per prolungare la conservazione in frigorifero. Esistono anche
delle «pasticcone» assorbi-etilene da mettere direttamente nei cassetti del frigo dove svolgono la loro funzione per tre mesi.

Assorbire l’umidità è un’altra tecnica che aiuta a prolungare la conservazione. Alcuni sistemi vengono usati anche in Italia dai supermercati per confezionare la carne e il pesce,
in questo caso si tratta di liquidi essudati dall’alimento che vengono sequestrati da materiali superassorbenti. Possono essere dei tappetini disposti tra il cibo e il vassoio, oppure è il
vassoio stesso che ha dei piccoli fori sul fondo attraverso i quali permea il liquido e lì viene intrappolato. Eliminare il liquido che trasuda dall’alimento limita lo sviluppo microbico e
migliora l’aspetto della confezione.

Sistemi completamente diversi sono quelli che assorbono piccoli livelli di umidità e servono per mantenere bassissimo questo parametro nelle confezioni di alimenti particolarmente
sensibili e deteriorabili, tutti quelli secchi e disidratati, per esempio, ma anche i biscotti e in genere prodotti da forno croccanti. In questo modo il prodotto mantiene le proprie
caratteristiche organolettiche e si evita la formazione di muffe. Questo tipo di dispositivi sono generalmente dei sacchettini, simili a quelli che si trovano dentro borse e valige quando si
comprano, ovviamente composti di materiali appositi per venire in contatto con gli alimenti che, come un spugna, assorbono continuamente nel tempo tutta l’umidità.

Per prolungare la durata degli alimenti sono stati messi a punto dei sistemi che, invece di assorbire, emettono sostanze attive per la conservazione. Le due azioni principali ricercate sono
quella antiossidante e quella antimicrobica, ambedue possono essere ottenute con l’impiego di dispositivi da inserire nella confezione o di imballaggi speciali che svolgono la stessa funzione.
Tra le sostanze attive per il momento utilizzate per questi scopi spicca l’etanolo (alcol etilico) per le sue proprietà batteriostatiche, particolarmente efficaci per controllare la
crescita di muffe nelle confezioni di pane e in genere di prodotti da forno freschi.

I risultati migliori vengono ottenuti quando viene abbinato un assorbitore di ossigeno. In questo modo con sistemi naturali e sicuramente non nocivi si prolunga la durata di alimenti altrimenti
deperibili in poco tempo. Anche l’anidride carbonica è efficace nell’inibire la crescita microbica, soprattutto quando il sistema che emette CO2 è accoppiato con un assorbitore di
ossigeno. Gli imballaggi attivi che emettono sostanze antiossidanti sono ancora allo studio, l’interesse è notevole soprattutto per confezionare alimenti maggiormente soggetti ad
irrancidimento dei grassi contenuti.

Una particolare e divertente categoria di imballaggi attivi sono quelli che consentono di raffreddare o riscaldare il contenuto. Più frequentemente il meccanismo è applicato ai
contenitori per le bevande e qualcosa è disponibili anche in Italia. Ma il sistema viene utilizzato anche per piatti pronti che si possono così consumare caldi e fumanti in
qualsiasi situazione e accompagnare con una birra che anche nel deserto si raffredda in 3 minuti.

Gli imballaggi e dispositivi intelligenti, abbiamo detto, non agiscono sulla conservazione, ma hanno la funzione di trasmettere informazioni sul prodotto contenuto nella confezione. Uno degli
ultimi nati è un indicatore di maturazione, chiamato ripeSense?, che segnala con precisione il grado di maturazione delle pere contenute nella vaschetta , consentendo al consumatore di
acquistare la frutta con il grado di maturazione preferito. E la distribuzione ha uno strumento utilissimo per far ruotare la merce nel magazzino, evitando inoltre tutto lo scarto che avviene
inevitabilmente quando la frutta viene palpata e quindi danneggiata.

Il ripeSense? è un bollino applicato all’interno della vaschetta e funziona misurando la quantità di etilene prodotto dalla frutta, questa sostanza viene infatti emessa durante la
maturazione in quantità crescente via via che questa procede. Il pallino colorato al centro cambia colore dal rosso al giallo con l’avanzare della maturazione. Questo genere di imballaggi
è già utilizzato in Nuova Zelanda e Australia e in alcune catene negli Usa. Per il momento il sensore è stato standardizzato per le pere; l’azienda che lo produce sta
lavorando su indicatori di maturazione per vari altri tipi di frutta.

Un altro indicatore invece piuttosto osteggiato dalla grande distribuzione è un sensore che informa sulla freschezza del prodotto anche in questo caso cambiando colore. I prodotti
refrigerati e surgelati confezionati mantengono le loro caratteristiche fino alla data di scadenza se la conservazione è stata fatta alla temperatura indicata, 4°C per gli alimenti
refrigerati, -18°C per i surgelati. Se la temperatura non è costante e ci sono periodi di tempo nei quali è più elevata, la durata del prodotto sarà più
breve. Se un prodotto conservato a 4°C ha una durata di 6 giorni, questa diventerà di due se la temperatura è invece di 10°C. Gli Indicatori Tempo Temperatura, chiamati in
breve ITT, misurano appunto le fluttuazioni termiche nel tempo e, cambiando colore, informano con precisione quando il prodotto è arrivato al termine della sua vita, che può essere
prima della data di scadenza stampata se mal conservato, ma anche dopo se è stato mantenuto a temperatura leggermente inferiore a quella prevista.

Gli indicatori ITT sono utili anche per i cibi freschi come carne, pollame, pesce che vengono confezionati direttamente dai supermercati, mettendo in condizione il consumatore di capire se il
prodotto è fresco o meno e dall’altra parte garantire la distribuzione che gli alimenti acquistati hanno le garanzie igieniche necessarie. Gli indicatori ITT sono disponibili da molti
anni, standardizzati per tutti i tipi di alimenti e sono diverse le aziende nel mondo che li producono. Si tratta di semplici etichette adesive da applicare sulla confezione, quindi di facile
utilizzo, ed anche il costo è ormai piuttosto basso, qualche centesimo di euro per etichetta. Per i consumatori rappresentano uno strumento di grande utilità per avere garanzie di
sicurezza igienica e qualitativa dei prodotti che acquista, ma chi produce e chi vende è reticente ad usarli. Vengono usati da alcune aziende durante le fasi di trasporto delle derrate
alimentari per garantirne la sicurezza all’arrivo, in particolare se il viaggio è in nave, ma l’applicazione sulle singole confezioni per il consumatore finale è piuttosto
scarsa.

Per gli alimenti che devono essere consumati entro un determinato periodo di tempo dopo l’apertura della confezione è stata messa a punto un’etichetta intelligente che si attiva al momento
dell’apertura e indica quando il tempo è scaduto. Utile per i distratti e gli smemorati, ma serve anche a verificare che al momento dell’acquisto la confezione non sia già stata
aperta. Questo segnalatore a tempo può essere messo sulla confezione dal produttore, ma anche usato direttamente a casa dal consumatore, in alcuni paesi si compra infatti al
supermercato.

Ma gli indicatori per imballaggi diventano sempre più intelligenti. Ce ne sono che reagiscono se aumenta la presenza di ossigeno che causa aumento di rancidità, crescita microbica e
cambiamenti di colore. L’ossigeno può aumentare all’interno della confezione a causa di una perdita, una sigillatura non corretta o per naturale permeabilità del materiale
dell’imballaggio. Possono essere usati, per esempio, nelle vaschette e confezioni in atmosfera protettiva e segnalare così che il prodotto non ha più le caratteristiche qualitative
ottimali. Altri reagiscono all’aumento di anidride carbonica, acidità, anidride solforosa, secondo il tipo di alimento da monitorare.

Il meccanismo è sempre un cambiamento di colore di un bollino ben visibile e interpretabile. Ma il massimo della sicurezza è raggiunto da quelli che registrano la crescita di
batteri patogeni o tossine; il più sofisticato è il Food Sentinel System costituito da una membrana parte integrante del codice a barre che, in presenza del microrganismo per il
quale è standardizzata, reagisce provocando una riga scura che rende illeggibile il codice a barre, in questo modo il prodotto viene facilmente identificato e bloccato alle casse.

E lo stesso codice a barre può essere molto più ampio e fornire informazioni anche per il consumatore. Per esempio, se si tratta di un prodotto da scaldare o cuocere a micronde, un
apposito lettore posto sul forno legge il codice e si autoprogramma per il tempo e la potenza corretta per ottenere il risultato migliore. Oppure il lettore del frigo registra la scadenza e
avverte quando ci si avvicina. Ovviamente per leggere questo tipo di etichette intelligenti occorrono gli elettrodomestici intelligenti, esistono già in commercio, magari non in
Italia.

Ma il codice a barre in futuro è destinato a sparire. L’utilizzo di dispositivi elettronici, ormai a bassissimo costo, può consentire di riunire in una minuscola targhetta
un’infinità di informazioni, tutte quelle ora presenti nel codice a barre più molto altro. Tutto quello che riguarda la tracciabilità delle materie prime utilizzate, la
storia termica del prodotto durante tuttte le fasi di trasporto e distribuzione, i dati per il magazzino, e molto altro. Ma soprattutto, senza i limiti di spazio imposti dalla confezione,
sarà possibile fornire tantissime notizie utili per il consumatore, informazioni che può decifrare nel punto vendita, semplicemente avvicinando il prodotto ad un apposito lettore,
ma che poi può tranquillamente guardare ed usare a casa perché gli elettrodomestici saranno forniti di lettori adeguati allo scopo. Insomma in futuro l’imballaggio si
trasformerà in una specie di grande fratello della catena alimentare.

Cristina
Barbagli

Il mercato degli imballaggi attivi e intelligenti