1-1- مقدمه ای بر پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی
هدف از انتخاب بستهبندی مناسب افزایش مدت ماندگاری محصول و اطمینان از سلامت غذا در برابر میکروارگانیسمها و تغییرات زیستی و شیمیایی است، زیرا مهم ترین اهدافی که در بسته بندی محصولات غذایی مدنظر است افزایش زمان ماندگاری محصول یا همانshelf life ، کنترل میزان نفوذپذیری بخار آب، رطوبت و گازهای مختلف درون یا برون محصول بستهبندی شده و حفظ کیفیت محصول در حین نگهداری و حمل و نقل تا زمان مصرف نهایی می باشد. افزون بر این، بستهبندی نباید اثر نامطلوبی- مانند انتقال مواد سمی به واسطه واکنش بین بستهبندی با ماده غذایی یا به وسیله میکروارگانیسمهای مضر موجود در ماده غذایی- بر محصول داشته باشد. به طورکلی، بستهبندی باید دارای ظاهری زیبا، شکل و اندازه مناسب، مقاوم در برابر شکستن و پاره شدن طی عملیات مختلف پرکردن، درزبندی و حمل و نقل باشد. با توجه به اینکه مواد بسته بندی به وسیله ماشینهای مختلف فرایند میشوند، بنابراین خواص دیگری مانند: نرمش، چاپپذیری، قابلیت استفاده در ماشینهای لفاف، قابلیت دوخته شدن درگرما، شکل پذیری وغیره نیز باید داشته باشند]1[.
مواد پلیمری با توجه به برتری بر مواد فلزی و شیشه ای در بسیاری از جهات در بسته بندی مواد غذایی رشد زیادی داشته است (ازمهمترین این برتریها وزن کم و هزینه پایین می باشد). مهمترین خواص قابل توجه پلاستیکهای مصرفی در بسته بندی موادغذایی عبارتند از فرایند پذیری، خواص مکانیکی، پایداری در انبار، نفوذ ناپذیری، خواص نوری و خواص سطحی و…
• فرایند پذیری: پلاستیکهایی که به عنوان مواد بسته بندی مصرف میشوند باید این قابلیت را داشته باشند که به کمک روش های متداول شکل دهی مواد پلیمری مانند دمیدن، شکل دهی حرارتی و یا قالبگیری تزریقی فرایند شوند. مهمترین خواص فرایند پذیری به رفتار جریان مذاب و خواص حرارتی مانند سیل پذیری و پایداری مذاب پلاستیک مربوط می شود.
• خواص مکانیکی: بسته بندی های موادغذایی باید در مقابل نیروهای مکانیکی که در مراحل مختلف فرایند مانند بسته بندی، بارگیری و حمل ونقل به آنها وارد می شوند مقاوم باشند و هم شکل هندسی و استحکام خود را تا زمان مناسب حفظ کنند.
• خواص نوری: این خواص در مواردی که نیاز به شفافیت بالا برای زیبا جلوه دادن محصول و قابل دید بودن آن برای خریدار باشد و یا مواردی که نیاز به محافظت محصول در برابر نور می باشد اهمیت پیدا میکند.
• خواص سطحی: بسته بندی ها باید اطلاعات لازم مثل ترکیبات و طرز استفاده، تاریخ تولید و انقضای محصول را به مصرف کننده منتقل کنند. برای انجام این وظیفه یا باید از یک برچسب استفاده شود یا اینکه اطلاعات روی خود سطح چاپ شود که در این صورت خواص سطحی اهمیت پیدا میکند.
• خواص نفوذ پذیری: یکی از مهمترین خواص در بسته بندی موادغذایی، نفوذ پذیری آنها در مقابل آب، روغن وگازهایی مثل CO2 و O2 و بوها میباشد. به طورکلی نفوذپذیری پلاستیکها تابع خواص پلیمر مثل ساختار شیمیایی، چگالی، بلورینگی، جهت یافتگی، جرم مولکولی، درجه شبکه ای شدن، دمای انتقال شیشهای و حجم آزاد پلیمر میباشد. نفوذ ناپذیری پلیمرها اختلاف زیادی با یکدیگر دارند و معمولا برای بدست آوردن نفوذ پذیری مناسب، ترکیبی از این مواد بکار میروند ]3 و 4[.
ویژگیهای نفوذپذیری ( بازدارندگی) پلیمرهای بسته بندی از نظر موارد زیر حائز اهمیت است:
• حفظ اتمسفر درون بسته: میوه‌ها و سبزیها بعد از برداشت نیز به تنفس خود ادامه می‌دهند. تنفس میوه‌ها با تغییرات بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی همراه است که تازه‌گی و ماندگاری آنها را کاهش می‌دهد. در بسته‌بندی با اتمسفر کنترل شده ترکیب گازهای داخل بسته را تغییر می‌دهند و معمولاً غلظت اکسیژن را کاهش و غلظت CO2 و N2 را بالا می برند. این کار سبب می‌شود شدت تنفس کاهش یابد و همچنین فعالیت میکروب‌ها و آنزیم‌های اکسایشی نیز کم ‌شود.
• جلوگیری از اکسایش ترکیبات مواد غذایی مانند ویتامین ها و چربی‌ها
• جلوگیری از جذب رطوبت از محیط یا از دست دادن آب به محیط
• جلوگیری از افت آروما و مواد طعم‌زای مواد غذایی
• جلوگیری از جذب بوهای نامطلوب از محیط
• جلوگیری از دست دادن دی اکسید کربن در نوشابه های گازدار
با توجه به اهمیت گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن در نگهداری مواد غذایی، نفوذپذیری فیلم‌های پلیمری نسبت به این گازها بسیار مورد توجه محققین بوده است ]3[. گازها، بخار آب و مواد محلول از دو طریق زیر می‌توانند از فیلم پلیمری عبور کنند:
1. منافذ و شکافهای ریز موجود در دیواره پوشش پلیمری
2. انتشار گاز از غشاء پلیمری: یک غشاء پلیمری از رشته‌های مارپیچی در هم تنیده تشکیل شده است که بین این رشته‌ها، فضاهای خالی و حفرات وجود دارد. انتشار گاز و مواد دیگر، از طریق همین حفرات صورت می‌گیرد.
در میان پلیمرهای مورد استفاده برای بسته بندی، پلی الفین ها و به ویژه پلی اتیلن با چگالی پایین(LDPE) نفوذ پذیری بالاتری نسبت به گازها داراست که به غیر قطبی بودن این پلیمرها نسبت داده میشود. به عنوان مثال نفوذ پذیری LDPE به گاز دی اکسید کربن بیش از 100 برابر نفوذ پذیری PVC و در مورد گاز اکسیژن بیش از 60 برابر PVC است. همچنین نفوذ پذیری LDPE نسبت به اکثر گازها دو تا سه برابر نفوذ پذیری HDPE است. در نتیجه منطقی است که تغییرات ماده بسته بندی شده در LDPE از نرخ بیشتری برخوردار باشد[5].
این نفوذ پذیری بالا میتواند منشا تغییرات نامطلوب دیگری در ماده غذایی بسته بندی شده باشد. به همین دلیل است که معمولا پلی اتیلن به تنهایی برای بسته بندی اکثر مواد غذایی به کار نمیرود و در صنایع بسته‌بندی از ترکیب اتیل وینیل الکل (EVOH) که خواص بازدارندگی خوبی نسبت به گاز دارد و پلی‌اتیلن با چگالی کم که خواص بازدارندگی خوبی نسبت به بخار آب دارد و همچنین ویژگی درزبندی عالی دارد، استفاده می‌کنند.
بسته بندی یک ممانعت کننده بین ماده غذایی و محیط است که انتقال نور، حرارت، رطوبت و گازها و فعالیت میکرواورگانیسم ها و حشرات را کنترل میکند. در بسیاری از موارد برای ایجاد هماهنگی بین نیازهای نگهداری محصول و ماده بسته بندی لازم است از مواد بسته بندی مرکب استفاده شود، چرا که یک لایه بسته بندی قادر نیست مجموعه نیازهای مورد نظر را تامین کند. از این رو بسته بندی های جدید به تدریج جایگزین بسته بندی های قدیمی شده اند که یکی از آن ها بسته بندی های فعال است. یکی از خواص مطلوب که توسط این گونه بسته بندی ها بوجود میآید، ممانعت کنندگی لایه های مختلف نسبت به اکسیژن، نور و رطوبت میباشد.
بسته بندیهای پلاستیکی مانند فیلم های تک لایه و چند لایه، انواع بطری ها و ظروف، قوطی های آبمیوه و کنسرو و… از مواد پلاستیکی، نانو و زیست تخریب پذیر و جدیدا از پلیمرها و ترکیبات فعال تهیه میشوند. در کشورهای بزرگ برای موارد خاص از این بسته بندی های فعال استفاده می شود.
در سالهای اخیر توجه به بسته بندی فعال در تولید مواد غذایی افزایش یافته است که این امر ناشی از این حقیقت است که این نوع بسته بندی در مقایسه با نوع مرسوم تنها مسئول در برگرفتن و محافظت ماده غذایی در برابر عوامل خارجی نیست، بلکه مزایای دیگری نیز خواهد داشت مانند کمک به افزایش ماندگاری ماده غذایی با استفاده از عوامل جاذب (رطوبت، اکسیژن و….)، عوامل آزاد کننده ترکیبات مختلف (اتانول، دی اکسید کلرو( …،گرم نمودن و سرد نمودن ماده غذایی و امکان تعیین ماندگاری مواد غذایی با استفاده از سنسورها و…که در ادامه به شرح مختصری از بسته بندی های فعال می پردازیم.
1-2- بسته بندی فعال در صنعت مواد غذایی
بسته بندی فعال یکی از مفاهیم جدید در بسته بندی مواد غذایی است که در پاسخ به تغییرات مداوم در درخواست های مصرف کنندگان وگرایشات بازار توسعه یافته است. فناوری های جدید در بسته بندی مواد غذایی در پاسخ به نیازهای مشتریان یا در راستای تولید صنعتی محصولات غذایی محافظت شده با روشهای ملایم تر، تازه، لذیذ و راحت با عمر انباری زیاد و کیفیت کنترل شده توسعه می یابند. یکی از ابداعات در زمینه بسته بندی مواد غذایی، بسته بندی های فعال و هوشمند است که بر پایه واکنشهای متقابل آزادانه با غذا و محیط غذا پایهگذاری شده است[4, 5].
بسته بندی فعال نوعی از سیستمهای بسته بندی است که قادر به مهار(جذب) اکسیژن، جذب دیاکسید کربن، رطوبت، اتیلن، عطر، طعم و بو و همچنین انتشار دی اکسید کربن، اتانول، آنتی اکسیدان ها و یا دیگر انواع مواد نگهدارنده است. این نوع از بسته بندی توانایی کنترل دما و جبران تغییرات دما را دارد [5, 6].
جدول 1-1 برخی از کاربردهای سیستم بسته بندی فعال را نشان می دهد.
جدول1-1-کاربردهای سیستم بسته بندی فعال[5]
کاربرد در مواد غذایی
مکانیزم ها و ابزارهای مواد مورد استفاده
نوع سیستم بسته بندی فعال
نان، کیک،برنج پخته شده، بیسکوییت، پیتزا، ماکارونی، پنیر، قهوه، تنقلات، گوشت عمل آوری شده، ماهی، غذاهای خشک، نوشابه ها
1- بر پایه آهن
2- فلز/اسید
3- کاتالیست فلزی(مانند پلاتین)
4- آسکوربات/ نمک های فلزی
5- بر پایه آنزیم
جاذب های اکسیژن
قهوه، گوشت تازه، ماهی، تنقلات، دانه های خشکباری ، کیک
1- اکسید آهن/کلسیم هیدرکسید
2- فروس کربنات/هالید فلزی
3- اکسید کلسیم/کربن فعال
4- آسکوربات/سدیم کربنات
جاذب های دی اکسیدکربن
متصاعد کننده های دی اکسید کربن
میوه ها، سبزی ها، سایر محصولات باغی
1- پتاسیم پرمگنات
2- کربن فعال
3- خاک رس فعال/ زئولیت
جاذب های اتیلن
محصولات غلاتی، گوشت، ماهی، نان، پنیر، تنقلات، میوه ها ، سبزی ها
1- اسیدهای آلی
2- زئولیت نقره
3- عصاره ادویه ها
4- مواد ضد اکسیداسیون
رها کننده های مواد نگهدارنده
پیتزا، کیک، نان، بیسکویت، ماهی
1- افشاننده الکل
2- الکل ریز پوشانی شده(ریز کپسول شده)
متصاعد کننده های اتانول
ماهی، گوشت قرمز، گوشت مرغ، تنقلات، محصولات غلاتی، غذاهای خشک، ساندویچ، میوه ها، سبزی ها
1- پوشک های(پدهای) جاذب رطوبت
2- خاک رس فعال و مواد معدنی
3- سیلیکاژل
جاذب های رطوبت
آب میوه ها، تنقلات سرخ کردنی، ماهی، محصولات غلاتی،مرغ، محصولات لبنی
1- سلولز تری استات
2- کاغذ استیلیتد
3- سیتریک اسید
4- نمک فروس/آسکوربات
5- کربن فعال/ خاک رس/ زئولیت ها
جذب کننده های عطر و طعم
وعده های غذایی آمده مصرف، نوشابه ها، محصولات گوشتی
1- برخی پلاستیک ها
2- ظروف دارای دیواره دو جداره
3- گازهای سرمازا(فرتون ها)
4- آهک/آب
5- آمونیوم نیترات/آب
بسته بندی های کنترل کننده دما
از سیستمهای مهم بسته بندی فعال که در حال حاضر مورد استفاده قرار میگیرند میتوان به سیستمهایی نظیر جاذبهای اکسیژن(OS1)، جاذبها و منتشرکننده های دی اکسیدکربن، جاذبهای رطوبت، جاذبهای اتیلن و منتشرکنندههای اتانول اشاره کرد. سیستمهای منتشرکننده و جاذب طعم، نشانگرهای دما-زمان و فیلمهای حاوی مواد ضد میکروبی نیز از انواع دیگر این سیستم ها هستند[4].
با توجه به تنوع مواد غذایی و دارویی و همچنین پیشرفت علم و فناوری در فرایند و تولید انواع بسته بندی، تولید بسته بندی های فعال و هوشمند با فرمولاسیون جدید در صنایع مختلف توسعه یافته است. در این میان استفاده از مواد جاذب در بسته بندی که نوعی از بسته بندی فعال می باشد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا امروزه در صنایع مختلف بسته بندی در کشورهای بزرگ جهان ازجمله اروپا، آمریکا و ژاپن از بستهبندیهای فعال و هوشمند استفاده شایان میشود[4, 7, 8].
1-3-

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه با موضوعطلاق، نکاح و طلاق، عقد وکالت
دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید