IL CONFEZIONAMENTO DI UN TIPICO PRODOTTO DA FORNO: IL PANE

L’imballaggio, come dicevamo, ha una funzione antica di contenimento che oggi può apparire scontata. Il settore del confezionamento è caratterizzato da grande dinamicità innovativa; la confezione, perciò rappresenta sia l’interfaccia tra il prodotto e l’ambiente, con attitudini protettive verso sollecitazioni e contaminazioni, sia la comunicatività che il produttore vuole dare al prodotto: l’imballaggio viene definito il “silent seller” e ciò viene suscitato dalla forma, dal colore, dall’apparenza che l’imballaggio fornisce al prodotto.
Restringendo il campo al settore panario, possiamo ritrovare diverse forme di imballaggio a seconda della natura del prodotto, ovvero pane artigianale o industriale.

Il pane artigianale viene di norma consumato giornalmente, per cui non necessita di imballaggi molto sofisticati. In una normale panetteria, il pane viene servito al cliente in buste e sacchetti di carta Kraft avana o sbiancata, pergamino e altri tipi di carte. Il ricorso ai materiali cellulosici è di facile spiegazione: non avendo la necessità di conservazione lunghe, si usano materiali di basso costo, facilmente utilizzabili e smaltibili, degradabili o riciclabili.

CARTA KRAFT

Materiale caratterizzato da una resistenza e tenacità notevoli (in tedesco “kraft” significa forza ) che gli sono attribuiti partendo dalla cellulosa a fibra lunga e lavorandola con soda o solfato. Si tratta di uno dei prodotti cartari a più largo impiego nel settore del confezionamento. Si presenta di colore avana, ma può essere imbianchito per essere maggiormente presentabile. La carta kraft è utilizzata per la produzione di sacchi multistrati perché molto resistente alla trazione e allo strappo e per l’imballaggio di quei prodotti che temono l’umidità, proprio come il pane.

CARTA PERGAMIN (pergamino)

Carta fortemente calandrata a caldo, ovvero pressata tra due cilindri metallici riscaldati che ruotano contrapposti e che determineranno una modificazione del contesto fibroso a dare una struttura amorfa per azione meccanico-termica che permette di disaggregare il reticolo fibroso. La carta risultante sarà abbastanza resistente ai grassi, alla temperatura e  moderatamente all’umidità.

PACKAGING MODERNO

Il Packaging moderno è sempre maggiormente caratterizzato dall'uso di imballaggi flessibili (sacchetti e vaschette semirigide di plastica, contenitori di cartoncino poliaccoppiato, ecc.) dei quali i polimeri plastici rappresentano i principali costituenti. E’ per questo che, generalmente, le aziende che producono pane confezionato, e quindi a lunga conservazione, si affidano a un confezionamento fatto con materie plastiche, che garantiscono una protezione notevolmente maggiore rispetto alla carta, sensibile all’umidità e altamente permeabile.

Le materie plastiche sono sostanze organiche completamente o parzialmente sintetiche, i cui componenti principali sono composti ad alto peso molecolare (polimeri) le cui molecole sono costituite da un grande numero di unità fondamentali (monomeri) unite da legami per lo più covalenti. Strutturalmente comprendono catene lineari o reticoli tridimensionali.
Nel comparto commerciale si possono ritrovare pane comune, in cassetta, pan carrè, segale, confezionati in sacchetti o buste realizzati a partire da polimeri in multistrato. I più utilizzati dalle grandi aziende verranno ora analizzati secondo le loro caratteristiche, pregi e difetti.

Il polimero plastico e’ uno dei materiali plastici più utilizzati per il confezionamento del pane; è un polimero di addizione del propilene, ovvero per costituirlo si sfrutta il fatto che il monomero possiede una insaturazione che, per effetto di un catalizzatore a determinata pressione e temperatura, apre il doppio legame consentendo di legare altri monomeri in successione.
Ha una tipica struttura isotattica (dove i sostituenti si dispongono su un unico lato) ed elevata cristallinità. Presenta un limite termico di utilizzo superiore a 110-130°C, è piuttosto rigido e  resistente.
Per il confezionamento panario viene utilizzato in fogli e sfruttato per via della permeabilità molto bassa all’acqua, alta all’ossigeno. Inoltre ha eccellenti caratteristiche di isolamento elettrico, resiste ad acidi, alcali, oli, alcoli; non resiste ad agenti ossidanti, solventi organici a caldo.
Si presta efficacemente alla bi-orientazione, dovuta alla trazione in entrambe le direzioni ortogonali a temperatura bassa delle macro-molecole, che si distendono e si allungano aumentando le forze attrattive che le legano; ciò assottiglia il materiale, migliorando la resistenza meccanica, la trasparenza e diminuendo la permeabilità.

Oltre a questi polimeri plastici mono-materiali, oggi  possono venire utilizzati materiali sottili in strutture composite di materie plastiche diverse. Queste materie vengono applicate in più strati sovrapposti, tenuti insieme tramite l’adesione degli strati con adesivi di varia natura, applicati sul materiale e raffreddati da una coppia di cilindri che ne favorisce l’adesione. Gli adesivi sono di natura sintetica e quando si applicano in soluzione sono utilizzabili a secco (spalmatura adesivo, evaporazione solvente prima della laminazione) o a umido (rivestimento con adesivo, unione degli strati, evaporazione del solvente).
I gas o il vapore attraversano i film plastici con una velocità diversa da polimero a polimero e ciò giustifica il fatto che si indichino come materiali barriera quei polimeri che hanno una bassa permeabilità ai gas. I polimeri che hanno caratteristiche di barriera non sono molti, sono piuttosto costosi e, a volte, non hanno tutte le caratteristiche (di saldabilità, di idoneità alimentare, ecc.) che occorrono ad un imballaggio alimentare. Per questo motivo si ricorre alla realizzazione di strutture multistrato, accoppiando differenti materiali.
Le strutture composite aumentano le proprietà barriera di ogni singolo materiale plastico utilizzato, per cui un materiale ad alta barriera verso l’umidità andrà a riequilibrare la mancanza di un altro materiale plastico con maggiori capacità barriera verso l’ossigeno. In pratica vi è un’ottimizzazione delle proprietà dei singoli materiali.

COMBIFLEX® IX

E’ un film flessibile termoformabile coestruso ad alta barriera a 7 strati su base poliamide/EVOH/polietilene per il confezionamento sottovuoto ed in atmosfera modificata.Questo sta a significare che il film è caratterizzato da catene polimeriche per lo più lineari e prive di insaturazioni, in modo che siano in grado di fondersi alla temperatura che coincide alla massima libertà di movimento, facilitando il modellamento a caldo (termoformabile). Viene prodotto in pellicole o fogli tramite l’uso di diversi estrusori (cilindro cavo riscaldato in acciaio, nel quale ruota una vite senza fine) che, grazie al calore e alle sollecitazioni, fonderanno e amalgameranno le materie prime.

Queste verranno poi espulse dalla testa dell’estrusore a una temperatura vicina a quella di fusione e si riuniranno in un’unica trafila. La formatura della pellicola può avvenire in film piani, con il materiale che viene colato su un cilindro rotante refrigerato e avvolto in un avvolgitore, o in film a bolla, dove il materiale all’uscita della trafila circolare (in questo caso) viene gonfiato per immissione di un soffio di aria compressa; l’aria porta alla formazione di una bolla che viene schiacciata da una serie di coppie di cilindri via via più vicini. Il raffreddamento sarà ottenuto con una corrente d’aria fredda o acqua.

CRYOVAC®

Sono realizzazioni di film termoretraibili multistrato, con composizione puramente poliolefinica, che per le sue temperature di fusione e di rammollimento superiori ai 100°C, garantiscono prestazioni perfette in saldatura ed elevata resistenza meccanica. Presentano proprietà anti-condensa, hanno elevata trasparenza, stampabilità ed apertura facilitata.
La termoretraibilità viene conferita al materiale plastico se, dopo sollecitazione stiro-orientazione e brusco raffreddamento, conserverà memoria e, in caso di successivo riscaldamento alla temperatura di orientazione, recupererà le dimensioni originali.

Questi film, come confermato dalla ditta produttrice “Sealed Air”, se sottoposti dopo l’orientazione a successivo riscaldamento e lento raffreddamento, possono dar seguito a fine cristallizzazione tra le macromolecole e stabilizzarsi secondo la deformazione subita.

Inoltre i film Cryovac® di nuova generazione sono più sottili e al contempo più resistenti, riducendo notevolmente l’impatto ambientale dei prodotti di confezionamento.

Come avevamo affermato in precedenza, l’imballaggio funzionale si riferisce a quelle soluzioni di packaging in cui è previsto l’impiego di un materiale, un contenitore o un accessorio in grado di svolgere una funzione aggiuntiva rispetto a quelle tradizionali di contenimento e protezione.
Poiché queste possibili “funzioni extra” possono essere di natura e finalità diversa, da tempo è in uso una classificazione che definisce questi imballaggi:
alla definizione active sono associate tutte quelle soluzioni di packaging che costantemente ed attivamente interagiscono con l’atmosfera interna di una confezione, variando la composizione quali-quantitativa dello spazio di testa, e con il prodotto in essa contenuto, mediante il rilascio da parte dei materiali di antimicrobici, antiossidanti o altre sostanze utili per migliorare la qualità.
L’espressione intelligent indica una tecnica di packaging che prevede l’impiego di un indicatore, interno o esterno alla confezione, capace di rappresentare attivamente la storia del prodotto e quindi il suo livello di qualità.
Focalizzando il nostro punto di vista sull’active packaging e sulla sua definizione, possiamo affermare che il controllo della concentrazione di differenti volatili e gas nello spazio di testa delle confezioni di prodotti alimentari, tecnologia di condizionamento mirata ad ottenere un prolungamento della vita commerciale (shelf-life) non è un concetto recente e il confezionamento in atmosfera protettiva (variazione delle pressioni parziali di ossigeno, anidride carbonica ed azoto a contatto con l’alimento) ne è una valida applicazione.
La tecnologia di confezionamento in atmosfere modificate o protettive (MAP) corrisponde al confezionamento in unità-consumatore di prodotti alimentari in un'atmosfera diversa da quella naturale e costituita da miscele di gas in differenti proporzioni: principalmente ossigeno, azoto e anidride carbonica ma, potenzialmente, anche argon, elio e protossido di azoto, tutti definiti dalla direttiva europea sugli additivi, già recepita anche in Italia, come gas d’imballaggio. In questo campo bisogna distinguere due termini: atmosfere attive e atmosfere passive. Le prime corrispondono ad una volontaria e controllata sostituzione dell'aria con una miscela gassosa di definita composizione; le seconde si riferiscono a quelle modificazioni di atmosfera che sono la conseguenza di metabolismi propri del prodotto (respirazione) e dei fenomeni di permeazione dei gas attraverso l'imballaggio.

Per comprendere l'efficacia delle atmosfere modificate è indispensabile considerare che l'alimento interagisce sempre con gli aeriformi che lo circondano.
Le interazioni "prodotto-atmosfera gassosa" possono essere di natura microbiologica o chimico-fisica. Le prime riguardano la possibilità di moltiplicazione dei microrganismi presenti nel prodotto; quelle chimico-fisiche interessano la stabilità e funzionalità di importanti componenti dell'alimento come le proteine, le membrane, i lipidi, i pigmenti, gli enzimi, ecc.
Un appropriato uso dei gas non può prescindere dalla conoscenza della natura e delle caratteristiche del prodotto da confezionare; in particolare per una corretta applicazione della tecnica di confezionamento in atmosfera modificata, è indispensabile conoscere preventivamente:

• la deperibilità dell'alimento in aria: cioè le principali cause del fenomeno di deterioramento del prodotto (nel caso del pane ossidazioni, raffermimento, perdita croccantezza);
• la solubilità dell'anidride carbonica nell'alimento alle diverse temperature e le variazioni  sensoriali associate alla dissoluzione del gas;
• il comportamento della microflora nell'atmosfera prescelta (il rischio di proliferazione di microrganismi anaerobi o di una selezione indesiderata della microflora tipica);
• la permeabilità dei materiali di confezionamento ai gas impiegati, tenendo conto della temperatura di conservazione e della superficie complessiva;
• l'ermeticità della confezione, cioè l'assenza di microfori e/o di difetti di saldatura;
• l'efficacia dell'operazione di confezionamento e di sostituzione dell'aria, vale a dire la scelta del tipo di macchina di confezionamento più idoneo e del sistema di erogazione e di miscelazione del gas;
• la valutazione della reale composizione dell'atmosfera introdotta nonchè del residuo di ossigeno dopo il confezionamento.

Macchine per il confezionamento

Molto schematicamente le macchine che confezionano in atmosfera modificata operano secondo 4 tipologie fondamentali. Le prime due corrispondono alle classiche macchine "Form Fill Seal" (FFS) rispettivamente orizzontale e verticale, modificate per l'introduzione dell'atmosfera. Per queste macchine si usa spesso il termine di "gas flushing" in quanto una lancia di alimentazione, che entra nel tubolare formato dal film che si svolge dalla bobina, introduce l'atmosfera selezionata che sostituisce l'aria presente. Queste macchine confezionatrici in effetti portano ad una progressiva diluizione dell'aria nella atmosfera modificata e non garantiscono quindi una completa eliminazione dell'ossigeno atmosferico. A volte queste macchine prevedono delle modificazioni al sistema saldante per garantire un più lungo tempo di saldatura e quindi una maggiore sicurezza di ermeticità. In queste macchine confezionatrici è molto difficile rimuovere l'aria incorporata nel prodotto che, per alimenti porosi, può rappresentare una quantità notevole.
Le macchine confezionatrici più diffuse sono però quelle che derivano dalle confezionatrici sotto-vuoto (si usa spesso il termine di confezionatrici in "sotto-vuoto compensato") e che teoricamente possono suddividersi in macchine "a campana" e "termoformatrici". Nelle prime la confezione contenente il prodotto (generalmente una busta o un sacchetto) viene posta sotto-vuoto e poi riempita dell'atmosfera selezionata; il ciclo può essere ripetuto più di una volta per maggiore garanzia. Le seconde sono macchine termoformatrici sotto-vuoto, modificate per l'introduzione dei gas. Da una foglia di laminato plastico piuttosto spessa si forma una vaschetta che viene riempita con il prodotto ed in seguito, sulla stessa macchina ed all'interno di un'apposita stazione, la vaschetta viene evacuata e riportata a pressione atmosferica per introduzione della atmosfera modificata.
E' essenziale che queste macchine abbiano dispositivi di controllo detti "no-gas, no-run" per evitare che una mancanza di gas nelle linee porti a prodotti difettosi, e sistemi per controllare il livello di ossigeno residuo (più basso in queste macchine rispetto alle precedenti) o meglio ancora la composizione globale dell'atmosfera introdotta.