STRESZCZENIE: Opakowania rozwijają się w ekspresowym tempie. Powstają coraz to nowsze, pozwalające na określenie jakości zapakowanego produktu. Jest to bardzo istotne, również w przypadku farmaceutyków. Jako idealny przykład można przedstawić opakowania inteligentne.
ABSTRACT: Packaging is developing at an express speed. New and newer ones are emerging, allowing to determine the quality of the packed product. This is very important, also for pharmaceuticals. As an ideal ex ample I can show the intelligent packaging.
Wstęp
Opakowania inteligentne zamiennie nazywane są mądrymi, sprytnymi. To opakowania, w których „dodatkowy element, cecha materiału opakowaniowego lub efekt interakcji między materiałem opakowaniowym a produktem pozwalają na kontrolowanie stanu bezpieczeństwa produktu w czasie przechowywania i na przekazanie tej informacji konsumentowi” [1][2]. Temperatura jest na ogół najważniejszym czynnikiem środowiskowym wpływającym na kinetykę pogorszeń chemicznych i fizycznych, a także na wzrost drobnoustrojów w produktach spożywczych. Zatem odpowiednie monitorowanie historii temperatury może prowadzić do udzielenia ostatecznych informacji o jakości lub bezpieczeństwie produktu [3].
Opakowania inteligentne zazwyczaj zawierają wtopione w materiał opakowania elektroniczne mikroczujniki chemicznych zmian przechowywania produktu albo kolorowe wskaźniki, które ukazują nieszczelność, zwiększoną ilość drobnoustrojów oraz temperaturę i czas przechowywania. W skład tego rodzaju opakowań wchodzą także enzymy i substancje zapachowe. Są one uwalniane m.in. podczas przechowywania. Powyższe opakowania dzielimy na takie, które: umożliwiają zachowanie pierwotnej jakości produktów, ułatwiają przygotowywanie potraw, zapewniają wygodę stosowania oraz chronią przed destrukcją [4]. Do grupy najsłabiej rozpoznawalnych i najrzadziej stosowanych opakowań inteligentnych zaliczamy te umożliwiające monitoring jakości produktów, które się w nich znajdują. Ich podział wygląda następująco: wskaźnik czasu i temperatury, wskaźnik obecności gazów i wskaźnik jakości. Najczęściej wykorzystywanym wskaźnikiem w logistyce jest wskaźnik temperatury i czasu, tzw. TTI. Pozwala na dostrzeżenie różnicy pomiędzy temperaturą optymalną a temperaturą w danym momencie [5]. Na jakiej zasadzie działa? Jest to enzymatyczna hydroliza tłuszczów lub chemiczna reakcja polimeryzacji albo rezultat fizycznej dyfuzji roztworów o barwie zmienionej chemicznie. Wskaźnik ten odczytuje temperaturę np. podczas magazynowania czy obrotu towarami. Gdy temperatura jest wyższa niż ta zaprogramowana, a upłynął określony czas, to indykator zmienia barwę. Wskaźniki wykorzystuje się także do kontrolowania temperatury podczas transportu. Umieszczenie ich w opakowaniu zbiorczym umożliwia zmniejszenie strat [1, 6, 7].
Opakowania farmaceutyków stanowią bardzo wymagający rynek. Dobierając odpowiednie opakowanie należy brać pod uwagę nie tylko sam lek, ale też czas i warunki przechowywania. Idealny wskaźnik TTI powinien charakteryzować się następującymi właściwościami [8, 9,10]:
– Wykazywanie ciągłych zmian zależnych od czasu i temperatury
– Otrzymane reakcje są łatwo mierzalne i nieodwracalne
– Jest niezawodny, dając spójne odpowiedzi po ekspozycji na identyczne warunki temperaturowe
– Ma niski koszt
– Jest elastyczny, dzięki czemu różne konfiguracje można adaptować dla różnych zakresów temperatur (np. zamrożone, schłodzone, temperatura pokojowa)
– Jest mały, łatwo zintegrowany jako część pakietu żywności i kompatybilny z szybkim procesem pakowania
– Ma długi okres przydatności do użycia przed aktywacją i można go łatwo aktywować
– Nie ma wpływu na warunki otoczenia inne niż temperatura, takie jak światło, pH i zanieczyszczenia powietrza
– Jest odporny na normalne zużycia mechaniczne i nie można zmienić jego reakcji
– Jest nietoksyczny, nie stwarza zagrożenia bezpieczeństwa
Wskaźniki TTI możemy podzielić na 3 kategorie [9]:
– CTI wskaźnik krytycznej temperatury: temperatura na poziomie wyższym lub niższym niż temperatura odniesienia dla danego produktu
– CTTI wskaźnik krytycznej temperatury w funkcji czasu: całkowity czas powyżej lub poniżej krytycznej temperatury
– TTI – wskaźnik temperatury i czasu: historia poziomu temperatury, związanej z przechowywaniem produktu
Jako przykład TTI można podać wskaźnik czasowo-temperaturowy firmy 3M o nazwie MonitorMark. Nie tylko sygnalizuje on przekroczenie temperatury progowej, ale również zapewnia łatwy do odczytania sygnał wizualny w celu oszacowania minimalnego czasu, jaki produkt spędził powyżej temperatury progowej. Posiada on wskaźnik wysokiego kontrastu, który zmienia kolor na niebieski w wyniku ekspozycji na podwyższone temperatury. Wskaźnik jest nieodwracalny, zapewniając stały zapis ekspozycji na temperaturę nawet po powrocie temperatury do akceptowalnego poziomu [10].
Innym przykładem opakowań inteligentnych posiadających wskaźnik TTI jest Pen Label firmy Schreiner Medipharm. Zmiana barwy następuje przy osiągnięciu temperatury pokojowej oraz w temperaturze chłodzenia. Jest to istotne z uwagi na fakt, że preparaty do insuliny przed pierwszym użyciem należy przechowywać w lodówce, a po otwarciu w temperaturze pokojowej.
W ostatnich dziesięcioleciach przeprowadzono wiele badań nad opracowaniem nowych i skutecznych etykiet ze wskaźnikiem TTI. Jednak tylko niektóre z nich zostały opatentowane i skomercjalizowane, a inne osiągnęły etap prototypowy.
Wykorzystywanie TTI umożliwia wskazanie obszarów problematycznych w dystrybucji oraz ich rozwiązanie. Ułatwia także planowanie i zarządzanie produktami ze zbliżającym się do końca okresem przydatności. Dla pacjentów oznacza to większą wiedzę na temat przechowywania leków, a co za tym idzie mniejsze ryzyko użycia zepsutego czy przeterminowanego leku.
Bibliografia:
[1] Nauki inżynierskie i technologie 3 (10)/2013. Współczesne opakowania dla przemysłu żywnościowego. B. Sykut, K. Kowalik, P. Droździel. Pol. Lubelska
[2] Zasada działania innowacyjnych opakowań inteligentnych w przemyśle żywnościowym. Artykuł przeglądowy, Mateusz Cichoń, Tomasz Lesiów, Nauki inżynierskie i technologie. Engineering sciences and technologies 2 (9). 2013
[3] Active and smart packaging – Novel packaging methods to assure the quality and safety of foods. SIG AHVENAINEN, R., HURME, E. and SMOLANDER, M., 1998
[4] art. New EU regulation aspects and global market of active and intelligent packaging for food industry applications. Donatella Restuccia a,*, U. Gianfranco Spizzirri a, Ortensia I. Parisi a, Giuseppe Cirillo a, Manuela Curcio a, Francesca Iemma a, Francesco Puoci a, Giuliana Vinci b, Nevio Picci a Food Control 21 (2010) 1425-1435
[5] Co potrafią inteligentne opakowania?, Prokreacja 2007, s. 38-39
[6] Kinetic parameter estimation of time-temperature integrators intended for use with packaged fresh seafood, Teresa Flores Mendoza, University of Florida, 2003
[7] Development and characterization of a prototype of a lactic acid-based time-temperature indicator for monitoring food product quality, Chahattuche Wanihsuksombat a, Vipa Hongtrakul b, Panuwat Suppakul, Department of Packaging and Materials Technology, Faculty of Agro-Industry, Kasetsart University, Bangkok 10900, Thailand, 15 May 2010
[8] Modelling the use of time-temperature indicators in distribution and stock rotation P. S. Taoukis, National Technical University of Athens
[9] Time Temperature Indicators (TTIs) a Historical Perspective, Current Applications and Usage Peter Rönnow Ph. D. Vitsab International AB, 6th International Cold Chain Management, Bonn 06.06.2016
[10] MonitorMarkTM, Time Temperature Indicators, 3M microbiology, 11-2006 VLM 78-6901-2024-7
[11] Opakowania Inteligentne. R. Cierpiszewski. Acta Poligraphica 02/2015
Magdalena Bukowska-Skwarek,
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
