Kako obarvati nevidne spremembe v živilu, ni več vprašanje – EOL 124/125

Indikatorske nalepke so novost. S to inovativno zeleno poslovno idejo se je podjetje MyCol predstavilo na srečanju tehnoloških start-up podjetij? Kaj ponujate živilcem?

Podjetje Mysteria Colorum – MyCol d.o.o., spin-off podjetje Kemijskega inštituta, je predstavilo pozitivne učinke uporabe indikatorskih nalepk na temperaturno občutljivih živilih. Na nedvomno najštevilčnejših izdelkih, ki jih varujemo v hladni verigi. Ko se taka nalepka segreje preko dovoljene temperature, se nepovratno obarva in s tem zabeleži napako, to je pregretje hladne verige. To obarvanje vidimo s prostimi očmi, lahko pa ga tudi beležimo s kamero in uvedemo v avtomatski nadzor. Živilo, ki se je preveč segrelo, je slabše kvalitete. Ima krajši rok trajanja in je lahko tudi nevarno zdravju.

Kaj pove potrošniku indikatorska nalepka?

Indikatorske nalepke s svojo barvo kažejo, ali je bil izdelek pravilno ohlajen od proizvajalca preko transporta do prodajne police, pa tudi do domačega hladilnika. Glede na to, da se praviloma nadzoruje temperatura prostorov hladne verige, je preskok na temperaturo posameznega izdelka velik preskok v kvaliteti hladne verige. To bi povečalo tudi zaupanje kupcev v kvaliteto hrane. Po drugi strani pa bi z evidentiranjem napak v hladni verigi lahko razmeroma hitro zmanjšali količino odpadne hrane. Naša zelena ideja torej kaže možnosti za odkrivanje napak v hladni verigi in za varovanje hrane pred pregrevanjem.

Torej bo lahko zavržene hrane manj?

Da. Glede na podatke FAO (Organizacija Združenih narodov za prehrano in kmetijstvo) iz leta 2013 je poljedelstvo odgovorno za polovico vseh izpustov toplogrednih plinov, ki jih povzroča človek. Večji problem pa je, da se kar tretjina hrane zavrže zaradi različnih razlogov. Torej je tretjina zemlje obdelane brez koristi in po nepotrebnem degradira okolje. Okoli 60 % hrane vstopi v hladno verigo, kjer se je ¼ zavrže večinoma zaradi temperaturnih napak. To je ogromna količina, ki jo je treba zaradi pričakovane rasti svetovnega prebivalstva nemudoma močno zmanjšati. Prebivalstvo se seli v mesta, zato dobiva vedno večji pomen oskrbovanje mest s hrano. Med najbolj občutljivimi segmenti je prav gotovo hladna veriga. Naša zelena ideja torej lahko pomaga pri reševanju enega od centralnih problemov sodobnega sveta.

Zakaj ste se osredotočili na raziskave termokromnih materialov in za katere panoge so vaši rezultati najbolj aplikativni?

Termokromni materiali lahko spremembo temperature (termo-) pretvorijo v spremembo barve (-kroma). S spremembo temperature, ki je značilna za posamezen material, se zgodijo termično vzbujene kemijske spremembe, ki se pokažejo kot sprememba barve. Takšni materiali so že dolgo poznani. Prvi patenti so bili objavljeni že leta 1990 in sodobna tehnologija ponuja nove možnosti razvoja in uporabe. Vendar se dandanes ne uporabljajo prav pogosto, pa še to večinoma za dekorativne in reklamne namene. Z našimi znanji lahko te aplikacije močno oplemenitimo in nadgradimo, tako da so uporabne za vidno zaznavo segretja preko vnaprej izbrane temperature v ponovljivem ali pa v nepovratnem načinu. Aktivne materiale lahko razvijemo za značilne temperature med -30 °C in 100 °C, najverjetneje pa ne bi imeli nepremostljivih težav tudi na nekoliko širšem področju. Tiskane temperaturne indikatorje lahko v največji možni meri prilagodimo potrebam posamezne industrije oz. aplikacije.

Pravite na širšem področju. Na kaj mislite?

S termokromnimi materiali so do sedaj delale štiri moje doktorske študentke. Dva doktorata sta zaključena, dva pa se v tem času končujeta. Bilo bi res škoda, če se ta znanja ne bi prenesla v pametne aplikacije in ponudila kot dodana vrednost za druge izdelke na trgu. Takšne aplikacije so uporabne povsod, kjer je pri delu s termično občutljivimi izdelki ali surovinami pomemben »človeški faktor« in/ali potrebujemo enostaven in zanesljiv dokaz za to, da temperatura ni prekoračila meje želenega temperaturnega področja. Naše ciljne aplikacije so vezane na tiskane izdelke, kjer je nadzorovana temperatura omejena. Običajne tiskovne podlage ne prenesejo zelo visokih temperatur. Po drugi strani pa omejitev na tisk obeta tudi vstop v hitro rastočo panogo pametne embalaže.

Vaš slogan »temperaturni nadzor vsakega živila po željah vsakega kupca« veliko obeta. Kaj lahko naročnik pričakuje od vaših rešitev?

Imamo tudi bolj splošen slogan – obarvamo nevidne spremembe. Oba kažeta naše izzive in cilje. Uporaba termokromnih materialov s tiskom omogoča veliko naklado končnega izdelka. Torej temperaturno občutljive nalepke ali temperaturnega indikatorja, posledično pa je vsak posamezen kos zelo poceni. Nizka cena omogoča uporabo na izdelkih široke potrošnje na primer na vsakem živilu. Čeprav tiskani temperaturni indikatorji brez dvoma pomenijo dodano vrednost, ne bi smeli opazneje dvigniti cene izdelka, na katerem bi se uporabili. V ta namen je treba njihovo uporabo promovirati s prednostmi, kot je pričakovano zmanjšanje količine zavržene hrane zaradi preprečevanja napak v hladni verigi, in z garancijo visoke kvalitete živila. Ni namreč dovolj le nadzor roka uporabe, saj je posebno v vročem letnem času treba vedeti tudi, ali je bilo živilo ustrezno hlajeno.

Kakšen je interes med proizvajalci za vašo zeleno idejo?

Opravili smo tržno analizo, ki kaže opazne prednosti temperaturnih indikatorjev za proizvajalce hrane in za potrošnike. Po naših informacijah proizvajalci nosijo breme odpadne hrane in neposredno odgovornost za kvaliteto izdelkov. Posebno veliko zanimanje smo zaznali s strani proizvajalcev ekološko pridelane hrane, npr. uležanih mesnin in ročno izdelanih mlečnih izdelkov. Kot individualni potrošniki pa smo pozorni zlasti na kvalitetno in varno hrano. Najpomembnejši naročniki temperaturnih indikatorjev z nepovratnim obarvanjem so torej proizvajalci, ki bi jih lahko uporabili kot dokazilo, kje je prišlo do napak v hladni verigi in bi tako potrošnikom zagotovili kvalitetne izdelke. Pričakujemo tudi, da bi lahko odpravili večino napak hladne verige v razmeroma kratkem času. Poleg tega bi uporaba takšnih nalepk povečala zaupanje in lojalnost kupcev.

Kateri materiali so za embalažo prehrambnih izdelkov najprimernejši?

Embalaža za prehranske izdelke mora izpolnjevati posebne zahteve, ki zagotavljajo, da v hrano nikakor ne more priti snov, ki tja ne sodi ali je celo škodljiva in nevarna za zdravje. V ta namen obstaja obširna zakonodaja. Zlasti strogo obravnava materiale, ki so v neposrednem stiku z živilom. Za embalažo so zahteve manjše in omogočajo uporabo širšega nabora materialov. Med te spadajo tudi tiskarske barve. V njih so lahko materiali, ki so dovoljeni in sprejemljivi za uporabo na nekontaktni strani embalaže živil. V vsakem primeru je treba zagotoviti tudi ustrezne zaporne, barierne plasti, ki preprečijo prehod nevarnih in škodljivih snovi v hrano. Naj povzamem. V MyCol poznamo preventivne ukrepe in kemikalije, ki se lahko uporabijo za tisk na embalaži živil. Poznamo tudi testne metode za merjenje migracij skozi embalažo. To znanje omogoča, da lahko pripravimo dobre in predvsem varne aplikacije tiskanih temperaturnih indikatorjev za embalažo prehrambnih izdelkov.

Ne morete pa odgovoriti, kateri embalažni materiali so najprimernejši?

Težko je odgovoriti, kateri materiali so najprimernejši za takšno embalažo. Najbolje je odnesti pridelek z vrta direktno v kuhinjo in ga takoj uporabiti. Ampak to je izjemen in idiličen primer, ki ga praviloma ne moremo izvajati. Pri pripravi embalaže se uporablja mnogo materialov. Vsaka vrsta hrane ima svoje potrebe, končni izbor pa določa skupno funkcijo oz. funkcionalnost. Nedvomno pa so napake iz preteklosti, nekatere tudi precej usodne, izzvale postavitev potrebne zakonodaje, priporočil in smernic za to področje. Pričakujem, da proizvajalci embalaže upoštevajo te okvire, da se hrana pakira v ustrezno embalažo in da je nadzor učinkovit.

Sistematično raziskovanje materialov, nastajanje novih materialov, ob hkratni dematerializaciji embalaže na primer, po drugi strani pa pomanjkanje materialov in virov postavlja pred znanost o materialih velike izzive. Se jih Slovenija zaveda?

Res je. Znanost o materialih ima pri trajnostnem razvoju velike naloge. Pomembno vlogo ima zlasti na področju embalaže, saj omogoča globalno gospodarstvo, kjer ne mislim le na prehrano, ampak tudi na transporte drugih snovi. Dematerializacija embalaže je nujna v smislu zmanjšanja količin odpadne embalaže in ponovne rabe surovin, torej krožnega gospodarstva. Vendar je treba upoštevati specifične zahteve, pri tem pa uporabiti vse razpoložljivo znanje iz znanosti o materialih. In ustvariti kakšno novo. Dejavnost MyCol je usmerjena v pomoč pri delu s temperaturno občutljivimi snovmi in v uvajanje učinkovitega nadzora temperature predmetov s prostimi očmi. Teh nalog se lotevamo zelo sistematično. Uporabljamo vsa znanja, ki smo jih pridobili z raziskovalnim delom v preteklosti.

Slovenija torej ne zamuja?

V Sloveniji imamo visoko razvito znanost o materialih, ki poteka skoraj na vsaki javni raziskovalni organizaciji, mislim na fakultete in inštitute. Dosega zavidljivo in v nekaterih smereh tudi najvišjo mednarodno raven. To znanje je treba prenesti v industrijo in preliti v delovna mesta in gospodarski razvoj. Menim, da se Slovenija zaveda teh izzivov. Upam, da ne bo ostalo le pri leporečenju. V zadnjem času je bilo veliko storjenega za pametno specializacijo. Upajmo na dobre rezultate, ki bodo kmalu obrodili jasno razpoznavne sadove.

Kje se lahko uporabijo pametni kromogeni materiali?

Poznamo več vrst kromogenih materialov, ki v določenih okoliščinah razvijejo barvo oz. kromizem. Osnovna delitev je glede na dejavnik, ki povzroči nastanek kromizma. Pri termokromnih materialih je to toplota, pri fotokromnih je svetloba, pri elektrokromnih pa električno polje. To so najpogosteje uporabljane vrste kromogenih materialov. Poznamo tudi druge.

Na primer piezokromne, aktivacija na pritisk, biokromne, biokemijska reakcija in podobno. Vse naštete kromogene materiale štejemo med »pametne«. To pomeni, da kromizem, sprememba barve, »nadzoruje« spremembo zunanjega faktorja, to je temperature, svetlobe, prisotnost električnega polja, ki sproži kromizem. Ti pametni kromogeni materiali se lahko s pridom uporabijo povsod, kjer je ugodno, da se sprememba prožilne motnje pokaže kot sprememba barve. Takšno informacijo praviloma opazujemo s prostimi očmi, lahko pa jo tudi preko video kamer pretvorimo v drug signal.

S katerimi referencami lahko potrdite, da ste podjetje z visokim tehnološkim znanjem, ki lahko podjetjem v različnih panogah pomaga razviti izdelke z visoko dodano vrednostjo?

V podjetju MyCol združujemo in nadgrajujemo znanje in izkušnje več doktorskih študentk, ki so raziskovale različne probleme termokromnih tiskarskih barv in aktivnih snovi v njih. Uspešne doktorske disertacije in objave del v mednarodnih znanstvenih revijah s faktorjem vpliva in številnimi citacijami so prav gotovo pomembne reference. Uvrščajo nas med najpomembnejše raziskovalne skupine nasvetu, ki se ukvarjajo s termokromnimi materiali. Del raziskav smo uspeli financirati tudi preko javne Agencije za raziskovanje (ARRS) in nekdanje Tehnološke Agencije (TIA). Glede na to, da so sodelovali tudi nekateri raziskovalci iz gospodarstva, smo uspeli poleg akademskih osvojiti tudi prenekatera uporabna znanja. Menim, da so to potrebni pogoji za visokotehnološko znanje, ki ga potrebujemo za razvoj izdelkov v pomoč podjetjem pri povečanju dodane vrednosti njihovih izdelkov. Bližnja prihodnost bo pokazala, kaj nam še manjka in ali bomo znali pridobiti vsa potrebna manjkajoča znanja in veščine.

Nove tehnologije in novi materiali vplivajo na okolje in človeka. Ali se vam ne zdi, da se preveč poudarjajo le tehnološke in ekonomske prednosti, druge vplive pa raziskave premalo proučujejo? Življenjski ciklus izdelka?

Res je, skrb za okolje in človeka bi morala biti osnovni pogoj našega udejstvovanja, kar gotovo ni vedno oziroma dovolj upoštevano. Ocenjujem pa, da se prav sedaj intenzivneje kot doslej posvečamo tudi drugim vidikom novih materialov in tehnologij. Mislim na njihove učinke na okolje in trajnostni razvoj ter vplivom na ne-finančne vidike. Pri slednjih naj omenim predvsem vpliv na človeka, skupnost in družbo kot celoto. Pri predstavitvah izdelkov zato MyCol poudarja učinkovit in človeku prijazen nadzor temperature, pozitivne učinke na kakovost hrane v hladni verigi, možnost zmanjšanja količin zavržene hrane in podobno. Da bi lahko uresničili tudi druge trajnostne izzive, skrbno načrtujemo, katere snovi uporabljamo v svojih izdelkih. Življenjski cikel embalaže za hrano je relativno kratek. Vendar so zahteve glede zaščite hrane pred nevarnimi snovmi in varovanja okolja pred odpadno embalažo zelo visoke. Zato je potrebno naše temperaturne indikatorje brez težav reciklirati kar na odpadni embalaži. Samo tako lahko prispevamo svoj del h trajnostnemu razvoju in ne postavljamo ovir za krožno gospodarstvo.