AMBALAREA ACTIVĂ A PRODUSELOR ALIMENTARE [602637]

Capitolul 4
AMBALAREA ACTIVĂ A PRODUSELOR ALIMENTARE

4.1. Generalită ți

Ambalarea activă este definită ca o tehnică de ambalare care modifică în mod
constant i activ atât proprietă țile de permeabilitate ale materialelor plastice de ambalare
cât i concentr ația în compui volatili i a gazelor din spa țiul liber al ambalajului sau care
adaugă compui antioxidan ți, antimicrobieni sau alte substan țe de îmbunătă țire a aromei i
gustului produselor alimentare.
Ambalarea activă se bazează pe utilizarea unor materiale absorbante sau
generatoare de diverse substan țe, în interiorul ambalajelor. Aceste ambalaje mai pot fi
numite ambalaje interactive.
Ambalarea alimentelor se nume ște activă atunci când îndepline ște și un alt rol,
impus sau dorit, față de cele cunoscute în m od obișnuit . Majoritatea forme lor de ambal are
activă implică interac țiuni între aliment și materialul ambalajului, astfel încât stratul care
intră în contact direct cu alimentul devine , adese ori, strat activ .
Dintre aplicațiile importante ale ambalării act ive pentru industria cărnii se pot aminti :
– îndepărtarea oxigenului din ambalaj ;
– utilizarea de filme comestibile ca strat activ pentru a control a schimbul de gaze între
interiorul și exteriorul ambalaj ului;
– folosi rea de enzime la realiz area materiale lor de ambalaj;
– încorporarea unor agen ți antimicrobieni în materiale de ambalaj.
Îndepărtarea oxigenului este necesară deoarece prezen ța lui influen țează negativ
conservarea alimentelor pentru că permite dezvoltarea microorganismelor, modificări
fiziologi ce (cum este continuarea respirației), degradarea chimică ( pierderi de culoare și de
substanțe nutritive, râncezire, brunare) .
În ultimul timp, a crescut utilizarea de materiale plastice capabile să elimine
oxigenul din ambalaj prin introducerea în masa ac estora a unor microcapsule c are con țin
pilitură de f ier, sulfit de sodiu sau acetat de potasiu.

“Ambalajul inteligent " este o tehnologie în curs de dezvoltare care utilizează
funcția de comunicare a pachetului, în timp ce " ambalajul activ " se concentrea ză pe
funcția de protec ție i îi propune să mărească termenul de valabilitate, să men țină i să
îmbunătă țească acceptabilitatea calitatea i produselor alimentare ambalate.

Fig.4.1.

Ambalarea activă se bazează pe utilizarea unor materiale absorbante sau
generatoare de diverse substan țe.
Ambalajul activ trebuie s ă protejeze alimentul din interior, s ă confere comoditate și
să comunice informa ții consumatorului . O completare a defini ției este precizarea potrivit
căreia ambalajul activ și inteligent conține un sistem de evaluare permanent ă din interiorul
sau exter iorul produsului, fiind prevăzut cu o modalitate de indicare a informa țiilor despre
istoricul produsului, calitatea si prospe țimea acestuia. De fapt, ambalajul inteligent
reprezintă o extensie a funcției de comunicare a producător ului cu consumator ul,
elementul de comunicare fiind chiar produsul .
Pentru ambalarea activă sunt utilizate filme de permeabilitate controlată a gazului.
Primele materiale au oferit capacitatea de a “opri” permeabilitatea gazulu i cu
creterea temperaturii i au permis astfel aerului să intre în ambalajele cu produs proaspăt
pentru a evita anaerobioza respiratorie. Materialele fabricate mai recent presupun
utilizarea de straturi de membrane poroase acoperite cu materiale Landec i li pite peste
deschideri mari în structuri de ambalare de bază.
În timp ce ambalarea în mediu gazos a fost utilizată pentru încetinirea sau
inhibarea modificărilor ce pot avea loc în prezen ța aerului în produse, deteriorări aerobe
pot avea loc totui în produs e, acest lucru depinzând de concentra ția oxigenului rezidual din
ambalaj.
Concentra ția oxigenului rezidual în produsele ambalate în atmosferă gazoasă se
datorează unor factori cum ar fi:
(a) permeabilitatea fa ță de oxigen a materialului din care este confec ționat ambalajul,
(b) capacitatea alimentului de a re ține aerul,
(c) sigilarea necorespunzătoare (trecerea aerului prin marginile prost lipite ale
ambalajului),
(d) evacuarea sau scurgerea necorespunzătoare a gazului.

Fig.4.2.

Un senzor filmat spe cial încorporat pe partea interioară a unui ambalaj alimentar
reacționează în contact cu aminele produse de carnea animalelor sau a pe ștelui. Dacă
această concentra ție de amine este destul de mare în interiorul pachetului sigilat, o
substan ță reactivă chimi c îi transformă culoarea din galben în albastru. Substan țele
chimice nu pot interac ționa cu alimentul pentru că stratul special al filmului permite doar
accesul gazelor.

Dacă produsele alimentare perisabile sunt păstrate în afara condi țiilor sugerate de
temperatură, are loc dezvoltarea rapidă a microorganismelor. Produsul se alterează
înainte de termenul de utilizare estimat i, în cazurile cele mai grave, are loc dezvoltarea
sau producerea de toxine de către bacterii patogene. Indicatorii timp -temperatură atașați
pe suprafa ța ambalajului înregistrează evolu ția timp -temperatură a ambalajului pe întregul
lanț de distribu ție. Astfel, indicatorii furnizează indirect informa ții despre calitatea
produsului. Indicatorii timp -temperatură disponibili comercial prezin tă o schimbare vizibilă
a culorii i se bazează pe mecanisme de reac ție diferite (reac ții de polimerizare, difuzie si
enzimatice).

Pentru absorbția emis iilor unui produs ambalat se utilizează frecvent plicuri sau tampoane .
Pentru eliminarea c analelor de oxigen din interiorul ambalajului s e folos esc plicuri c are
conțin ingredientele active, aceste a acționând împotriva oxidării produsului. Necrofagii de
oxigen sunt produ și, de regulă, cu ajutorul tehnologiei enzimelor, iar absorban ții de oxigen
sunt realizați cu folosirea pulberii de fier sau a acidului ascorbic. S -a stabilit că acidul
ascorbic este mai eficient. Absorban ții de oxigen sunt utiliza ți cel mai adesea în ambalajele
destinate produselor din carne de porc sau vită și carne de pui.

Unele sisteme – plic absorb dioxidul de carbon, dar sunt capabile să emită etanol care
acționează ca antimicr obian, la rândul său, dar și împotriva umidită ții. La rândul lui,
sistemul de picurare prin tamponare este utilizat în ambalajele care con țin carne proaspătă,
susceptibilă la scurgeri, în urma fluctua țiilor de temperatură. Utilizând un polimer
superabsorba nt, dispus între două straturi de polimer microporos, plăcuțele de picurare
pot preve ni formarea de mucegaiuri sau de bacterii . Totuși , sistemele descrise mai sus nu
pot ac ționa pentru ambalarea lichidelor. Totodată, aceste sisteme nu se pot utiliza în
ambalajele confecționat e din folii flexibile, deoarece foliile se pot lipi de sistemele active,
împiedicându -le să -și îndeplinească rolul.

Atmosfera controlată prin metode active poate fi ob ținută prin realizarea unei slabe
vacuumări a incintei și introdu cerea atmosferei cu combina ția de gaze solicitată. Această
combina ție de gaze poate fi adaptată suplimentar prin utilizarea unor substan țe
absorbante în interiorul ambalajului pentru substan țele provenite din respira ția produselor
alimentare (oxigen, CO 2 și/sau etilenă – C2H4). Astfel, metodele active sunt mai
costisitoare dar prezintă avantajul că asigură stabilizarea rapidă a atmosferei solicitate.
ții de etilenă pot ajuta la întârzierea cre șterii temperaturii din procesul de
respira ție și matur ării unor fructe.
ții de dioxid de carbon pot preveni cre șterea cantită ții de CO 2 la un nivel
dăunător care poate apărea pentru unele produse în timpul modificării pasive a atmosferei.

Prin diversele metode i tehnici de ambalare se caută să se ob țină următoarele
performan țe:
– mai buna realizare a func țiilor ambalajelor;
– creșterea productivită ții muncii la confec ționarea ambalajelor i la ambalarea
produselor;
– raționalizarea materiilor prime folosite în confec ționarea ambalajelor.
Cele mai folosite procedee de ambalare sunt:
– dozarea volumetrică a cantită ții de produs (ambalarea are la bază volumul
produsului ce va fi introdus în ambalaj);
– dozarea gravimetrică a cantită ții de produs (ambalarea are la bază masa
produsului de ambalat).
Din cele două procedee principale de ambalare derivă mai multe metode de
ambalare:
a. ambalare colectiva;
b .ambalare celulară;
c. ambalare por ționată;
d. ambalare in folii contractibile;
e. ambalare tip TETRA – PAK;
f. ambalare aseptică;
g. ambalare tip aero sol;
h. ambalare tip cocon;
i. ambalare în spumă de poliuretan tip BIBBIPAK;
j. ambalare în atmosferă modificată de gaze;
k. ambalare activă;
l. alte tipuri de ambalare i instala ții utilizate în acest scop
m. ambalarea inteligentă.

Moisture and Gases
The rate of moisture and gas transmission through flexible packaging is a
significant controlling factor that determines the shelf life of many p roducts –
especially snack foods. These products are very com -mon in Samoa and their
appeal depends on their crisp mouth feel. They also contain significant quanti -ties
of fat which is very susceptible to oxidative rancidity. Assuming the packaging has

no pinholes or other defects the rate at which moisture or gas is transferred to the
product is given by:

Where:
m is the moisture (or oxygen) ingress
b is the permeability of the packaging
A is the area of the package
P1-P2 is the pressure difference be tween the inside and the outside of the package
x is the thickness of the packaging
From this it is important that the manufacturer chooses packaging material that is
impervious but not unnecessarily over -protective and that the package size fits the
stated quantity of the product. Secon -dary packaging such as an outer cardboard
box or larger plastic bag containing several dozen of the re -tail packs help reduce
the pressure difference and assist in reducing moisture and oxygen ingress.

Ambalajele inteli gente
Autor: Ilie Stoian miercuri, 30 ianuarie, 2013

Articole asemanatoare
FOX a ales solu țiile RBC de eficientizare a produc ției
Air Products
a lansat o linie de congelare ultra -rapidă
Gigantul procesator de bacon din
SUA face investi ții de 170 milioane dolari

Pe plan extern , folosi rea sisteme lor de ambalare activ ă (sau inteligent ă) pentru produs ele
alimentare s-a accentuat tot mai mult , pe m ăsura ce legisla ția UE, dar și cea
interna țional ă, pun, în general, un accent deosebit pe siguran ța alimentar ă, pe protec ția și
pe confortul consumatorului. Noile sisteme inteligente de ambalare devin , totodat ă,
deosebit de utile pentru procesatori, pentru că noile ambalaje cresc termenul de
valabilitate a produselor.

Inovatia transpusa in practica

Sistemele active de ambalare folosesc necrofagi de oxigen (enzime care distrug radicalii
de oxigen) , necrof agi de dioxid de carbon sau de emisii , precum și agen ți pentru control ul
umidit ății și tehnologii cu caracter antimicrobi an. Totodată , sistemele inteligente de
ambalare pot monitoriza starea produselor amb alate, în scopul de a oferi informa ții
referitoare la calitatea acestora pe durata transportului și a depozit ării. Senzorii înglobați în
ambalaj pot indica integritatea și prospe țimea produsului și pot da informații referitoare la
temperatur a de păstrare (încorporați în marcajul TTI – timp – temperatură ). Prin
identificarea frecven țelor radio (RFID), se poate evalua calitat ea produsului . Aceste

avantaje fac ca interesul , atât din partea firmelor produc ătoare, cat și din partea
comerci anților să crească tot mai mult.
De fapt , ambalajele inteligente sunt conceput e să ușureze viața tuturor: prin aceasta
producă torii au un element de siguran ța mai mult pentru produsele lor, comercian ții pot
păstra produsele la raft o perioada mai mare , fără riscul de a -și pierde propriet ățile, iar
consumatorii au siguranța că achiziționează un produs s ănătos. În plus , ambalajele
inteligente pot să ofere numeroase informa ții audio sau vizuale despre produs ul ambalat ,
iar produc ătorii își pot expune pe ambalaj mesaje adresate consumatorilor , spoturi
publicitare sau alte informa ții, în condi țiile în care s e apelează la tehnologii de imprimare
magnetic ă. Se pot da astfel informa ții utile despre modul de preparare a produsului
(inclusiv pentru carnea proasp ătă), despre conținutul s ău nutritiv sau despre modul de
păstrare pentru ca elementel e de alterare (apă, emisii , microorganisme , praf , șocuri ) să nu
afecteze produsul. De asemenea , ambalajul inteligent poate fideliza clientul față de un
anumit produs sau marcă , lucru care ar mulțumi pe cei care aleg aceast ă modalitate de
ambalare a produselor.
Ambalarea activa reprezintă, deci, un „sistem care are încorporat în mod deliberat în, sau
pe pachet, elemente active destinate îmbunătățirii acestuia ” (definiție dată de Philip
Robertson , cercetător în domeniul tehnologiei ambalajelor la Massachusetts Institute of
Technology ), oferind , prin aceasta, atât protecție cât ș i siguranță procesatorilor.
Ca o completare , este necesară precizarea că ambalajul activ și inteligent are prevăzut un
„sistem de evaluare interna sau externa permanenta a produsului ”, prin intermediul căruia
oferă informații despre istoricul , calitatea și prospețimea produ sului, reprezentând o
extensie a funcț iei de comunicare dintre producător și consumator, prin chiar produsul
ambalat.
Activarea unui ambalaj inteligent ține de cunoașterea tehnologii lor privind fizica și
mecanica materialelor utilizate, la biologie, chimie sau la interac țiunea dintre ambalaj și
produs, dar și la interac țiunea dintre ambalaj și consumator. Cele mai frecvente ambalaje
inteligente care se utilizează în pre zent sunt acelea care au prevăzute sisteme de
anihilare/absorb ție/cură țare a oxigenului. Sistemele pot fi interne sau activate din exterior,
cu ajutorul unei surse de lumina UV. La rândul lor, ambalajele inteligente pot cuprinde
sistemele active în interio rul pachetului, prin amplasarea de micro -plăci sau plicuri active.
O alt ă modalitate de fabricare a ambalajelor inteligente este aceea de a încorpora
ingredientele active în însu și materialul din care este confec ționat pachetul.

Materialele active
Materiale de ambalare aditivate cu agen ți activi se ob țin prin înglobarea în masa
ambalajului, de regulă în ultimul strat interior aflat în co ntact cu produsul ambalat, a unor
substan țe absorbante, neutralizante, cu o anumită compozi ție. Aceste materiale sunt
interactive deoarece intră în reac ție cu alimentul în scopul măririi conservabilită ții și
îmbunătă țirii calită ții produsului.

Un materi al ideal de ambalare antimicrobiană trebuie să îndeplinească următoarele
condi ții:
– sa aibă o activitate cu spectru restrâns;
– să fie activ la concentra ții scăzute;
– să nu aibă efecte senzoriale adverse;
– să coste pu țin;
– să aibă acceptul organiza țiilor legale ale guvernului.

Fig.4. Schemă privind ambalarea activă a cărnii destinată comercializării

Filmele și înveli șurile comestibile au rol în îmbunătă țirea calită ții și stabilită ții alimentului,
multe dintre ele având proprietăți de barieră pentru apă și gaze sau având caracteristici
mecanice și optice similare cu cele ale materialelor de ambalaj sintetice. Astfel, filmele se
utilizează în ambalarea activă a alimentelor pentru controlul schimbului de gaze la
produsel e proaspete sau a schimbului de oxigen la produsel e oxidabile, reducerea
schimbului de vapori de apă cu exteriorul sau modificarea condi țiilor de suprafa ță ale
alimentelor ambalate.
Componentele de bază ale filmelor comestibile pot fi hidra ți de carbon (gume vegetale și
microbiene, amid on, celuloză și deriva ți etc.), proteine ( gluten, colagen, ovalbumine,
cazeină , soia etc.) sau lipide (grăsimi animale și vegetale , ceruri etc.). Filmele pot fi
forma te direct pe produs , fie prin aplicarea de soluții sau dispersii lichide urmată de

uscare, fie prin utilizarea unor amestecuri topite, cu este cazul lipidelor ( grăsimi solide ,
ceruri etc.).

Enzimele folosit e în ambalarea activă a alimentelor sunt încorporate în materialul de
ambalaj similar altor substan țe active, cu deosebirea că acestea nu se consumă în
reacțiile pe care le catalizează, ele putând ac ționa la infinit, fiind însă vulnerabile la varia ții
de temperatură, pH, inhibitori etc.
Enzimele micro -încapsulate în material ul de ambalaj s e folos esc la ambalarea activă a
cărnii și produselor din carne , având cu scopul :
– de a îndepărta oxigenul sau produsel e de de scompunere microbiană cu ajutorul
glucozoxidazei sau catalazei;
– de tenderizare a cărnii proaspete, cum e carnea de vită, cu proteaze precum papaina;
– de obținere a unor indicatori de timp -temp eratură activa ți enzimatic.

Materialele de ambalare antimicrobiene pot fi acizi organici; bacteriocine; izotiociana ți;
ioni metalici; emi țători de gaz.
Agen ți antifungici utiliza ți: parabeni; benzoat; sorba ți; imazalil pe ambalaje de brânză,
produse proas pete și pâine.
Problemele ridicate de aceste materiale de ambalare: stabilitatea termică ,
eficacitatea în condi ții de distribu ție la rece și reglementările in vigoare.

Daca sistem ul de activare din plăcile de bază nu po ate fi utilizat la ambalajele flexibil e,
confecționate din folii, atunci chiar material ul din care se execu tă ambalaj ul poate fi activat,
prin includerea ingredientelor active în componen ța acestuia . Metoda se poate utiliza mai
ales în cazul foliilor de polietilen ă tereftalat ă, ingredientele putând fi adăugate chiar in
corpul recipientelor sau al capacelor.

Includerea necrofagilor în material ul de ambalaj poate elimina multe inconveniente. Dacă
prin lipirea de folie se neutralizează potențialul activ, atunci absorbția de oxigen se
realiz ează de ambalajul în sine. Totodată , ingredientele active se pot include în materialele
plastice, mai ales absorbantele bazate pe polime ri, care se pot obține prin coextruda re. În
acest caz , absorbantul se activează prin expunerea la radiații UV, așa încât capacitatea de
evacuare nu se epuiz ează înainte ca termenul de garanție al produsului să expire . De
asemenea, elementele microbiene se pot include în materialul ambalajului, prezentând
astfel avantaje sigure . Toate sisteme le active prez entate au , în plus, avanta jul general că
determin ă mărire a stabilității produsului, specificitatea conservării și reduc drastic
substanțele chimice destinate conservării , ceea ce conduce la comercializare a unor
produs e mult mai sănăto ase.
Important ă, în acest caz, este și relația producător – produs – consumator. Prin
intermediul elementel or de avertizare dispuse pe ambalaj (auditive sau video ), pot fi
prezentate informații despre produs în orice moment din interiorul perioadei de valabilitate ,
crescând astfel gradul de încredere a consumatorului atât în produs cât și în producă tor.
Prin oferirea de informații despre starea alimentului, trasabilitatea acestuia sau alte
informații , cu caracter de publicita te sau nu, poate crește prestigiul compan iei care
apelează la utilizarea ambalajelor active sau/și inteligente, aceasta fiind o dovad ă a
transparentei față de consumator. Totuși , acest tip de ambalaje poate crește simțitor
costurile tehnologiilor de realizare și al produsului în sine.

Absorban ți de oxigen
Utilizarea absorban ților de oxigen este o metodă nouă pentru păstrarea calită ții
alimentelor și pentru prelungirea termenului de valabilitate. De cele mai multe ori, prezen ța
oxigenului în ambalaj reduce eficien ța altor conservan ți.
Oxidarea se produce numai în prezen ța oxigenului, iar pe alimente apar pete
maronii sau se decolorează.
Prezen ța oxigenului favorizează dezvoltarea și înmul țirea microorganismelor care în
final pot duce la infec ții bacteriene la apari ția mucegaiului și/sau a gustului de rânced.
Sub influen ța tuturor acestor factori, alimentele î și pierd prospe țimea și își modifică
proprietă țile organoleptice, acestea dev enind necomestibile după un timp.
Absorbantul re ține oxigenul din interior și, până la deschiderea ambalajului, men ține
o concentra ție de oxigen mai mică de 0,1% (chiar 0,01%).
Pungile cu absorbant de oxigen sau folii alimentare cu absorban ți de oxigen con țin
componente care pot fi utilizate în industria alimentară.
Avantajele absorban ției de oxigen: nu imprima gust sau miros specific; nu permite
amestecarea aromelor; face posibilă reducerea cantită ții conservan ților și antioxidan ților
utiliza ți; metoda nu schimbă starea naturală a alimentelor.

Argintul anorganic depus pe zeoli ți este antimicrobian la contact și fezabil tehnic la
fabrica ție, dar migrarea necesară din polimeri este minimă. Ionul de argint a fost încorporat
pe suprafa ța materialului și a umpluturilor absorbante a condensului pentru carne
proaspătă și produs, dar aceste dezvoltări sunt încă prea noi pentru a fi evaluate. Și
efectele antimicrobiene ale ionului de argint sunt afectate de aminoacizii cu sulf în multe
produse alimentare.
Bacte riocinele sunt compu și atât bacteriostatici, cât și bactericizi, în special la pH scăzut,
dar sunt specifici din punct de vedere microbian, cu activitate relativ scăzută pentru carne
proaspătă.

Alil-izotiocianatul a fost extras din hrean și a fost studiat de cercetători japonezi și din
S.U.A. Compusul este atât bacteriostatic , cât și bactericid, dar are aromă intensă chiar
în doze foarte mici .
Dioxidul de clor este un gaz antimicrobian eliberat dintr -un compus pe baza de clor,
prin expunere la umiditate . Avantajele principale: func ționează la distan ță; este unul din
cei câ țiva antimicrobieni pentru ambalare care nu necesită contactul direct cu alimentul și
suprafa ța ambalajului.

Pentru ambalarea activă sunt utilizate filme de permeabilitate controlată a gaz ului.
Aceste materiale oferă capacitatea de a “opri” permeabilitatea gazului cu cre șterea
temperaturii și permit astfel aerului să intre în ambalajele cu produs proaspăt pentru
a evita anaerobioza respiratorie .
Materialele fabricate mai recent presupun utilizarea de straturi de membrane poroase
acoperite cu materiale Landec și lipite peste deschideri mari în structuri de ambalare
de bază.
Ratele de permeabilitate: 28 000 cm3/100 in2/zi pentru oxigen și 120 000 cm3/100 in2/zi
pentru dioxidul de carbon.
Mater ialele Landec sunt eficiente pentru produse proaspete cu rată de respira ție
înaltă , cum ar fi broccoli, ciuperci, asparagus fragi și căp șuni.
În domeniul ambalării active pot fi men ționați:
– agen ți antimicrobieni pentru ambalarea produselor de panifica ție;
– absorban ți ai umidită ții;
– ambalare în atmosferă cu con ținut ridicat de oxigen ( șocul de oxigen);
– emițători (generatori) de oxigen .
Absorban ții dioxidului de carbon au redus nivelul gazului respirator cu 50 % și astfel
au extins termenul de valabili tate la refrigerare al căpșunelor ambalate de la șase la
nouă zile (adica cu 50 %).
Absorban ții de umiditate , cum sunt cei descri și mai sus, pot cre ște termenul de
valabilitate al pepenilor tăia ți de la trei la cinci zile .

S-a demonstrat că atmosfera comp usă din 80% oxigen și 20% dioxid de carbon
inhibă atât microorganismele aerobe și anaerobe , cât și activitatea enzimatică
oxidativă la produsele cu rată de respira ție înaltă (cum ar fi ciupercile și unele salate),
cu mai mare eficien ță decât dioxid de carb on 80% și oxigen 20%.
Materiale de ambalare aditivate cu agen ți activi se ob țin prin înglobarea în
masa ambalajului , de regulă în ultimul strat interior aflat în contact cu produsul
ambalat , a unor substan țe absorbante , neutralizante, a căror compozi ție chimică este
ținută secret de către producători, cunoscându -se numai denumirile comerciale.
Aceste materiale sunt interactive deoarece intră în reac ție cu alimentul în
scopul măririi conservabilită ții și îmbunătă țirii calită ții produsului .