Innowacyjność opakowań do żywności – przykłady opakowań aktywnych i inteligentnych

Aktualizacja: 7 maja, 2024

Opakowanie to wyrób do przechowywania i prezentacji wszelkiego typu towarów. Jego głównym przeznaczeniem jest ochrona przed uszkodzeniem i działaniem czynników zewnętrznych. Jest jednak także tzw. „cichym sprzedawcą”, bowiem promuje i reklamuje produkt, który zawiera. Jego forma musi być dostosowana do systemu dystrybucji i sprzedaży, być użyteczna (wielkość, pojemność odpowiada potrzebom konsumenta).

Opakowanie winno być możliwie jak najtańsze i najlepiej gdy nadaje się do przetworzenia (aspekt ochrony środowiska). Obecnie jednak producenci żywności zaczerpnąć mogą z niezwykle ciekawych, opatentowanych innowacji, rozszerzając funkcję stosowanych opakowań o nowe, wychodzące naprzeciw stale wzrastającym oczekiwaniom konsumentów.

Opakowania aktywne

Opakowania tradycyjne powinny być obojętne względem przechowywanego produktu, aktywne jednak mogą wchodzić z nim w interakcje. Zadanie jakie pełnią to przedłużenie trwałości, zachowanie produktu w formie niezmienionej, w tym właściwości sensorycznych żywności. Potrafią kontrolować warunki wewnętrzne, odpowiednio na nie reagując, poprzez emitowanie substancji o korzystnym wpływie lub absorbowanie, tych które będą źle oddziaływać na produkt. W zależności od sposobu działania, wyróżnia się opakowania o funkcji pochłaniaczy, chłonące gazy o nieprzyjemnym zapachu (aminy, aldehydy z ryb), parę wodną (pieczywo, mięso), etylen (owoce i warzywa) czy tlen (pieczywo, ser, mleko w proszku) bądź dwutlenek węgla (kawa palona). Opakowania emitery natomiast mogą wydzielać dwutlenek węgla, siarki bądź alkohol, które zabezpieczają produkty spożywcze przed wywołującymi ich psucie mikroorganizmami.

Konkretne substancje nadające opakowaniu charakter aktywny są umieszczane w polimerze opakowaniowym poprzez wtopienie, ekstruzję bądź użycie rozpuszczalnika. Mogą także tworzyć z polimerem wiązania o charakterze jonowym lub kowalencyjnym. W przypadku gdy są wrażliwe na temperaturę, absorbcja zachodzi na powierzchni. Niekiedy dodawane są w postaci saszetek czy wkładek lokalizowanych we wnętrzu opakowania. Wreszcie sam polimer może wykazywać właściwości antymikrobiologiczne (chitozan). Wśród stosowanych substancji należy wymienić:

• słabe kwasy organiczne (propionowy, mlekowy, benzoesowy, cytrynowy, octowy) hamujące rozwój bakterii i grzybów, niekiedy także produkcję przez nie form przetrwalnikowych
• lizozym – białko wywołujące rozpad ścian komórkowych bakterii Gram+
• bakteriocyny – tzw. naturalne konserwanty produkowane przez bakterie przeciwko innym ich gatunkom, potrafią tworzyć przejściowe pory w błonie komórkowej, co sprzyja utracie metabolitów i skutkuje obumieraniem komórki; przykładem jest nizyna
• chelat EDTA – wykazuje zdolność do destabilizacji ściany komórkowej poprzez tworzenie kompleksów z jonami dwuwartościowymi; potęguje wpływ nizyny i lizozymu
• olejki eteryczne czosnku, oregano, gorczycy

Opakowania aktywne – przykłady

Owoce i warzywa podczas przechowywania wydzielają etylen. Gaz ten przyspiesza ich dojrzewanie, może wywołać psucie. Usuwa się go z opakowania nadmanganianem potasu, który utlenia go do wody i dwutlenku węgla. Opary etanolu zaś potrafią powstrzymać rozwój pleśni na produktach takich jak pieczywo, ciasto biszkoptowe czy bułki drożdżowe z dżemem. Szczególnie duży wpływ na kondycję produktów żywnościowych mają gazy, takie jak tlen i dwutlenek węgla. “Folie sprytne” regulują ich przepływ między wnętrzem opakowania a środowiskiem zewnętrznym. Wbrew pozorom w przypadku owoców i warzyw, pewna ilość tlenu w środku opakowania jest niezbędna, aby zapobiec rozwoju mikroflory beztlenowej.

Opakowania inteligentne

Opakowania inteligentne z kolei spełniają głównie rolę monitoringowo-informacyjną. Sprawdzają warunki panujące wokół żywności i powiadamiają o nich konsumentów najczęściej za pomocą barwnych, interaktywnych wskaźników. Mogą być czułe na zmiany temperatury, chemiczne reakcje w produkcie, sygnalizować nieszczelność opakowania czy niebezpiecznie przyrastającą populację mikroorganizmów (reagują z ich metabolitami).

Opakowania inteligentne – przykłady

Tzw. indykatory czasu i temperatury (ang. TTI – Time-Temperature Indicators) zmieniają swoje właściwości w wyniku działania temperatury wyższej niż ta uznana za optymalną. Łączą czas i natężenie odstępstw od zakresu normy, jakie mają miejsce w czasie dystrybucji i przechowywania produktu, informując o zakończonym okresie bezpiecznego spożycia. We wskaźnikach Fresh-Check dochodzi do reakcji polimeryzacji na skutek, której postępuje ciemnienie wewnętrznego kręgu (patrz. zdjęcie nr 1).Wskaźnik Fresh-Check. Gdy centrum jest jaśniejsze od owalu zewnętrznego, produkt jest odpowiedni do spożycia, gdy przyjmuje barwę do niego zbliżoną, powinien być spożyty jak najszybciej, gdy jest ciemniejszy nie powinien być wykorzystany.

W przypadku indykatora OnVu jest odwrotnie. To jaśnienie wnętrza serca wskazuje na niewłaściwą historię przechowywania produktu (zdjęcie nr 2)

Francuska firma CRYOLOG opracowała nowatorską etykietę TRACEO® (zdjęcie 3). Zawiera ona mikrobiologiczną próbkę kontrolną dostosowaną do rodzaju produktu, którego świeżość ma monitorować. Nakładana jest na kod kreskowy. Jeśli dojdzie do przerwania łańcucha chłodniczego lub przekroczony zostanie termin przydatności do spożycia, etykieta zabarwi się i stanie się nieprzejrzysta, matowa. Bardzo skutecznie może to chronić konsumentów przed zakupem w marketach czy punktach gastronomicznych produktów i potraw nieświeżych lub niewłaściwie przechowywanych.

Wskaźniki świeżości działają na zasadzie wykrywania metabolitów (dwutlenek siarki, amoniak, siarkowodór, aminy, kwasy organiczne, etanol, toksyny, enzymy) wytwarzanych przez namnażające się w produkcie szkodliwe dla zdrowia drobnoustroje. Przykładem może być etykieta FreshTag®  firmy Cox Recorders. Zawiera ona wkładkę z umieszczonym w jej wnętrzu od strony opakowania pierścieniem. Obecna w nim substancja reaguje z lotnymi aminami, uwalnianymi podczas zmian zachodzących w mięsie ryb. Wraz ze wzrostem stężenia powstających amin jaskrawożółta plama przemieszcza się na termometrycznej skali pierścienia, wskazując na aktualną jakość produktu.

Trzeci rodzaj opakowań inteligentnych stanowią wskaźniki nieszczelności, które reagują na zmiany odpowiednio zmodyfikowanej, dobranej do produktu atmosfery wokół niego, czyli zasadniczo na niepożądaną obecność w opakowaniu tlenu i dwutlenku węgla. Przykład stanowi detektor tlenu Ageless Eye. Ponownie przekazuje on informację konsumentowi poprzez zmianę koloru.

W warunkach beztlenowych pozostaje różowy, zaś w obecności tlenu w ciągu kilku minut staje się niebieski (zdjęcie nr 4).

Opakowania funkcjonalne

Butelki Iiamo (zdjęcie nr 5) zostały zaprojektowane z myślą o konieczności nakarmienia dziecka w miejscu pozbawionym elektryczności. Wymieniany każdorazowo wkład zawierający jedynie wodę i sól podgrzewa w ciągu 4 min mleko o temperaturze pokojowej do optymalnej dla spożycia równej 37 stopniom Celsjusza. Działanie opiera się na prostej egzotermicznej tj. przebiegającej z wydzieleniem ciepła reakcji chemicznej.

Puszki Hot Can (zdjęcie nr 6) działają na bardzo podobnej zasadzie. Potrawa zlokalizowana jest w wewnętrznym pojemniku. Między nim a warstwą zewnętrzną opakowania znajduje się przestrzeń z saszetką wody oraz granulatem wapna. Włożenie dołączonego metalowego kołka w 3 wyznaczone otwory w górnej krawędzi puszki, doprowadzają do uwolnienia wody i zainicjowania reakcji chemicznej z wydzieleniem ciepła. Po 8–12 minutach potrawa jest gorąca i gotowa do spożycia.

Wieczko Smart Lid (zdjęcie nr 7) wykonane jest z materiału reagującego na gorące napoje. Ostrzega konsumenta swoją jaskrawoczerwoną barwą, dzięki czemu może on zaniechać prób degustacji i uniknąć oparzenia. Dodatkowym atutem jest informowanie o tym, czy wieczko zostało umieszczone na kubku w sposób prawidłowy, szczelny, niegrożący wylaniem się płynu przy przechyleniu.

Firma Żywiec wprowadziła sprytne opakowania swojego produktu, informujące konsumenta o optymalnym stopniu schłodzenia (6 stopni Celsjusza). Gdy piwo osiąga pożądaną temperaturę na etykiecie uwidacznia się niebieska korona habsburska.

Współczesny przemysł opakowaniowy rozwija się w niebywałym tempie, proponując niezwykle ciekawe rozwiązania ułatwiające życie i zapewniające bezpieczeństwo konsumentom. Szkoda jednak, że wiele z pomysłów wdrożonych już na świecie, nie jest jeszcze obecnych na polskim rynku.