ÄLYKKÄÄT PAKKAUKSET Eero Hurme, VTT Biotekniikka Elintarvikealan teknologiat -seminaari 3.2.2004, EDUTECH, Tampere
ESITYKSEN SISÄLTÖ Pakkauksille asetettavat vaatimukset Älykkäät pakkaukset Aktiiviset pakkaukset, uudet materiaalit
ELINTARVIKEPAKKAUKSEN TEHTÄVÄT/PAKKAUKSELLE ASETETUT VAATIMUKSET Antaa suojan ympäristö-olosuhteita vastaan (tiiviysominaisuudet) Valo, happi, kosteus, mikrobit, pöly, vieraat hajut Parantaa elintarvikkeen säilyvyyttä Vakuumipakkaus, suojakaasupakkaus, aktiiviset pakkaukset, aseptinen pakkaus jne On elintarvikekelpoinen Kemiallisten aineiden migraatio sallituissa rajoissa On mekaanisesti riittävän kestävä On teknisesti helposti toteutettavissa Saumautuvuus, konekelpoisuus, jne On kustannuksiltaan kohtuullinen Käyttömukavuus Helposti avattava ja suljettava, mikroaaltouuni-kelpoisuus On myyvä On ympäristöä säästävä
Elintarvikepakkauksen perinteiset tehtävät säilyttää, suojata & markkinoida tuotetta Pakkauksen uudet tehtävät tuotteen laadun aktiivinen parantaminen/ ylläpito AKTIIVISET PAKKAUKSET tuotteeseen ja tuotteen laatuun liittyvän tiedon kerääminen, varastointi ja jakaminen ÄLYKKÄÄT PAKKAUKSET tuoteturvallisuus käyttömukavuus tehokkuus
AKTIIVISTEN PAKKAUSTEN/ PAKKAUSMATERIAALIEN ETUJA Hyvä säilyvyys ilman lisättyjä säilöntäaineita Tehokas hapenpoisto Ovat 'täsmäaseita' ja usein 'räätälöityjä' ratkaisuja Myös pk-yrittäjien on helppo ottaa ne käyttöönsä ÄLYPAKKAUSTEN ETUJA Tuotelaadun ja -turvallisuuden helppo varmistaminen Helpottavat kylmäketjun seurantaa/hallintaa Helpottavat omavalvontaa Toimivat laatusinettinä
ÄLYKKÄÄT ELINTARVIKEPAKKAUKSET TOIMINTO Best before Open TOIMINTAPERIAATE tiedon varastointi & kommunikointi painettu etiketti (esim.valmistusaineet, käyttöohjeet) väriä muuttava indikaattoritarra tiedon keruu )))) elektronisesti/optisesti luettava älytarra
ÄLYKKÄÄN ELINTARVIKEPAKKAUKSEN VARASTOIMAN TIEDON HYÖDYNTÄMINEN Best before Open Tuotetunnistus Jäljitys Varkauden ja väärennöksen esto Hinnoittelu Ravintosisältö, allergeenit, terveysvaikutukset jne. ))) Pakkaus osana älykästä keittiötä (kuumennusohje mikroaaltouunille, ruokavaraston inventointointi, on-line ostokset) Tuotteen laadun indikointi
ÄLYPAKKAUS KERÄÄ/ VÄLITTÄÄ TIETOA ELINTARVIKKEEN LAADUSTA Best before Open Pakkauksen (tuotteen) varastointiolosuhteet (lämpötila) aika-lämpötilaindikaattorit Pakkauksen eheys vuotoindikaattorit (suojakaasu- ja vakuumipakkaukset) )))) Mikrobiologisen laadun suorat indikaattorit tuoreusindikaattorit patogeeni-indikaattorit
Aika-lämpötilaindikaattori Muuttuu väriltään ajan ja lämpötilan funktiona sitä nopeammin mitä korkeampi on lämpötila Muutos on palautumaton ja alkaa indikaattorin aktivointi/ aktivoitumishetkellä Integroi pakkauksen koko aika-lämpötilahistorian indikaattorin aktivointihetkestä lukien Muutosta voidaan seurata koko jakeluketjun ajan (kauppias, kuluttaja)
Mikrobiologisen laadun indikaattori Suora informaatio tuotteen laadusta TUOREUSINDIKAATTORIT perustuvat indikaattorin (väri)reaktioon elintarvikkeen mikrobiologisessa pilaantumisessa/vanhenemisessa syntyvien yhdisteiden kanssa indikaattorin toimintaperiaate kullekin tuotteelle/ tuoteryhmälle spesifinen PATOGEENI-INDIKAATTORIT perustuvat tietyn/ tiettyjen mikrobien läsnäolon osoittamiseen
ÄLYPAKKAUSRATKAISUJA Kaupallisesti saatavilla Näkyviä aika-lämpötilaindikaattoreita Näkyviä happi-indikaattoreita (ei Euroopassa) Sähköisesti etäluettavia tarroja lämpötilan seurantaan Sähköisesti etäluettavia tarroja varkauden estoon, tuotetunnistukseen, jäljitykseen Viivakoodiin yhdistetty patogeeni-indikaattori (ei Euroopassa) Esimerkkejä kehitteillä olevista ratkaisuista Vuotoindikaattoreita suojakaasupakkauksille Tuoreusindikaattoreita kalalle, kanalle, ym.
ÄLYKKÄÄT ELINTARVIKEPAKKAUKSET - VISIO Pakkauskehitykseen vaikuttavia tekijöitä Väestö ikääntyy (näkö/kuulo/helppokäyttöisyys) Turvallisuuden merkitys kasvaa (laatu, bioterrorismi) Kuluttajien kasvavat vaatimukset Internet -kauppa? Markkina-alueiden laajeneminen (logistiikkaketjujen pidentyminen) Lainsäädäntö mahdollistaa / vaatii?? Teknologian kehittyminen Biotekniikka, entsyymitekniikka Analytiikka Materiaalitekniikka (älykkäät materiaalit, polymeerien muokkaus) (Mikro)elektroniikka (hinta, painettavat rakenteet) (Bio)sensoritekniikka Tulevaisuuden älypakkausratkaisuja Vuotoindikaattorit Varastointiolosuhteiden seuranta (TTI, kosteus, kaasuolosuhteet) Tuoreusindikaattorit (mikrobiologinen laatu, kemiallinen laatu) Varkauden esto Näpelöinnin ilmaiseminen Tuoteseloste ja käyttöohjeet ym. (puhuvat pakkaukset) Kuluttajalle luettavat, kassalla luettavat indikaattorit (näkyvät/näkymättömät)
AKTIIVINEN PAKKAUS Muuttaa aktiivisesti pakatun elintarvikkeen tilaa Lisäten säilyvyysaikaa Parantaen turvallisuutta ja aistinvaraista laatua Samalla säilyttäen tuotteen laadun Perustuu erilaisiin toimintaperiaatteisiin Absorboivat konseptit Erittävät konseptit
UUDET MATERIAALIT ESIMERKKEJÄ AKTIIVISISTA PAKKAUSRATKAISUISTA Hapen poistajat Eteenin poistajat Hiilidioksidin poistajat ja erittäjät Kosteuden säätelijät Antimikrobiset pakkaukset Antioksidanttien erittäjät Makujen ja hajujen poistajat ja erittäjät
HAPENPOISTAJAT PARANTAVAT TUOTTEEN LAATUA Estämällä Homeiden kasvua Öljyjen ja rasvojen hapettumista Oksidatiivisia värinmuutoksia Maun heikkenemistä Ravitsemuksellisten ominaisuuksien heikkenemistä Toukkien ja hyönteisten aiheuttamia tuhoja
ANTIMIKROBISET PAKKAUSKALVOT Antimikrobiset yhdisteet pakkausmateriaaliin tai sen pinnalle liitettynä migratoituvat elintarvikkeeseen tai vaikuttavat elintarvikkeen pinnassa tapahtuvaan mikrobikasvuun ilman migratoitumista tuotteeseen Elintarvikesovelluksia liha, siipikarja, kala, leipä, juusto, hedelmät ja vihannekset
AKTIIVISTEN JA ÄLYKKÄIDEN PAKKAUSTEN KEHITTÄMISEEN LIITTYVÄT HAASTEET Länsimaissa käyttöönotto on ollut hidasta (syynä mm. suojakaasupakkaamisen yleistyminen 1980 -luvulla). Markkinoinnin/kaupan näkemykset eroavat tuotannon/tuotekehityksen näkemyksestä Todellisten käyttökokemusten puuttuminen Pakkauksen aktiivisuus/älykkyys tulisi olla 'piilossa' ja osana pakkausmateriaalia. Soveltuvuus nopeisiin automaattisiin pakkauskoneisiin. Älypakkausten tulisi kertoa suoraan tuotteen laadusta Lainsäädäntö Hinta Standardisointi
KEHITTÄMISEEN LIITTYVÄT HAASTEET - AIHEET, JOISSA VTT ON AKTIIVINEN Pakkauksen aktiivisuuden/älykkyyden integroiminen oleelliseksi kiinteäksi osaksi pakkausmateriaalia Tuoreusindikaattorien kehittäminen Soveltuvuus nopeisiin automaattisiin pakkauskoneisiin Käyttökokemusten lisääminen tutkimustiedon avulla Demonstraatiotutkimus kaupalle Lainsäädännön kehittäminen Kuluttaja-asenteiden tutkiminen Varastointiolosuhteet OK Suojakaasu OK Tuotteen laatu OK TUORE Varastointi tapahtunut liian korkeassa lämpötilassa Pakkaus vuotaa Tuote pilaantunut HYLKÄÄ
Tulevaisuuden pakkaukset? Turvallisia Informatiivisia Helppokäyttöisiä Helposti hävitettäviä