Regolamento (EU) N. 282/2008 (materiali plastici provenienti da riciclo meccanico) e Regolamento (EU) 450/2009 (materiali attivi ed intelligenti) Brescia,

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1 Regolamento (EU) N. 282/2008 (materiali plastici provenienti da riciclo meccanico) e Regolamento (EU) 450/2009 (materiali attivi ed intelligenti) Brescia, 11 maggio 2012

2 Materiali provenienti da riciclo meccanico

3 Legislazione Regolamento CE n°282/2008 pubblicato il 27 marzo 2008
Relativo al processo di riciclo per la produzione di materiali e di oggetti di plastica riciclata destinati al contatto con gli alimenti Definisce le regole per ottenere l’autorizzazione all’utilizzo di un determinato impianto di riciclo meccanico che produca materiali idonei per food contact application. Entrato in vigore dopo 20 gg 16 aprile 2008 • Regolamento CE n°2023/2006 pubblicato il 22 dicembre 2006 Buone pratiche di fabbricazione dei materiali e degli oggetti destinati a venire a contatto con alimenti Riguarda tutti i tipi di materiali inclusi i riciclati per garantire la certezza della costanza di qualità e la rintracciabilità. Entrato in vigore i 1° agosto 2008

4 Regolamento CE n°282/2008 Il riciclo chimico non viene disciplinato dal Regolamento CE 282/2008 Gli sfridi di produzione mai entrati in contatto con alimenti sono esclusi dal campo di applicazione del Regolamento CE 282/2008

5 Stessi requisiti di composizione dei materiali vergini

6 Processo gestito da un sistema di qualità che assicuri la riproducibilità del prodotto e conforme alle norme del Regolamento 2023/2006 L’efficienza della selezione della materia in entrata

7 Individuare le potenziali applicazioni sicure
Processo di riciclo autorizzato dalle Autorità

8 La selezione dei materiali in entrata

9 Dichiarazione di conformità
ALLEGATO I Informazioni supplementari nella dichiarazione di conformità della plastica riciclata La dichiarazione scritta di cui all'articolo 12, paragrafo 2, deve contenere le seguenti informazioni supplementari: dichiarazione che il processo di riciclo sia stato autorizzato, con indicazione del numero di registro CE del processo di riciclo autorizzato; 2. dichiarazione che l'input di materia plastica, il processo di riciclo e la plastica riciclata siano conformi alle specifiche per cui è stata rilasciata l'autorizzazione; 3. dichiarazione che viene applicato un sistema di assicurazione della qualità a norma della sezione B dell'allegato del regolamento (CE) n. 2023/2006.

10 Potenziali rischi Contaminanti provenienti dagli imballaggi da riciclare non idonei all’origine per contenere alimenti Composti chimici usati nel processo di riciclo, ad esempio detergenti non completamente eliminati. Composti chimici provenienti dalla degradazione dei polimeri o degli additivi durante il processo

11 I requisiti dei materiali plastici riciclati
Sicurezza: Art 3 del regolamento CE 1935/2004 Non devono rappresentare un pericolo per la salute pubblica Non devono deteriorare le caratteristiche organolettiche dei prodotti alimentari Regolamento 2023/2006 : devono essere prodotti secondo Good manifacturing Practises (GMP) Regolamento CE 10/2011:: Rispetto dei limiti di migrazione globale Rispetto dei limiti di migrazione specifica per le sostanze con SML Dichiarazioni di conformità compositiva Verifica dell’idoneità alimentare

12 R-PET

13 Efsa mandate request database

14 Scenari di impiego dei materiali plastici riciclati a diretto contatto con alimenti

15 Multi-layer Per utilizzare materiale di riciclo non Food Grade è necessario verificare lo spessore dello strato di materiale vergine a diretto contatto con gli alimenti che deve svolgere le prestazioni di barriera funzionale.

16 Monolayer Verifica dell’efficacia del processo Super Cleaning di decontaminazione, bisogna effettuare il Challenge Test (procedura per validare l’efficienza del processo di riciclo nel rimuovere specifici contaminanti).

17 Efficienza del Processo di decontaminazione : risultati

18 L’opinione dei consumatori

19 Materiali Attivi ed Intelligenti
Disciplinati dal Regolamento CE 450/2009

20 Active Packaging per estendere la shelf-life
20/05/09 Imballaggi attivi Active Packaging per estendere la shelf-life Regolamento CE 450/2009 Art. 3a. Materiali e oggetti destinati a prolungare la conservabilità o mantenere o migliorare le condizioni dei prodotti alimentari imballati. Essi sono concepiti in modo da incorporare deliberatamente componenti che rilasciano sostanze nel prodotto alimentare imballato o nel suo ambiente, o le assorbono dagli stessi

21 Intelligent Packaging:
Active & Intelligent Packaging Intelligent Packaging: concepts that monitor to give information about the quality of the packed food Active packaging: concepts that change the condition of the packed food to extend shelf-life or to improve safety or sensory properties while maintaining the quality of the food.

22 Assorbitori/sequestratori di off-flavours
MULTIFORMS (USA, F) Pastiglie con funzioni di assorbimento di umidità, odori e altri volatili SORBICAP materiale inorganico con funzioni di assorbimento di umidità, odori e altri volatili

23 GLI ASSORBITORI DI UMIDITA’ Classificazione
Sequestranti di liquido Essiccanti Regolatore di umidità

24 Assorbitori di umidità
DRI-LOC (USA) “pad” assorbente a base cellulosica e di fibre super assorbenti per alimenti umidi, che rilasciano siero.

25 Assorbitori di umidità
Struttura composita costituita da due strati di polivinilalcool che intrappolano una sostanza di consistenza gelatinosa di natura vegetale (amido ed estratti di alghe marine) Polivinilalcool Estratti di alghe Sciroppo di amido

26 Effetto della temperatura sulle cinetiche di assorbimento al 100%URE
Il comportamento del “film attivo” è simile alle temperature considerate

27 Applicazione del film assorbente al confezionamento del cicorino di IV gamma
Materiali di confezionamento: -Film assorbente -Busta di materiale microforato -Busta di PP barrierato Confezione con assorbitore Confezione senza assorbitore Film assorbente Condizionamento per 7 giorni a 3°C e 10°C

28 MODIFICAZIONI PASSIVE DI ATMOSFERA SENZA ASSORBITORE

29 MODIFICAZIONI PASSIVE DI ATMOSFERA CON ASSORBITORE

30 Profilo aromatico a 3°C in presenza di assorbitore
Profilo aromatico a 3°C senza assorbitore ACETALDEIDE ETANOLO Etanolo 1.4*10^8 Senza assorbitore 5*10^7 Con assorbitore Carica microbica totale a 3°C (ufc/g)

31 Emerging Active Packaging Concepts
Direct flavor protection & enhancement Scalping or degrading undesirable off flavours Adding desirable flavours Gas & vapor management (absorption/emission) CO2, O2, water vapor, ethylene in situ processing Immobilized enzymes Antimicrobial materials Migrating volatile & non volatile Immobilized antimicrobial films Permselective and compensating films

32 Emerging Active Packaging Concepts antioxidant packaging material
BHT added into PE film package liners of ready-to- eat cereals to control rancidity and extend shelf life of breakfast cereals This is commercialized application of antioxidant packaging. Antioxidant, BHT was incorporated into cereal bags and shelf life was extended.

33 Use of Vitamin E to Reduce Off-Odors from Packaging
Emerging Active Packaging Concepts antioxidant packaging material Use of Vitamin E to Reduce Off-Odors from Packaging 1.4 1.2 1.0 0.8 Combined aldehyde and ketone conc. (ppm) 0.6 0.4 Our group also studied the benefits of adding antioxidants into packaging materials. A former student of our laboratory, Dr. Edwin Ho showed that vitamin E was an effective antioxidant for reducing off-odors generated from packaging materials. As shown in this graphs, he compared the effectiveness of adding vitamin E and BHT during the manufacture of HDPE bottles. Using GC/MS to measure aldehyde and ketone concentrations, he concluded that vitamin E was more effective than BHT. ====================================================== the effect of vitamin E on volatile generation. When vitamin E was incorporated into plastic bottle, off-order and generation of aldehyde and ketone reduced significantly. Here, I would like to show the previous work done by our research group, examining the effect of antioxidant on volatile generation. Antioxidant, vitamin E was incorporated into the plastic bottle and volatile generation and order intensity were studied. This graph shows bottle A, containing vitamin E generated lower aldehyde and ketone and also has less order intensity compared with the bottle B containing BHT which is commonly used as antioxidant. This study shows that the feasibility of using vitamin E as antioxidant for packaging materials. A : Vitamin E 100ppm B : BHT ppm 0.2 0.0 Vitamin E incorporated bottle Lower concentration of aldehyde and ketone. Less order intensity. A B Bottle (Ho, 1994)

34 Use of Vitamin E Containing Film to Retard Oxidation
Emerging Active Packaging Concepts antioxidant packaging material Use of Vitamin E Containing Film to Retard Oxidation 3.5 3.0 2.5 2.0 ∆Abs at 234 nm 1.5 0ppm at 6ºC 3400ppm at 6ºC 1.0 Later, Wessling utilized tocopherol as antioxidant for food packaging material. Tocopherol was incorporated packaging film and linoleic acid was stored with this film. This orange line shows the degree of linoleic acid with no tocopherol film. And, green line shows with tocopherol film. tocopherol retarded the oxidation of linoleic acid. These studies show the benefit of tocopherol use for controlled release packaging. ========================================================= Stability of linoleic acid was determined by measuring the amount of conjugated dienes using spectrophotometer, which are products of linoleic oxidation. 0.5 LDPE films with Vitamin E retarded oxidation of linoleic acid. 0.0 10 20 30 40 50 60 70 Storage time (days) (Wessling, 2000)

35 Emerging Active Packaging Concepts antimicrobial packaging material
Penicillium cyclopium growth (after 5 days) without (left) and in contact with the active film (right).

36 CONTROLLED RELEASE PACK (CRP)
CRP is a new generation of packaging materials that can release active compounds (antimicrobial, antioxidants, enzymes, flavours, nutraceuticals) at different controlled rates suitable for enhancing the quality and safety of a wide range of foods during extended storage… A.LaCoste, K. M. Schaich, D. Zumbrunnen, Kit L. Yam Packaging Technology and Science 2009 (in press) The second topic of my presentation is CRP is a new generation of packaging materials that can release active compounds (antimicrobial, antioxidants, enzymes, flavours, nutraceuticals) at different controlled rates suitable for enhancing the quality and safety of a wide range of foods during extended storage… Researchers from Rutgers University and Clemson University have collaborated to develop new functional packaging films

37 Effects of Delivery Modes on Inhibition of L. monocytogenes Growth
10 No nisin 9 8 Instant addition of 200 IU/ml Controlled released 200 IU/ml 7 Combination of two delivery methods Log (CFU/ml) 6 5 Zhang worked on the effect/ of delivery modes on inhibition of Listeria monocytogenes. (There are several researches/ done on studying/ the effectiveness of nisin/ from the packaging materials/, but what is different on this study is/ focusing on/ an impact of/ instant addition,/ controlled release,/ and/ the combination/ of the both.) The orange line shows the cell growth with no nisin. The green line is instant addition simulated direct addition into the food. Significant reduction of cell number was observed, however, at later stage cell number was going up. The blue line is controlled release simulated the release from packaging materials. Less inhibition was observed. The pink line is combination of both. Only this mode provide inhibition of cell growth for longer period. These studies show that/ there is a benefit/ to controlled release./ =========================================================== (From Joanne) The key conclusion of his study were the following: A difference was demonstrated between instant addition and controlled release of nisin Second, further studies showed that by combining these two methods the overall control of Listeria was optimized. Regarding applications with active packaging this study shows that there is a benefit to slow release. Combination of instant and controlled delivery of nisin inhibited the growth of L. monocytogenes 4 3 2 20 40 60 80 100 (Zhang, 2001) Time (hours)

38 MARKET

39 Oxygen Causes Deterioration of Foods
With Oxygen foods may lead to: Deterioration Discoloration, Browning Decomposition due to microorganisms Damage due to insects and vermin With Oxygen foods may loose: Freshness Wholesomeness Taste & Flavor Nutrition value

40 Confectionery (Cakes & Sweets)
Typical applications of “AGELESS®” in JAPAN Confectionery (Cakes & Sweets) Snacks, Processed Foods (Dried Sea Foods) Processed Meat (Chicken Nuggets, Sliced Ham, Sausage) Rice Cake Medical & IV Solution Pastas, Noodles Pet Foods, Feed Pizza, Pizza Crust & Bread Soybean Paste “Miso” Portion Pack Coffee Nuts, Grains Cheese

41 Prevents mold growth Prevents color changes
(25°C x 1week) (25°C x 1 month)

42 Shelf life study The activity of our team dealt both with testing the effectiveness of different oxygen absorbers (active films, crowns, sachets) and with performing shelf life studies of some foods packed with oxygen absorbers.

43 OXYGEN ABSORBERS Classification Iron powder oxidation
Pouches Iron powder oxidation Fe Fe2+ + 2e- 1/2O2+2 OH +2e OH- Fe OH Fe(OH)2 Fe(OH)2 + 1/4 H2O Fe(OH)3 Labels Enzymatic oxidation 2S + 2O2 + 2H2O + enzima SO + 2H2O2 2H2O2 + catalasi H2O + O2 Crown corks Sulphite oxidation 2Na2 SO3 +O Na2SO4 Film Light sensitive dye oxidation Fotone+colorante colorante* colorante* +O colorante + O2* O2* + accettore accettore ossidato

44 The performance of an oxygen scavenger is determined by:
The effectiveness of oxygen scavengers is related to: the total amount of oxygen absorbed per unit weight; the oxygen absorbing speed; the temperature dependence of absorption speed; the water activity dependence of absorption whether or not the agent generates off flavours their capacity of reducing chemical deterioration (e. g. rancidity, discoloration, off flavours generations…) their capacity of reducing biological spoiling due to enzymatic phenomena or microbial growth.

45 PERFORMANCE STUDIES Oxygen absorbing sachets
The Oxygen absorbing sachet is the most diffuse solution for scavenge oxygen from package’s head space. Many different formats and types of these “in-pack” active solutions are available in the market. The sachets selected were AGELESS ZTP 50 and ATCO LH 50. ATCO LH 50 AGELESS ZTP 50

46 The effectiveness: Case Study 1
Fatty biscuits/Oxygen scavenging sachets The active solution: Oxygen scavenger sachets containing an iron-based powder and having a nominal scavenging capacity of 50 mL of oxygen; the envelope was made by PAPER (perforated)/LDPE The food: Puffy pastries filled with a flavoured fat cream. Normally packed in air, the aim was to validate the possible benefit (extension of shelf life evaluated by organoleptic properties) of using an oxygen absorber sachet to remove oxygen from the headspace. Fonte DISTAM

47 The effectiveness: Case Study 1
The Puffy pastries were analysed for: Oxygen content in the packaging headspace; Peroxyde values; Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS); Dynamic headspace analyses; Colour evolution (instrumental) Sensorial evaluation (flavour, taste and texture) Fonte DISTAM

48 Main conclusions: Case Study 1
Considering the ingredients of the product (the filler cream contains a large amount of saturated fats and a tocopherol-rich extract) and on the basis of the experimental data, the product revealed not very sensitive to oxidation and not very suitable for using an oxygen absorber. During storage of the product, it was noted that the oxygen absorber also absorbs aroma of the product and changes the relative humidity of cream, with texture modification . Fonte DISTAM

49 Fresh pasta/oxygen scavenger system
Case Study 2 Fresh pasta/oxygen scavenger system The food: a fresh typical Italian food (Gnocchi) made with potato flakes.The Aw is very high ( ); the refrigerated shelf life at 4°C is around 10 days in MAP (20% CO2 and 80% N2) but the experimental storage time was 2 weeks. The food: a fresh pasteurised pasta (Lasagna) made with egg, containing more than 30% of water; the refrigerated shelf life at 4°C is around 3 weeks but the experimental storage was 3 months. The food: a fresh sweet bakery product (Pardulas) made with egg, ricotta cheese, flour containing more than 30% of water; the refrigerated shelf life at 4°C is around 2 weeks but the experimental storage was 30 days. Fonte DISTAM

50 Fresh pasta/oxygen scavenger system
Case Study 2 Fresh pasta/oxygen scavenger system Each kind of product was evaluated both in winter and in summer time These kind of product are provided both from big industrial companies and from small auto-producing shops Some products were artificially contaminated with pathogenic bacteria All the products were evaluated both by chemical and microbiological analyses and by sensory assessments. Fonte DISTAM

51 Main conclusions1: Case Study 2
The oxygen scavengers always permitted a shelf life extension of all these very perishable products. From a microbiological point of view the active sachets inhibited or reduced yeasts and moulds growth showing, particularly, this effect on Penicillium and Mucor genera Total Micotyc growth in “hand made gnocchi” Full bars: samples without absorbers Striped bars: samples with absorbers Fonte DISTAM

52 Main conclusions2 : Case Study 2
It is also very important to investigate about the evolution of the total microbial population, because the low oxygen level in the packaging atmosphere and the lack of antagonistic microflora can lead to possible growth of anaerobic bacteria. Particularly, in the hand made products this phenomenon was clearly evident in all the experiments Total anaerobic growth in “hand made gnocchi” Full bars: samples without absorbers Striped bars: samples with absorbers Fonte DISTAM

53 Intelligent Packaging

54 Packaging & Shelf life L’estensione della shelf life è un obbiettivo stringente per l’industria alimentare Adeguate tecniche di packaging (materiali, tecnologie, sistemi) sono elemento strategico per la preservazione della qualità, sopratutto per gli alimenti freschi o “simil freschi” L’apposizione di un termine di conservazione o il controllo delle condizioni di conservazione (con indicatori TTI o con gli emergenti sistemi RFID) richiedono la definizione e validazione di modelli cinetici della shelf life

55 Monitoraggio con dispositivi registratori
Un approccio più rigoroso è quello di integrare (per una storia termica nota o sufficientemente ripetibile o ancora misurabile con sistemi di registrazione oggi disponibili anche su microcircuito posizionabile entro la confezione di un prodotto ed interfacciabili con un PC) le relazioni cinetiche precedentemente illustrate.

56 Monitoraggio con dispositivi indicatori
Un’ultima strategia di approccio al problema della shelf life prevede l’utilizzo di indicatori, ovvero di dispositivi poco onerosi in cui avvenga una reazione facilmente controllabile e visualizzabile, parallela alla perdita di qualità del prodotto. Si utilizzano generalmente piccoli dispositivi che vengono applicati sulle confezioni o sui pianali di carico e consentono, attraverso il cambiamento di colore di una loro parte, di monitorare l’evoluzione della qualità dei prodotti. Il metodo risulta efficace se la reazione su cui si basa la risposta dell’indicatore ha le stesse caratteristiche cinetiche della reazione più importante che limita la durabilità.

57 * Trademark of LifeLines Technology, Inc.
Gli Indicatori TTI I dispositivi integratori tempo-temperatura (TTI) consentono di evidenziare (generalmente attraverso una reazione cromatica) la perdita di freschezza o shelf life. Essi “rispondono” in modo continuo alle fluttuazioni o variazioni di temperatura e si presentano come etichette adese alla confezione dell’alimento Do not use if center is darker than outher ring * Trademark of LifeLines Technology, Inc.

58 I-Point e Vitsab: reazione enzimatica Lifelines : polimerizzazione
L’ideazione dei TTI risale a più di 30 anni fa’. Attualmente, più di 200 modelli di dispositivi TTI risultano brevettati. I principi basilari del loro funzionamento sono reazioni enzimatiche (I-Point, Vitsab), reazioni di diffusione confinata (3M) o reazioni di polimerizzazione (Lifelines) I-Point e Vitsab: reazione enzimatica 3 M : diffusione Lifelines : polimerizzazione

59 Modelli Freezing Watch
Si tratta di indicatori di abuso Tempo-Temperatura: mostrano una variazione irreversibile se viene accumulato il superamento di un certa temperatura per un predeterminato tempo Tempo necessario affinchè la colorazione rossa compaia nelle tre finestrelle quando il dispositivo è esposto ad una temperatura di 2°C al di sopra della temperatura di risposta Product Number Response Temperature Run-Out Time* WS -18/8 -18°C / 0°F 8 hours

60 Gli Indicatori TTI in sintesi
Gli indicatori TTI reagiscono nel tempo ed in funzione della temperatura con una reattività nota, misurabile e modellabile in termini di costante di reazione (k) e di energia di attivazione (o di Q10).   Essi vengono di solito preparati in diversi modelli (caratterizzati da diverse costanti di velocità di reazione ed energia di attivazione), in modo tale da poter essere facilmente adattati ai diversi prodotti ed alla loro shelf-life. Poichè la perdita di qualità dei diversi alimenti procede a velocità diverse in funzione della temperatura, è molto importante che la reazione usata come indicatore abbia una energia di attivazione confrontabile con quella della reazione di deterioramento dell'alimento. TIPOLOGIA PRODOTTO Mod. PROGRAMMAZIONE Tempo Temperatura FORMAGGI A MEDIA CONSERVAZIONE M1 29g 6°C M2 6g 3°C FORMAGGI A BREVE CONSERVAZIONE M3 18g 4°C 4a GAMMA, PRODOTTI FRESCHI M5 10g A12 5°C BURRO B90 90g YOGURT HC1 42g LATTE FRESCO, LOGISTICA F.Control 1 F.Control 8g LOGISTICA F.Control 136/3 3g Gamma e caratteristiche degli indicatori TTI Lifelines adatti al monitoraggio della shelf life di derivati lattiero caseari.

61 Quali impieghi L’impiego dei dispositivi TTI è proponibile elettivamente nel caso del monitoraggio della shelf-life dei prodotti alimentari: ·     semideperibili (shelf-life da pochi giorni a qualche mese) ·     a sufficiente valore aggiunto ·     dotati di un importante richiamo alle caratteristiche di freschezza nell’immaginario del consumatore ·     commercializzati attraverso un rigoroso controllo delle condizioni di esposizione tempo/temperatura ·     sufficientemente standardizzati e comunque ottimizzati in quanto a prestazioni di conservabilità (packaging, mild technologies)

62 IN CONCLUSIONE Mediante dispositivi TTI si può prevedere, con sicurezza, la shelf life di alimenti “freschi” L'impiego di dispositivi TTI è valutato ormai anche a livello normativo Mediante dispositivi TTI è realizzabile il controllo termico durante le fasi di trasporto e distribuzione, sia da parte degli organismi di vigilanza, sia quale forma di autocontrollo nell'ottica della piena adesione ai protocolli HACCP A favore: ampia gamma, costo limitato (qualche centesimo di euro per etichetta), semplicità di valutazione (per ispezione visiva diretta o per lettura oggettiva, facile conservazione ed attivazione. Contro: problemi di interpretazione normativa (l’applicazione dei dispositivi TTI supplisce l’apposizione di una data di scadenza o di un termine di conservazione?) e di responsabilizzazione (nel caso un’unità di consumo etichettata con un TTI abbia superato la programmazione preimpostata, a chi è ascrivibile la responsabilità circa il mancato controllo dei regimi termici?). Comunque: l’applicazione di dispositivi TTI impone uno studio preventivo esteso della shelf life del prodotto e dunque contribuisce al potenziamento delle strategie di assicurazione della qualità

63 Grazie per la cortese attenzione!