Innovatieve verpakking verlengt houdbaarheid

Innovatieve verpakking verlengt de houdbaarheid

TREND: GEBRUIK VAN MEER PLANTAARDIGE ADDITIEVEN EN VERPAKKINGEN

Welke innovatieve verpakkingstechnologieën zijn in ontwikkeling om de houdbaarheid van voedingsmiddelen te verlengen? En in welke fase van ontwikkeling zijn deze technieken? Een selectie.

Tekst Dionne Irving

Elke technologie die de houdbaarheid moet verlengen heeft voor- en nadelen

PreScouter (zie kader) zette een aantal innovatieve verpakkingstechnologieën op een rij. Het bureau ziet een trend: het gebruik van meer plantaardige additieven en verpakkingen om de houdbaarheid te verlengen. Elke technologie die de houdbaarheid moet verlengen heeft voor- en nadelen. Van elke technologie noteerde het bureau bijvoorbeeld of het goedgekeurd is als voedselcontactmateriaal. Het is een groot voordeel als deze goedkeuring niet nodig is. Prescouter keek ook naar het stadium van ontwikkeling. Innovatieve technieken kunnen nog prematuur zijn en hoge investeringen eisen voor de verdere ontwikkeling, maar deze kunnen wel veelbelovend zijn.

In dit artikel zetten we de innovatieve technologieën op een rij. 1 Essentiële oliën in een biocompatibele verpakking Essentiële oliën komen veel voor in de natuur en zijn biocompatibel. Dit betekent dat ze geen negatief effect hebben wanneer ze in contact komen met levende wezens. Ze hebben antimicrobiële eigenschappen. In NanoPack – een door de EU gesubsidieerd project – is het doel om een antimicrobiële verpakking te ontwikkelen gemaakt van nanomaterialen die essentiële oliën kunnen opnemen. In het project worden halloysite nanotubes gebruikt (HNT’s). Dit zijn holle minerale vezels van klei bestaande uit atomen van aluminium en silicium. HNT absorbeert ethyleen afkomstig van vers fruit. De essentiële oliën fungeren als een antimicrobiële stof om micro-organismen tegen te gaan. Essentiele oliën zijn GRAS-gecertificeerd (Generally Regarded As Safe). 2 Coating van plantaardige reststroom Apeel Sciences is een startup die een natuurlijke coating maakt voor groente en fruit. VMT schreef daar eerder over in nummer 9, 2019. Apeel is een natuurlijke coating die wordt gemaakt van een plantaardige reststroom, bijvoorbeeld bladeren en stengels die overblijven na het oogsten, waar de vetstoffen worden uitgehaald. Deze wordt op groente en fruit aangebracht om het verouderingsproces te vertragen. De coating sluit het product vanaf de buitenkant af. Het product kan nog wel ademen, maar het vochtverlies wordt tegengegaan. Daardoor wordt ook het verouderingsproces uitgesteld. Door het gebruik van de coating krijgen schimmels dus geen kans en zullen de producten minder snel bederven. 3 Nanosilica tegen aardappelspruiten Aardappelen kunnen spruiten bij opslag. Dit zorgt voor hoge concentraties van het giftige alfa-solanine. Er zijn vele methodes om de snelheid van aardappelspruiten tegen te gaan. Onderzoekers aan de Chinese Academy of Sciences ontwikkelen

een nieuwe methode waarbij hydrofobe nanosilicapoeder het spruiten moet tegengaan. In het onderzoek zijn de aardappelen ondergedompeld in een oplossing van nanosilicapoeder opgelost in ethanol. Om aan te tonen dat nanosilica niet door de schil heen penetreert, bekeken de wetenschappers de concentratie op het oppervlak voor en na het wassen met water. Ze bekeken ook de concentratie aan de binnenkant van de schil. Het bleek dat de nanosilicadeeltjes de schil niet konden penetreren. Dit is een voordeel voor gebruik. Het nadeel is dat consumenten huiverig kunnen zijn om een product te consumeren dat ondergedompeld is geweest in nanosilica. Ook kan de afvalstroom van nanosilica nadat de aardappelen zijn gewassen voor problemen zorgen in het riool. 4 Skinpack aluminium tray en film Verpakkingsleverancier Advanta heeft een aluminium tray in de vorm van een kip en bijbehorende film gecombineerd om de houdbaarheid van kipproducten te verlengen. De skinverpakking is volgens het bedrijf een goede vervanging van

Dit is de eerste studie waar een industriële multilaagsverpakking selenium bevat

MAP. De kip wordt vacuüm verpakt in een aluminium tray waardoor er weinig zuurstof is, zodat micro-organismen niet kunnen uitgroeien. Volgens Advanta kan de verpakking de houdbaarheid van gekoelde kip verlengen tot wel 300 procent. De verpakking kan in zijn geheel in de oven en kan temperaturen aan tussen de -40 en 400 graden Celsius. Het voordeel: door de verpakking zijn additieven niet meer nodig. Volgens Advanta is het een robuust systeem dat zowel tijdens het vriezen als in de oven goed blijft. De tray is herbruikbaar, een voordeel ten opzichte van plastic trays. Een nadeel is dat de vacuumverpakking bederf niet per se voorkomt. De verpakkingsmachines moeten daarom regelmatig worden schoongemaakt. 5 Mango-extract voor verpakkingsfilm Antimicrobiële stoffen toevoegen aan polymeren voor verpakkingsfilms voor food, is een bekende manier om de houdbaarheid te verlengen. Mangoschillen hebben zowel een antioxidante als een antibacteriële werking omdat ze fenolen als mangniferine, wurecetine, ellagiczuur en kaemp

ferol bevatten. Onderzoekers van BARC (Bhabha Atomic Reseach Center in India) hebben aangetoond dat deze componenten geëxtraheerd en toegevoegd kunnen worden aan bestaande biobased verpakkingen. De fenolen in mangoschillen worden geëxtraheerd met waterige alcohol. Het extract wordt toegevoegd aan composietfilms. Het is aangetoond dat het toevoegen van een mangoschilextract aan een verpakkingsfilm de houdbaarheid van kipgehakt in de koelkast verlengde met tien dagen. De films blijken ook de ethyleensnelheid te vertragen waardoor de rijpsnelheid van vers fruit wordt vertraagd. De film is nog niet getest voor andere producten dan vers fruit en kip. 6 Tray als waterabsorber Vochtabsorbers worden meestal gebruikt om overtollig water op te vangen in verpakkingen met voedingsmiddelen met een hoog vochtgehalte. In de afgelopen jaren hebben verschillende bedrijven innovatieve oplossingen geïntroduceerd waarbij absorptietechnologie wordt gecombineerd met verschillende polymeren om vocht te controleren. Seawell heeft trays van gerecycled polypropyleen ontwikkeld die een geïntegreerde absorbtietechnologie hebben in de holtes op de bodem om overtollig vloeistof te absorberen. Door een superabsorberend polymeer fungeert de tray als een actieve waterafvanger. Dit zorgt voor minder kwaliteitsverlies van de visproducten. Volgens het bedrijf kan de technologie de houdbaarheid van verse vis met 50 procent of meer verlengen. De trays werken ook voor vlees. De technologie is echter nog wel in de patentfase. 7 Grafeenoxide als alternatief conserveermiddel Veel conserveermiddelen worden aan de oppervlakte van fruit toegevoegd om de rijpingssnelheid te vertragen, naast de groei van micro-organismen. Sommige van deze conserveermiddelen zoals benzoëzuur en sorbinezuur hebben mogelijk effect op de gezondheid van mensen. Dit maakt conserveermiddelen gebaseerd op natuurlijke extracten zoals granaatappelschillen aantrekkelijker. Het instituut voor Nanoscience & Technology uit India heeft een verpakking gemaakt van grafeenoxide (GO). Het gebruikte conserveermiddel was salicylaldehyde (SA). Het is getest op bananen. Als de bananen rijpen, komen zuren vrij die zorgen dat SA vrijkomt uit de verpakking waarmee de rijpingssnelheid afneemt.

Melamineschandaal Prescouter is een Amerikaans onderzoeksbureau dat is opgericht in 2008 na het Chinese melamineschandaal. Terwijl iedereen op zoek was naar een methode om besmette melk te kunnen identificeren, bleek er technologie te zijn die dat snel kon, ergens verborgen in een universiteitslab. Prescouter zet technologieën op een rij die in verschillende stadia van ontwikkeling zijn. Het netwerk bestaat uit wetenschappers, engineers, industrie-experts die hun academische kennis aanbieden om oplossingen te vinden voor de problemen van de industrie. De GO-basis zorgt voor een antimicrobiële bescherming voor het fruit tegen E.coli en P.syringae. Het voordeel is dat doordat de activatie komt door de zuren in het fruit, het waarschijnlijk ook toepasbaar is op ander soort fruit. De wetenschappers verwachten een minimale toxiciteit omdat zowel GO als SA het filterpapier niet kunnen passeren. Het nadeel is dat de techniek niet is onderzocht voor andere soorten voedsel zoals granen, zuivel of vlees. Bovendien kunnen bacteriën een reactie aangaan met GO waardoor de oppervlaktes veranderen. Ook is het effect van de verpakking op de rijpingssnelheid in de late fase van rijping minimaal, omdat het zuurgehalte lager wordt. 8 Antioxidant verpakking met nanoselenium Wetenschappers van de Spaanse Universiteit van Zaragoza hebben de wetenschappelijk aangetoonde antioxidanteigenschappen van seleniumnanodeeltjes (nanoSe) getest in flexibele multilaags actieve verpakkingen. De verpakking is zowel getest op labschaal als op industriële schaal. Op labschaal testten de onderzoekers hazelnoten, walnoten en aardappelchips, op industriële schaal: gekookte ham, kip en een kant-en-klare groentemix die op smaak was gebracht met boter. Dit is de eerste studie waar een industriële multilaagsverpakking selenium bevat. NanoSe werd in het midden van de multilaagsverpakking geplaatst om de werking van de plastic film niet te beïnvloeden. Malondialdehyde (MDA) werd gevolgd als maat voor ranzigheid. Noten in de nanoSe-verpakking hadden na 42 dagen een lager gehalte aan MDA. Bij aardappelchips nam het MDA-gehalte met 22 procent af. Op industriële schaal was de grootste afname in MDA (50 procent) bij gekookte ham. De methode heeft een positieve beoordeling gekregen van de EFSA. Een ander voordeel is dat er geen migratie van seleniumdeeltjes naar de voeding plaatsvindt. Ook werkt het als een krachtige afvanger van vrije radicalen. Een nadeel is dat het de barrière-eigenschappen van de multilaagsverpakking voor aldehydes niet verbetert. •

Bron: Extending Shelf Life: Novel Packaging, november 2018.

"%!'
'"
 )
*HLOHQNLUFKHQ'(

%UDQFKHVSHFLÀHNHSURFHVVHQ #!#
%
"

IDEULHNHQPRQLWRULQJHQUHSRUWLQJ WUDFHHUEDDUKHLGUHFHSWXUHQRSWLPDOLVDWLH NZDOLWHLWVPDQDJHPHQWHQYHHOPHHU+HW  '"#
"

!""#&!
YRRUGHYOHHVEUDQFKH+HWGHNWDOVWRWDDO RSORVVLQJ(53)$&725<(53HQKHW0(6DI 
!
(
"#
!#
#!"



Véronique Cremades-Mathis De visie van...

Niet alleen wil Nestlé minder verpakkingsmaterialen gebruiken, maar deze ook oneindig recyclebaar maken. Daarbij is het belangrijk de voedselveiligheid en kwaliteit niet uit het oog te verliezen. Véronique Cremades-Mathis, Vice President Sustainably Packaging, vertelt hoe ’s werelds grootste voedingsbedrijf zijn verpakkingen verduurzaamt én welke obstakels ze tegenkomt.

Tekst Maurice de Jong

Véronique Cremades-Mathis is verantwoordelijk voor de verpakkingstransitie binnen de Nestlé Group. Eerder was ze Global Head of FoodDairy & Confectionery voor Nestlé Professional en ceo van Nestlé Nieuw-Zeeland. Behalve een dubbele graad in voedingswetenschappen en bedrijfskunde, heeft ze meer dan 29 jaar ervaring in de wereldwijde voedingsmiddelen- en drankenindustrie. Ook is Cremades-Mathis onder andere voorzitter van de Nieuw-Zeelandse Food & Grocery Council en oprichter van Superdiverse Women New Zealand. “Onze wetenschappers van het Nestlé Institute of Packaging Sciences werken samen met externe partners, academici en startups om verpakkingsoplossingen te ontwikkelen. Uitgangspunt hierbij is het behouden van de productkwaliteit en het garanderen van de hoogste veiligheid tijdens het houdbaarheidsproces. Ze ontwikkelen bijvoorbeeld technologieën om de barrière- en functionele eigenschappen te verbeteren van gemakkelijker te recyclen materialen zoals papier.”

Complexe laminaten “Ook bekijkt Nestlé samen met partners hoe niet-recyclebare complexe laminaten te vereenvoudigen zijn. Die hebben meestal meerdere lagen materiaal met verschillende functionele eigenschappen. Die beschermen het product tegen vocht en zuurstof. We bekijken hoe we die verschillende lagen materialen kunnen vervangen door recyclebare vereenvoudigde laminaten, terwijl ze ook zorgen voor voldoende barrière- en functionele eigenschappen. Er wordt naar alternatieve materialen gezocht, waaronder biobased, composteerbare, biologisch afbreekbare en gerecyclede kunststofmaterialen. We werken ook aan nieuwe distributiemethoden voor onze producten, zoals bulklevering en hervulbare en herbruikbare verpakkingen.”

Nesquik en YES “Het krijgen van optimale kwaliteit en houdbaarheid hangt af van het type verpakking. Maar dit is slechts één dimensie die de houdbaarheid beïnvloedt. We moeten ook rekening houden met andere dingen, zoals nieuwe receptuur en de distributie naar de consument. Een voorbeeld: in het geval van onze Nesquik all Natural met op papier gebaseerd materiaal, is de houdbaarheid verminderd maar niet significant in vergelijking met plastic verpakkingen. We erkennen de noodzaak van de wereldwijde strijd tegen plastic verpakkingsafval. Daarom versnellen we onze inspanningen om functionele, veilige en milieuvriendelijke verpakkingsoplossingen op de markt te brengen door verkorting van de tijd tussen concept en lancering. Onze Nesquik-papierverpakkingen zijn bijvoorbeeld in negen maanden ontwikkeld en de papieren verpakking voor onze YES!- repen in tien maanden.”

Herbruikbaar en recyclebaar “Onze visie is dat geen van onze verpakkingen, inclusief plastic, op een stortplaats of elders in het milieu (inclusief oceanen, meren en rivieren) belanden. Om dit te bereiken, hebben we onszelf verplicht om ervoor te zorgen dat 100 procent van onze verpakkingen tegen 2025 herbruikbaar of recyclebaar zijn. We realiseren ons dat dit ambitieus is en dat er veel meer werk nodig is om dit te realiseren. In januari van dit jaar kondigde Nestlé een investering van maximaal 2 miljard Zwitserse frank (ruim 2 miljard euro) aan om een verschuiving in gang te zetten van nieuwe kunststoffen naar gerecycled kunststof en om de ontwikkeling van innovatieve duurzame verpakkingsoplossingen te versnellen. Onze investeringen concentreren zich op twee gebieden. We willen

een markt creëren voor gerecycled plastic voor voedsel en daarom besteden we meer dan 1,5 miljard Zwitserse frank aan deze materialen tussen nu en 2025. Afgezien van PET zijn de meeste plastics voor het verpakken van voedsel moeilijk te recyclen, wat leidt tot een beperkt aanbod van gerecycled plastic. Ten tweede hebben we een fonds van 250 miljoen Zwitserse frank voor duurzame verpakkingen in het leven geroepen dat zich richt op startende bedrijven die innovatieve verpakkingen, hergebruik en navulsystemen of recyclingoplossingen ontwikkelen. Deze investering, samen met onze voortdurende inspanningen om verpakkingen recyclebaar of herbruikbaar te maken, zal ons helpen om tegen 2025 een derde minder nieuwe kunststoffen te gebruiken.”

Verschillen in landen “Onze afgegeven commitments gelden wereldwijd en voor alle Nestlé-activiteiten. Vanwege de uiteenlopende aard van de huidige afvalinzameling, sorteer- en verwerkingsinfrastructuur en -systemen over de hele wereld, ook voor recycling, hebben wij een pragmatische aanpak voor het identificeren van gebieden voor specifieke, gerichte actie in de landen VMT 3 • maart 2020

‘Het krijgen van een optimale kwaliteit en houdbaarheid hangt af van het type verpakking’

VÉRONIQUE CREMADES-MATHIS

waarin wij actief zijn. In Indonesië bijvoorbeeld trad Nestlé toe tot het project STOP als strategisch partner. Het project beoogt het elimineren van kunststof in het milieu en het verhogen van recyclingpercentages. Dit doen we door het opzetten van partnerschappen met lokale en regionale overheden om effectieve circulaire systemen te creëren. Voortbouwend op onze ervaringen in Indonesië, zijn we van plan dit model uit te rollen in andere landen. We werken op drie niveaus om verpakkingen te verminderen, te hergebruiken en te recyclen. Ten eerste ontwikkelen we de verpakking van de toekomst, via ons R&D-netwerk en in samenwerking met externe partners. Ten tweede helpen we bij het realiseren van een afvalvrije toekomst. Nestlé heeft wereldwijd de ambitie om op langere termijn de recyclingpercentages te verhogen en rondzwervend plastic in het milieu te helpen voorkomen. Ten derde stimuleren we nieuw gedrag en kennis op dit gebied. Dit is begonnen bij onze medewerkers maar we willen ook gedragsverandering bij consumenten bewerkstelligen via merkcommunicatie. In drie woorden: verminderen, hergebruiken en recyclen.”

Samenwerken “Er komen meer veranderingen aan in de manier waarop consumenten kunnen genieten van onze producten, maar dit lukt niet van de ene op de andere dag. Want regelgeving om de veiligheid en kwaliteit van voedsel- en drankproducten te waarborgen, zorgt voor extra complexiteit bij het veranderen van de verpakkingen. Dit betreft de voor gebruik gereguleerde materialen tot aan de manier waarop consumenten toegang hebben tot de producten. Al deze overwegingen moeten in het innovatieproces worden meegenomen. Om het tempo van het veranderingsproces te versnellen, richten we ons op samenwerking. We hebben bijvoorbeeld onze krachten gebundeld met Danimer Scientific om biologisch afbreekbare kunststofproducten te ontwikkelen. Met PureCycle willen we ’s werelds eerste virgin-like gerecycled polypropyleen leveren. Ook met andere industriële partners werken we samen om een volledig recyclebare, composteerbare glazen beker te ontwikkelen als onderdeel van de NextGen Consortium en Cup Challenge.” •