Mleko i jego przetwory to produkty trafiające w gusta zróżnicowanej grupy odbiorców. Poszczególne wyroby z tej grupy różnią się smakiem, zapachem, konsystencją, wartością odżywczą, technologią produkcji i stopniem przetworzenia – mają jednak cechę wspólną, powstają z mleka. Z racji swojego specyficznego składu i obecności w nim m.in. enzymów oraz bakterii, a także z powodu wrażliwości pozostałych składników na działanie czynników zewnętrznych, mleko i jego przetwory to w większości produkty nietrwałe, ulegające w krótkim czasie daleko idącym zmianom prowadzącym do utraty pierwotnych właściwości, a w końcu do zepsucia i związanych z tym strat. W celu spowolnienia tych niekorzystnych procesów i utrzymania jakości przez jak najdłuższy czas, produkty branży mleczarskiej wymagają stosowania odpowiednio dobranych materiałów opakowaniowych i opakowań. Opakowania to niezbędny czynnik w nowoczesnym obrocie towarowym oraz jeden z podstawowych środków reklamy. Wymagania jakościowe dotyczące opakowań, ciągle ulegają zmianie, co jest wynikiem rozwoju rynku zbytu i zaostrzenia konkurencyjności. Również wymagania konsumentów warunkują nowe projekty funkcjonalnych i wygodnych opakowań do przechowywania jednostkowych towarów. Wymagania te zależą od różnych czynników, z których należy wymienić najważniejsze: ochronę zapakowanych produktów, funkcjonalność opakowań, walory promocyjno – reklamowe i czynniki demograficzne. Dobrze wiadomo, że żywność, nawet ta przetworzona, jest w dalszym ciągu aktywnym biologicznie systemem, wydziela bowiem gazy, ma określoną wilgotność, utlenia się, zmienia kolor. Od pewnego czasu coraz częściej mówi się o tzw. „opakowaniach funkcjonalnych”, które nie tylko mają informować o podstawowym składzie i danych produktów zapakowanych, ale również wyręczałyby go we wszystkich możliwych czynnościach.

Już od wielu lat do pakowania mleka i jego przetworów wykorzystywane są opakowania wykonane z tworzyw sztucznych. Obecnie opakowania te stanowią największą grupę opakowań produktów mlecznych. Wykorzystuje się je do pakowania praktycznie wszystkich rodzajów produktów otrzymywanych z mleka. Opakowania z tworzyw sztucznych i ich elementy wykonuje się najczęściej metodą termoformowania, wtrysku lub wytłaczania, w tym wytłaczania z rozdmuchem. Mają one postać butelek, pojemników, kubeczków, tub, tacek, różnego rodzaju zamknięć i folii. Zaletami sztywnych pojemników z tworzyw sztucznych są: łatwość formowania i niska cena, wadami zaś utrudniona kompatybilność z produktem, niewystarczające właściwości barierowe, niewielka odporność na wysoką i niską temperaturę. Elastyczne opakowania z tworzyw sztucznych przeznaczone do produktów mlecznych mają postać owinięć, saszetek, torebek i woreczków. W celu poprawy właściwości barierowych opakowań wykonanych z tworzyw sztucznych (głównie folii) poddaje się je procesowi metalizacji z wykorzystaniem aluminium lub pokrywa warstwą tzw. niestechiometrycznych tlenków krzemu i glinu. Pozwala to jeszcze lepiej chronić produkty oraz zużywać znacznie mniej cennych polimerów dzięki uzyskaniu wystarczających właściwości barierowych przy mniejszej grubości materiału. Tworzywa sztuczne pozwalają nadawać opakowaniom produktów branży mleczarskiej właściwie dowolne kształty, dodatkowo można je z łatwością barwić w masie i pokrywać atrakcyjną szatą graficzną, co sprawia, że przykuwają one skutecznie oko konsumenta. Oprócz opisanych wcześniej jednorodnych materiałów opakowaniowych, ogromną popularność w mleczarstwie zdobyły laminaty będące połączeniem dwóch lub więcej różnych materiałów w celu uzyskania lepszych właściwości, m.in.: poprawienia wytrzymałości, właściwości barierowych, zgrzewalności, podatności na zadrukowanie itp. W skład laminatów stosowanych w mleczarstwie wchodzą: papier, aluminium, polimery (m.in. polietylen, poliamid, poliestry, celuloza). Typowym przykładem jest laminat składający się z papieru, aluminium i polietylenu, stanowiący podstawowy materiał konstrukcyjny opakowań typu TetraPak® i ich pochodnych. Opakowania takie zdominowały rynek mleka i innych płynnych produktów mlecznych (śmietanki, maślanki, mleka smakowego, napojów mlecznych) oraz wybranych produktów w formie stałej (np. serów feta). Laminaty to również podstawowy materiał służący do pakowania masła i serów pleśniowych oraz podpuszczkowych. Wysoka wytrzymałość, odpowiednia barierowość i możliwość zgrzewania umożliwiły wykorzystanie laminatów do pakowania wyrobów mlecznych metodą próżniową oraz w tzw. „Modyfikowanej Atmosferze” (MAP).

Szkło to materiał, który jest stosowany do pakowania mleka i jego przetworów od lat. Branża mleczarska w pewnym momencie zaczęła rezygnować z opakowań szklanych na rzecz kartoników z laminatów oraz pojemników z tworzyw sztucznych. W ostatnim czasie obserwuje się jednak powrót do opakowań szklanych. Jest to zapewne związane z postępem w technologii szklarskiej, pozwalającym na nadawaniu opakowaniom ciekawszych kształtów oraz wydatne zmniejszenie ich masy przez pocienienie ścianek opakowań. Współczesne opakowania szklane produktów mlecznych mogą być przeźroczyste lub matowe. Mają najczęściej formę butelek, słojów, kubeczków, szklanek. Charakteryzuje je duża wytrzymałość, sztywność, barierowość wobec pary wodnej i gazów oraz obojętność chemiczna. Wadą, mimo znacznego postępu w tym zakresie, jest przede wszystkim wysoka masa (w porównaniu z innymi rodzajami opakowań) oraz kruchość. Nie bez znaczenia jest również wysoka cena opakowań szklanych. Wysoka cena jest jednak rekompensowana doskonałą ochroną produktów oraz atrakcyjnym i szlachetnym wyglądem opakowań wykonanych ze szkła, kojarzonym z produktami najwyższej jakości. Opakowania szklane mogą mieć zamknięcia wykonane z metalu, tworzyw sztucznych lub papieru. Spotykane są też zamknięcia w stylu „retro”, np. tzw. patentowe z korkiem wykonanym z tworzywa sztucznego lub ceramiki.

Papier i produkty na nim bazujące są doskonałymi materiałami na opakowania do mleka i jego przetworów. Należą do nich m.in.: papier typu „kraft”, papier tłuszczoodporny, pergamin, papier woskowany, papier pokrywany tworzywem sztucznym, tektura falista i lita. Opakowania z nich wykonane mają najczęściej postać pudeł, torebek, kartoników, owinięć, kubków. Nowością są butelki wykonane z pulpy papierowej. Opakowania papierowe stosowane są do pakowania, m.in. mleka spożywczego, śmietanki, maślanki, masła, serów twarogowych i pleśniowych, napojów mlecznych oraz lodów i deserów. Zaletą papierowych opakowań produktów branży mleczarskiej jest mała masa, łatwość zadruku powierzchni, niski koszt oraz łatwość ich zagospodarowania po zużyciu. Wadą jest przede wszystkim podatność na wilgoć i przedarcie. Wad tych pozbawione są powszechnie stosowane laminaty na bazie papieru, jednak są one znacznie droższe, poza tym ich złożony skład utrudnia późniejszy recykling.

Sposób pakowania i rodzaj materiału opakowaniowego są czynnikami decydującymi w znacznej mierze o jakości pakowanej żywności, na którą składają się bezpieczeństwo zdrowotne i długa trwałość. Spośród metod pakowania, które pozwoliły na wydłużenie czasu przechowywania przetworów mlecznych i weszły na stałe do krajowej praktyki produkcyjnej należą: pakowanie próżniowe i pakowanie w atmosferze modyfikowanej (ochronnej). Pakowanie próżniowe polega na ewakuacji powietrza z opakowania, które następnie jest szczelnie zamykane, zwykle przez zgrzewanie. Podstawowym warunkiem jest zastosowanie materiału opakowaniowego o wystarczająco wysokiej barierowości w stosunku do gazów, która umożliwia utrzymanie próżni w okresie przydatności do spożycia zabezpieczanego produktu.

Usunięcie większości powietrza z opakowania można uważać za modyfikację atmosfery wokół zapakowanego produktu. Jednakże termin „pakowanie w atmosferze modyfikowanej” odnosi się z reguły do systemu pakowania produktów w mieszaninie gazowej. Omawiany system pakowania żywności pozwala wydłużyć okres magazynowania chłodniczego nawet pięciokrotnie w porównaniu ze standardowym pakowaniem. Na skutek eliminacji powietrza uniemożliwiony jest rozwój wszelkich bakterii, pleśni i drożdży. Środowisko ubogie w tlen i bogate w dwutlenek węgla przyczynia się do znaczącego ograniczenia wzrostu organizmów powodujących psucie przetworów mleczarskich, co umożliwia wydłużenie dopuszczalnego okresu przydatności do spożycia oraz wpływa na zachowanie odpowiednich cech sensorycznych. Pakowanie próżniowe jest przydatne w przypadku produktów o dużej zawartości tłuszczu (m.in. serów podpuszczkowych), gdyż tlen powoduje szybkie ich jełczenie. Jest szczególnie dobrym sposobem przechowywania w warunkach chłodniczych (temp. 4°C) żywności już poddanej obróbce termicznej, gdzie zostały zahamowane procesy enzymatyczne wpływające na szybsze przemiany w surowym produkcie oraz zachowanie atrakcyjnego wyglądu, smaku i co najważniejsze wartości odżywczych.

Obecnie w praktyce produkcyjnej szeroko wykorzystuje się MAP, metoda ta stosowana jest głównie do pakowania serów twardych, półtwardych oraz tartych. Istnieje bardzo wiele typów serów różniących się nie tylko składem, sposobem i warunkami ich produkcji, ale także cechami sensorycznymi i kształtami. Stąd też przy proponowaniu zastosowania gazów ochronnych do pakowania tego rodzaju produktów każdy rodzaj sera należy rozpatrywać oddzielnie. Kolejnym czynnikiem, który należy brać pod uwagę jest to, że niektóre sery wytwarzają dwutlenek węgla, podczas gdy inne go nie wytwarzają. Sery twarde i półtwarde często pakuje się z zastosowaniem technologii próżniowej, która pozwala na eliminację tlenu oraz minimalizację utraty wody. Coraz częściej jednak gatunki sera tego typu pakowane są z zastosowaniem atmosfery ochronnej MAP, która dodatkowo ma działanie silnie antybakteryjne i pozwala na obniżenie zawartości tlenu do poziomu 1-2%, co znacznie ogranicza rozwój bakterii i pleśni. Do pakowania stosuje się maszyny poziome typu flowpack lub maszyny komorowe, odpowiednią folię barierową oraz atmosferę ochronną MAP: gaz CO2 lub mieszankę gazów CO2 z N2. Skład mieszanki gazowej może występować w zakresie 10-40% CO2, 60-90% N2. W przypadku pakowania serów twardych typu: Cheddar, Gouda, Edam, Masdam, Ementaler, wielu producentów stosuje 100% CO2. W przypadku serów półtwardych kruszących zastosowanie samego CO2 może doprowadzić do zapadnięcia się opakowania i zgniecenia produktu, w takim wypadku zalecane jest stosowanie mieszanki CO2 i N2. Sery półmiękkie i miękkie z reguły nie są pakowane próżniowo. Ich termin przydatności do spożycia wydłużany jest poprzez pakowanie w atmosferze ochronnej MAP, składającej się najczęściej z mieszanki gazów 30% CO2 i 70% N2. Sprzedawane detalicznie gatunki takich serów zwykle pakowane są na tackach za pomocą maszyn poziomych typu flowpack. Sery miękkie typu Camembert oraz Brie zawierają żywą, oddychającą pleśń, tzw. „skórkę pleśniową”, która podczas oddychania wytwarza ditlenek węgla. W takich gatunkach należy umożliwić rozwój pleśni, ale w kontrolowanym tempie. Dzięki odpowiedniej folii o średniej przenikalności i wprowadzeniu gazu o niskiej zawartości CO2 możliwe jest uzyskanie dobrych rezultatów. W przypadku serów miękkich dojrzewających, głęboko pleśniowych, typu: Blue, Roquefort, Gorgonzola, technologia MAP nie jest zalecana. W procesie leżakowania sery tego typu są nakłuwane cienkimi igłami, aby ułatwić dostęp powietrza wspomagającego rozwój pożądanych pleśni i umożliwić opuszczenie zgromadzonego ditlenku węgla. Zastosowanie mieszaniny gazów CO2 z N2 zabiłoby pożyteczne pleśnie i zmieniło je w nieprzyjemny żółty nalot. W przypadku serów krojonych i tartych zastosowanie pakowania próżniowego spowodowałoby zestalenie produktu, dlatego też pakowane są w atmosferze gazów ochronnych MAP mieszanki 30% CO2 i 70% N2. Stosowanie większego stężenia CO2 może prowadzić do zapadania się opakowania z powodu pochłaniania ditlenku węgla przez ser. Niektórzy producenci stosują 100% N2. Sery tarte, sproszkowane to np. bardzo twarde sery typu Parmesan, Pecorino Romano, pakowane na maszynach typu pionowego, gdzie następuje formowanie torebki, zasypanie jej z góry produktem, omycie gazem i zgrzewanie. Ilość serów pakowanych w modyfikowanej atmosferze gazów w ostatnim czasie uległa zwiększeniu, z możliwością wprowadzenia na rynek wielu tradycyjnych i trudnych do zapakowania serów o długim okresie ich przydatności do spożycia. Zalety stosowania CO2 w przemysłowej produkcji serów podpuszczkowych wydają się znaczące, biorąc pod uwagę korzystny wpływ na jakość mikrobiologiczną tych produktów podczas przechowywania. W szczególności dotyczy to serów w plasterkach zarówno w sprzedaży hurtowej, jak i detalicznej. Wielu producentów sera i twarogu stosuje z powodzeniem CO2 w celu poprawy jakości i przedłużenia trwałości gotowego produktu.

Na chwilę obecną folie z tworzyw sztucznych znalazły najszersze zastosowanie w pakowaniu produktów spożywczych ze względu na swoje cechy barierowe, ograniczające wpływ otaczającego środowiska na produkt, właściwości wytrzymałościowe (odporność na rozciąganie, przebicie itp.), optyczne oraz zgrzewalność. W zależności od rodzaju produktu jest wykorzystywana barierowość dla pary wodnej, tlenu, aromatów, promieniowania UV. Proces laminacji lub współwytłaczania umożliwia poprawienie dowolnych właściwości, np. zwiększenie barierowości czy sztywności materiału opakowaniowego.

Podsumowanie

Stosowanie tak szerokiej gamy opakowań bezpośrednich do produktów mleczarskich podyktowane jest ciągłym poszukiwaniem nowych rozwiązań, chęcią zaskoczenia odbiorcy i bycia oryginalnym oraz pierwszym na rynku. O użyteczności opakowań zadecydowały ich zalety, tj. duża uniwersalność dostosowania do różnych wymagań względem produktów. Jednocześnie stwarzają wiele możliwości wprowadzania nowych rozwiązań konstrukcji opakowań zarówno z punktu widzenia technicznego, jak i potrzeb marketingowych. Coraz większy nacisk kładzie się na wdrażanie produkcji opakowań zapewniających wygodniejsze użytkowanie produktów oraz w jak najmniejszym stopniu obciążających środowisko naturalne. Krajowe firmy opakowaniowe projektują i produkują opakowania oraz opracowują systemy pakowania, stosując materiały opakowaniowe i technologie produkcji zgodnie z normami międzynarodowymi lub dostosowane do przepisów, które obowiązują w skali międzynarodowej, w tym również w Unii Europejskiej. A kierując się zdaniem klientów, który wyznacza trendy funkcjonalności opakowań, powstają nowsze, bardziej dostosowane do życia codziennego dzisiejszego konsumenta.

mgr inż. Dominik Forestowicz