CheckPack

Het doel van dit onderzoeksproject is de ontwikkeling van een optische sensor in verpakkingsfolies, die enerzijds het microbiologisch en chemisch bederf van levensmiddelen, verpakt onder beschermende atmosfeer, opvolgt via het capteren en detecteren van vluchtige componenten. Anderzijds meet deze sensor ook de hoeveelheid CO₂ aanwezig in verpakkingen.

Verpakkingen voor levensmiddelen nemen in de maatschappij een steeds belangrijkere rol in daar ze door hun veelzijdigheid in samenstelling verschillende functies kunnen combineren. Ze bieden de nodige bescherming aan het levensmiddel, verhogen de gebruiks-vriendelijkheid en spelen een belangrijke rol naar het geven van informatie. Met betrekking tot dit laatste is er een stijgende interesse vanuit de voedingsindustrie naar verpakkingen die directe informatie verschaffen over de huidige kwaliteit van het verpakte levensmiddel. Dergelijke kwaliteitsindicatoren dienen bij voorkeur geïntegreerd te zijn in het verpakkingsmateriaal, economisch rendabel te zijn en een correcte weergave van de kwaliteitstatus van het levensmiddel.

In dit onderzoeksproject zal een optische sensor ontwikkeld worden die via een specifieke coating reageert met een aantal specifieke geurcomponenten, geproduceerd door microbiologische of chemische bederfprocessen in het levensmiddel. De selectie van de op te volgen geurcomponenten zal gebaseerd zijn op enerzijds de expertise aanwezig binnen de uitvoerders van dit project en anderzijds verder onderzoek met als doel de relatie te leggen tussen microbiologische en chemische processen in de levensmiddelen, de bewaarcondities en de gevormde geurcomponenten. Door de integratie van deze chip aan de binnenzijde in verpakkingsmaterialen zal deze continu de kwaliteitsstatus van het verpakte levensmiddel opvolgen, vanaf het verpakkingsproces tot in het rek van de supermarkt. Hierbij kan op elk moment via een infrarood lezer aan de buitenkant van de verpakking de optische sensor worden uitgelezen, waarbij het signaal gelinkt is met het gehalte aan gebonden geurcomponenten en dus met de kwaliteitstatus van het levensmiddel. Door onderzoek naar voldoende gevoelige én specfieke coatings kan op deze manier een intelligent verpakkingsconcept ontwikkeld worden, die het mogelijk maakt bederf van levensmiddelen reeds in een vroegtijdig stadium te detecteren.

Dergelijke technologie biedt niet alleen het voordeel dat elke individuele verpakking kan worden opgevolgd via een niet-destructieve techniek; het laat tevens toe producten uit de markt te halen die reeds onaanvaardbaar zijn voor consumptie, waardoor consumenten-klachten zullen afnemen. Het vroegtijdig detecteren van defecten resulteert tevens in een snellere feedback naar de verschillende partijen in de keten (vb. leveranciers, transporteurs), waardoor deze sneller kunnen reageren om het probleem aan te pakken.

Daarenboven zal in dit project onderzocht worden om deze multifunctionele optische sensor tevens uit te bouwen met een eenheid gevoelig voor CO₂, een gas dat veel toegepast wordt in verpakkingen als anti-microbiële component. Dergelijke MAP-verpakkingen (Modified Atmosphere Packaging) spelen een belangrijke rol in de voedingsindustrie, daar deze kunnen resulteren in een belangrijke houdbaarheidsverlenging zonder de intrinsieke eigenschappen van het levensmiddel drastisch te moeten wijzigen. Het on-line en niet-destructief kunnen opvolgen van de CO2-concentraties in verpakkingen zal toelaten op een zeer snelle en accurate manier na te gaan of de gewenste CO2-concentratie behouden blijft in de verpakking, en dus of de verpakking al dan niet lekdicht is.

Dit project zal zich in eerste instantie richten tot de vlees- en visindustrie, twee belangrijke voedingssectoren in Vlaanderen met producten die omwille van hun intrinsieke eigenschappen sterk microbiologisch en chemisch bederfbaar zijn. De meerderheid van deze producten wordt dan ook verpakt onder beschermende atmosfeer. Een groot nadeel van deze verpakkingsmethodologie is echter dat de kwaliteit op basis van sensorische, microbiologische of chemische analyses niet beoordeeld kan worden zonder het openen van de verpakking. Zowel deze industrie als de distributiesector dienen dan ook hun logistieke keten af te stemmen op steekproefsgewijze staalnames en houdbaarheidsproeven bij vaak ‘worst case’ scenario’s. Dit kan resulteren in grote productvolumes die verloren gaan en dus ook in belangrijke economische verliezen voor deze sectoren. Dit onderzoeksproject wenst dan ook via de ontwikkelde sensor een tool industrieel ter beschikking te stellen die een snelle, accurate en niet-destructieve analyse toelaat van verpakte vlees- of visproducten in elk stadium van de distributieketen, startend vanaf het verpakkingsproces. De bekomen concepten zullen tevens in verdere projecten vertaald worden naar andere productgroepen toe (vb. fruit en groenten, biscuiterie) alsook naar de brede MAP-verpakkingssector toe, dit laatste specifiek voor de niet-destructieve en on-line analyse van CO₂.