Voor een O2 indicator is het zeer belangrijk dat deze een goed waarneembare kleurverandering geeft, detecteerbaar door een ongetraind oog. Bovendien moet de reactie ook onomkeerbaar zijn. Eerder werden reeds O2 indicatorinkten ontwikkeld die een redox kleurstof (bv. methyleenblauw), een elektrondonor, en UV-gevoelige fotokatalysatoren bevatten die ingekapseld werden in een polymeer. Een water gebaseerde versie van deze inkt bleek zeer snel te reageren op de aanwezigheid van zuurstof. Door het vervangen van methyleenblauw in deze inkten door polyviologenen kon de gevoeligheid van deze inkten verlaagd worden tot lagere zuurstofniveaus (zie ook STW FoodGate 10/03/2011).
De nieuw ontwikkelde technologie gaat echter de O2 indicator in het verpakkingsmateriaal zelf integreren in plaats van gebruik te maken van de inkt. Hiervoor werden de verschillende componenten (pigment; elektrondonor, fotokatalysator en dragermateriaal) geïncorporeerd in een thermoplastisch polymeer (LDPE) via een extrusieproces. De film moet dus geactiveerd worden door UV licht vooraleer het zal reageren op de aanwezigheid van zuurstof. Dit heeft als grote voordeel dat de film vóór gebruik bewaard kan worden in lucht. Na deze activatie is de film kleurloos en zal deze enkel terugkeren naar de oorspronkelijk blauwe kleur in de aanwezigheid van zuurstof. Deze verkleuring is onomkeerbaar, m.a.w. de film blijft blauw ook na het verbruik van de O2 door bv. microbiële groei, tenzij de film opnieuw gereactiveerd wordt door UV-licht. De film kan dus wel hergebruikt worden na re-activatie. Uit de studie bleek dat na een serie van 6 foto-activaties dezelfde performantie van de film behouden bleef.
In vergelijking met de O2 indicator water gebaseerde inkten is de responstijd in aanwezigheid van zuurstof wel veel trager in de LDPE-film. Dit zou deels te wijten zijn aan de vorming van geladen deeltjes die nodig zijn voor de kleurvorming maar meer gehinderd worden in de hydrofobe film dan in het meer hydrofiele medium van de inkten. Bovendien daalde de reactiesnelheid sterk bij lagere temperaturen en lagere relatieve vochtigheid. Een verbetering van deze responstijd zou mogelijk zijn door het gebruik van Platina nanopartikels op het dragermateriaal. Er zal bijgevolg nog verder aandacht besteed moeten worden aan de relatie tussen enerzijds de snelheid van verkleuring en anderzijds de tijd en concentratie O2 waaraan het product is blootgesteld. Het moet ook opgemerkt worden dat deze LDPE folie enkel gebruikt kan worden aan de binnenzijde van een multilaagsbarrière verpakking, anders zou de folie ook verkleuren door de permeatie van zuurstof door de verpakking.
Bronnen
- Mills, A., Lawrie, K., Bardin, J., Apedaile, A., Skinner, G.A. and O’Rourke, C. (2012). Analyst, 137, 106-112
- STW FoodGate 10/03/2011 nieuwe mogelijkheden voor zuurstofindicatoren