Του Γιώργου Μορφονιού*
Καθώς η ποιότητα και η ασφάλεια των ευαλλοίωτων τροφίμων υπό ψύξη και κατεψυγμένων τροφίμων επηρεάζονται από τη θερμοκρασία, είναι απαραίτητη η παρακολούθηση του ιστορικού χρόνου-θερμοκρασίας σε ολόκληρη την ψυκτική αλυσίδα, από την παραγωγή, στην αποθήκευση και από εκεί στη διανομή μέχρι την κατανάλωσή τους. Οι συσκευές παρακολούθησης που διατίθενται στο εμπόριο περιλαμβάνουν καταγραφικά δεδομένων θερμοκρασίας, δείκτες χρόνου-θερμοκρασίας (TTI), ετικέτες ραδιοσυχνικής αναγνώρισης (RFID tags) και άλλα.
Οι δείκτες χρόνου-θερμοκρασίας (TTI) είναι χρωματομετρικές ετικέτες που προσαρτώνται στις συσκευασίες τροφίμων, οι οποίες εμφανίζουν οπτικές χρωματικές αλλαγές ανάλογα με το ιστορικό χρόνου-θερμοκρασίας στο οποίο έχουν εκτεθεί τα τρόφιμα, καταδεικνύοντας την κατάσταση ποιότητας και ασφάλειας αυτών. Οι TTI προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλες συσκευές, όπως το μικρό μέγεθος, το χαμηλό κόστος και την εύκολη λειτουργία. Η αρχή της λειτουργίας των ΤΤΙ είναι, μια μηχανική, χημική, ενζυμική ή μικροβιολογική, μη αναστρέψιμη αλλαγή, που συνήθως εκφράζεται με μηχανική παραμόρφωση, ή με αλλαγή στο χρώμα. Η χημική ή φυσική αλλαγή, βασίζεται σε χημική αντίδραση ή σε φυσική αλλαγή σε σχέση με το χρόνο και τη θερμοκρασία, όπως μια αντίδραση οξέος-βάσης, η τήξη, ο πολυμερισμός κλπ., ενώ μια βιολογική αλλαγή, βασίζεται στην αλλαγή στη βιολογική δραστηριότητα, όπως η ανάπτυξη μικροοργανισμών ή η δράση ενζύμων σε σχέση πάντα με το χρόνο ή τη θερμοκρασία. Οι ΤΤΙ πρέπει να ενεργοποιούνται εύκολα και στη συνέχεια, να μπορούν να αναδείξουν μια αλλαγή στις συνθήκες που εκτέθηκε το προϊόν. Αυτή η αλλαγή πρέπει να είναι μη αναστρέψιμη και ιδανικά να μιμείται ή να συσχετίζεται εύκολα με την έκταση της αλλοίωσης και την υπολειπόμενη διάρκεια ζωής του προϊόντος. Οι TTI μπορούν να χωριστούν σε δείκτες μερικού ιστορικού και σε δείκτες πλήρους ιστορικού:
• Δείκτες μερικού ιστορικού, που δεν ανταποκρίνονται εκτός εάν ξεπεραστεί κάποια προκαθορισμένη οριακή θερμοκρασία και προορίζονται για τον εντοπισμό καταχρηστικών συνθηκών θερμοκρασίας
• Δείκτες πλήρους ιστορικού, που ανταποκρίνονται διαρκώς σε όλες τις θερμοκρασίες.
Οι TTI επίσης μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις κατηγορίες:
• Δείκτες κρίσιμης θερμοκρασίας (CTI) οι οποίοι δείχνουν έκθεση του τροφίμου πάνω (ή κάτω) από μια θερμοκρασία αναφοράς
• Δείκτες κρίσιμης θερμοκρασίας/χρόνου (CTTI) οι οποίοι είναι χρήσιμοι για την ένδειξη αποκλίσεων στην αλυσίδα εφοδιασμού και για προϊόντα στα οποία αντιδράσεις, σημαντικές για την ποιότητα ή την ασφάλεια, ξεκινούν ή συμβαίνουν πάνω από μια κρίσιμη θερμοκρασία, όπως μικροβιακή ανάπτυξη ή ενζυματική δραστηριότητα
• Δείκτες θερμοκρασίας χρόνου (TTI) που παρέχουν μια συνεχή, εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία, απόκριση καθόλη τη «πορεία» του προϊόντος
Άλλη κατηγοριοποίηση των ΤΤΙ είναι σε χημικούς, φυσικούς, ενζυμικούς και βιολογικούς. Οι χημικοί ΤΤΙ βάσει χρόνου και θερμοκρασίας, αντιδρούν χημικά και παρουσιάζουν μια συγκεκριμένη αλλαγή χρώματος. Σήμερα, οι χημικοί TTI διακρίνονται κυρίως από τις εξής διαδικασίες με βάση τις οποίες διέπεται η αρχή λειτουργίας τους: με βάση τον πολυμερισμό, με βάση τη φωτοχρωμία και με βάση την αντίδραση οξείδωσης. Οι ενζυμικοί ΤΤΙ βασίζονται στην αντίδραση υδρόλυσης του ενζύμου με το υπόστρωμα, που προκαλεί την αλλαγή χρώματος. Η έκταση της αντίδρασης καθορίζεται από το χρόνο και τη θερμοκρασία και επομένως η αλλαγή χρώματος μπορεί να αποκαλύψει τη σωρευτική επίδραση των δύο αυτών παραγόντων. Οι ενζυμικοί ΤΤΙ έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με άλλους τύπους, όπως χαμηλό κόστος, σταθερή απόδοση και ευκολία στον έλεγχο. Μπορούν να βαθμονομηθούν ώστε να ταιριάζουν με τον ρυθμό αλλοίωσης ενός συγκεκριμένου προϊόντος μεταβάλλοντας διάφορες παραμέτρους όπως:
• τον τύπο και τη συγκέντρωση ενζύμου,
• τον τύπο και τη συγκέντρωση υποστρώματος,
• την παρουσία ενεργοποιητών (π.χ. συνένζυμα) ή αναστολέων,
• το pH
• την παρουσία ρυθμιστικού διαλύματος.
Οι ζύμες και τα βακτήρια γαλακτικού οξέος έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως για μικροβιολογικούς δείκτες τα τελευταία χρόνια, καθώς επίσης και άλλα βακτήρια όπως Streptococcus.
Δυστυχώς, παρά τη μακροχρόνια αναγνώριση των TTI ως αποτελεσματικών εργαλείων παρακολούθησης, η εμπορευματοποίησή τους βρίσκεται ακόμη σε αρχικά στάδια. Υπάρχουν πολλοί περιορισμοί που σχετίζονται με τους δείκτες χρόνου-θερμοκρασίας, όπως θέματα νομοθεσίας, ακρίβεια και συσχέτιση της αλλαγής χρώματος με την αλλοίωση του προϊόντος, μεταξύ άλλων, που αποτελούν εμπόδια στην ευρεία υιοθέτηση αυτής της τεχνολογίας στη παρακολούθηση της ψυκτικής αλυσίδας. Η λήψη αποφάσεων για αποδοχή ή απόρριψη ενός τροφίμου που βασίζεται μόνο στην οπτική παρατήρηση του χρώματος μπορεί να προκαλέσει σύγχυση και αντιρρήσεις. Αυτό εμποδίζει την υιοθέτηση από τις βιομηχανίες τροφίμων και την αποδοχή από τους καταναλωτές. Τα καταγραφικά θερμοκρασίας έχουν το πλεονέκτημα να παρέχουν πιο λεπτομερή δεδομένα, όπως χρόνους και θερμοκρασίες με ακρίβεια, στα οποία εκτέθηκαν τα προϊόντα. Ωστόσο, όταν μιλάμε για καταγραφικά θερμοκρασίας αέρα του θαλάμου αποθήκευσης/θαλάμου μεταφοράς/βιτρίνας παράθεσης, τα δεδομένα τους δεν ανταποκρίνονται πάντα στις θερμοκρασιακές αλλαγές του ίδιου του προϊόντος ή όλων των προϊόντων μέσα στους προαναφερθέντες χώρους. Το ζήτημα γίνεται εντονότερο όταν συζητούμε για τη μεταφορά, όπου συχνές στάσεις οχημάτων μεταφοράς σε υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος, θα έχουν σαν αποτέλεσμα μάλλον μη αποδεκτά δεδομένα θερμοκρασίας, χωρίς όμως αυτό να είναι απόλυτα ανάλογο με τη διακύμανση της θερμοκρασίας των ίδιων των προϊόντων.
Preliminary Study on Biosensor-Type Time-Temperature Integrator for Intelligent Food Packaging, A. T. M. Mijanur Rahman, Do Hyeon Kim, Han Dong Jang, Jung Hwa Yang, and Seung Ju Lee
Time temperature indicators for monitoring environment parameters during transport and storage of perishables: A Review, Shetty J. Manjunath
Applications of enzymatic time–temperature indicator (TTI) devices in quality monitoring and shelf‑life estimation of food products during storage, Abisheka T. Pandian, Smriti Chaturvedi, Snehasis Chakraborty
*Ο Γιώργος Μορφονιός είναι Γεωπόνος – Επιστήμονας Τροφίμων, MSc Συστήματα διαχείρισης ποιότητας & διασφάλισης υγιεινής τροφίμων, senior consultant AG ADVENT AE
Ακολουθήστε το Cibum 
