Inteligentní a aktivní obaly

Jedná se o inteligentní a aktivní obaly, které jsou schopny aktivně ovlivňovat vlastnosti uchovávaných objektů a komunikovat se spotřebitelem.

Současnou jedničkou mezi obalovými materiály jsou plasty. Ani jejich pozice však není skálopevná. Konvenčním plastům, vyráběným nejčastěji z ropy, pomalu, ale jistě vyrůstá konkurence v bioplastech. Tyto materiály jsou v současné době atraktivní především díky své přirozené biologické odbouratelnosti. A další hvězdou, čekající na svou šanci, jsou pak speciální materiály, často postavené právě na bázi bioplastů, inteligentní a aktivní obalové materiály.

Vývojem takovýchto materiálů se zabývá vědní obor nanotechnologie (manipulace hmoty na úrovni atomů). Speciální struktury nových materiálů jim udělují speciální vlastnosti. Uplatnění najdou především na trhu potravin.

Aktivní, nebo inteligentní?

Ačkoliv jsou aktivní a inteligentní obaly často podobné ve své struktuře, existuje mezi nimi podstatný rozdíl - každý nabízí spotřebiteli něco jiného. Aktivní obaly aktivně mění podmínky, za kterých je balená potravina uchovávána. Mohou tím prodlužovat jejich údržnost, bezpečnost, ale také senzorické (tedy chuť, vůni, vzhled, strukturu) nebo nutriční vlastnosti. Inteligentní obaly přímo vlastnosti potravin neovlivňují, ale monitorují jejich stav a díky tomu mohou spotřebiteli podat informaci o její kvalitě. Pravděpodobně není daleko doba, kdy se dočkáme syntézy obou principů, která se přímo nabízí, a budeme se setkávat s aktivním a zároveň inteligentním obalem.

Co všechno umí aktivní obaly?

Aktivní obaly lze rozdělit do několika skupin podle způsobu, kterým ovlivňují vlastnosti uchovávané potraviny. Pravděpodobně nejčastěji se můžeme setkat s materiály, které dokáží z okolní atmosféry eliminovat nežádoucí plyny - odtud také vychází jejich anglický název "scavengers", který můžeme přeložit jako "zametači" nebo "uklízeči". Tyto materiály mohou z okolí potravin odstraňovat například kyslík, oxid uhličitý, vlhkost, ale také ethylen (ten je důležitým hormonem regulujícím zrání ovoce) anebo zápachy, které jsou nejčastěji způsobeny těkavými aldehydy a aminy.

Druhým typem aktivních obalových materiálů jsou obaly, jež obsahují nebo produkují látky migrující do prostoru mezi potravinou a obalem, případně přímo do potraviny. Tyto látky pak mohou mít různý efekt (viz tab. 1).

Speciální skupinu představují materiály uvolňující do potravin aditiva (známá jako "éčka"), chuťově aktivní látky, anebo dokonce potravinové ingredience (např. cukry, škrob, sůl a jiné).

V současné době jsou aktivní obaly úspěšně aplikovány v USA, Austrálii a Japonsku. V Evropské unii je v důsledku přísných legislativních předpisů jejich použití omezeno na výzkumné projekty. Největší legislativní překážkou je limit migrace, ale právě aktivní obaly jsou často založeny na aktivní migraci látek z materiálu do potraviny, a nemohou proto tuto normu splňovat. V důsledku toho se v Evropě již dlouhou dobu ozývají hlasy po revizi legislativy a zavedení testovacích migračních metod speciálně pro aktivní obalové materiály. Legislativním řešením by také mohlo být nepovažovat (v případě aktivních obalů) migrující látku za součást obalu, ale za potravinové aditivum.

Inteligentní revoluce

Jak již bylo řečeno, inteligentní obaly dokáží monitorovat různé fyzikální veličiny, kterým je potravina v čase vystavena. V úvahu připadají indikátory teploty, mikrobiální kontaminace, integrity obalu, fyzikálního šoku nebo autenticity produktu (viz tab. 2). Indikátory mohou být zabudovány do materiálu nebo také umístěny na jeho povrchu. Některé z indikátorů vyžadují přímý kontakt s potravinou, jiné ne.

Příkladem inteligentního obalu může být obal OnVu od firmy Ciba. Tyto transparentní obaly pro uchovávání chlazených potravin jsou vybaveny časově-teplotním indikátorem - Time-temperature indicator (TTI). Ten umožňuje na základě sledování teploty v čase spolehlivě určit čerstvost potraviny, protože nejčastější příčinou kažení chlazených potravin je nedodržení teplotního režimu. A právě nedodržení teplotního režimu dokáží obaly vybavené TTI spolehlivě odhalit.

Vývojem inteligentních obalů se zabývá také Andrea Pucci z University of Pisa v Itálii. Materiály, na jejichž vývoji se podílí, mají tu vlastnost, že pod UV světlem způsobují zelenou fluorescenci. Pokud je obalový materiál poškozen nebo prošel nežádoucím tepelným zákrokem, fluorescencí se změní na modrou. Tedy velice snadným způsobem je možné odlišit nevhodnou potravinu. A ke všemu se jedná o biodegradabilní materiál, takže poté, co obal splní svou funkci, se snadno a přirozeně rozpadá a nepředstavuje pro životní prostředí výraznou zátěž.

Nekonečné možnosti

Většina doposud diskutovaných inteligentních obalů indikuje svůj stav vizuálně. Již nyní se však do balení potravin "montují" poněkud sofistikovanější technologie, a to technologie informační.

Nejčastěji zmiňovanou zkratkou ve spojení s inteligentními obaly je RFID (Radio Frequency Identification). Speciální RFID štítky navazují na systém čárových kódů, jdou však ve svém možném použití mnohem dál. Samotný štítek nevysílá žádný signál, pokud se však v jeho blízkosti objeví vysílač, který periodicky vysílá do okolí signály, dokáže štítek-přijímač využít přijímaný signál ke svému nabití a odešle odpověď.

Ta s sebou může nést obrovskou škálu informací. Vlastně v nich může být uložená celá historie produktu - výrobce, doba výroby, aktuální poloha, historie výrobku, ale samozřejmě také teplotní historie produktu, složení vnitřní atmosféry, mechanický stav obalu a další. Ty mohou být stěžejní nejen pro přepravce, skladníky a konečné prodejce, ale samozřejmě také pro zákazníky.

A spektrum použití jde ještě dál. Použití čipů by mohlo nahradit pokladny, jak je známe dnes. Zákazník by jen projel kolem vysílače-pokladny, ten by "přečetl" celý jeho vozík a cenu odečetl z bankovního účtu. A to není zdaleka vše. Možná by zákazník nemusel do obchodu ani chodit. Téměř neskutečně vypadá představa inteligentních ledniček, které dokáží na základě RFID technologie zjistit, co člověku chybí, a chybějící potravinu objednat. Taková lednička by také dokázala upozornit na potravinu, která se blíží k datu spotřeby, a mohla by zákazníkovi poradit, co má spotřebovat dřív.

Dalším chytrým zařízením spolupracujícím s inteligentním obalem by mohly být mikrovlnné trouby. Ty by mohly být vybaveny RFID anténami. Ze štítku na potravině by si přečetly instrukce k přípravě pokrmu (jako jsou čas a síla ohřívání) a vše by zvládly samy. Možnosti, které se nabízejí, jsou téměř neskutečné a znějí spíše jako ze sci-fi filmu. Ovšem technologie zvládající všechny tyto operace jsou již k dispozici. O jejich aplikaci v masovém měřítku rozhodnou pravděpodobně dvě klíčová hlediska - zájem spotřebitelů a cena. O to první určitě nebude nouze, vždyť ne nadarmo se říká, že hnací silou pokroku je lidská lenost. Druhý aspekt je poněkud komplikovanější, ale vývoj technologií jistě přinese i pokles cen RFID technologie. Otázkou tedy není zda, ale kdy se dočkáme masového nasazení RFID technologie. Máme se na co těšit.


tab.1 Příklady aplikací látek v aktivních obalech

Typ Efekt Příklad použití

Emitéry oxidu uhličitého Inhibice růstu některých bakterií Maso, drůbež

Prodloužení životnosti Zelenina a ovoce

Emitéry ethanolu Inhibice růstu bakterií Pečivo, sušené rybí produkty

Emitéry organ. kyselin Antimikrobní účinek Různorodé

Emitéry oxidů síry Odbarvující účinek Sušená zelenina a ovoce

Antioxidační účinek Různé předvařené suroviny

Antimikrobní účinek Různorodý


tab.2 Příklady využití inteligentních obalů

Typ indikátoru Efekt

Časově-teplotní indikátor Poskytuje informaci o teplotní historii a průběhu teploty

například při skladování

Indikátory kyslíku Dokáží odhalit mechanické poškození obalu

Indikátory oxidu uhličitého Informují o množství oxidu uhličitého, užitečné v případě použití

modifikované atmosféry

Barevné indikátory aktuální teploty Informují o aktuální teplotě uvnitř obalu, především pro potraviny určené

k přípravě v mikrovlnné troubě

Indikátory patogenní mikroflóry Odhalí případnou nežádoucí kontaminaci

Indikátory zlomení Indikují zlomení obalu

Firmy zabývající se obchodem s bioplasty a nebo inteligentními/aktivními obaly

a) Firmy zabývající se obchodem s bioplasty v ČR:

1. Bioplast: zabývá se výrobou klasických obalových materiálů. Pod značkou Bioplast prodává bioplastové sáčky, tašky, talíře atd. (www.bioplaneta.cz, plast.cz, www.k-o-s.cz).

2. Bioobal: firma zabývající se obchodem s biodegradovatelnými a rozpustnými fóliemi na bázi PVA a PLA (www.bioobal.cz).

3. Monsanto: biotechnologický gigant působící i v ČR (www.monsanto.cz).

b) Firmy zabývající se obchodem s inteligentními nebo aktivními obaly:

Legislativa Evropské unie stále brání masovému rozšíření především aktivních, ale také inteligentních obalů, přesto se v zahraničí (Velká Británie, Německo) začínají objevovat první výrobky balených inteligentních materiálů. Postupný nástup těchto speciálních balicích materiálů lze díky rostoucí kupní síle obyvatelstva a rostoucí orientaci na kvalitu potravin očekávat v relativně blízké budoucnosti také v ČR.

1. Granitol: firma se zabývá výrobou a vývojem nových obalů, především vysoce transparentních oxodegradovatelných fólií (www.granitol.cz).

2. TART Brno: firma vyrábí i vyvíjí všechny možné typy obalů. Zaměřuje se i na biodegradovatelné obaly (www.tart.cz).

3. Model Group: konsorcium několika firem. Ty se zabývají kompletním vývojem obalů na míru dle přání zákazníka (http://www.modelgroup.com/).

4. SCA Packaging: mezinárodní firma zabývající se výrobou obalů na všechny typy výrobků (www.scapackaging.cz).

5. ALPAK TRADE: distribuční společnost zastupující významné výrobce obalových materiálů, převážně pro potravinářský průmysl. Zabývá se také obchodem se specifickými obalovými materiály (www.alpak.cz).

6. Europlast: firma zabývající se výrobou obalů z různých materiálů a obchodem s nimi (www.europlast.cz/cz).

7. Ekobal: firma poskytující kompletní obalový servis, především v oblasti potravinářských obalů (www.ekobal.com).

8. Vac-Star: firma se soustředí na výrobu obalů a balicích strojů pro balení ve vakuu (www.frimark.cz).

9. Ensinger: mezinárodní společnost zabývající se výrobou plastů pro nejrůznější aplikace včetně potravinářského průmyslu (www.ensinger.cz).

c) České internetové servery dotýkající se problematiky bioplastů a inteligentních/aktivních obalů:

1. www.petrecycling.cz 2. www.enviweb.cz 3. www.biom.cz 4. www.obalar.cz

d) Velké evropské firmy zabývající se výrobou bioplastů:

1. Biomer: německá firma zabývající se výrobou bioplastů a biodegradovatelných plastů (www.biomer.de).

2. Peter Holland BV: nizozemská firma vyrábějící materiály na bázi bioplastů (www.peterholland).

3. FkuR Kunststoff: německá společnost zabývající se výrobou bioplastů (www.fkur.com).

4. Polymer Chemie: německá firma vyrábějící plasty (www.polymer-chemie.de).

5. Bayer MaterialScience: německá společnost vyrábějící plasty (www.bayermaterialscience.com).

6. Novamont: německá firma zaměřená na výrobu plastových materiálů na bázi škrobu

(www.novamont.com/).

7. Rodenburg Biopolymers: nizozemská výrobní společnost zabývající se výrobou škrobových materiálů (www.biopolymers.nl).

8. Vegeplast: francouzská firma zabývající se výrobou plastů na bázi škrobu (www.vegemat.com).

Autor - Stanislav Obruča, je redaktorem portálů Inovace.cz a Gate2Biotech.cz a doktorandem Fakulty chemické VUT v Brně.

ZDROJ: TREND MARKETING