Ημερομηνία λήξης τροφίμων: Eργαλεία ελέγχου και διασφάλισης στη ψυκτική αλυσίδα τροφίμων

Transcript

1 Ημερομηνία λήξης τροφίμων: Eργαλεία ελέγχου και διασφάλισης στη ψυκτική αλυσίδα τροφίμων Ελένη Γώγου, Πέτρος Ταούκης Ελένη Γώγου Δρ. Χημικός Μηχανικός Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

2 Τρόφιμα & Ποιότητα Το τρόφιμο είναι ένα πολύπλοκο, φυσικοχηµικά και βιολογικά ενεργό σύστηµα. Τα βασικά συστατικά του τροφίµου (πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες και τα λιπαρά) συµµετέχουν σε πολλές αντιδράσεις που έχουν σαν τελικό αποτέλεσµα την αλλοίωση των: οργανοληπτικών χαρακτηριστικών θρεπτικής αξίας ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΤΡΟΦΙΜΟΥ: Πρόκειται για µια δυναµική κατάσταση που κινείται προς φθίνουσα κατεύθυνση Για το λόγο αυτό τα τρόφιµα έχουν πεπερασµένη διατηρησιµότητα ή εμπορική διάρκεια ζωής (shelf life)

3 Xρόνος ελάχιστης διατηρησιµότητας ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Ένα κινητικό µοντέλο που περιγράφει την απώλεια της διάρκειας ζωής ενός προϊόντος είναι χαρακτηριστικό για κάθε τρόφιµο, αλλά επηρεάζεται άµεσα και από περιβαλλοντικούς παράγοντες: θερµοκρασία, σχετική υγρασία, ενεργότητα νερού, πίεση και µερική πίεση περιβαλλόντων αερίων ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ Από τις παραπάνω παραµέτρους, εκείνη η οποία ελέγχεται λιγότερο από τη συσκευασία, καθορίζεται αποκλειστικά από τις συνθήκες αποθήκευσης και έχει σηµαντική επίδραση στο k είναι η θερµοκρασία.

4 Εκτίμηση της εμπορικής διάρκειας ζωής Ο καθορισμός της διάρκειας ζωής βασίζεται συνήθως σε υποθέσεις είτε μιας αναμενόμενης μέσης θερμοκρασίας συντήρησης για το τρόφιμο, είτε ενός δυσμενούς σεναρίου θερμοκρασίας έκθεσης Η αναγραφόμενη ημερομηνία λήξης του τροφίμου μπορεί να μην ανταποκρίνεται την πραγματική ποιότητά του Country Max Temperature (⁰C) Belgium 7 Denmark 5 Finland 8 France </=4 Spain 0 to 3 UK 8 Netherlands 7 Sweden <8

5 Έλεγχος θερμοκρασίας στη ψυκτική αλυσίδα Πιθανές διακυμάνσεις θερμοκρασίας στη ψυκτική αλυσίδα Laboratory of Food Chemistry & Technology School of Chemical Engineering - National Technical University of Athens

6 Food waste: Σπατάλη τροφίμων Μερίδιο σπατάλης τροφίμων στα διάφορα στάδια της αλυσίδας

7 Έλεγχος θερμοκρασίας στη ψυκτική αλυσίδα Πιθανές διακυμάνσεις θερμοκρασίας στη ψυκτική αλυσίδα Ανάγκη καταγραφής & ελέγχου θερμοκρασίας

8 Εκτίμηση της εμπορικής διάρκειας ζωής dq/dt = F (C i, E j ) C i = composition factors (concentration of reactive compounds, inorganic catalysts, enzymes, reaction inhibitors, ph, water activity, microbial populations) E j = environmental factors (temperature, relative humidity, total pressure and partial pressure of different gases, light and mechanical stresses)

9 Μαθηματική περιγραφή υποβάθμισης ποιότητας Υποβάθμιση ποιοτικής παραμέτρου αναφοράς Q ( A) = kt Επίδραση μεταβαλλόμενων θερμοκρασιών στην ταχύτητα υποβάθμισης της ποιότητας Q t t 1 T 1 T a ( A) = k T ( t) dt = k exp dt t 0 A ref 0 Q E R ref Τ eff : Δραστική θερμοκρασία E 1 1 t Aref R Teff T ref a ( A) = k exp t

10 Μείωση εναπομένουσας διάρκειας ζωής στη ψυκτική αλυσίδα Storage temeprature (oc) Log(cfu/ml) Production Warehouse 15 Distribution centre 9 Production 10 Transportation by the consumer Transportation to supermarket Supermarket outlet Consumer refrigerator 2 1 Transportation to Distribution center Storage time (days)

11 Μείωση εναπομένουσας διάρκειας ζωής στη ψυκτική αλυσίδα Storage temeprature (oc) Remaining shelf life (days) Production Warehouse 15 Distribution centre 50 Production 10 Transportation by the consumer Transportation to supermarket Supermarket outlet Consumer refrigerator 0 Transportation to Distribution center Storage time (days)

12 Temperature ( o C) Remaining shelf life (days) Temperature ( o C) Remaining shelf life (days) Εμπορική διάρκεια ζωής vs. Ψυκτική αλυσίδα Εναπομένουσα διάρκεια ζωής Συσκευασμένος φρέσκος κιμάς Διάρκεια ζωής: 6-7 ημέρες Συνιστώμενη θερμοκρασία συντήρησης: 4 C Παραγωγή Time (days) Κατανάλωση Εναπομένουσα διάρκεια ζωής 8 6 Συνιστώμενες συνθήκες αποθήκευσης Πραγματικές συνθήκες θερμοκρασίας Time (days) -6 Laboratory of Food Chemistry & Technology School of Chemical Engineering - National Technical University of Athens

13 Εργαλεία διαχείρισης της ψυκτικής αλυσίδας 1. Ανάλυση χρονοθερμοκρασιακών δεδομένων της πραγματικής ψυκτικής αλυσίδας και χρήση μοντέλων πρόβλεψης 2. Παρακολούθηση του χρονοθερμοκρασιακού ιστορικού των τροφίμων Έξυπνη συσκευασία 3. Καταγραφή χρονοθερμοκρασιακών δεδομένων: Αξιοποίηση του Blockchain Technology

14 FRISBEE Cold Chain Database Develop a comprehensive database of the cold chain in Europe Monitoring the food cold chain through focused field tests in Europe Assess food quality at different stages of the supply chain

15 Cold Chain Database tools: Build Cold Chain Scenario Profiles Visualize & manage your own data Build Cold Chain Scenario Profiles Search within more than profiles of the Cold Chain Database frisbee-wp2.chemeng.ntua.gr/coldchaindb/

16 Frequency [%] Cold Chain optimization Narrowing the distribution Shifting the distribution to the right Shelf Life Remaining (days)

17 Ψυκτική αλυσίδα Ανάγκη για καλύτερη διαχείριση Πρακτική λύση θα αποτελούσε η «έξυπνη συσκευασία» που επιτρέπει την παρακολούθηση του ιστορικού ποιότητας του κάθε προϊόντος και με βάση αυτό τη βελτίωση της διαχείρισης του στην ψυκτική αλυσίδα. ΖΗΤΟΥΜΕΝΟ: Μια χαμηλού κόστους, έξυπνη συσκευασία ελέγχου και συνεχούς καταγραφής του θερμοκρασιακού ιστορικού των τροφίμων και εκτίμησης της ποιότητάς τους και της εναπομένουσας διάρκειας ζωής με βάση αυτό το ιστορικό. ΧΡΟΝΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΟΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΕΣ (TIME-ΤEMPERATURE INTEGRATORS) TTI

18 ΧΡΟΝΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΟΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΕΣ (TTI) Απλή «έξυπνη» αυτοκόλλητη ετικέτα πάνω στη συσκευασία του τροφίμου Λειτουργεί επικουρικά της ημερομηνίας λήξης Είναι μια «ζωντανή» ημερομηνία λήξης Τι κάνουν οι ΤΤΙ? Παρακολουθούν το χρονοθερμοκρασιακό ιστορικό των τροφίμων Ελέγχουν ενδεχόμενη κακομεταχείριση του προϊόντος όσον αφορά τη θερμοκρασία συντήρησης

19 ΧΡΟΝΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΟΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΕΣ (TTI)

20 ΧΡΟΝΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΟΙ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΕΣ (TTI) Τύποι ΤΤΙ Διαχυσης Μικροβιακοί Ενζυμικοί Πολυμερισμού Φωτοχημικοί

21 Σχήμα εφαρμογής ΤΤΙ

22 Microbial TTI Accepted food quality The food quality is not accepted Microorganisms are patented strains of lactic acid bacteria: Carbonbacterium piscicola Lactobacillus fuchuensis Leuconostoc mesenteroides eo R Cryolog, Gentilly, France Color scale

23 15/10/2018

24 15/10/2018

25 Shelf life (d) Χρήση ΤΤΙ για τη διαχείριση της ποιότητας των τροφίμων Επιλογή κατάλληλου ΤΤΙ για δεδομένο τρόφιμο 20 Gilthead seabream fillets M-23U Temperature ( o C)

26 Μείωση αποβλήτων τροφίμων με τη χρήση ΤΤΙ German poultry chain (Production: t/a, market share of 0.65%) 12% Food waste in the chain 35% Food waste reduction due to the implementation of a TTI 26

27 Καταγραφικά θερμοκρασίας-blockchain Technology

28 Καταγραφικά θερμοκρασίας-blockchain Technology FRESHTIME TAGS Dual RF (RAIN-RFID/NFC) APP s AND SOFTWARE Windows & Android dashboards ANALYTICS Local & cloud reports Personal RAIN-RFID-Bluetooth readers or NFC smartphones Infratab Inc., USA

29 Field test: Χρήση καταγραφικών θερμοκρασίας και της τεχνολογίας Blockchain στην εφοδιαστική αλυσίδα φρέσκων ιχθυηρών Τοποθέτηση καταγραφικών θερμοκρασίας σε προϊόντα φρέσκων ιχθυηρών Εισαγωγή στην τυπική ψυκτική αλυσίδα Χρήση smartphone application στα διαφορα στάδια της ψυκτικής αλυσίδας Τοποθέτηση των προϊόντων σε καταστήματα λιανικής διάθεσης

30 Ημερομηνία λήξης τροφίμων: Eργαλεία ελέγχου και διασφάλισης στη ψυκτική αλυσίδα τροφίμων Ελένη Γώγου, Πέτρος Ταούκης Ελένη Γώγου Δρ. Χημικός Μηχανικός Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο