L’EPS per l’imballaggio e la conservazione dell’ortofrutta

La FAO, agenzia delle Nazioni unite per l’alimentazione e l’agricoltura, ha stimato che ogni anno al mondo finiscono nelle discariche 1,3 miliardi di tonnellate di alimenti, nell’80% dei casi ancora commestibili. Per ridurne lo spreco, oltre a educare il consumatore a scegliere anche i prodotti non proprio perfetti, occorre migliorare le condizioni di conservazione dei prodotti ortofrutticoli per preservarne più a lungo le caratteristiche organolettiche e nutrizionali. La scelta del materiale di confezionamento gioca un ruolo di primo piano nella conservazione dell’ortofrutta lungo la filiera, fino al livello domestico. Una soluzione ottimale per ottenere questi risultati è rappresentata dal polistirene espanso sinterizzato, l’EPS.

Questo materiale è prodotto con un processo di espansione mediante il quale le perle di polistirene si gonfiano fino ad arrivare a un volume di 20-50 volte maggiore di quello iniziale. All’interno delle perle si forma una struttura a celle chiuse che è responsabile delle caratteristiche del prodotto. L’EPS è molto leggero (ha una massa volumica compresa generalmente fra 10 e 40 Kg/m³) ed è costituito per il 98% di aria. Però ha buone caratteristiche meccaniche, assorbe gli urti e soprattutto ha una bassa conducibilità termica (λ), compresa mediamente tra 0.033 e 0.039 W/mK. Questo valore indica la permeabilità di un materiale ai flussi termici che lo attraversano. Avendo un valore λ molto basso, i contenitori in EPS consentono di mantenere più a lungo, rispetto ad altre soluzioni di imballaggio, la temperatura dell’alimento conservato. Questa proprietà si rivela particolarmente utile nella conservazione di prodotti ortofrutticoli freschi. Infatti, quando vengono prelevati dalla cella frigorifera per essere trasportati, l’imballo in EPS assicura il mantenimento della temperatura fino a otto ore.

Alcuni studi dimostrano la validità dell’EPS nella conservazione dell’ortofrutta. Recente è quello condotto dal Lab of Vegetable Crops, Dipartimento di Orticultura, Università Aristotele di Salonicco, Grecia, per conto di EUMEPS-Power Parts. Eumeps è l’organizzazione che rappresenta la filiera del polistirene espanso in Europa. Ne fa parte AIPE, Associazione Italiana Polistirene Espanso. Lo studio ha riguardato cime di broccoli, pomodori, spinaci, conservati in confezioni di polistirene espanso o scatole di cartone ondulato a diverse temperature. Per tutti questi vegetali sono stati monitorati durante la conservazione le condizioni di temperatura e umidità interne alla confezione, il peso, il colore, il contenuto nutrizionale.

Studio specifico: cime di broccoli

Lo studio è stato condotto su un campione di 300 cime di broccoli, conferite al laboratorio e stoccate per un giorno a 0°C. Il giorno successivo sul campione è stato effettuato un test colorimetrico, successivamente le cime sono state divise e collocate in scatole di EPS e in cassette di cartone ondulato. In alcune confezioni è stato posto ghiaccio tritato, posto sopra le cime; con un sacco di plastica per contenere le perdite di acqua. In ogni confezione è stato posto un datalogger per misurare la temperatura e le condizioni di umidità relativa all’interno della scatola. Metà delle confezioni di ciascun materiale è stata posta in celle a 5°C (temperatura raccomandata per la conservazione dei broccoli); l’altra metà a 15°C, per simulare la temperatura che si registra durante la distribuzione del prodotto in scaffali non refrigerati. Tre teste per ogni confezione sono state campionate ogni settimana (a 7, 14 e 21 giorni di conservazione), per misurare peso e colore e determinare i componenti nutrizionali: sostanza secca, solidi solubili, pH, capacità totale antiossidante, fenoli solubili e acido ascorbico.

Una prima osservazione riguarda il ghiaccio: quello nelle confezioni a 15°C si è sciolto rapidamente entro un giorno. Il ghiaccio all’interno delle confezioni a 5°C è durato più a lungo, ma è comunque stato rimosso dopo quattro giorni. L’aggiunta di ghiaccio non è raccomandata perché si scioglie rapidamente e l’acqua rimanente stimola la proliferazione di malattie fungine e batteriche. L’umidità relativa si è mantenuta elevata nelle confezioni in EPS a entrambe le temperature, a causa dell’isolamento offerto da un sistema di confezionamento chiuso, mentre nelle scatole in cartone aperte è stata registrata giornalmente una grave riduzione dell’umidità relativa. Per quanto riguarda il colore, a 15°C si è riscontrato un grave ingiallimento delle cime di broccoli dopo una settimana, rendendole non commercializzabili. Per questo non sono stati effettuati campionamenti le successive due settimane. L’ingiallimento si è verificato anche sui campioni conservati a 5°C nel corso della terza settimana di conservazione, in particolare per i broccoli posti all’interno delle confezioni di EPS, a causa dell’accumulo di etilene.

L’etilene è un composto che deriva dalla respirazione cellulare di alcuni prodotti ortofrutticoli. Non è aggiunto artificialmente, semplicemente si forma durante la conservazione.

In base alle analisi effettuate, si è concluso che la qualità delle cime di broccoli, in termini di conservazione del colore verde e minima perdita di peso, può essere mantenuta a livelli accettabili per un periodo di 2 settimane, solo se conservate a 5 ° C in scatole di EPS.

Il prodotto si è mostrato non più commercializzabile dopo 21 giorni a causa della grave perdita di peso nelle cassette di cartone senza copertura e per l’ingiallimento nelle confezioni in EPS a causa dell’intrappolamento di gas etilene all’interno del pacchetto.

A 14 giorni, l’uso di contenitori in EPS per la conservazione delle cime di broccoli a 5 °C si è rivelato vantaggioso rispetto alle cassette in cartone in termini di mantenimento del peso, del colore verde scuro delle gemme, della composizione nutrizionale, soprattutto per sostanza secca, solidi solubili, fenoli solubili, acido ascorbico e capacità antiossidante.

Studio specifico: pomodori

La ricerca è stata condotta su un campione di 350 pomodori raccolti a diversi stadi di maturazione e conservati in scatole in EPS e casette in cartone ondulato. In ogni confezione è stato collocato un datalogger per registrare l’evoluzione delle temperature e dell’umidità relativa.

Le confezioni sono state stoccate in celle a temperatura controllata (a 10°C e 20°C) per tre settimane. Ogni cinque giorni sono state effettuate delle analisi sui differenti campioni. Sono stati misurati il peso, il colore di ciascun frutto ed è stata effettuata l’analisi nutrizionale (sostanza secca, pH, acidità titolabile, capacità antiossidante totale, solidi solubili totali, fenoli solubili totali, carotenoidi totali, clorofilla totale, b-carotene, contenuto di licopene).

Sebbene a entrambe le temperature di conservazione, livelli simili di temperatura siano stati registrati all’interno dei contenitori in EPS e nelle scatole di cartone ondulato, l’umidità relativa è stata sempre mantenuta a livelli più alti nelle cassette in EPS (imballo chiuso) rispetto a quelle in cartone (imballo aperto), in cui è stata registrata giornalmente una forte variazione dell’umidità relativa. Nei sistemi di confezionamento in EPS, inoltre, è risultata minimizzata la perdita di peso durante lo stoccaggio, a causa della ridotta traspirazione del frutto in ambiente EPS chiuso. Sia la consistenza che il colore hanno mostrato un’evoluzione simile in entrambi i contenitori.

Anche la composizione nutrizionale non è stata modificata in modo diverso per i pomodori contenuti in EPS rispetto ai frutti conservati in scatole di cartone scoperte e in particolare in termini di sostanza secca, solidi solubili, acidità titolabile, carotenoidi, b-carotene, licopene, fenolici e antiossidanti.

Gli stessi risultati sono stati confermati da un secondo studio effettuato alle medesime condizioni, che si è protratto fino a un mese di conservazione.

Studio specifico: spinaci in foglia

La ricerca è stata svolta su un campione di 39 kg di spinaci baby in foglia, appena raccolti e confezionati in sacchetti di plastica. Il colore e il peso delle foglie sono stati misurati e le foglie stesse sono state collocate in cassette in polistirene espanso e in cartone ondulato. Per ciascuna tipologia di confezione sono stati realizzati 9 campioni.

In ogni confezione sono stati collocati datalogger per registrare la temperatura e le condizioni di umidità relativa. Successivamente, metà dei pacchi è stata stoccata in celle a 5°C, la temperatura raccomandata per la conservazione di ortaggi in foglia; l’altra metà a 10°C, una temperatura cui spesso si trovano nella vendita al dettaglio.

Le foglie di spinaci provenienti da ciascun tipo di confezione e condizione di stoccaggio sono state campionate ogni cinque giorni per misurare peso e colore e determinare i componenti nutrizionali: sostanza secca, solidi solubili, pH, capacità totale antiossidante, fenoli solubili e pigmenti.

Ad entrambe le temperature di conservazione, non sono state osservate differenze significative nei livelli di temperatura tra le confezioni in EPS e in cartone ondulato, mentre l’umidità relativa è rimasta elevata nel caso dell’EPS a entrambe le temperature (sistema chiuso), a differenza dei pacchetti di cartone ondulato aperti in cui è stata registrata giornalmente una forte variazione dell’umidità relativa, in particolare a 10°C.

La conservazione a 10°C per 15 giorni ha comportato una crescita batterica e un aspetto ingiallito in entrambi i sistemi di confezionamento, rendendo gli spinaci non commercializzabili. Pertanto, non è consigliabile conservare gli spinaci a 10°C per più di 10 giorni. Analogamente agli studi precedenti, tra EPS e scatole di cartone, sono state osservate differenze significative nella perdita di peso ad entrambe le temperature di conservazione. La tipologia di imballaggio non ha influenzato né i colori, né il contenuto nutrizionale degli spinaci in foglia.

Ricerca in Corea del Sud

Anche il Korean Food Research Institute (l’Istituto di ricerca coreano per l’alimentazione) ha confrontato EPS con cartone presso stampato per valutarne le prestazioni durante il trasporto dei prodotti ortofrutticoli. La ricerca ha sottoposto a sperimentazione tre tipi di frutta (mele, pere, uva) e tre ortaggi (zucchina, cetriolo, pomodoro). I prodotti sono stati posti a temperatura controllata analizzando regolarmente:

–        la percentuale di perdita del peso;

–        quantità di prodotti solidi solubili;

–        livello di clorofilla;

–        contenuto di vitamina C;

–        tasso di acidità.

Il test ha messo in luce che le mele e le pere, conservate in EPS a 0°C, hanno avuto migliori risultati di quelle tenute nel cartone sia per quel che riguarda il tasso di acidità sia per il contenuto solido solubile. Gli effetti sono stati ancor più evidenti nello stoccaggio prolungato. Dieci giorni dopo il confezionamento l’uva conservata in EPS a 25°C presentava un contenuto di vitamina C del 1,63% contro l’1,08% del prodotto nel cartone. Dopo 75 giorni di stoccaggio, il peso si è invece ridotto del 7,5% nella cassa di cartone e solo del 1,8% in quella di EPS.

La perdita di colore dei pomodori conservati nel cartone è stata così evidente da risaltare a prima vista. La qualità del prodotto in EPS e il suo contenuto di clorofilla non sono risultati intaccati a sette giorni dal confezionamento, mentre quello nella scatola in cartone ha subito variazione di colore e la clorofilla si è trasformata in licopene (segnale di accelerata maturazione). I pomodori in EPS hanno inoltre mostrato livelli di contenuto solido solubile superiori del 50% rispetto agli altri.

Anche le zucchine conservate in EPS hanno avuto perdite inferiori di quelle della cassa in cartone: dopo 7 giorni di magazzinaggio a temperatura ambiente il loro contenuto di vitamina C risultava del 35,5 % contro il 17,2% del packaging di raffronto e la loro qualità si mostrava superiore del 50%.

I cetrioli nell’EPS hanno infine evidenziato un contenuto di clorofilla di 46,2 pg/ml contro i 31,0 pg/ml di quelli nel cartone pressostampato.

In generale, quindi, l’imballo in EPS ha svolto molto meglio la funzione di mantenimento di freschezza dei prodotti ortofrutticoli esaminati.