Activitățile de inovare a ambalajelor alimentare s-au extins treptat de ani de zile spre dezvoltarea ambalajelor inteligente. Această evoluție reflectă nevoia emergentă de modalități noi și eficiente de a reduce procesele tehnologice, de a rezolva probleme de siguranță și calitate, și pentru a diminua pierderile de produse.
În mod tradițional ambalarea alimentelor este esențială pentru menținerea siguranței alimentelor în timpul depozitării, transportului și vânzării acestora. De asemenea, ambalajul alimentar este folosit pentru îmbunătățirea calității alimentelor și pentru a oferi consumatorilor descrieri ale produselor.
În acest sens textul și graficele de pe materialele de ambalare oferă cumpărătorului o privire de ansamblu asupra unui produs, fiind necesară imprimarea sau gravarea lor în scop informațional. Ambalajul poate fi, de asemenea, proiectat pentru a îmbunătăți ușurința de manipulare și depozitare a alimentelor sau pentru a rezista operațiunilor de gătit, cum ar fi fierberea, coacerea sau gătirea cu microunde.
În consecință, materialele de ambalare a alimentelor trebuie să fie extrem de versatile, putând fi prelucrate în diferite dimensiuni și forme, precum și să aibă diferite atribute funcționale. Astfel, o nouă generație de materiale de ambalare inteligente este în curs de dezvoltare pentru a monitoriza continuu proprietățile alimentelor și pentru a oferi informații în timp real despre maturitatea, calitatea și siguranța acestora.
Timpul și temperatura sunt factori cheie care afectează calitatea majorității alimentelor. Aproape toate alimentele au o limită de valabilitate, dar este dificil de determinat dacă data de expirare a alimentelor a fost scurtată din cauza expunerii la alți factori de mediu. În mod similar, temperatura este, de asemenea, unul dintre factorii cheie care afectează calitatea majorității alimentelor. Prin urmare, este foarte important să se realizeze o monitorizarea în timp real în lanțul de aprovizionare.
Indicatorul timp-temperatură (ITT) poate fi utilizat pentru a înregistra și a indica istoricul termic al perioadei de valabilitate rămase a alimentelor în întregul proces de depozitare, distribuție și consum. Principiul de funcționare al ITT se bazează pe reacțiile diferite dintre două sau mai multe substanțe în procesul schimbărilor acestor parametri de interes, rezultând decolorarea ireversibilă a indicatorului ca reacție dominantă conform Soltani Firouz și Mohi-Alden. În prezent, indicatorul timp-temperatură poate fi împărțit în ITT chimic, ITT fizic, ITT de reacție enzimatică, ITT microbian și altele.
Un ITT fizic, de exemplu, se bazează pe difuzie, nanoparticule și electroni. La absorbția căldurii, morfologia de suprafață a nanoparticulelor de metal (nanoparticule de argint/aur) se modifică, ceea ce duce la mutarea numărului de undă în regiunea vizibilă, iar apoi culoarea se schimbă conform cercetătorilor Lim, Gunasekaran și Imm. ITT electronic convertește semnalul de temperatură într-un semnal electric prin intermediul senzorului termic și apoi transformă semnalul electric în ieșire vizuală ca indicator.
Indicatorii de prospețime supraveghează calitatea produselor alimentare în timpul depozitării și transportului. Un exemplu pentru un indicator de prospețime este un senzor de la FQSI (Food Quality Sensor International Inc., Lexington, MA, SUA), care este capabil să detecteze aminele biogene. Acesta este un autocolant aplicat pe interiorul ambalajului și indică faptul că a fost atins un nivel critic de creștere bacteriană printr-o schimbare de culoare, din portocaliu în maro.
Fructele de mare, de exemplu, sunt o sursă importantă de acizi grași, vitamine și minerale însă aceste alimente sunt în egală măsură perisabile și predispuse la alterarea chimică și microbiană în timpul depozitării. Prin urmare, există un interes considerabil pentru dezvoltarea materialelor de ambalare inteligente care sunt sensibile la modificările pH-ului. Astfel, extractele de antociani de dud (senzori de pH) au fost închise în pelicule de gelatină/alcool polivinilic concepute pentru a monitoriza calitatea peștelui iar autorii studiului au raportat că filmul și-a schimbat culoarea de la violet la violet gri la verde închis pe măsură ce timpul de depozitare a crescut, ceea ce a indicat deteriorarea peștelui.
Prospețimea laptelui a fost monitorizată prin schimbarea culorii ambalajului. Au fost dezvoltate și materiale inteligente de ambalare a alimentelor pentru fructe, legume și diverse alte produse alimentare. De exemplu, prospețimea guavei a fost monitorizată prin utilizarea unui film colorimetric. Această peliculă s-a schimbat de la albastru la verde atunci când guava a devenit prea coaptă, ceea ce a fost atribuit generării de compuși organici volatili (cum ar fi acidul acetic) care au redus pH-ul.
Diferite tipuri de ambalaje inteligente sunt utilizate pentru diferite categorii alimentare și medii de stocare, de exemplu, filmele pot fi modelate direct ca ambalaje inteligente pentru alimente, dar codurile de bare și etichetele pot fi folosite doar ca parte a ambalajelor inteligente pentru alimente. În plus, deși etichetele de identificare prin radiofrecvență (RFID) sunt mai sensibile și pot stoca informații, acestea costă mai mult. Prin urmare, în utilizarea efectivă, este necesar să se ia în considerare valoarea și utilizarea ambalajelor inteligente pentru alimente și a alimentelor ambalate pentru a alege ambalajul alimentar inteligent adecvat.
Articol de Larisa Ivan
