1. Wprowadzenie
Tradycyjne opakowania żywności są przeznaczone do ochrony zawartości przed wpływami czynników zewnętrznych takich jak mikroorganizmy, tlen, obce zapachy, światło itp. gwarantując w ten sposób wygodę użytkowania i zapewniając bezpieczeństwo oraz jakość produktu w wydłużonym okresie [1,2]. Nieustannie zachodzące zmiany w otaczającym świecie dotyczące demografii, stylu życia, poziomu bezpieczeństwa zdrowotnego, ekologii produktu oraz środowiska jego wytwarzania, a także rozwoju nowych rynków determinują wymagania, jakie należy postawić współczesnym opakowaniom. Wszechobecna globalizacja, jak również zacieśnianie integracji krajów należących do Unii Europejskiej sprawiły, że w sektorze opakowań zaistniała uzasadniona potrzeba zintensyfikowania starań w kierunku rozwoju działań mających na celu ochronę konsumenta, jego zdrowia oraz środowiska naturalnego. Dotyczy to również przepisów Unii Europejskiej dotyczących opakowań aktywnych i inteligentnych.
Wprowadzając opakowania aktywne i inteligentne można wydłużyć okres przechowywania żywności lub poprawić jej właściwości organoleptyczne i tym samym zapobiec stratom żywności. Świadczy o tym fakt, iż światowy rynek aktywnych i inteligentnych rozwiązań dla żywności i napojów połączony z kontrolowaną czy modyfikowaną atmosferą (CAP/MAP) wzrósł z 15,5 bln dolarów w 2005 roku do 16,9 bln dolarów przed końcem 2008 roku i może dojść do 23,6 mld dolarów przed końcem roku 2013 w połączeniu z rocznym tempem wzrostu 6,9 %. Porównując z powyższymi danymi, wartość rynku opakowań inteligentnych w 2008 roku oszacowano na 4,6 bln dolarów i obserwuje się ciągły jego wzrost: przed 2013 stanowił 2,3 bln dolarów [3].
2. Definicja opakowań aktywnych i inteligentnych
Opakowania aktywne (ang. active packaging) zwane również opakowaniami interaktywnymi stanowią rozwiązanie, w którym opakowanie, produkt oraz otoczenie wzajemnie na siebie oddziałują. Wynikiem wzajemnych powiązań jest ukierunkowane oddziaływanie na produkt, dzięki któremu zostają zapewnione wyższy poziom jakości, a także dłuższa przydatność do spożycia produktów spożywczych. Wykorzystywane materiały aktywne w odróżnieniu od tradycyjnych materiałów opakowaniowych podczas zachodzących reakcji z wewnętrzną atmosferą i produktem prowadzą do przedłużenia jego trwałości z jednoczesnym zachowaniem wyższej jakości. Użycie technologii z wykorzystaniem opakowań aktywnych ukazało potencjał, jaki niesie za sobą zmiana funkcji opakowania z biernej na aktywną w kontekście poprawy jakości przechowywanych produktów [4]. Występujące na rynku systemy opakowań aktywnych najczęściej są oparte na rozwiązaniach, w których wykorzystuje się saszetki zawierające np. sproszkowane żelazo czy wodorotlenek żelaza, materiały opakowaniowe zawierające inhibitory mikrobiologiczne oraz specjalnie preparowane folie, z których uwalniają się aromaty typowe dla świeżych produktów [5]. Coraz częściej można także zauważyć różnego rodzaju warianty polegające na łączeniu składników aktywnych z materiałem opakowaniowym. Jest to związane z dążeniem do uzyskania wyższej jakości produktu, dłuższego czasu ważności oraz poprawy cech organoleptycznych.
Działanie opakowań inteligentnych (określanych też jako sprytne) jest oparte na interakcjach opakowania z żywnością lub otaczającym je środowiskiem, których zadaniem jest informować zarówno producenta, jak i konsumenta o stanie świeżości produktu [6]. Niewątpliwą zaletą tego rodzaju opakowań jest również dostarczanie informacji o właściwościach zapakowanej żywności, dzięki czemu informuje ono konsumenta o bezpieczeństwie i jakości produktu [7, 8]. Na światowym rynku dostępnych jest wiele rodzajów opakowań inteligentnych. Zasada ich działania jest oparta na działaniu interaktywnych wskaźników (zwanych również indykatorami); najczęściej są to wskaźniki barwne, które pozwalają dokonać oceny zapakowanego produktu. Zmiana barwy w sposób ciągły występuje w przypadku zmiany ilości ciepła, jaką otrzymuje produkt podczas transportu i magazynowania, natomiast zmiana barwy w sposób skokowy występuje w przypadku detekcji powstających nieszczelności opakowania. Wskaźniki (indykatory) są prostym narzędziem, które pozwala na obniżenie ryzyka powstania strat, jak również na obniżenie powstających w wyniku strat kosztów związanych z wymianą lub naprawą uszkodzonych produktów bądź ich utylizacją. Użycie odpowiedniego wskaźnika jest związane ze specyfiką danego produktu i czynnikiem, który ma być kontrolowany, dlatego też wyróżnia się m.in.: wskaźniki czasu i temperatury przechowywania, świeżości, wilgotności, wstrząsu czy też elektroniczne etykiety i kody kreskowe [7, 8]. Systemy inteligentne są najczęściej dodawane do opakowania bądź nadrukowywane na materiał opakowaniowy, co zwiększa możliwości monitorowania jakości produktu oraz rejestrowania punktów krytycznych. Dzięki temu możliwa jest dokładna informacja o produkcie w całym łańcuchu dostaw [9].
3. Przepisy prawa UE dotyczące opakowań aktywnych i inteligentnych
Wymogi określone w rozporządzeniu (WE) nr 1935/2004 dla bezpiecznego wykorzystania opakowań aktywnych i inteligentnych zostały zawarte w rozporządzeniu (WE) nr 450/2009 [10, 11]. Rozporządzenie to reguluje aspekty substancji lub grupy substancji stanowiących aktywny bądź inteligentny składnik, które powinny być bezpieczne i zgodne z wymaganiami rozporządzenia (WE) nr 1935/2004 i rozporządzenia (WE) nr 450/2009. Poza tym przedstawia substancje aktywne, które powinny zostać poddane ocenie bezpieczeństwa przez EFSA (European Food Safety Authority) w celu ich dopuszczenia do stosowania, a także reguluje kwestie wspólnotowego wykazu substancji aktywnych dozwolonych do stosowania, który powinien być sporządzony po dokonaniu oceny ryzyka tych substancji przez EFSA.
Według powyższych przepisów możliwe jest, aby wyroby i materiały aktywne i inteligentne tworzyły wielowarstwowe oraz wielomateriałowe połączenia składające się z różnego typu materiałów opakowaniowych takich jak tworzywa sztuczne, papier, materiały powlekające. Niezbędne jest, aby wprowadzeniu nowych aktywnych i inteligentnych materiałów i wyrobów lub ich substancji towarzyszył szczegółowy wykaz informacji popartych badaniami pozwalającymi na ocenę bezpieczeństwa stosowania substancji lub połączenia substancji tworzących dany składnik. Aby móc dochodzić egzekwowania ograniczeń, wnioskodawca powinien podać odpowiednią metodę analityczną, którą posłużył się do wykrywania i ilościowego oznaczenia substancji. Kolejnym elementem umożliwiającym wciągnięcie danej substancji lub jej połączeń na listę wspólnotowego wykazu substancji, które można stosować w aktywnych i inteligentnych składnikach, jest decyzja w zakresie zarządzania ryzykiem. W skład wspólnotowego wykazu substancji powinny wchodzić dane dotyczące identyfikacji substancji lub występujących ich połączeń oraz informacje uwzględniające ograniczenia, specyfikację lub warunki ich stosowania. Zakres informacji pozwalających na identyfikację substancji powinien obejmować podanie jej nazwy oraz numerów CAS – jeżeli są dostępne, i – o ile to konieczne – wielkości cząsteczek, składu lub innych specyfikacji.
Inteligentne systemy opakowaniowe dostarczają informacji na temat stanu żywności. W przeciwieństwie do aktywnych części opakowaniowych nie powinny one oddziaływać na produkt poprzez uwalnianie do niego swoich składników. Mogą one być umieszczane na zewnętrznej stronie opakowania i mogą być oddzielone od produktu barierą funkcjonalną, za którą uważa się barierę uniemożliwiającą migrację substancji spoza bariery opakowaniowej w materiałach i wyrobach przeznaczonych do kontaktu z żywnością. Dopełnienie obrazu bariery funkcjonalnej występuje w rozporządzeniu (WE) nr 450/2009, w którym stosuje się następującą definicję: „Bariera funkcjonalna” oznacza barierę składającą się z jednej lub więcej warstw materiałów do kontaktu z żywnością, która gwarantuje, że końcowy materiał lub wyrób spełnia wymogi określone w art. 3 rozporządzenia (WE) nr 1935/2004 oraz niniejszym rozporządzeniu.” Występowanie bariery funkcjonalnej sprawia, że inteligentne systemy opakowaniowe nie muszą posiadać stosownych zezwoleń w przypadku, gdy spełniają określone kryteria, a migracja związków w nich występujących nie przekracza ustalonych limitów. Dla migracji przez barierę funkcjonalną substancji wchodzących w skład inteligentnych systemów opakowaniowych, na stosowanie których nie udzielono zezwolenia, ustanowiono maksymalny poziom 0,01 mg/kg żywności. Biorąc pod uwagę rozwój nowych technologii należy dodatkowo uwzględnić możliwość występowania substancji o cząsteczkach, których niewielka wielkość (na przykład nanocząsteczki) zasadniczo wpływa na właściwości fizyczne i chemiczne w stosunku do substancji zbudowanych z większych cząsteczek. W opisanej sytuacji wykorzystuje się indywidualną ocenę dotyczącą ryzyka wpływu nowych technologii na bezpieczeństwo zdrowotne do momentu zgromadzenia większej wiedzy na temat możliwych do przewidzenia skutków stosowania takich substancji. Z tego względu substancje te nie powinny być objęte definicją bariery funkcjonalnej.
Dla pasywnych części aktywnego lub inteligentnego materiału można wskazać wymagania dotyczące na przykład ogólnego poziomu migracji mającego zastosowanie dla tworzyw sztucznych, a określonego w Rozporządzeniu Komisji (WE) nr 10/2011 z dnia 14 stycznia 2011 r. w sprawie materiałów i wyrobów z tworzyw sztucznych przeznaczonych do kontaktu z żywnością [12]. W sytuacji, w której aktywny składnik wchodzi w skład materiału do kontaktu z żywnością objętego szczególnym środkiem wspólnotowym, może istnieć ryzyko przekroczenia limitów migracji na skutek uwalniania substancji czynnej. Ilość uwalnianej substancji czynnej nie powinna być jednak brana pod uwagę przy określaniu ogólnego poziomu migracji, gdyż funkcja aktywna nie stanowi głównej cechy materiału pasywnego.
4. Znakowanie
Migracja substancji opakowaniowych jest ważną kwestią w kontekście bezpieczeństwa zdrowotnego wytwarzanych opakowań aktywnych i inteligentnych, lecz nie stanowi jedynego aspektu, jaki został poruszony w regulacjach wspólnoty. Aby lepiej chronić konsumentów, prócz określenia możliwych do przyjęcia poziomów migracji stosuje się do aktywnych i inteligentnych materiałów oraz wyrobów przepisy z zakresu znakowania niejadalnych części produktu, które mogą wyglądać na jadalne, a tym samym stwarzać zagrożenie dla konsumentów. Zgodnie z artykułami 4 i 11 rozporządzenia (WE) nr 450/2009 aktywne i inteligentne materiały powinny być odpowiednio oznakowane w przypadku wyrobów, które wyglądają na jadalne, np. saszetek pochłaniających wilgoć. Aby uniknąć spożycia ich przez konsumenta, należy oznakować je słowami: „nie do spożycia” oraz, jeżeli to technicznie możliwe, symbolem podanym w załączniku I.
Zamieszczone informacje dotyczące identyfikacji niejadalnych części produktu aktywnych i inteligentnych materiałów i wyrobów oraz ich elementów powinny zostać umieszczone w miejscu widocznym i niemożliwym do usunięcia. W celu zapewnienia odpowiedniej widoczności muszą być drukowane czcionką o wysokości minimum 3 mm, a także spełniać wymogi określone w artykule 15 rozporządzenia (WE) nr 1935/2004, którego treść oprócz ogólnych zasad dotyczących znakowania materiałów i wyrobów do kontaktu z żywnością podaje: „W przypadku aktywnych i inteligentnych materiałów i wyrobów, informacje na temat zastosowania lub zastosowań, a także inne istotne informacje, takie jak nazwa i ilość substancji uwalnianych przez aktywny składnik, umożliwiające podmiotom działającym na rynku żywności, stosującym te materiały i wyroby, przestrzeganie innych, odpowiednich przepisów mających zastosowanie do żywności, w tym także przepisów dotyczących znakowania żywności.”
5. Podsumowanie
Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1935/2004 w sprawie materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością, a także nowe rozporządzenie Komisji (WE) nr 450/2009 dotyczące aktywnych i inteligentnych materiałów oraz wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością stanowią podstawę dla wymogów ogólnych, bezpieczeństwa oraz kwestii marketingowych powiązanych z aktywnym i inteligentnym opakowaniem. Rozporządzenie nr 1935/2004 pozwala na wprowadzanie aktywnych i inteligentnych opakowań do obrotu handlowego na terenie Unii Europejskiej, natomiast Rozporządzenie nr 450/2009 jest aktem prawnym regulującym kwestie substancji lub grupy substancji stanowiących aktywny bądź inteligentny składnik. Są to niewątpliwie obecnie najważniejsze wytyczne dla producentów aktywnych i inteligentnych materiałów.
Literatura
[1] Aaron L. Brody, Betty Bugusu, Jung H. Han, Claire Koelsch Sand and Tara H. Mchugh, Innovative foo
d packaging solutions, Journal of Food Science vol. 73, Nr. 8, 2008
[2] Dainelli D., Gontard N., Spyropoulos D., Zondervan-van den Beuken E., Tobback P. Active and intelligent food packaging: legal aspects and safety concerns. Trends in Food Science & Technology 19, 99-108. 2008
[3] Restuccia, D.; Spizzirri, U. G.; Parisi, O. I.; Cirillo, G.; Curcio, M.; Iemma, F.; Puoci, F.; Vinci, G. & Picci, N., New EU regulation aspects and global market of active and intelligent packaging for food industry applications. Food Control, Vol. 21, No.11 (November 2010), pp. 1425-1435, ISSN 0956-7135
[4] Czerniawski B., Michniewicz J., Opakowania żywności, Wydawnictwo Agro Food Technology, Czeladź 1998, s. 22, 27, 41, 39-46, 424, 476, 956
[5] Ucherek M., Kuśnierz M., Współczesne opakowania, Wydawnictwo naukowe PTTŻ, Kraków 2003
[6] Hutton, T,. Food packaging: An introduction. Key topics in food science and technology. 2003 (No. 7, p. 108). Chipping Campden, Gloucestershire, UK: Campden and Chorleywood Food Research Association Group
[7] Day, B. P. F., Active packaging – a fresh approach. J. Brand Technol. 2001. 1(1)
[8] Summers, L., 1992a. Intelligent Packaging, Centre for Exploitation of Science and Technology, London, UK
[9] Rodrigues, E. T. and Han, J. H., Intelligent packaging. In: Encyclopaedia of Agricultural, Food and Biological Engineering (D. R. Heldman, ed.), 2003. pp. 528-535. Marcel Dekker, New York, NY
[10] Rozporządzenie WE nr 1935/2004 z dnia 27 października 2004 r. w sprawie materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością oraz uchylające dyrektywy 80/590/EWG i 89/109/EWG, (Dz. Urz. UE L.338/4 z 13.11.2004 z późn. zm.)
[11] Rozporządzenie Komisji (WE) nr 450/2009 z dnia 29.05.2009 r. w sprawie aktywnych i inteligentnych materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością (Dz. Urz. UE L 135/3 z dnia 30.05.2009 r.)
[12] Rozporządzenie nr 10/2011 z dnia 14 stycznia 2011 r. w sprawie materiałów i wyrobów z tworzyw sztucznych przeznaczonych do kontaktu z żywnością (Dz. Urz. UE L 12/1 z 15.01.2012 r.)
