Małgorzata Nowacka, Dominika Niemczuk
Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji, Wydział Nauk o Żywności, SGGW, Warszawa
Opakowania i wyroby przeznaczone do kontaktu z żywnością występują w naszym życiu na każdym kroku i pełnią wiele istotnych funkcji. Podstawowym zadaniem opakowań jest utrzymanie jakości i zapewnienie bezpieczeństwa produktu. Jednak materiały i wyroby przeznaczone do kontaktu z żywnością, szczególnie wytworzone z tworzyw sztucznych, mogą powodować niekorzystne zmiany organoleptyczne żywności.
Smak i zapach są jednymi z podstawowych atrybutów żywności, a zarazem wyznacznikami jakości produktu żywnościowego [2]. Dlatego też ocena sensoryczna jest ważnym narzędziem w wykrywaniu interakcji materiału z żywnością. Pozwala określić wpływ oddziaływań opakowań i wyrobów na smak, aromat i wygląd żywności, a co za tym idzie, na jakość żywności [5].
Zgodnie z punktem 3 Preambuły Rozporządzenia (WE) nr 1935/2004 Parlamentu Europejskiego i Rady z 27 października 2004 r. w sprawie materiałów i wyrobów przeznaczonych do
kontaktu z żywnością oraz uchylające Dyrektywy 80/590/EWG i 89/109/EWG [17]: „Materiały i wyroby przeznaczone do bezpośredniego lub pośredniego kontaktu z żywnością muszą być wystarczająco obojętne, aby nie powodować przenikania do żywności substancji (…), które mogą powodować pogorszenie cech organoleptycznych”.
Ocena organoleptyczna jest pierwszym i podstawowym badaniem wykonywanym dla materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością. W badaniach tych zmysły ludzkie są wykorzystywane do dostarczenia informacji na temat właściwości żywności. Oceniający są odpowiednikiem aparatury analitycznej. W związku z powyższym, podejmowane są kroki mające na celu zmniejszenie efektu naturalnej biologicznej zmienności oraz zminimalizowanie różnych form uprzedzeń, które mogą wpływać na ich ocenę. W badaniach bierze udział niewielka grupa starannie dobranych i wyszkolonych oceniających, tzw. asesorów [7, 14], którzy są w stanie określić m.in. różnice w smaku i zapachu badanych próbek [19]. Ponadto podlegają oni badaniu okresowemu na próg wykrywalności smaków i zapachów, w celu zweryfikowania ich dalszej przydatności do oceny organoleptycznej próbek [13].
Właściwą jakość materiałów kontaktujących się z żywnością sprawdza się z zastosowaniem odpowiednich procedur i warunków badań, które zapewniają uzyskanie obiektywnych wyników [12]. W testach stosuje się odpowiednie substancje wzorcowe w celu identyfikowania zmian zapachu lub smaku żywności w kontakcie z materiałem [3]. W zależności od składu chemicznego, konsystencji i struktury produktu może to być: masło, mleczna czekolada, herbatniki, woda, cukier puder itp. [20].
Przy badaniu właściwości sensorycznych, np. zadrukowanych materiałów, próbki opakowania o znanej powierzchni umieszcza się w szklanym słoju (rys. 1). W przypadku, gdy produkt zawiera lotne związki, następuje ich migracja do żywności [1].
Próbki substancji wzorcowych umieszcza się w dwóch szklanych słojach, przy czym jeden z nich zawiera dodatkowo badany materiał (próbka badana), natomiast w drugim jest sama substancja wzorcowa (tzw. próbka kontrolna). Słoiki są uszczelnione pokrywą i przechowywane z uwzględnieniem odpowiednich warunków testowych, takich jak: dostęp światła, czas, temperatura i wilgotność [1]. W przypadku bezpośredniego kontaktu wyrobu z żywnością uwzględnia się w badaniach tylko te powierzchnie materiału, które się z nią kontaktują. Przykładowo, dla łyżki do gotowania, czy łopatki do smażenia będzie to kontakt dwustronny, natomiast dla butelki – kontakt jednostronny [15, 20].
Po ekspozycji substancji wzorcowej na działanie tworzywa, próbki są ocenianie przez panel sensoryczny o potwierdzonej wrażliwości sensorycznej [11]. Ma on za zadanie ustalić, czy kontakt materiału z produktem wpływa na właściwości organoleptyczne żywności [3]. W tym celu oznaczana jest intensywność smaku i/lub zapachu próbek badanych według odpowiedniej skali oraz różnice pomiędzy próbką badaną i kontrolną [9, 10]. Podczas badania należy wyeliminować zakłócenia, takie jak: zewnętrzne zapachy i hałas, a jednocześnie zapewnić, aby prezentacja i wygląd wszystkich próbek były jednakowe [3]. W związku z tym, na właściwe warunki oceny wpływa także poprawnie zaprojektowane pomieszczenie, w którym odbywa się ocena organoleptyczna [12]. Rys. 2 przedstawia prawidłowo zaprojektowaną pracownię analizy sensorycznej.
W ocenie sensorycznej wykorzystuje się różne metody badawcze, m.in. metodę trójkątową, rozszerzoną próbę trójkątową, badania multiporównawcze itp. W metodzie trójkątowej oceniający analizuje jedną próbkę badaną i dwie próbki kontrolne lub odwrotnie, a jego zadaniem jest wskazanie próbki, która różni się od dwóch pozostałych. W rozszerzonej próbie trójkątowej analizuje się jedną próbkę badaną i dwie próbki kontrolne, przy czym oceniający ma wskazać próbkę różniącą się od dwóch pozostałych i ocenić intensywność jej smaku lub zapachu. Natomiast metoda multiporównawcza polega na określeniu stopnia intensywności smaku i/lub zapachu jednej lub kilku próbek analizowanych, w porównaniu z próbką kontrolną [10].
Pomimo wysokiej wykrywalności przy niskich stężeniach, ocena zapachu i smaku przez ludzi ma kilka poważnych wad [2]. Analiza sensoryczna jest uciążliwa, czasochłonna i czasem może być subiektywna [6]. W związku z powyższym, koniecznością jest udział w ocenie dobrze wyszkolonych asesorów, od czego zależy spójność uzyskanych wyników [1]. Ponadto na badania sensoryczne wpływ ma stężenie składnika w materiale, jego rozpuszczalność w żywności, próg wykrywalności sensorycznej, rodzaj i intensywność zapachu żywności, szybkość dyfuzji składnika z materiału, czas i temperatura przechowywania próbki, stosunek powierzchni materiału opakowaniowego do żywności [5].
Niestety, mimo przeszkolenia osób oceniających, w dalszym ciągu ocena jest w pewien sposób subiektywna. Różnice w ocenie próbek mogą wynikać z wrodzonej zdolności do zwerbalizowania zmysłowych bodźców, różnej zdolności reagowania na bodźce oraz różnych progów wrażliwości na nie, co związane jest z unikatową fizjologią i psychiką człowieka [5, 16]. Ze względu na różnice we wrażliwości na bodźce, niektóre osoby nie wykryją żadnych zmian, podczas gdy u innych wystąpi nadwrażliwość na nie [16]. Dlatego celem prowadzonych prac badawczych jest próba zastąpienia oceny ludzkiej przez metody instrumentalne [1].
W ostatnich latach postęp w technologii czujników umożliwił rozwój techniki zwanej „elektronicznym nosem” (rys. 3), która może naśladować ludzki zmysł węchu oraz w szybki sposób dostarczać informacji sensorycznych [2]. Prowadzone są także badania nad zastosowaniem „elektronicznego języka” [4]. „Elektroniczne nosy” mogą być wykorzystane do monitorowania intensywności zapachu związków czynnych lub porównywania próbek i wyodrębniania dopuszczalnych i niedopuszczalnych poziomów zapachu [6].
Z uwagi na trudności związane z wynikami uzyskiwanymi za pomocą chromatografów oraz identyfikacją substancji wywołujących obcy zapach czy smak, dodatkowo stosuje się technikę zwaną GC-sniffing (GC-olfaktometria), w której składnik odpowiedzialny za zanieczyszczenie żywności może być obecny w małych ilościach [6]. Wykorzystuje ona ludzki węch jako narzędzie do identyfikacji związków, które w niskich stężeniach mają niskie progi sensoryczne, a więc łatwo mogą być wykrywane. Technika ta polega na podzieleniu na dwa strumienie składników wypływających z kolumny. Jeden z nich jest kierowany do detektora chromatografu (np. MS), drugi do miejsca usytuowania nosa, w którym zapach jest oceniany przez badającego [3].
Jednak ocena smaku i zapachu oparta jedynie na metodzie instrumentalnej może być myląca, ponieważ niekoniecznie wykryte związki mają wpływ na jakość sensoryczną żywności [8]. Często wrażliwość sensoryczna zmysłu ludzkiego jest bard
ziej czuła niż metody instrumentalne. W niektórych przypadkach jest to jedyny sposób, aby określić, czy nastąpiła zmiana smaku lub zapachu żywności spowodowana jej kontaktem z opakowaniem. Często niskie stężenia związków odpowiedzialnych za zmiany cech żywności, wykrywane przez zmysł człowieka, nie mogą być wykrywane nawet przez najbardziej czułe metody instrumentalne. Natomiast skorelowanie danych z informacjami czuciowymi może pomóc w zidentyfikowaniu potencjalnych zmian chemicznych, które mogą być przyczyną efektu sensorycznego [5]. Dane uzyskane z prawidłowo przeprowadzonej oceny mają duże znaczenie dla producenta opakowań i żywności, ponieważ analiza przeprowadzana przez panel sensoryczny odzwierciedla ocenę produktu, którą zastosuje konsument [3].
Badania sensoryczne wykonywane różnymi metodami muszą sprostać wymaganiom prawnym i oczekiwaniom konsumentów, co związane jest z wprowadzeniem na rynek produktu bezpiecznego, nie powodującego zmian organoleptycznych [7]. Jeśli badana próbka uzyska negatywną ocenę, nie może być stosowana w kontakcie z żywnością, nawet jeśli limity migracji globalnej i specyficznej nie zostały przekroczone [18].
Podsumowanie
Opakowanie jest niezbędnym elementem w nowoczesnym obrocie towarowym, warunkującym zachowanie jakości produktów spożywczych. Materiały, z jakich produkowane są wyroby przeznaczone do kontaktu z żywnością nie zawsze są obojętne w stosunku do żywności, co często skutkuje zmianami jej smaku i zapachu. Dlatego też metoda badania organoleptycznego prowadzona przez wyszkolonych oceniających jest niezbędnym elementem oceny bezpieczeństwa produktu. Prowadzone są próby udoskonalania metod badań sensorycznych tak, aby można było ocenę przeprowadzać z wykorzystaniem metod instrumentalnych. Jednakże do tej pory żadna z metod instrumentalnych nie jest w stanie dorównać analizie przeprowadzanej przez panel sensoryczny, który ocenia próbkę w ten sam sposób, w jaki oceni produkt konsument.
Literatura
[1] Aurela B., 2007. Food packaging inks and varnishes and chemical migration. W: Chemical migration and food contact materials (red. K. A. Barnes, R. Sinclair, D. H. Watson). Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 302-319.
[2] Bart J. C. J., 2006. Polymer additive analytics: industrial practice and case studies. Firenze University Press, Firenze.
[3] Brown H., Williams J., 2003. Packaged product quality and shelf life. W: Food packaging technology (red. R. Coles, D. Mcdowell, M. J. Kirwan). Blackwell Publishing, Oxford, 65-94.
[4] Ciosek P., Wróblewski W., 2008. Miniaturized electronic tongue with an integrated reference microelectrode for the recognition
of milk samples. Talanta, 76 (3), 548-556.
[5] Duncan S. E., Webster J. B., 2009. Sensory impacts of food-packaging interactions. W: Advances in food and nutrition research (red. S. L. Taylor).
Elsevier, Oxford, 17-64.
[6] Henneuse-Boxus C., Pacary T., 2003. Emissions from plasctics. Rapra Review Reports, 14 (5), 8-10.
[7] Kilcast D., 1996. Organoleptic assessment. W: Migration from food contact materials (red. L. L. Katan). Blackie Academic and Professional, New York, 51–76.
[8] Piringer O. G., Rüter M., 2000. Sensory problems cause by food and packaging interactions. W: Plastic Packaging Materials for Food: Barrier Function, Mass Transport, Quality Assurance, and Legislation (red. O. G. Piringer, A. L. Baner). Wiley-VCH, Weinheim, 407-426.
[9] PN-EN 1230-1: 2009. Papier i tektura przeznaczone do kontaktu z żywnością – Analiza sensoryczna – Część 1: Zapach.
[10] PN-EN 1230-2: 2009. Papier i tektura przeznaczone do kontaktu z żywnością – Analiza sensoryczna – Część 2: Obcy smak (skaza).
[11] PN-EN ISO 8586-2: 2008. Analiza sensoryczna. Ogólne wytyczne wyboru, szkolenia i monitorowania oceniających. Część 2: Eksperci oceny sensorycznej.
[12] PN-ISO 8589: 2010. Analiza sensoryczna – Ogólne wytyczne dotyczące projektowania pracowni analizy sensorycznej.
[13] PN-ISO 3972: 1998. Analiza sensoryczna. Metodologia. Metoda sprawdzania wrażliwości smakowej.
[14] PN-ISO 5496: 1997. Analiza sensoryczna. Metodologia. Wprowadzenie i szkolenie oceniających w wykrywaniu i rozpoznawaniu zapachów.
[15] PN-EN 1186-1: 2005. Materiały i wyroby przeznaczone do kontaktu z produktami spożywczymi. Tworzywa sztuczne. Część 1: Przewodnik dotyczący wyrobu, warunków i metod badań migracji globalnej.
[16] Reineccius G., 2006. Flavor chemistry and technology. Taylor and Francis,
Boca Raton.
[17] Rozporządzenie (WE) nr 1935/2004 Parlamentu Europejskiego i Rady 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. WE nr L 338/4, z 13.11.2004).
[18] Stelmach A., Ćwiek-Ludwicka K., 2006. Badania organoleptyczne opakowań do żywności. Roczniki Państwowego Zakładu Higieny, 57 (4), 355-360.
[19] Veraart R., Coulier L., 2007. Compliance testing of chemical migration from food contact materials. W: Chemical migration and food contact materials (red. K. A. Barnes, R. Sinclair, D. H. Watson). Woodhead Publishing Limited, Cambridge, 87-121.
[20] Ziółkowska E., Kmieciak S., 2010. Badanie zmian zapachu i smaku przy kontakcie opakowania z żywnością. Opakowanie, 55 (11), 26-29.
