English / Persian
امروز یک شنبه 30 مهر 1396
من میخوام اکسیژن رو از بسته های نان بگیرم.از چه نوع جاذب باید استفاده کنم.کدام شرکت تولید میکند؟
شهرک فناوری
گروه کارخانجات پارت لاستیک
کانال تلگرام کلینیک تخصصی بسته بندی مواد غذایی ایرانفودصنعتکانال تلگرامی باشگاه فرمولاسیون مواد غذایی ایرانماشین الات بسته بندی حبوبات و خشکبار

آمار بازدیدکنندگان

کاربر گرامی :  شما می توانید سئوالات مورد نظر خود را در زمینه های متنوع بسته بندی ازطریق منوی تماس یا ما به این

 کلینیک منعکس و پاسخ های متعدد در خصوص سئوال مطروحه را از طریق همین سایت مشاهده فرمائید

پنج شنبه 19 آذر 1394
 محمد قبادی

تكنولوژي بسته بندي فعال

بسته بندي فعال در صنعت مواد غذايي

بسته بندي فعال يکي از مفاهيم جديد در بسته بندي مواد غذايي مي باشد که در پاسخ به تغييرات مداوم در درخواست هاي مصرف کنندگان در حال حاضر وگرايشات بازار توسعه يافته است. تکنولوژي هاي جديد در بسته بندي مواد غذايي در پاسخ به نيازهاي مشتريان يا در راستاي توليد صنعتي محصولات غذايي محافظت شده با روشهاي ملايم تر، تازه، لذيذ و راحت با عمر انباري زياد و کيفيت کنترل شده توسعه مي يابند. علاوه براين تغييرات در نحوه توزيع (مثل جهاني سازي بازار در نتيجه توزيع غذا در مسافتهاي طولاني) يا روش زندگي مصرف کنندگان (بدليل صرف زمان کمتر براي خريد غذاي تازه از بازار و پخت وپز) مهمترين چالشها در زمينه صنعت بسته بندي مي باشد و به عنوان نيروي پيش برنده در جهت توسعه مفاهيم جديد بسته بندي و بهبود يافته مي باشد که ميزان مدت زمان نگهداري را افزايش داده در حاليکه موجب حفظ ايمني و کيفيت مواد غذايي شده و آن را تحت نظارت دارد. در دهه هاي اخير يکي از ابداعات در زمينه بسته بندي مواد غذايي بسته بندي هاي فعال و هوشمند هست که بر پايه واکنشهاي متقابل آزادانه با غذا و محيط غذا پايه گذاري شده است.

فناوري توسعه يافته بسته بندي فعال به كيفيت خوب، سالم، بي خطر و همچنين به كاهش آلودگي و مشكلات زيست محيطي مي پردازد. سيستمهاي هوشمند بسته بندي فعال عملكرد بسته بندي غذا يا گازهاي اتمسفري داخل را مورد ارزيابي قرار مي دهد و نياز مصرف كننده براي كيفيت بهتر، تازگي و توليد سالم را اجابت ميكند.

از سيستمهاي مهم بسته بندي فعال كه در حال حاضر مورد استفاده قرار مي گيرند مي توان به سيستمهايي نظير جاذبهاي اكسيژن،جاذبها و منتشركننده هاي دي اكسيد كربن، جاذبهاي رطوبت، جاذبهاي اتيلن و منتشركننده هاي اتانول اشاره كرد. سيستمهاي منتشركننده و جاذب طعم،نشانگرهاي دما-زمان و فيلمهاي حاوي مواد ضدميكروبي نيز از انواع ديگر اين سيستمها هستند(جدول 1).

مواد افزودني فعال در مقابل تغييرات محيطي ايجاد شده در بسته بندي محصولات از خود واكنش نشان مي دهند. براي مثال، زماني كه رطوبت موجود در بسته بندي محصول به يك ميزان خاص مي رسد، ماده خشك كننده موجود در بسته بندي آن محصول، شروع به جذب رطوبت موجود در محيط داخل بسته بندي مي كند. اين مواد افزودني فعال، نه تنها باعث جذب رطوبت شده، بلكه مي توانند مولكولهاي ديگري مانند اكسيژن واتيلن را نيز جذب كرده و يا باعث آزاد شدن مواد آنتي باكتريال و يا حتي مواد طعم دهنده شوند. قبلا بسته هاي كوچك يا ساشه ها را در داخل بسته بنديهاي خاص قرار مي دادند تا بتوانند رطوبت و بوي ايجاد شده در بسته را جذب نمايند. امروزه، در دنيا درصدد هستند كه با وارد كردن اين مواد افزودني خاص در ديواره بسته بندي محصولات، اين كار را آسان تر نمايند.

در كنار مواد افزودني نام برده، مواد جاذي اشعه يووي و موادي كه از ماتي بسته بنديها جلوگيري مي كنند، نيز امروزه كاربرد بالايي را پيدا كرده اند.

بسته بنديهاي فعال و هوشمند، سالهاست كه در كشور ژاپن استفاده مي شوند و امروزه در قسمتهايي از اروپا و آمريكا نيز در صنايع مختلف از اين نوع بسته بنديها، استفاده هاي شايان ميشود. در اين راستا توليدكنندگان متعددي در اروپا در جهت كسب مجوزهاي بهداري و بهداشت، جهت استفاده از اين گونه مواد افزودني در بسته بنديهاي محصولات خود برآمده اند. تخمين زده مي شود که ارزش جهاني کلي بازار بسته بندي فعال در سال 2005 ارزشي معادل 1/558 بيليون دلارداشته و پيش بيني مي شود که اين بازار در سال 2010 به 2/649 بيليون دلار برسد.

در اين مقاله ضمن شرح هر يك از سيستمهاي بسته بندي فعال، مكانيزم و نحوه عملكرد هر يك بطور مختصر شرح داده مي شود. در ادامه پيشرفتهاي اخير در زمينه فناوري بسته بندي فعال مورد بحث و بررسي قرار گرفته و در پايان اثر بسته بندي فعال بر روي كيفيت و ايمني مواد غذايي مورد مطالعه قرار مي گيرد.

جاذب اكسيژن

اكسيژن بالا در بسته بندي غذا به رشد ميكروب، حذف طعم و بوي ايجاد شده، تغيير رنگ و از بين رفتن خوراك كمك مي كند وعلت عمده كاهش زمان ماندگاري غذاها بشمار مي رود. بنابراين كنترل سطح اكسيژن در بسته بندي غذا امري مهم تلقي مي شود. تهيه سيستمهاي جاذب اكسيژن پيشنهادي بود تا خلاء و گازهاي معتدل در بسته بندي، توليد با كيفيت و زمان ماندگاري را بهبود بخشند. از اين گذشته به لحاظ اقتصادي نيز سودمند باشد.

از مواد جاذب اكسيژن در محصولاتي كه نياز به محافظت در مقابل اكسيژن را داشته، توسط توليدكنندگاني كه قصد جايگزيني شيشه و يا بسته بنديهاي فلزي با بسته بنديهاي پلاستيكي با وزن كمتر، كه استفاده آسان تررا نيز به همراه خود دارند و بسته بنديهاي پلاستيكي تك لايه استفاده مي شود. موادي مانند شيشه، فلزات، اتيلن ونيل الكل، پلي ونيل دي كلرايد، مي توانند سدي را جهت جلوگيري از نفوذ اكسيژن محيط بيروني به داخل بسته بندي حاوي محصول ايجاد نمايند. اين در حاليست كه مواد جاذب اكسيژن، يك سد فعال را به بسته بندي اهدا مي كنند كه باعث جذب اكسيژن در فضاي داخل بسته بندي، اكسيژن مانده در داخل محصول و يا اكسيژني كه به مرور زمان از ديواره هاي بسته بندي وارد بسته بندي شده است، مي گردند. اين مواد جاذب اكسيژن، سالهاست كه در ديواره هاي بسته بنديهايي مانند ساشه ها استفاده مي شوند و امروزه مي توان از آنها در ساختار اتيكتها و يا بصورت وارد كردن مستقيم آنها در ساختار بسته بنديهاي مختلف استفاده نمود. براي مثال، از اين مواد جاذب اكسيژن، در صنعت بسته بندي نوشابه ها در بسته بنديهاي پت كه روز به روز رونق بيشتري پيدا مي كنند، در فيلم هاي مورد استفاده در بسته بندي انواع فرآورده هاي گوشتي و بسته بنديهاي زيپ دار جهت بسته بندي محصولاتي كه بسته بندي آنها قابليت بسته شدن دوباره را دارند، استفاده مي شود.

اكسيد آهن اولين ماده جاذب اكسيژن در ساشه ها بود. ماده جاذب اكسيژن ديگر اسيد آسكوربيك بوده كه اغلب در واشرهاي موجود در درب بطرهاي حاوي آبجو و بطرهاي حاوي آب ميوه جهت جذب اكسيژن كه از درب پلاستيكي اين محصولات عبور مي كند، استفاده مي شود. بيشتر بطريهاي پلي استري حاوي آبجو و يا آب ميوه ها امروزه حاوي نايلون ام دي ايكس شش، كاناليز شده با كبالت مي باشند كه كار جذب اكسيژن را برعهده دارند. براي مثال شركت سيبا مواد جاذب اكسيژني به بازار عرضه كرده است كه آنها را مي توان در بسته بنديهاي چند لايه پلي اولفيني نيز استفاده نمود. اين مواد جاذب اكسيژن، نسبت به رطوبت حساس بوده و در اثر رطوبت بالاي موجود در مواد غذايي، نوشيدنيها و يا محصولا بهداشت فردي فعال شده و عمل مي كنند.

شركت شورون فيليپس نيز سيستم جاذب اكسيژن را بر پايه يك رزين اكسيدشونده، توليد نموده است. اين سيستم از اتيلن متيل اكريلات سيكلو هگزن متيل اكريلات و يك مستربچ حاوي مواد فعال شونده نوري و يك كاتاليزاتور نمكي كبالت تشكيل شده است. اين سيستم را مي توان بين لايه هاي عادي و لايه داخلي محافظ بسته بنديهاي چند لايه، اكسترود نمود. عمليات جذب اكسيژن از طريق نوريووي تابيده شده بر روي بسته بندي آغاز مي شود. از اين سيستم در بسته بندي محصولات گوشتي، انواع پنير و انواع خمير تازه استفاده مي شود. از اين سيستم مي توان همچنين در بسته بندي محصولات خشك مانند قهوه، خشكبار و يا پودرهاي شيريني پذيري نيز استفاده نمود. اين سيستم مي تواند برخلاف ساير مواد جاذب اكسيژن، شفافيت خاصي را به بسته بندي اهدا نمايد و هيچگونه طعم اضافه را به محصول داخل بسته بندي نمي دهند.

خاصيت سيستم جاذب اكسيژن اساسا در اكسيداسيون پودر فلز با ابزار شيميايي يا جذب اكسيژن از طريق استفاده از آنزيمها مي باشد. در مورد تشكيل يك فلز نگه دارنده در يك كيسه معطر كوچك بايد خاطر نشان كرد كه اين فلز با اكسيژن تركيب مي شود تا به اكسيد فلز برسد. مواد كيسه هاي معطر نفوذپذيري بالايي به اكسيژن دارد. سيستم جاذب اكسيژن اولين پيشرفت و طرحي نا محدود در بازار بسته بندي غذا توسط كمپاني گاز شيميايي ميتسوبيشي بود. نوع و مقدار جاذب مورد استفاده در يك كيسه معطر، وابسته به اولين سطح اكسيژن در بسته بندي، مقدار حلاليت اكسيژن موجود در غذا، قابليت نفوذ پذيري در بسته بندي مواد، ماهييت (اندازه، شكل، وزن و غيره) و فعاليت آب در غذا مي باشد.

سيستم جاذب اكسيژن مبتني بر فلز، توانايي جذب اكسيژن در برخي غذاهاي با رطوبت بالا، متوسط يا كم و حاوي چربي را دارد. سيستم جاذب اكسيژن آنزيمي نسبت به سيستمهاي مبتني بر فلز گرانتر هستند. سيستمهاي اكسيداسيون آنزيمي نيز نفوذپذيري بالايي در كيسه هاي معطر دارند. بنابراين استفاده از اين سيستمهاي مبتني برآنزيم محدوده گسترده اي دارد.

كيسه هاي معطر جاذب اكسيژن براي غذاهاي مايع مناسب نيستند زيرا برخورد مستقيم مايع با كيسه معطر باعث ريختن محتواي كيسه معطر مي شود. بعلاوه كيسه هاي معطر ممكن است به طور تصادفي با غذا مصرف شده يا توسط بچه ها خورده شوند. فروش كيسه هاي معطر جاذب اكسيژن در ايالات متحده نيازمند داشتن بر چسب <آشاميدني نيست> است كه اين كار براي سلامت ذهني و به منظور پيمان تنظيمي توسط وزارت غذا و دارو (FDA) است.

تلفيقي از جاذبها در غشاي بسته بندي راه بهتري جهت حل مشكل كيسه هاي معطر است. جاذبها ممكن است هر كدام جداسازي شده در يك جامد، پراكنده در پلاستيك يا به صورت معمولي در لايه هاي گوناگون بسته بندي باشند كه شامل لاك و الكل چسبنده يا لعاب لايه ها هستند. جاذب اكسيژن چند لايه اثر بيشتري در جذب اكسيژن نسبت به سيستمهاي جاذب يك لايه دارند.

تلفيقي از سيستم جاذب اكسيژن چند لايه در شكل 1 نشان داده شده است. اكسيژن ورودي از محيط خارجي در محدوده ي لايه ي جاذب اكسيژن توسط لايه ي مانع نسبت به اكسيژن نشت ناپذيري بالايي دارند. لايه دروني يا كنترلي مجاور لايه جاذب اكسيژن امكان دارد كه در پايين آوردن انتقال ماده جاذب به غذا تأثير داشته باشد.

جاذب و منتشركننده دي اكسيد كربن

سطح بالايي از دي اكسيد كربن معمولا نقش مفيدي در كاهش رشد ميكروب در سطح گوشت قرمز و گوشت مرغ و كاهش سرعت از بين رفتن طراوت ميوه ها و سبزيجات ايفا مي كند. دي اكسيد كربن نفوذ پذيري بيشتري نسبت به اكسيژن دارد ولي با اين وجود معمولا بيشترين دي اكسيد كربن در داخل فيلمهاي پلاستيكي بسته بندي غذاها نفوذ مي كند. براي نمونه جايي از بسته بندي كه نفوذ پذيري بالايي به دي اكسيد كربن دارد، سيستم منتشركننده دي اكسيد كربن لازم است سرعت تنفس را كاهش و مانع رشد ميكروب شود. استفاده از دو نقش سيستم مركب از جاذب اكسيژن و منتشر كننده دي اكسيد كربن باعث افزايش زمان ماندگاري غذاهاي فاسد شدني مي شود. از تركيب ماده خشك با يك كيسه معطر، جاذب دي اكسيد كربن ايجاد مي شود كه يك پوشش پر منفذ حاوي كلسيم اكسيد را مي سازد و باعث جذب يك عامل هيدراتي مثل ماده سيليكاتي مي شود.در اين سيستم آب با كلسيم اكسيد واكنش مي دهد و كلسيم هيدروكسيد را توليد مي كند. و كلسيم اكسيد با دي اكسيد كربن واكنش مي دهد تا به شكل كلسيم كربنات درآيد.

جاذب رطوبت

كنترل رطوبت در بسته بندي غذا امري مهم تلقي مي شود كه از تيره شدن شكل فيلم جلوگيري مي كند. بسته بندي ها در برابر بخار آب داخل و خارج بسته بندي قابليت نفوذ پذيري كمي دارند. بخارات آب به وجود آمده در داخل بسته بندي غذا معمولا ناشي از تنفس محصولات تازه، تغييرات دما در تعادل بالا، رطوبت بسته بندي غذا و پساب حاصل از برش گوشت، مرغ و محصول، مي باشد. بخار آب تشكيل شده در داخل بسته بندي باعث رشد ميكروارگانيسمها و درنتيجه از بين رفتن كيفيت غذا و كاهش زمان ماندگاري مي گردد. راه مؤثر در كنترل آب تشكيل شده در بسته بندي غذا استفاده از خاك رس طبيعي (montmorial)، كلسيم اكسيد، كلسيم كلرايد، نشاسته تعديل شده يا ديگر مواد جاذب رطوبت است كه مانع تشكيل شدن آب مي شوند. ماده سيليكاتي اكثرا خشك استفاده مي شود زيرا نه سمي است و نه فاسد شدني، ديگر راه جذب رطوبت استفاده از يك غشاء سوپر جاذب پليمري ورقه ورقه اي است كه لايه ي جاذب رطوبت آن به شكلي از كوپليمر پلي استر پيوندي و نوعي صمغ، محتوي يك صمغ پلي اوريتان، يك صمغ اكريليك و يك صمغ وينيل مي باشد.

منتشر كننده اتانول

پاشيدن اتانول در سطح مواد غذايي مثل نان، بيسكوئيت و ديگر محصولات ناني باعث افزايش عمر مفيد اين محصولات و جلوگيري از رشد ميكروب، قارچ و كپك مي شود. حركت آرام و مكرر اتانول باعث حمل مواد به فضاي بسته بندي مي گردد. اتانول موجود در مواد اوليه توسط آب موجود در آن تغيير مكان مي دهد. فيلمهاي حاوي اتانول در بازار شايع نيست و در كنترل اتانول به قسمت فضاي خالي بسته بندي با مشكل مواجه است.

سيستمهاي منتشر كننده / جاذب طعم

مواد بسته بندي غذاها معمولا پلاستيكي هستند كه سازگار با مزه ي مواد غذايي نمي باشند. درنتيجه مزه ي مواد غذايي پس از فرآيند در درجه حرارت بالا و بسته بندي كاهش مي يابد در حاليكه يكي از فوايد ظروف بيته بندي آن است كه طعم غذا در بسته حفظ شود و موقع باز كردن درب ظرف بوي مطبوعي به مشام برسد. به عنوان مثال توليد كنندگان قهوه ي خشك از فرايند دي هيدرات استفاده مي كنند تا زمانيكه درب ظرف باز مي شود رايحه ي قهوه حس شود. برخي فرايندهاي پرتقال مانند ناول پس از آنكه پاستوريزه شوند مي توانند طعم را بهتر حفظ كنند. به طور كلي سلولوز استات روكش بطريهاي پلاستيكي است كه به عنوان مواد افزودني استفاده مي شود و تلخي حاصل از آب پرتقال را كاهش مي دهد. فرم بي طعمي و بي بويي در محصولات غذايي عمدتا از اكسيداسيون روغنها و چربيها سرچشمه مي گيرد.

كربنات سديم، ذغال چوب فعال از مواد مورد استفاده در جذب طعم مي باشند. به عنوان مثال يك محصول جانبي ايجاد شده در اثر قالب گيري مواد پت، استالدهيد مي باشد كه باعث تغيير طعم آب داخل بطري مي شود. مواد جاذب اسيد آلدهيد شركت كالرماتريكس، باعث كاهش ميزان اين ماده تا حدي مي شوند كه ديگر طعم آب تحت تاثير وجود آن قرار نگيرد.

غشاي ضد ميكروبي

در شكل 2 يك فيلم چهار لايه شامل لايه خارجي، مياني، ماتريسي و كنترلي نشان داده شده است كه آنتي ميكروبها در لايه ماتريسي قرار گرفته اند. انتقال آنتي ميكروبها از لايه ماتريسي به سطح ماده توسط لايه كنترل، كنترل مي گردد. فيلمهاي ضد باكتري كه به عنوان بسته هاي فعال به كار مي روند به دو دسته تقسيم مي شوند: 1- فيلمهايي كه داراي عامل ضد ميكروبي هستند كه به سطح مواد غذايي انتقال مي يابند. 2- آنهايي كه شامل عامل ضد باكتريال هستند. يكي از مشكلاتي كه به آن برخورد مي كنيم و يا كلا وجود دارد فعاليت ضد ميكروبي است كه در فيلم متوقف مي شود.

محلول ضد قارچ امازيل به فيلم LPDE براي سم پاشي ميوه ها و سبزيجات وارد شده است كه در جلوگيري از رشد كپك و گسترش آن روي لايه هاي پنير مؤثر واقع شده بودند. هالك و گراگ بطور شيميايي يك قارچ كش (بنوميل) روي يك نوار يوني (سوريلن) پيوند دادند. اگرچه اين نوار به خوبي از رشد ميكروبي جلوگيري كرد اما بنوميل يك نگهدارنده ي غذايي قانوني نيست و براي استفاده درغذا مجاز نمي باشد. اخيرا ونگ و همكاران نوارهاي يوني آزمايش شده اسيدي يا بازي را با بنزوئيل كلرايد واكنش دادند تا ضد ميكروبهايي با نوارهاي يوني توليد شود. آنها همچنين تأثير گذاري نوارهاي باردار شده پتاسيم سوربات را در سيستمهاي غذايي واقعي از قبيل پنير تصفيه شده آمريكايي و پنير مازارلا را امتحان كردند. نمونه ديگر نوارهاي ضد ميكروبي سيليكاتي آبدار مي باشند كه بطور آهسته يونهاي نقره را از نوار پلاستيكي در غذا آزاد مي كنند. از آنجاييكه نوارهاي سيليكاتي آبدار گران هستند آنها را در شكلهاي لايه بسيار نازك توليد مي كنند كه معمولا بصورت ورقه ورقه روي لايه دروني در تماس با غذا قرار مي گيرند. اين نوارهاي سيليكاتي آبدار در مقابل گونه هاي زيادي از باكتريها، مخمرها و كپكها مقاوم و مؤثر هستند. نوارهايي كه بدون از دست دادن مواد ضد ميكروب از خود خاصيت آنتي ميكروبي نشان مي دهند، نوارهاي چرخشي هستند.

روش پيشرفته تر توليد يك نوار ضد ميكروبي روي لايه هاي پليمرغذا اخيرا بوسيله ي استفاده از يك ليزر فرا بنفش اكسيمر در يك طو ل موج مناسب رايج شده است. نوارهاي نايلوني پرتو افشاني شده توسط ليزر مذكور در 193 نانومتر در هوا داراي فعاليت ضد ميكروبي هستند كه باعث تبديل شدن گروه آميدها به آمين ها در لايه ي نايلوني مي شوند.

سيستمهاي بسته بندي فعال چند كاره

يك روش پيشرفته تر توسعه ي سيستمهاي بسته بندي فعال، استفاده از سيستمهاي فعال چند كاره است. به عنوان مثال، تركيب جاذب اكسيژن با منتشركننده دي اكسيد كربن و يا سيستم هاي مولد ضد ميكروبي استقامت ذخيره سازي غذاهاي بسته بندي شده را ارتقا مي دهد. سيستمهاي خودكار كه اكسيژن را جذب كرده و به مقدار معادل دي اكسيد كربن پس مي دهند، در توسعه عمر غذاهاي حاضري، آجيلها، كيكها و محصولات مشابه مرسوم كمك مي كند. يك كيسه ي معطر دو كاره حاوي پودر فلز و كلسيم هيدروكسيد مورد استفاده قرار گرفته است كه براي به تأخير انداختن تغييرات طعم در قهوه ي خالص به كار مي رود. مشابها تركيب جاذب اكسيژن با فعاليت ضد ميكروبي يك سيليكات آبدار نقره مي تواند براي بسته بندي ميوه هاي تازه و سبزيجات، محصولات دريايي، پنيرها، محصولات ناني، كيكها، كلوچه ها، خمير پيتزا و پاستاي تازه استفاده شود.

سيستمهاي بسته بندي فعال دوكاره كه براي جذب هم اكسيژن و هم اتيلن در بسته محصولات ايجاد شده اند نه تنها در كاهش رشد ضايعات بسيار كوچك بلكه در محدود شدن سرعت تعرق و تنفس ارزش زيادي دارند. سنگ اويا، يك سنگ طبيعي است كه ابتدا در يك غار در ژاپن كشف شد و قابليت جذب گاز اتيلن توليد شده توسط تنفس ميوه ها و سبزيجات را دارد. كيسه هاي پلاستيكي اشباع شده سنگ اويا در ايالت متحده توليد مي شوند. اين كيسه ها سوراخهاي ريزي دارند و به همين دليل مانع از تجمع رطوبت درون بسته بندي مي شوند. اين كيسه ها همچنين براي كنترل اكسيژن و دي اكسيد كربن درون جعبه ها مناسب مي باشند. بعلاوه كيسه هاي معطر پرمنگنات پتاسيم جاذب اتيلنهاي پايه موجود در بسته هستند و در آمريكا و ژاپن مورد استفاده قرا مي گيرند. جدول 3 چند كاربرد از تكنولوژي هاي بسته بندي فعال را در مورد جنسهاي مختلف غذايي ارائه مي دهد.

نتيجه گيري

جاذب هاي اكسيژن، سيستم هاي جاذب/ ساتع كننده دي اكسيد كربن و نوار هاي ضد ميكروبي همگي در بسته بندي فعال غذا مورد استفاده قرار مي گيرند. بيشتر كاربرد بسته بندي هاي فعال بر روي محصولات تازه متمركز شده است. اگرچه بسته بنديهاي تراوش پذير براي كمتر كردن رشد ميكروبي و كاهش سرعت واكنشاي فاسد كننده در ميوه ها و سبزيجات مورد استفاده قرار مي گيرد ولي بسته بندي فعال، فرصتهاي جديدي در نگه داشتن محصولات تازه و طولاني كردن عمر آنها فراهم مي كنند. بسته بندي فعال يك تكنولوژي پيشرفته است كه در آينده ي نزديك گسترش بيشتري خواهد يافت. ادامه نوآوريها در زمينه بسته بندي فعال بهبود كيفيت غذا، سلامتي و پايداري آن را برآورده مي سازد.

برگرفته از مجله وزین فناوری و توسعه صنعت بسته بندی

فهرست منابع و مآخذ

1- تقي زاده، ا، عبادي، م، علي آبادي، م، مروري بر بسته بندي فعال در صنايع غذايي

2- بيات، نوشين، بسته بنديهاي فعال و هوشمند

3-Floros,J. D., Dock,L. L., and Han,J. H. 1997. Active packaging technologies and applications. Food, Cosmet. Drug Packaging,20: 10 17

  
سه شنبه 17 تیر 1393
 عمادآیدانی

سيستم هاي بسته بندي هاي جاذب 

شامل جذب چهار ترکیب اصلی موجود در مواد غذایی و موثر بر کیفیت مواد غذایی درمدت زمان ماندگاری آن می باشد:

 

Ø      اکسیژن

Ø      دی اکسید کربن

Ø     اتیلن

Ø     رطوبت

 

 

1.    جاذب اكسيژن 

 

اکسیژن بر کیفیت غذا و نهایتاً طول ماندگاری غذا تأثیر می گذارد.

به طور سنتی غذاها و آشامیدنیهای حساس به اکسیژن به سبکی بسته بندی می شوند که حداقل تماس با اکسیژن را داشته باشند این اکسیژن ممکن است در زمان مهر و موم کردن یا در طول دوران بسته بندی از طریق مناقد  و راههای نفوذ وارد بسته گردند.

مقدار اکسیژن با طول مدت ماندگاری تأثیر مستقیم دارد.

 

راهایی که برای حل مسئله اکسیژن شناخته شده است مانند:


- استفاده از گزینه هایی برای توسعه کیفیت غذا
- تولید و توزیع به صورت صنعتی و بسته بندی مطلوب
- کاهش تماس با محیط



افت كيفي غذا در اثر حضور اکسیژن:

اكسيژن مي تواند دربرخي مكانيسم هاي كاهش كيفيت غذا شركت كند.

 

اين مكانيسم ها شامل:

 

o       كاهش مواد مغذي

o       از دست دادن رنگ

o       فساد ميكروبي

o       رنسيديته

o       زوال ارگانولپتيك

o       هجوم حشرات و جانوران موذي


برای بسته بندی های انعطاف پذیر با حذف اکسیژن یک فشار منفی در بسته بندی ایجاد می شود که برای جبران آن از نمک کربنات برای انتشار دی اکسید کربن جهت حفظ فشار در بسته بندی های انعطاف پذیر استفاده می شود.


یکی از روش های استفاده از مواد جاذب اکسیژن در بسته بندی استفاده از روش Baging Box می باشد یکی از مشکلات عمده این روش حضور ناخواسته ی هوا در Bag می باشد.

 تلاش های اولیه برای جذب اکسیژن با استفاده از سولفات آهن در دهه 1920 آغاز و ثبت اختراع اولیه آن در سال 1938 انجام شد که پیشنهاد استفاده از آهن و مس یا منگنز برای حذف اکسیژن در قوطی های کنسرو را داد.

 

 —            از آن جایی که اکسیداسیون آهن ذاتاً سریع نیست رویکرد كه مستلزم اضافه کردن شتاب دهنده ها و جاذب شد وکربنات سدیم به بسته های جاذب اکسیژن افزوده گرديد.

—             

         مزیت استفاده از آهن به عنوان جاذب اکسیژن :

        یکی از مهمترین مزیت های استفاده از این جاذب این است که از حرکت اکسیژن به منطقه

Head Space          و تماس نزدیک با تکه های مواد غذایی جلوگیری می کند.

    ترکیبات مبتنی بر آهن به دیواره داخلی یا فیلم در در پوش به عنوان بخشی از بسته بندی در عملیات پر کردن کاربرد دارد و این اجازه داده می شود تا جاذب در موقعیت از پیش تعیین شده جایگزین شود.

 

             نمک های بی سولفیت یکی از جاذب های رطوبت می باشد و به خصوص در حضور یک

         اسید مثل اسید لاکتیک کارایی بیشتر دارد.
         لازم به ذکر است که این روش در دمای یخچال کارآیی ندارد.

          نمک های بی سولفیت در بسته های پارچه ای و کاغذی در قوطیهای کنسرو قرار میگیرد.

      

 به مرور زمان ترکیبات جاذب اکسیژن نوع سولفیتی به نوع ترکیبات بر پایه ی آهن جایگزین شد .

 

 

       

           استفاده از آنزیم های اکسیدازی برای حذف اکسیژن از بسته های مواد غذایی نیز مورد

           بحث قرار گرفته است.
           براي حذف اکسیژن در حضور آب از کاتالاز استفاده می شود که به این طریق هم پراکسید      

          هیدروژن و هم اکسیژن از محیط توسط  کاتالاز حذف  می گردد.

         این فرایند برای بسته بندی پودر شیر درقوطي پیشنهاد شده است.

 

 

 

 

 

2.   جاذب دي اكسيدكربن

 

  بسياري از بسته هاي تجاري ودستگاه هاي برچسب زن  مي توانند براي حذف دي اكسيد كربن استفاده مي شوند.

  حذف دي اكسيد كربن در بسته بندي قهوه كاربرد زيادي دارد. از آنجايي كه قهوه برشته يا تازه را به دليل جذب رطوبت و اكسيژن و از دست دادن عطروطعم نمي توان بدون بسته بندي عرضه كرد ، ناچار به بسته بندي آن هستيم.

 

  قهوه برشته بلافاصله بعد از بسته بندي دي اكسيد كربن آزاد خواهد كرد كه براي حل آن دو راه حل ارايه شده است:

o       اول استفاده از بسته بندي با تعبيه يك دريچه اضافي در بسته جهت خروج دي اكسيد كربن.

o       دوم استفاده از يك جاذب دي اكسيد كربن يا يك جاذب دوگانه ي اكسيژن و دي اكسيد كربن.

 

 

3.   جاذب اتيلن

 

اتيلن يك هورمون گياهي است كه تنفس و متعاقب آن پيري را تسريع مي كند. در محصولات باغباني از قبيل ميوه و سبزيجات اثرات اتيلن لازم است همانند توسعه ي رنگ در مركبات و...

   اما در اكثر موقعيت ها ي باغباني حذف اتيلن يا ممانعت از اثرات آن مطلوب است. در نتيجه تلاش هاي زيادي براي گنجاندن جذب كننده هاي اتيلن در بسته بندي محصولات تازه و قسمت هاي ذخيره سازي صورت گرفته است.

 

§        سيستم استفاده از پتاسيم پرمنگنات بي حركت در بستر مواد معدني بي اثر مانند آلومينا يا سيليكاژل موثر است.

 

§         جاذب پرمنگنات پتاسيم بر اساس جاذب اتيلن موجود در بسته ، در داخل بلانك يا لوله هايي قرار مي گيرد كه مي تواند ذخيره سازي شود.

§        استفاده از اتانول علاوه بر حذف اتيلن به عنوان عامل ضد ميكروبي در برابر كپك ها به خوبي عمل مي كند اما مي تواند مانع از رشد مخمر و باكتري ها نيز شود.

 

§        اتانول مي تواند به صورت پاششي و يا درون كيسه ها و فيلم هايي حاوي اتانول جذب شده در ماده ي ناقل جهت كنترل انتشار بخار آن به كار رود.

 

§        اندازه و ظرفيت كيسه جاذب اتانول به وزن غذا و عمر ماندگاري آن بستگي دارد.

 

 

4.   جاذب رطوبت

 

  رطوبت همواره در مواد غذايي وجود داشته و لازمه ي انجام واكنش هاي شيميايي مطلوب حين فرايند است اما هميشه به عنوان عاملي براي پيدايش و گسترش انواع فساد در طول دوره انبارداري و توزيع قبل و بعد از فرايند محسوب مي شود.

  لذا براي افزايش عمر نگهداري محصول شيوه هايي جهت حذف يا كاهش رطوبت ابداع گرديد كه در اين ميان حذف گرمايي و نمك سود كردن از قديمي ترين روشها محسوب مي شوند.

 امروزه با گسترش علم روشهاي جديدي از جمله استفاده از مواد جاذب رطوبت براي اين منظور استفاده مي شود تا ضمن بالا بردن عمر ماندگاري ماده ي غذايي از آسيب هاي حرارتي و يا تغييرات عطروطعم ناشي از روش هاي پيشين جلوگيري شود.

خاك رس و مواد معدني فعال  و سيلسكاژل تركيبات جاذب الرطوبه اي هستند كه دركيسه هايي با روكش پلي وينيل استات براي استفاده در مواد غذايي به كار مي روند.

 

 

  
دوشنبه 16 تیر 1393
 مجید هاشمی

یکی از موثرترین روش ها در کنترل اکسیژن در بسته بندی و کاربردهای فرایند بسته بندی استفاده از بسته بندی فعال می باشد.  جاذب های اکسیژن در برخی انواع بسته بندی فعال مورد استفاده قرار می گیرند. جاذب های اکسیژن فیلم های بسته بندی یا ابزارهایی هستند که بطور شیمیایی با اکسیژن واکنش نشان داده و آن را از محیط بسته حذف می نمایند. جاذب های اکسیژن در انواع مختلفی وجود دارند که شامل ساشه ها، فیلم ها و آنزیم ها بوده و همگی در سیستم های غذایی می توانند مورد استفاده قرار گرفته و به روش های متفاوتی عمل نمایند.

ساشه های جاذب اکسیژن

ساشه های جاذب اکسیژن پاکت هایی با اندازه های مختلف هستند که درون بسته ماده غذایی قرار می گیرند و اکسیژن را جذب می کنند. شرکت مواد شیمیایی و گازی میتسوبیشی  (Mitsubishi Gas Chemical Co) بیش از 70 درصد کل فروش ساشه ها را دارا می باشد. ساشه ها بسیار موثر بوده و می توانند سطح اکسیژن را در یک بسته تا 100 ppm تقلیل دهند.

هر ماده ای که با اکسیژن واکنش نشان دهد می تواند به عنوان جاذب اکسیژن مدنظر قرار گیرد. ساشه های مورد استفاده در صنایع غذایی باید ایمن بوده، براحتی حمل شود، اندازه کوچک داشته و مواد سمی یا مواد موثر بر رایحه و گاز تولید نکند. این مواد همچنین باید مقادیر زیاد اکسیژن را جذب کنند، سرعت جذبشان مناسب باشد و از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشند.

دو ماده بسیار متداول مورد استفاده در ساشه ها پودر آهن و اسید آسکوربیک هستند.

ساشه های جاذب اکسیژن زیادی طور تجاری در دسترس می باشند. بر اساس میزان فعالیت آبی  و سایر فاکتور های ذاتی ماده غذایی، ساشه های مختلفی در مواد غذایی مختلف استفاده می شوند. لیستی از برخی از این ساشه ها در ذیل آورده شده است:

کاربرد

سرعت جذب

نام محصول

محصولا ت خشک

aw<0.3

چای- دانه ها

4 تا 7 روز

Ageless Z-PK

Vitalon T

aw متوسط

aw<0.65

گوشت خشک شده

1 تا 3 روز

Ageless Z

Keplon TS

 

aw بالا

aw>0.85

کیک/ محصولات نانوایی

نصف روز

Ageless Z

Sequal CA

aw بالا

aw>0.85

پاستاها

نصف روز

Ageless FX

Vitalon LTM

 

aw متوسط

aw<0.65

دانه ها

 

Tamotsu A

قهوه برشته شده

3 تا 8 روز

Ageless E

0.3

1 تا 4 روز

Vitalon GMA

 

ساشه ها بر اساس کارایی کلیشان در جذب اکسیژن تقسیم بندی می شوند که شامل: نوع فوری (نیم تا 1 روز)، نوع عمومی (1 تا 4 روز) و نوع آهسته ( 4 تا 6 روز) می باشد.

انتخاب ساشه مورد استفاده برای یک کاربرد مشخص بسته به فاکتور های ذاتی ماده غذایی ( فعالیت آبی، pH و...) است. به عنوان مثال یک غذای مرطوب که ممکن است به سرعت دچار آلودگی میکرویی و کپکی شود نیاز به یک ساشه با سرعت جذب بسیار بالا دارد مانند Mitsubishi Ageless FX در حالیکه برای یک غذایی خشک از جاذبی ارزان تر و با سرعت کمتر مثل Ageless Z-PK استفاده می شود.

جاذب های اکسیژن در مواد بسته بندی

علاوه بر ساشه ها، ترکیبات جاذب اکسیژن می توانند در خود مواد بسته بندی بصورت مستقیم وارد شوند. مکانیسم جذب اکسیژن بسیار مشابه ساشه ها می باشد. این مواد جاذب شامل یک فلز قابل اکسیده شدن، تسهیل کننده اکسیداسیون و پرکننده ها می باشند.

برای مواد غذایی خشک، به دلیل فعالیت آبی پایینشان شیوه دیگری باید اتخاذ گردد. شروع واکنش می تواند توسط ورود رنگ های فوتونی به فیلم انجام شود. رنگ های حساس به نور میزان واکنش اکسیژن با آهن را افزایش می دهند.

پلیمر ها در فیلم

یک روش جایگزین برای فیلم های جاذب اکسیژن بر پایه فلز، پلی مر های خاصی هستند که اکسیژن موجود در Head Space بسته را جذب می کنند. در این شیوه، بدون استفاده از افزودنی ها، میزان اکسیژن Head Space کم خواهد شد.

Cryovac OS1000 یک سیستم جاذب اکسیژن است که غیر قابل روئیت بوده و در گستره وسیعی از کاربری های بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد.

افزودن آنزیم ها

روشی دیگر برای جذب اکسیژن  شامل افزودن آنزیم هایی به سطح فیلم یا بطری می باشد بدین منظور بویژه آنزیم های گلوکز اکسیداز و کاتالاز  می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. این آنزیم ها می توانند به سطح پلی اتیلن و یا پلی پروپیلن اضافه گردند.

در جدول زیر نام برخی شرکت های تولید کننده مواد بسته بندی جاذب اکسیژن آورده شده است:

نام شرکت

نام محصول

کاربرد

Cryovac

OS1000

گوشت های عمل آوری شده

پاستای تازه

نان

Crowne Cork&Seal

Oxbar

آب میوه های تک نفره

آبجو

سس های بر پایه گوجه

Southoorp

Zero2

 

Amoo

Amosorb 3000

آبجو

سالسا

سس گوجه

سس BBQ

آب سیب

کچاپ

Mitsubishi Chemical & Gas

Ageless

محصولات نانوایی

پاستا

گوشتهای عمل آوری شده

آبنبات

Continental PET

CPTX312

آبجو

Tri-Seal International

Tri-SO2RB

نوشیدنی ها

 

در ذیل برخی شرکت های ایرانی تولید و یا ارائه کننده  مواد جاذب اکسیژن ذکر شده اند:

شرکت بازرگانی تولیدی فرآور پالایش

پروتات تجهیز خاورمیانه

شرکت هوا ابزار تهران (HATCO)

 

منابع

An overview of oxygen scavenging packaging and applications. By Joanne Kaufman, Amanda LaCoste, James Schulok, Elia Shehady & Keith ‘Kit' Yam.  http://www.bakeryonline.com

 

 

  

جستجوی پیشرفته

کتب و مقالات علمی
صنایع بسته بندی و غذایی

خبرنامه: ثبت ایمیل

فرش پلاس( بسته بندی میوه و سبزی)افزایش ماندگاری محصولات غذایی - فیلم های پلاستیکی چندلایه