Et ve et ürünlerinin ambalajlanmasında son gelişmeler

Plastik kaplarda paketlenen et ve kanatlı hayvansal gıda ürünlerinin doğal olarak içerdiği sıvılar, tepsinin içinde toplanıp daha sonra nakliye ve taşıma sırasında sızıntı yapabilmektedir.

Prof. Dr. Nazan Turhan
İzmir Ekonomi Üniversitesi Gıda Mühendisliği Bölümü
nazan.turhan@ieu.edu.tr

Özellikle tüketime hazır ürünler başta olmak üzere gıdaların güvenliği ve kalitesini artırmayı amaçlayan yeni teknolojiler ile riskleri azaltabilecek önlemler konusunda sürekli araştırmalar yapılmaktadır. Ambalaj içinde kullanılan poşetler ve pedler, aktif gıda ambalaj sistemlerinin en başarılı uygulamalardan biridir. Son zamanların yoğun araştırma konularından biri de et kaplarına yerleştirilen emici pedlerin özelliklerini iyileştirmeye yönelik çalışmalardır. Plastik kaplarda paketlenen et ve kanatlı hayvansal gıda ürünlerinin doğal olarak içerdiği sıvılar, tepsinin içinde toplanıp daha sonra nakliye ve taşıma sırasında sızıntı yapabilmektedir. Bu sıvılar bakterilerin ve insanlarda hastalıklara neden olan gıda kaynaklı patojenlerin çoğalması için çok uygun bir ortam sağlar. Yeni araştırmalardan biri patojenleri kontrol etmek için bakteriyofajların kullanılmasıdır. Bakteriyofaj tedavisinin ilk uygulamaları, insanlarda bakteriyel enfeksiyonların tedavisine yönelik olsa da, istenmeyen bakteriyel popülasyonların bakteriyofajlar kullanılarak engellenmesi, gıdalar için yaygın uygulama alanı bulacak gibi gözükmektedir.
Diğer yandan antimikrobiyal maddelerin ambalaj filmlerinde kullanımı üzerine çalışmalar son 20 yıldır yoğun şekilde devam etmektedir. Yapılan yeni araştırmalar ise gıda endüstrisinde yaygın olarak çok katmanlı esnek ambalajlarda aktif bileşenlerin kullanımı konusuna yönelmiştir. Farklı malzeme katmanlarını içeren filmler, tek bir malzemenin sahip olmadığı yüksek bariyer, mekanik direnç veya ısı yalıtım özelliği gibi istenen farklı özelliklere sahiptir. Bu tip ambalaj malzemelerinin geliştirilmesi çalışmaları, aktif bileşiğin ambalajdan paketlenmiş gıdaya doğru kontrollü salınımını sağlayacak şeklinde planlanmaktadır. Temelde, aktif maddelerin çevreye olan kaybını önleyecek yüksek bariyer özelliklerine sahip bir dış tabaka ve aktif madde salınımını kontrol edecek uygun kalınlık, kimyasal bileşim ve yapıya sahip bir iç tabaka gerekmektedir. Antimikrobiyal çok katmanlı malzemeler, antimikrobiyal maddenin farklı laminasyon materyallerini birleştiren yapışkan tabakaya dahil edilmesiyle oluşturulmaktadır. Bu yeni ve basit metot, üretim sürecinde ek adımlar veya teknik değişiklikler gerektirmediği için üretim maliyetini arttırmamaktadır.

Antimikrobiyal ajanların paketlenmiş materyal içerisine ilave edilmesi ya doğrudan polimere eklenerek ya da polimer yüzeylerine kaplanarak olabilmektedir. Ancak, bu yöntemler malzemenin üretimini büyük oranda sınırlamaktadır. Kaplama işlemi, film üretim sürecinde ilave adımlar ve teknik değişiklikler nedeniyle üretim maliyetini arttırmaktadır. Ekstrüzyon işlemiyle polimer karışımına doğrudan katılma işlemi, ilave üretim basamaklarına ihtiyaç duymazken iki nedenden ötürü üretimde daha yüksek miktarda aktif bileşik ilavesini gerektirmektedir. Birincisi, ekstrüzyon işlemleri, antimikrobiyal bileşiğin bir bölümünü bozabilecek veya buharlaşmasına neden olabilecek kadar yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilmektedir. İkincisi, ekstrüzyon işleminde antimikrobiyal maddeler film materyalinin tüm kalınlığı boyunca dağıtılmakta, bu nedenle de materyalin dış tarafına salınabilmekte, tabii bu da aktif maddenin önemli miktarlarda kaybına yol açmaktadır. Bu yeni metodu kullanarak antimikrobiyal aktivite gösteren uçucu yağlarla hazırlanan filmlerin gıda maddelerindeki uygulamaları iyi sonuçlar vermiştir. Buradaki hassas konu çok katmanlı sistemde antimikrobiyal maddeler için taşıyıcı görevi yapan yapıştırıcının kimyasal bileşimidir. Bu konu antimikrobiyal maddeden istenen aktiviteyi elde etmek için kritik önem taşımaktadır. Diğer yandan, bu teknolojinin diğer bir avantajı, aktif maddenin salınımının kontrol edilebilmesidir. Burada aktif katman oluşturulurken katmanın kalınlığı, lamine malzemenin kimyasal bileşimi ve yapısı kontrol edilebilecek değişkenlerdir.

Geliştirilen bu çok katmanlı filmlerde, aktif maddenin güvenilirliğinin değerlendirilmesi için migrasyon deneylerinin mutlaka yapılması gerekir.
Gıda tedarik zinciri boyunca gıda kalitesi ve güvenliği, sürecin yönetimi (depolama, dağıtım, izlenebilirlik gibi) ve tüketici kolaylığı açısından daha yüksek verim almayı amaçlayan, etiket ve benzeri akıllı cihazların, farklı işlevleri yerine getiren mürekkeplerin gelişimine odaklanan yenilikçi ambalaj sistemlerine olan ilgi artmıştır. Bu teknolojilerden doğan potansiyel avantajlar geniş bir şekilde incelenmiş ve belgelendirilmiş olmakla birlikte, piyasa uygulamalarında hala istenen yere ulaşılamamıştır. Bu nedenle, gelecekteki araştırmalar, akıllı sistemleri ticari olarak yaşanabilir kılmak ve günlük ambalajlama ürünlerinde kullanılabilir hale getirmek için bazı önemli hususlara odaklanmayı zorunlu kılmaktadır. Örneğin akıllı ambalajlama sistemlerinin maliyeti, tüm ambalajlama maliyetinin minimal bir bölümünü oluşturmalıdır. Söz konusu teknolojilerle ürünlerde, akıllı sistemlere atfedilen maliyetin, son paketin tüm maliyetinin yaklaşık yüzde 50-100'ü olduğu tahmin edilmektedir. Yeni teknoloji ile bunun pazara etkisi arasındaki bu uyumsuzluk sonuçta olumsuz bir maliyet/fayda analizi ile sonuçlanmaktadır. Olması hedeflenen ise ambalaj maliyetinin, raflara yerleştirilen malların toplam maliyetinin yüzde 10'unu aşmamasıdır. Tabii ki bu da, teknolojik ilerlemeyi gerektirmektedir.

Özellikle bu malzemeleri üreten teknolojiyi sunan şirketler, akıllı malzemelerin verimliliği ve performansında iyileştirmeye gitmelidir. Temel sorun, model testlerle elde edilen sonuçlarla gerçek gıdalar arasındaki tutarsızlıktan kaynaklanmaktadır. Laboratuvar ölçekli araştırmalara kıyaslandığında, akıllı materyallerin aktivitesindeki azalmanın ana nedeni gerçek gıda sistemlerinin karmaşıklığından (paketlenmiş gıda maddelerinin farklı miktarı, yağ ve yağsız parçaların oranı ve dağılımı, su aktivitesi, pH gibi fiziksel ve kimyasal parametrelerin değişkenliği gibi) kaynaklanmaktadır. Bunun yanı sıra, akıllı materyallerin, özellikle tüketiciyi yanıltmasından kaçınmak için, verdiği bilgilerin güvenilirliğinin gösterilmesi gerekir. Örneğin, belirli bir mikrobiyal gelişme için büyümeyi izleme ve uyarma kapasitesi düşük bir tazelik göstergesinin kullanılması yanıltıcı olabilir ve hatta tüketicilerin sağlığını tehlikeye atabilir. Bu nedenle gelecek için diğer teknik hedefler, potansiyel alerjenlerin varlığını iletebilen, diyet yönetimi ile ilgili uyarılar yapan, hata önleme uyarıları veren sistemler gibi yeni fonksiyonların geliştirilmesinin yanı sıra birkaç fonksiyonun tek bir cihazda bütünleştirildiği çok fonksiyonlu akıllı ambalajlama sistemlerinin geliştirilmesidir.

Bu amaçla özellikle, biyoteknolojide ve gıda ambalaj sistemlerine uygulanan biyosensörlerde yeni gelişmeler beklenmektedir.
Et ürünlerinde kullanılabilen ticarileşmiş akıllı sistemler mevcut olsa da (Tablo 1), hala uygulamaları sınırlıdır. Biyoteknoloji, analitik kimya, mikroelektronik ve materyal bilimlerindeki yeni gelişmelerin yeni akıllı ambalaj sistemlerinin sorunlarına ve geliştirilmesine katkıda bulunması beklenmektedir. Asıl kısıtlamalar, akıllı sistemlerin ambalaj malzemesine fiyat ve entegrasyonudur. Akıllı ambalaj sistemlerinde kullanılan biyolojik sensörlerin RFID sistemler ile entegre kullanım potansiyeli; güvenlik, kalite ve stok yönetiminde iyileştirme için ürünün durumu ile ilgili gerçek zamanlı bilgilere ulaşılmasında ve kayıpların azaltılmasında avantajlar sağlayacaktır. Akıllı sistemlerin ambalaj malzemesine daha iyi entegre edilmesi için yapılan çalışmalar, maliyet düşürmek için gereklidir.



Farklı sistemler üretmek için kullanılan elektroniklerdeki gelişmeler, iletken mürekkep tabakalarının yerleştirildiği ambalaj malzemelerinin akıllı sistemlere entegrasyonuna katkıda bulunacaktır. Tabii ki bu tek kullanımlı yapıların seri üretiminin yapılabilmesi için maliyetinin düşük olması şarttır.
Mürekkep teknolojisindeki gelişmeler; mekanik esneklik, yüksek elektrik iletkenliği ve kimyasal kararlılık gibi özelliklere sahip grafen mürekkeplerin geliştirilmesi gibi, bu ürünlerin yeni nesil elektronik cihazlar için ideal olmasını sağlıyor (AIPIA, 2013). Kimyasal polimerizasyon yöntemleriyle doğal olarak iletken polimerlerle kaplı karbon nanotüpleri, malzemenin elektrik özelliklerini ayarlamak için yeni fırsatlar sunmaktadır (Ritschkoff et al., 2007). Bu yeni malzemelerin elektron transfer özelliği nedeniyle ambalaj materyallerine uygun karıştırılması ve uygun matris yapısının oluşturulması gelişmiş özelliklere sahip yeni ambalaj materyallerinin oluşturulmasını sağlayacaktır. Sürekli yapılan araştırma ve geliştirme, maliyet azaltma çalışmaları, bu teknolojilerin gelecekte et sektöründe daha geniş bir şekilde benimsenmesine katkıda bulunacaktır.
Aynı derecede önemli olan diğer bir konu da, tüketicilerin akıllı sistemlerden kaynaklanan ekstra faydalar konusunda eğitilmesidir. Ambalajda kullanılan sisteme ait, örneğin hangi amaca hizmet ettiği, nasıl çalıştığı, nasıl kullanılacağı gibi net bilgilerin tüketiciye öğretilmesi gerekir. Ayrıca, gıda güvenliği konusunda tüketicilerin güvenini arttırmak için ambalajlı ürünün, uygun şekilde etiketlenmesi de çok önemlidir.

Ambalaj üreticileri, özellikle ambalajın içine yerleştirilmesi amaçlanan cihazlar için, gıdaların kompozisyonu ve duyusal profildeki olası değişiklikleri, kirleticilerin olası göçünü ve bunların insan sağlığı üzerindeki potansiyel etkileri ile ilgili, yasal düzenlemeleri de dikkate almalıdır.
Son olarak, diğer bir konu da, akıllı sistemlerin sürdürülebilirliği ile ilgilidir. Bu yöndeki ilk ele alınacak konu, tek kullanımlık ve geri döndürülemez sistemler yerine yeniden kullanılabilir, geri döndürülebilir ve uzun süreli çalışan sistemlerin geliştirilmesidir.

Kaynaklar
AIPIA (2013). Improved graphene inks for inkjet application. http://www.aipworldcongress. org news_218_ improved-graphene-inks-for-inkjet-application.php
Ghaani, M., Cozzolino, C. A., Castelli, G., Farris, S. (2016) An overview of the intelligent packaging technologies in the food sector. Trends in Food Science & Technology, 51, 1-11.
Kerry, J. P. (2014). New packaging technologies, materials and formats for fast-moving consumer products. In J. H. Han (Ed.), Innovations in food packaging (pp. 549–584) (2nd ed.). San Diego, USA: Academic Press.
Pereira de Abreu, D. A., Paseiro Losada, P., Maroto, J., & Cruz, J. M. (2011). Natural antioxidant active packaging film and its effect on lipid damage in frozen blue shark (Prionace glauca). Innovative Food Science & Emerging Technologies, 12(1), 50–55.
Realini, C. E. & Marcos, B (2014) Active and intelligent packaging systems for a modern society. Meat Science 98: 404–419.
Riehle, L. S., & Versteylen, S. (2010). Absorbent pads for food packaging (EP 2265136 A1). In: Google Patents. https://www.google.nl/patents/EP2265136A1?cl=en.