Opakowalnictwo to dynamicznie zmieniająca się dziedzina gospodarki, na rynku zdominowanym przez konsumenta konkurencja między producentami opakowań wymaga bowiem użycia coraz doskonalszych rozwiązań. Opakowania różnią się pod względem różnorodności stosowanych materiałów, konstrukcyjnym oraz szaty graficznej. Niezmiernie istotnym czynnikiem kształtującym rynek opakowaniowy jest aspekt ekologiczny – przydatność do recyklingu oraz mniejsze zużycie surowca.
Najbardziej popularne opakowania do żywności to te produkowane z tworzyw sztucznych. Główną funkcją takiego opakowania są przechowywanie i ochrona produktu w przewidzianym czasie. Obecnie, w związku z rozwojem wiedzy, opakowania są postrzegane jako integralny element żywności. Dobór materiału opakowaniowego ma istotny wpływ na jakość i trwałość zapakowanego produktu. Użyty w opakowaniu materiał może z jednej strony przyczynić się do przedłużenia okresu przydatności do spożycia produktu, z drugiej zaś być czynnikiem obniżającym jakość i okres trwałości produktu, z powodu migracji szkodliwych składników opakowania do żywności.
Wybór odpowiedniego opakowania do danej grupy produktów spożywczych wymaga dopasowania cech żywności do właściwości fizyko-mechanicznych danego materiału opakowaniowego. Właściwości te zależą od cech fizyko-chemicznych samego polimeru oraz od składu chemicznego zastosowanych w materiałach opakowaniowych modyfikatorów. Żywność o wysokiej początkowej jakości, ale krótszym okresie przydatności do spożycia może być przechowywana w opakowaniu gorszej jakości niż ta o niższej początkowej jakości, ale dłuższym okresie przechowywania. Takim przykładem jest mleko pasteryzowane, przechowywane w butelkach PE, oraz mleko UHT wymagające opakowań wysokobarierowych [1].
Na podstawie wyników badań uzyskanych w latach 2010-2013 w Laboratorium Badań Materiałów i Opakowań Jednostkowych przeanalizowano grupy produktów spożywczych, dla których opakowania były badane pod kątem jakości zdrowotnej. Na wykr. 1. przedstawiono procentowy udział różnych grup produktów spożywczych, dla których badano opakowania.
Przeważającą grupę produktów stanowiły wyroby piekarnicze, cukierniczne oraz wyroby mleczarskie. Są to produkty o szerokim zakresie warunków przechowywania: od chłodniczych, z włączeniem procesów sterylizacji (powyżej 100°C) i pasteryzacji (poniżej 100°C), do przechowywania w temperaturze pokojowej przez okres powyżej 6 miesięcy. Procentowy udział poszczególnych tworzyw w pakowaniu różnych grup produktów spożywczych obrazuje wykr. 2.
W przeprowadzonych badaniach dotyczących oceny jakości zdrowotnej opakowań przeznaczonych do kontaktu z żywnością dominowały opakownia z poliolefin.
Najczęściej stosowany [2] w opakowalnictwie polipropylen (PP) izotaktyczny (grupy metylowe rozmieszczone są po jednej stronie łańcucha polimerowego), charakteryzujący się dużą sztywnością, twardością, odpornością na pełzanie i procesy korozji naprężeniowej. Ma on także wysoką barierowość w stosunku do pary wodnej. Jest wytrzymały na działanie podwyższonych temperatur np. w procesie sterylizacji. Polipropylen to materiał stosowany zarówno do produkcji giętkich, jak i sztywnych materiałów opakowaniowych. PP przetwarzany na folie jest najczęściej orientowany dwuosiowo (BOPP). Folię tę cechuje odporność mechaniczna i podwyższona barierowość. Stosowana jest szeroko do produkcji opakowań na wyroby cukiernicze.
W przeprowadzonych badaniach opakowań dla różnych grup produktów spożywczych udział opakowań z PP kształtował się następująco:
n ketchupy, sosy 87%;
n wyroby piekarnicze i cukiernicze ponad 60%;
n produkty tłuste (oleje jadalne, masła, margaryny) 50%;
n wyroby czekoladowe (kakao) 40%;
n produkty mleczne 30%;
n lody 20%.
Polietylen wysokiej gęstości (PE-HD) charakteryzuje się sporą sztywnością, wytrzymałością na rozciąganie oraz barierowością w stosunku do pary wodnej oraz dość dobrą w stosunku do tlenu. Stosowany jest do pakowania żywności poddawanej procesom sterylizacji, gotowania. Ze względu na dobrą zgrzewalność folie polietylenowe wykorzystuje się w opakowaniach wielowarstwowych. Laminaty PE łączonego z papierem, innymi polimerami, folią aluminiową wykorzystywane są do pakowania mleka i napojów [3].
W przeprowadzonych badaniach opakowań dla różnych grup produktów spożywczych udział opakowań z PE kształtował się następująco:
n produkty suche 70%;
n lody 47%;
n produkty mleczne 45%;
n mięso i jego przetwory 45%;
n napoje bezalkoholowe 28%.
Politereftalan etylenu (PET) charakteryzuje się dobrymi właściwościami optycznymi, dużą sztywnością, wytrzymałością i odpornością termiczną. Opakowania z PET to głównie butelki do napojów bezalkoholowych i wód mineralnych.
W przeprowadzonych badaniach opakowań dla różnych grup produktów spożywczych udział opakowań z PET kształtował się następująco:
n napoje bezalkoholowe, wody mineralne 66%;
n napoje alkoholowe typu piwo 60%;
n produkty tłuste 26%;
n lody 20%;
n wyroby mleczne 13%.
Polistyren (PS) jest łatwym do przetwarzania tworzywem sztucznym, łatwo płynącym i szybko zestalającym się. Ze względu na dużą kruchość polimeru w opakowalnictwie stosowany jest głównie kopolimer styrenu z butadienem, zwany polistyrenem wysokoudarowym (PS-HI). Polistyren wykazuje małą barierowość w stosunku do pary wodnej oraz gazów, dlatego też stosowany jest do pakownia świeżych owoców i warzyw. Polimer ten cechują duże przezroczystość i połysk. Często znajduje on zastosowanie w przemyśle cukierniczym. PS-HI jest używany do produkcji opakowań dla wyrobów mleczarskich. Do produkcji tacek na żywność chłodzoną i mrożoną stosuje się polistyren spieniony (EPS), zwany styropianem. Jest to materiał lekki, odporny na ściskanie i działanie wilgoci.
W przeprowadzonych badaniach opakowań dla różnych grup produktów spożywczych udział opakowań z PS kształtował się następująco:
n wyroby czekoladowe (kakao) 40%;
n wyroby cukiernicze 15%;
n lody 13%;
n wyroby mleczne 12%;
n mięso, ryby 5%.
Poliamid (PA 6) otrzymuje się z kaprolaktamu. Jest to tworzywo odporne zarówno na wysoką, jak i niską temperaturę. Charakteryzuje się małą przenikalnością gazów, jednak ze wzrostem wilgotności zmniejsza się barierowość na tlen. PA 6 najczęściej stosowany jest do produkcji osłonek wędliniarskich.
Wśród przebadanych opakowań przeznaczonych do pakownia mięs, wędlin 24% było osłonkami wędliniarskimi wykonanymi z PA 6.
Polichlorek winylu (PVC) to tworzywo o dużej barierowości w stosunku do gazów, ale małej na przenikanie pary wodnej. Sam PVC jest tworzywem kruchym, a jego właściwości przetwórcze polepsza dodatek plastyfikatora. Naukowe doniesienia o negatywnym wpływie adypinianów, stosowanych jako plastyfiaktory do PVC, znacznie ograniczyły jednak zastosowanie tego tworzywa w opakowaniach do żywności, szczególnie w produkcji butelek na oleje, adypiniany są bowiem związkami lipofilowymi i w tych warunkach łatwo migrują do żywności tłustej. Ponadto PVC ma negatywny wpływ na środowisko naturalne. W wyniku utylizacji jego odpadów wydziela się chlorowodór oraz dioksyny.
Wśród badanych opakowań z PVC najliczniejszą grupą były blistry przeznaczone na suplementy diety, a tylko 1% opakowań z tego polimeru stanowiły opakowania na wyroby cukiernicze.
Dobór optymalnego opakownia dla danej grupy produktu spożywczego jest niezmiernie ważnym aspektem wpływającym na jakość pakowanej żywności. Ochrona jakości produktu spożywczego w okresie jego trwałości wymaga wnikliwej analizy samego produktu spożywczego, metod utrwalania żywności, ale także znajomości możliwych do zastosowania materiałów opakowaniowych. Znajomość procesów zachodzących w pakowanym produkcie pozwala dobrać optymalny materiał opakowaniowy o właściwej barierowości w stosunku do gazów (tlenu, ditlenku węgla, pary wodnej), c
o pozwala ustalić między innymi dopuszczalny czas przechowywania produktu w danych warunkach temperatury i wilgotności.
Zoptymalizowany dobór opakowania dla danych grup produktów spożywczych, oprócz podstawowej funkcji zdrowotnej ma również wymiar ekonomiczny.
LITERATURA
[1] Assman K., Kotowska M., Kubera H. (2012). Rola opakowań w kształtowaniu jakości żywności, Przemysł opakowań w Polsce, Warszawa: Polska Izba Opakowań, s. 129-133.
[2] red. Czerniawski B., Michniewicz J. (1998). Opakowania Żywności, Czeladź: Agro Food Technology, s. 200-248, 475-502.
