Nove tehnologije u pakiranju hrane - Prehrambeno

Dr. sc. Lidija Jakobek, doc.
Prehrambeno-tehnološki fakultet
Zavod za primijenjenu kemiju i ekologiju
Katedra za primijenjenu kemiju i instrumentalne metode
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Nove tehnologije u pakiranju hrane
Pakiranje-jedan od najvažnijih procesa za održavanje kvalitete hrane
za vrijeme transporta, skladištenja, do krajnje uporabe
Održavanje kvalitete
Informacija
Prikladnost
Zaštita
Osnovne funkcije
profit
Ostvariti očuvanje hrane
Sigurno dostaviti hranu do potrošača
1
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Nove tehnologije u pakiranju hrane
Novi trendovi u pakiranju hrane
Materijali s velikim barijernim
karakteristikama
sigurnost
prilagodljivost
Prirodna ambalaža i ambalaža
prikladna za okoliš
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Nove tehnologije u pakiranju hrane
Aktivno i inteligentno pakiranje
Pakiranje u modificiranoj atmosferi
Jestivi filmovi/premazi
Nove tehnologije pakiranja
2
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Nove tehnologije u pakiranju hrane
•
•
•
•
•
•
•
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Dodatne funkcije pakiranja
Hvatanje kisika
Inteligentna funkcija
Antimikrobna funkcija
Kontrola atmosfere unutar pakiranja
Jestivost
biorazgradivost
AKTIVNO PAKIRANJE
3
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Aktivno pakiranje
•
Izraz “aktivno pakiranje” – prvi puta primijenjen 1987.
godine
•
materijal koji je konstruiran na način da otpušta aktivne
komponente u hranu ili ih apsorbira iz hrane s ciljem
produljenja trajnosti, održavanja ili poboljšavanja uvjeta
pakiranja
Sistemi hvatanja/smanjenja koncentracije kisika
Sistemi hvatanja ugljikovog dioksida
Aktivno pakiranje
Sistemi hvatanja vlage
Antimikrobna pakiranja
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
KOMERCIJALNI OBLICI AKTIVNOG PAKIRANJA
Umetanje u strukturu pakiranja / ambalažnog materijala
Vanjski sloj (plastika)
Sloj hvatanja kisika (oksidirajući polimer)
Unutrašnji sloj (plastika)
Različiti umetci / kesice
4
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Sistemi hvatanja/smanjenja koncentracije kisika
Izvedba
-Kesice s metalnim prahom podložnim oksidaciji
-Polimerna ambalaža koja u svojoj strukturi ima
ugrađene adsorbere kisika
Ageless – fini prah Fe
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Vanjski sloj
Pasivna barijera
Aktivni slojadsorber kisika
Sloj u kontaktu
S namirnicom
Adhezivni slojevi
Višeslojna ambalaža s inkorporiranim adsorberima kisika
5
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Pasivna barijera
O2
O2
O2
O2
O2
O2
Aktivna barijera
O2
O2
O2
O2
O2
O2
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Sistemi kontroliranja ugljikovog dioksida
Hvatanje ili otpuštanje CO2
Može biti i nepoželjan kada je prisutan u prevelikoj
količini (sirevi, kava)
-Kesice s adsorberima CO2 (Ca(OH)2 koji reagira s CO2)
-ugradnja jednosmjernih ventila na pakiranje kave
Ventil sprečava ulazak kisika,
Omogućuje izlazak CO2
6
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Sistemi hvatanja vlage
Kesice s adsorberima vlage - silikagel
Kod pakiranja voća – presvlake sa svojstvima protiv zamagljivanja
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Uklanjanje mirisa
Neugodni mirisi-zbog procesiranja hrane
- nastajanje neugodnih mirisa tokom vremena
Usmjerenost na
specifične reakcije
Naringin u soku od
grejpa
–uklanjanje
Naringinaza imobilizirana
u filmu
celuloznog triacetata
7
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Uklanjanje etilena
Adsorberi unutar
plastičnih vrećica
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Kalij-permanganat
u PE
Metalni kompleksi koji
reagiraju s etilenom
Izbor aktivnog pakiranja
Ekonomska prednost
Hrana osjetljiva na
oksidacijske promjene
Dodatni tehnološki procesi
Inertni plin
Primjena aktivnog
pakiranja
s adsorberima kisika
skuplje
Smanjenje troškova
proizvodnje
Ograničenja u procesu
Pakiranje voćnih sokova- O2
Pjenjenje
se uklanja vakuumom ili inertnim plinom
Uklanjanje O2
Nema pjenjenja
s adsorberima kisika
Vremenski zahtjevni procesi
Nastajanje CO2 u kavi
-vremenski proces
Jednosmjerni ventili na
pakiranju
Kesice s adsorberima CO2 ili O2
8
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Sekundarni efekti
Pakiranje piva u PET
ambalažu
PET-velika propusnost
kisika
Taj efekt ne postiže se
Staklenom ambalažom
Troslojni PET
u sredini
ima adsorbere
kisika
No hvata se i kisik
otopljen u pivu
Povećana prikladnost
Veća potreba za ambalažom koja održava toplinu
Samozagrijavajuće čaše i limenke
Limenke koje se same hlade
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
ANTIMIKROBNI SISTEMI PAKIRANJA
-sistem koji može uništiti ili inhibirati rast mikroorganizama i time
produžiti vijek trajanja proizvoda i povećati njegovu sigurnost
Antimikrobni materijal pakiranja
Izvedba
Plinovi
Antimikrobni agens unutar prostora pakiranja
ili unutar namirnice
Plinovi s antimikrobnim svojstvima unutar pakiranja
ugljikov dioksid u MAP
sumporov dioksid za bobičasto voće
pare etanola
vakuum, pare dušika, pakiranje s adsorberima
kisika – mogu djelovati i antimikrobno
9
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Hrana
Hrana
Antimikrobne prevlake
na standardnom
ambalažnom materijalu
Imobilizacija antimikrobnog
reagensa u polimerni
ambalažni materijal
Hrana
Hrana
Antimikrobni
podlošci
Vrećice koje sadrže
hlapljive antimikrobne
reagense
Hrana
Antimikrobne jestive
prevlake
Mogući načini za konstruiranje antimikrobnog pakiranja
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Perforirani film polipropilena
Sloj s wasabi ekstraktom
Vlaknasti sloj
Dizajn ambalažnog materijala u koji je inkorporiran biljni ekstrakt
10
Kemijski reagensi
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Prirodni reagensi
Antimikrobne tvari
Probiotici
Klasifikacija
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Antimikrobni agens
Organske kiseline
Octena, mliječna, limunska, sorbinska, jabučna
Soli kiselina
Na-benzoat
Alkohol
Etanol
Bakteriocini
Nizin, pediocin, subtilin, lakticin
Masne kiseline
Laurinska kiselina
Enzimi
Lizozim, glukoza oksidaza, laktoperoksidaza
Metali
Srebro, cink, bakar
Antioksidansi
BHA,BHT, soli Fe
Antibiotici
Natamicin
Fungicidi
Imazalil, sumporni dioksid
Fenoli
Katehin
Hlapljivi biljni spojevi
Eugenol, terpineol
Ekstrakti biljaka/začina
Ekstrakti grožđa, grejpa, ulje ružmarina, ulje origana,
Probiotici
Bakterije mliječne kiseline
Utjecaj antimikrobnih aditiva na neke mikroorganizme
Film
Micrococcus
luteus
Listeria
innocua
Salmonella
enteritidis
Escherichia
coli
Staphylococcus
aureus
Kontrolni
uzorak
-
-
-
-
-
S nizinom
++
-
-
-
-
S lizozimom
+
-
-
-
-
Nizin + EDTA
++
-
-
-
-
Lizozim+EDTA
+
-
-
-
-
Nizin+lizozim+
EDTA
+++
+++
+++
+++
+++
S EDTA
++
-
-
-
-
EDTA+ekstrakt
sjemenki grejpa
++
++
+
++
++
Ekstrakt
sjemenki grejpa
++
-
-
-
-
Od – (bez inhibiranja rasta) do +++ (jaka inhibicija)
11
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
INTELIGENTNO PAKIRANJE
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Inteligentno pakiranje
Sistem pakiranja koji može “osjetiti” promjene koje utječu na proizvod
i informirati potrošača o tim promjenama
-materijal pakiranja dolazi u dodir s hranom, ukazuje na stanje
upakirane hrane te daje informacije o proizvodu
-sistemi pakiranja koji omogućuju više pogodnosti pri pripremi namirnice
Interaktivno inteligentno U pakiranju senzori koji obavještavaju potrošača
pakiranje
da je proizvod oštećen
Eksterni indikatori
Interni indikatori
-Na vanjskom dijelu pakiranja
-indikatori vremena, temperature, fizičkog šoka
U unutrašnjosti pakiranja
Indikatori propuštanja O2, CO2,
indikatori mikroorganizama
Indikatori koji povećavaju efikasnost protoka informacija
Specijalni bar kodovi koji pohranjuju informacije o namirnici
12
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Primjeri pokazatelja koji se koriste kod inteligentne ambalaže
Tehnika
Princip/aktivna
komponenta
Pokazatelj
vrijemetemperatura
Mehanički
Kemijski
Enzimski
Hrana čuvana u
hladnjačama
Pokazatelj kisika
Redoks boje
pH boje
Hrana čuvana u
ambalaži s
niskom konc.
kisika
Pokazatelj rasta
pH boje
mikroorganizama Boje koje
reagiraju s
određenim
metabolitima
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
Primjena
Aseptički
proizvodi
1. Inteligentno pakiranje koje omogućuje više pogodnosti
Indikatori kvalitete
Tinta osjetljiva na promjenu temperature
Indikatori za skladištenje, distribuciju
EAS sistem
“electronic article surveillance”
“elektronski nadzor nad artiklima”
13
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
1. Inteligentno pakiranje koje omogućuje više pogodnosti
RFID sistem
“radiofrekvencijska identifikacija”
“radio frequency identification”
Proizvod s
RFID tagom
RFID čitač
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
1. Inteligentno pakiranje koje omogućuje više pogodnosti
Poboljšana priprema hrane i kuhanje
Samorashladne limenke
Upotrebljava se latentna toplina isparavanja vode
za nastanak efekta hlađenja
Evaporacijska komora i kemikalija na bazi soli
uklopljene su u sistem pakiranja
Samozagrijavajuće limenke
Toplina se stvara u kemijskoj reakciji
14
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
1. Inteligentno pakiranje koje omogućuje više pogodnosti
“Samorashladna” limenka
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
1. Inteligentno pakiranje koje omogućuje više pogodnosti
Grijanje – egzotermna kemijska reakcija
Između vode i higroskopne soli
CaCl2 + 6H2O
CaCl2x6H2O + toplina
15
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
2. Inteligentno pakiranje koje omogućuje poboljšanje kvalitete
i vrijednosti proizvoda
Indikatori svježine i mikrobnog kvarenja
Indikatori temperature i vremena
Katedra za
primijenjenu
kemiju
i instrumentalne
metode
2. Inteligentno pakiranje koje omogućuje poboljšanje kvalitete
i vrijednosti proizvoda
Indikatori koncentracije plina
Indikator kisika – ružičasta boja ispod 0.1%
kisika
16
17