Yenilebilir Ambalajlar

Özet

Gıda ambalajlamada farklı türlerde ambalajlama materyalleri kullanılmaktadır. Gıda endüstrisinde kullanılmaya başlanan yenilebilir ambalajlar endüstri ve tüketiciler için yeni bir ambalajlama çözümüdür. Bu sistemde kullanılan biyobozunur materyaller gıda maddesini dış tehlikelerden koruduğu gibi kalite kaybını da minimize etmektedir. Gıda maddelerinin kaplanmasında daha yeni teknolojiler kullanılarak ve ambalajlanan gıda maddesi çeşitliliği artırılarak, son tüketiciye ulaştırılan gıdanın uzun depolama süreleri boyunca bozulması engellenmekte veya azaltılabilmektedir.

Giriş

Gıda ambalajlama, gıda endüstrisinde oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Ambalajlar, ürünü dış etkenlerden koruyarak bozulmayı geciktirme, raf ömrünü uzatma ve ambalajlanan gıdalarda kalite ve güvenilirliği sürdürme gibi çok yönlü fonksiyonlara sahiptir. Bu fonksiyonların yanı sıra ambalaj tüketiciye ürün hakkında bilgi vermeli ve tasarımı ürünü tanıtacak yönde olmalıdır (McElhatton ve Marshall, 2007; Han ve ark., 2005; Restuccio ve ark., 2010). Gıda pazarında gıda ambalajlama endüstrisinden yeni ambalajlama teknolojileri üretmesi beklenmektedir. Ambalaj, pasif rolünü bir kenara bırakıp, gıdayla ve çevresiyle pozitif bir etkileşime girerek daha aktif bir role sahip olmalıdır (Borchert, 2013). Bunun yanında ürünlerin çeşitli koşullarda depolanması sırasında gerekli olan ambalajlamanın ürüne olduğu kadar çevreye etkisi de önem taşımaktadır. Gıdaların ambalajlamasındaki bu gelişmeler, yeni ambalaj tekniklerinin kullanımını da beraberinde getirmiştir. Bu konudaki önemli gelişmelerden biri de yenilebilir ambalajlardır.

Yenilebilir Ambalajlar ve Özellikleri

Yenilebilir ambalaj, gıdaları korumak ve raf ömürlerini uzatmak amacıyla bir gıdanın yüzeyi üzerinde oluşturulmuş ince tabakalı, gıdayla birlikte yenilebilen, sentetik olmayıp doğal kaynaklardan elde edilen gıda yüzeylerine veya gıda katmanları arasına uygulandığında nem, gaz ve katı hareketliliğinin kontrolünü sağlayabilen, yenilebilir nitelikteki ambalaj materyalleridir (Keleş, 2002). Ürünü fiziksel zararlardan, kimyasal ve mikrobiyolojik aktivitelerden koruyabilme özelliklerine sahip olmaları yanında lezzet, tat ve biyobozunur özelliklerinden dolayı tercih edilmektedirler (Folguer ve ark., 2011).Yenilebilir gıda filmleri yıllardan beri kullanılmaktadır. Balmumu kaplamaları, çikolata ve şeker kaplamaları, kapsüller bu kullanıma örnek gösterilebilir (Ayrancı ve Tunç, 2003). Modern yenilebilir koruyucu filmlerin şu özellikleri taşıması gerekir:

•  İyi duyusal özelliklere sahip olmalı, şeffaf, tatsız ve kokusuz olmalıdır (Debaufort ve ark., 1998; Vargas ve ark., 2008),
•  Bariyer ve mekaniksel etkinlikleri üstün olmalıdır,
•  Yeterli ölçüde biyokimyasal, fiziko-kimyasal ve mikrobiyal stabiliteye sahip olmalıdır,
•  Toksik olmamalı, sağlık açısından güvenilir olmalıdır,
•  Çevreyi kirletmemeli, düşük maliyette kolay üretilebilir olmalıdır (Debaufort ve ark., 1998).

Yenilebilir Kaplama Türleri

Polisakkarit kökenli kaplamalar:

Genellikle gaz geçirgenliklerinin düşük olması nedeniyle selüloz, pektin, kitin, nişasta, yosun gibi polisakkaritlerden elde edilen kaplamalardır. Bu kaplamaların su buharı basıncına karşı bir nem bariyeri olarak görev yapmaları, kaplanan ürünün nem içeriğini korumasını sağlamaktadır (Baldwin, 1994). Bazı tür kaplamalar ise, ürüne oksijen girişini sınırlandırmakta ve ürünün üzerinde bir su tabakası oluşturarak, su kaybının bu tabakadan gerçekleşmesini sağlamaktadır (Koyuncu ve ark., 2002).

Protein kökenli kaplamalar:

Protein kaplamalar, genellikle hidrofilik yapıda ve nem absorbsiyonuna karşı duyarlı oldukları için, kaplamalar içinde en az geliştirilen materyallerdir. Bitkisel protein kökenli kaplamalar; mısır zeini, buğday gluteni, soya proteini, yer fıstığı proteinidir. Keratin, kollajen, kazein ve peynir altı suyu proteini  ise hayvansal protein kökenli kaplama materyalleridir (Temiz ve Yeşilsu, 2006). Protein kökenli kaplamalar etkili nem bariyerleri olmadıkları için meyve ve sebzelere başarılı bir şekilde uygulanamamıştır.

Lipit kökenli kaplamalar: 

Nem kaybına karşı iyi bariyerler olmalarını sağlayan hidrofobik özellikleri nedeniyle kullanılmaktadırlar. Ayrıca meyve ve sebzelerde yüzey parlaklığını sağlamak için de kullanılırlar. Parafin, balmumu, yağ asitleri ve monogliseritler, reçineler bu grupta yer alan kaplama materyalleridir (McHugh, 2000; Krochta ve ark., 2002). 

Yenilebilir Ambalajların Uygulama Metotları

Günümüzde tüketiciler birçok gıdayı, özellikle mevsiminde sunulmayan meyve sebzeleri dalından yeni kopartılmış veya yeni pişirilmiş özelliklerde yemeyi talep etmektedirler. Bunun için de gıda üreticileri, gıdayı uygun gaz ve su geçirgenliğine sahip, gıdanın son tüketiciye ulaşana  kadar tazeliğini koruyacak şekilde yenilebilir formda paketlemek için yeni uygulamalar geliştirmişlerdir (Majid ve ark., 2016). Kaplama materyalini hazırlama, kaplamaya direnç ve esneklik veren hammaddelerin ve diğer katkı maddelerinin seçimi, uygulanan teknikler ve kaplama kalınlığı yenilebilir kaplamanın son özellikleri üzerine etkilidir. Kaplama tekniği son ürünün zarar görmeyeceği şekilde seçilmelidir.Yenilebilir kaplama uygulamasında daldırma, püskürtme, damlatma, dökme, köpükleme teknikleri kullanılmaktadır (Işık ve ark., 2013).

Daldırma Metodu

Bu yöntemde ürünler, sıvı kaplama materyallerine daldırılmakta daha sonra kuruması ve katılaşması için materyalin fazlası üründen uzaklaştırılmaktadır. Daldırma işleminden sonra ürünlerin, oda koşullarında bekletilerek ya da çözücünün uzaklaştırıldığı bir kurutucuya taşınarak kurumaları sağlanabilir (Işık ve ark., 2013).

Püskürtme (Sprey) Metodu

Püskürtme yöntemi, ürünün belli bir kısmı kaplanacaksa veya tekdüze ince bir tabaka elde edilecekse yenilebilir nitelikteki kaplama ürüne püskürtülerek uygulanır. Bu metot, özellikle yüksek basınç sprey uygulayıcılar veya hava üfleyen sistemlerin geliştirilmesiyle, meyve ve sebze kaplamada sıkça kullanılan bir yöntemdir (Işık ve ark., 2013).

Damlatma Metodu

Damlatma yöntemi yenilebilir film kaplamada en çok kullanılan yöntemdir. Uygulama, kaplama maddesinin ürüne yukarıdan damlalar halinde uygulanması şeklinde yapılır. Daha sonra ürünün üniform bir şekilde kaplanması için dönen fırça yatakları üzerine gönderilir ve kaplama fırçaların üzerindeki fanlarla kurutulur (Koyuncu ve Savran, 2002).

Dökme Metodu

Bu metot püskürtme ve daldırma metotlarına yardımcı olarak kullanılmaktadır. Direkt olarak uygulanışı endüstride görülmemektedir çünkü kaplamaların yüzeyi fazla miktarda kaplama maddesi ile kaplanırsa ürünün gaz geçirgenliği çok az olur böylece de kaplanacak ürün meyveler ise üründe bozulmalara neden olur.

Köpükleme Metodu

Bir başka emülsiyon kaplama yönteminde ise, köpük uygulayıcı veya uygulama tankına sıkıştırılmış hava verilerek uygulanır. Silindir üzerinde hareket eden ürünlere köpük uygulanır ve fırçalar emülsiyonu ürünün yüzeyine dağıtır. Kaplama materyalinin fazlası, çeşitli şekillerde uzaklaştırılır ve bazen uzaklaştırılan kaplama tekrar kullanılır. Bu tip emülsiyon, az su içerdiğinden oldukça hızlı kurur, fakat yetersiz kaplama sık sık problem olmaktadır. Bu yüzden çok fazla tercih edilen bir yöntem değildir (Krochta ve ark., 1997).

Yenilebilir Ambalajların Uygulanması

Yenilebilir kaplamalar, ülkemizde çok yaygın olmamakla birlikte dünya gıda sektöründe farklı alanlarda kullanılmaktadır. Yenilebilir ambalajın seçimi, esas olarak muhafazası gereken gıdanın spesifik özellikleri ve depolama koşullarına dayanır. Yenilebilir filmler ve kaplamalar en çok et ile meyve ve sebzelerde kullanılmaktadır. Ayrıca tahıllar, şekerlemeler, heterojen ve kompleks gıdalar veya taze, kürlenmiş, dondurulmuş ve işlenmiş gıdalarda da uygulamaları mevcuttur (Debeaufort ve ark., 1998).

Yenilebilir film ve kaplamalar, dondurulmuş et ürünlerinin taze kalmasına imkân verir. Buğday gluteni, soya proteini, karragenan ya da kitosanın hazır köftelerde nem kaybını azalttığı belirlenmiştir (Wu ve ark., 2001). Genel olarak karbonhidrat bazlı yenilebilir filmler ve kaplamalar çoğunlukla depolama ve satışı boyunca etin stabilitesini ve kalitesini geliştirmek için kullanılmaktadır. Ayrıca, yağ geçirgenliği az olan yenilebilir filmler kullanılarak, yağda kızartılacak ürünlerin yağ absorblaması önlenebilmekte ve bu şekilde gerek besin değeri gerekse duyusal özellikleri daha iyi ürünler elde edilebilmektedir. 

Mumlar kaplama materyali olarak portakal, limon, greyfurt, elma, armut, kiraz, muz, üzüm, hindistan cevizi, hurma, şeftali, karpuz, guava, mango gibi meyveler ile havuç, salatalık, balkabağı, tatlı mısır, patlıcan, biber, domates, kuşkonmaz, kereviz, turp, patates gibi sebzelerde geniş ölçüde kullanılır. Ayrıca, meyvelerde oksijen penetrasyonunu azaltarak olgunlaşmayı daha iyi kontrol eden ve karbondioksit ve etilen evaporasyonunu azaltan bazı yenilebilir filmler geliştirilmiştir (Debeaufort ve ark., 1998).   

Yenilebilir Ambalajların Avantajları ve Dezavantajları

Yenilemeyen polimerik ambalaj materyallerine göre yenilebilir filmlerin avantajları şu şekilde sıralanabilir:

•  Ambalajlama materyali ürün ile tüketilebildiğinden çevresel atığa neden olmaz.
•  Gıdayla birlikte tüketilmeseler bile, biyobozunur materyallerden üretildiklerinden, doğada plastiklerden daha hızlı parçalanırlar. 
•  İçine eklenen çeşitli katkılarla desteklenerek, uygulandıkları gıdaların organoleptik özelliklerini arttırırlar (Gennadios ve ark., 1990).
•  Gıdada nem kaybını azaltırlar.
•  Beslenme değerini yükseltirler.
•  Fiziksel baskılara bariyer özelliktedirler.
•  Yenebilir antimikrobiyal maddeler (lisozim,nisin, potasyum sorbat, EDTA) için taşıyıcı görevi görürler (Işık ve ark.,2013).

Yenilebilir ambalajların en önemli dezavantajları ise şu şekildedir:

•  Uygulama maliyetleri fazladır.
•  Uygulanacak materyal sayısıazdır.
•  Yeni bir teknoloji olduğundan çoğu tüketici henüz yenilebilir ambalajları tanımamaktadır.
•  Yenebilir özellikte olmalarından dolayı tüketici sağlığı açısından çoğu kez ikinci bir ambalaj materyaline ihtiyaç duyulmaktadır.
•  Birtakım antioksidan ilavelerinde kanserojen etkileri ortaya çıkabilir.
•  Petrol türevi materyallere göre daha az fiziksel ve kimyasal dirence sahip olmaları, madde geçişini daha az engellemeleri nedeniyle uygulanacakları ürün çeşitliliği sınırlıdır (Baldwin, 1994).

Sonuç

Üreticiler, en az maliyet ile kalite nitelikleri bozulmadan depolanıp taşınabilecek; tüketiciler ise minimal işlem görmüş, duyusal özelliklerini koruyan, güvenli ve doğal olarak üretilen bir ürün istemektedir. Bu anlamda yenilebilir film ve kaplamalar gıda endüstrisinde ön plana çıkmaktadır. Ayrıca, günümüzde yaygın olarak kullanılan bazı ambalajlama materyallerinin çevreye verdiği zarar da göz önüne alındığında, yenilebilir ambalajlara olan eğilim artmaktadır. Bu gibi avantajlarının yanında, bilinen dezavantajlarının giderilmesi için yenilebilir film ve kaplamalar üzerine daha çok bilimsel ve teknolojik çalışmaya gereksinim duyulmaktadır. 

KAYNAKLAR

1- Ayrancı, E., Tunç, S. (2003). Yenebilir Filmlerle Kaplı Gıdalarda C Vitamini Azalışının Spektrofotometrik Yöntemle Takibi. Tarım Orman ve Gıda Teknolojileri Araştırma Grubu. Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma Grubu. Proje no: TOGTAG-3079.

2- Baldwin, E.A. (1994). Edible Coatings for fresh fruits and vegetables: past, present and future, In: Edible Coatings and films to Improve Food Quality, 25-64.

3- Borchert, N.B. (2013). Development and assessment of new sens or systems in food packaging applications, USA.

4- Debeaufort F.Quezada-Gallo J.A., Voilley A. (1998). Edible Films and Coatings: Tomorrow’s Packaging’s: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 38, 299-313.

5- Falguera v.,Quintero J.P., Jimenez A., Munoz A.J., Ibarz A. (2011).Edible films and coatings: Structures, active functions and trends in their use, Trends in Food Sciences and technology, 22, 292-303.

6- Gennadios, A.,Weller, C.L. (1990).Edible films and coatings from wheat and corn proteins, Food Technology, 44, 10, p:63-69.

7- Han J.H.,Ho C.H.L., Rodrigues E.T. (2005).Intelligent packaging in: Innovations in Food Packaging, USA. 

8- Işık, H.,Dağhan,Ş., Gökmen, S. (2013) Gıda Endüstrisinde Kullanılan Yenilebilir Kaplamalar Üzerine Bir Araştırma, Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt: 8, No: 1, (26-35). 

9- Keles, F. (2002). Gıda Ambalajlama İlkeleri, Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Ders Yayınları No:189, Erzurum 

10- Koyuncu M.A.,Savran H.E. (2002). Yenilebilir Kaplamalar, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Yıl 6, Sayı 3,S. 73-83 

11- Krochta J.M.,Mulder-Johston C. (1997) Food Technology: Edible and Biodegradable Polymer Films Challenges and Opportunities (Scientific Status Summary) 51(2), S. 61-74.

12- Krochta, J.M.,Baldwin, E.A., Nisperos-Carriedo, M. (2002).Edible Coatings and Films to Improve Food Quality, CRC Press LLC, 383 p.

13- Majid, I.,Nayik, G.A., Dar, S.M., Nanda, V. (2016) Novel food packaging technologies: Innovations and future prospective, Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, SA.

14- McHugh, T.H. (2000). Protein-lipid interactions in edible films and coatings. Nahrung, 44, 148-151.

15- Restuccia D.,Spizzirri U.G., Parisi O, Cirillio G., Curcio M., Iemma F., Puoci F, Vinci G., Picci N., (2010). EU Regulation aspects and global market of active and intelligent packaging for food industry applications. Food control, 21, 1425-1435.

16-  Temiz, H.,Yeşilsu, A.F. (2006). Bitkisel Protein Kaynaklı Yenilebilir Film ve Kaplamalar. Gıda Teknolojileri Elektronik Dergisi, 2, 41-50.

17- Vargas, M.,Pastor, C., Chiralt, A., Mc Clements, D.J., Gonzalez-Martinez, C. (2008). Recent Advances in Edible Coatings for Fresh and Minimally Processed Fruits. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 48, 496-511.

18- Wu, Y.,Weller, C.L., Hamouz, F., Cuppett, S., Schneph, M. (2001). Moisture Loss and Lipid Oxidation for Precooked Ground-Beef Patties Packaged in Edible Starch-Alginate-Based Composite Films. Journal of Food Science, Vol. 66, No. 3.

Semra KAYAARDI

Ceyda SÖBELİ

Müge UYARCAN

Betül UYANIK

Manisa Celal Bayar Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü

semra.kayaardi@cbu.edu.tr