Con l’ecoimballaggio “vive” il formaggio

La tecnologia di confezionamento con atmosfera modificata (MAP) è oggi la più impiegata per prolungare la vita di scaffale degli alimenti freschi. Il principio che la sottende, ovvero la sostituzione dell’aria interna alle confezioni con miscele a titolo noto di anidride carbonica e di azoto, abbinata all’uso di materiali plastici barriera, garantisce la protezione dell’alimento da contaminazioni esterne, dall’azione negativa dell’ossigeno e dalla perdita di umidità, oltre a conferire un effetto batteriostatico per la presenza di anidride carbonica a basse temperature di conservazione.

Ma non tutti i “freschi” traggono vantaggio dall’assenza di ossigeno nelle confezioni. Al contrario, per alcuni prodotti ciò determina uno scadimento della qualità al consumo. È il caso dei formaggi molli a breve stagionatura, soprattutto se caratterizzati da una microflora viva e vitale.

Uno studio condotto presso il Centro Interdipartimentale Biogest-Siteia, dell’Università di Modena e Reggio Emilia, ha inteso dimostrare l’idoneità delle vaschette di acido polilattico (PLA) – un biopolimero, biodegradabile e compostabile, derivato dall’amido di mais – per il confezionamento di Taleggio e Gorgonzola, due formaggi a maturazione graduale. In particolare, si è cercato di comprendere il legame tra le proprietà diffusionali che questo biopolimero può offrire e le esigenze di maturazione di formaggi erborinati e a crosta fiorita. Il lavoro condotto rientra in un più ampio progetto di ricerca, che ha l’obiettivo di estendere l’impiego dei biomateriali nell’imballaggio alimentare, con ricadute positive sull’ambiente e sulla qualità di vita nella società attuale.

Il formaggio che “respira”

«Se per formaggi duri stagionati e semiduri sono consolidate le tipologie di condizionamento sottovuoto o in atmosfera modificata – ci spiega la prof.ssa Patrizia Fava dell’Università di Modena e Reggio Emilia, coordinatrice dello studio –, il confezionamento dei formaggi molli a breve stagionatura comporta ancora qualche difficoltà, legata in particolar modo alla presenza, nei prodotti, di una microflora viva e vitale, talvolta selezionata e talvolta da contaminazione eccessiva. La carica microbica naturale di questi formaggi – aggiunge Patrizia Fava – dà luogo a tutti i processi di maturazione lipolitica e/o proteolitica, che portano alla modifica delle proprietà reologiche del formaggio e allo sviluppo del suo aroma tipico, ma anche al suo scadimento in determinate condizioni. Nel caso del Taleggio, è stato dimostrato che la completa assenza di ossigeno a contatto con il prodotto determina un’alterazione del normale metabolismo della microflora presente sulla crosta, che da “respiratorio” diventa “fermentativo”, con produzione di odori e sapori anomali e sgradevoli (dovuti a meccanismi di proteolisi che generano delle particolari ammine), anche se l’elevata concentrazione di CO2 che si instaura all’interno di una confezione barriera è in grado di evitare l’invasione di muffe e di microrganismi alteranti nella zona di taglio delle porzioni». Il Gorgonzola, invece, deve le sue peculiari caratteristiche alla presenza di muffe dal tipico colore blu-verde nella pasta. «In assenza di ossigeno – puntualizza Fava – le muffe vanno incontro a morte e il micelio diventa di colore bianco-grigiastro, poco gradito al consumatore». Questi due formaggi, pur molto differenti tra loro per tecnologia produttiva e microflora dominante, hanno pertanto le medesime problematiche di conservazione e richiedono un costante apporto di ossigeno. Tuttavia, per rallentare fenomeni degradativi severi, è anche necessaria una certa quota di CO2, dalle ben note proprietà batteriostatiche.

«Appare evidente che l’impiego di materiali a elevata barriera e l’uso di atmosfere modificate classiche non si conciliano con le particolari esigenze dei due formaggi, a cui è necessario offrire protezione, ma senza isolarli completamente dall’ambiente esterno. Occorre pertanto predisporre delle confezioni che consentano ogni giorno l’ingresso noto e calcolato di ossigeno e la fuoriuscita dell’anidride carbonica prodotta dal formaggio. Le caratteristiche di permeabilità ai gas dell’acido polilattico sembrano soddisfare queste esigenze» conclude la prof.ssa Fava.

L’acido polilattico (polilattide, PLA) è un biopolimero termoplastico, resistente, altamente modellabile, che si ricava da risorse rinnovabili (es. amido di mais). È sempre più utilizzato nel confezionamento alimentare per la produzione di imballaggi con buona resistenza a media shelf-life, o per la fabbricazione di articoli “usa e getta” destinati al contatto con cibi e bevande in sostituzione dei polimeri plastici tradizionali, che avrebbero in queste applicazioni un impatto ambientale superiore e non giustificato rispetto a quello praticamente nullo del PLA.

I pregi: buone proprietà meccaniche, buona rigidità, ottima saldabilità, biodegradabile e compostabile (norma tecnica EN 13432-2000 sul riciclo organico). 

I punti deboli: scarsa resistenza al calore al di sopra dei 60 °C, bassa barriera all’umidità e ai gas. 

La scelta della confezione

Se si adottano adeguati materiali di imballaggio, si può favorire, all’interno della confezione, lo sviluppo di un’atmosfera di equilibrio dinamico, idonea alla conservazione di Taleggio e Gorgonzola. «Il rapido consumo di ossigeno (permeato dall’esterno della confezione) da parte della microflora naturale non lo renderebbe disponibile per altre reazioni degradative e porterebbe alla produzione di una quantità quasi stechiometrica di CO2, che potrebbe accumularsi all’interno della confezione, garantendo una certa batteriostasi, utile per prevenire proliferazioni eccessive e indesiderate della carica microbica», spiega la prof.ssa  Fava.

Le reazioni che portano al raggiungimento dell’equilibrio dinamico idoneo alla conservazione di Taleggio e Gorgonzola sono le seguenti:

Opermeato → O2 consumato =  CO2 prodotta

CO2 prodotta – CO2 permeata =  CO2 accumulata nello spazio di testa

«La difficoltà implicita nella soluzione di questo problema di shelf-life sta nella determinazione della quantità massima o minima di ossigeno da garantire al prodotto su base giornaliera: un dato necessario per poter sviluppare un’adeguata confezione, con la giusta combinazione di materiali e dimensioni dell’imballaggio. 

Quest’ultimo dovrà inoltre consentire la permeazione della CO2 prodotta, sia per respirazione sia per metabolismi endogeni, così da evitare il rigonfiamento della confezione e soprattutto la comparsa di sapori anomali nel formaggio».

Alcune ricerche [1] hanno evidenziato che un sestino di Taleggio, confezionato con il 100% di azoto, produce una quantità di CO2 stimabile in 15 cm3 al giorno. Se a questa quota si aggiunge quella prodotta dalla respirazione del formaggio, risulta evidente che nel breve periodo l’accumulo all’interno della confezione può diventare importante. Inoltre, si è dimostrato che le migliori condizioni di conservazione del Taleggio, in termini soprattutto di qualità sensoriale, si ottengono mantenendo il formaggio a contatto con un’atmosfera modificata costituita dal 10% di CO2 e il 90% di N2, condizioni in cui la produzione di CO2 endogena risulta circa di 8 cm3/giorno per sestino. «Partendo da queste nozioni – puntualizza Patrizia Fava – è possibile prefigurare una sorta di “dinamismo” dell’atmosfera interna di confezioni contenenti Taleggio, prevedibile sulla base di queste condizioni: il Taleggio produce sempre CO2 in quantità pari a 8 cm3/giorno per sestino e consuma tutto l’ossigeno che la confezione fa permeare al suo interno; la CO2 prodotta si somma a quella endogena e origina una certa pressione parziale all’interno della confezione, data dal rapporto tra i cm3 totali e il volume dello spazio di testa; la permeazione di CO2 al di fuori dell’imballo dipende dal materiale impiegato, dalla sua dimensione e dalla pressione parziale interna della CO2».

Figura 1 – Evoluzione dell’atmosfera interna alla vaschetta in PLA con il 100% di azoto per il Taleggio

Risultati per il Taleggio

Porzioni di Taleggio di peso medio 200-220 g, confezionate in carta fine (“glassine”) stampata, sono state acquistate in un supermercato e sono state poi suddivise in due tipologie di campioni: uno imballato in vaschetta di PLA termoformata, sigillata con film del medesimo biopolimero (30 micron) in atmosfera modificata al 100% di azoto; l’altro avvolto in convenzionale film. Entrambi gli imballaggi sono stati stoccati in frigorifero alla temperatura di 8 °C e a intervalli di tempo stabiliti sono stati effettuati i seguenti controlli: evoluzione dell’atmosfera interna della confezione mediante analisi gascromatografica (GC-TCD); misure del colore con colorimetro; misure di pH nel centro delle porzioni e appena sotto la crosta; variazioni di peso.

La figura 1 mostra l’evoluzione dell’atmosfera interna alla vaschetta in PLA con il 100% di azoto. «Nello spazio di testa della confezione, l’ossigeno presente è dovuto soltanto alla permeabilità del packaging – spiega Patrizia Fava. Tuttavia, il metabolismo aerobico della microflora sulla crosta impedisce che questo gas si accumuli. Per quanto riguarda l’anidride carbonica, un’atmosfera di equilibrio dinamico contenente circa l’8% del gas si raggiunge dopo sei giorni di stoccaggio del prodotto e si mantiene costante sino al termine dell’esperimento».

Figura 2a – Pasta del Taleggio in confezione originale (carta/alluminio) dopo 21 giorni di conservazione

Figura 2b – Pasta del Taleggio confezionato in PLA dopo 21 giorni di conservazione

Dal punto di vista del colore, è interessante notare che il campione imballato in modo convenzionale non presenta variazioni evidenti rispetto a quello confezionato in vaschetta di PLA (figura 2a, 2b), probabilmente grazie alla protezione offerta dalla carta e alla presenza di una striscia di alluminio attorno alla pasta non protetta dalla crosta, che impedisce la disidratazione del formaggio. «Molto diversa invece è l’evoluzione del colore della crosta, che nel prodotto confezionato in carta varia da arancio-giallo paglierino fino ad arancio intenso, a causa della proliferazione della microflora» conclude la prof.ssa Fava.

Figura 3a – Crosta del Taleggio in confezione originale dopo 21 giorni di conservazione

Figura 3b – Crosta del Taleggio confezionato in PLA dopo 21 giorni

In figura 3a e 3b sono evidenziate le differenze tra i campioni. Il pH, la cui variazione è un indice di proteolisi del formaggio, resta piuttosto basso nella parte di Taleggio lontano dalla crosta, perché la proteolisi in quella zona non è marcata. «L’evoluzione del pH del campione imballato in vaschetta di PLA con 100% di N2 è molto simile a quella del campione nel packaging convenzionale, ma si apprezzano delle differenze nel sottocrosta al termine del periodo di stoccaggio: il pH si mantiene più basso nel formaggio confezionato in polilattato», afferma Patrizia Fava, che aggiunge: «Il packaging di porzioni di Taleggio in PLA con atmosfera iniziale di 100% N2 permette un’estensione del periodo di vita a scaffale del formaggio (rispetto ai sette-otto giorni del prodotto confezionato in carta), con una qualità complessiva giudicata migliore dal punto di vista della variazione di pH e del colore. Infine, nelle vaschette di PLA il massimo decremento di peso del prodotto è stato di circa il 2,5%, un valore accettabile considerando l’elevato contenuto di umidità del Taleggio».

Figura 4 – La prof.ssa Patrizia Fava dell’Università di Modena e Reggio Emilia, coordinatrice dello studio

Nonostante gli ottimi risultati sperimentali ottenuti in laboratorio, confermati poi dalla fase di preindustrializzazione, la confezione in PLA non è entrata nel mercato. «Un’opportunità persa per la nostra industria casearia, soprattutto per quanto riguarda l’esportazione dei nostri prodotti all’estero, dove i formaggi italiani conosciuti sono ancora troppo pochi. Valorizzarli con il giusto imballaggio, scegliendo anche materiali a basso impatto ambientale come il PLA, può costituire un prezioso strumento di marketing in Paesi i cui mercati sono molto ricettivi nei confronti dei prodotti ecocompatibili, come per esempio la Gran Bretagna» conclude la prof.ssa Fava.

Barbara Merlo

Bibliografia

[1] L. Piergiovanni, P. Fava, M. Moro. (1993), Shelf-life extension of Taleggio cheese by modified atmosphere packaging, ltalian Journal Food Science 2:115-127.

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