Opakowania to dziedzina, która bardzo szybko i dynamicznie się rozwija, oferując branży spożywczej bogate portfolio. Sprawdźmy, jakie rodzaje opakowań i metody pakowania można zastosować pod kątem: pieczywa, wyrobów cukierniczych oraz dań na bazie pieczywa.

Głównym i niezmiennym celem opakowania jest oczywiście zapobieganie rozwojowi niekorzystnej mikroflory w produktach i utrzymanie ich pożądanych cech sensorycznych przez możliwie długi czas. Do tego coraz częściej dochodzi jeszcze jeden ważny aspekt – opakowanie jako element gry rynkowej. Rozwój technologii i techniki porcjowania pieczywa, wprowadzanie nowego asortymentu wyrobów cukierniczych czy dań gotowych z wykorzystaniem pieczywa zmusza producentów naszej branży do wdrażania innowacyjnych materiałów opakowaniowych i metod pakowania. Dlatego w tym przeglądzie, oprócz standardowych rozwiązań, przedstawimy też bardziej zaawanso-wane.

Pieczywo
Dobierając opakowanie i metodę pakowania, należy uwzględnić nie tylko rodzaj pieczywa, ale również czas i warunki jego przechowywania. Opakowanie powinno chronić produkty piekarskie przed zbyt szybkim wysuszeniem, lecz bez nadmiernego ograniczania ulatniania się pary wodnej, co może spowodować rozwój pleśni na nawilgoconej powierzchni. Opakowanie nie jest w stanie zahamować zmian organoleptycznych pieczywa, będących efektem procesu retrogradacji skrobi.

Torebki papierowe chronią tylko przed zakażeniem mikrobiologicznym i służą do pakowania pieczywa przeznaczonego do spożycia w ciągu 1-2 dni. Pieczywo krojone oraz specjalne (np. dietetyczne, tostowe) jest często pakowane w torebki z folii PE-LD (polietylen małej gęstości) i PE-LLD (polietylen liniowy małej gęstości). Opakowania z folii PP (polipropylen) umożliwiają przeprowadzenie sterylizacji termicznej wystudzonego pieczywa. Do pakowania wyrobów piekarskich stosuje się także folie termokurczliwe z PP, PE-LLD lub PVC (polichlorek winylu). Wykorzystuje się też często folie dwuwarstwowe z polietylenu dużej gęstości i kopolimeru: etylen-octan winylu (PE-HD/E-VAC) oraz polietylenu dużej gęstości i polietylenu małej gęstości (PE-HD/PE-LD).

Pakowanie w atmosferze modyfikowanej (MAP)
Produkty piekarskie, cukiernicze oraz wyroby kulinarne oparte na bazie pieczywa można pakować, wykorzystując zmodyfikowaną atmosferę gazową (MAP). Technologia ta polega na zmianie składu atmosfery w opakowaniu lub zastąpieniu próżni wytworzonej wokół produktu gazem jednorodnym lub mieszaniną gazową.

Podstawowymi gazami stosowanymi w systemie MAP są: dwutlenek węgla, azot oraz tlen. W pakowaniu pieczywa, które należy do produktów niezawierających powierzchniowo warstwy wodnej, skutecznym gazem jest dwutlenek węgla. Nie daje on bowiem w takich warunkach niekorzystnego kwaśnego smaku wskutek tworzenia się kwasu węglowego i obniżenia się wartości pH. Stosując dwutlenek węgla do pakowania wyrobów, wykorzystuje się jego silne właściwości inhibitujące rozwój bakterii i pleśni (działanie bakteriostatyczne i hamujące wzrost grzybów).

Azot w technice pakowania MAP stanowi gaz wypełniający (podporowy), który zabezpiecza opakowania przed deformacją (zapadaniem się). Dodatek azotu do mieszaniny gazowej niweluje także tworzenie się pseudopróżni wynikającej z dyfundowania dwutlenku węgla. Udział gazu obojętnego, jakim jest azot w mieszaninie, nie ma bezpośredniego wpływu na trwałość zapakowanych produktów, ale sprzyja usunięciu resztek tlenu z opakowania, przeciwdziałając w ten sposób rozwojowi bakterii tlenowych (aerobowych).

W pakowaniu produktów piekarskich oraz cukierniczych nie stosuje się tlenu jako komponentu mieszaniny gazowej. Tlen jest bowiem odpowiedzialny za procesy utleniania i jełczenia tłuszczów oraz psucia się produktów w wyniku wzrostu bakterii aerobowych. Ma to szczególne znaczenie przy pakowaniu wyrobów cukierniczych oraz kulinarnych w postaci kanapek, zapiekanek, pizzy, które zawierają większe ilości tłuszczu.

Stosując metodę pakowania MAP, przedłuża się czas przechowywania pieczywa o 300%. W wypadku kanapek, pizzy czy zapiekanek uzyskuje się przedłużenie trwałości tych wyrobów nawet do 35 dni w zależności od rodzaju produktu. W praktyce do pakowania metodą MAP wyrobów piekarskich, cukierniczych oraz kulinarnych z dodatkiem pieczywa stosuje się mieszaninę gazową o składzie: CO2 (50-80%) i N2 (50-20%).

Wyroby cukiernicze
Głównym celem pakowania wyrobów cukierniczych trwałych jest ich ochrona przed wchłanianiem pary wodnej z atmosfery oraz zapewnienie odpowiedniej bariery dla dostępu tlenu. Tlen niekorzystnie wpływa na trwałość wyrobów cukierniczych, powodując zmiany oksydacyjne w tłuszczach (wyroby cukiernicze zawierają znaczne ilości tłuszczu).

W tym przypadku stosuje się opakowania z orientowanej folii polipropylenowej (OPP), tworzywa akrylowe z warstwami zgrzewalnymi, folie z regenerowanej celulozy i laminaty z udziałem tej folii, również w postaci metalizowanej.

Łatwo kruszące się produkty cukiernicze mogą być zapakowane w termoformowalne tacki z folii PS lub OPS (opakowania półsztywne) oraz z polistyrenu i kopolimerów akrylonitrylowych (folia PAN). Batony i wafle pakuje się w metalizowane folie OPP oraz OPP spienione, tzw. perliste. Pieczywo cukiernicze pakowane jest także w różne pudełka tekturowe, często uszlachetnione masami topliwymi oraz tworzywami sztucznymi. Mniej wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne produkty cukiernicze mogą być pakowane w torebki z papieru z powłokami pigmentowymi i barierowymi oraz torebki z laminatów, głównie z udziałem folii OPP.

Dania gotowe na bazie pieczywa
Dobierając metodę pakowania dań gotowych opartych na bazie pieczywa, należy uwzględnić właściwości dodatków użytych w tworzeniu tych produktów. Wyroby te cechują się najczęściej krótkim terminem przydatności do spożycia ze względu na dodatek świeżych warzyw (sałata, rzodkiewki, cebula, pomidory, ogórki).

Wyroby typu kanapkowego o krótkim terminie przydatności owija się w folie rozciągliwe i termokurczliwe (PVC oraz PE-LD), nie zamykając szczelnie. Można stosować opakowania perforowane, najczęściej z folii PE-LD, oraz tacki z masy PS owinięte folią PE-LLD lub E/VAC (kopolimer etylenu z alkoholem winylowym). Tak zafoliowane produkty należy przechowywać w temperaturze 0-5°C, co ogranicza intensywność oddychania świeżych warzyw tworzących komponent kanapek.

Dania gotowe wyprodukowane na bazie pieczywa można pakować także w atmosferze modyfikowanej (MAP). Należy wówczas wykorzystywać materiały opakowaniowe o dużej barierowości. Mogą to być materiały sztywne, jak i giętkie przeznaczone na warstwę termoformowalną oraz w całości giętkie – przeznaczone do zamykania opakowań termoformowalnych oraz do produkcji torebek. Ze względu na skład dań gotowych (zawartość serów, wędlin, masła, margaryny) użyte folie opakowaniowe powinny cechować się dużą barierowością dla tlenu. Do pakowania tych wyrobów w systemie MAP wykorzystuje się gotowe torebki z laminatów, znacznie częściej stosowany jest system termoformowania i napełniania oraz wprowadzania mieszaniny gazów i w końcowej fazie zamykania przez zgrzewanie. Sztywność opakowań uzyskuje się poprzez zastosowanie materiałów opakowaniowych o wyższym module sprężystości, takich jak: PS, PP, PE-HD, PVC. Coraz większe zastosowanie mają folie o dużej barierowości z kopolimeru etylenu z alkoholem winylowym. W laminatach wykorzystuje się folie metalizowane aluminium, folie powlekane kopolimerami chlorku winylidenu. Stosując mieszaniny gazowe o składzie procentowym: CO2 – 30-50% i N2 – 70-50%, można wydłużyć czas  przechowywania dań (np. pizza, zapiekanki) do 21 dni. Warunkiem koniecznym jest ich przechowywanie w temperaturze maksymalnej 5°C.

Nowe kierunki w technologii pakowania
Obecnie większego znaczenia nabierają nowoczesne metody pakowania spełniające zróżnicowane oczekiwania konsumentów oraz producentów pieczywa i wyrobów cukierniczych. W zakresie najnowszych materiałów i technik opakowaniowych pojawiają się nowej generacji folie barierowe i mikroperforowane, zastosowanie znajduje też nanotechnologia do ulepszania właściwości materiałów opakowaniowych. Wzrost nieprzepuszczalności dla gazów w foliach uzyskuje się w wyniku połączenia komponentów o różnych właściwościach (poliamid PA, poliestrowa folia PETP – politereftalan etylenu, PVDC – polichlorek winylidenu, EVOH – kopolimer etylenu i alkoholu winylowego, PVC).W celu łączenia stosuje się metodę laminowania, powlekania, wtapiania lub metalizowania. Właściwie dobrane folie zabezpieczają produkty piekarskie i cukiernicze przed dostępem tlenu. Z folii kurczliwych wykorzystuje się kopolimery zbudowane z poliolefin (zawierają PE, PP, PVC, PVDC).

Nanotechnologia
Nanotechnologia jest wykorzystywana do ulepszania właściwości barierowych i mechanicznych materiałów opakowaniowych. Nanocząsteczki (cząsteczki związków nieorganicznych o wymiarach rzędu nanometr) wbudowuje się w folie wielowarstwowe, polepszając ich przezroczystość. Nanocząsteczki mogą także ograniczać wzrost drobnoustrojów, szczególnie kiedy są umieszczone na powierzchni polimerów pochodzenia naturalnego. Cząstki te ulepszają także  gazoszczelne właściwości folii.

Do pakowania świeżych dań gotowych z dodatkiem pieczywa można użyć folie z mikroperforacją (pory wielkości mierzonej w mikrometrach). Folie te można stosować również jako warstwę składową opakowań do pakowania w atmosferze modyfikowanej (MAP) oraz do żywności wygodnej (możliwość podgrzewania mikrofalami). Nowe technologie wytwarzania takich folii (ekstruzja w niskiej temperaturze) dodatkowo nadają materiałom opakowaniowym dużą rozciągliwość.

Opakowanie z aktywnym składnikiem
Przedłużenie przydatności do spożycia pieczywa, wyrobów cukierniczych oraz dań z pieczywem można uzyskać przez włączenie do materiału opakowaniowego składnika bioaktywnego, pełniącego różne funkcje (tzw. opakowania aktywne). Wyróżnić można trzy podstawowe koncepcje produkcji opakowań aktywnych:

•     przez wbudowanie aktywnego
•     komponentu w folię opakowaniową,
•     przez powlekanie folii i tworzenie
•     aktywnej powłoki,
•     przez umieszczanie składnika
•     aktywnego wewnątrz opakowania.

Technologia pakowania w opakowania aktywne daje możliwość bieżącej korekty warunków środowiskowych zapakowanego pieczywa i wyrobów cukierniczych w sytuacji, gdy te warunki ulegają pogorszeniu.

Systemy pakowania aktywnego produktów piekarskich i cukierniczych można sprowadzić do zastosowania pochłaniaczy tlenu oraz pochłaniaczy wilgoci. Jako pochłaniacze tlenu stosuje się związki żelazawe, kwas askorbinowy oraz oksydazy glukozowe. Związki o takim charakterze znajdują zastosowanie ze względu na funkcję inhibitującą rozwój mikroorganizmów tlenowych, hamowanie oksydacji tłuszczów, zmiany barwy. Redukcja tlenu w opakowaniach zapobiega odbarwieniom wędlin wykorzystywanych do produkcji przekąsek i kanapek. Środkami pochłaniającymi tlen można zredukować jego stężenie do poziomu 0,1%, a środki nowej generacji umożliwiają redukcję do poziomu stężenia 0,01%. W przypadku pakowania pieczywa w atmosferze modyfikowanej zastosowanie pochłaniaczy tlenu umożliwia przedłużenie czasu powstawania pleśni na powierzchni wyrobów (czas wydłuża się trzykrotnie).

Do pakowania dań gotowych w postaci zapiekanek, pizzy wykorzystuje się folie powlekane tlenkami krzemu (folia QLF), w których można wyroby poddawać obróbce cieplnej (np. mikrofale). Pochłaniacze wilgoci (żele silikonowe, glicerol) stosuje się do obniżenia aktywności wody, co powoduje pogorszenie warunków dla wzrostu bakterii, pleśni i drożdży.
W opakowaniach z produktami gotowymi, które wyprodukowano z dodatkiem świeżych warzyw (np. kanapki), może być generowany etylen, który wydziela się podczas procesu oddychania warzyw. Może on negatywnie wpływać na jakość samych warzyw (przyspieszenie starzenia się, ciemne plamy, utrata zielonego koloru), a także przyspieszać degradację łańcucha polimeru, z którego wykonana jest folia opakowaniowa. Wobec tego w nowoczesnych systemach pakowania stosuje się pochłaniacze etylenu, którymi może być nadmanganian potasu, żele krzemionkowe i glinki. Wskutek absorbowania etylenu przez żele oraz jego rozkładu przez nadmanganian potasu można w istotny sposób wydłużyć okres przechowywania wyrobów piekarskich z dodatkiem świeżych warzyw. Jako składniki bioaktywne opakowań aktywnych znaczenie mają także substancje hamujące rozwój niepożądanej mikroflory (bakteriocyny, nizyna, kwasy organiczne, chitozan).

Dla przedłużenia trwałości chleba stosuje się także papier tłuszczoodporny powlekany karboksymetylocelulozą zawierającą kwas sorbowy. Do papieru parafinowego używanego do pakowania produktów pochodzenia zbożowego wprowadza się przeciwutleniacze, które dyfundując do zapakowanego wyrobu, hamują utlenianie lipidów.

***

Rynek nowoczesnych systemów pakowania żywności systematycznie rozwija się ze względu na potrzeby konsumentów. Stosowane opakowania muszą odpowiadać za jakość, zdrowotność i wartość odżywczą zapakowanego produktu. Nowe techniki pakowania i systemy opakowań aktywnych w coraz szerszym stopniu zdobywają przemysł piekarski, cukierniczy oraz dań wyprodukowanych z dodatkiem pieczywa. I ten trend będzie się rozwijał.  

 dr in. Jerzy Wajdzik