Využití aktivních a inteligentních obalových materiálů v praxi. Legislativní omezení. Kristýna Hanušová, Jaroslav Dobiáš Ústav konzervace potravin a technologie masa VŠCHT Praha
Obsah presentace: • Systémy aktivního balení – principy, hlavní typy, aplikace • Systémy inteligentního balení (včetně RFID) - principy, hlavní typy, aplikace • Legislativní omezení
Jak Vám obal usnadňuje život? • Ochrana před znečištěním a mechanickým poškozením • Prodloužení údržnosti • Usnadnění manipulace • Poskytnutí informací
Principy aktivního balení • záměrná, příznivá interakce obal x balený produkt • schopnost reagovat na změny vnějšího nebo vnitřního prostředí • reakce D změna vlastností obalu • cíl B zlepšení kvality • označování: aktivní balení x inteligentní balení
Příznivé působení obalu Obsah balení „Aktivní“ balení (ochrana)
Obal „Inteligentní“ balení (informace)
Vnější prostředí
Aplikace aktivního balení v technologii potravin • hlavní oblast: minimálně opracované potraviny • další možnosti: ¾ balení pro mikrovlnný ohřev („microwave popcorn“, pizza atd.) ¾ sušené a smažené výrobky (pražené ořechy, chipsy, snacky atd.) • inteligentní balení ¾ všechny typy potravin
Systémy aktivního balení potravin • založeny zejména na: • sorpci nežádoucích látek ¾
absorbéry
• uvolňování aktivních látek ¾ ¾
emitory konzervovadla, antioxidanty atd.
• změnách propustnosti obalu • změnách teploty ¾
susceptory, stínící prvky atd.
Typy aktivních systémů balení Absorbéry vlhkosti
Absorbéry CO2 Absorbéry kyslíku
Absorbéry přípachů
Absorbéry ethylenu
Systémy ovlivňující propustnost
Antimikrobní obaly
Ostatní typy
Typy absorbérů a jejich využití v praxi
Absorbéry kyslíku • snížení obsahu O2 (až na 0,01 %) • potlačení oxidačních změn a růstu aerobních mikroorganismů (plísně)
Absorbéry kyslíku • princip: •
oxidace Fe a/nebo FeO (Ageless, ATCO, FreshPax atd.)
•
enzymová reakce (Bioka)
•
kyselina askorbová (Ageless E, ToppanTM C)
•
pyrokatechol (TamotsuTM)
• uspořádání: •
sáčky, nálepky, těsnící vložky do uzávěrů lahví, systémy inkorporované do fólie atd.
Absorbéry CO2 a ethylenu • CO2 absorbéry ¾
balení pražené kávy
¾
Ca(OH)2, aktivní uhlí, MgO atd.
¾
Ageless®, CO2SorbTM
• Absorbéry ethylenu ¾
balení čerstvého ovoce a zeleniny
¾
různé sorbenty + KMnO4
¾
NeupalonTM, Evert-Fresh, PeakfreshTM
Regulace vlhkosti v obalu • udržování optimální vlhkosti ¾ ¾
Humidor Bag – balení doutníků Chefkin, Tyvek® atd.
• absorbéry uvolňované vody ¾
maso, drůbež, zmrazované potraviny
¾
vrstvené tácky, podložky
¾
Toppan sheet, Peaksorb, Dri-Loc® atd.
• povrchové osušení balených potravin ¾
fólie typu EVOH/propylenglykol/EVOH
¾
PitchitTM
Absorbéry přípachů • řada systémů ve vývoji ¾
¾
¾
absorbéry terpenů, polyaromátů, aminů, aldehydů atd. odstraňování přípachů po polymerních obalových prostředcích aktivní uhlí, molekulová síta, tokoferoly, BHT atd.
• absorpce sirných látek (merkaptanů, H2S atd.) - Minipax®, STRIPPAX® • odstranění pachu aminů - Anico Bag
Typy emitorů a jejich využití v praxi
Obaly s antimikrobní aktivitou • mnoho principů obecně
konzervovadlo migruje
aktivita nespočívá
do potraviny
v uvolňování činidla
• praktická aplikace ¾
emitory ethanolu (Ethicap®, Negamold®, Ageless SE,C)
¾
Ag-zeolity (Zeomic®, Bacterkiller, Novaron®)
¾
triclosan (2,4,4-trichlór-2-hydroxydifenylether)-Microban®
Obaly s antimikrobní aktivitoukonzervovadlo migruje do potraviny aktivní látka
konzervovadlo
inkorporovaná
vázáno slabou
do materiálu
chemickou vazbou
• emitory ethanolu • polymerní fólie – navržené systémy: ¾
kyselina benzoová, sorbová, parabeny
¾
triclosan
¾
Ag-zeolity
¾
bakteriociny (nisin), lysozym atd.
• problém- limit celkové migrace
Obaly s antimikrobní aktivitoukonzervovadlo nemigruje do potraviny • polymerní fólie s: ¾
chitosanem
¾
imobilizovanými chelatačními činidly
¾
imobilizovanými enzymy (glukosaoxidasa)
• doposud stále ve vývoji
Ag-zeolity – princip iontové výměny
Řízené uvolňování SO2 – Grape Guard Pad
Aktivity VŠCHT v oblasti aktivního balení •
řešení integrovaného projektu TRUEFOOD - Traditional United Europe Food (the 6th Framework Programme for RTD) finančně podporovaného Evropskou komisí; Contract Number: FOOD-CT-2006-016264
•
příprava a studium vlastností polymerních obalových materiálů s antimikrobní funkcí • projekty NAZV č. EP 7263 a č. GF 3158 • PE a ionomerní fólie • imobilizace tradičních potravinářských konzervačních činidel příprava a studium vlastností susceptorů • projekt NAZV č. EP 9177 studium aplikace indikátorů teploty
• •
Aktivity VŠCHT v oblasti aktivního balení •
Dobiáš J., Marek M., Šťastníková V., Králová E., Voldřich M.: Způsob přípravy bioaktivních obalových prostředků. Patent: Int. Cl. MPT B 65 D 65/38, CZ 293987 B6, 15.09.2004
•
praktické využití ve spolupráci s firmou Martin Peroutka polygrafická výroba, Buštěhrad
Inhibice testovaných mikroorganismů
Mikroorganismy: Debaryomyces hansenii (A), Penicillium camembertii (B), Penicillium chrysogenum (C), Penicillium sp. (subg. Penicillium) (D), Cladosporium herbarum (E), Penicillium expansum (F), Penicillium brevicompactum (G), Penicillium crustosum (H), Penicillium sp. (subg. Furcatum) (I), Fusarium culmorum (J), Lactobacillus helveticus CH-1 (K), Listeria ivanovii CCM 5884 (L).
Blaťácké zlato – skladovací pokus (3 a 18 dní/ 18°C), použití fólie s nisinem a natamycinem
Klihovková střeva – fólie s natamycinem (vpravo); fólie bez natamycinu (vlevo)
Olomoucké tvarůžky – ovlivnění zrání při použití fólie s nisinem a natamycinem
Ovlivňování propustnosti obalů • polymerní materiály citlivé na teplotu či vlhkost B významné ovlivnění propustnosti pro plyny • významné pro dýchající produkty • IntellipacTM technologie (SCC polymery) • pórovité fólie s vosky • polypeptidové fólie
Balení pro mikrovlnný ohřev Susceptory • umožňují dosažení pečícího efektu • obvykle tvořeny kovovou fólií (laminovanou na nosič, hliníkovou miskou atd.) vnější povrch
papír (lepenka) Al - metalíza polyesterová fólie
vnitřní povrch
Balení pro mikrovlnný ohřev Stínící prvky •v
mikrovlnném poli se nezahřívají – mikrovlny odráží
Bez stínění – přehřívání v okrajích
Stínící prvky – rovnoměrné prohřátí celého pokrmu
Ostatní typy aktivních obalů • chladící a zahřívací obaly • systémy vytvářející pěnu • fólie s antikondenzační úpravou • materiály s antiadhesivními vlastnostmi atd.
Inteligentní balení • systémy poskytující informace o stavu výrobku nebo jeho historii • bezpečnost potravin - HACCP
Indikátory teploty
Indikátory složení atmosféry
Indikátory čerstvosti
RFID
Typy indikátorů a jejich využití v praxi
Indikátor obsahu O2
Indikátor obsahu CO2
Indikátor čerstvosti
Indikátor MO kontaminace
Indikátory teploty Indikátory teploty (TI) • signalizují překročení kritické teploty • informace o teplotě okolí • Check-Point®
„Time
temperature“ indikátory
(TTI) • signalizují kumulativní účinek teploty působící určitou dobu • odezva často vztahována ke kvalitě výrobku • Fresh-Check®, Vitsab®, MonitorMarkTM
Indikátory složení atmosféry Indikátory obsahu O2
Indikátory obsahu CO2
• indikátory neporušenosti obalu
• indikátory růstu mikroorganismů
• používány s O2 absorbéry
•Reflex
• Ageless-Eye
Indikátory vlhkosti
Indikátory čerstvosti • signalizují přítomnost těkavých produktů uvolňujících se z potraviny během stárnutí • FreshTag (Cox Recorder, USA) ¾
balení ryb
¾
indikace úrovně obsahu těkavých aminů
ToxinGuard™ indikátor bakterií rodu Pseudomonas.
RFID systémy v balení • poměrně nová informační technologie • skládá se z: ¾
aktivního nebo pasivního transponderu (např. čipu)
¾
čtecího zařízení s anténou
• výhody: ¾
bezkontaktní čtení
¾
možnost snímání skrze širokou škálu látek
¾
rychlost odezvy (<0,1s)
¾
spolehlivost
RFID systémy v balení • aplikace: ¾
identifikace produktů
¾
identifikace přepravních prostředků
¾
identifikace zvířat
¾
bezpečnost a kontrola přísunu atd.
• široké spektrum velikostí a tvarů • cena?
RFID systémy v balení • vysledovatelnost výrobků (náhrada čárových kódů) • ochrana značky výrobků ¾ ¾
brání falšování brání krádežím
• TTI indikátory • inteligentní etikety ¾
¾ ¾
zabudování hlasového záznamu (farmaceutické obaly pro slepce) zabudování obrazového záznamu (LCD etikety) zahrnutí datových údajů (balení krevních konzerv atd.)
Legislativa • Evropa – aplikace nebyla dlouho legislativně zakotvena • limit celkové migrace – 60 mg/kg potraviny • nařízení EP a Rady (ES) č. 1935/2004
Legislativa • nařízení Komise ES č. 450/2009 ¾
legalizace aplikace mnohých ve světě používaných nebo navrhovaných systémů aktivního balení
• kapitola I. ¾
oblast působení, definice pojmů, podmínky uvádění na trh
Legislativa
- nařízení Komise ES č. 450/2009 • kapitola II. ¾
¾
složení aktivních a inteligentních materiálů a předmětů látky zařazené na seznamu x potravinářská aditiva
• kapitola III. ¾ ¾
označování částí aktivních systémů prohlášení o shodě podle požadavků nařízení č. 1935/2004
Použitá literatura je k dispozici u autorů.
