Εφαρμογές υλικών νανοτεχνολογίας στη συσκευασία τροφίμων

 

Μπορεί στην Ευρώπη η είσοδος στην αγορά της συσκευασίας με νανο-υλικά να φαντάζει ακόμα μακρινή και να προχωρά με πολύ αργά βήματα, όμως σε άλλα μέρη του κόσμου τα προϊόντα της νανοτεχνολογίας έχουν ήδη φτάσει στα χέρια των καταναλωτών. Ως παράδειγμα αναφέρεται ότι στις ΗΠΑ το 2008 πωλήθηκαν τρόφιμα σε συσκευασία από νανο-υλικά αξίας 4,13 δισεκατομμυρίων δολαρίων και το νούμερο αυτό αναμένεται να διπλασιαστεί ως το 2014 (Silvestre et al. 2011), γεγονός που δείχνει τη στροφή στις τάσεις της αγοράς προς τα προϊόντα αυτά. Πράγματι, κολοσσιαία ονόματα του χώρου της συσκευασίας, όπως Honeywell, Mitsubishi Gas-Chemical, Bayer, Triton Systems, Nanocor έχουν επενδύσει μεγάλα ποσά κι έχουν μπει δυνατά στην παραγωγή νανο-συσκευασιών. Ταυτόχρονα, άλλες μεγάλες εταιρίες τροφίμων όπως η Nestle, η Kraft, η Heinz και η Unilever, θέλοντας να προλάβουν τις εξελίξεις, δραστηριοποιούνται ερευνητικά με στόχο την αξιοποίηση της νανοτεχνολογίας για προσθήκη βιταμινών, συντηρητικών, αρωματικών, χρωστικών ή άλλων πρόσθετων υλών σε τρόφιμα.

Τα προϊόντα που είναι ήδη διαθέσιμα και σε νανο-συσκευασίες είναι κυρίως προϊόντα κρέατος, προϊόντα αρτοποιίας, ανθρακούχα αναψυκτικά, διάφορα είδη ποτών, ακόμα και νερό. Τα πρώτα πλεονεκτήματα των νέων συσκευασιών είναι προφανή και ήδη γνωστά στους καταναλωτές. Για παράδειγμα:

• Μπύρα με χρόνο ζωής 11 εβδομάδες όταν είναι εμφιαλωμένη σε κλασσικά μπουκάλια από PET, έχει χρόνο ζωής 30 εβδομάδες σε μπουκάλια από νανο-υλικά (Imperm Μ9, εξέλιξη του υπάρχοντος φιλμ MΧD6 με χρήση νανοσωματιδίων πολυαμιδίου) που παράγει η εταιρία Nanocor, σε συνεργασία με την Mitsubishi Gas-Chemical (Silvestre et al. 2011). Το υλικό αυτό είναι ελαφρύτερο από το γυαλί κι ανθεκτικότερο σε μηχανικές ζημιές. Επίσης είναι φθηνότερο από τα αλουμινένια κουτάκια. Τέλος, αποτρέπει την είσοδο του οξυγόνου στο εσωτερικό καθώς και την έξοδο του διοξειδίου του άνθρακα (Εικόνα 1, Διάγραμμα 1).
• Η εταιρία Honeywell έχει ήδη ξεκινήσει την παραγωγή μπουκαλιών, τα οποία εμφανίζουν διαύγεια που πλησιάζει αυτή του γυαλιού κι επίσης είναι εύκολα ανακυκλώσιμα. Τα μπουκάλια αυτά κατασκευάζονται από ένα πολυστρωματικό φιλμ, συγκεκριμένα τριών στρωμμάτων, το μεσαίο από τα οποία (γνωστό ως Aegis) αποτελείται από νανοσωματίδια πολυαμιδίου (nylon) και είναι αυτό που καθιστά τη συσκευασία εξαιρετικό φραγμό για τα αέρια. Υπάρχουν διάφορες μορφές της παραπάνω νανοσύνθεσης, ανάλογα με το προϊόν που πρόκειται να αποθηκευτεί. Τέτοια είναι:

•    Honeywell’s Aegis HFX που αποτελεί πολύ καλό φραγμό για το οξυγόνο και χρησιμοποιείται για προϊόντα που συσκευάζονται ζεστά όπως τσάι, σάλτσες φαγητών με αρωματικές ουσίες, χυμοί φρούτων κα.
•    Honeywell’s AEGIS CSD που αποτελεί εξαιρετικό φραγμό για το διοξείδιο του άνθρακα και χρησιμοποιείται για την εμφιάλωση ανθρακούχων αναψυκτικών.
•    Honeywell’s Specialty Film. Είναι ένα φιλμ πολύ λεπτό αλλά ικανό να αποτρέπει την απώλεια αρωματικών συστατικών και την είσοδο οξυγόνου ενώ ταυτόχρονα επιδεικνύει μεγάλη σκληρότητα και αντοχή στο σκίσιμο. Το φιλμ αυτό βρίσκει εφαρμογή σε συσκευασίες επεξεργασμένων προϊόντων κρέατος, φρέσκου κόκκινου κρέατος, πουλερικών, ψαριών, τυριών και ξηρού φαγητού (πχ λιαστή ντομάτα).

• Η εταιρία Bayer παράγει ένα πολυστρωματικό φιλμ (Durethan KU2-2601) που χρησιμοποιεί στις συσκευασίες τροφίμων. Το φιλμ αυτό, αποτελούμενο από νανοσωματίδια πολυαμιδίου και σιλικόνης, είναι πολύ λεπτό, έχει αυξημένη ανθεκτικότητα, αυξημένη διαύγεια και μειώνει την περατότητα του οξυγόνου κατά 50% σε σχέση με τα κοινά film πολυαμιδίου.
• Η εταιρία Kodak έχει ήδη αρχίσει την παραγωγή φιλμ με αντιμικροβιακές ιδιότητες, τα οποία απορροφούν και απομακρύνουν το οξυγόνο από το εσωτερικό της συσκευασίας, αποτρέποντας έτσι τη επικείμενη μικροβιακή αλλοίωση.

Εικόνα 1
Πλαστικά μπουκάλια μπύρας της εταιρίας Nanocor, από νανο-υλικά. Ο χρόνος ζωής του προϊόντος αυξάνεται από τις 11 στις 30 εβδομάδες όταν αποθηκευτεί σε αυτά τα μπουκάλια.

Διάγραμμα 1
Το υλικό Μ9 της Nanocor αποτελεί εξαιρετικό φραγμό για τα αέρια. Αποτρέπει την απώλεια του διοξειδίου του άνθρακα κι έτσι μπορεί να αυξήσει το χρόνο ζωής του περιεχόμενου τροφίμου (μπύρας).

Τα παραπάνω παραδείγματα αποτελούν την αρχή της εισόδου των νανοσυσκευασιών στην τεχνολογία τροφίμων. Οι εξελίξεις τόσο στην έρευνα όσο και στο επίπεδο εφαρμογής θα δώσουν σύντομα πολλά περισσότερα υλικά με τις απαιτούμενες ιδιότητες  με την προϋπόθεση ότι θα διαμορφωθεί και το κατάλληλο νομοθετικό πλαίσιο.

Καράμπαλης Δημήτρης – Τσαφάρας Ηλίας
Γεωπόνοι Επιστήμης & Τεχνολογίας Τροφίμων