نشانگرهای گاز در بسته بندی مواد غذایی به دلیل فعالیت محصول غذایی (مانند تنفس و تعرق محصولات تازه باغبانی، کشاورزی و همچنین فساد ناشی از میکروارگانیسم ها)، ماهیت بسته (مانند نفوذپذیری گاز مواد بسته بندی) تغییر می‌کند و شرایط محیطی (دما یا نشت بسته) و مستقیماً با یکپارچگی، ماندگاری، کیفیت و ایمنی محصولات غذایی بسته بندی شده مرتبط است.
نظارت بر تغییرات ترکیب گاز در داخل بسته بندی
برای نظارت بر تغییرات ترکیب گاز در داخل بسته بندی و در نتیجه ارائه ابزاری برای نظارت بر کیفیت و ایمنی محصولات غذایی، از انواع مختلف نشانگرهای گاز در بسته بندی مواد غذایی به شکل برچسب بسته یا فیلم چاپ بسته بندی استفاده می‌شود که اکسیژن، اتانول، سولفید هیدروژن (H2S)، بخار آب، دی اکسید کربن یا سایر اجزای گاز را شناسایی می‌کند.
نشانگرهای گاز اکسیژن
اکسیژن می تواند اثرات مضری بر کیفیت مواد غذایی از طریق ترشی اکسیداتیو، تغییر رنگ و فساد میکروبی ایجاد کند. بنابراین، شاخص‌های اکسیژن به طور گسترده‌ای در بسته بندی مواد غذایی استفاده می‌شود.
به طور کلی، یک نشانگر گاز، تغییر رنگ برگشت ناپذیر و قابل مشاهده را روی بسته بندی برای پاسخ به تغییرات ترکیب گاز ایجاد می‌کند. ویلهلم و ولفبیس (2010) دو شاخص اپتوشیمیایی مبتنی بر جذب متفاوت را برای اکسیژن ارائه کردند که شامل رنگ‌های لوکو (leuco indigo و leuco thioindigo) است که در دو نوع ماتریس پلیمری ترکیب شده‌اند، پلی (استایرن-کو-اکریلونیتریل) (PSAN, با 30 درصد وزنی اکریلونیتریل) و پلیمر هیدروژل D4 (یک پلی اورتان خطی).
نشانگر LI-D4
نتایج نشان داد که LI-D4 (leuco indigo در یک پلیمر هیدروژل بسیار نفوذپذیر اکسیژن) باعث تغییر رنگ برگشت ناپذیر (از زرد کم رنگ به آبی تیره) می‌شود که نشان دهنده وجود هوا (اکسیژن) در عرض چند دقیقه است که برای تشخیص نشتی در مواد غذایی بسته بندی شده در یک اتمسفر اصلاح شده مهم است.
نشانگر LTI-PSAN
نشانگر LTI-PSAN (leuco thioindigo در داخل PSAN) به چند ساعت نیاز داشت تا پس از قرار گرفتن در معرض هوا به تدریج رنگ خود را از زرد به قرمز تغییر دهد.
این مطالعه ابزاری مقرون به صرفه برای شناسایی و نظارت بصری وضعیت مهر و موم و بدتر شدن کیفیت غذاهای بسته بندی شده، از جمله ماهی و گوشت، ارائه کرد. علاوه بر این، یک نشانگر اکسیژن برگشت پذیر توسط صنایع DryPak تولید شده است که می‌تواند در یک ظرف قرار داده شود و زمانی که غلظت اکسیژن بیشتر از 0.5٪ باشد رنگ آن از صورتی به آبی تغییر می‌کند.
این نشانگر گاز اکسیژن بسیار شبیه به محصول Ageless Eye* است که توسط شرکت شیمی گازی میتسوبیشی فروخته می‌شود. با این حال، دو نشانگر اکسیژن نمی توانند زمان قرار گرفتن در معرض غلظت‌های مختلف اکسیژن را نشان دهند (انتقال رنگ از آبی به صورتی در غلظت اکسیژن کمتر از 0.1٪ رخ می‌دهد).
نشانگرهای گاز دی اکسید کربن
Chatterjee و Sen در سال 2015 یک نشانگر دی اکسید کربن را برای پاسخ به حضور دی اکسید کربن از طریق تغییر رنگ از قرمز به زرد توسعه دادند. سایر کاربردهای شاخص های دی اکسید کربن شامل اندازه گیری درجه تخمیر در محصولات کیمچی در طول ذخیره سازی و توزیع و نمایش غلظت دی اکسید کربن در بسته بندی اتمسفر اصلاح شده (MAP) است.
جمع بندی نشانگرهای گاز
در آینده نزدیک، RFID همراه با نشانگرهای گاز احتمالاً به یک تکنیک مهم برای تحقق نظارت پویا در زمان واقعی تغییرات در ترکیب گاز در بسته بندی هوشمند مواد غذایی در طول کل زنجیره تامین تبدیل خواهد شد.
با این حال، با توجه به تحقیقاتی که تیم ویرا در این زمینه داشته است، برای ادغام نشانگرهای گاز در برچسب‌های RFID، نشانگرهای گاز باید به طور خودکار خوانده شوند و به سیگنال های الکتریکی تبدیل شوند، که یکی از چالش برانگیزترین مشکلات پیش روی محققان فناوری مواد غذایی است و به احتمال زیاد قیمت تمام شده بالایی را برای این نشانگرهای ادغام شده باید در نظر گرفت که استفاده از آن‌ها مگر در شرایط خاصی، به صرفه نباشد.
