Laminazione Sottile

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Vaschette in alluminio nudo antiaderente Dopo la cottura dell’alimento, il distacco dei cibi dalla vaschetta è ora più semplice. Garantisce il nuovo prodotto messo a punto da Contital, sviluppato e brevettato dal team R&D del gruppo Laminazione Sottile.

C. Sinagra, P. Pollice, S. Calise

RINGRAZIAMENTI. Un doveroso ringraziamento va a Eugenio Priola, chimico con consolidata e comprovata esperienza nel mondo dei lubrificanti (per anni ha collaborato come consulente del gruppo Laminazione Sottile) per il suo prezioso e indispensabile contributo all’ideazione e realizzazione del prodotto.

a produzione di vaschette e coperchi di alluminio (utilizzati per cucinare e per conservare alimenti) prevede la possibilità di lubrificare il laminato prima dello stampaggio del contenitore.

Il DM 76 del 18.04.2007 [1] ha previsto e regolamentato in Italia l’impiego di lubrificante, considerato un “coadiuvante tecnologico” nella fabbricazione di tali oggetti.

I lubrificanti attualmente utilizzati sono di natura vegetale o minerale ma devono necessariamente essere approvati dalla farmacopea ed essere idonei al contatto diretto con gli alimenti [2-3-4].

L’idea progettuale, sviluppata dal comparto R&D del Gruppo Laminazione Sottile per la consociata Contital (azienda italiana leader nel mercato vaschette di alluminio) che l’ha brevettata [5], è stata di additivare i lubrificanti con un prodotto, anch’esso di origine vegetale e approvato in tutta Europa come additivo alimentare: tale additivo è già ampiamente utilizzato nell’industria alimentare come “glazing agent” per rivestire dolciumi, così da ottenere il facile distacco dei cibi dalla vaschetta dopo la cottura dell’alimento.

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ADDITIVO: CARATTERISTICHE E VANTAGGI In figura 1 è riportata un’immagine dell’agente antisticking in scaglie osservato al microscopio elettronico a scansione (SEM) prima della dispersione nel lubrificante, utilizzato come coadiuvante tecnologico per lo stampaggio delle vaFigura 1 - Scaglie di additivo schette in alluminio. antisticking osservate al SEM.

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Caratterizzato da un punto di fusione particolarmente elevato (82÷87 °C), risulta molto più consistente e termicamente stabile rispetto ad altri componenti ai quali, a volte, viene aggiunto per aumentare punto di fusione, durezza e resistenza del prodotto.

I suoi impieghi nell’industria alimentare sono vastissimi: viene infatti applicato come agente di rivestimento in prodotti di confetteria, frutta a guscio, caffè in grani, ma anche come agente lucidante, in particolare per alcuni tipi di caramelle particolarmente lucide (M&M’s®, Smarties®, Tic Tac®, Golia Bianca®, Fruittella® o nelle lunghissime liquirizie Kimono della Haribo, nelle Mentos®, nelle BigBabol® Full Fill e in alcuni tipi di cioccolatini). È molto diffuso anche nel settore cosmetico (rossetti, balsami, creme, matite, ecc.) e farmaceutico (rivestimento pastiglie e capsule).

L’EFSA (Europea Food Safety Authority) ha pubblicato un’opinione scientifica su questo additivo alimentare, stabilendone anche il valore di ADI (Acceptable Daily Intake) a 7 mg/kg peso corporeo al giorno [6].

Nella sperimentazione in oggetto l’additivo alimentare è stato aggiunto nell’olio utilizzato per lubrificare il laminato di alluminio (che consente lo stampaggio della vaschetta) fino al 13% in peso: l’applicazione del lubrificante viene effettuata a temperatura controllata (85±5 °C), in modo tale che, appena l’olio tocca il nastro tenuto a temperatura ambiente, le particelle di additivo solidifichino e si fissino sul metallo. I sistemi di applicazione del lubrificante sul laminato possono essere diversi e sono tutti indicati nel Brevetto depositato [5].

Di norma la quantità di lubrificante apposto sul laminato non supera mai i 500 mg/m2 per lato (grammatura usata solo per contenitori tipo smoothwall [7]) con alti rapporti di imbutitura e geometria critica; per vaschette wrinkle wall la quantità di olio apposta sul laminato non eccede mai i 200 mg/m2 per lato. È stato osservato che, già con circa 10mg/m2 di additivo, sul laminato si forma un sottilissimo e impercettibile strato antiaderente, che rimane adeso alla superficie del metallo anche dopo lo stampaggio della vaschetta: esso conferisce altissime proprietà antisticking verso l’alimento.

Sebbene sulla vaschetta resti una quantità molto contenuta di additivo, essa esplica una azione antisticking e “meat release” eccezionale, migliorando anche la resistenza alla corrosione del metallo a contatto con l’alimento.

Inoltre, la massaia non dovrà più ricorrere alla pratica consolidata di ungere il contenitore con burro, margarina o olii vari, per far sì che l’alimento non si attacchi alle pareti della vaschetta, evitandone tra l’altro la termo-degradazione e la formazione di residui carboniosi poco salubri. Questo consente di realizzare preparati alimentari più dietetici, meno ricchi di grassi saturi e soprattutto insaturi (presenza di doppi legami nella catena carboniosa) dannosi alla salute.

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La rivoluzione antisticking nel settore dei contenitori in alluminio

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Figura 2 - Analisi D.S.C. eseguita su additivo antisticking “food grade” a temperatura da 20 a 200 °C con flussaggio 50 ml/min di aria (curva in rosso) e di azoto (curva in nero).

Figura 3 - Curve di polarizzazione potenziodinamica realizzate in soluzione acquosa aerata di NaCl 3.5% in peso eseguita su alluminio lega EN AW1050 senza lubrificazione (curva gialla), lubrificata con olio standard (curva verde) e lubrificata con olio additivato con il componente antisticking (curva rossa).

Sperimentazioni su scala industriale hanno permesso di apprezzare i vantaggi descritti in tanti settori, principalmente in quello della “pasticceria industriale” (croissant, muffin, crostate, dolci al cioccolato, ecc.) ma anche nella preparazione di rustici, pasta sfoglia, torte salate, e in generale nel “bakery”, legato alla produzione di pane e prodotti da forno.

Si precisa infine che il componente è autorizzato nell’UE come additivo alimentare e come agente di rivestimento (Direttiva 95/2/CE; Regolamento (CE) n.1333/2008) anche per integratori dietetici, piccoli prodotti da forno fini ricoperti di cioccolato, spuntini, frutta in guscio e caffè in grani. La quantità massima permessa è di 200 mg/kg di alimento.

Esso è pure autorizzato, per il trattamento superficiale su agrumi, meloni, mele e pere freschi e su pesche e ananas, fino a 200 mg/kg di alimento. In pasticceria può essere utilizzata fino a 500 mg/kg e sulla gomma da masticare fino a 1.200 mg/kg.

I PASSAGGI DELLA SPERIMENTAZIONE Un campione di additivo antisticking è stato sottoposto a un test DSC (Calorimetria Differenziale a Scansione), il metodo termoanalitico più utilizzato al fine di ottenere informazioni su: • temperature caratteristiche (fusioni, cristallizzazioni, transizioni polimorfiche, reazioni, transizioni vetrose); • calori (entalpie) di fusione, cristallizzazione, trasformazione e reazione; • stabilità ossidativa (OIT e OOT, rispettivamente, temperatura e tempo di induzione ossidativa, dove le analisi OIT - tempo di induzione all’ossidazione - sono comunemente applicate per studiare la resistenza all’ossidazione).

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L’analisi DSC è stata eseguita con scansione fino a 200 °C, in aria e in azoto (flusso 50 ml/min.); come indicato in figura 2, non si notano differenze tra la prova in azoto e quella in aria, a conferma che non intervengono fenomeni ossidativi.

• Per valutare il miglioramento della resistenza alla corrosione apportato dalla presenza del lubrificante additivato con antisticking, sono state eseguite misure di polarizzazione potenziodinamica [8] in soluzione acquosa aerata al 3,5% in peso di NaCl. Si tratta delle più classiche misure elettrochimiche condotte in corrente continua (DC), a cui si ricorre per caratterizzare e classificare i materiali metallici. Esse consentono di ottenere le cosiddette curve di polarizzazione potenziodinamica, attraverso le quali è possibile descrivere il comportamento del materiale in oggetto sottoposto all’azione corrosiva di una soluzione aggressiva.

Dall’analisi delle curve potenziodinamiche si possono dedurre diverse informazioni sulla natura e sull’entità dei fenomeni in corso come passivazione, pitting e stima della velocità di corrosione del materiale nell’ambiente aggressivo.

In figura 3 si riportano le curve ove è possibile notare, tra l’altro,

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Figura 4 - Cottura croissant. Nessun residuo si nota nella vaschetta lubrificata con olio additivato con agente antisticking (A). Segni di adesione sulla base della vaschetta lubrificata con olio standard (B).

l’incremento del valore di OCP (potenziale a circuito aperto), parametro indicativo di un incremento della resistenza a corrosione.

TEST DI ANTI-ADERENZA

Figura 5 - Test di cottura dell’omelette, uno dei test più critici.

L’omelette si distacca nella vaschetta ove vi è l’additivazione dell’additivo alimentare antisticking. Rimane invece incollata sul fondo, nel caso di vaschetta lubrificata con olio standard.

BIBLIOGRAFIA [1] DECRETO 18 Aprile 2007, n. 76 “Regolamento recante la disciplina igienica dei materiali e degli oggetti di alluminio e di leghe di alluminio destinati a venire a contatto con gli alimenti” - Gazzetta Ufficiale N. 141 del 20 Giugno 2007.

[2] Progetto CAST (Contatto Alimentare Sicurezza e Tecnologia), “Linee guida per l’applicazione del Regolamento 2023/2006/CE alla filiera dei materiali e oggetti destinati al contatto con gli alimenti a cura di Maria Rosaria Milana, Massimo Denaro, Roberta Feliciani, Antonino Maggio e Antonella Maini (Istituto Superiore di Sanità - Roma Rapporti ISTISAN 09/33) [3] C. Sinagra, E. Priola - “Lubrificanti alimentari per vaschette” - 5/2007 - A&L Alluminio e Leghe - Edimet

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Per valutare l’antiaderenza dei cibi cotti nelle vaschette di alluminio lubrificate con olio contenente l’additivo antisticking sono stati eseguiti svariati test con diversi alimenti, confrontando i risultati rispetto a vaschette lubrificate con olio standard.

A titolo di esempio si riportano le immagini relative a due test di cottura, rispettivamente di croissant e omelette (figura 4 e figura 5).

Utilizzando il formato di contenitore tipico per questa applicazione, i croissant sono stati cucinati a 180 °C per 20’. Cotti in vaschetta lubrificata con aggiunta dell’additivo alimentare antisticking (figura 4A), i croissant si staccano anche solo capovolgendo il contenitore, senza lasciare residui né sulla base né sulle pareti laterali del contenitore (come invece avviene in figura 4B).

Dato poi che le uova sono tra i cibi che più creano aderenza al contenitore di cottura, la figura 5 rappresenta i risultati della cottura di un’omelette. Anche in questo caso l’alimento si stacca perfettamente dalla vaschetta trattata con l’agente antistiking disciolto nell’olio. Viceversa, nella vaschetta con lubrificazione standard, l’omelette rimane adesa al fondo della vaschetta. Q C. Sinagra Laminazione Sottile SpA, R&D dpt., S. Marco Evangelista (CE) P. Pollice, S. Calise Contital srl, Pignataro Maggiore (CE)

[4] C. Sinagra - “Produrre i laminati: focus sugli aspetti igienici”- 3/2009 A&L - Alluminio e Leghe - Edimet [5] Domanda di deposito Brevetto per invenzione industriale del 15.08.2015 - Contital [6] EFSA - European Food Safety Authority - EFSA Journal 2012;10(10):2880 [7] C. Sinagra, I. Treccani, P. Pollice - “Quando l’estetica si fa forma….” - ItaliaImballaggio 6/08 - 67, Edizioni Dativo srl [8] Amitrano, C. Salerno, C. Sinagra - “Tecniche elettrochimiche per la valutazione della resistenza a corrosione di laminati in leghe di alluminio nude e rivestite” - Verniciatura Industriale_534_10•2012

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Antisticking trays in bare aluminium After cooking, the food now detaches from the trays with much greater ease. This is guaranteed by the new product devised by Contital, developed and patented by Laminazione Sottile Group’s R&D department.

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ACKNOWLEDGEMENTS. Due thanks to to Eugenio Priola, chemist with proven experience in the field of lubricants (for years he collaborated as consultant for the group Laminazione Sottile) for his valuable and indispensable contribution to the conception and realization of the product.

C. Sinagra, P. Pollice, S. Calise

The production of aluminium trays and lids used for cooking and storing food envisages the possibility of lubricating the rolled aluminium sheet before moulding the container.

Ministerial Decree 76 of April 18, 2007 [1] envisaged and regulated in Italy the use of this lubricant considered as “processing aid” in the manufacturing of such items.

The lubricants currently used are of vegetable or mineral origin, but must necessarily be approved by the Pharmacopoeia and be suitable for use in direct contact with food. [2-3-4].

The project idea - developed by the R&D department of Laminazione Sottile Group for the subsidiary Contital (a leading Italian company in the aluminium tray market) which patented it [5], was to use these lubricants as additives with a vegetable product approved in Europe as food additive: this latter is widely used in the food industry as “glazing agent” (i.e. substance used to coat candies), in order to obtain the release of food from the tray after cooking it.

ADDITIVE: CHARACTERISTICS AND ADVANTAGES Figure 1 shows a picture of the anti-sticking agent in flakes, observed at the scanning electron microscope (SEM), before dispersing it into the lubricant used ad technological aid to mould the containers.

It is characterized by a particularly high melting point (82÷87 °C); this is the reason why it is much stiffer and thermally stable than other components, to which sometimes it is added to increase the melting point, hardness and strength of the product.

Its uses in the food industry are manifold: the product is used as a coating agent in confectionery products, nuts, coffee beans, but also as a polishing agent, especially in some types of particularly shiny candies as M&M’s®, Smarties®, Tic Tac®, Golia® Bianca, Fruittella®, in the Kimono long liquorice sticks of Haribo, as well as in Mentos®, BigBabol®, Full Fill and in some types of chocolates. It is also largely used in

Figure 1 - Anti-sticking additive flakes observed by SEM.

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cosmetics (lipsticks, balms, creams, pencils, etc.) and in the pharmaceutical sector (for the coating of tablets, pills and capsules).

The European Food Safety Authority (EFSA) published its scientific opinion on this food additive in which it set also the ADI value (Acceptable Daily Intake) at 7 mg/kg of body weight per day [6].

In our tests we added the food additive in the oil used to lubricate the aluminium rolled sheet (which allows the moulding of the tray) up to 13%: the lubricant is laid at controlled temperature (85 5°C) so that, as soon as the oil touches the tape (which is at room temperature), the additive particles harden and get fixed on the metal. The systems used to lay the lubricant on the rolled sheet may be different and are all listed in the deposited Patent [5].

Normally the amount of lubricant laid on the aluminium sheet never exceeds 500 mg/m2 per side (grammage used only for smoothwall containers [7] with high drawing and critical geometry ratios; for wrinkle wall trays the amount of oil laid on the aluminium sheet normally does not exceed 200 mg/m2 per side).

It has already been observed that, already with around 10mg/m2 of additive, a thin and imperceptible layer of anti-sticking layer is formed on the aluminium sheet, which keeps on adhering to the metal surface even after the moulding of the tray: it ensures high anti-sticking properties with respect to the food item. A very small quantity of the additive remains on the container which has exceptional anti-sticking and “meat-release” properties and also improves resistance to the corrosion of metal in contact with food.

Furthermore, housewives may avoid the usual “practice” of greasing the tray with butter, margarine or various oils so as to ensure that food does not stick to the walls of the tray, thus avoiding their thermal degradation and the creation of unhealthy carbonaceous residues.

Hence there is the possibility of producing more dietetic food preparations, less rich in saturated fats and especially unsaturated fats (presence of double bonds in the carbon chain) harmful to health.

Tests on an industrial scale have enabled us to appreciate the advantages described in many sectors, mainly in “industrial baking” (croissants, muffins, pies, tarts, chocolate cakes, etc.), but also in the preparation of pies, flaky pastry and the production of bread and bakery products in general.

The additive is authorized in the EU as a food additive and as coating agent (Directive 95/2/ EC, Regulation (EC) No.1333 / 2008), even for dietary supplements, small bakery products coated with chocolate, snacks, nuts and coffee beans. The maximum amount allowed is 200 mg/kg of food. It is also authorized for surface

treatment on citrus fruits, melons, apples and pears, and on peaches and pineapples, up to 200 mg/kg of food. In pastry making it can be used up to 500 mg/kg and on chewing gums up to 1,200 mg/kg.

THE PHASES OF THE EXPERIMENT A sample of anti-sticking additive was subjected to a DSC test (Differential Scanning Calorimetry), which is the thermo-analytical method most used to get information on: • characteristic temperatures (fusion, crystallization, polymorphic transitions, reactions, glass transitions); • heat (enthalpy) of fusion, crystallization, transformation and reaction; • oxidative stability (respectively OIT and OOT, temperature and oxidative induction time).

Figure 2 - D.S.C. test performed on “food grade” antisticking additive at temperature ranging from 20 to 200°C with flushing 50 ml/min of air (red curve) and nitrogen (black curve).

Figure 3 - Potentiodynamic polarization curves made in aerated aqueous solution of NaCl 3.5% by weight of aluminium alloy EN AW1050 performed without lubrication (yellow curve), lubricated with standard oil (green curve) and lubricated with oil admixed with anti-sticking component (red curve).

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inter alia, the increase in the value of OCP (open circuit potential), a parameter indicating an increase in corrosion resistance.

ANTI-STICKING TESTS

Figure 5 - Test related to the cooking of an omelette, one of the most problematic and critical tests. The omelette is released from the tray where oil is admixed with anti-sticking agent. It sticks to the bottom of the tray lubricated with standard oil.

Figure 4 - Cooking of croissants. No residue is found on the baking tray lubricated with oil admixed with anti-sticking agent (A). Signs of sticking on the bottom of the tray lubricated with standard oil (B).

The OIT tests (oxidation induction time) are commonly used to study the oxidation resistance.

The DSC analysis was performed with scan up to 200 °C, in air environment and in nitrogen (flow 50 ml/min.); as shown in figure 2, no differences are recorded between the test in nitrogen and the test in air environment, thus confirming that there are no oxidative phenomena.

With a view to evaluating the improvement of resistance to corrosion caused by the presence of lubricant admixed with anti-sticking, we performed potentiodynamic polarization measurements [8] in aqueous solution aerated at 3.5% by weight of NaCl. They are the most traditional electrochemical measurements carried out in direct current (DC), which are used for the characterization and classification of metallic materials. These measurements allow to obtain the so-called potentiodynamic polarization curves through which it is possible to describe the behavior of the material under consideration in an object subjected to the corrosive action of an aggressive solution.

Various information about the nature and magnitude of the phenomena underway can be inferred from the analysis of potentiodynamic curves, such as passivation, pitting and estimate of the corrosion rate of the material in aggressive environment.

Figure 3 shows the curves where it is possible to note,

BIBLIOGRAPHY [1] DECREE No. 76 of April 18, 2007 “Regolamento recante la disciplina igienica dei materiali e degli oggetti di alluminio e di leghe di alluminio destinati a venire a contatto con gli alimenti” - Official Journal No. 141 of June 20, 2007.

[2] Project CAST (Contatto Alimentare Sicurezza e Tecnologia) “Linee guida per l’applicazione del Regolamento 2023/2006/CE alla filiera dei materiali e oggetti destinati al contatto con gli alimenti” by Maria Rosaria Milana, Massimo Denaro, Roberta Feliciani, Antonino Maggio and Antonella Maini (Istituto Superiore di Sanità – Rome Rapporti ISTISAN 09/33) [3] C. Sinagra, E. Priola - “Lubrificanti alimentari per vaschette” - 5 / 2007 - A&L Alluminio e Leghe - Edimet

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With a view to evaluating the non-sticking properties of the food cooked in aluminium baking trays lubricated with oil containing the anti-sticking additive, several tests were performed with different types of food, comparing the results with respect to trays lubricated with standard oil.

By way of example, We here show two cooking tests for croissant and omelette (figure 4 and figure 5).

Using the typical baking tray made for this purpose, the croissants were cooked at 180°C for 20’.

The croissants cooked in a baking tray lubricated by admixing the anti-sticking food additive (figure 4A) are released from the tray (even only by turning it upside down) without leaving residue either on the bottom or on the sides of the baking tray (as though occurs in figure 4B).

Since eggs are among the types of food which stick more to the baking tray, figure 5 shows the data regarding the cooking of omelettes. Also in this case the omelette is perfectly released from the tray where there is the anti-sticking agent admixed with oil. Conversely, in the tray with standard lubrication the omelette sticks to the bottom of the tray.

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C. Sinagra Laminazione Sottile SpA, R&D dpt., S. Marco Evangelista (CE), Italy

P. Pollice, S. Calise Contital srl, Pignataro Maggiore (CE), Italy

[4] C. Sinagra – “Produrre i laminati: focus sugli aspetti igienici”- 3 / 2009 A&L - Alluminio e Leghe -Edimet [5] Application for deposit of patent for industrial invention, August 15, 2015 – Contital [6] EFSA - European Food Safety Authority – EFSA Journal 2012;10(10):2880 [7] C. Sinagra, I. Treccani, P. Pollice - “Quando l’estetica si fa forma….” ItaliaImballaggio 6/08 - 67 Edizioni Dativo srl.

[8] Amitrano, C. Salerno, C. Sinagra - “Tecniche elettrochimiche per la valutazione della resistenza a corrosione di laminati in leghe di alluminio nude e rivestite” - VERNICIATURA INDUSTRIALE_534_10•2012

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Contital, azienda leader nel settore food packaging, presenta la nuova linea di contenitori antiaderenti.

Perfetta per cornetti, torte dolci e salate, crostate, pasticcini, rustici ed altri prodotti da forno.

Vantaggi • Ideale per cottura al forno industriale o casalinga • Elimina la necessità di pre-ungere o rivestire il contenitore • Distacco rapido e completo del prodotto per ridurre lo spreco di cibo • 100% riciclabile • L’intera gamma dei prodotti di alluminio di Contital può essere realizzata nella versione antiaderente.

Per maggiori informazioni e campioni contattare: Contital s.r.l.

Tel +39 0823 873111 Fax +39 0823 654666 sales@contital.com www.contital.com CBP0005252804110132