نقش سنتی بسته بندی مواد غذایی در پاسخ به نیازهای بازار در حال تغییر است. از جمله این نیاز ها و محرک‌های فعلی مانند تقاضای مصرف کننده برای غذاهای ایمن تر، سالم تر و با کیفیت بالاتر، به طور ایده آل با ماندگاری طولانی است. تقاضا برای بسته بندی راحت و شفاف و ترجیح مواد بسته بندی پایدارتر، منجر به توسعه فناوری‌های بسته بندی جدید، مانند بسته بندی فعال (AP) شده است.
بسته بندی فعال و انواع آن در 25 سال اخیر
ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﺗﻐﻴﻴﺮ ﻳﺎﻓﺘﻪ ﻓﻌﺎل ﻃﻲ 25 ﺳﺎل اﺧﻴﺮ ﺑﻪ وﻳﮋه در آﻣﺮﻳﻜﺎ و ژاﭘﻦ ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﻧﮕﻬﺪاري ﻣﻮاد ﻏﺬاﻳﻲ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ و ﻛﺎرﺑﺮد اﻧﻮاع ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن اﻳﻦ ﻧﻮع ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪي روز ﺑﻪ روز در ﺣﺎل ﮔﺴﺘﺮش اﺳﺖ.
اﻳﻦ ﻧﻮع ﺑﺴﺘﻪ در اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻔﻲ ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺷﺪه اﺳﺖ ﻣﺎﻧﻨﺪ اﻧﻮاﻋﻲ ﻛﻪ داراي اﻓﺰودنی‌هایی ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺣﻔﻆ ﺗﺎزﮔﻲ ﻣﺤﺼﻮل اﺳﺖ ﻛﻪ ﻣﻲ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻛﺎرﺑﺮدﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي داﺷﺘﻪ و در ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﻗﺪﻳﻤﻲ در ﻧﮕﻬﺪاري ﻣﺎده ﻏﺬاﻳﻲ ﻣﻮﺛﺮ باشد.
ﻣﻮاد ﻳﺎ ﻋﻮاﻣﻞ ﻓﻌﺎل ﺑﻪ ﻃﻮر ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﻳﺎ ﻏﻴﺮﻣﺴﺘﻘﻴﻢ در ﺗﻤﺎس ﺑﺎ ﻣﻮاد ﻏﺬاﻳﻲ ﻣﻲﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺗﺮﻛﻴﺒﺎت ﻓﻌﺎل ﺷﺎﻣﻞ ﺟﺎذب ﻫﺎي اﻛﺴﻴﮋن، دي اﻛﺴﻴﺪ ﻛﺮﺑﻦ، رﻃﻮﺑﺖ، اﺗﻴﻠﻦ، ﻋﻮاﻣﻞ آزاد ﻛﻨﻨﺪه اﺗﺎﻧوﻞ، ﻣﻮاد ﻃﻌﻢ دﻫﻨﺪه و ﻋﻮاﻣﻞ ﺿﺪ ﻣﻴﻜﺮوب ﻣﻲﺑﺎﺷﺪ.
اﻧﻮاع ﺑﺎ ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ ﺗﻐﻴﻴﺮ وﻳﮋﮔﻴﻬﺎي ﻓﻴﺰﻳﻜﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺑﺴﺘﻪ ﻫﺎي ﺧﻮد ﮔﺮم ﻳﺎ ﺳﺮد ﺷﻮﻧﺪه (self-heating/cooling) ﻫﻢ ﻧﻮﻋﻲ ﺑﺴﺘﻪ ﻓﻌﺎل در ﻧﻈﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ. ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﻓﻌﺎل در ﻣﻮرد اﻧﻮاع ﮔﻮﻧﺎﮔﻮن از ﻣﻮاد ﻏﺬاﻳﻲ ﻣﺎﻧﻨﺪ، ﻧﺎن، ﻛﻴﻚ، ﺷﻴﺮﻳﻨﻲ، ﭘﻴﺘﺰا، ﺧﻤﻴﺮ ﺗﺎزه، ﭘﻨﻴﺮ، ﮔﻮﺷﺖ و ﻓﺮآورده ﻫﺎي آن و ﻣﻴﻮه‌جات ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ اﺳﺖ.
تعریف بسته بندی فعال بر اساس (EC)
همانطور که در مقررات اروپایی (EC) شماره 450/2009 تعریف شده است، سیستم‌های بسته بندی فعال به گونه‌ای طراحی شده‌اند که عمداً اجزایی را ترکیب کنند که موادی را به داخل بسته بندی یا از غذای بسته بندی شده و یا از محیط اطراف غذا آزاد یا جذب کند. مواد بسته بندی فعال به این ترتیب به منظور افزایش ماندگاری یا حفظ یا بهبود وضعیت مواد غذایی بسته بندی شده است.
در این مقاله درباره چه چیز‌هایی صحبت خواهیم کرد؟
اگرچه تحقیقات گسترده ای بر روی فناوری‌های بسته بندی فعال در حال انجام است، بسیاری از این فناوری‌ها هنوز با موفقیت در سیستم‌های بسته بندی مواد غذایی، به دلایل مختلفی مانند: دقت و صحت عملکرد، قیمت، طرح صنعتی و مواد غیرطبیعی و شیمیایی، پیاده سازی نشده‌اند.
البته ارتباطات گسترده از مزایای آنها در برنامه‌های کاربردی محصولات غذایی، توسعه موفقیت آمیز و عرضه به بازار را تسهیل می‌کند. در این بررسی که توسط تیم ویرا صورت گرفته است، مروری بر فناوری‌های بسته بندی فعال، مانند سیستم‌های ضد میکروبی، آنتی اکسیدانی یا آزادکننده دی‌اکسید کربن، و سیستم‌های جذب‌کننده اکسیژن، رطوبت یا اتیلن ارائه خواهد شد که در این مقاله بیشتر درباره کلیات بسته بندی فعال صحبت خواهد شد و در مقالات بعدی به انواع آن خواهیم پرداخت.
علاوه بر این، چالش‌ها در استفاده از فناوری‌های بسته بندی فعال در سیستم‌های غذایی و جهت پیش‌‌بینی شده پیشرفت‌های آینده مورد بحث قرار می‌گیرند. این بررسی به صنایع غذایی و صنعت بسته بندی درک کاملی از مزایای فناوری‌های بسته بندی فعال در هنگام استفاده از غذاهای خاص ارائه می‌دهد و از این رو می تواند به تسریع پذیرش تجاری کمک کند.
دلایل اصلی از دست دادن کیفیت غذا چیست؟
آب اضافی، اکسیداسیون و رشد میکروبی (مانند میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا از جمله باکتری‌ها و قارچ‌ها) دلایل اصلی از دست دادن کیفیت و ایمنی مواد غذایی در طول تولید، فرآوری، حمل و نقل و ذخیره‌سازی هستند، زیرا به طور قابل ملاحظه‌ای باعث کاهش کیفیت غذا و ماندگاری محصولات، افزایش خطر ابتلا به بیماری‌های ناشی از غذا می‌شوند.
بنابراین، آب اضافی در بسته بندی مواد غذایی یک نگرانی عمده جهانی است. برای افزایش پایداری مواد غذایی، حفظ خواص ارگانولپتیک اصلی غذا، حفظ ایمنی مواد غذایی، کاهش ضایعات و به حداقل رساندن خطر بیماری‌های منتقله از طریق غذا، صنایع غذایی را مجبور به ایجاد راه‌های جدیدی برای کاهش اثرات اکسیداسیون، فساد میکروبی بر کیفیت مواد غذایی (از جمله ایمنی) و ضررهای اقتصادی کرده است.
در نتیجه این تلاش ها، بسته بندی فعال را به عنوان یک فناوری جدید و امیدوار کننده حوزه بسته بندی مواد غذایی برای برآوردن خواسته‌های جامعه مدرن و مصرف کنندگان، ظهور کرده است. همچنین یک موضوع محبوب برای محققان در سراسر جهان است.
نقش بسته بندی فعال در بسته بندی مواد غذایی
بسته بندی مواد غذایی فعال برای تقویت فعل و انفعالات مطلوب با غذای بسته بندی شده از طریق ترکیب مواد فعالی که در نظر گرفته شده برای رها شدن در غذا یا جذب داخل یا از غذای بسته بندی شده یا محیط اطراف غذا طراحی شده است (کمیسیون اروپایی، 2004، 2009).
مواد مسئول عملکرد فعال بسته بندی (اجزای فعال) را می‌توان مستقیماً در مواد بسته بندی یا روی سطح آن، در ساختارهای چند لایه یا در عناصر خاص مرتبط با بسته بندی مانند ساشه‌ها (کیسهٔ کوچک یک بار مصرفی است که معمولاً حاوی مواد مصرفی مانند سس، پودر، شامپو، دارو، و غیره است. ساشه در صنایع غذایی، بهداشتی، دارویی و مانند آنها کاربرد دارد)، خود چسبان قرار داد.
قوانین حوزه بسته بندی مواد غذایی
برچسب‌ها یا درب بطری‌ها، طبق قانون اتحادیه اروپا برای مواد مورد تماس با غذا (FCM) (مانند مقررات 1935/2004/EC و 450/2009/EC) (کمیسیون اروپا، 2004، 2009)، مواد فعال نباید مصرف کننده را گمراه کنند. (مانند پوشاندن مواد غذایی فاسد شده)، و باید به اندازه کافی با استفاده از کلمات “نخورید” یا نمادی برای جلوگیری از اشتباه گرفتن قسمت غیرخوراکی با بخشی از غذا (مانند ساشه های شل) برچسب گذاری شوند و همین طور نباید با محیط داخلی بسته بندی ارتباط مستقیم داشته باشند، چون از منظر سازمان بهداشت جهانی به نوعی این ارتباط آلودگی خارجی محسوب می‌شود و امکان آلوده کردن مواد غذایی داخل بسته بندی را خواهد داشت.
قبل از اینکه مواد فعال به صورت تجاری استفاده شوند، باید توسط FDA یا EC ایالات متحده بر اساس ارزیابی و آزمایش‌هایی مانند آزمایش مهاجرت، که شامل آزمایش‌های مهاجرت کلی و آزمایش‌های مهاجرت خاص، و گاهی اوقات شامل آزمایش‌های اختصاصی می‌شود، تأیید شوند.
دسته بندی انواع AP
برای غذای نیمه جامد، بسته بندی فعال را می توان به دو نوع اصلی طبقه بندی کرد: بسته بندی مهارکننده فعال (مانند جاذب رطوبت، جاذب/ جاذب دی اکسید کربن و بسته بندی آنتی اکسیدانی) و بسته بندی آزاد کننده فعال (مانند بسته بندی تولید کننده دی اکسید کربن و بسته بندی ضد میکروبی).
جاذب رطوبت شناخته شده ترین نمونه‌های بسته‌بندی مهارکننده فعال
جذب‌کننده‌های رطوبت شناخته‌شده‌ترین نمونه‌های بسته‌بندی مهارکننده فعال هستند و عمدتاً به جذب آب با ترکیب مواد جاذب (مانند سیلیکاژل، غربال‌های مولکولی، اکسید کلسیم و خاک رس‌های طبیعی) در یک کیسه برای استفاده با بسته بندی، پدهای جذب قطره با فرمت سینی (پوشش و اتمسفر اصلاح شده)، که از یک پلیمر فوق جاذب واقع در بین دو لایه پلیمر ریز متخلخل یا نبافته تشکیل شده است.
رایج ترین جاذب رطوبت در کاربردهای فرآورده‌های گوشتی تازه هستند. پلیمرهای پیش‌فرض مورد استفاده برای این منظور نمک‌های پلی‌اکریلات و کوپلیمرهای پیوندی نشاسته هستند.
جذب‌کننده‌های رطوبت روشی مؤثر برای کنترل تجمع آب اضافی در داخل بسته‌بندی‌های مواد غذایی با محتوای آب بالا (مانند گوشت، ماهی، مرغ و محصولات تازه) هستند که برای مهار رشد باکتری‌ها، اختلال در رشد کپک‌ها و تقویت آن مهم است.
برای نامرئی کردن سیستم فعال و جلوگیری از بلع تصادفی توسط مصرف کننده، جاذب های رطوبت معمولاً به عنوان پدها یا سینی‌های جذب برای بسته بندی گوشت و ماهی در مواد بسته بندی گنجانده می‌شوند.
جمع بندی انواع بسته بندی فعال
اﻧﮕﻴﺰه ﻳﺎ ﻣﺤﺮك ﻧﻬﺎیی ﺑﺮاي ﮔﺴﺘﺮش ﻫﺮ ﻓﻨﺎوری ﺟﺪﻳﺪ ﻋﺎﻣﻞ ﻫﺰﻳﻨﻪ اﺳﺖ. ﻛﺎرایی اﻗﺘﺼﺎدی ﺗﺠﻬﻴﺰات ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ و ﻓﻌﺎل ﺑﻪ ﻣﺰاﻳﺎی ﺣﺎﺻﻞ از ﭼﻨﻴﻦ ﺳﻴﺴﺘم‌هایی واﺑﺴﺘﻪ اﺳﺖ. ﺑﺮرسی‌های اﻗﺘﺼﺎدی ﻧﺸﺎن می‌دﻫﻨﺪ ﻛﻪ ﻫﺰﻳﻨﻪ ﺑﺴﻴﺎری از ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی ﻓﻌﺎل (ﺟﺎذب‌ها و ﻣﻨﺘﺸﺮﻛﻨﻨﺪهﻫﺎ) ﻳﺎ ﺗﺠﻬﻴﺰات ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪي ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺳﻨﺴﻮرﻫﺎی اﻛﺴﻴﮋن ﻋﺎﻣﻞ ﺑﺎزدارﻧﺪهای در ﻣﻘﻴﺎس ﺗﻮﻟﻴﺪ در ﺳﻄﺢ ﺗﺠﺎری ﻧﺒﻮده و ﻧﺨﻮاﻫﺪ ﺑﻮد، ﮔﺮﭼﻪ اﻃﻼﻋﺎت اﻧﺪك ﻣﻮﺟﻮد در راﺑﻄﻪ ﺑﺎ ﻧﻈﺮ ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﭼﻨﻴﻦ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی، ﻧﺸﺎن دﻫﻨﺪه دﻳﺪ ﻣﺜﺒﺖ اﺳﺖ.
ﺗﻐﻴﻴﺮات اﻳﺠﺎد ﺷﺪه در ﺗﻤﺎﻳﻞ ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه، ﻣﻨﺠﺮ ﺑﻪ ﻧﻮآوری و ﺗﻮﺳﻌﻪ در زﻣﻴﻨﻪ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪیﻫﺎی ﺟﺪﻳﺪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی ﺿﺪ ﻣﻴﻜﺮوبی ﺑﻪ دﻟﻴﻞ ﺗﻮاﻧﺎﻳﻲ آن ﺑﺮاي ﺗﺎﻣﻴﻦ ﻛﻴﻔﻴﺖ و اﻳﻤﻨﻲ ﻣﻮرد ﺗﻮﺟﻪ ﺧﺎص ﭘﮋوﻫﺸﮕﺮان و ﺻﻨﺎﻳﻊ به خصوص صنایع غذایی ﻗﺮار دارد. اﻳﻦ ﻧﻮع ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی ﻧﻴﺎز ﻣﺼﺮف ﻛﻨﻨﺪه را ﺑﻪ ﻓﺮآورده ﺑﺎ ﺣﺪاﻗﻞ ﻣﺎده اﻓﺰودنی ﺑﺮﻃﺮف ﻛﺮده اﺳﺖ.
ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر درک ﺑﻬﺘﺮ راﺑﻄﻪ ﺑﻴﻦ ﻛﻴﻔﻴﺖ ﺣﺴﻲ و ﺗﺸﺨﻴﺺ ﻓﺴﺎد، ﮔﻨﺠﺎﻧﺪن موثر ﺳﻨﺴﻮرﻫﺎ در ﻓﺮآﻳﻨﺪﻫﺎي ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی در ﻣﻘﻴﺎس وﺳﻴﻊ ﻧﻴﺎز ﺑﻪ آﮔﺎﻫﻲ ﻋﻤﻠﻜﺮد ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی ﻫﻮﺷﻤﻨﺪ در ﻛﻠﻴﻪ ﻣﺮاﺣﻞ ﻧﮕﻬﺪاري، زﻧﺠﻴﺮه ﺗﻮزﻳﻊ، ﻣﺸﻜﻼت ﻣﺮﺗﺒﻂ ﺑﺎ ﺣﺴﺎﺳﻴﺖ ﺑﻴﺶ از اﻧﺪازه و درﺟﻪ اﻃﻤﻴﻨﺎن میﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ زﻣﻴﻨﻪ ﺑﺮرسی‌های آتی را ﻓﺮاﻫﻢ میﻛﻨﻨﺪ.
اﺷﺎره ﺑﻪ اﻳﻦ ﻣﻮرد ﻧﻴﺰ ﺿﺮوری اﺳﺖ ﻛﻪ ﻫﺮﭼﻨﺪ ﺑﺴﺘﻪ ﺑﻨﺪی ﺿﺪ ﻣﻴﻜﺮوبی ﻧﻘﺶ ﻣﻮﺛﺮی در ﻛﺎﻫﺶ ﺧﻄﺮ آﻟﻮدگی ﺑﻪ ﺑﺎﻛﺘﺮی‌های ﺑﻴﻤﺎری‌زا و اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﺎﻧﺪﮔﺎری ﻣﻮاد ﻏﺬاﻳﻲ دارد، ﻫﺮﮔﺰ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻮاد ﺧﺎم ﺑﺎ ﻛﻴﻔﻴﺖ ﺑﺎﻻ، ﻓﺮآوری ﻣﻨﺎﺳﺐ و اﺳﺘﻔﺎده از روشهای ﺗﻮﻟﻴﺪ ﺑﻬﻴﻨﻪ نمیﺷﻮد.
در واﻗﻊ ﻧﻮﻋﻲ ﻓﻨﺎوري ﻣﺎﻧﻌﻲ (Hurdle Technology) اﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت روش ﺗﻜﻤﻴﻠﻲ ﻫﻤﺮاه ﺑﺎ روشﻫﺎی ﻓﺮآوری ﻏﻴﺮ ﮔﺮﻣﺎیی ﻣﺎﻧﻨﺪ ﭘﺎﻟﺲ ﻧﻮري، ﻓﺸﺎر ﻫﻴﺪروﺳﺘﺎﺗﻴﻚ ﻳﺎ ﭘﺮﺗﻮدهی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد.
اما در مورد قوطی های خود گرم شونده و خود سرد شونده، در ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﻗﻮطی‌های ﻣﻮﺟﻮد ﺑﺴﻴﺎر ﮔﺮان‌ترند ﺑﻪ ﻫﻤﻴﻦ دﻟﻴﻞ در ﺳﻄﺢ ﻣﺤﺪود ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده میﺑﺎﺷﻨﺪ و ﻻزم اﺳﺖ ﺑﺮای اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻪ ﺻﻮرت ﮔﺴﺘﺮده ﺑﺮرسی‌های ﺑﻴﺸﺘﺮی ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﻳﺎﻓﺘﻦ روشهای ﺗﻮﻟﻴﺪی اﻓﺘﺼﺎدی ﺻﻮرت ﮔﻴﺮد.