SPECIÁLIS CSOMAGOLÁSI MEGOLDÁSOK AZ ÉLELMISZEREK FRISSESSÉGÉNEK MEGŐRZÉSÉRE ÉS A PAZARLÁS CSÖKKENTÉSÉRE
A csomagolás megvédi az élelmiszereket a sérülésektől és a szennyeződésektől a szállítás és tárolás során, ám ma már sok esetben elvárás a több, szerte ágazóbb megoldás. A modern élelmiszeripar egyik legnagyobb kihívása az élelmiszer-pazarlás csökkentése és a termékek frissességének meghosszabbítása. Ennek érdekében egyre több innovatív csomagolási megoldás jön létre, amelyek mind a fenntarthatóságot, mind az élelmiszerbiztonságot figyelembe veszik. Lássunk néhányat ezek közül.
Aktív csomagolás
Az aktív csomagolás olyan innováció, amely képes befolyásolni az élelmiszerek környezetét a csomagoláson belül a hagyományos csomagolóanyagba beépített aktív réteggel vagy a csomagolás belsejében elhelyezett, hatóanyagokat tartalmazó tasakokkal. Ide tartoznak például az oxigénelnyelők, etiléngáz-elnyelők, nedvességszabályozók és az antimikrobiális bevonatok, amelyek segítik megakadályozni a romlást és a baktériumok szaporodását.
Az oxigénelnyelő csomagolás csökkenti az oxigén szintjét a csomagolás belsejében, ezzel gátolva a mikroorganizmusok növekedését, és lassítja az oxidációs folyamatokat (pl. a penészedést és a romlást). Ezt gyakran húsokhoz és sajtokhoz használják.
Hogyan működnek az oxigénelnyelők?
Amikor az oxigénelnyelő tasakot – amely általában vasport, nátriumot és aktívszenet tartalmaz – elhelyezik a csomagolásban, az oxigénmolekulák kölcsönhatásba lépnek a vas (Fe) részecskékkel, rozsda keletkezik. Jellemzően legalább 65%-os relatív páratartalomnak kell lennie a környezetben, hogy a rozsdásodási folyamat meginduljon. E dilemma orvoslására nátriumot adnak a keverékhez, amely mintegy aktivátorként működik, ezáltal a vaspor még alacsony relatív páratartalom mellett is rozsdásodik. A vas és az oxigén vas-oxiddá történő átalakulásával jelentősen, akár 0,1%-ra csökken az oxigén jelenléte a csomagoláson belül. Az aktív szén feladata pedig a nemkívánatos szagok jelentős csökkentése. Mivel nagyon porózus anyag, a legtöbb szagszennyeződés adszorbeálódik a felületén.
Etilénelnyelő csomagolás
Az etilén színtelen és szagtalan gáz, amely mintegy növényi hormonként működik, és kulcsszerepet játszik a gyümölcs érésében. Ha az érés már a szállítási vagy tárolási szakaszban végbemegy, még mielőtt a fogyasztó megvásárolhatná a gyümölcsöt, az fokozott élelmiszer-pazarláshoz vezethet. Az etilén abszorbereket tartalmazó aktív csomagolás ezért csökkenti a romlást, és növeli az eltarthatóságot.
Az etilén abszorberek típusai
Kálium-permanganát-alapú abszorberek
A kálium-permanganát-alapú abszorberek úgy működnek, hogy oxidálják az etiléngázt, amely ezáltal szén-dioxiddá és vízzé alakul. Ezeket az abszorbereket általában porózus tasakokba csomagolják, amelyek lehetővé teszik az aktív anyag érintkezését az etilén gázzal, miközben megakadályozzák, hogy beszennyezze az élelmiszert.
Aktívszén-abszorberek
Az aktívszén-abszorberek az aktív szén adszorpciós tulajdonságait használják fel az etilénmolekulák megkötésére a szén porózus szerkezetében. Noha a kálium-permanganáthoz képest kémiailag kevésbé reaktív, az aktív szén más anyagokkal impregnálható az etilén-adszorpciós hatékonyság növelése érdekében. Kedvező ára és sokféle szerves vegyület adszorbeálására való képessége miatt gyakran használják.
Védőgázos csomagolás
A módosított atmoszférájú csomagolás (MAP – Modified Atmosphere Packaging) az aktív csomagolás egyik formája, ahol az élelmiszerterméket körülvevő levegő összetételét megváltoztatják annak érdekében, hogy meghosszabbítsák az eltarthatóságát, valamint megőrizzék állagát és színét. Ezt a technikát olyan gyorsan romlandó élelmiszerek esetében alkalmazzák, mint a friss gyümölcs, zöldség, hús és hal. A leggyakrabban használt gázok az oxigén, a szén-dioxid és a nitrogén.
Vegyük példának a zacskóba csomagolt salátát. Amikor a salátaleveleket betakarítják, azok tovább lélegeznek, ami a levelekben lévő keményítőt, cukrot és szerves savakat, valamint a környező légkör oxigénjét használja fel, szén-dioxidot és vizet termelve. Ez a légzési folyamat azonban ronthatja a termék minőségét, mivel a fehérjék, szénhidrátok (különösen a cukrok) és zsírok lebomlása szín-, tápanyag- és ízvesztéshez vezet. A csomagolás (ha nem áteresztő) belsejében felgyülemlő nedvesség pedig alkalmas környezetet teremt a baktériumok és a penészgombák szaporodására.
A légzés nem állítható le teljesen, de a módosított atmoszférájú csomagolás lelassíthatja azt – ezzel meghosszabbítva a gyümölcsök és zöldségek eltarthatóságát. Ezt a csomagoláson belüli oxigénkoncentráció csökkentésével és a szén-dioxid szintjének növelésével érik el. A levegő hozzávetőleg 21% oxigént tartalmaz, de a módosított atmoszférájú csomagolásban ez jellemzően 2–14% közé csökken.
A hús is jó példa lehet. Ezekre a termékekre eltérő módosított légköri követelmények vonatkoznak. A fogyasztók jellemzően szívesebben vásárolnak élénkvörös megjelenésű húsokat, mivel ezt a frissességgel társítják. E szín az eltarthatósági idő alatti fenntartásának egyik módja, ha a vörös húst magas oxigén- (80%) és szén-dioxid-légkörbe (20%) csomagolják. A magas oxigénkoncentráció elősegíti az élénkvörös elszíneződést, míg a jelentős szén-dioxid-koncentráció gátolja a romlást előidéző baktériumok szaporodását.
Intelligens csomagolás
Az intelligens csomagolási megoldások lehetővé teszik a fogyasztók számára, hogy nyomon kövessék az élelmiszerek állapotát. Ide tartoznak azok a címkék és a frissességjelzők, amelyek például színváltozással jelzik a termék állapotát – ezzel elősegítve az egészség védelmét és csökkentve a pazarlást. Számos intelligens csomagolás indikátorokat és mikroszenzorokat is használ a funkciói ellátásához. Lássunk ezek közül néhányat!
Idő-hőmérséklet történet
A külső környezet hőmérséklete az egyik legnagyobb kihívás, amellyel az élelmiszerek tárolása, szállítása és forgalmazása során szembe kell nézni. Az intelligens csomagolás célja, hogy olyan mutatókat biztosítson, amelyek kezelik a hőmérséklet változásait, és figyelmeztetik a fogyasztókat a termék fogyasztásával kapcsolatos lehetséges kockázatokra. Egyes változatok jelezhetik azokat a hőmérséklet-változásokat is, amelyek az elosztási lánc mentén időnként előfordulnak. Az indikátorok visszafordíthatatlan fizikai változást idéznek elő a csomagolásban lévő címkén a hőmérsékleti előzmények hatására.
Mikrobaszaporodási indikátorok
Ezek az indikátorok nyomon követik a mikroorganizmusok szaporodását a csomagolt élelmiszerben a csomagolásban esetleg keletkező gáz vagy egyéb illékony anyagok monitorozásával. És vizuálisan reagálnak ezekre a tényezőkre, valamint figyelmeztetik a fogyasztót az élelmiszerek lehetséges minőségváltozására.
Fizikai ütésjelzők
A fizikai ütésjelzők azt jelzik, ha a termék szállítás közben potenciálisan káros hatásnak volt kitéve. A többi indikátorhoz hasonlóan ezek is vizuálisan figyelmeztetik a végfelhasználókat és más érdekelt feleket a lehetséges károkra. Ezek az érzékelők még helytelen kezelés esetén is információt szolgáltatnak az eseménnyel kapcsolatban, amelyek felhasználhatók az elszámoltathatóság megteremtésére, a helytelen kezelés megakadályozására és a károk miatt felmerülő költségek csökkentésére.
Szivárgásjelzők
Ezek a mutatók arról adnak tájékoztatást, hogy a teljes értéklánc mentén történt-e szivárgás a csomagolásban. Nem csupán az anyagszivárgást, de a gázszivárgást is kiemelik. Például, ha a CO2-koncentráció csökken, az O2 pedig növekszik, az mikrobiális szaporodási problémához és az azt követő romláshoz vezethet.
Az intelligens csomagolás technológiája felhasználható a hamisított termékek azonosítására, így várhatóan jelentős szerepet játszhat a gyógyszeriparban is, ahol objektíven nyomon követhető a termék, a hamisított gyógyszerek elleni harcban is segítséget nyújtva.
Az intelligens csomagolás előnyei vitathatatlanok, ám ez nem jelenti azt, hogy nincsenek kihívásai. Ezen speciális anyagok, érzékelők megfizethetősége és könnyű elérhetősége, valamint a fogyasztók oktatása jelentik az intelligens csomagolás legnagyobb kihívásait. Ennek ellenére izgalmas jövő előtt állnak a csomagolóiparban.
Biológiailag lebomló és ehető csomagolások
A fenntarthatóság növelése érdekében egyre népszerűbbek a környezetbarát csomagolóanyagok, például a növényi alapú biopolimerek vagy az ehető csomagolások. Ezek nemcsak csökkentik a műanyaghulladékot, hanem gyakran képesek meghosszabbítani az élelmiszerek eltarthatóságát is.
Poliszacharid-alapú ehető bevonatok
A legnépszerűbb poliszacharid-alapú ehető bevonatok gyümölcsök és zöldségek számára a keményítő, a cellulóz, a gumi – amelyeket különböző növényekből állítanak elő – és az alginát, melyet Phaeophyceae családba tartozó barna hínárból készítenek. Ezek a bevonatok korlátozzák a vízveszteséget, gátolják az érést, az öregedést, és a gázcsere részleges gátjaként funkcionálnak.
Fehérjealapú ehető bevonatok
Fehérjéből készült ehető burkolatok egyaránt kinyerhetők növényekből és állatokból. Az állati eredetű fehérjék közé tartozik az albumin, a kollagén, a tejsavófehérje és a tejfehérje kazein. Emellett glutén- (búzából), zein- (kukoricából), szójafehérje és más növényi alapú fehérjéket is használnak ehető bevonóanyagként.
Lipidalapú ehető bevonatok
Friss gyümölcsökhöz hagyományosan semleges lipideket, viaszokat és gyantát használnak bevonatként, mert jó nedvességgátló tulajdonságokkal rendelkeznek, és javítják a felület vonzerejét is. A méhviasz, karnaubaviasz, paraffinviasz és különböző növényi olajok a leggyakrabban használt összetevők.
Vákuumcsomagolás
A levegő eltávolítása a csomagolásból megakadályozza az aerob baktériumok és a penészgombák szaporodását, így hosszabb ideig frissen tartja az élelmiszereket: például húsokat, sajtokat vagy zöldségeket.
Nanotechnológiai csomagolás
A nanotechnológia segítségével fejlesztett csomagolóanyagok antibakteriális és fungicid, a gombák szaporodását gátló tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek segítenek megelőzni az élelmiszerek romlását. Emellett képesek érzékelni a baktériumok jelenlétét és figyelmeztetni is a fogyasztót. Konkrét példák közé tartoznak a nanoezüstalapú csomagolások, amelyek antibakteriális hatásukkal gátolják a kórokozók szaporodását, valamint a nanoréteges bevonatok, amelyek lassítják a gázcserét, így hosszabb ideig frissen tartják a termékeket. Másik példa a nanoszenzorok alkalmazása, amelyek a csomagolás belsejében érzékelik a romlás jeleit, és vizuálisan figyelmeztetik a fogyasztót.
Nanoanyagok előnyei
A nanoméretű fóliák és bevonatok javíthatják a csomagolás gáz- és nedvességzáróságát, meghosszabbítva az élelmiszerek eltarthatóságát és minőségét. Az ezüst, a cink-oxid vagy a titán-dioxid nanorészecskéi antimikrobiális szerekként működhetnek, megakadályozva a romlást és a patogén mikroorganizmusok növekedését. A nanoszenzorok és a nanocímkék képesek észlelni és jelezni a hőmérséklet, a pH, az oxigén vagy a mikrobiális aktivitás változásait, figyelmeztetve a fogyasztókat és a kiskereskedőket az élelmiszerek frissességére és biztonságára.
A nanoanyagok kockázatai
A nanoanyagok potenciális veszélyeket is jelenthetnek az emberi egészségre és a környezetre az új tulajdonságaik és a viselkedésük miatt. Például a nanoanyagok az élelmiszerrel érintkező felületekből az élelmiszerekbe migrálhatnak. Ezeknek a nanoanyagoknak a sorsa és hatása a gyomor-bél traktusban és más szervekben nem teljesen ismert, és olyan tényezőktől függhet, mint a méretük, alakjuk, felületi töltésük és oldhatóságuk. Egyes nanoanyagoknak citotoxikus, genotoxikus, gyulladásos vagy immunológiai hatásai lehetnek, és károsíthatják a sejteket, a DNS-t vagy a szöveteket. A nanoanyagok az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagok gyártása, használata vagy ártalmatlanítása során is a környezetbe kerülhetnek, és hatással lehetnek a talajra, a vízre és a levegőre egyaránt. A nanoanyagok környezeti hatása perzisztenciájuk, biológiai lebonthatóságuk, bioakkumulációjuk és ökotoxicitásuk függvényében változhat. Ezért szükség van a megfelelő kockázatértékelésre fizikai és kémiai tulajdonságaik, az expozíció, valamint a fogyasztók és a környezet potenciális veszélyeinek értékeléséhez a felhasználás vagy ártalmatlanítás során.
Nanoanyagok szabályozása
A nanoanyagoknak nincs univerzális meghatározása, és nincs külön jogszabály vagy szabvány az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokban való felhasználásukra. Néhány általános elv és iránymutatás azonban érvényesül. Ilyen például az elővigyázatosság elve, a kockázatalapú megközelítés és az eseti értékelés. Az Európai Unió elfogadta a nanoanyagok meghatározását a mérettartományuk (1–100 nm) alapján, és előírja, hogy minden, nanoanyagokat tartalmazó, élelmiszerrel érintkező anyagot engedélyezzenek és ennek megfelelően címkézzenek fel.
Az EU iránymutatást ad arra vonatkozóan is, hogyan kell elvégezni az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokban található nanoanyagok kockázatértékelését és kockázatkezelését, figyelembe véve azok expozícióját, veszélyét és bizonytalanságát. Más országok és régiók – mint az Egyesült Államok (USA), Kanada, Ausztrália és Új-Zéland – hasonló vagy részlegesen eltérő megközelítéseket alkalmaznak az élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokban lévő nanoanyagok szabályozására.
A speciális csomagolási megoldások jövője
A speciális csomagolási megoldások piaca folyamatosan fejlődik. A kutatások új és innovatív megoldások kifejlesztésére irányulnak, amelyek még hatékonyabban segíthetnek megőrizni az élelmiszerek frissességét, valamint csökkenteni a pazarlást. Az élelmiszerek védelmében jól teljesítő, ám életútjuk végén lebomló, komposztálható anyagokból készülő csomagolások fejlesztése is fókuszba kerül úgy, mint a többutas, újrahasználható, akár betétdíjas csomagolásoké is. A fenntarthatóbb jövő érdekében a fogyasztóknak, az iparági szereplőknek és a törvényhozóknak egyaránt érdemes támogatniuk ezeket az új technológiákat, megoldásokat.
Csaba László és Csaba Péter Gábor | Pack-Market Kft.
