Aktywne opakowania

Jak pokazują wszystkie badania marketingowe współcześni konsumenci bardzo różnią się od tych sprzed kilku czy kilkunastu lat. Zwyczaje się zmieniają i nie ma w tym nic dziwnego. Rolą przemysłu jest zarówno kreować te przyzwyczajenia jak i za nimi podążać. Zmiany zachodzą zarówno pod względem preferencji odnoszących się do dokonywania zakupów jak i tworzenia samych opakowań.

Ponieważ konsumenci coraz rzadziej udają się do sklepów, również ma to miejsce w odniesieniu do produktów żywnościowych, to zrozumiałe jest, że są zmuszeni nabywać towary o długim okresie przydatności do spożycia. A takie produkty muszą być wyposażone w odpowiedni rodzaj opakowań.

Dobrze wiadomo, że żywność, nawet ta przetworzona, jest w dalszym ciągu aktywnym biologicznie systemem. Wydziela bowiem gazy, ma określoną wilgotność, utlenia się, zmienia kolor. W utrzymaniu dobrej jakości produktów żywnościowych skutecznie pomagają więc tzw. opakowania aktywne.

Postęp w dziedzinie technologii żywności, biotechnologii, materiałoznawstwie, towaroznawstwie i technologii opakowań wpływa na potrzebę opracowania nowych rodzajów opakowań, które odpowiadałyby wymaganiom stawianym zarówno przez producentów, jak i konsumentów. Obecnie głównym zadaniem opakowania jest ochrona przechowywanej w nim żywności i zachęcenie potencjalnego klienta do zakupu.

Od pewnego czasu coraz częściej mówi się o tzw. opakowaniach funkcjonalnych, które nie tylko informowałyby konsumenta, ale również wyręczałyby go we wszystkich możliwych czynnościach. Dotyczy to głównie dbania o jakość zapakowanego produktu. Reagując na te trendy przyjmuje się, że nowe opakowanie powinno być aktywne.

Co to dokładnie oznacza i czym miałaby się wyrażać ta aktywność opakowań?

Podstawowa funkcja aktywnego opakowania polega na tym, że wpływa ono na produkt. Jego podstawowym zadaniem jest przedłużanie czasu przydatności towaru do spożycia. Opakowanie ma za zadanie poprawić również walory smakowe produktu i utrzymać jego stały kolor.

Wydawałoby się, że takie zalety są niemożliwe do osiągnięcia. Od jakiegoś czasu jest jednak inaczej. Wielu producentów opakowaniowych jest w stanie stworzyć opakowania, które będą wpływały na produkt.

Ta aktywność opakowania jest możliwa dzięki opracowaniu kilku podstawowych innowacji. Polegają one np. na tym, że materiał opakowaniowy jest „nasączony" odpowiednią substancją (np. związkami potasu lub enzymami). Ponadto już sama konstrukcja opakowania pozwala na regulowanie procesów chemicznych wewnątrz. Dla przykładu za sprawą budowy i kształtu opakowania tlen wydalany jest na zewnątrz opakowania, co zapobiega utlenianiu się produktu. Od dawna w opakowaniach stosuje się też zmodyfikowaną atmosferę, która hamuje rozwój bakterii i pleśni.

Opakowania ze zmodyfikowaną atmosferą są szczególnie przydatne do pakowania warzyw minimalnie przetworzonych.

Istotną różnicą między opakowaniami tradycyjnymi a aktywnymi jest ochrona zapakowanego produktu. Bariera jaką do tej pory było opakowanie przekształciła się w barierę aktywną, umożliwiając tym samym kontrolę jakości towaru. Sposoby, za pomocą których opakowanie może interweniować są wielorakie i obejmują szerokie spektrum, np.: od kontroli temperatury podczas gotowania w mikrofali do kontroli dojrzewania owoców.

Warto zaznaczyć w tym miejscu, że opakowania aktywne kontrolują także stan jakościowy i ilościowy atmosfery wewnątrz opakowania i za pomocą specjalnych składników są zdolne do usunięcia niepotrzebnych gazów, np.: tlenu. Interakcja produkt-opakowanie jest bardzo istotna i stanowi szansę na przedłużenie przydatności do spożycia przy utrzymaniu wysokiej jakości produktu.

Opakowanie aktywne powstało, by spełniać wysokie wymagania konsumentów związane m.in. z przedłużeniem okresu ważności produktu, polepszeniem jego właściwości organoleptycznych oraz ochroną. Aby móc spełnić te zadania, opakowania aktywne zawierają szereg specyficznych dodatków.

Jakie to dodatki?

Pierwsze miejsce wśród nich zajmują pochłaniacze tlenowe. Oprócz nich wymienić można także substancje produkujące lub absorbujące dwutlenek węgla, substancje antymikrobiologiczne, regulatory etylenu, regulatory pary wodnej, absorbery światła, folie zabezpieczające barwę produktu oraz tzw. suspectory.

Pochłaniacze tlenu stanowią szeroką rodzinę dodatków, których nadrzędnym celem jest kontrola zawartości tlenu powstałego i zgromadzonego wewnątrz opakowania. Ich głównym zadaniem jest jego redukcja do takiej ilości, która zapewnia zapakowanemu produktowi najwyższą jakość. Pochłaniacze tlenu jest to neutralna grupa związków, które mają zdolność usuwania tlenu z opakowania. Zastosowanie pochłaniaczy tlenowych otwiera możliwość zredukowania tlenu do minimum. Na świecie stosowane są różnego rodzaju pochłaniacze, które można zakwalifikować do jednej z pięciu grup: proszki żelazawe, utleniacze glukozowe, związki podsiarczynowe, substancje organiczne typu redukcyjnego i inne.

Efektywność poszczególnych rodzajów pochłaniaczy tlenu zależy także od czynników zewnętrznych, czyli temperatury i wilgotności. Im wyższe są te parametry, tym tempo reakcji większości absorberów rośnie. Do tych bardziej trwałych należą głównie związki żelazawe. Wszystkie typy pochłaniaczy mogą być umieszczone w opakowaniu w dwojaki sposób. Albo można je tam ulokować w oddzielnej saszetce zawierającej aktywny proszek, albo można połączyć je z folią opakowaniową. Najnowszym odkryciem są pochłaniacze tlenu umieszczane w postaci małej uszczelki ulokowanej w zamknięciu.

Podczas stopniowego usuwania tlenu z opakowania powstaje podciśnienie,
w wyniku którego może nastąpić wgniecenie ścianki opakowania. Wskazane jest zatem, aby przy jednoczesnym zmniejszaniu się ilości tlenu spowodować wydzielenie dwutlenku węgla. Takie zdolności posiadają niektóre absorbery tlenowe, które produkuje się na bazie węglanu żelazawego lub mieszaniny kwasu L -askorbinowego z kwaśnym węglanem sodowym. Ten rodzaj opakowania aktywnego stosowany jest np.: do pakowania kawy.

Ważną czynnością jest też kontrola poziomu etylenu. Jego usuwanie z opakowania jest bardzo popularne przy pakowaniu niektórych owoców i warzyw. Owoce i warzywa, które dojrzewają podczas magazynowania są bardzo wrażliwe na obecność etylenu, który przyspiesza ich proces dojrzewania, powodując w efekcie zepsucie. Niektóre z nich mogą wytwarzać etylen samoistnie (np.: jabłka). Z tego względu zawartość etylenu powinna być kontrolowana za pomocą związków chemicznych. Wśród nich ważną rolę odgrywają nadmanganian potasu, oraz saszetki silikonowe.

Skuteczność działania aktywnych składników opakowania jest ściśle uzależniona od stosowanego materiału. Doświadczenia wykazały, że im większa barierowość materiału opakowaniowego, tym lepsza ochrona przed niepożądanymi gazami wewnątrz opakowania. Z tego tez powodu materiały dla opakowań aktywnych nie muszą spełniać zbyt wygórowanych wymagań. Najczęściej są to tradycyjnie używane folie lub innego rodzaju opakowania (np. puszki metalowe). Najbardziej odpowiednie są materiały o dobrej barierowości wobec gazów.

Aktualnie prowadzone są oczywiście liczne badania nad wynalezieniem odpowiedniej bazy technologicznej dla aktywnych folii polimerowych. Takie folie powinny być odpowiednio mocne, nieprzepuszczalne oraz powinny koniecznie zawierać odpowiednią ilość aktywnych składników z wysoką mobilnością dyfuzyjną i zdolnością do uwalniania się z folii. Ze względu na bardzo dobre właściwości, kluczową rolę przy tego rodzaju zastosowaniach mógłby odgrywać polichlorek winylu, jednakże jego toksyczność skłania producentów do użycia zdrowszych odpowiedników np. evalu.