Можно ожидать, что нанотехнологии создадут основной импульс для развития передовых упаковочных систем в интересах потребителей. В отличие от материалов в макромасштабе, наноматериалы проявляют специфические и улучшенные физико-химические свойства. В силу своих малых размеров наночастицы обладают огромным отношением поверхности к объему и поверхностной активностью. При наложении на желаемые полимеры наноматериалы приводят к повышению механической прочности, электропроводности, термической стабильности и т. д.
Таким образом, наноматериалы улучшают механические и барьерные свойства пищевых упаковок, а также предлагают активные и интеллектуальные упаковочные системы.
В целях эффективного удовлетворения требований, предъявляемых к упаковке пищевых продуктов, усовершенствованные полимеры с добавлением наноматериалов позволят, помимо решения экологических проблем, увеличить преимущества, связанные с существующими полимерами, с повышенной безопасностью. Разработанный упаковочный материал будет способствовать снижению любого серьезного взаимодействия между упаковкой и пищевыми матрицами, влиянию на здоровье потребителей, снижению количества отходов, улучшению биоразлагаемости и барьерной защиты от газов и света, а также сокращению выбросов CO2. Постоянное совершенствование в области полимерных наноматериалов для упаковки пищевых продуктов (PNFP) сталкивается с проблемой преодоления барьеров безопасности и регулирования. После определения параметров безопасности и производства при конкурентоспособном соотношении затрат и производительности новый PNFP станет идеальным кандидатом для широкого применения в упаковке для пищевых продуктов.
Внедрение полимерной нанотехнологии в упаковке пищевых продуктов направлено на улучшение основных характеристик традиционных упаковочных систем, а именно:
- герметичности (простота транспортировки и обращения)
- удобства (дружественность к потребителю)
- защиты и сохранения (предотвращение утечки или распада и защита от микробных загрязнителей, увеличение срока хранения)
- маркетинга и коммуникаций (информация в реальном времени о качестве закрытых пищевых продуктов, помимо пищевых компонентов)
- рекомендаций по подготовке.
В XXI веке производители/переработчики/поставщики и потребители продуктов питания ищут новые и изобретательные системы упаковки для продуктов питания, приверженные принципам безопасности, качества и прослеживаемости продуктов питания. Этот спрос требует инновационных инструментов/технологий, которые могут быть собраны воедино для применения в упаковке пищевых продуктов. Текущие мероприятия и разработки в области упаковки пищевых продуктов, чтобы быть коммерчески осуществимыми и эффективно приемлемыми, должны соответствовать нормативным требованиям наряду с обоснованным результатом, который перевешивает соответствующие расходы, связанные с добавлением новой технологии.
Основным недостатком, связанным с материалами для упаковки пищевых продуктов, является их проницаемость. В настоящее время ни один из упаковочных материалов не обладает полным сопротивлением атмосферным газам, водяным парам, а также пищевым и упаковочным материалам. Среди имеющихся вариантов органические полимерные материалы, а именно: полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат, полистирол и поливинилхлорид, остаются основным материалом выбора в пищевой упаковочной промышленности, предпочтение отдается за их меньшую стоимость, простоту переработки и малый вес. Однако основная проблема заключается в их присущей им проницаемости для газов и других малых молекул.
Основа полимера не может предложить все желаемые свойства, необходимые для эффективной упаковки пищевых продуктов, поэтому смешивание полимера (полимеров) или сложных многослойных пленок, как правило, предпочтительнее.
Наноматериалы, как правило, классифицируются на наночастицы (NPs), наночастицы (NCs) и наноэмульсии (NEs), которые имеют многочисленные применения в пищевой промышленности. В основном, применение полимерных наноматериалов для упаковки пищевых продуктов будет обсуждаться в рамках трех разделов, а именно:
- улучшенная
- интеллектуальная/умная
- активная упаковка.
В случае усовершенствованной упаковки применение наночастиц в полимерной матрице улучшает эластичность, газонепроницаемые характеристики и стабильность параметров температуры/влажности. Интеллектуальная упаковка предлагает превосходную функциональность с точки зрения коммуникации и маркетинга. Она обеспечивает динамическую обратную связь по фактическому качеству упакованных продуктов питания, а также выступает в качестве защиты от поддельной имитации.
Активная упаковка обеспечивает защиту и сохранность, основанную на механизме (механизмах), активируемых внутренними и/или внешними факторами. Активная упаковка включает в себя активный компонент с применением нанотехнологий в материал пищевой упаковки, а компонент-носитель может взаимодействовать с внутренними и/или внешними факторами, стимулируя тем самым действия, которые увеличивают срок годности, качество и безопасность пищевого продукта.
Однако в случае интеллектуальных упаковочных систем в состав пищевой упаковки входят индикатор/датчики, основанные на нанотехнологиях, где они могут взаимодействовать с внутренними (компоненты пищи и головное пространство) и внешними факторами окружающей среды.
Продолжение следует...
