W ostatnich kilkunastu latach obserwuje się zwiększone zainteresowanie opakowaniami aktywnymi i inteligentnymi. Związane jest to z potrzebą dostarczania bezpiecznej i wysokiej jakości żywności oraz pojawiającymi się nowymi preferencjami konsumentów, którzy coraz częściej poszukują produktów o wyższej jakości, jednak mniej przetworzonych i zawierających mniej dodatków [1]. Konsumenci jednocześnie oczekują dłuższego okresu przechowywania oraz możliwości łatwego przygotowania do spożycia zakupionej żywności. Wymagania te mogą przyczynić się do wzrostu cen, ale część konsumentów byłaby skłonna zaakceptować taką zmianę [2]. Potencjalne czynniki, które mogą mieć wpływ na rozwój opakowań aktywnych i inteligentnych, znaleźć również można w pracy Olsmats i Jari Kaivo-oja [3]. Autorzy przedstawiając główne kierunki rozwoju opakowań uważają, że powinny one:
n przyczyniać się do zmniejszenia ilości odpadów,
n zapewniać lepszą ochronę żywności oraz posiadać wyższą barierowość w celu zmniejszenia strat i przedłużenia okresu przydatności do spożycia,
n być projektowane w taki sposób, aby pozwalały na komunikację pomiędzy produktem a użytkownikiem.
Wprawdzie nie ma w nich bezpośredniego odniesienia do opakowań aktywnych i inteligentnych, ale przedstawione wymagania mogą być spełnione przez zastosowanie takich rozwiązań. Zgodnie bowiem z definicją zawartą w Rozporządzeniu Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1935/2004 zadaniem opakowań aktywnych jest przedłużenie okresu przydatności żywności do spożycia i w tym czasie stan opakowanej żywności nie powinien ulec obniżeniu. Natomiast opakowania inteligentne umożliwiają monitorowanie jakości znajdujących się w opakowaniu produktów i komunikowanie ewentualnych zmian konsumentowi [4]. Dzięki swoim właściwościom opakowania aktywne i inteligentne mogą nie tylko utrzymać na odpowiednim poziomie i monitorować jakość żywności, ale także przyczynić się do zmniejszenia jej marnotrawstwa.
Do opakowań aktywnych należą m.in.: pochłaniacze tlenu, regulatory etylenu, adsorbery wilgoci, adsorbery i emitery dwutlenku węgla, opakowania przeciwdrobnoustrojowe.
Natomiast wśród opakowań inteligentnych warto wyróżnić: wskaźniki TTI, wskaźniki świeżości, wskaźniki obecności gazów.
Rozwój opakowań inteligentnych obserwuje się od ok. 30 lat. Najwcześniej na rynku rozwiązania tego typu pojawiły się w Japonii, następnie w USA, a w Europie dopiero w obecnym wieku. Prawdopodobnie ich późniejsze wprowadzanie na rynek europejski wynika przede wszystkim z obowiązywania bardziej restrykcyjnych regulacji prawnych. Dlatego intensywniejszy rozwój w tym zakresie w krajach Unii Europejskiej obserwuje się dopiero po wejściu w życie rozporządzenia ramowego Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1935 z 2004 roku [5,6]. Wzrost zainteresowania opakowaniami inteligentnymi w Europie znajduje również odzwierciedlenie we wzrastającej liczbie krajowych i europejskich projektów badawczych związanych z ich rozwojem [7]. Prognozuje się, że pomiędzy latami 2011 i 2021 sprzedaż na świecie opakowań aktywnych, inteligentnych oraz sprytnych wzrośnie z 11,7 mld USD w 2011 roku do 25 mld USD w 2021 roku. Skumulowany roczny wskaźnik wzrostu oceniono w tym okresie na 7,7% [8].
Patenty odgrywają ważną rolę we współczesnej gospodarce będąc środkiem do rozpowszechniania i efektywnego wykorzystania technologii, promując innowacyjność i wynagradzając za osiągnięcia w tym zakresie. Dzięki patentom następuje ujawnienie pomysłów, które mogą być wykorzystane w technologii w zamian za uzyskanie ograniczonego w czasie monopolu na zaproponowany wynalazek [9]. Zapoznanie się z rejestrami patentów może być użyteczne w wielu przypadkach, np. przy wyznaczaniu strategii badań czy badaniu możliwości wprowadzenia nowych rozwiązań na rynek. Informacja patentowa powinna być przedmiotem zainteresowania m.in. właścicieli przedsiębiorstw, pracowników firm badawczo-rozwojowych, doradców biznesowych [10].
Nieco inne zadanie mają publikacje, które służą wymianie myśli naukowej, a ich liczba świadczy o zainteresowaniu danym problemem. Zrozumiałe jest również, że zgłoszenia patentowe poprzedzają publikacje w czasopismach naukowych.
W niniejszej pracy do wyszukiwania patentów wykorzystano bazę Lens, oferującą dostęp do większości ogólnodostępnych dokumentów patentowych na świecie oraz dostępnych publicznie baz zintegrowanych z literaturą naukową i techniczną [11]. Badano okres od 1.01.1950 do 1.05.2015 roku. Natomiast publikacje na dany temat w czasopismach naukowych wyszukiwano za pomocą bazy Science Direct.
Na rys. 1 i 2 przedstawiono liczbę publikacji oraz patentów dotyczących opakowań aktywnych i inteligentnych opublikowanych w latach 1950-2015. Z przedstawionych danych wynika, że wyraźny wzrost zainteresowania takimi rozwiązaniami nastąpił po roku 2000. Przy tym liczba wniosków patentowych i przyznanych patentów związanych z opakowaniami aktywnymi osiągnęła swoje maksimum, natomiast widoczny jest wzrost liczby publikacji w ostatnich 5 latach. Nieco inaczej zmienia się aktywność publikacyjna i patentowa w zakresie opakowań inteligentnych. Zainteresowanie tego typu zagadnieniami rośnie nieustannie, a liczba publikacji przekracza liczbę wniosków patentowych i przyznanych patentów.
W tabelach 1 i 2 przedstawiono liczbę przyznanych patentów i wniosków patentowych w zależności od kraju. Najwięcej patentów zarejestrowano w: Stanach Zjednoczonych, Japonii, Chinach, Kanadzie i Australii. Niską aktywnością cechują się kraje europejskie, w których poza Wielką Brytanią patentuje się zaledwie po kilka rozwiązań rocznie. Być może większość patentów europejskich zawarta jest w bazach prowadzonych przez WIPO (Word Intellectual Property Organization) i EPO (European Patent Office). Charakterystyczne jest, że w Japonii, w której opakowania aktywne i inteligentne rozpoczęły swoją rynkową karierę, maksymalna aktywność w zakresie patentowania przypadła na lata 1990-2000. W kolejnych latach liczba wniosków i przyznanych patentów wyraźnie zmalała. Przeciwną tendencję obserwuje się w przypadku Chin, gdzie liczba zgłoszeń i przyznanych patentów wzrosła tak szybko, że w latach 2010-2015 kraj ten zajął drugie miejsce po USA, mimo że do roku 2004 patentowano tam niewiele rozwiązań dotyczących opakowań aktywnych i inteligentnych.
W kolejnych tabelach (tab. 3 i 4) dokonano zestawienia firm, które najczęściej występowały o przyznanie patentów w zakresie opakowań aktywnych i inteligentnych. W przypadku opakowań aktywnych przedstawiono jedynie wyniki związane z pochłaniaczami tlenu, gdyż zainteresowanie nimi jest zdecydowanie większe niż pozostałymi rozwiązaniami. Biorąc pod uwagę liczbę patentów, największą aktywność wykazują firmy Mitsubishi Gas Chem. Co. (301) i Cryovac Inc (217).
Przeglądu patentów dotyczących pochłaniaczy tlenu dokonał również Foltynowicz [13], który analizował aktywność patentową w okresie ostatnich 20 lat, tzn. pomiędzy 1994 a 2013 rokiem. W wyniku prowadzonych przeszukiwań znaleziono w różnych bazach danych ponad 3000 zgłoszeń patentowych i przyznanych patentów. Liderami w zakresie intensywności patentowania były USA i Japonia, a najbardziej aktywnymi firmami: Mitsubishi Gas Chemical Co., Grace WR&Co, Toppan Printing Co Ltd, Cryovac Inc. W omawianej pracy prowadzono również badania obejmujące węższy zakres tematyczny, tzn. analizowano aktywność patentową w zakresie pochłaniaczy opartych na żelazie oraz polimerach.
Na rys. 3 porównano liczbę patentów z zakresu pochłaniaczy tlenu wykazanych w bazie Lens w latach 1950-2015 i Thomas Reuters Patent Database w latach 1994-2013 (na podstawie [13]). Podano również liczbę patentów obejmujących wszystkie rozwiązania aktywne. Z danych na rysunku wynika, że liczba patentów dotyczących pochłaniaczy tlenu osiągnęła maksimum na początku lat 200
0, a następnie systematycznie maleje.
Wzrost sprzedaży pochłaniaczy tlenu koresponduje w pewnej mierze z liczbą przyznawanych patentów w poszczególnych krajach. W roku 1996 sprzedaż pochłaniaczy tlenu w Japonii przekroczyła 10 mld sztuk, kilkaset milionów w USA i kilkadziesiąt milionów w Europie. Całkowitą wartość sprzedaży oceniono na 200 mln USD [14]. Natomiast szacunki dotyczące globalnego rynku pochłaniaczy tlenu dokonane w 2001 roku przez Pira International Ltd. mówiły o sprzedaży w Japonii 12 mld sztuk, w USA 500 mln, a w Europie Zachodniej 300 mln. Zakładano również, że w roku 2007 w Japonii zostanie sprzedanych 14,4 mld pochłaniaczy tlenu, w USA 4,5 mld, a w Europie Zachodniej 5,7 mld [15]. Na tak duży wzrost sprzedaży adsorbentów tlenu ma wpływ przede wszystkim popularność butelek wykonanych z PET z wbudowanym pochłaniaczem oraz zamknięć i kapsli do piwa oraz innych napojów, w których wykorzystuje się to rozwiązanie [16].
Jako osobną grupę potraktowano opakowania przeciwdrobnoustrojowe (rys. 4), przede wszystkim ze względu na ogromną ich różnorodność oraz dużą liczbę patentów. Opakowania przeciwdrobnoustrojowe należą do opakowań aktywnych, które równie często są przedmiotem publikacji w czasopismach naukowych. Podobnie jak w przypadku wcześniej analizowanych rozwiązań, liczba patentów z zakresu opakowań przeciwdrobnoustrojowych rośnie w ostatnich latach. Warto wskazać imponujący wzrost liczby patentów zarejestrowanych w Chinach. Przed rokiem 2005 zarejestrowano w tym kraju 15 patentów, w okresie od roku 2005 do 2009 – 54 patenty, a od 1 stycznia 2010 do 1 maja 2015 roku – 382.
Jako osobną kategorię wyodrębniono rozwiązania oparte na nanocząstkach, co wynika ze specyfiki takich materiałów. Dzięki korzyściom, jakie daje rozmiar nano, stosuje się je zarówno w rozwiązaniach z zakresu opakowań aktywnych, jak i inteligentnych. Na rys. 5 przedstawiono aktywność patentową i publikacyjną z obszaru nanotechnologii w opakowalnictwie. Poza rozwiązaniami aktywnymi i inteligentnymi zawierają się w nich również materiały opakowaniowe, których właściwości zmodyfikowano przez wprowadzenie nanocząsteczek. Z przedstawionych danych wynika, że zainteresowanie badaniami związanymi z nanotechnologią w opakowalnictwie gwałtownie wzrosło po roku 2000. Należy jednak zaznaczyć, że mimo wzrostu zainteresowania zastosowaniem nanotechnologii w opakowalnictwie jest ono małe w porównaniu z całkowitą liczbą publikacji poświęconych nanotechnologii [17].

Podsumowanie
Wyniki przeszukiwania bazy publikacji Science Direct oraz bazy patentowej Patent Lens jednoznacznie wskazują, że zainteresowanie opakowaniami aktywnymi i inteligentnymi w ostatnich latach wzrasta. Najaktywniejsi są wynalazcy z USA, Japonii i Chin. Natomiast pewne zdziwienie budzi mała aktywność patentowa w Europie, zwłaszcza że nowe ustawodawstwo daje podstawy prawne do wprowadzania na rynki krajów europejskich omawianych rozwiązań.
Bibliografia
[1] WPO. 2009. „Market Statistics and Future Trends in Global Packaging”. WPO – World Packaging Organisation/PIRA International Ltd. www.worldpackaging.org (czas dostępu: 10.04.2012)
[2] Fortin Corey, Goodwin Harold L., Thomsen Michael R. 2009. „Consumer Attitudes toward Freshness Indicators on Perishable Food Products”. Journal of Food Distribution Research 40 (3): 1-15
[3] Olsmats Carl, Kaivo-oja Jari. 2014. „European Packaging Industry Foresight Study – Identifying Global Drivers and Driven Packaging Industry Implications of the Global Megatrends”. The European Journal of Futures Research 2 (1): 1-10
[4] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady nr 1935/2004 w sprawie materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością oraz uchylające dyrektywy 80/590/EWG i 89/109/EWG. Dz. Urz. UE L. 338 z 13.11.2004: 4-17
[5] Heckman Jerome H,. 2005. „Food packaging regulation in the United States and the European Union”. Regulatory Toxicology and Pharmacology 42 (1): 96-122
[6] Restuccia Donatella, Spizzirri Umile Gianfranco, Parisi Ortensia Ilaria, Cirillo Giuseppe, Curcio Manuela, Iemma Francesca, Puoci Francesco, Vinci Giuliana, Picci Nevio. 2010. „New EU regulation aspects and global market of active and intelligent packaging for food industry applications”. Food Control 21 (11): 1425-1435
[7] Vanderroost Mike, Ragaerta Peter, Devlieghere Frank, De Meulenaer Bruno. 2014. „Intelligent food packaging: The next generation”. Trends in Food Science & Technology 39 (1): 47-62
[8] Harrington Rory. 2011. „Global market for active and intelligent packaging to double by 2021 – report”. FoodProduction daily. com. (czas dostępu: 27.12.2015)
[9] Wrześniak Grzegorz. 2009. Znaczenie ochrony patentowej dla polityki proinnowacyjnej. W: Kapitał intelektualny i jego ochrona, 1-17. Warszawa: Instytut Wiedzy i Innowacji
[10] Adamczyk Alicja, Gędłek Marcin. 2012. Wynalazki w dziedzinie małych i średnich przedsiębiorstw. Warszawa: Krajowa Izba Gospodarcza i Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej
[11] Anonim. „What is the Lens?”. https://www.lens.org. (czas dostępu: 27.12.2015)
[12] Cierpiszewski Ryszard. 2016. Opakowania inteligentne i aktywne. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu
[13] Foltynowicz Zenon. 2014. Product innovation management via patent Landscape. W In Innovation in product development and packaging, 19-30. Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie
[14] Day Brian R. F. 2003. Active Packaging. W Food Packaging Technology, 282-302. Oxford: Blackwell Publishing Ltd
[15] Anonim. 2004. „US invasion – it dominates the US, but Multisorb is pushing its oxygen scavengers in Europe”. Active & intelligent pack news 2 (11): 5
[16] Anonim, 2005, „Up and Active – Pira’s Latest Market Report Plots a Healthy Future for Active Packaging”. Active & intelligent pack news 3 (25): 5
[17] Reig Carmen Sanchez, Lopez Antonio Dobon, Ramos Mercedes Hortal, Ballester Vicente Agustin Cloquell. 2014. „Nanomaterials: a Map for Their Selection in Food Packaging Applications”. Packaging Technology & Science 27 (11): 839-866
