V souÄasné dobÄ› pÅ™edstavuje obal výrobku jeho ochranu, lepšà skladovatelnost a v neposlednà řadÄ› i atraktivnost. SpotÅ™ebitelé vÅ¡ak vyžadujà i zachovánà Äerstvosti výrobku, a to po co nejdelšà dobu od výroby až do prodeje. SouÄasnÄ› se u balených výrobků požaduje co nejpohodlnÄ›jšà způsob jeho spotÅ™ebovánà (konvenience) po celou dobu, kdy jej máme v obalu (napÅ™. snadné otevÃránà a zavÃránÃ, dostateÄná tÄ›snost, ale i lehkost uzávÄ›ru).
SpotÅ™ebitel je dnes vÃce informován o zabaleném výrobku. Obal se tak stává stále vÃce i nosiÄem informacà a osvÄ›ty. Z toho tedy vyplývá, že obalu je pÅ™isuzováno stále vÃce funkcÃ, a tak obalový průmysl musà pracovat na dalÅ¡Ãch nových konceptech, které by tyto vÅ¡echny požadavky dovedly integrovat do funkÄnÃho komplexu. To mezi jinými způsoby umožňujà aktivnà a inteligentnà balenÃ. CÃlem obou systémů je prodlužovánà údržnosti nebo zvyÅ¡ovánà kvality potravin.
Aktivnà balenà mÄ›nà podmÃnky
Aktivnà obal mÄ›nà podmÃnky balené potraviny, ÄÃmž se prodlužuje údržnost nebo se zvyÅ¡uje bezpeÄnost, pÅ™Ãp. se zlepÅ¡ujà senzorické vlastnosti potraviny a souÄasnÄ› se zachovává kvalita balené potraviny. PodmÃnkami se rozumà různá hlediska, na která je tÅ™eba brát ohled pÅ™i stanovovánà údržnosti balených potravin, napÅ™. chemické procesy nebo mikrobiologické aspekty. PÅ™Ãklady aktivnÃho balenà jsou:
– odstranÄ›nà kyslÃku,
– regulace vlhkosti,
– uvolňovánà konzervaÄnÃch látek,
– absorpce nežádoucÃch pachů,
– pohlcovánà nebo odráženà urÄitých vlnových délek svÄ›telného spektra, které obsah obalu
znehodnocujÃ.
K zajiÅ¡tÄ›nà tÄ›chto požadavků aktivnÃho balenà se použÃvajà různé systémy pracujÃcà na principech aktivnÃho vychytávánà (absorbéry) nebo aktivnÃho uvolňovánà (emitery).
1. Absorpce kyslÃku
Z komerÄnÃho hlediska je odstranÄ›nà kyslÃku dnes nejdůležitÄ›jÅ¡Ãm typem aktivnÃho balenÃ. Zdrojem kyslÃku v obalu je propustnost obalového materiálu pro kyslÃk, vzduch uzavÅ™ený v potravinÄ›, malé pronikánà v důsledku netÄ›snosti nebo nedostateÄná evakuace a/nebo vyrovnávánà plynů. PÅ™Ãtomný kyslÃk způsobuje zmÄ›nu barvy, nutriÄnà ztráty, urychluje mikrobiálnà růst a dále se podÃlà na tvorbÄ› nežádoucÃch pachutÃ.
K vychytávánà kyslÃku se použÃvá jeden nebo nÄ›kolik mechanismů – oxidace kovů a jejich oxidů, kyslÃkové absorbenty na bázi polymeru nebo enzymatická oxidace. K vychytávánà kyslÃku se aplikujà ve formÄ› sáÄků obsahujÃcÃch složky absorbujÃcà kyslÃk, které se vkládajà do obalů nebo jsou pÅ™ilepeny na vnitÅ™nà stÄ›nu obalu, do uzávÄ›ru nebo do obalového materiálu rozpuÅ¡tÄ›nÃm do plastu. Ze vÅ¡ech technologià aktivnÃho balenà se nejvÃce studovaly i patentovaly lapaÄe kyslÃku.
2. Regulace vlhkosti
PÅ™Ãtomnost vysokého obsahu vody Äasto usnadňuje pomnožovánà mikroorganismů a zamlžovánà plastových obalů. Výrobky s vysokou relativnà vlhkostÃ, jako jsou maso nebo ryby, jsou citlivé na zmÄ›ny teploty bÄ›hem transportu, což vede ke vzniku kondenzátu. Stabilita potraviny je totiž tÄ›snÄ› spojena s aktivitou vody (aw) výrobku, která je ovlivňována relativnà vlhkostà v prostoru nad balenou potravinou. Existujà dva rozdÃlné způsoby regulace obsahu vody u balených potravin, a to regulace kapalné vody a stabilizace vlhkosti. Regulaci nadmÄ›rného množstvà vody lze provádÄ›t aplikacà fóliÃ, které absorbujà odkapávajÃcà vodu. Tyto fólie jsou obvykle tvoÅ™eny ze dvou vrstev mikroporéznÃho polymeru, které uzavÃrajà vrstvu superabsorpÄnÃho polymeru (napÅ™. polyakrylátových solà nebo celulózových vláken). Tyto fólie lze použÃt jako podložky pod Äerstvé maso, takže se absorbuje odkapávajÃcà tekutina.
Jiný způsob pÅ™edstavuje regulace nadmÄ›rné vlhkosti u balené potraviny pomocà stabilizované vlhkosti. Tyto stabilizátory (napÅ™. propylenglykol a sacharid) se umÃsÅ¥ujà mezi dvÄ› plastové fólie.
3. Absorpce nežádoucÃch chutà a vůnÃ
ZatÃm se komerÄnÄ› použÃvá jen málo obalových materiálů k odstraňovánà složek potravin, které majà nežádoucà vliv na vůni a chuÅ¥ výrobku. PoužÃvajà se napÅ™. pÅ™i balenà pomeranÄové nebo grapefruitové šťávy. Dalšà aplikacà je odstranÄ›nà aminů vzniklých Å¡tÄ›penÃm bÃlkovin v rybà svalovinÄ›. V Japonsku byly k tomuto úÄelu vyrobeny sáÄky z fólie obsahujÃcà sůl železa a organickou kyselinu, které nejdÅ™Ãve amin oxidujà a ten je následnÄ› absorbován polymerem.
4. Uvolňovánà antimikrobiálnÃch látek
Bakteriálnà růst lze ovlivňovat odstraňovánÃm kyslÃku. V literatuÅ™e se vÅ¡ak uvádà řada látek, které by mohly inhibovat bakteriálnà růst, pokud budou souÄástà obalového materiálu. Jsou to napÅ™. bakteriociny (nisin, pediocin), sorban draselný, benzoan sodný, anhydrid kyseliny benzoové. Mezi hlavnà aplikace antimikrobiálnÃho obalu patřà systémy uvolňujÃcà etanol a systémy ovlivňujÃcà oxid uhliÄitý. Bakteriostatický úÄinek oxidu uhliÄitého je znám již delšà dobu. Je vÅ¡ak ovlivňován Å™adou faktorů, napÅ™. stupnÄ›m kontaminace, teplotou skladovánà a koncentracà kyslÃku. Rovněž jeho inhibice nenà stejná na vÅ¡echny druhy mikroorganismů.
5. Absorpce nebo odráženà urÄitých vlnových délek
NÄ›které vlnové délky za normálnÃch okolnostà výrobek poÅ¡kozujÃ. SvÄ›tlo a kyslÃk způsobujà fotooxidaci u potravin citlivých na svÄ›tlo. To vede k tomu, že potraviny obsahujÃcà tuk žluknou, maso a masné výrobky zelenajÃ. Tomu lze zabránit použitÃm obalu s látkou (napÅ™. rostlinným barvivem chlorofylem nebo riboflavinem), která absorbuje svÄ›tlo, pÅ™enášà kyslÃk a celý proces tÃm urychluje. Proto se pÅ™irozená barviva zabudovávajà do polymernÃch fólià a tento obal je pak schopen odfiltrovat kritické vlnové rozsahy svÄ›tla, a pÅ™esto zůstává nadále transparentnÃ.
6. Ostatnà systémy aktivnÃho balenÃ
V zahraniÄà probÃhá intenzivnà vývoj nových systémů aktivnÃho balenÃ, kam napÅ™. patřà fólie uvolňujÃcà antioxidanty, obalové systémy ochlazujÃcà výrobek nebo vytvářejÃcà teplo, fólie zamezujÃcà pÅ™ilepovánà a zamlžovánà nebo fólie vyrovnávajÃcà teplotu.
Výše uvedené způsoby aktivnÃho balenà patřà z technického hlediska k dalÅ¡Ãm funkcÃm obalu a vedou ke zlepÅ¡enà kvality výrobků ve prospÄ›ch spotÅ™ebitelů. Je proto zapotÅ™ebà dávat tÄ›mto aktivnÃm funkcÃm obalů vÄ›tšà prioritu a zainteresovat v tomto smÄ›ru vÃce výrobců obalových materiálů.
Inteligentnà balenà monitoruje
Inteligentnà systémy balenà monitorujà podmÃnky balených potravin za úÄelem zÃskánà informace o kvalitÄ› balené potraviny bÄ›hem transportu a skladovánÃ.
KomerÄnÄ› jsou nabÃzeny zejména indikátory teploty, indikátory složenà vnitÅ™nà atmosféry a indikátory Äerstvosti.
1. Indikátory teploty
Indikátory teploty jsou znaÄky umÃstÄ›né na vnÄ›jÅ¡Ãm povrchu obalu a jsou vizuálnÄ› schopny indikovat zmÄ›nu teploty, které byl nebo je výrobek vystaven. ZmÄ›na je buÄ nevratná, pokud se monitoruje teplota výrobku v minulosti, nebo jsou použÃvány indikátory s vratnou zmÄ›nou barvy charakterizujÃcà souÄ
asnou teplotu výrobku. Pro kvalitu potravinářských výrobků jsou významnÄ›jšà indikátory prvnà – tedy nevratné. Podle principu je možné použÃvané indikátory rozdÄ›lit na indikátory využÃvajÃcà mechanické, chemické nebo enzymové nevratné zmÄ›ny. ZjiÅ¡tÄ›ná výše teploty se obvykle pÅ™evede do viditelné formy mechanickou deformacÃ, zmÄ›nou barvy nebo pohybem barevného pole. Rozsah zmÄ›n v závislosti na délce působenà teploty je dán typem indikátoru a fyzikálnÄ›-chemickým principem, na nichž je založen. Indikátory teploty se dÄ›là na ty, které indikujà dosaženà kritické teploty, a dále na indikátory celkového tepelného úÄinku. V souÄasné dobÄ› jsou v zahraniÄà (pÅ™edevÅ¡Ãm USA) nabÃzeny jednoduché indikátory vhodné pro spotÅ™ebitelské balenà a signalizujÃcà pÅ™ijatelnost nebo nepÅ™ijatelnost výrobku. PoužÃvajà se pÅ™edevÅ¡Ãm pÅ™i balenà hotových jÃdel, masných nebo mlékárenských výrobků.
2. Indikátory atmosféry
V praxi lze tyto indikátory rozdÄ›lit na indikátory, které reagujà na obsah kyslÃku, indikátory oxidu uhliÄitého a indikátory vlhkosti. Indikátory složenà atmosféry jsou úzce spjaty s rozvojem balenà potravin v modifikované atmosféře. VÅ¡echny indikátory tohoto typu majà formu Å¡tÃtku s vyznaÄenou plochou nebo tablety v transparentnÃm sáÄku, jejichž barva se mÄ›nà v závislosti na složenà okolnÃho prostÅ™edÃ. Tyto indikátory se umÃsÅ¥ujà ve vnitÅ™nÃm volném prostoru a zmÄ›na barvy indikátoru se odeÄÃtá pÅ™es transparentnà obalový materiál. Podstata tÄ›chto indikátorů spoÄÃtá na oxidaÄnÄ›-redukÄnÃch zmÄ›nách citlivých barviv (napÅ™. metylenové modÅ™i) v důsledku chemické nebo enzymové reakce. DalÅ¡Ãm principem je zmÄ›na barvy pigmentů v důsledku posunu hodnoty pH. Indikátory kyslÃku jsou Äasto oznaÄovány jako indikátory neporuÅ¡enosti obalu. Indikátory oxidu uhliÄitého jsou oznaÄovány jako indikátory mikrobiálnà stability.
3. Indikátory Äerstvosti
Jsou založeny na detekci tÄ›kavých metabolitů (aminy, amoniak, oxid uhliÄitý, diacetyl) uvolňovaných bÄ›hem stárnutà balených potravin. V souÄasné dobÄ› je vyrábÄ›n jeden tento indikátor, který je urÄen pro monitorovánà balených ryb. ZmÄ›nou barvy reaguje na uvolňovánà tÄ›kavých aminů, které jsou typické pro zránà rybÃho masa.
Aktivnà balenà versus „pozitivnà seznamy“
Aktivnà a inteligentnà systémy balenà se použÃvajà pÅ™edevÅ¡Ãm v USA, Japonsku a Austrálii, kde sloužà k monitorovánà údržnosti nebo kvality a bezpeÄnosti potravin. V EvropÄ› zatÃm bylo vyvinuto málo tÄ›chto systémů. Je to dáno pÅ™edevÅ¡Ãm platnou legislativou v EvropÄ› týkajÃcà se materiálů pÅ™icházejÃcÃch do styku s potravinami. Tyto slouÄeniny musà být pÅ™edem schváleny, tzn. že se vyskytujà na „pozitivnÃm seznamu“. Tento seznam se vÅ¡ak vÄ›tÅ¡inou soustÅ™eÄuje pouze na slouÄeniny použÃvané k výrobÄ› nebo zlepÅ¡enà obalového materiálu. Složky sloužÃcà k jiným úÄelům (prodlouženà údržnosti) tento seznam neuvádÃ. Podle této legislativy dále platÃ, že celková migrace látek z obalového materiálu do potraviny nesmà pÅ™ekroÄit 60 mg/kg potraviny. Tento limit se vÅ¡ak nesluÄuje s cÃlem aktivnÃho balenÃ. PÅ™es zmÃnÄ›né skuteÄnosti Evropská unie od r. 1999 financuje výzkum zaměřený na tuto oblast. CÃlem je iniciovat novelizaci potravinářské legislativy týkajÃcà se materiálů pÅ™icházejÃcÃch do styku s potravinami. TÃm by se aktivnà a inteligentnà systémy dostaly do nových naÅ™Ãzenà v oblasti balenà potravin v EvropÄ›. Jejich aplikace také pÅ™edstavuje jednu z možnostà zajiÅ¡tÄ›nà systému kritických bodů pÅ™i realizaci systému výroby bezpeÄných potravin.
Eva NápravnÃková,
Ústav hygieny a technologie masa VFU Brno