Naj sveža živila ne končajo v smeteh, temveč v ustih

»Zavržena hrana je resen problem,« pravi dr. Anastasia Ktenioudaki, sodelujoča pri projektu FreshProof, ki ga financira program Obzorja. »Zanj moramo najti nove rešitve, ki bodo vključevale vse.« V tem evropskem projektu raziskujejo, kako preprečiti, da ogromna količina sveže hrane ne bi končala med odpadki, ker je ne pojemo pred datumom, navedenim na embalaži.

Globalizacija je v živilski industriji povzročila paradoks: po eni strani je močno razširila ponudbo izdelkov na trgovskih policah, po drugi pa je prispevala k temu, da velikih količin hrane ne zaužijemo in jo zavržemo, saj je hrane vedno več, poleg tega pa se pot od vil do vilic nenehno podaljšuje. Po podatkih Svetovnega programa za hrano Združenih narodov se skoraj tretjina pridelane hrane zavrže, čeprav več sto milijonov ljudi po vsem svetu trpi lakoto.

V Evropski uniji zakonodaja zahteva, da je na večini predpakiranih živil naveden datum, ki označuje mejno vrednost njihove varnosti (»porabiti do«) ali kakovosti (»uporabno najmanj do«). V okviru splošnega pregleda pravil o označevanju živil evropska komisija preučuje predlog, da bi popolnoma opustili navajanje roka uporabnosti, označenega z »uporabno najmanj do«.

Ekipa Anastasie Ktenioudaki je razvila senzorski sistem, ki spremlja okoljske pogoje za živila na vsaki stopnji dobavne verige. Raziskovalci so prepričani, da lahko s to inovacijo določijo veliko natančnejše roke uporabnosti in preprečijo nepotrebno zavrženje hrane.

»Običajno verige preskrbe s hrano delujejo po načelu 'prvi noter, prvi ven', kar pomeni, da živilo, ki prvo pride v distribucijski center ali trgovino, ga tudi prvo zapusti,« razlaga Anastasia Ktenioudaki. »Glede na trenutno globalno trgovanje s hrano potrebujemo pametnejši sistem, da bi lahko namesto tega dali prednost tistim svežim proizvodom, ki jim bo rok trajanja potekel prej kot drugim.«

Na življenjsko dobo svežih živil oziroma na njihovo pot od pašnika do krožnika vpliva cela vrsta dejavnikov. Med njimi so razmere pred spravilom pridelkov, kot sta količina padavin in sončna svetloba, in razmere po spravilu, kot so temperaturne spremembe in celo tresljaji na cesti, ko hrano prevažamo s tovornjakom.

Ktenioudakijeva meni, da bo s sistemom FreshProof, ki vključuje kombinacijo podatkov o pogojih rasti pridelka in njegovi poti do trgovine, mogoče natančneje napovedati dejanski rok trajanja pridelka oziroma živila. To pomeni, da bo več živil prispelo do potrošnika ob pravem času in tako bo manj hrane romalo v smeti.

»Sprejemamo standardne predpostavke o okoljskih pogojih za pridelke in to je podlaga za določanje rokov uporabe,« pravi Anastasia Ktenioudaki. »Vemo, da gre pri prevozu živilskih izdelkov vedno kaj narobe, vendar zdaj bolje razumemo, kako to vpliva na rok uporabnosti živila, in to znanje uporabimo na pametnejši način.«

Jagode razkrivajo svojo zgodbo

Na tem mestu se pojavijo irske jagode.

Ktenioudakijeva je bila del ekipe na Univerzi Južne Floride, ki je razvila sistem z uporabo več senzorjev in programske opreme v oblaku za napovedovanje roka uporabnosti živil. Projekt je temeljil na dolgoletnem strokovnem znanju kmetov in distributerjev o tem, kdaj izdelek ni več uporaben.

Hiperspektralne kamere zaznajo, v kakšnem stanju je sveže sadje. FOTO: Anastasia Ktenioudaki/FreshProof

»Jagode imajo visoko vrednost, vendar so hitro pokvarljive, pri čemer sta čas in temperatura pogosto ključna,« pojasnjuje raziskovalka. Poleg temperaturnih senzorjev vzdolž distribucijskih poti so raziskovalci uporabili tudi hiperspektralne kamere, ki natančno pokažejo, kdaj sadje ni več sveže. Sčasoma bi ta tehnologija lahko delovala tudi z običajnimi kamerami.

Rezultati so optimistični. Napovedi preostalega roka uporabnosti jagod so bile skoraj dvakrat bolj natančne.

S temi spoznanji želi ekipa zdaj razširiti svoje delo, poiskati nove poslovne partnerje in vlagatelje ter koncept FreshProof uporabiti še pri drugih vrstah sadja in zelenjave.

»V prihodnosti bi ta pristop lahko uporabljali za vsa sveža živila, z njim bi lahko celo ocenili živila v domačem hladilniku,« pravi Anastasia Ktenioudaki. »Napredek na področju tehnologije in umetne inteligence je hiter in prepričani smo, da lahko to močno vpliva na izboljšanje dobavnih verig, zmanjšanje količine zavržene hrane in večjo varnost živil.«

Pakiranje živil

Težava z odpadki pa ne zadeva le samih živil, temveč tudi njihovo embalažo, za katero industrija proizvede ogromne količine plastike.

Druga skupina znanstvenikov je uporabila svoje znanje in izkušnje s področja kemije materialov za razvoj sistema Biosmart, katerega namen je bil zmanjšati velike količine plastičnih ovojev, ki se uporabljajo za živila, ter hkrati podaljšati rok uporabnosti svežih živil.

Dr. Amaya Igartua, ki je projekt koordinirala, pojasnjuje: »Ena težava je zavržena hrana, druga pa plastika. Znašli smo se v situaciji, ko materiali, primerni za kompostiranje, niso dovolj močni za zaščito izdelka, zato uporabljamo plastiko.«

Skoraj nobena embalaža za živila ni primerna za kompostiranje, številnih oblik plastike tudi ni mogoče reciklirati. Ena od rešitev, ki jih predlaga dr. Igartua, je zasnova trpežnejših materialov na biološki osnovi, ki bi bili dovolj trdni za prenašanje hrane, vendar bi se pozneje lahko razgradili.

Drugi cilj pa je oblikovati embalažo iz materialov, ki jih je mogoče v celoti kompostirati ali reciklirati. Embalaža je pogosto sestavljena iz več vrst plastike, lahko vsebuje tudi aluminij, kar dodatno otežuje recikliranje.

Sodelavci pri projektu so nad prvimi rezultati testiranj navdušeni, saj nakazujejo smer za naslednjo generacijo embalaže za živila, ki jo bo mogoče kompostirati ali reciklirati. Tudi javnost je projekt sprejela z odobravanjem. Vendar je zdaj treba povečati naložbe in razširiti raziskave, da bi se ta embalaža pojavila v trgovinah.

Hitri podatki

Podobno kot v projektu FreshProof se tudi v projektu Biosmart spopadajo z zavrženo hrano z uporabo senzorjev, ki zaznavajo minimalne razlike v plinih (kisiku, aminih in ogljikovem dioksidu) znotraj embalaže. Spremembe v količini plinov namreč vplivajo na stanje živil.

Povečane vrednosti lahko kažejo, da se bo izdelek pokvaril, kar zagotavlja natančne informacije v realnem času, v nasprotju s poljubno določenim datumom, navedenim za oznako »uporabno najmanj do«. Koncept je bil že preizkušen za embalažo, v kateri so bili sir, šunka in ribe. Dr. Igartua upa, da bo ta tehnologija sčasoma pomagala distributerjem in potrošnikom zmanjšati količino zavržene hrane.

Prepričana je, da bi lahko pripomogla tudi k uvedbi sprememb pri prodaji in skladiščenju hrane. Da bi to dosegli, člani njene ekipe sodelujejo z akademskimi in industrijskimi partnerji po vsej Evropi, da bi zagotovili finančne vire za ta naslednji korak.

Raziskave, omenjene v članku, so bile financirane v okviru programa Marie Skłodowske Curie (MSCA). Članek je bil prvotno objavljen v reviji Horizon, reviji EU za raziskave in inovacije.