“Pazar artık doyduğu için gıda ambalajlama endüstrisinden yeni ambalajlama teknolojileri üretmesi bekleniyor. Gelişmiş ambalajlama, pasif rolünü bir kenara bırakıp gıdayla ve çevresiyle pozitif bir etkileşime girerek daha aktif bir role sahip olmalıdır.”

Sinan UZUNLU Pamukkale Üniversitesi Uygulamalı Bilimler Yüksekokulu, Türkiye

Keshavan NIRANJAN U.K. Reading Üniversitesi Kimya, Gıda ve Eczacılık Yüksekokulu, Gıda ve Beslenme Bilimleri Bölümü, İngiltere

ÖZET Aktif ve akıllı gıda ambalajlama, endüstri ve tüketiciler için geliştirilen yeni bir gıda ambalajlama çözümüdür. Bu, antimikrobiyal veya temizleyici özelliklere, tazelik ve raf ömrü göstergelerine, kontrollü serbest paketleme (CRP) imkanına sahip olan ambalaj malzemelerine kapsar.

GİRİŞ Gıdanın korunması, endüstri için önemli konulardan biridir. Antik dönemlerden günümüze kadar, gıdayı daha istikrarlı bir şekilde korumak için çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Günümüzde, aktif ve akıllı terimleri ambalajlı ürünlerde bir sinerji oluşturmak için türetilmiştir.

Bu makale, gıda ambalajlama endüstrisindeki “consume-within (…içinde tüketmek)” göstergesi olarak potansiyele sahip akıllı plastik filmlere (Mills ve ark., 2012) dikkat çekmeyi ve bozulduğu duygusu ve algısı veren yaş mantı yemeğinin aktif ve akıllı ambalajlanması konsepti önerisini anlatma amacını taşımaktadır.

AKTİF VE AKILLI GIDA AMBALAJLAMA Ambalaj, gıdayı dış etkenlerden korur. Bu temel fonksiyon; bozulmayı geciktirme, raf ömrünü uzatma ve ambalajlanan gıdanın kalite ve güvenirliliğini sürdürme özelliklerini barındırır (Han ve ark., 2005; Restuccia ve ark., 2010). Bunların yanı sıra kolaylık, pazarlama ve iletişim de hesaba katılmalıdır.

Pazar artık doyduğu için gıda ambalajlama endüstrisinden yeni ambalajlama teknolojileri üretmesi bekleniyor. Gelişmiş ambalajlama, pasif rolünü bir kenara bırakıp gıdayla ve çevresiyle pozitif bir etkileşime girerek daha aktif bir role sahip olmalıdır (Borchert 2013).

Bu yeni teknolojileri tanımlamak için oluşturulan çeşitli terimlerin arasında, literatürde belirtilen ve yeni Gıdayla Temas Eden Malzemeler Çerçeve Yönetmeliği’ne dahil edilen iki ana teknoloji grubu bulunmaktadır. Bunlar, “aktif ambalajlama” (AP) ve “akıllı ambalajlama” (IP) olarak sunulmaktadır (Puligundla ve ark., 2012).

Aktif ambalajlama; ambalajlanan gıdanın kalitesini sürdürürken raf ömrünü uzatmak için ambalajlanan gıdanın şartlarını değiştirmek anlamına gelmektedir. Akıllı ambalajlama ise taşıma ve depolama süresince nihai kullanıcı ile iletişim kurmak için ambalajlanan gıdanın durumunu izlemek anlamına gelmektedir (Puligundla ve ark., 2012). Yam ve arkadaşları (2005), AP’nin gıda ambalajlanın koruyucu alanı etrafında ve IP’nin de iletişim alanı etrafında üzeri kapalı olarak uygulandığı bir model geliştirmiştir (Borchert 2013).

Belirli ambalajlama koşullarının izlenmesi ihtiyacı, akıllı ambalajlamanın geliştirilmesini de beraberinde getirmiştir. Tepe boşluğu gaz analizörü, gaz kromatografisi, mikrobiyal ve duyusal analizler gibi geleneksel sistemle ambalaj içerisindeki değişimlerin izlenmesi oldukça zaman alıcı ve pahalı bir yöntemdir. Bu sınırlamaları aşabilen yeni bir teknoloji; ambalajlanan gıdanın önemli koşullarının hızlı, tahribatsız ve güvenilir bir şekilde belirlenebilmesini sağlamak için ambalaj içerisine dahil edilebilen gösterge ve sensorlara dayanmaktadır. Son dönemlerde biyosensorlar, kimyasal sensorlar ve gaz sensorları geliştirilmiştir. En gelişmiş teknoloji ise optik oksijen sensorlarıdır (Borchert 2013). Bu sensorlar, karmaşık numunelerde bile spesifik bileşikler veya iyonlarla ilgili gerçek zamanlı ve çevrimiçi bilgi sağlayan “minyatürize bir cihaz” olarak adlandırılan bir tür kimyasal sensordur (Quaranta ve ark., 2012).

Bazı ticari oksijen gaz sensorlarının yanı sıra yeni geliştirilen, su geçirmez, geri dönüşü olmayan, nano-partiküllü pigment parçacıkları, P25 TiO2 üzerine kaplanmış DL-threitol ve metilen mavisi içeren yeniden kullanılabilir oksijenli akıllı plastik film, Mills ve arkadaşları (2012) tarafından düşük yoğunluklu polietilen içindeki kalıptan geçirilmiştir. Gıda ambalajlamada kullanılan bu tür bir göstergenin (Resim 1) mümkün olan uygulanış şekli, bir ambalajın buzdolabında 5°C’de ne kadar uzunlukta tutulacağına dair bir rehber sayılabilir (Mills ve ark., 2012).

Birçok CO2 gaz sensorları da uygun kullanım için literatürde tanımlanmıştır (Resim 2). CO2 Birçok aerobik mikroorganizmaların oluşmasını engellediği için değiştirilmiş ortam ambalajlamasında (MAP) önemli bir etkiye sahiptir. Bu yüzden, soğuk depolama esnasında MAP’in CO2 oranının ölçülmesi oldukça önemlidir. Optokimyasal CO2 sensorları (Resim 3) çok yüksek potansiyele sahiptir. Bu sistemler, pH-optode kullanan Severinghaus elektrotunun ilkelerine dayanmaktadır. Birçok CO2 sensörü, Yoğunluk tabanlı, Çift Luminophore Referanslama, İç Filtre Su Verme ve Förster Rezonans Enerji Transferi (FRET) gibi farklı algılama programlarına dayanmaktadır.

%5 CO2 seviyesini tespit etmeye odaklanabilen ve değiştirilmiş ortamda ambalajlanmış mantı numunelerindeki CO2 seviyesini belirleyen FRET sistemi geliştirilmiştir. Önceki çalışmamızda, soğuk depolama esnasında (4°C) 20 gün geçtikten sonra bariyer film ve tepsisinde hava dolu mantı ambalajı numunelerinde, mikroorganizmalar büyüme esnasında O2 tüketip CO2 üretmişti. CO2 seviyesi %0’dan %4.6’ya çıkmış, O2 seviyesi de %20.8’den %13.85’e düşmüştü. Numuneler, ambalaj içerisindeki küf miselyumlarını gözlemleyerek bozulma göstermişti (Uzunlu 2012).

Son olarak, gıda ambalajında CO2’nin bozulma sinyalinin algılanması yoluyla daha iyi ürün kalitesi ve değeri için geliştirme yapılabilir.