Istraživanje objavljeno u časopisu Foods analizira trenutno stanje i buduće perspektive održivog pakiranja hrane, s posebnim naglaskom na tehničke, ekonomske i regulatorne izazove s kojima se industrija suočava pri prijelazu na cirkularnu ekonomiju. Tim istraživača s brazilskih sveučilišta UNICAMP i Instituta za prehrambenu tehnologiju detaljno je ispitao različite kategorije održivog pakiranja, uključujući reciklabilne, višekratne, biorazgradive i kompostabilne materijale.
Europska regulativa postavlja nove standarde za industriju pakiranja
Europska unija krajem 2024. godine usvojila je Uredbu o ambalaži i ambalažnom otpadu (PPWR – Packaging and Packaging Waste Regulation), koja predstavlja značajnu nadogradnju prethodne Direktive 94/62/EC. Ova regulativa uvodi obvezne zahtjeve za dizajn ambalaže s ciljem osiguravanja da sva ambalaža bude reciklabilna do 2030. godine prema kriterijima dizajna za recikliranje (DfR – Design for Recycling). Posebno je važno što regulativa postavlja progresivne ciljeve za sadržaj recikliranog materijala u plastičnoj ambalaži – najmanje 30% recikliranog sadržaja u PET bocama za napitke do 2030., s povećanjem na 65% do 2040. godine. Dodatno, PPWR predviđa zabranu jednokratne plastične ambalaže od 2030. godine te uvođenje proširene odgovornosti proizvođača (EPR) s naknadama koje ovise o performansama reciklabilnosti ambalaže.
DfR procjene moraju uzeti u obzir parametre poput odvojivosti komponenti, efikasnosti sortiranja i recikliranja, očuvanja funkcionalnosti sekundarnih materijala te specifične elemente kao što su aditivi, etikete i zatvarači koji ne smiju ometati reciklabilnost glavnog tijela ambalaže. Za određene proizvode poput čajnih vrećica, naljepnica za voće i kapsula za kavu, regulativa zahtijeva da budu kompostabilni, uz standardizirano označavanje koje potrošačima pruža jasne upute za odlaganje.
Tehnički izazovi u razvoju biorazgradivih polimera
Bioplastika, definirana kao plastika koja je ili biobazirana ili biorazgradiva, pokazuje potencijal za smanjenje ugljičnog otiska pakiranja. Međutim, istraživanje identificira nekoliko ključnih ograničenja ovih materijala. Prirodni biopolimeri ekstrahirani iz polisaharida, lipida i proteina – uključujući celulozu, alginat, škrob, kitozan, pektin i derivate – često pokazuju slabija mehanička svojstva, nedosljedne stope biorazgradnje i visoke troškove proizvodnje u usporedbi s konvencionalnim plastikama na bazi petroleja.
Trenutno je na tržištu dostupno nekoliko biobaziranih polimera uključujući PLA (polimliječna kiselina), PHA (polihidroksialkanoati), PBS (polibutilen sukcinat), termoplastični škrob (TPS) i djelomično biobazirani PET. Najvažniji nedostaci ovih biopolimera uključuju loša mehanička, barijerna i procesna svojstva, hidrofilne karakteristike, krhkost i ograničenu dugoročnu stabilnost, što ograničava njihovu primjenu u pakiranju hrane unatoč njihovoj biokompatibilnosti i razgradivosti.
Globalna proizvodnja bioplastike povećat će se s oko 2,2 milijuna tona u 2022. na 6,3 milijuna tona do 2027. godine, pri čemu je oko 48% proizvodnje namijenjeno sektoru pakiranja. Ipak, bioplastika trenutno čini samo oko 0,5% globalne proizvodnje plastike, što ukazuje na postojeće izazove u postizanju značajnijeg utjecaja na okoliš.
Inovacije u nanokompozitnim materijalima poboljšavaju funkcionalnost
Napredni biopolimerni nanokompoziti značajno poboljšavaju performanse pakiranja kroz poboljšanje barijernih svojstava, mehaničke čvrstoće i antimikrobne aktivnosti, zadržavajući pritom biorazgradivost. Istraživanja pokazuju da ugradnja ugljičnih nanomaterijala u polimerne matrice omogućava visoke funkcionalne performanse uz smanjeni utjecaj na okoliš. Među najproučavanijim materijalima za primjenu u pakiranju hrane su ugljične nanocijevi (CNT), ugljične kvantne točke (CQD) i ugljična nanovlakna (CNF).
Primjerice, ugradnja CNT-a u aktivne filmove razvijene iz polimliječne kiseline (PLA), poli(ε-kaprolaktona) (PCL) i cinamaldehida rezultirala je povećanjem vlačne čvrstoće za 25,5% i porastom modula elastičnosti za 28,4%. Ti filmovi pokazali su učinkovitu antimikrobnu aktivnost protiv Staphylococcus aureus i Escherichia coli, potvrđujući njihov potencijal za uporabu u aktivnom pakiranju hrane. Slično tome, filmovi na bazi karagenana koji sadrže cinkom dopirane ugljične kvantne točke i antocijanine iz kelerabe pokazali su značajno blokiranje UV zračenja (85,2% za UV-A i 99,4% za UV-B), visoku antioksidacijsku aktivnost i snažno antimikrobno djelovanje.
Upravljanje prirodnim resursima kao ključni izazov
Jedan od najznačajnijih izazova prijelaza na biobazirane materijale je upravljanje prirodnim resursima. Istraživanje ukazuje da bi potpuni prijelaz na bioplastiku zahtijevao povećanje trenutne proizvodnje kukuruza za oko 54% i 60% godišnjeg povlačenja slatke vode. Ova brojka postavlja ozbiljna pitanja o održivosti takve tranzicije, posebno u kontekstu globalnih izazova vezanih uz sigurnost hrane i vodu.
Korištenje otpada iz prehrambene industrije kao sirovine za biobazirane materijale pokazuje veći potencijal zbog isplativosti i smanjenja troškova proizvodnje bioplastike. Agro-industrijski otpad, uključujući krumpir, ribu, perad, voće i povrće iz prerade, sve se više razmatra kao alternativna sirovina koja može poboljšati svojstva biopolimera kroz fizičko miješanje s organskim kiselinama, biljnim ekstraktima otpada, eteričnim uljima i prirodnim vlaknima.
Potrošačka percepcija i prihvaćanje održivih rješenja
Istraživanja provedena u različitim zemljama pokazuju složenu sliku potrošačkih stavova prema održivom pakiranju. Studija provedena u Vijetnamu identificirala je tri ključne dimenzije koje oblikuju percepciju ekološki prihvatljivog pakiranja: korišteni materijali, proizvodna tehnologija i tržišna privlačnost. Potrošači povezuju održivo pakiranje s biorazgradivim ili reciklabilnim materijalima, pridajući manju ekološku vrijednost plastici unatoč priznavanju njenih superiornih performansi u zaštiti hrane.
U Ujedinjenom Kraljevstvu, istraživanje je pokazalo da su većina sudionika bila voljna reciklirati i pokazala dobro pridržavanje odvajanja plastičnih ladica, ali je također istaknulo nedostatke u znanju o reciklabilnosti određenih materijala, poput crnih ladica i kompostabilnog pakiranja. Konfuzija oko pravilnih postupaka odlaganja i čitanja oznaka ukazuje na potrebu za jasnijim smjernicama i obrazovnim kampanjama.
Mlađe generacije, posebno generacija Z, i oni uključeni u prehrambeni sektor pokazali su veću spremnost za kupnju proizvoda s održivim pakiranjem. Regionalne razlike također su uočene, pri čemu su meksički potrošači pokazali veće prihvaćanje. Međutim, trošak ostaje značajna prepreka za širu adopciju održivih rješenja pakiranja.
Implementacija cirkularne ekonomije u sektoru pakiranja
Prijelaz na cirkularnu ekonomiju u sektoru pakiranja zahtijeva suradnju među svim dionicima opskrbnog lanca. Istraživanje naglašava da učinkovit i održiv dizajn pakiranja nadilazi njegovu primarnu zaštitnu funkciju te predstavlja složen, multidisciplinarni proces koji zahtijeva usklađenost s infrastrukturom namijenjenog tržišta i ponašanjem potrošača.
Višekratno pakiranje ima dugu povijest primjene u različitim sektorima i predstavlja značajnu priliku za maksimiziranje funkcionalnosti materijala uz istovremeno smanjenje potražnje za novim resursima. Ova praksa ne samo da smanjuje potrošnju sirovina već i snižava emisije ugljika povezane s proizvodnim procesom jer zahtijeva manje energije i resursa od proizvodnje novog pakiranja. Sustavi poput povratnih boca u sektoru pića široko su prepoznat primjer ponovne uporabe, gdje se prazne boce vraćaju na maloprodajna mjesta, a tvrtke za proizvodnju pića ih prikupljaju i čiste, pripravljajući te spremnike za ciklus ponovne uporabe.
Recikliranje papira i kartona dobro je uspostavljena praksa koja proizvodi biomasu korisnu za različite primjene. Međutim, svaki ciklus recikliranja smanjuje duljinu vlakana, što umanjuje čvrstoću konačnog proizvoda i ograničava broj ciklusa ponovne uporabe, obično na šest do sedam puta za visokokvalitetni papir. Stoga postoji kontinuirana potreba za poboljšanjem procesa uklanjanja tinte i recikliranja kako bi se povećala učinkovitost i poboljšala održivost ovog ciklusa.
Regulatorni okvir kao pokretač promjena
PPWR regulativa nije ograničena na europski kontekst već ima tendenciju utjecanja na globalne prakse, budući da je EU jedan od najvećih potrošačkih i izvoznih tržišta na svijetu. To zahtijeva od multinacionalnih kompanija koje žele zadržati pristup europskom tržištu da prilagode svoje proizvode zahtjevima dizajna za recikliranje, ponovnu uporabu i smanjenje pakiranja. U tom smislu, regulativa će služiti kao standardizator za globalne opskrbne lance, potičući druge zemlje i regije da usvoje slično zakonodavstvo, kako radi harmonizacije trgovine tako i radi napredovanja ambicioznijih ekoloških ciljeva.
Ključni aspekt novih regulativa je zahtjev za smanjenjem prisutnosti tvari koje izazivaju zabrinutost (SoC – Substances of Concern), uključujući razmatranje štetnih učinaka zbog mikroplastike. Neki metali i per- i polifluoroalkilne tvari (PFAS) korištene u pakiranju hrane moraju biti pod strogim ograničenjima. Za to, cijeli lanac uključen mora identificirati sigurnije alternative i potvrditi njihove performanse u stvarnim uvjetima, pokazujući rezultate s dosljednom dokumentacijom.
Tehnička dokumentacija mora pokazati usklađenost, a sve komponente moraju biti kompatibilne s uspostavljenim procesima prikupljanja, sortiranja i recikliranja. Ove mjere imaju za cilj smanjiti ambalažni otpad, poboljšati kvalitetu recikliranja i povećati dostupnost recikliranih materijala u proizvodnom lancu, ubrzavajući prijelaz na modele cirkularne ekonomije na globalnoj razini.
SAVJETODAVNI PARTNER
