Il packaging alimentare del futuro si affida a nuove tecnologie per essere sempre più sostenibile e innovativo, anche grazie a materiali riciclati e riciclabili, biodegradabili, compostabili ed energie rinnovabili.
Le ricerche si stanno orientando verso materiali biodegradabili e compostabili, da affiancare a quelli riciclabili, come alluminio, vetro, plastica ecc. Questo anche perché gli imballaggi generano rifiuti che vanno correttamente smaltiti. I materiali biodegradabili si decompongono in natura grazie all’azione di microrganismi abbinata alla luce solare o di altri agenti atmosferici naturali. Ciò che resta viene assorbito nel terreno sotto forma di acqua, anidride carbonica, sali minerali e altri elementi. Gli imballaggi compostabili, invece, dopo la degradazione sono trasformati in compost.
Agli imballaggi del futuro è richiesto di avere un ciclo di produzione sostenibile, dall’approvvigionamento alla produzione, dal trasporto allo smaltimento. Vengono studiate materie prime vegetali grazie all’avvento di nuove tecnologie. Altro filone di ricerca riguarda la produzione di imballaggi monomateriale, quindi più semplici da riciclare, più leggeri e da fonti certificate. Molte ricerche hanno mostrato come i consumatori siano interessati all’acquisto di prodotti con imballaggi ecocompatibili.
Filoni di ricerca
Uno degli imballaggi più utilizzati per contenere il latte è sicuramente il cartone poliaccoppiato. Uno degli obiettivi delle aziende del settore è semplificare la struttura dei materiali, aumentando la percentuale di carta, eliminando l’alluminio e riducendo la plastica di origine fossile a favore di polimeri riciclati e a base vegetale. Il tema dell’imballaggio sostenibile viene sempre più trattato da molti ricercatori, come ad esempio nello studio dal titolo: “Principi di tecnologia verde biocompatibile per la fabbricazione di materiale di imballaggio alimentare con proprietà meccaniche e antimicrobiche degne di nota: un obiettivo di sviluppo sostenibile verso una strategia di conservazione degli alimenti efficace e sicura” (“Biocompatible green technology principles for the fabrication of food packaging material with noteworthy mechanical and antimicrobial properties-- A sustainable developmental goal towards the effective, safe food preservation strategy”, S. Priyanka, Karthick Raja Namasivayam SA, Arvind Bharani RS, Arun John, Chemosphere, Tomo 336, settembre 2023). Gli autori fanno notare come i materiali di imballaggio per alimenti a base biologica possano essere utilizzati come fonte alternativa per gli imballaggi in plastica. Lo studio fornisce informazioni sulla fabbricazione di materiali per l’imballaggio alimentare derivato da biopolimeri, nanoparticelle e nanocompositi biologicamente sicuri ed ecologici per l’ambiente. Vengono discusse anche alcune applicazioni dell’imballaggio migliorato, attivo e dell’imballaggio intelligente.
Diversi ricercatori stanno cercando nuovi metodi per migliorare le proprietà barriera della carta per l’imballaggio alimentare. È il caso dello studio “Nanofibrille di cellulosa modificate idrofobiche (CNF)/rivestimento chitosano/zeina per migliorare le proprietà multi-barriera dei materiali di imballaggio alimentare termosaldabili”, (“Hydrophobic-modified cellulose nanofibrils (CNFs)/chitosan/zein coating for enhancing multi-barrier properties of heat-sealable food packaging materials”, Caifu Yi, Tianzhong Yuan, Huining Xiao, Hao Ren, Huamin Zhai, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects - Tomo 666, 5 giugno 2023 , 131245). In questo caso, il chitosano è stato utilizzato come primo strato per migliorare la resistenza della carta ai grassi, mentre la nanocellulosa modificata idrofobica è stata applicata come secondo strato per rendere la carta idrorepellente e per migliorare ulteriormente la sua resistenza ai grassi. Infine la zeina è stata utilizzata come terzo strato per ottenere la proprietà di termosaldatura della carta e migliorare ulteriormente la resistenza all’acqua e ai grassi. I tripli strati hanno anche migliorato efficacemente le proprietà meccaniche e ridotto la permeabilità all’umidità e all’ossigeno del substrato di carta. Inoltre, la carta a triplo strato possiede una buona attività antibatterica e citocompatibilità. Questo studio può fornire ispirazione per migliorare le proprietà barriera della carta per imballaggi alimentari e dotarla di proprietà di termosaldatura.
L’uso e lo smaltimento dei materiali di imballaggio pongono innegabili sfide ambientali. In questo contesto, c’è stato un aumento dell’interesse per la progettazione e la produzione di materiali di imballaggio da risorse naturali sostenibili e rinnovabili, ad esempio proteine commestibili, polisaccaridi e lipidi estratti dai rifiuti alimentari. Tra questi, i polisaccaridi sono riconosciuti come alternative promettenti alle plastiche sintetiche, grazie alla loro facile accessibilità, elevata abbondanza e basso costo, nonché alla loro non tossicità, biodegradabilità, biocompatibilità, rinnovabilità e compatibilità ambientale. A causa della loro abbondanza di gruppi reattivi, dell’ampia gamma di pesi molecolari e della diversa composizione chimica, tali polimeri naturali, che possiedono diversità strutturali e funzionali, potrebbero essere trasformati in vari materiali di imballaggio. Si parla sempre più spesso di imballaggi intelligenti. Lo studio “Materiali sostenibili a base di polisaccaridi per imballaggi intelligenti” (Yaxuan Wang, Kun Liu, Meng Zhang, Ting Xu, Haishun Du, Bo Pang, Chuanling Si, Carbohydrate Polymers Tomo 313, 1 agosto 2023), unisce sia l’aspetto ecosostenibile che quello tecnologico. In conclusione, si legge nell’articolo, l’imballaggio intelligente a base di polisaccaridi è una delle tecnologie in più rapida crescita nel mercato alimentare in questo momento, con un impatto positivo sull’ambiente, sulla salute umana e sulla qualità del cibo conservato.
Molti ricercatori si concentrano sullo sviluppo di materiali sostenibili con proprietà antibatteriche, come nel caso dello studio “Sviluppo di un materiale di imballaggio alimentare sostenibile e antibatterico basato su un sistema multistrato biopolimerico composto da acido polilattico, chitosano, nanocristalli di cellulosa ed etil lauroil arginato” (C. Patiño Vidal, Francesca Luzi, Debora Puglia, Gracia López-Carballo, Adrian Rojas, María José Galotto, C. López de Dicastillo Food Packaging and Shelf Life - Tomo 36, aprile 2023). In questo studio, è stato sviluppato un nuovo materiale con un’attività antibatterica estesa contro i batteri Gram (-) e Gram (+), con una struttura a tre strati costituita da uno strato estruso esterno in PLA, uno strato elettrofilato intermedio antibatterico composto da fibre core/shell PLA-LAE/PLA-CNC e uno strato interno di pellicola sottile di chitosano.
L’uso di biopolimeri compostabili e biodegradabili è da tempo un’alternativa per la progettazione di materiali di imballaggio alimentare ecologici. Tra i biopolimeri, l’acido polilattico (PLA) è uno dei più interessanti per sostituire quelli convenzionali grazie alle sue buone prestazioni. La biodegradabilità del PLA è promettente per diverse applicazioni e può competere con il polietilene tereftalato (PET) grazie alle sue buone proprietà meccaniche, all’elevata trasparenza, alla facilità di lavorazione e disponibilità sul mercato. Il PLA può essere utilizzato per lo sviluppo di imballaggi attivi al fine di estendere la shelf life degli alimenti e ridurre le perdite di cibo. Alcuni lavori si sono occupati degli sviluppi del film di PLA attivo attraverso diverse tecniche e condizioni di lavorazione e aggiungendo differenti agenti attivi, inclusi oli essenziali, estratti naturali e nanoparticelle metalliche. Negli ultimi anni, l’incorporazione di sostanze antimicrobiche come l’etil lauroil arginato (LAE) ha permesso lo sviluppo di materiali di imballaggio altamente funzionali in grado di proteggere i prodotti alimentari sensibili alla crescita microbica per periodi più lunghi. Tuttavia, queste sostanze antimicrobiche hanno diminuito la barriera ai gas e al vapore acqueo. In questo contesto, la progettazione di film multistrato attraverso la combinazione di metodi convenzionali, come la termocompressione e il rivestimento, è stata studiata come alternativa per ottenere materiali funzionali dal PLA con buone proprietà barriera. L’elettrofilatura coassiale, invece, è stata recentemente impiegata per rallentare il rilascio di sostanze attive grazie al loro incapsulamento nel nucleo e alla presenza dello strato esterno.
La proposta europea
La Commissione europea spinge affinché non solo vi siano sempre più imballaggi riciclabili e materiali riciclati, ma anche che si producano meno rifiuti. Per fare questo, ha fatto una proposta di Regolamento sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggio, che modifica il Regolamento (UE) 2019/1020 e la direttiva (UE) 2019/904 e che abroga la direttiva 94/62/CE. La Commissione propone che gli imballaggi siano riciclabili e stabilisce quali prescrizioni dovranno essere soddisfatte in un approccio a due fasi. A partire dal 1° gennaio 2030 gli imballaggi dovranno essere conformi ai criteri di progettazione per il riciclaggio mentre, dal 1 gennaio 2035, gli imballaggi riciclabili dovranno essere anche raccolti, cerniti e riciclati in modo sufficiente ed efficace. Sono anche istituite norme specifiche per gli imballaggi innovativi, per i quali l’osservanza delle prescrizioni di riciclabilità dovrà essere documentata solo dopo cinque anni dalla prima immissione sul mercato. Nella proposta si legge che, a partire dal 1° gennaio 2030, gli imballaggi di plastica dovranno contenere una certa quantità minima di contenuto riciclato recuperato da rifiuti di plastica post-consumo, salvo esenzioni specifiche. Tali quantità aumenteranno entro il 1° gennaio 2040. La proposta di Regolamento definisce anche a quali condizioni gli imballaggi possono essere considerati compostabili, e prescrive che il peso e il volume degli imballaggi siano ridotti al minimo, considerando la sicurezza e la funzionalità. Sono inoltre stabiliti i requisiti per gli imballaggi riutilizzabili. Uno di questi è, ad esempio, che l’imballaggio sia concepito, progettato e immesso sul mercato con l’obiettivo di essere riutilizzato o ricaricato un numero massimo di volte. È previsto anche che gli imballaggi siano contrassegnati da un’etichetta contenente informazioni relative al materiale di cui sono composti, al fine di facilitare la cernita da parte dei consumatori.
Lo scorso giugno, Assobioplastiche ha espresso un’opinione negativa, associandosi a quanto espresso dalle Commissioni Ambiente e Attività produttive della Camera dei deputati. In un comunicato di Assobioplastiche si legge che: “La proposta consente di utilizzare le bioplastiche compostabili solo per un elenco limitato di applicazioni. Tutte le altre applicazioni vengono invece vietate, anche quelle a contatto con gli alimenti dove, invece, il ruolo dei materiali compostabili e del riciclo organico è fondamentale. Su questo punto, in particolare, le Commissioni parlamentari hanno chiesto che si continui a consentire l’utilizzo di imballaggi monouso sostenibili e riciclabili, ottenuti con minore consumo di materie prime, ovvero con l’utilizzo di materie prime rinnovabili (in ottica di decarbonizzazione dell’economia) e riciclabili in compostaggio assieme agli scarti di cibo residui (piatti, posate, vaschette eccetera)”. Pareri negativi anche per lo spostamento del focus da parte della Commissione sul riuso piuttosto che sul riciclo. Le questioni sollevate da Coldiretti, nello specifico, riguardano la tracciabilità, il minore livello di controllo contro le contraffazioni, la maggiore deperibilità dei prodotti venduti senza confezioni, ma anche il massiccio uso di acqua per permettere il riutilizzo dell’imballaggio in questione.
Stefania Milanello
Esperta in tecnologie alimentari e divulgatrice scientifica
