Δείκτες αλλαγής θερμοκρασίας και σύστασης αερίων εντός της συσκευασίας του τροφίμου, βασισμένοι σε φυσικές χρωστικές
Indicators for temperature changes and gas composition inside the product packaging, based on natural colorants
Abstract
Η ανάπτυξη συστημάτων έξυπνης συσκευασίας, δύναται να καταστεί ιδιαίτερα
σημαντική για την κάλυψη των αναγκών της σύγχρονης αγοράς, σύμφωνα με τις οποίες
το καταναλωτικό κοινό αναζητά ασφαλή και ποιοτικά τρόφιμα και θα αποτελέσει
μέτρο για να περιορίσει τις επιπτώσεις που φέρει η συμβατική συσκευασία στο
περιβάλλον. Επίσης, η στροφή των καταναλωτών προς τη χρήση φυσικών χρωστικών
και βιοπολυμερών, έναντι των συνθετικών ουσιών, αποτελεί κεντρικό άξονα για την
εφαρμογή τους σε βιομηχανική κλίμακα, συμπεριλαμβανομένης και της έξυπνης
συσκευασίας τροφίμων. Για αυτόν τον λόγο, η έξυπνη συσκευασία, εκτός από μέτρο
περιορισμού των επιπτώσεων που προκαλεί η παραδοσιακή συσκευασία στο
περιβάλλον, δύναται να χρησιμοποιηθεί επίσης για την παρακολούθηση των
μεταβολών των συνθηκών που επικρατούν σε ένα τρόφιμο και τον περιβάλλοντα χώρο
της συσκευασίας σε πραγματικό χρόνο, παρακολουθώντας με αυτόν τον τρόπο και τις
μεταβολές της ποιότητας του εκάστοτε τροφίμου, στο οποίο προσαρμόζονται,
ενημερώνοντας έτσι τους καταναλωτές για την ποιότητα κι την ασφάλεια των
προϊόντων που αγοράζουν, μέσω κάποιας χρωματομετρικής ένδειξης. Αυτή η
διπλωματική εργασία, επικεντρώνεται στα έξυπνα φιλμ που ανταποκρίνονται στις
μεταβολές της σύστασης των αερίων και τις διακυμάνσεις θερμοκρασίας, τα οποία
βασίζονται σε φυσικές χρωστικές, καθώς και στην πρακτική εφαρμογή τους στη
συσκευασία τροφίμων. Επίσης, γίνεται διερεύνηση και παρουσίαση των τεχνολογικών
ζητημάτων, αναφορικά με την εφαρμογή και τη χρήση των μεμβρανών που
ανταποκρίνονται σε φυσικές χρωστικές, των συστημάτων έξυπνης συσκευασίας,
καθώς και της ιδιαίτερης αξίας των φυσικών χρωστικών, σε αντιδιαστολή με τις
συνθετικές χρωστικές ουσίες. Στην παρούσα εργασία αναφέρονται ακόμη, οι πιο
συνήθεις χρωματομετρικοί δείκτες, τόσο ως προς τον σχεδιασμό τους, όσο και ως προς
την εφαρμογή τους σε διάφορες κατηγορίες τροφίμων. Οι χρονο-θερμοκρασιακοί
δείκτες και οι δείκτες αερίων, έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν μια ταχύτατη και
αξιόπιστη ενημέρωση στο καταναλωτικό κοινό, για την ποιοτική κατάσταση και την
ασφάλεια του εκάστοτε τροφίμου, που προκύπτει από την παρακολούθηση των
συνθηκών που επικρατούν εντός συσκευασίας, κατά την διάρκεια της διανομής και
αποθήκευσης των προϊόντων, μέσω μιας ένδειξης, η οποία συνήθως προκύπτει από τη
μεταβολή του χρώματος του δείκτη. Εντούτοις, για την εξέλιξη των συστημάτων
αυτών, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη ζητήματα που σχετίζονται κυρίως με το
κόστος παρασκευής τους, την ακρίβεια της απόκρισής τους και τις ενδεχόμενες
επιφυλάξεις των καταναλωτών.
Abstract
The development of smart packaging systems can become particularly important to
meet the needs of the modern market, according to which the consumer public is
looking for safe and quality food and will be a measure to reduce the impact of
conventional packaging on the environment. Also, the shift of consumers towards the
use of natural dyes and biopolymers, compared to synthetic substances, is a central axis
for their application on an industrial scale, including the smart packaging. For this
reason, smart packaging, in addition to limiting the effects that traditional packaging
has on the environment, can also be used to monitor changes in conditions prevailing
in a food and the headspace of the packaging in real time, by monitoring the quality
changes of the package to which they are adapted, thus informing consumers about the
quality and safety of the products they buy, through a colorimetric indicator. This
dissertation focuses on smart films that respond to changes in gas composition and
temperature fluctuations, which are based on natural dyes, as well as their practical
application in food packaging. Also, technological issues are investigated and
presented, regarding the application and use of membranes that respond to natural dyes,
smart packaging systems, as well as the special value of natural dyes, contrary to
synthetic dyes. In the present thesis, the most common colorimetric indicators are
mentioned, both in terms of their design and in terms of their application in different
categories of food. Time-temperature indicators and gas indicators, have the ability to
provide a very fast and reliable information to the consumer public, about the quality
and safety status of each food, resulting to the monitoring of the conditions prevailing
inside the package, during the distribution and storage of products, through an
indication, which usually results from the indicator color change. However, for the
development of these systems, it is necessary to take into account issues that are mainly
related to their manufacturing costs, the accuracy of their response and possible
consumer reservations.