Интеллектуальная упаковка пищевых продуктов с применением нанотехнологий

В статье рассматриваются нанотехнологии интеллектуальной упаковки пищевых продуктов.

Аннотация статьи
продукция
нанотехнологии
стандарты
Ключевые слова

В современном мире сохранение свежести и качества пищевых продуктов играет важную роль, и упаковка становится все более значимым фактором в этом процессе. С развитием нанотехнологий появляются новые возможности для создания интеллектуальной упаковки, которая способна контролировать и поддерживать оптимальные условия хранения продуктов. В данной статье будет рассмотрено применение нанотехнологий в упаковке пищевой продукции, а также их соответствие стандартам ISO.

Нанотехнологии в упаковке продуктов представляют собой использование наноматериалов и наноструктур для создания интеллектуальных упаковочных материалов, которые обладают улучшенными свойствами и функциями по сравнению с традиционными материалами. Это открывает новые возможности для обеспечения качественного сохранения продуктов.

Применение нанотехнологий в упаковке пищевых продуктов имеет ряд преимуществ. Во-первых, с помощью наноматериалов можно создавать барьеры, предотвращающие проникновение воздуха и влаги, что значительно увеличивает срок годности продуктов. Это обеспечивает их свежесть на продолжительное время.

Во-вторых, нанотехнологии позволяют создавать упаковку, которая защищает пищевые продукты от негативного воздействия света, тепла, бактерий и других факторов окружающей среды. Это значительно влияет на сохранение качества и безопасности продуктов в течение всего периода хранения и транспортировки.

Наконец, использование наноматериалов дает возможность создавать упаковку с привлекательным эстетическим внешним видом. Яркие цвета и специальные эффекты делают продукты более привлекательными для потребителей, что способствует повышению их конкурентоспособности.

Таким образом, нанотехнологии в упаковке пищевых продуктов играют значимую роль в сохранении и обеспечении качества продуктов. Их применение позволяет создавать интеллектуальную упаковку, способную контролировать и поддерживать оптимальные условия хранения, что в свою очередь влияет на продолжительность срока годности и безопасность пищевых продуктов. При этом необходимо учитывать соответствие нанотехнологий стандартам ISO для обеспечения качества и безопасности потребителей.

Применение нанотехнологий в упаковке пищевых товаров представляет собой перспективный подход для улучшения их безопасности, качества и привлекательности для потребителей. Инновационный подход к упаковке товаров в пищевой промышленности открывает новые возможности для создания интеллектуальных упаковочных решений, объединяющих новаторские технологии и материалы. Это способствует обеспечению безопасности и качества продуктов, а также улучшению взаимодействия между производителем и потребителем. Различные инновационные технологии, такие как радиочастотная идентификация (RFID), сенсоры, QR-коды, встроенные дисплеи и другие, играют ключевую роль в достижении этих целей.

Применение интеллектуальных упаковочных материалов и устройств имеет потенциал предоставить дополнительную информацию потребителям о продукте, такую как состав, пищевая ценность, инструкции по использованию, происхождение и экологическая информация. Они также могут использоваться для защиты от подделок и контроля условий хранения продукта, следя и регистрируя изменения в температуре, влажности и других параметрах. Например, интеллектуальная функция упаковки может состоять в контроле температуры с помощью встроенных систем мониторинга, чтобы обеспечить правильное хранение продуктов. Защита от покупки просроченных товаров также является еще одной интеллектуальной функцией, предоставляемой упаковкой. Датчики, отслеживающие время и условия хранения продукта, могут предоставлять информацию о сроке годности потребителям через специальное приложение или метку на упаковке.

Выявление факторов, которые могут испортить продукт, таких как повышенная влажность и воздействие света, может быть осуществлено с помощью упаковки, оснащенной датчиками. Это позволяет производителям принимать меры для защиты товара от неблагоприятных условий хранения и транспортировки.

Использование нанотехнологий в интеллектуальной упаковке привлекает большое внимание как ученых, так и промышленных компаний. Например, турецкий старт-ап «Нанобиотех» разрабатывает антибактериальные и противораковые биологические наноматериалы из серебра, цинка и железа, полученных из растений, что создает возможность для упаковок с новыми функциями. Компания NanoBiotech нацелена на создание безопасных для окружающей среды и человека изделий, не содержащих токсичных химических веществ, а также на снижение выбросов токсичных и парниковых газов в различных отраслях промышленности, здравоохранения, энергетики, окружающей среды, сельского хозяйства и авиации.

В частности, наночастицы на основе растений обладают сильным антибактериальным действием против широкого спектра бактерий, а также цитотоксическим эффектом для канцерогенных клеток. Эти материалы биологического происхождения не содержат химических веществ, экологически безопасны, имеют низкую стоимость и не вызывают негативных реакций у человека или окружающей среды. Поэтому биологический наноматериал на растительной основе используется для повышения санитарных стандартов в упаковке и транспортировке продуктов питания. Путем внедрения технологий в натуральные биоразлагаемые упаковки можно создать устойчивые решения для улучшения качества и увеличения срока годности пищевых продуктов. На данный момент компания Metalchemy провела тестирование данной технологии на шести продуктах с высоким содержанием пищевых отходов, что привело к увеличению срока годности продукции в 1,5–2,0 раза.

Упаковка для продуктов компании, изготовленная из биопластика, обладает биоразлагаемыми свойствами, является экологически безопасной и изготавливается из натуральных компонентов. Помимо этого, упаковка содержит зеленые наночастицы с антибактериальными свойствами, которые уничтожают вредные микроорганизмы, грибки и вирусы. Использование нанотехнологий в сочетании с металлической химией продлевает срок годности таких продуктов, как мясо, сыр и свежие салаты, а также представляет собой альтернативу синтетическим пластиковым и нефтяным продуктам. Наночастицы могут использоваться для разработки «умных» упаковок, способных контролировать и регулировать условия хранения товаров.

Например, эти частицы могут быть интегрированы в материалы, реагирующие на изменения окружающей среды (температуры и влажности), чтобы обеспечить оптимальные условия для хранения товаров. Это особенно полезно для товаров, требующих определенных температурных условий или уровня влажности. Кроме того, наносенсоры представляют еще одно увлекательное приложение нанотехнологий в интеллектуальной упаковке. Наносенсоры – это небольшие устройства, способные обнаруживать и измерять определенные химические или физические параметры. Их можно встроить напрямую в упаковку товара для мониторинга его качества и состояния. Например, использование наносенсоров позволяет обнаруживать определенные газы, что говорит о правильном хранении продукта, и предупреждать потребителей.

Применение нанотехнологий в интеллектуальной упаковке имеет большие преимущества. Во-первых, это позволяет более точно контролировать условия хранения продуктов, что способствует повышению их качества и безопасности. Во-вторых, они способны повысить безопасность продуктов, обнаруживая и предотвращая неправильное хранение или упаковку. Например, наносенсоры могут помочь идентифицировать контрафактную продукцию, предоставляя информацию об ее происхождении и качестве.

Для обеспечения высокого уровня безопасности пищевых продуктов с использованием нанотехнологий в интеллектуальной упаковке, рекомендуется использовать металлоискатель Thermo scientific sentinel 3000.

Рис. 1 Металлоискатель Thermo Scientific Sentinel 3000

Металлоискатель Thermo Scientific Sentinel предназначен для обнаружения металлических частиц в пищевых продуктах и их упаковке. Оборудование оснащено передовым программным обеспечением, которое позволяет точно определять наличие металла и проводить надежную обработку. Это обеспечивает оперативное обнаружение и устранение изделий, содержащих металл или его фрагменты. Связь между металлоискателем и контрольной шкалой позволяет управлять задачами, настройками, программным обеспечением, статистикой, аварийными сигналами и отказами при помощи единого контроллера для удобства использования.

Важно отметить, что металлодетекторы Scientific Sentinel обладают высокой чувствительностью и точностью обнаружения металлических частиц, гарантируя сохранность пищевых продуктов и их упаковки и соответствуя международным стандартам безопасности пищевых продуктов.

Общий принцип работы металлоискателя sentinel определяется несколькими факторами:

  1. Электромагнитные поля в зоне сканирования, через которые проходят пищевые продукты или упаковка. Это поле может быть непрерывным или импульсным, в зависимости от конкретной модели и настроек.
  2. Благодаря взаимодействию с металлом изменение может быть обнаружено датчиками или катушками, расположенными в металлоискателе. Если в области сканирования находится металл, например ферромагнитный или малозначимый магнитный металл, он заменяет электромагнитное поле.
  3. Каждый раз, когда обнаруживается металлическая частица, металлодетектор посылает сигнал, указывающий на присутствие металла. Это может проявляться в виде звуковых или световых сигналов, изменения цвета на дисплее, автоматической остановки или уведомлений, в зависимости от настроек и требований пользователя.
  4. Возможность вручную удалять металлические частицы или автоматически активировать переключение или выключать производственную линию, чтобы предотвратить попадание продукта вместе с металлическими частицами в конечный продукт. После обнаружения металла это может обеспечить металлодетектор, в зависимости от модели.

Технология Multiscan – это инновационная система, которая может выполнять многократное сканирование продуктов с использованием различных параметров и настроек. Это позволяет более точно обнаруживать металлические частицы различных размеров и материалов в пищевых продуктах.

Установка металлоискателя Thermo Scientific Sentinel 3000 на внешнем козырьке конвейера обеспечивает надежную проверку пищевых продуктов на наличие металлических примесей на этапе упаковки или подачи продуктов на производственную линию. Это позволяет предотвратить попадание в потребление продуктов с металлическими примесями и гарантирует безопасность конечного потребителя.

Стандарты ISO (Международной организации по стандартизации) играют важную роль в области упаковки и пищевой промышленности. Они представляют собой набор правил, рекомендаций и требований, которые помогают компаниям соблюдать качество и безопасность своей продукции.

В контексте упаковки стандарт определяет требования к упаковочным материалам, их обработке и маркировке. Они помогают предотвратить повреждение значков продуктов и обеспечивают эффективное использование ресурсов.

В пищевой промышленности используются стандарты безопасности пищевых продуктов. Они устанавливают требования к гигиеническим условиям производства, контролю качества, управлению пищевой безопасностью и документированию процессов.

Стандарты ISO, такие как ISO 9001 и ISO 22000, имеют большое значение для обеспечения качества и безопасности продукции, включая интеллектуальную упаковку. ISO 9001 определяет систему управления качеством, которая помогает компаниям управлять процессами и соответствовать требованиям клиентов.

ISO 22000 устанавливает требования к системам безопасности пищевых продуктов, предотвращая риск обеспечения безопасности продукции на этапе производства и доставки. Хотя у них нет конкретных стандартов, прямо связанных с интеллектуальной упаковкой, общие требования и принципы могут применяться для обеспечения качества и безопасности интеллектуальной упаковки. Соблюдение стандартов упаковки пищевых продуктов и предприятий пищевой промышленности имеет ряд преимуществ, включая повышение доверия потребителей к продукции, улучшение репутации компаний и доступ к международным рынкам, что способствует устойчивому развитию и процветанию отрасли.

Аналогичные преимущества могут быть обнаружены в применении нанотехнологий в интеллектуальной упаковке, что является перспективным направлением в развитии упаковочной отрасли. Однако потенциальные исследования и этические вопросы, связанные с использованием новых технологий, требуют дополнительного изучения. Дальнейшие исследования и разработки в этой области позволят максимально использовать преимущества нанотехнологий в интеллектуальной упаковке, минимизируя возможные негативные последствия.

В заключение, стоит отметить, что применение нанотехнологий в интеллектуальной упаковке пищевых продуктов открывает новые возможности для улучшения условий хранения, безопасности и качества продукции. Соблюдение стандартов ISO гарантирует соответствие требованиям безопасности и качества, что имеет важное значение для установления доверия потребителей и повышения конкурентоспособности продукции на рынке.

Текст статьи
  1. Metalchemy [Электронный ресурс]. URL: https://www.metalchemy.tech/tech (дата обращения: 07.10.2023).
  2. NanoBiotech [Электронный ресурс]. URL: https://www.nanobiotech.com.tr/en/company.html (дата обращения: 04.11.2023).
  3. Материалы для упаковки пищевых продуктов: перспектива безопасности пищевых продуктов Саудовский журнал биологических наук 28 (6) [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/351919573_Food_packaging's_materials_A_food_safety_perspective (дата обращения: 04.11.2023).
  4. Металлодетекторы Sentinel Multiscan [Электронный ресурс]. URL: https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/SENTINEL3000 (дата обращения: 07.10.2023).
Список литературы