Przemysł opakowaniowy rozwija się bardzo intensywnie, a związane jest to głównie z zaawansowaną technologią, która umożliwia badania nowych typów opakowań na całym świecie. W wyniku tego powstają nowe generacje opakowań, które pozwalają utrzymać a nawet poprawić jakość pakowanego produktu, co jest niezbędnym walorem szczególnie w przemyśle spożywczym.
Doskonałym przykładem są tu opakowania aktywne i inteligentne, o czym rozmawiam z Beatą Pyś-Skrońską (dyrektor biura Polskiej Izby Opakowań). Utworzona w 1994 r. Izba jest organizacją zrzeszającą producentów opakowań oraz materiałów opakowaniowych, a także wytwórców maszyn i urządzeń dedykowanych dla tej branży.
Pani Dyrektor, zacznijmy od suchej definicji. Według Rozporządzenia Komisji (WE) Nr 450/2009 z dnia 29 maja 2009 r. opakowania inteligentne są definiowane jako ''materiały i wyroby, które monitorują stan opakowanej żywności lub jej otoczenia''. Nie tylko zresztą monitorują, lecz również ''dostarczają użytkownikowi informacji na temat stanu żywności''. Tyle ustawa, a co tak naprawdę kryje się za tymi sformułowaniami?
Nazwa ''smart packaging'' lub ''sprytne opakowania'' jest używana do określenia opakowań inteligentnych, ale często i zbiorczo: zarówno dla opakowań inteligentnych, jak i aktywnych. Opakowania inteligentne wyposażone są we wskaźniki monitorujące określone parametry atmosfery wewnątrz i na zewnątrz opakowania w celu informowania o stanie chronionego produktu, umożliwiające śledzenie produktu w łańcuchu logistycznym oraz przekazujące konsumentowi w czytelny sposób informacje o produkcie. Wskaźniki te mogą być umieszczone wewnątrz opakowania (np. w formie saszetki), bezpośrednio na nim, bądź na jego etykiecie.
Głównym celem tego typu opakowań jest dostarczenie użytkownikowi informacji o produkcie, jego stanie jakościowym i bezpieczeństwie oraz o zmianach lub nieprawidłowościach występujących w trakcie przechowywania i dystrybucji żywności, bez potrzeby otwarcia samego opakowania. Wskaźniki mogą nas powiadomić o przekroczonym terminie ważności, o rozszczelnieniu lub otwarciu opakowania, o zachodzących wewnątrz niego lub w samym produkcie niepożądanych zmianach (np. rozwój drobnoustrojów) lub o przerwaniu łańcucha chłodniczego, gdy produkt został rozmrożony i ponownie zamrożony. Wskaźniki występują głównie w postaci indykatorów barwnych, które poprzez zmianę koloru identyfikują zmianę warunków panujących w opakowaniu.
Opakowania inteligentne mogą również przekazywać informacje niezwiązane bezpośrednio ze stanem zapakowanego produktu, ale poszerzające wiedzę o nim np. poprzez umieszczenie na opakowaniu lub etykiecie kodów QR umożliwiających pozyskanie dodatkowych danych dzięki powiązanym aplikacjom. Takie rozwiązania stosowane są często w celach marketingowych. Dodatkowo opakowania mogą być wyposażone w chipy RFID, które pozwalają na identyfikację produktu oraz śledzenie jego drogi od producenta do konsumenta.
Jakie wskaźniki stosowane są najczęściej?
Do grona najpopularniejszych należą wskaźniki warunków otoczenia (temperatury, czasu, wilgotności) oraz zawartości gazów, tj. tlenu lub dwutlenku węgla. Temperatura i czas to czynniki mające największy wpływ na powstawanie niepożądanych zmian w produkcie, natomiast skład gazów jest informacją o zachodzących wewnątrz opakowania procesach.
Wskaźniki czasu i temperatury TTI (time temperature indicators) szerokie zastosowanie znajdują w przypadku produktów spożywczych, zwłaszcza mrożonych, gdzie istotne jest utrzymanie stałej określonej temperatury wyrobu. Zasadą działania wskaźników TTI jest reakcja chemiczna lub enzymatyczna, powodująca modyfikację barwy wskaźnika w przypadku zmiany temperatury żywności na inną niż wymagana. Po rozmrożeniu produktu znacznik zmienia kolor informując, że zawartość opakowania była nieprawidłowo przechowywana lub transportowana. Wskaźniki TTI występują zazwyczaj w postaci różnego typu naklejek lub etykiet znajdujących się na zewnątrz opakowania. Stosuje się je także na opakowaniach produktów przeznaczonych do odgrzewania w kuchenkach mikrofalowych, informując o podgrzaniu produktu do właściwej temperatury oraz na puszkach i butelkach napojów dla wskazania odpowiedniego schłodzenia produktu. W tym przypadku najczęściej stosuje się wskaźniki oparte na barwnikach termochromowych.
Popularnym rozwiązaniem są wskaźniki monitorujące zmiany w składzie gazów wewnątrz opakowania. Powstawanie lub modyfikacje składu i stężenia poszczególnych gazów pozwalają na oszacowanie świeżości i bezpieczeństwa produktu, a także szczelności opakowania. Najczęściej stosowane są wskaźniki zawartości tlenu i dwutlenku węgla (CO2 powstaje w trakcie procesów życiowych bakterii i pleśni), rzadziej zaś pary wodnej, etanolu, siarkowodoru albo innych gazów. Informacje o zachodzących procesach również występują zazwyczaj w postaci zmian barwy.
W przypadku opakowań inteligentnych istnieje także możliwość zastosowania wskaźnika świeżości. Jego rolą jest kompleksowe kontrolowanie atmosfery wewnątrz opakowania w czasie rzeczywistym. Działanie takich wskaźników opiera się na reakcji zawartych w nich składników z wydzielającymi się w trakcie rozkładu substancjami będącymi wynikiem przemian zachodzących w produkcie.
Kolejną grupę stanowią opakowania wyposażone w biosensory. Biosensory to urządzenia złożone z bioreceptora, który ma możliwość rozpoznawania m.in. enzymów, antyciał lub kwasu nukleinowego, co umożliwia informowanie użytkownika o rozpoczynających się w opakowaniu procesach gnilnych lub rozwoju mikroorganizmów. Wykrycie zanieczyszczenia patogenami sygnalizowane jest zazwyczaj zmianą koloru wskaźnika. W takiej sytuacji niezależnie od daty przydatności jesteśmy w stanie ocenić, czy produkt nadaje się do spożycia, bo być może był niewłaściwie przechowywany i mimo odległego terminu ważności nastąpiły w nim już niepożądane zmiany.
