Опаковка за околната среда 1. Въведение 2. Видове активни опаковки 3. Механизми на активна опаковка Храна 4. Нови тенденции

опаковка

. Прадас Баена, И. и Морено Рохас, Дж. Министерство на земеделието, рибарството и развитието на селските райони, Институт за изследване и обучение на земеделието и рибарството. Кордоба, 2016. 1-18 с. Цифров формат (електронна книга) - (Технологии след прибиране на реколтата и хранително-вкусовата промишленост) Този документ е лицензиран под лиценз Creative Commons. Приписване-некомерсиално-не производна работа. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es. Редактира JUNTA DE ANDALUCÍA. Институт за селскостопански и рибни изследвания и обучение. Министерство на земеделието, рибарството и развитието на селските райони. Кордоба, май 2016 г. Автор: Inmaculada Pradas Baena José Manuel Moreno Rojas ------------------------------------ --------- IFAPA, Centro Alameda del Obispo. Зона след прибиране на реколтата и селскостопанска индустрия

1. Въведение Потреблението на бързо хранене се е увеличило значително през последните години. Поради сложността и нетрайния характер на повечето пресни продукти, непрекъснато се търсят храни с висока хранителна стойност, високо качество и безопасност на храните, като всичко това осигурява и дълъг срок на годност. Това предизвикателство може да бъде постигнато чрез включване на активни свойства в контейнера. В традиционните опаковки контейнерът съдържа и защитава храната пасивно срещу външната среда, те функционират като физическа бариера. В активна опаковка контейнерът участва активно в консервирането на продукта, като по принцип абсорбира съединения, които влошават продукта или отделящи съединения, които спомагат за неговото запазване. Това е система за храна/контейнер/околна среда, която действа координирано за поддържане или дори подобряване на здравословното състояние, органолептичните свойства, качеството на опакованата храна и срока на годност на храната. Околна среда Контейнер за храни Фигура 1. Активен контейнер, в който контейнерът и храната си взаимодействат. Контейнерът отговаря на храната, като реагира с нея. 3/18

1. Въведение Целта на активната опаковка е да удължи срока на годност или да поддържа или подобри състоянието на храната, както и да коригира дефектите на пасивната опаковка. Съществуват определени процеси, например химически (окислителни процеси), физически (втвърдяване на хляба) или микробиологични (влошаване на храната от действието на микроорганизми), които играят решаваща роля в полезния живот на продукта. Активните материали са отговорни за модифицирането на тези определени условия или хранителни процеси. Благодарение на прилагането на подходящи активни системи, тези условия могат да бъдат регулирани. Таблица 1. Примери за проблеми с качеството и възможни решения с прилагането на активни опаковъчни системи. Проблем с качеството Активно решение за опаковане Окисление Система за абсорбиране на кислород Система за излъчване на антиоксиданти Преждевременно узряване Система за абсорбиране на етилен Система за излъчване на въглероден диоксид Развитие на микроорганизми Система за излъчване на антимикробни средства Система за излъчване на въглероден диоксид Влага/кондензация Система за абсорбиране на влага Регулираща система влажност 4/18

2. Активни механизми за опаковане Активните опаковки имат два механизма на действие: Вътре в контейнера. Активният материал се намира заедно с продукта в контейнера (в саше, плик или етикет). В самия опаковъчен материал. Активният материал е включен в самата пластмасова матрица и той или се освобождава по контролиран начин вътре в контейнера, или абсорбира някакво вещество. Предимства и недостатъци на активния материал, който се вгражда в контейнера: Предимства: Няма устройство, видимо или манипулирано от потребителя. Не е необходима специална опаковъчна система, използва се конвенционалната. Фигура 2. FreshPax S поглъщаща кислород и влага торба, която се вкарва заедно с храната вътре в контейнера Фигура 3. Пластмаса с интегриран абсорбатор на кислород, Cryovac OS1000 от Sealed Air Corporation Недостатъци: Активното вещество трябва да е съвместимо с процесите на разработване на контейнер. Възможно е да има нежелани проблеми с миграцията. 5/18

3. Видове активни опаковки Активните опаковки могат да бъдат класифицирани в няколко вида: Абсорбиращи системи: кислород, етилен, влажност, въглероден диоксид, неприятни миризми. Излъчващи системи: антиоксиданти, антимикробни средства, въглероден диоксид, пара, добавки. Системи, които регулират температурата на пакетирания продукт: самонагряващи се, самоохлаждащи се, микровълнови приемници. Системи, които контролират газообразната среда на пакетирания продукт: регулират нивото на въглероден диоксид, кислород, влажност, аромат, етилен, налягане. Генераторни системи: пяна. Всеки от тези видове контейнери ще бъде подробно описан по-долу. Фигура 4. Някои видове гъвкави опаковки и тави, широко използвани днес 6/18

3.1. Абсорбиращи системи за: Етилен Много плодове и зеленчуци, след като бъдат събрани, отделят газ етилен. Етиленът е растителен хормон, който задейства процеса на узряване на плодовете и зеленчуците, причинявайки омекотяване и влошаване на качеството на тези продукти. Най-използваният материал е калиев перманганат, който окислява етилена до въглероден диоксид и вода. Могат да се използват и зеолити. Тези системи се прилагат за плодове и зеленчуци като: банани, манго, авокадо, лук, домати, моркови. Таблица 3. Примери за търговски етилен-абсорбери Търговско наименование Ethysorb Evert-Fresh Green Keeper Green Pack Isolette Sorber Peakfresh PowerPellet Ethyl Stopper Производител Molecular Products Ltd. Evert-Fresh Corporation Super Bio Star S.A. Rengo Co. Purafil Inc. AT Plastic Ethylene Control Inc. Bioconservation S.A. Страна производител Обединено кралство Испания Канада Испания Фигура 7. Етиленови абсорбиращи торбички Ethyl Stopper de Bioconservación S.A. 8/18

3.1. Абсорбиращи системи за: Влага и ексудати Водата благоприятства микробиологичната промяна на храната, причинява омекотяване на сухи и хрупкави продукти като бисквити, тестени изделия и сладкиши и причинява слепване и втвърдяване в мляко на прах или сушено чрез замразяване кафе. Някои от използваните материали са: силикагел, минерални соли, полиакрилатни соли. Наличието на ексудатни течности (вода, кръв или други течности) в месните и рибните продукти намалява тяхното представяне и увеличава риска от влошаване на продукта. Материалите, които обикновено се използват, са целулоза и натриев полиакрилат. Пример за области на употреба: хлебни изделия, месо, риба и птици, готови за консумация ястия, закуски, зърнени храни, сухи храни, парчета плодове и зеленчуци. Таблица 4. Примери за търговски абсорбатори на влага Търговско наименование Производител Държава производител Peaksorb Supasorb Toppan Dry-Loc Австралия Малайзия Peakfresh Products Thermarite Toppan Printing Co. Sealed Air corporation Фигура 8. Запечатани въздушни Dri-Loc влагопоглъщащи подложки за месо и риба. 9/18

3.1. Абсорбиращи системи за: Въглероден диоксид Високата концентрация на този газ благоприятства развитието на анаеробни микроорганизми. Материалите, които обикновено се използват, са: натриев карбонат, калциев хидроксид, натриев хидроксид, калиев хидроксид, активен въглен. Пример за области на употреба: печено кафе, прясно месо и риба, ядки и други закуски и сладкиши. Неприятни миризми Материалите, които обикновено се използват, са: активен въглен, зеолити. Пример за области на употреба: храни, които могат лесно да се окислят, като протеини, мазнини в рибните продукти. Фигура 9. Абсорбираща подложка за излишна влага и миризми на киселина. MeatGuard от McAirlaid s. 10/18

3.2. Излъчващи системи: Тази група активни опаковки съдържа или произвежда вещества, които са предназначени да мигрират в главното пространство на опаковката на храните или в храната, за да се постигне ефект върху атмосферата на опаковката или върху самата храна, като хранителни добавки., антиоксиданти или антимикробни средства. Антиоксиданти Като антиоксиданти обикновено се използват етерични масла или естествени полифеноли, получени от плодове и зеленчуци. Въглероден диоксид Често използваните материали са калциев карбонат, железен карбонат, натриев бикарбонат/аскорбинова киселина. Обикновено се прилага в опаковки за месо и зеленчуци. Steam Материалите, които обикновено се използват, са подложки и хидратиран суперабсорбиращ гел. Добавки и ароматизанти Често се използват органични киселини, ензими, витамини, аромати, оцветители. Фигура 10. Активна опаковка с летливи вещества за удължаване срока на годност на белените и нарязани плодове. Тези пакети са разработени благодарение на проекта Easyfruit. Фигура 11. Активен контейнер с летливи вещества от капсулирани плодови сокове. Дясната купа.11.11

3.2. Излъчващи системи на: Антимикробни средства Антимикробните опаковки се основават на принципа на освобождаване на активен компонент през опаковъчния материал, докато той достигне храната, с по-голяма ефективност, отколкото ако тези агенти са включени в продукта, поради контрола по време на миграцията на агентите до повърхността на храната. Материалите, използвани като антимикробни средства, са етанол, хлорен диоксид, бактериоцини, органични киселини, етерични масла, екстракти от подправки. Пример за области на употреба: месо, сурови плодове, различни преработени и сурови храни, хлебни изделия, сушени рибни продукти. Фигура 12. Пластмаса, импрегнирана с алил изотиоцианат, антимикробно съединение, извлечено от уасаби. Wasaouro Фигура 13. Freund Corporation Antimold Tender етанол антимикробен чувал. Фигура 14. Flexomed антибактериална тава за смърф. 12/18

3.4. Системи, които регулират газообразната среда на опакования продукт: Тези системи се основават на контрола на въглеродния диоксид, кислорода, влажността, аромата, етилена, налягането. Някои от системите, които регулират газообразната среда на продукта, са: Модифицирана атмосфера, състои се от модификация на газообразната среда на продукта, като се получават атмосфери, различни от тези на въздуха. Използва се комбинация от инертни газове на база N2, CO2 и O2. Използва се за пакетиране на плодове, салати, сурови или варени месни продукти, приготвени или частично приготвени ястия. Полупропускливи, микроперфорирани филми. Полимери със селективна пропускливост за газове (O2 и CO2, етилен, водни пари). В случай на пресни плодове и зеленчуци, дъхът на пакетирания продукт може да се използва за създаване на вътрешна атмосфера и по този начин да се спести вмъкването на защитен газ. Клапани. Фигура 18. Примери за продукти, в които се използват модифицирани атмосфери (зеленчуци отляво и риби отдясно). 14/18

2.6. Системи за генериране на: пяна с помощта на топчета или джаджа с азот вътре. Фигура 19. Гинес със система за генериране на пяна вътре Процесът се състои от поставяне на празно приспособление в бутилката или консервата, след това пълненето на контейнера с бира и добавяне на малка капка течен азот непосредствено преди затварянето му. Тъй като течният азот има много ниска точка на кипене, той лесно се превръща в газ в контейнера, създавайки достатъчно налягане, за да запълни частично джаджата с бира. Когато контейнерът се отвори, налягането се освобождава и газът в джаджата се разширява бързо и принуждава бирата, която се съдържа вътре, да излезе през отворите или контролните клапани и след това азотните мехурчета генерират повече мехурчета и след няколко секунди бирата има пяна, която може да се реже с нож. 15/18

4. Нови тенденции Интелигентна опаковка. Те са тези, които следят условията на опакованата храна, като предоставят информация за качеството по време на нейната комерсиализация. Примери: температурни показатели, изтичане на газ, pH, свежест, зрялост, срок на годност. Тези пакети не са били толкова успешни в Европа поради високата цена. Ядливи покрития. Те са биоразградими филми, които прилепват към повърхността на храната, създавайки микро-атмосфера около нея. Най-често използваните съединения са полизахариди, липиди и протеини. Фигура 21. Съставен за приложение в дренчер (плодов душ) като ядливо покритие върху круши и ябълки. NaturCover от Decco. Фигура 20. Пример за интелигентна опаковка с индикатор за зрялост Фигура 22. Изображение на външния вид на круши от проба, направена с ядливото покритие, наречено Naturcover. 16/18

4. Нови тенденции Нанотехнологиите, прилагани при разработването на материали за опаковане. Такъв е случаят с включването на наночастици в полимерен материал, което позволява постигането на същите характеристики с по-ниска дебелина. В допълнение, тези наночастици осигуряват и други функции, като например увеличаване на твърдостта на материала, повишаване на якостта му на опън и подобряване на свойствата на бариерната термична или газова бариера. Разработване на биоразградими системи. Някои от използваните материали са: полимлечна киселина (получена от нишесте), поликапролактон, полидроксибутират-валерат, нишестен полимер. Фигура 23. Контейнери, направени с полимлечна киселина от NatureWorks. Фигура 24. Полимер с наночастици, абсорбиращи кислород. O2Block от Nanobiomatters. 17/18