اختصاصی بسپار/ روش های نوین بسته بندی مواد غذایی: سامانه های بسته بندی فعال و هوشمند

بسپار/ایران پلیمر صنایع بسته ‎بندی نیز همانند دیگر صنایع متناسب با نیازهای روز جامعه حرکت کرده و پیشرفت‌‌های شایان توجهی داشته است. با توجه به افزایش جمعیت و نیاز به کاهش دورریز مواد غذایی، تغییر در سبک زندگی مردم و افزایش ملاحظات محیط زیستی، سلامت و کیفیت تغذیه در جامعه اهمیت بیشتری یافته است و تمایل مصرف‌‌کنندگان به مصرف مواد غذایی تازه‎تر، صنعت بسته‎بندی را به سمت برآوردن این نیاز پیش برده است. این پیشرفت، با استفاده از فناوری‌‌های جدید بسته ‎بندی که نام آن را فراهوشمند می ‎نهیم برآورده شده است. در این مقاله به معرفی این سامانه های نوین بسته ‎بندی می‎پردازیم.

سامانه ‎های بسته بندی فراهوشمند به دو دسته‎ ی بسته‎ بندی‎ های فعال و بسته ‎بندی‎ های هوشمند تقسیم می‎شوند که هر دوی این سامانه ‎ها را به تفصیل معرفی می‎کنیم.

سامانه های بسته بندی فعال
منظور از بسته بندی‎های فعال، سامانه‎های بسته بندی هستند که رنگ، بو و طعم مواد غذایی یا به عبارتی کیفیت و سلامت مواد غذایی را برای مدت طولانی‎تری نسبت به بسته بندی‎های معمول حفظ می‎کنند. در این بسته بندی‎ها، یا بسپار بسته بندی به صورت ذاتی دارای خواص ویژه است (هم‌‌چون خاصیت ضدمیکروبی)، یا مواد افزودنی خاصی به سامانه بسته ‎بندی اضافه شده است که به نحوی با فضای داخل بسته بندی یا غذا وارد برهم‎کنش شده، از رشد باکتری جلوگیری کرده و بازدهی بسته‎بندی را بالا می‎برند. سامانه‎های بسته‎بندی فعال، خود به چند دسته تقسیم می‎شوند که در ادامه به معرفی آن‎ها پرداخته می‎شود.

1- سامانه‌‌های بسته بندی با خاصیت ضدمیکروبی
در این سامانه ‎ها، یک عامل ضدمیکروب به فیلم بسپاری اضافه می‌‌شود یا این‌‌که فیلم بسپاری به صورت ذاتی خاصیت ضدمیکروبی دارد. عملکرد سامانه‌‌های بسته بندی با خاصیت ضدمیکروبی یا به شکل رهاسازی عامل ضدمیکروب به درون غذا یا فضای فوقانی داخل بسته‎ بندی، یا به صورت جذب ‎کردن و حذف عوامل لازم برای رشد میکروب از فضای بسته بندی است. سامانه ‎های بسته بندی ضدمیکروبی به سه دسته تقسیم می‌‌شوند:
الف) سامانه رهاینده‎ی عامل ضدمیکروب مانند اسیدهای آلی که در صورتی‎که تماس مستقیم بین ماده غذایی و فیلم بسته بندی وجود داشته باشد، به داخل غذا نفوذ کرده و از رشد باکتری و فساد غذا جلوگیری می‎کنند.
ب) سامانه‎های رهاینده عامل ضدمیکروبی که عامل ضدمیکروب یک ماده فرّار (مانند اسانس های روغنی بعضی گیاهان) بوده و در فضای بالای بسته بندی آزاد شده، سپس روی سطح غذا می‎نشینند و توسط غذا جذب می‎شوند. در این روش نیاز به تماس مستقیم پوشش دارای عامل ضدمیکروب و سطح غذا وجود ندارد.
ج) سامانه بسته بندی بسپاری که بسپار آن به صورت ذاتی خاصیت ضدباکتری دارد (مانند بسپار کیتوسان) یا عامل ضدباکتری به ساختار بسپار پیوند داده شده است. در این روش هم‌‌چون روش اول، به تماس مستقیم بین بسپار و ماده غذایی نیاز است و عامل ضدمیکروب توانایی مهاجرت به داخل غذا را ندارد. در شکل 1 هر سه سامانه‎های بسته بندی نشان ‎داده‎ شده ‎است.

2- پاداکسنده ‎ها
بعد از رشد باکتری، اکسایش ِچربی‎های مواد غذایی، دلیل اصلی فساد مواد غذایی است. مواد غذایی با درصد زیاد چربی (آجیل، گوشت و ماهی) مستعد فساد ناشی از اکسایش چربی‌‌ها هستند. اکسایش چربی باعث کاهش ارزش غذایی محصول و ایجاد بوی نامطبوع می‎شود. به همین دلیل در بسته بندی این دسته از مواد غذایی از مواد پاداکسنده استفاده می‎شود. به صورت کلی، پاداکسنده‎ها از طریق جذب کردن رادیکال آزاد ایجاد شده در حین اکسایشِ پروتئین‎ها و چربی‎ها ایفای نقش می‎کنند. رادیکال‎های آزاد یا از مواد پاداکسنده، الکترون می‎گیرند یا به آن‎ها الکترون می‎دهند و به همین ترتیب پایدار می‎شوند و چرخه‎ی اکسایش را می‎شکنند. پاداکسنده‌‌ها عموما در حین فراورش بسپار به آن‎ها اضافه می‎شوند. بنابراین پاداکسنده انتخابی و بسپار باید با یکدیگر سازگار باشند تا پراکنش و توزیع مناسبی در بستر بسپاری داشته باشد. هم‌‌چنین ضریب تفکیک پاداکسنده نیز در دو محیط بسپار و فضای بسته‎بندی باید به گونه‎ای باشد که پاداکسنده تمایل داشته باشد در فضا، آزاد شود. پاداکسنده‌‌ها می‎بایست ارزان، غیرسمّی، فعال در غلظت‎های کم، و پایدار باشند. به‎علاوه، پاداکسنده‌‌ها نباید تاثیری روی رنگ، بو و ساختار مواد غذایی موجود در بسته‎بندی داشته باشند. پاداکسنده‌‌ها در صنایع بسته‎بندی با دو سازوکار عمل می‎کنند. یا پوشش بسته‎بندی حاوی پاداکسنده‌‌ به صورت مستقیم با ماده غذایی در تماس است که پاداکسنده‌‌ به غذا آزاد می‌‌شود یا آن‌‌که غذا و پوشش بسته‎بندی با یکدیگر سطح مشترک زیادی ندارند و بنابراین پاداکسنده‌‌ اول به فضای بسته‎بندی و سپس به غذا وارد می شود.

3- جاذب‎های رطوبت
استفاده از جاذب‎های رطوبت به هدف کنترل رطوبت اضافی در بسته‎ بندی است. رطوبت زیاد در داخل بسته ‎بندی می‎تواند به علّت نوسانات دما، تنفس محصولات تازه، عدم تراوایی بسته بندی نسبت به بخار آب و … باشد. رطوبت اضافی، ماندگاری مواد غذایی را کاهش می‎دهد و باعث افزایش بار میکروبی می‎شود. به‎علاوه، ایجاد فیلم بخار در محصولات تازه بسته‎بندی شده از جذابیت‎های بصری بسته‎بندی برای مصرف‌‌کننده می‎کاهد. پس هدف از جاذب‎های رطوبت، حذف یا کاهش مقدار رطوبت از سامانه است. جاذب‎های غیرآلی نظیر ژل سیلیکا، اکسید کلسیم، رس فعال شده به صورت ساشه یا پد در فضای داخلی بسته ‎بندی قرار می‎گیرند. علاوه‌‌بر ترکیبات غیرآلی، بعضی از ترکیبات آلی نظیر پلی‎وینیل‎ الکل نیز به عنوان جاذب رطوبت به کار می‎روند، اما نسبت به ترکیبات غیرآلی، جذب رطوبت کمتر و قیمت بالاتری دارند.
4- سامانه های بسته ببندی با جوّ (اتمسفر) اصلاح شده

دکتر سمانه کرمی
[email protected]

(ادامه دارد …)

متن کامل این گفت و گو را در شماره 259 ماهنامه بسپار که در نیمه اردیبهشت ماه 1403 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.