Согласно отчету компании BCC Research «Активная, контролируемая и умная упаковка для пищевых продуктов», объем мирового рынка передовых решений в области упаковки, включающий активную, контролируемую, «умную» упаковку и компоненты продвинутой упаковки, в 2015 г. составил более 40 млрд долл.

Рост рынка выглядит обнадеживающим, а общий егообъем в стоимостном выражении, увеличиваясь при совокупных среднегодовых темпах роста (CAGR) 5,8%, согласно прогнозам, составит в 2017 г. почти 45 млрд долл. На рынке доминировала упаковка с контролируемой газовой средой, продажи которой в 2015 г. достигли почти 15 млрд долл. CAGR, ожидаемые для контролируемой упаковки в период с 2016 по 2020 г., будут составлять 6%, в результате чего предполагаемая рыночная стоимость этой упаковки составит в 2017 г. 18 млрд долл. Доля активной упаковки в 2015 г. занимала второе место при объеме продаж почти 10 млрд долл. Объем продаж компонентов продвинутой упаковки в 2015 г. составлял около 8 млрд долл., а ожидаемая рыночная стоимость этого сегмента в 2017 г. достигнет примерно 9 млрд долл., увеличившись при CAGR 6,3% (см. рисунок).

Объем продаж «умной» упаковки в 2015 г. составил около 4,5 млрд долл., а к 2017 г. может достичь более 5 млрд долл. при среднегодовом росте 5,5%. Упаковочный рынок достаточно динамичен – новые материалы и технологии разрабатываются постоянно. Производство упаковки – процесс, всегда состоящий из нескольких стадий: поиска, разработки и внедрения инноваций. Для того чтобы обеспечить комплекс полезных свойств упаковки для мясных продуктов, таких как прочность, термостойкость, жесткость или эластичность, барьерные свойства, химическая стойкость, внешняя привлекательность, экономичность и эргономичность, необходимы переоценка и трансформация уже существующих упаковочных решений. Известный химик Антуан Лавуазье говорил: «Ничто не теряется, ничто не создается, все трансформируется», – это хороший девиз для развития рынка активной и «умной» упаковки.

В настоящее время в мясной отрасли формируются новые тенденции в области производства и упаковывания мясных продуктов – создание активной и «умной» упаковки, благодаря которой производители могут обеспечить высокое качество и микробиологическую безопасность выпускаемой продукции. Активная упаковка содержит в себе микро- и нанобиоматериалы, которые способны реагировать на изменения условий окружающей среды или мясного продукта, предупреждать потребителя о начале порчи и наличии условно-патогенных микроорганизмов.

Применение микро- и нано биотехнологий в пищевой упаковке включает использование новых композитных материалов, обладающих улучшенными механическими, теплофизическими, функционально технологическими, барьерными и антимикробными свойствами, а также внедрение датчиков мониторинга и прослеживаемости мясной продукции в течение всего технологического цикла ее хранения, транспортировки и реализации.

В настоящее время в секторе активной упаковки в основном доминируют оболочки и пленки с кислород-адсорбирующим слоем, влагопоглотителями и барьерные оболочки. Перспективными разработками, на наш взгляд, являются пленки с индикаторами свежести и датчиками «температура – время».

Разработка первых индикаторов «температура – время» началась еще в 1930-е гг. Тем не менее в настоящее время на мировом упаковочном рынке представлено ограниченное число упаковочных решений с использованием данных индикаторов. Основными предпосылками для практического применения индикаторов «температура – время» являются простота их использования (считываемость, активирование, хранение) и высокая надежность. Индикаторы не могут быть токсичными, не должны быть подвержены влиянию факторов внешней среды, таких как влажность воздуха, солнечный свет и др.

Принцип работы индикаторов «температура – время» основывается на физических, химических, микробиологических и ферментативных реакциях, зависящих от температуры и времени. При этом протекание реакций всегда сопровождается изменением цвета индикатора. Визуальные изменения, отражаемые индикаторами на этикетках, позволяют потребителю сделать вывод об условиях хранения упакованных мясных продуктов. До недавнего времени индикаторы «температура – время» применялись только в США (Trader Joes) и Франции (Monoprix) для контроля мясных продуктов. Теперь же наметилась тенденция их активного внедрения и в других странах. К примеру, ВОЗ уже несколько лет использует индикаторы «температура – время» для контроля холодильной цепи при транспортировке вакцин.

Принцип работы индикаторов свежести основывается на прямом взаимодействии мясного продукта и индикатора. Все изменения, которые происходят в мясных продуктах и влияют на состояние их свежести, могут привести к росту микроорганизмов и связанному с этим процессу обмена веществ. Как правило, все индикаторы свежести определяют наличие таких продуктов обмена веществ, как диоксид углерода, диоксид серы, аммиак, этанол, некоторые токсины и органические кислоты. Основой для такого определения является реакция между индикатором и летучим метаболитом, который может образоваться при росте нежелательных микроорганизмов в мясном продукте.

Для контроля свежести мясных продуктов в настоящее время используется несколько типов биотехнологических решений (фото 1, 2):

• индикатор Fresh Tag фирмы Cox Recorders (США) реагирует изменением цвета на летучие амины, которые обычно концентрируются в незаполненной мясным продуктом верхней части упаковки. Индикатор этикетка состоит из пластикового чипа, в который вставлен реагент, соединенный с фитилем. Когда этикетка наносится на упаковку, установленный внутри нее крючок прокалывает незаполненную верхнюю часть упаковки. В результате газ в упаковке и реагент вступают в реакцию, цвет индикатора изменяется, что сигнализирует о росте содержания в упаковке летучих аминов;

• индикатор Food Sensinel фирмы Sira Technologies (США). Его действие основано на иммунно-химической реакции, для инициирования которой комплекс антител внедрен в систему штрихкода. Наличие определенных микроорганизмов в упаковке становится заметным благодаря возникновению черной полоски штрихкода, которая визуально различима. Ученые-биотехнологи университета штата Луизиана (США) внедрили использование данного индикатора для контроля логистической цепочки мясных продуктов. Недавно ими были разработаны индикаторы свежести для микроорганизмов рода E.Coli и Salmonella;

• индикатор Toxin Guard компании Toxin Alert позволяет обнаруживать условно-патогенные микроорганизмы благодаря использованию иммобилизованных антител. Данный индикатор внедрен в состав пищевой упаковочной пленки, которая чувствительна к четырем видам опасныхбактерий: рода сальмонелла, кампилобактериям, бактериям группы кишечной палочки и листериям. Индикаторная пленка Toxin Guard состоит из трех слоев, из которых первый, прилегающий к мясному продукту, проницаем для всех микроорганизмов. Пройдя первый пористый слой, микроорганизм попадает во второй слой, обработанный питательным гелем, содержащим антитела – белки, способные распознавать определенный вид микроорганизмов. Антитела прочно связаны с красителем, так что проникающий во второй слой пленки микроорганизм заметно окрашивается. Двигаясь дальше, микроорганизм попадает в третий слой, который становится видимым, если количество окрашенных микроорганизмов увеличивается.

По прогнозам исследовательской компании Pike Research, годовой доход упаковочного рынка к 2020 г. составит более 600 млрд долл. Для сравнения: в 2010 г. этот показатель был равен 444 млрд долл. Поскольку объемы производства упаковки будут только расти, потребление сырья, энергии и прочие показатели также будут увеличиваться.

В то время как ключевой тенденцией современного рынка является переход на производство экологичной упаковки, в последние годы наметились и новые тренды – стало появляться все больше упаковок, которые можно назвать «интерактивными», и этикеток, которые можно назвать «умными». В ближайшие несколько лет ожидается существенный рост в области нанотехнологий в упаковочной отрасли, сообщается в исследовании iRAP Inc. Возрастающие требования к безопасности и качеству мясных продуктов в соответствии с мировыми стандартами приведут к увеличению рынка наноупаковки (с 7,5 млрд долл. в 2015 г. до 9 млрд долл. в 2017 г.), с ежегодным приростом в 8-10%. Отметим, что в применении наноупаковки лидирующее место занимает Япония. По данным на 2015 г., на ее долю приходится около 40% рынка. Согласно проведенному маркетинговому исследованию, активные технологии в упаковке мясных продуктов займут наиболее значительную долю рынка, в то время как самый большой рост произойдет в сегменте «умной» упаковки, где средний ежегодный прирост составит около 10%, благодаря чему к 2017 г. этот рыночный сектор будет оцениваться в более чем 5 млрд долл.

В последние годы многими производителями упаковочных материалов активно проводятся научно-исследовательские изыскания по созданию новых типов оболочек для мясных продуктов с пролонгированными сроками годности. В 2014 г. на рынке впервые появились биомодифицированные оболочки, полученные на основе полисахаридов микробиологического синтеза: пуллулана, левана, илсинана и хитозана. При разработке композиций для биомодификации полимеров технологи учитывают функциональные особенности каждого компонента, в том числе их способность к эмульгированию, ламинированию, пластификации, поскольку данные технологические процессы и приемы используются для получения биомодифицированных пленок. Заметно расширяются возможности практического применения нанобиотехнологий для модификации колбасных оболочек и пищевых пленок. Основные направления научных исследований в этой области связаны с применением наночастиц коллоидного и композитного серебра для улучшения функционально-технологических свойств активных оболочек. Последние разработки в области технологий иммобилизации биоконсервантов на поверхности упаковочных материалов позволили получить новые асептические пленки с адсорбированными наночастицами композитного серебра и иммобилизованными экстрактами розмарина, орегано или бетулина. В процессе хранения мясных продуктов ионы биоконсервантов, иммобилизованные на границе раздела фаз, ингибируют развитие микроорганизмов, дрожжей и плесеней, вызывающих биоповреждения мясных продуктов, и тем самым способствуют увеличению сроков их хранения.

В новых экономических условиях все больше компаний начинают отслеживать логистическую цепочку своей продукции с момента производства и до момента ее реализации в магазине и используют для этого RFID-метки. Кроме того, RFID является своеобразным «паспортом» продукта, доказательством его качества и «легального» происхождения. В данный момент в секторе «умной» упаковки наибольший рост предсказывается RFID-чипам, в то время как самая большая доля растущего рынка – за биоиндикаторами и датчиками «температура – время». В ближайшем будущем внедрение инноваций в упаковочной отрасли будет увеличиваться, полагает ряд экспертов, в числе которых президент международного консалтингового дизайн-агентства Dragon Rouge USA Эрик Зейтон. По его словам, компаниям, которым предстоит внедрять на рынок новинки, следует помнить о трех важных моментах:

1. Отличительные черты продукции являются самыми мощными сигналами коммуникации с потребителем.

2. Инновационные материалы и производственные процессы повышают авторитет торговых марок и способны помочь связать воедино историю бренда.

3. Инновационная графика наиболее сильно воспринимается в сочетании с инновационной конструкцией упаковки. Тем не менее дизайна и графики самих по себе недостаточно, чтобы рассказать всю историю бренда.