di Maurizio Notarfonso
(responsabile del Laboratorio Innovazione delle Filiere Agroalimentari di ENEA, PhD Unimore)
Il laboratorio Innovazione delle Filiere Agroalimentari di Enea lavora alla trasformazione degli scarti agroalimentari in biomateriali, film edibili, biodegradabili e compostabili. Un lavoro che tiene conto del fine vita del prodotto per progettare la sostenibilità dell’imballaggio
Il regolamento europeo 2025/40 sugli imballaggi mira sia al loro riuso che al riciclo per ridurre la produzione di rifiuti e lo sfruttamento di materie prime. Per il packaging alimentare il riutilizzo suscita qualche perplessità in quanto potrebbero venire meno i requisiti irrinunciabili di igiene dell’alimento.
Il packaging riutilizzabile può essere una soluzione sostenibile, nelle sue dimensioni ambientali, sociali ed economiche, solo per alcune applicazioni: in contesti chiusi e strutturati in cui è possibile centralizzare e monitorare la gestione dei resi e realizzare sistemi di lavaggio efficienti, come ad esempio edifici pubblici, aeroporti o mense scolastiche.
Nella maggior parte dei contesti, il riutilizzo rischierebbe di aumentare gli impatti socio-ambientali della ristorazione e creare dei seri rischi di contaminazione per gli utilizzatori. Nello specifico, c’è il rischio di un maggiore consumo di materiali ed estrazione di risorse per la realizzazione dei prodotti adatti al riuso, di un maggiore consumo di acqua per il lavaggio e costi insostenibili di adeguamento per i piccoli business, limitando, così, l’offerta ristorativa europea. Inoltre, non è affatto secondario il ruolo che avrebbero in questi scenari di riuso i comportamenti degli utilizzatori, sui quali grava la restituzione del packaging.
Questo perché gli imballaggi destinati agli alimenti devono non solo proteggere fisicamente il contenuto, ma anche garantire la sicurezza e la qualità alimentare lungo tutta la catena di distribuzione. Un elemento, la sicurezza, diventato ancora più importante nel post pandemia, vista la maggiore consapevolezza rispetto alla facilità con cui determinati pericoli sanitari possono generarsi e circolare velocemente.
A tale riguardo gli enti di ricerca, con le loro competenze e progettualità in corso, possono recitare un ruolo importante nel supporto tecnico-scientifico agli operatori della filiera agroalimentare (B2B e B2C) in merito alla transizione circolare e sostenibile dei materiali di imballaggio.
Biomateriali: dagli scarti all’innovazione
I materiali di imballaggio svolgono una funzione essenziale per il mantenimento degli standard di qualità ed il prolungamento della shelf-life dei prodotti agroalimentari. I principali materiali tradizionali impiegati per gli imballaggi, come vetro, plastica (monomateriale e/o multistrato), alluminio sono dotati di ottime performance, e in molti casi permettono un completo isolamento. Inoltre, rendono possibile lo svolgimento di processi di sanificazione dei prodotti freschi.
Per perseguire gli obiettivi di sostenibilità è essenziale tenere conto del fine vita dell’imballaggio sin dalla fase di progettazione. Un appropriato eco-design permette di orientare tutte le scelte successive e prevenire una produzione ed un utilizzo impattanti dell’imballaggio sotto gli aspetti ambientale ed economico.
La piattaforma tecnologica del Laboratorio Innovazione delle Filiere Agroalimentari di Enea (divisione Sistemi Agroalimentari Sostenibili) nei centri di Roma Casaccia e Brindisi, è parte dell’infrastruttura di ricerca Metrofood-It per soluzioni innovative nel packaging e nei biomateriali, con un focus su economia circolare e sostenibilità.
Da oltre quindici anni il team di ricerca porta avanti numerose sperimentazioni per la trasformazione degli scarti agroalimentari in risorse preziose, creando biomateriali, film edibili, biodegradabili e compostabili da scarti di filiere locali e rinnovabili. Gli obiettivi sono la conservazione degli alimenti (packaging attivo), le indicazioni sulla loro condizione (packaging intelligente) e riduzione dell’impatto ambientale (packaging sostenibile) grazie alla loro biodegradabilità.
Il nostro approccio si basa su principi di circolarità e processi a basso impatto. Le attività principali riguardano diversi ambiti applicativi, come la messa a punto di emulsioni e biopolimeri da scarti agroalimentari anche attraverso processi fermentativi. In particolare, l’utilizzo delle tecnologie ci permette di separare e recuperare dai reflui una serie di biomolecole, definite materie prime/seconde che, attraverso una serie di processi fermentativi, possono essere utilizzate per produrre packaging biodegradabile e compostabile (es. PHA-HV) e peptidi bioattivi con attività antipertensiva e antimicrobica.
Inoltre, alcune biomolecole estratte, avendo caratteristiche antimicrobiche, possono essere inserite all’interno di membrane grazie all’ausilio di sistemi di elettrofilatura e/o all’interno di inchiostri che, attraverso la stampa 3D, permettono di produrre involucri bioattivi, valida alternativa ai polimeri tradizionali.
La ricerca dell’Enea si concentra anche sulla trasformazione dei sottoprodotti e scarti agroalimentari in biomolecole ad alto valore aggiunto, come antiossidanti, antimicrobici e biopolimeri, e promuove un’economia circolare virtuosa. Il nostro laboratorio è dotato di tecnologie innovative per la filtrazione, l’omogenizzazione, la liofilizzazione, che sono affiancate da caratterizzazioni biochimiche, cromatografiche, meccaniche dei biomateriali.
Terzo obiettivo è l’ottimizzazione delle proprietà dei materiali con la loro caratterizzazione (barriera, resistenza, permeabilità) per garantire la loro idoneità alla funzione di imballaggio alimentare. Ciò è possibile con l’uso combinato di diverse tecniche analitiche (texturometri, permeabilimetri, SEM, UHPLC, GPC, spettrofotometria) e con l’analisi ad alta risoluzione (ad esempio tramite SEM) della morfologia superficiale di materiali e biomateriali, consentendo di studiare la struttura dei biofilm, la loro interazione con i microrganismi e l’ottimizzazione dei processi produttivi.
Il lavoro di ricerca guarda anche la selezione di ceppi microbici con caratteristiche interessanti per la produzione di biopolimeri o altre molecole di valore con l’uso dell’UHPLC e della GPC e della spettrofotometria, che permettono i metaboliti prodotti dai microrganismi. Inoltre, valutiamo la stabilità dei biomateriali - prodotti da microrganismi che interagiscono con essi - con l’analisi della morfologia superficiale; la permeabilità per scegliere i materiali più adatti a proteggere i prodotti e a garantire la loro shelf-life; la permeabilità all’ossigeno e al vapore acqueo di film biodegradabili.
Infine, lo studio si sta concentrando sulla determinazione della texture (tessitura e proprietà reologiche di biomateriali, gelatine, creme e altri prodotti alimentari, per ottimizzare le formulazioni e migliorare la qualità sensoriale); e sulla creazione di emulsioni e biopolimeri da scarti agroalimentari anche attraverso processi fermentativi. Questi biomateriali innovativi trovano applicazioni nel biopackaging, nella stampa 3D di imballaggi e in altri settori e utilizzi.
Le tecnologie e i processi innovativi utilizzati per la produzione di biomateriali, partendo dagli scarti delle filiere agroalimentari mediterranee opportunamente trattati, possono quindi costituire una fonte di ricchezza in un’ottica di economia circolare.
Gli obiettivi del regolamento Ue 2025/40 per ridurre gli imballaggi
Il Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR), il regolamento europeo 2025/40 sugli imballaggi e i rifiuti di imballaggio si applicherà, in maniera scaglionata a seconda degli adempimenti, a decorrere dal 12 agosto 2026. Esso stabilisce una nuova serie di requisiti che coprono l’intero ciclo di vita degli imballaggi. Le prescrizioni del PPWR sono destinate principalmente ai produttori di imballaggi e coprono tutti quelli immessi sul mercato Ue indipendentemente dal materiale di cui sono costituiti.
L’obiettivo principale è la diminuzione delle quantità di imballaggi e dei loro rifiuti. Le prescrizioni si basano su tre direttrici principali. La prima è la riduzione del peso e delle tipologie non necessarie, limitando la quantità dei materiali dispersi (entro il 2040 si punta a ridurre i rifiuti di imballaggio pro-capite del 15% rispetto al 2018); la seconda è il riuso (dal 2030 è previsto un aumento delle percentuali di imballaggi riutilizzabili su grandi elettrodomestici, bevande da asporto, take away, scatole per trasporti).
La terza direttrice del regolamento è il riciclo. Per quanto riguarda il materiale plastico, gli obiettivi al 2030 sono: +30% dei livelli minimi di materiale riciclato per gli imballaggi sensibili al contatto in PET; +10% per gli imballaggi sensibili al contatto diversi dal PET; +30% per le bottiglie di plastica monouso e +35% per tutti gli altri imballaggi in plastica. Dal 2040 andranno crescendo.
L’imballaggio dei prodotti alimentari richiede considerazioni particolari che vanno oltre quelle generali del packaging. La filiera alimentare e in particolare quella dell’ortofrutta (comparto al quale è destinato l’1,5% di tutti gli imballaggi usati per il confezionamento), in merito all’implementazione del regolamento imballaggi e rifiuti da imballaggio (PPWR), richiede un approccio pragmatico e basato sui dati.
Per le funzioni che svolge lungo tutta la filiera, il packaging rigido in plastica è ritenuto dai professionisti del settore, indispensabile. I maggiori rischi legati all’eliminazione degli imballaggi plastici sono l’aumento dello spreco alimentare, maggiori costi produttivi che si riverseranno sul consumatore, maggiori rischi per la sicurezza e per la salute.
L’articolo è presente sul numero di aprile 2025 di Mondo Agricolo, la rivista dell’agricoltura
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