بسته بندی مواد غذایی در صنایع غذایی مدرن نقش مهمی دارد. فناوری های جدید بسته بندی مواد غذایی به دنبال پاسخگویی به نیازهای مصرف کنندگان و صنایع هستند. تغییرات مربوط به تولید مواد غذایی، شیوه های فروش، شیوه زندگی مصرف کنندگان، همراه با آگاهی از محیط زیست و پیشرفت در حوزه های جدید دانش (مانند فناوری نانو یا بیوتکنولوژی)، به عنوان نیروی محرکه برای توسعه بسته های هوشمند عمل می کند که می تواند ماندگاری مواد غذایی و نظارت بر بی ضرر بودن و کیفیت آنها را افزایش داده و نگهداری کند. این مقاله بررسی مفاهیم اصلی و انواع بسته بندی هوشمند مواد غذایی را با تمرکز بر پیشرفت های اخیر و روندهای جدید با استفاده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر و زیست پایه توصیف می کند.
بسته بندی هوشمند مواد غذایی به چه معناست؟
بسته بندی هوشمند مواد غذایی یکی از فناوری های جدید در صنایع بسته بندی مواد غذایی است. یک سیستم بسته بندی که قادر به انجام عملکردهای هوشمند است و میتواند حس کند، نظارت کند، ثبت کند، ردیابی کند و اطلاعاتی در مورد کیفیت غذا ارائه دهد. می توان از آن برای تصمیم گیری در مورد ماندگاری، ایمنی و کیفیت استفاده کرد. آنها می توانند شرایط محصول بسته بندی شده را افشا کنند و وضعیت غذاهای بسته بندی شده با محیط اطراف آنها را کنترل کنند، اما نمیتوانند با غذا تعامل داشته باشند.
دسته بندی سیستم های بسته بندی هوشمند مواد غذایی
سیستم های بسته بندی هوشمند را می توان به سه دسته اصلی طبقه بندی کرد: نشانگرها، حسگرها و حامل های داده.
نشانگرها
آنها اطلاعات فوری (بصری، کیفی یا نیمه کمی) در مورد غذا را از طریق تغییر رنگ یا با انتشار رنگ ارائه می کنند. آنها تغییر در محصول یا محیط آن (به عنوان مثال، دما و pH) را از طریق تغییرات بصری، مانند شاخص های زمان-دما، شاخص های اکسیژن، شاخص های راحتی و شاخص های تازگی محصول، گزارش می کنند.
حسگرها
حسگرها برای تشخیص، مکان‌یابی، کمی‌سازی انرژی یا ماده، ارسال سیگنال تشخیص یا اندازه‌گیری خاصیت فیزیکی یا شیمیایی ضبط شده توسط دستگاه استفاده می‌شوند. آنها می توانند مولکول های کوچک آلاینده ها، پاتوژن ها یا مواد تقلبی را در ماتریس های غذایی شناسایی کنند. حسگرها پیچیده‌تر از شاخص‌ها هستند، زیرا توسط گیرنده‌ای تشکیل می‌شوند که سیگنال شیمیایی یا فیزیکی را به انرژی تبدیل میکند و مبدلی که آن انرژی را به سیگنال تحلیلی تبدیل میکند. معمولاً، آنها حسگرهای گاز (به عنوان مثال، برای محصولات تنفسی آجیل) یا حسگرهای زیستی (برای مثال در تشخیص آفت‌کش‌ها در میوه‌ها و سبزیجات استفاده می‌شوند) هستند.
حامل های داده
آنها دستگاه های جدیدی هستند که اطلاعات را ارائه می دهند یا جریان محصولات را کنترل می کنند، به ویژه برای تولیدات بزرگ مانند زنجیره تامین مناسب هستند. در مقایسه با نشانگرها و حسگرها، آنها اطلاعات کمی یا کیفی را ارائه نمی دهند. بلکه برای شناسایی، اتوماسیون، ردیابی، پیشگیری از سرقت یا محافظت از جعل استفاده می شوند. مهم‌ترین دستگاه‌ها در صنعت بسته‌بندی برچسب‌های شناسایی، فرکانس رادیویی، بارکد ها و کد پاسخ سریع هستند.
بسته بندی هوشمند مواد غذایی چگونه عمل میکند؟
این سیستم ها که به صورت برچسب چسبانده می شوند، روی مواد بسته بندی مواد غذایی گنجانده شده یا چاپ می شوند، امکانات بهتری را برای بررسی کیفیت محصول، ردیابی اقلام حیاتی و ارائه اطلاعات دقیق تر در طول تمام زنجیره تامین مواد غذایی (ذخیره، حمل و نقل، توزیع و فروش) ارائه می دهند. همچنین می تواند در مورد تاریخ محصول مانند شرایط ذخیره سازی، رشد میکروبی و غیره اطلاع دهد.
بسته‌های هوشمند با هدف انتقال مرتبط با کیفیت غذا به تولیدکنندگان اطلاعات خرده‌فروشان و/یا مصرف‌کنندگان هستند.
بسته بندی های هوشمند را می توان به عنوان توسعه عملکرد و بازاریابی آنها در نظر گرفت که یک راه حل بسته بندی کلی را ارائه می دهد: از یک طرف، تغییر محصول یا محیط را نظارت می کند (بسته بندی هوشمند)، و از طرف دیگر، بر اساس این تغییرات (بسته بندی فعال) عمل می کند.
بسته بندی هوشمند: هدف بسته بندی هوشمند نظارت بر وضعیت محصول با اندازه گیری و تفسیر عوامل داخلی و خارجی است. سپس این اطلاعات به یک ارتباط خارجی مرتبط می‌شود و در صورت لزوم اجازه می‌دهد تا تغییراتی در زمینه تامین ایجاد شود. طبقه بندی هوشمند از فناوری های مختلف مانند نشانگرهای رسیدن، بسته سازهای گاز و دستگاه های شناسایی فرکانس رادیویی استفاده می کند.
بسته بندی فعال: از سوی دیگر، بسته بندی فعال، فناوری است که می تواند به محیط و اطلاعات ارسال شده توسط بسته بندی هوشمند پاسخ دهد. چنین بسته بندی برای سازگاری فعال با شرایط در حال تغییر استفاده می شود، در نتیجه کیفیت محصولات غذایی حفظ می شود و از تازه ماندن آنها در طول مراحل مختلف زنجیره اطمینان حاصل می شود. فن‌آوری‌های مرتبط با این نوع بسته‌بندی شامل سیستم‌های داخلی است که برای جلوگیری از آلودگی‌ها می‌شوند، مانند آنهایی هستند که می‌توانند مواد را جذب کنند یا آزاد کنند که بر طراوت و تازگی محصول تأثیر می‌گذارند.
سیستم های بسته بندی هوشمند مواد غذایی با عملکردهای مختلف
ضد میکروبی
رشد میکروبی خطر بیماری های منتقله از طریق غذا را افزایش می دهد و تغییرات بو، رنگ و بافت غذاها را تسریع می بخشد و در نتیجه ماندگاری کمتری دارد. توسعه بسته های ضد میکروبی یک امیدوار کننده برای جلوگیری، یا کاهش رشد میکروارگانیسم ها ارائه می دهد. آنها را می توان به دو نوع طبقه بندی کرد: (1) آنهایی که حاوی عوامل ضد میکروبی هستند که به سطح غذا منتقل می شوند و (2) آنهایی که در برابر میکروب های سطحی بدون نیاز به مهاجرت عامل فعال به غذا هستند.
عصاره های گیاهی و ادویه ها و سبزیجات مانند دارچین، فلفل دلمه ای، میخک، زنجبیل، مریم گلی، اکالیپتوس، آویشن، خردل، ریحان، رزماری، پونه کوهی، پیاز، سیر ، لیمو، ترب کوهی و غیره به عنوان ضد میکروب مورد مطالعه قرار گرفته اند.
آنتی اکسیدان ها
اکسیداسیون لیپیدها بعد از رشد میکروبی دومین عامل فساد مواد غذایی است. غذاهای با کیفیت بالا و به ویژه آنهایی که درجه اشباع نمی توانند زیاد باشند، مانند آجیل، روغن های گیاهی و ماهی و گوشت ، مستعد بیماری گیاهی هستند. اکسیداسیون لیپید در محصولات غذایی باعث ایجاد بوی ترش می شود و محصول را برای مصرف انسان غیرقابل قبول می کند. سایر اثرات منفی تشکیل آلدئید و کاهش کیفیت تغذیه است که در اثر تخریب اسیدهای چرب غیر اشباع چندگانه ایجاد می شود. دو روش اصلی عمل برای بسته های آنتی اکسیدانی وجود دارد: (1) افزودن ترکیبات آنتی اکسیدانی یا (2) حذف ترکیبات نامطلوب که می توانند واکنش های آنتی اکسیدانی را نشان دهند، مانند O 2 . اشعه ماوراء بنفش، یا یون های فلزی از فضای غذاها.
جاذب ها
این دستگاه ها سعی می کنند فعالیت های آب داخل بسته بندی را کنترل کنند تا رشد میکروبی را کاهش دهند. حذف آب، یخ زدایی از محصولات منجمد و خون یا مایعات موجود در محصولات غذایی گوشتی مانند گوشت و مرغ. از تراکم بیش از یا کم آبی محصولات تازه مانند سبزیجات و محصولات گوشتی خودداری داری کنید.
جاذب ها را می توان به این موارد طبقه بندی کرد: تنظیم کننده های رطوبت نسبی (RH) که جذب می کند و می تواند در فضای بسته بندی شده کنترل کند وغذایی را جذب و نگه می دارند. جذب‌کننده‌های جذب‌کننده، مواد جاذب قابل استفاده هستند که آب را از محیط اطراف از طریق جذب، جذب و حفظ می‌کنند، در حالی که جاذب‌ها از طریق واکنش شیمیایی بین دو ماده، آب را جذب می‌کنند.
این دستگاه را می توان همراه با مواد مانع آب کافی بدون تداخل با ساختار خارجی بسته بندی استفاده کرد. علاوه بر این، جاذب ها می توانند در داخل مواد بسته بندی فله یا به عنوان پوششی برای کاربردهای محصولات تجاری مانند میوه های تازه، سبزیجات، ماهی و گوشت گنجانده شوند.
بسته بندی اتمسفر اصلاح شده (MAP)
فناوری MAP شامل تغییر اتمسفر گاز در داخل بسته بندی مواد غذایی برای حفظ کیفیت غذا و افزایش عمر مفید آن است. این روش می تواند محصولات غذایی تازه را گسترش دهد و در مورد محصولات غذایی فاسد شدن نیز اعمال شود. به نفع فرآیندهای اکسیداتیو است که می تواند کیفیت غذا را تغییر دهد، در حالی که آن سرعت، تولید اتیلن، قهوه ای شدن آنزیمی و فعالیت های متابولیکی میوه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به این ترتیب، MAP میتواند ماندگاری را طولانی‌تر کند، رشد میکروبی و بو را کاهش دهد یا به دست آورد.
برخی دیگر از این دستگاه‌های فعال:
جذب کننده اکسیژن، دی اکسید کربن (CO2 )، جاذب های اتیلن (حذف اتیلن از یک بسته به تاخیر در رسیدن میوه های اقلیم کمک می کند) جذب کننده طعم/بو
(این سیستم ها مولکول های گاز ناخواسته محصولات خوراکی یا بوهای ناخواسته ناشی از غذاهای خام را جذب می‌کنند.) بسته‌هایی با فعال‌کننده‌های خودگرمکن، خود خنک‌کننده و مایکروویو(هدف این بسته‌ها برای ایجاد موقعیت‌های آسانی برای استفاده از غذا می‌شوند.)
این سیستم‌ها را می‌توان به عنوان بخشی از فیلم‌های چندلایه، بین لایه‌های بی‌اثر قرارداد، یا روی سطح مواد بسته‌بندی یا روی سطح غذا جذب یا پوشش داد.
نتیجه گیری
افزایش تقاضا برای مواد غذایی تازه و باکیفیت بسته بندی شده، راحتی مصرف کنندگان و نگرانی تولیدکنندگان برای ماندگاری طولانی تر محصولات غذایی، بازار فناوری بسته بندی هوشمند جهانی برای بازار مواد غذایی و نوشیدنی را هدایت می کند. این فناوری‌ها پتانسیل فوق‌العاده‌ای را برای برآوردن تقاضای رو به رشد ایمنی مواد غذایی در کاربردهای مختلف ارائه می‌دهند که شامل محصولات لبنی، گوشت و مرغ، بخش غذای آماده و غیره می‌شود. مزایای بسته‌بندی هوشمند نسبت به نمونه‌های معمولی خود، کاهش تقلبی، افزایش ماندگاری، بهبود ایمنی و اجرای آسان است.
بسته بندی هوشمند بدون شک قطعه جدایی ناپذیری از پازل یک زنجیره تامین مواد غذایی ایمن تر و کارآمدتر است. با توسعه فناوری‌های بیشتر و به صرفه‌تر تبدیل شدن به گزینه‌های، ادغام بسته‌بندی هوشمند رایج‌تر می‌شود و جهان شاهد ظهور تامین با کیفیت بالاتر و پایدارتر خواهد بود.