Warzywa w folii? Barierowość tworzyw sztucznych

Żyjemy w czasach dobrobytu – każdego dnia mamy możliwość zakupu towarów z drugiego końca świata (w tym wielu świeżych warzyw). Myślę, że mało kto jednak zastanawia się jaka technologia sprawiła, że stało się to w ogóle możliwe, że warzywa są świeże nawet kilka tygodni po zbiorach na innym końcu świata. W dzisiejszym artykule powiem czym jest barierowość tworzyw, która obok zastosowania warunków chłodniczych odgrywa tutaj kluczową rolę. 

Czym jest barierowość ?

Jest w języku potocznym barierowość zdolność materiału do “nieprzepuszczania” płynów, takich jak para wodna, tlen, azot, dwutlenek węgla. Zdecydowanie lepszym terminem, stosowanym do oceny barierowości jest przepuszczalność określająca ile gramów (para wodna/woda) lub centymetrów sześciennych (gazy) w określonym czasie przeniknie przez określoną powierzchnię (zazwyczaj przy zadanej grubości, temperaturze, ciśnieniu, wilgotności). 

Po co nam to? 

Każdy z produktów spożywczych cechuje się tzw. shelf life’em czyli czasem, przez który dany produkt jest zdatny do spożycia. Na jego długość wpływają procesy bio-fizyko-chemiczne przebiegające w żywności takie jak:

• mikrobiologiczne (rozwój pleśni, bakterii)
• chemiczne (przebiegające procesy chemiczne w produktach)
• fizyczne (wysuszanie, zmiana koloru)
• zależne od temperatury (np. fluktuacje temperatury powodują formowanie się kryształków lodu na zamarzniętych produktach)

Na wspomniane procesy wpływają zarówno czynniki wewnętrzne (związane z produktem) jak i zewnętrzne (wpływ łańcucha jedzeniowego). Jeżeli skupimy się na składzie produktu, to możemy wyróżnić m.in.:

• Obecność wody
• Wartość pH, całkowita kwasowość typ kwasów
• Dostępność tlenu
• Mikroflora i przetrwalniki
• Naturalna biochemia produktu
• Zastosowanie konserwantów (np. soli)
• Zawartość składników odżywczych

Jeżeli skupimy się na łańcuchu jedzeniowym to możemy wyróżnić m.in:

• profil temperatury i czasu w trakcie przetwórstwa produktu
• kontrola temperatury w trakcie przechowywania i dystrybucji
• Względna wilgotność w trakcie przetwórstwa, przechowywania i dystrybucji
• Ekspozycja na światło (ultrafioletowe UV i podczerwone IR) w trakcie przetwórstwa, przechowywania i dystrybucji
• Mikrobiologię środowiska w trakcie przetwórstwa, przechowywania i dystrybucji
• Obróbkę cieplną (ponowne podgrzewanie lub gotowanie przed spożyciem)[1]

Jak przedłużyć trwałość żywności?

Należy mieć w świadomości, że tych czynników jest po prostu bardzo wiele i zależność shelf life’u jest bardzo złożona. Możemy ją jednak wydłużyć stosując m.in.:

• optymalizacja przetwórstwa, składu produktu (w tym konserwanty i powlekanie owoców i warzyw woskiem)
• przechowywanie w warunkach chłodniczych (co drastycznie podnosi cenę finalnego wyrobu, 
• zastosowanie odpowiednich opakowań.

Z wymienionych powyżej zasadne na pewno jest dobranie odpowiednich metod przetwórstwa i składu produktu. Niestety w dzisiejszych czasach producenci stosują mnóstwo dodatków, które przedłużają shelf life, ale coraz mniej ludzi chce jeść tak “chemiczną” żywność. Bardzo zasadne jest zastosowanie warunków chłodniczych, jednak nie każde warzywo/owoc się do tego nadaje, a dodatkowo generuje to znaczne koszty (utrzymanie obniżonej temperatury w transporcie to spory koszt i ślad węglowy). Relatywnie tanim i nieobciążającym środowisko rozwiązaniem jest zastosowanie odpowiednich opakowań (tam gdzie się da). 

Z pomocą przychodzi nam wspomniana barierowość…

Barierowość ma na celu utrzymanie stałych, korzystnych warunków dla przechowywania produktów (gł. spożywczych). Do przedłużenia życia produktu obok barierowości stosuje się wewnątrz opakowania specjalną mieszaninę gazów (o odpowiednim stężeniu tlenu, azotu, dwutlenku węgla itd.) zwaną atmosferą ochronną, aby dodatkowo zabezpieczyć produkt przed rozwojem mikroorganizmów czy występowaniem innych negatywnych efektów. Z barierowością mamy ten problem, że jest ona inna dla poszczególnych gazów i par, jak widać poniżej. Dodatkowo, każdy z produktów ma inne optymalne warunki przechowywania, także nie da się dobrać jednego rodzaju opakowania do każdego produktu.

Oczywiście szkło i metal mają genialne właściwości barierowe, ale nie wyobrażam sobie przechowywania każdego warzywa w słoiku czy puszce metalowej. Jest to zwyczajnie niemożliwe, ze względu na stałe wymiary i dużą masę opakowań metalowych i szklanych. Tej wady nie mają oczywiście tworzywa sztuczne, które przy zachowaniu niskiej masy opakowania pozwalają nam zabezpieczyć transportowaną żywność. Ze względu jednak na zróżnicowaną barierowość względem różnych czynników stosuje się niestety opakowania wielowarstwowe, które dalej będą stanowić duży problem z recyklingiem. 

Tabela 1. Zestawienie materiałów wielowarstwowych w opakowaniach[2].

Zastosowanie tworzyw sztucznych jest w stanie znacząco wydłużyć żywotność produktów. Dla przykładu – ogórki powlekane folią wytrzymują aż 2 tygodnie, gdzie w przypadku braku folii zachowałyby świeżość przez zaledwie 3 dni [4]. 

Absolutnie nie uważam zastosowania tworzyw sztucznych jako za słuszne rozwiązanie. Należy jednak pamiętać, że to zaledwie na przestrzeni 100 lat nasz jadłospis tak diametralnie się zmienił. Zimą możemy cieszyć się wciąż świeżymi owocami, warzywami i mięsem z innego kraju (trzeba mieć świadomość, że nierzadko mięsa zalewają nasze półki sklepowe). Bez zastosowania tworzyw sztucznych transport wielu rodzajów szybkopsujących się produktów byłby całkowicie niemożliwy. Jest to niestety cena postępu. Jeżeli chcemy być bardziej przyjaźni środowisku, powinniśmy przestać kupować żywność importowaną, a zamiast tego skupić się na żywności sezonowej. Innym rozwiązaniem jest zaopatrywanie się w żywność nie wymagającej stosowania takich opakowań.

Na zakończenie chciałbym zamieścić slajd z pewnej prezentacji, pokazujący, że dzięki tworzywom ślad węglowy w przeliczeniu na kg żywności dzięki tworzywom jest zdecydowanie mniejszy, dzięki ograniczeniu powstawania odpadów[2]. Należy jednak zwrócić uwagę, że jest to średnia, która została wyznaczona dla pewnych założeń, w których prawdopodobnie nie uwzględniono optymalizacji łańcucha logistycznego. To oznacza, że w pewnych sytuacjach wystarczyłoby zwyczajnie ograniczyć podaż, żeby wyeliminować powstawanie strat żywności.

Literatura:

• [1] Kilkast D., Submaraniam P., The stability and shelf-life of food, 2000, Woodhead Publishing Limited
• [2] Borkowski K., Wykorzystanie tworzyw polimerowych do produkcji opakowań – aktualne wyzwania, Konferencja COBRO 04.06.2019
• [3] Rosato, D. (no date) New barrier plastic packaging materials advancing rapidly, tu dostęp: 29 July 2015).
• [4] https://www.ecoandbeyond.co/articles/do-we-really-need-so-much-fruit-and-vegetable-packaging/, dostęp 04.12.2019
• Zdjęcie autorstwa Jnzl’a zostało wykorzystane zgodnie z licencją Attribution 2.0 Generic (CC BY 2.0)