فصلنامه علوم و فنون بسته بندی
پیاپی 13 (بهار 1392)

مصرف جهانی مواد پلاستیکی در سال 2008 بیش از 200 میلیون تن بود و آمارها حاکی از آن است که سالانه به اندازه 5 درصد به مصرف این مواد افزوده می شود. بزرگ ترین بازار مواد پلاستیکی مربوط به بسته بندی است که حدود 12 میلیون تن را در سال شامل می شود. پلاستیک ها با منشا مواد نفتی مثل پلی اولفین ها، پلی-استرها و پلی آمیدها به علت در دسترس بودن در مقادیر زیاد، قیمت پایین و ویژگی های کاربردی مطلوب، به طور گسترده به عنوان مواد بسته بندی به کار می روند.
فیلم ها و پوشش های خوراکی می توانند از انتقال رطوبت بین اجزاء موجود در درون بسته غذایی که فعالیت آبی متفاوتی دارند، ممانعت نمایند. همچنین فیلم های بیوپلی مری ابزار بسیار خوبی برای افزودن موادی مانند ضد-اکسیدان ها، مواد ضد میکروبی، رنگ ها و سایر مواد عملگر هستند و بعد از مصرف غذا و وارد شدن این مواد به طبیعت در کوتاه مدت به آب، دی اکسیدکربن و ترکیبات غیرآلی و بدون هیچ بازمانده سمی تجزیه شده و مشکلی ایجاد نمی کنند. نتایج نشان داد فیلم حاضر از لحاظ خصوصیات مکانیکی که دارای کشسانی و مقاومت در برابر پارگی است و می تواند در تولید فیلم های خوراکی با استحکام و کشسانی مطلوب مورد استفاده قرار گیرد و دارای خصوصیات رنگی مطلوبی، از لحاظ شفافیت و رنگ نسبتا ثابت، در نسبت های مختلف ترکیبات اولیه دارد و همچنین ویژگی-های مناسبی از لحاظ نفوذ پذیری به بخار آب و حلالیت دارا می باشد.

استفاده از میدان الکترومغناطیسی القایی با فرکانس بالا (EMI) یکی از روش های مورد استفاده در مراکز تحقیقاتی و صنایع غذایی دنیا است. این روش به عنوان یک روش شناخته شده مناسب برای از بین بردن باکتری های ناشی از فساد مواد غذایی بدون استفاده از حرارت است. در این روش، به سبب عدم استفاده از حرارت در استریل مواد غذایی، طعم و مزه مواد غذایی تغییر نمی کند. به علت افزایش محدودیت های اعمالی در قوانین بهداشتی و منظور کاهش خطرات و آسیب های وارده به بسته های مواد غذایی، در آینده پیش-بینی می گردد تا تقاضا برای استریلیزاسیون مواد غذایی به روش EMI به صورت گسترده در صنعت بسته بندی افزایش یابد.

تمایل به حداقل کردن فرآیند مواد غذایی، حفظ کیفیت آن و همچنین ممانعت از شیوع بیماری ها و فسادهای ناشی از مواد غذایی، باعث گردیده است که راه های جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها و استفاده از مواد ضد میکروبی در بسته بندی محصولات غذایی توسعه زیادی پیدا کند. مواد ضدمیکروبی فراوانی در بسته بندی های مواد غذایی استفاده می شوند که هر یک از این مواد، برحسب عواملی چون نوع ماده غذایی و میکروارگانیسم های موجود و سرعت رشد آن ها، فعالیت و گستردگی اثر ضدمیکروبی، ترکیب شیمیایی ماده ضدمیکروبی و عوامل دیگر انتخاب شده به کار می روند. از موثرترین این مواد، اسیدهای آلی هستند که توسط یکسری از مکانیسم های به هم مرتبط سبب بازداری میکروبی می گردند. از جمله این مکانیسم های می توان ورود آسان اسیدهای آلی به درون سلول باکتری، کاهش pH اجزای سازنده غشاء سلولی، از بین بردن غشاء سلول باکتری، تراکم آنیون های سمی و جلوگیری از واکنش های سوخت و ساز ضروری را نام برد.
از جمله کاربردهای رایج اسیدهای آلی در بسته بندی مواد غذایی می توان استفاده از آن ها در بسته بندی های ضدمیکروبی، فیلم های خوراکی، بسته بندی های فعال و بسته بندی اصلاح شده اتمسفری را نام برد. در بسته بندی فعال و فیلم-های خوراکی اسیدهای آلی می توانند به تدریج از بسته بندی به روی سطح مواد غذایی منتشر شده و موجب حفظ کیفیت ماده غذایی گردند. جهت فعالیت ضدمیکروبی اسید های آلی در بسته بندی مواد غذایی عموما از اسید هایی مانند سوربیک، بنزوئیک، پروپیونیک و آنهیدرات ها به کار رفته و همچنین در ممانعت از بی رنگ کردن محصولات گوشتی در بسته‬بندی اصلاح شده اتمسفری، اسید اسکوربیک و اسید سیتریک بسیار موثر می باشند.

تقاضای روز افزون برای رژیم های غذایی سالم و ابداع راهکار مناسب به منظور کاهش ضایعات فراوان میوه ها و سبزیجات، نیاز به بسته بندی های مناسب جهت حفظ ارزش تغذیه ای و تازگی این محصولات را، از اهمیت خاصی برخوردار ساخته است. شایع ترین عوامل افت کیفیت در میوه و سبزیجات تازه، واکنش های قهوه ای شدن، از دست رفتن آب سطحی، بد طعمی و فساد میکروبی است. به کارگیری روش های نوین بسته بندی می تواند تا حد زیادی سبب حفظ کیفیت محصول گردد. علی رغم پیشرفت-هایی که تاکنون در زمینه بسته بندی برش های میوه و سبزیجات تازه انجام گرفته است، شرایط بهینه حفظ تازگی و ایمنی هنوز هم در دست بررسی می باشد. در این مقاله به معرفی سامانه های بسته بندی مختلف از جمله اتمسفر اصلاح شده، بسته بندی فعال، بسته بندی هوشمند، فیلم و پوشش های خوراکی که تاکنون برای برش های میوه و سبزیجات مورد استفاده قرار گرفته اند، پرداخته می شود.

صنعت بسته بندی مواد غذایی همگام با پیشرفت در سایر صنایع، موفقیت های چشمگیری داشته و فناوری های نوینی جهت رفاه مصرف کنندگان ارائه نموده است به طوری که امروزه شاهد طیف وسیعی از انواع بسته-بندی های ساده تا اصلاح شده و در نهایت بسته بندی های خاصی هستیم که خود قادر به گرم و یا سرد نمودن محتویاتشان می باشند. بسته-بندی خود گرم شونده، در واقع نوعی از بسته-بندی فعال ماده غذایی است که قادر به حرارت-دهی ماده غذایی بدون نیاز به استفاده از منبع حرارتی خارجی است. این نوع کنسروهای غذایی معمولا برای استفاده کوهنوردان و مردمی که به مایکروویو و اجاق گاز(وسایل حرارتی) دسترسی ندارند، مفید است. بدنه این قوطی ها دوجداره بوده که انرژی مورد نیاز برای گرم کردن این غذاها از واکنش گرمازا مواد شیمیایی موجود بین این دو لایه تامین می-شود. در این مقاله، به مکانیسم تولید حرارت پرداخته شده است.

اغلب پوشش هایی که برای حفظ مواد غذایی استفاده می شوند، از مواد پلاستیکی سنتزی ساخته شده اند. با این حال، به دلایل زیستی، اخیرا توجه به پوشش های با قابلیت زیست تخریب پذیری معطوف گردیده است. ژلاتین به طور گسترده به دلیل توانایی تهیه فیلم یکنواخت به عنوان یک پوشش و تناسب به عنوان یک پوشش خارجی برای محافظت غذا در برابر خشکی، نور و اکسیژن مورد مطالعه قرار گرفته است. به علاوه، یکی از اولین موادی است که به عنوان حامل ترکیبات فعال زیستی پیشنهاد شده است. اخیرا ژلاتین با منبع ماهیان دریایی، به عنوان جایگزین ژلاتین پستانداران مورد توجه قرار گرفته است. ویژگی-های مکانیکی و ممانعتی این پوشش ها به میزان زیادی وابسته به ویژگی های شیمیایی و فیزیکی ژلاتین به ویژه ترکیب اسید آمینه که بسته به گونه، به میزان زیادی تفاوت دارد و توزیع وزن مولکولی که اساسا به فراوری بستگی دارد، می باشد. فرمولاسیون های متفاوت پوششی می توانند برای گسترش ویژگی های شیمیایی، فیزیکی واضافه نمودن کاربردهای جدید تبیین گردند. این مقاله به مرور جدیدترین منابع علمی مربوط به فیلم ها بر اساس ژلاتین حاصل از گونه های متفاوت ماهی پرداخته و راهکارهای گوناگونی را برای ارتقای ویژگی های فیزیکی چنین پوشش هایی با ترکیب ژلاتین ماهی با دیگر پلی مرهای زیستی همانند پروتئین ایزوله سویا، روغن، اسیدهای چرب و پلی-ساکاریدهای خاص در نظر می گیرد. ضمن اینکه در ارتباط با استفاده از نرم کننده ها و مواد فعال سطحی مختلف نیز بحث می-گردد. ویژگی های خاص همانند فعالیت های ضد اکسیدانی و ضد میکروبی نیز می توانند از ترکیب ژلاتین با کیتوزان، لیزوزیم، اسانس، عصاره های گیاهی یا ویتامین C به-منظور تولید یک ماده زیستی برای بسته بندی مد نظر قرار گیرند.

کیفیت کاغذ بسته بندی برای نگه داری مواد غذایی نقش مهمی در حفظ محصولات دارد. به همین دلیل امروزه پوشش دهی به عنوان یک فرآیند تکمیلی در فرایند تولید کاغذ از اهمیت ویژه ای برخوردار است. معمولا بهبود مقاومت های کاغذ از قبیل مقاومت به کشش، پارگی و همچنین بهبود خواص ضد میکروبی توسط افزودنی های مختلفی امکان پذیر می باشد. یکی از موادی که دارای این ویژگی می باشد کیتوزان است. حضور این مواد در پوشش کاغذهای بسته بندی، فاز رشد میکرو ارگانیسم ها را کاهش می دهد و با کنترل فساد میکروبی و جلوگیری از تغییرات ساختار مولکولی، زمان نگه داری و ایمنی محصول را افزایش می دهد.
کیتوزان دومین پلی ساکارید طبیعی فراوان در طبیعت است که همانند سلولز خطی بوده و دارای خواص ضد میکروبی، ضد قارچی و زیست-تخریب پذیری، می باشد. این پلی مر متشکل از واحدهای گلوکوزامین و N-استیل گلوکوزامین است که به وسیله ی دی استیلاسیون کیتین از ضایعات خرچنگ و میگو تهیه می شود. در ایران با توجه به منابع میگو در آب های جنوبی کشور، فرآوری این محصول، انبوهی از ضایعات به صورت سر و پوسته را به دنبال دارد که خود می تواند منبع مهم، ارزان و مقرون به صرفه ای برای تولید کیتین و کیتوزان به حساب آید. با توجه به اینکه هر کیلو کیتوزان در جهان 10 هزار دلار ارزش دارد در صورت صنعتی کردن تولید کیتوزان در ایران، این ماده می تواند علاوه بر سودآوری عالی، جایگزین بسیار مناسبی برای افزودنی-های سنتزی و گران قیمت محسوب شود.