فیدیبو نماینده قانونی انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد و بیش از ۶۰۰ ناشر دیگر برای عرضه کتاب الکترونیک و صوتی است .
کتاب بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به روش های غیرحرارتی

کتاب بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به روش های غیرحرارتی

نسخه الکترونیک کتاب بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به روش های غیرحرارتی به همراه هزاران کتاب دیگر از طریق فیدیبو به صورت کاملا قانونی در دسترس است.


فقط قابل استفاده در اپلیکیشن‌های iOS | Android | Windows فیدیبو

با کد تخفیف fdb40 این کتاب را در اولین خریدتان با ۴۰٪ تخفیف یعنی ۲,۲۲۰ تومان دریافت کنید!

درباره کتاب بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به روش های غیرحرارتی

مواد غذایی فرآوری شده به روش غیر‌حرارتی در مقایسه با انواع متداول تیمار شده با حرارت،‌ دارای ویژگی‌های کیفی منحصر به فردی می‌باشند. شاید برخی از این ویژگی‌‌های کیفی، برای فرآیند‌های حرارتی ضروری نباشند؛ زیرا ویژگی‌های نوینی هستند که در خصوص فرآیندهای حرارتی متداول در نظر گرفته نشده‌اند. جهت حفظ کیفیت فرآورده در فرآیندهای غیرحرارتی نیاز به ویژگی‌های خاصی در فرآوری و بسته‌بندی می‌باشد. لذا، طراحی و مواد بسته‌بندی متداول باید دستخوش تغییر گردند. برای جلوگیری از تجزیه میکروبی، شیمیایی یا فیزیکی فرآورده پس از فرآوری غیر‌حرارتی، ویژگی‌های ممانعت‌کننده حفاظتی بحرانی باید مد نظر باشند. این کتاب در مورد جزییات فرآیند، فرآورده و مواد بسته‌بندی و اثرات متقابل آنها جهت انتخاب فرآورده‌های تجاری مناسب برای افزایش مدت زمان نگهداری و پذیرش مصرف‌کننده بحث می‌کند. همچنین، نقش بحرانی انتقال اطلاعات توسط مواد بسته‌بندی نیز واکاوی می‌شود تا محصولی جدید و جذاب برای مصرف‌کننده تولید گردد.

ادامه...

بخشی از کتاب بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به روش های غیرحرارتی

شما به آخر نمونه کتاب رسیده‌اید، برای خواندن نسخه کامل، کتاب الکترونیک را خریداری نمایید و سپس با نصب اپلیکیشن فیدیبو آن را مطالعه کنید:

فصل اول: بسته بندی موادغذایی فرآوری شده با روش های غیر حرارتی

جانگ اچ- هان(۲)

از آنجا که مواد غذایی فرآوری شده به روش غیر حرارتی نسبت به انواع متداول تیمار شده با حرارت، ویژگی های کیفی منحصر به فردی دارند، طراحی بسته بندی و مواد مورد استفاده برای فرآورده های غذایی فرآوری شده به روش غیر حرارتی باید متفاوت باشد. پیشرفت در فناوری بسته بندی لازمه فرآوری های نوین مواد غذایی است. چند روش جدید حرارتی و غیر حرارتی به صورت فعّال در آزمایشگاه های صنعتی، دانشگاهی و دولتی در دست بررسی هستند. مرحله کلیدی که امروزه مورد نیاز است، یافتن بهترین مواد بسته بندی برای کالاهای فرآوری شده به روش غیر حرارتی ازجمله: فشار بالا، میدان های الکتریکی پالسی، اشعه ماوراء بنفش (UV)، تشعشع، میکروفیلتراسیون، بسته بندی فعّال (جاذب اکسیژن یا بسته بندی ضد میکروبی) یا نگهداری زیستی(۳) (محیط کشت آنتاگونیستی) می باشد که فواید کیفی فرآورده توسعه یافته حاصل از این فناوری های نگهداری نو ظهور را حفظ کنند. این کتاب در مورد جزییات فرآیند، فرآورده و مواد بسته بندی و اثرات متقابل آنها جهت انتخاب فرآورده های تجاری آماده برای افزایش مدت زمان نگهداری و بررسی مصرف کننده بحث می کند. همچنین، نقش بحرانی اطلاعات حمل شده توسط مواد بسته بندی نیز واکاوی می شود تا محصولی جدید و جذاب برای مصرف کننده تولید شود.

فرآوری غیر حرارتی مواد غذایی

تولید کنندگان مواد غذایی به صورت سنتی از فرآیندهای غیر حرارتی از جمله: پختن، بلانچینگ، پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون جهت غیر فعّال سازی میکرو ارگانیسم ها، آنزیم ها و سایر واکنش های شیمیایی استفاده می کنند. همچنین با پختن مواد غذایی خام، سبب افزایش مدت زمانی می شوند که محصول، کیفیت و سطح ایمنی مطلوبی دارد. به دلیل کاربرد های عملی تیمار های حرارتی در مواد غذایی مختلف، از دوران ما قبل تاریخ تا کنون، بسیاری از تغییرات شیمیایی و فیزیکی ایجاد شده در غذا پس از تیمار حرارتی درک شده اند. افزون بر تغییرات ایجاد شده در طبیعت فرآورده های غذایی، واکنش های شیمیایی متقابل بین غذاهایی که در معرض تیمار حرارتی و مواد بسته بندی قرار گرفته اند نیز شناخته شده است.

ویژگی های فرآیندهای غیر حرارتی

فرآیندهای غیر حرارتی، روش های نگهداری مواد غذایی هستند که از دماهای کمتر از پاستوریزاسیون برای غیر فعّال سازی میکروارگانیسم های عامل فساد و بیماری زا استفاده و تغییر معنا داری در عطر و طعم، رنگ، مزه، مواد مغذی و ویژگی های عملکردی ایجاد نمی کنند
(مین و زانگ(۴)- ۲۰۰۵). این فرآیند ها شامل: کاربرد توان الکتریکی بالا(۵)، فشار بالا، تشعشع / نور با شدت بالا، میکرو فیلتر ها، مواد شیمیایی یا محیط های آنتاگونیستی می باشند. توان الکتریکی ، فشار، نشر نور، تشعشع، میکرو اَلَک ها(۶) و / یا مواد شیمیایی طبیعی در نگهداری سنّتی مواد غذایی استفاده نشده اند. در مقایسه با تیمار حرارتی، مطالعات کمتری در مورد اثر تیمار های غیر حرارتی بر ویژگی های شیمیایی، فیزیکی و میکروبیولوژیکی انجام شده است.
صفات کیفی غذا های تیمار شده به صورت غیر حرارتی تفاوت بارزی با انواع فرآیند شده به روش حرارتی دارند. همچنین واکنش های شیمیایی که منجر به فساد کیفی غذا بعد از تیمار غیر حرارتی می گردند، متفاوت از واکنش های ایجاد شده در اثر حرارت می باشند (شکل۱-۱، ۳-۱). در بین تیمار های غیر حرارتی جایگزین پاستوریزاسیون، بررسی های بیشتری در خصوص میدان الکتریکی پالسی و فرآیند فشار بالا، با وجود سابقه کاربرد کمتر، در مقایسه با سایر تیمار ها مانند تشعشع و تیمار های شیمیایی صورت گرفته است (بوتز و تاوچر(۷)- ۲۰۰۲). هر دو تکنولوژی، میکروارگانیسم های رویشی را غیر فعّال می کنند، اما اگر به تنهایی استفاده شوند، قادر به نابود کردن اسپور ها نمی باشند (دولیگر، ورمیرن و دبور(۸) - ۲۰۰۴).
شرایط نسبتاً ملایم فرآیندهای غیر حرارتی در مقایسه با پاستوریزاسیون حرارتی به راحتی با ایجاد ویژگی های مشابه محصولات تازه، کاهش حداقل مواد مغذی و کیفیت بالا رضایت مصرف کنندگان را جلب می کند (بوتز و توچر ۲۰۰۲، مین و زانگ(۹) ۲۰۰۵) (جدول۱-۱) .



شکل۱-۱: ساختار محفظه و نمای بیرونی واحد فرآوری میدان الکتریکی پالسی
(Courtesy of Diversified Technologies, Inc., and Ohio State University).



شکل۲-۱: سیستم فرآوری فشار بالا. غذا داخل مجرای فشار استوانه ای قرار داده می شود
(Courtesy of Avure Technologies, Inc.).
شکل۳-۱: واحد پرتو الکترون برای گوشت های منجمد بسته بندی شده (سمت چپ) و نشر نور/ UV پالسی برای مواد غذایی مایع (سمت راست). پرتو الکترون بر گوشت های منجمد بسته بندی شده می تابد، و نور از لوله های نوری به مواد غذایی مایع داخل محفظه ساطع می گردد.



نگرانی های فرآیند غیر حرارتی

از باسیلوس استئاروترموفیلوس(۱۰) به عنوان میکروارگانیسمی شاخص در ارزیابی استاندارد فرآیندهای حرارتی استفاده شده است. در مورد سایر مواد غذایی با ویژگی های خاص یعنی شرایط pH، فعّالیت آب و غلظت مواد به شدت حل شدنی، سایر باکتری های مولد اسپور جهت تایید کفایت تیمار حرارتی به کار می روند. جداول اطلاعاتی زیاد و استاندارد شده ای از مقادیر D (زمان) و Z (درجه حرارت) این میکرو ارگانیسم های استاندارد وجود دارد و اثر این تیمار های حرارتی بر اساس مقدار F آنها ارزیابی شده است. اما به دلیل مقاومت متفاوت میکروارگانیسم ها به فرآیندهای غیر حرارتی مختلف مانند: میدان الکتریکی، فشار، تشعشع یا مواد شیمیایی، تعیین میکروارگانیسم های استاندارد مناسب و مقاومت کمّی آنها به این تیمار ها امکان پذیر نمی باشد. مطالعات علمی مختلفی برای تعیین مقاومت میکروارگانیسم های مهم به فرآیندهای غیر حرارتی انجام شده است. نمونه ای از آنها مطالعات زیاد مهندسان محیط زیست و عمران بر مقاومت اشرشیا کلی(۱۱) یا سایر باکتری ها به تشعشع UV در آب آشامیدنی می باشد.
این محققان میکرو ارگانیسم های منتخب را بررسی و مقاومت آنها (مقادیر D و Z به ترتیب حاکی از زمان و شدت) به نور UV را تعیین کردند. اما میکرو ارگانیسم هدف استانداردی برای تیمار نور UV، مانند باسیلوس استئاروترموفیلوس در تیمار حرارتی، پیشنهاد نکردند، زیرا هدف پروژه های آنها غیر فعّال سازی باکتری های کلیفرم(۱۲) و پارازیت ها بود.
روش های غیر حرارتی در فرآیندهای ترکیبی با سایر تیمار های غیر حرارتی، حرارت یا مواد شیمیایی نیز قابل استفاده هستند. در چنین فرآیندهای ترکیبی انتخاب یک میکرو ارگانیسم هدف به عنوان استاندارد سخت تر است؛ زیرا سایر فرآیندهای ترکیبی مقاومت میکروارگانیسم هدف را به فرآیندهای غیر حرارتی تحت تاثیر قرار می دهند. به هر حال، اثرات این فرآیندهای غیر حرارتی در غیر فعّال سازی میکروبی در کاربرد با سایر تیمار ها به صورت سینرژیستی افزایش یافته و عطر و طعم، رنگ و مواد مغذی محصول غذایی بهتر حفظ می شود.

جدول۱-۱: روش های جدید فرآوری غیر حرارتی غذا (چاپ مجدد از Butz and Tauscher ۲۰۰۲, p. ۲۸۰، با اجازه از Elsevier Ltd.)



1. Arrangement
2. Oscillating magnetic field (OMF)
3. Pulsed electric field (PEF)
4. Square wave

افزون بر این جنبه های تکنیکی فرآیندهای غیر حرارتی، فاکتور های غیر علمی مهم تری مانند پذیرش مصرف کننده از تکنولوژی های جدید نیز وجود دارند که در تجاری شدن این فرآیند ها بسیار تاثیر گذار می باشند. به دلیل بحرانی بودن غذا به عنوان یک محصول مصرفی، کاربرد هر تکنولوژی جدید نا آشنا برای مصرف کننده به رغم نتایج مثبت ارزیابی علمی خطرات، موضوع بسیار حساسی است.
کسب مجوز رسمی از آژانس های قانون گذاری دولتی برای استفاده از تکنولوژی جدید یکی از ملزومات تجاری کردن فرآیندهای غیر حرارتی جدید است که پارامتری تقریبا غیر علمی محسوب می شود. از آنجاکه فرآیند قانون گذاری امور مربوط به غذا بسیار سیاسی است، صدور مجوز قانونی استفاده از فرآیندهای غیر حرارتی نیز بسیار تحت تاثیر امور سیاسی قرار می گیرد. صنعت غذا، آژانس های قانون گذاری، گروه های مصرف کننده و صنایع تجهیزات غیر حرارتی ممکن است نسبت به یک حکم صادره نظرات متفاوتی داشته باشند. افزون بر این، اطلاعات علمی کافی و نتایجی که راه حلی برای این علایق گروهی متفاوت فراهم کند، وجود ندارد. بنا بر این شناخت موقعیت توسعه کنونی تجاری شدن تکنولوژی بسیار مهم است و جوامع علمی و موسسات آکادمیک باید راه حل عادلانه ای برای این گروه ها بیابند. فرآیندهای غیر حرارتی غذا می توانند بسته به طبیعت غذا یا اجناس، حداقل جایگزین بخشی از تیمار حرارتی متداول شوند. کاربرد این فرآیند ها در نگهداری مواد غذایی در آینده نزدیک محبوب تر خواهد شد. اما پیچیدگی پارامتر های علمی و غیر علمی می تواند استفاده موفق از آنها را تحت تاثیر قرار دهد. این پیچیدگی از طریق ارتباط نزدیک و همکاری بین گروه های ذینفع تسهیل می شود.

بسته بندی مواد غذایی

نقش سیستم های بسته بندی مواد غذایی

مدت زمان زیادی است که بسته بندی سنتی برای نگهداری، انبار داری و حفاظت غذا انجام می گیرد. این سه مورد، عملکرد های اساسی بسته بندی غذا هستند که امروزه نیز به منظور حفظ بهتر کیفیت و قابلیت حمل و نقل غذا مورد نیاز می باشند. افزون بر این کارکرد های اولیه بسته بندی مواد غذایی، کارکرد های دیگری نیز برای بازار یابی، توزیع و امور مربوط به مصرف کننده مورد نیاز می باشند که اطلاعات لازم، سهولت حمل و نقل و توزیع، افزایش فروش و مدیریت انبار(۱۷) را فراهم می آورند. در مقایسه با کارکرد های اساسی بسته بندی، کارکرد های تجملی آن اهمیت کمتری دارند.
به طور کلی، هدف عمده بسته بندی مواد غذایی حفظ ویژگی های محصول طی توزیع می باشد. اما به دنبال انقلاب جوامع مدرن و سبک زندگی، اهمیت کارکرد های چند گانه بسته بندی نیز از جنبه ای به جنبه دیگر تغییر جهت داده است. تقدم این کارکرد ها بسته به مقتضیات زمان و شرایط اجتماعی تغییر می کند. اهمیت متفاوت هر کارکرد بسته بندی، بستگی زیادی به نوع کالا و بنابر این ویژگی های غذای بسته بندی شده دارد. به دلیل صرفه جویی در هزینه مواد بسته بندی با کیفیت بالا، کارکرد های اساسی سیستم ها و مواد بسته بندی به عنوان مهم ترین کارکرد ها در نظر گرفته نمی شوند. در عوض، بر اهمیت کارکرد های سطحی بسته بندی هنگام طراحی یک بسته بندی غذایی جدید تاکید می شود.
کارکرد های عمده بسته بندی غذایی از در بر داشتن محصول(۱۸)، نگهداری و محفاظت، به سهولت(۱۹) و افزایش فروش تغییر یافته است که نشان می دهد نقش بسته بندی غذا از کارکرد های تکنیکی به سمت کارکرد های اجتماعی و اقتصادی(۲۰) جهت پیدا می کند.
بعد از تراژدی ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ کارکرد بحرانی جدیدی در راس اهداف بسته بندی غذا قرار گرفت: ایمنی(۲۱) و امنیت(۲۲). کارکرد های بیشتری که می توانند یکپارچگی(۲۳) بسته بندی را تضمین کنند، به عنوان نقش های بسیار مهم بسته بندی در نظر گرفته شده که شامل بسته بندی مقاوم به ناخنک زدن(۲۴)، بسته بندی ضد میکروبی(۲۵)، نشانگر تازگی(۲۶)، شاخص زمان- درجه حرارت(۲۷) و سیستم کد زنی الکترونیکی(۲۸) می باشند.
توسعه سریع سیستم های فرآوری غیر حرارتی نیز یکی دیگر از فاکتور هایی است که تغییر گرایش ها در کارکرد های بسته بندی را تحت تاثیر قرار می دهد. اکثر مواد و سیستم های بسته بندی غذایی برای محصول تازه، گوشت های تازه یا غذا های فرآوری شده تحت حرارت (یعنی پخته) طراحی شده اند. تجاری شدن سیستم فرآوری غیر حرارتی که به تازگی توسعه یافته است، حقیقتاً به تحقیق عمیق روی ویژگی های مواد بسته بندی و تعامل بین این مواد و غذا هایی که به صورت غیر حرارتی فرآوری شده اند، نیاز دارد. همچنین، بسته بندی غذا های فرآوری شده به روش غیر حرارتی جهت تجاری شدن موفق ممکن است به کارکرد های بیشتری از بسته بندی نیاز داشته باشد.

بسته بندی برای فرآوری غیر حرارتی

فرآورده های غذایی و مواد بسته بندی با یکدیگر واکنش متقابل برقرار می کنند. این بر هم کنش ها شامل مهاجرت ترکیبات بسته بندی به داخل فرآورده غذایی، جذب ترکیبات غذایی آب گریز مانند مواد مولد عطر و طعم و مواد رنگی به داخل ساختار بسته بندی و واکنش های اکسیداتیو باقیمانده مواد پاک کننده مورد استفاده جهت ضد عفونی کردن سطح بسته بندی در تماس با سطوح غذایی می گردد.
در فرآیندهای متداول تولید مواد غذایی از درجه حرارت بالا درست قبل یا بعد از بسته بندی محصول جهت پاستوریزاسیون استفاده می شود. اثر درجه حرارت بالا بر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مواد بسته بندی، نیاز به توجه ویژه دارد. این مواد باید مقاومت زیادی به درجه حرارت داشته باشند که این مقاومت به وسیله دمای گذار فاز(۲۹)، مدول الاستیک(۳۰)، مقاومت فیزیکی(۳۱) و ویژگی های ممانعت کنندگی(۳۲) در پاسخ به دمای تیمار حرارتی قابل تعیین است. در فرآیند حرارتی، مقاومت گرمایی(۳۳) میکرو ارگانیسم های مختلف تعیین و اثر این فرآیند بر بقای میکرو ارگانیسم ها با اندیس (F(۳۴ یعنی زمان مرگ حرارتی(۳۵) ارزیابی می شود. بنابر این تغییر ویژگی های مواد بسته بندی در اثر حرارت باید با شرایط این اندیس F به حداقل رسانده شود. فرآیند گرمایی مواد غذایی بسته بندی شده می تواند به دلیل نفوذ پذیری مواد بسته بندی به گاز و میعان رطوبت داخل بسته موجب تغییر ویژگی های فیزیکی اولیه سیستم های بسته بندی مانند چسبندگی سطح(۳۶)، دوخت پذیری(۳۷) بسته و تغییرات فشار جزیی شود. امروزه تمام این تغییرات شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی مواد غذایی و بسته ها پس از تیمار های حرارتی قابل پیش بینی و جلوگیری هستند.
فرآیندهای غیر حرارتی با واحد های فرآوری اسپتیک(۳۸) نیز قابل انجام می باشند. در مواد غذایی قابل پمپ شدن، این واحد ها را می توان جایگزین واحد های مبدل حرارتی در سیستم های فرآوری اسپتیک کرد. برای حفظ استریل بودن غذا های فرآوری شده به روش غیر حرارتی، بسته بندی آنها باید پیش از قرار گرفتن در معرض اتمسفر صورت گیرد. بنابر این واحد های فرآوری اسپتیک پس از فرآیندهای غیر حرارتی مانند: میدان الکتریکی پالسی، فرآیند فشار بالا، تشعشع، نشر نور پالسی(۳۹)، میکروفیلتراسیون یا تلقیح(۴۰) باکتری های آنتاگونیستی مورد نیاز می باشند. این فرآیند ها عموما باعث تحریک آسیب رساندن به میکرو ارگانیسم ها مثلا تغییر شکل یا سوراخ شدن برگشت نا پذیر غشا و بنابر این غیر فعّال سازی آنها می شوند. این تیمار ها همچنین باعث آسیب های جدی به سلول ها و بافت های فرآورده های حیوانی شده و برای گوشت یا ماهی مناسب نیستند (Lelieveld, ۲۰۰۶). در اکثر موارد این آسیب ها به سبزی ها می تواند به دلیل افزایش زیست فراهمی(۴۱) مواد مغذی پس از تیمار، مفید باشد.
برای حفظ استریل بودن مواد غذایی بدون قابلیت پمپ شدن، بسته بندی باید پیش از فرآیندهای غیر حرارتی مانند: نشر نور پالسی، تشعشع، فرآیند غیر مداوم فشار بالا، یا بسته بندی ضد میکروبی انجام پذیرد. بنابر این مشابه مقاومت گرمایی مواد بسته بندی به تیمار حرارتی، مواد بسته بندی فرآوری غیر حرارتی نیز باید مقاومت مناسبی به نور با انرژی بالا، تشعشع، فشار یا مواد شیمیایی داشته باشند. این بدین معنا است که نیاز های شیمیایی و فیزیکی مواد بسته بندی در فرآیند غیر حرارتی، متفاوت از روش حرارتی می باشد. برای شناسایی این نیاز های ویژه مواد بسته بندی در فرآوری غیر حرارتی، درک پارامتر های فرآیند و مکانیسم ها/کینتیک میکروبی فرآیند غیر حرارتی و اثرات آنها بر ویژگی های مکانیکی و فیزیکی مواد بسته بندی ضروری است.
همچنین بر ویژگی های مکانیکی و فیزیکی مواد بسته بندی، فاکتور های متنوع دیگر سیستم های بسته بندی غذایی نیز باید در طراحی بسته بندی فرآیندهای غیر حرارتی در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال در فرآیند فشار بالا، حجم بسته، فضای خالی بسته(۴۲)، اکسیژن حل شده در غذا و تغییر شکل غذا های بسته بندی شده را باید مشخص نمود (Balasubramaniam and et al., ۲۰۰۴).

نیاز های جدید سیستم های بسته بندی مواد غذایی در فرآوری غیر حرارتی

برای تجاری شدن فرآوری غیر حرارتی در صنعت غذا، افزون بر تحقیق و توسعه ماشین آلات و تجهیزات ، باید بسیاری از پارامتر های علمی و غیر علمی سیستم های بسته بندی نیز مورد مطالعه قرار گیرند. این پارامتر ها باید شامل: نیاز های بسته بندی، مشخصات مواد، پذیرش مصرف کننده و مقررات باشد. تحقیق و توسعه متوازن در این زمینه ها استفاده تجاری موفق از فرآیندهای غیر حرارتی را برای نگهداری تسهیل می کند.

مشخصات مواد بسته بندی

مواد بسته بندی در فرآوری غیر حرارتی باید از نظر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، مقاومت زیادی به مکانیسم فرآیند غیر حرارتی داشته باشند. به عنوان مثال، مواد بسته بندی برای فرآیند فشار بالا باید پس از تغییر شکل در اثر فشار به شکل اولیه خود باز گردند، بدون آنکه هیچ تغییر مکانیکی یا فیزیکی در ویژگی های آنها اتفاق بیفتد. مواد بسته بندی به کار رفته در تشعشع باید از نظر شیمیایی به دوز تشعشع مقاوم بوده و دپلیمریزاسیون(۴۳) یا تغییرات معنی داری در مدول الاستیک آنها مشاهده نگردد. در فرآیند نشر UV پالسی / نور سفید مواد بسته بندی باید طی انتشار نور پالسی شفاف(۴۴) باشند. در تمام فرآیندهای غیر حرارتی هیچ الزام کلی برای مواد بسته بندی وجود ندارد. اما با توجه به مثال های بالا می توان گفت که اکثر مشخصات مورد نیاز مواد بسته بندی در فرآیندهای مختلف غیر حرارتی مربوط به ویژگی های ممانعت کنندگی(۴۵) آنها است که به دلیل تامین کارکرد های اولیه بسته بندی یعنی در بر گیری، محافظت و نگهداری می باشد.
در فرآیندهای غیر حرارتی از درجه حرارت بالا برای غیر فعّال کردن میکرو ارگانیسم ها و آنزیم های تجزیه کننده استفاده نمی شود. این بزرگ ترین مزیت فایده آنها است. زیرا این دمای پایین جهت پاستوریزاسیون غذا ها را بیش از حد پخته(۴۶) و/ یا در اثر گرما تجزیه نمی کند. به دلیل تیمار با درجه حرارت پایین، سیستم های بسته بندی به درجه حرارت بالا برای دوخت حرارتی نیاز ندارد. در روش های دوخت با درجه حرارت پایین می توان از پلیمر های مختلف و درزگیرها(۴۷) (در صورت لزوم)، یا دوخت سرد با استفاده از چسب استفاده کرد.
این روش ها مواد فرار مولد بوی به مراتب کمتری از پلاستیک ها، افزودنی ها و حلال های چاپ تولید می کنند و این برای مواد غذایی پر چرب و غذا های منجمد/ سرد خانه گذاری شده بسیار مفید است.

پذیرش مصرف کننده و مقررات

غذا یکی از فرآورده های مصرفی است. مصرف کنندگان غذا های بسته بندی شده را خریداری می کنند. بنا بر این بسته بندی ها رابط مشترک بین فرآورده های غذایی و مصرف کننده می باشند. مصرف کنندگان نسبت به بسته ای که نمایانگر محصول غذایی مورد علاقه شان باشد، واکنش نشان می دهند. جهت استفاده تجاری از فرآیندهای غیر حرارتی ناآشنا برای مصرف کنندگان، مواد بسته بندی غذا ها باید حاوی اطلاعاتی باشند که دافعه آنها را کاهش دهد. بهتر است طرح و ساختار متداول بسته بندی در فرآورده ها و تکنولوژی های جدید حفظ شود.
طراحی بسته بندی یکسان یا مشابه باعث به حداقل رساندن بی میلی مصرف کنندگان به دلیل ترس از طراحی یا فرآیند جدید می شود. برای توسعه تجاری شدن فرآیندهای غیر حرارتی، مطالعه پذیرش مصرف کنندگان از غذا های بسته بندی شده و فرآوری شده به روش غیر حرارتی ضروری است.
قوانین جدید برای کنترل استفاده از فرآیندهای غیر حرارتی باید بر اساس مدارک علمی و عادلانه وضع شود. مقررات، بحرانی ترین فاکتور برای استفاده بیشتر فرآیندهای غیر حرارتی است و می تواند کاربرد آنها را تسهیل یا محدود کند. این مقررات باید دارای خطوط راهنمای مخصوص پیرامون شرایط عملیاتی فرآیندهای غیر حرارتی، مجوز مواد بسته بندی و بخش های مورد نیاز در بر چسب گذاری(۴۸)، باشند که ممکن است مصرف کننده را نترساند.
در جدول ۱-۲ فرصت ها و موانع این تکنولوژی های غیر حرارتی خلاصه شده است. این تکنولوژی ها مانند ویژگی های مختلف مواد غذایی تنوع زیادی دارند. ترکیب این ویژگی های فرآورده های غذایی و فرآیند ها، باعث تجاری شدن بسیار موفق و امید بخش تکنولوژی های غیر حرارتی می گردد.

جدول۱-۲: فرصت ها و موانع مهم تکنولوژی های غیر حرارتی (چاپ مجدد از Devlieghere and et al. ۲۰۰۴, p. ۲۸۲، با اجازه از Elsevier Ltd.)



1. Sachet
2. Green Labeling
3. Natural image
4. Thermostable
5. Bacteriocinogenicity
6. Protective Cultures

منابع

1. Balasubramaniam, V.M., Ting, E.Y., Stewart, C.M., and Robbins, J.A. 2004. Recommended laboratory practices for conducting high-pressure microbial inactivation experiments. Innovative Food Science & Emerging Technologies. 5: 299–306.
2. Butz, P., and Tauscher, B. 2002. Emerging technologies: chemical aspects. Food Research International. 35(2/3): 279–284.
3. Devlieghere, F., Vermeiren, L., and Debevere, J. 2004. New preservation technologies: possibilities and limitations. International Dairy Journal. 14(4): 273–285.
4. Lelieveld, H.L.M. 2006. Pulsed electric field pasteurization of foods. New Food. 9(1): 31–33.
5. Min, S., and Zhang, Q.H. 2005. “Packaging for non-thermal food processing.” In Innovations in Food Packaging, edited by J.H. Han, pp. 482–500. Oxford, UK: Elsevier Academic Press.

فصل دوم: نقش بسته بندی فعّال در سیستم های فرآوری غیر حرارتی

آرون. ال- برودی(۵۵)

مقدمه

این فصل اصولی در مورد نقش بسته بندی فعّال در چند تکنولوژی نوین فرآوری غذایی غیر حرارتی را مورد بحث قرار می دهد. در این فصل تعاریف بسته بندی فعّال و نتایج آن در فرآوری غیر حرارتی، تعاریف مورد استفاده برای تکنولوژی های مختلف فرآوری غیر حرارتی و مسائل مرتبط با این فرآوری آورده شده و در خاتمه نیز پیش بینی هایی در مورد آینده بسته بندی فعّال انجام شده است.

تعاریف

بسته بندی فعّال(۵۶)

بسته بندی های متداول اصلی مانند: مقوا(۵۷)، فلز، شیشه و پلاستیک می توانند در طبقه بندی هایی مانند مانع در برابر گاز و بخار آب یا غیر مانع مانند مقوا پوشش داده نشده قرار گیرند.
بسته بندی فعّال تغییرات در محیط داخلی و خارجی را حس کرده و با تغییر در ویژگی های بسته بندی پاسخ می دهد.

بسته بندی هوشمند(۵۸)

بسته بندی فعّال با بسته بندی هوشمند که حس کرده و با سیگنال می فرستد، متفاوت می باشد. البته ممکن است ما در آینده انتظار تبدیل بسته بندی هوشمند به بسته بندی فعّال را داشته باشیم، چون تقریبا هر چیزی که قابل اندازه گیری است، معمولا قابل کنترل می باشد (جدول ۲-۱).

بسته بندی فعّال: کنترل رطوبت

احتمالاً بزرگ ترین کاربرد حجمی واحد بسته بندی فعّال کنترل رطوبت، عمدتاً در کاربرد های غیر غذایی است. خشک کننده ها(۵۹) مثل ژل سیلیکا در کیسه های پلاستیکی نفوذ پذیر به رطوبت، در بسته های توزیع ابزار الکترونیکی، ادوات(۶۰)، کیت های تجزیه ای درمانی(۶۱) و ... متداول هستند. پلاستیک نفوذ پذیر به بخار آب ممکن است با پلی اولفینِ یا حتی کاغذ متخلخل پوشش داده شده باشد. خشک کننده ها همچنین می توانند کارتریج های پلاستیکی مانع رطوبت با روزنه های بسیار ریز قالب گیری شده(۶۲) باشند. در نمونه ای نسبتاً جدید، خشک کننده ممکن است بر روی سطح ورقه پلی اولفین جذب شود .
یکی دیگر از کاربرد های عمده کنترل کننده های رطوبتی، پَد های جاذب مایع تعبیه شده در سینی های گوشت قرمز تازه، طیور، غذا های دریایی و محصول تازه می باشد. هدف آنها حذف توده مایع اضافی، قطره یا آب کندانس شده است که در اثر فشردن، کهنه شدن محصول یا نیروی وزن ایجاد می گردد. این پد ها ممکن است از فیبر های پالپ چوبی در فیلم پلی اتیلن منفذ دار یا پلیمر هایی مثل کربوکسی متیل سلولز در حفره های بالای پلی اولفینِ تشکیل شوند. به دلیل مناسب بودن این پدها به عنوان محیط رشد میکروب ها، ممکن است با مواد ضد میکروبی و حتی آنتی اکسیدان ها این ویژگی را تشدید نمود (Paper Pak Industries' XtendaPak).

بسته بندی فعّال: کنترل اکسیژن

اکسیژن نقش مهمی در فساد بیو شیمیایی و میکروبی هوازی در مواد غذایی دارد. حذف و جلوگیری از ورود مجدّد آن با استفاده از بسته بندی مانع گاز، فاکتور های کلیدی در نگهداری مواد غذایی هستند. اندیشه حذف کامل اکسیژن با روش های مکانیکی مانند: خلاء، بخار، گاز خنثی و ... با مکانیسم های واکنشی شروع شد و به مفهوم گیرنده های اکسیژن(۶۳) انجامید.
گیرنده ها که گاهی جاذب(۶۴) نیز نامیده می شوند، اکسیژن اضافی را از محیط داخلی بسته جذب می کنند. آنها ممکن است در کیسه های کوچک یا برچسب های چسبیده شده به بسته قرار داده شده باشند یا با ساختار/ مواد بسته بندی ترکیب شده باشند.
امروزه بیشترین گیرنده های تجاری اکسیژن آهن فروس (۲ ظرفیتی) هستند که برای فعّال سازی، واکنش با اکسیژن و تشکیل آهن فریک (۳ ظرفیتی) که ترکیبی تیره رنگ است، به آب نیاز دارند. گیرنده های آلی اکسیژن شامل هیدروکربن های غیر اشباع، نایلون ها و کوپلیمر های بنزیل آکریلات می باشند.

جدول۲-۱: تکنولوژی های بسته بندی فعّال
***
۱- رطوبت
- حذف مقدار اضافی
الف- مایع
• پالایش گر(۶۵)
• جاذب ها(۶۶)
• الحاق شده در داخل پَد(۶۷)
ب- رطوبت نسبی
• الحاق شده به ساختار بسته بندی
• الحاق شده به کارتریج(۶۸)
• افزوده شده برای کنترل رطوبت نسبی
• معمولاً برای ارتقاء سطح
۲- بلوکه کننده نور و تشعشع مربوطه
• برای کنترل مقدار ترکیبات رسیده
۳- گاز: برای کنترل مقدار
•اکسیژن
•دی اکسید کربن
•اتیلن
•بخار آب
• بو(۶۹)
۴- مواد ضد میکروبی
۵- خود گرمایش(۷۰)
• واکنش گرما زای آب و ترکیبات معدنی
۶- خود سرمایش(۷۱)
• تبخیر مایع
• انبساط گاز متراکم شده
***
آنتی اکسیدان های کلاسیک مانند اسید آسکوربیک، هیدروکسی آنیزول بوتیلاته(۷۲)، هیدروکسی تولوئن بوتیلاته(۷۳) (BHA/BHT) و توکوفرول به دلیل سهولت مهاجرت از پلاستیک مجاور به داخل غذای محتوی آنها به ساختار های بسته بندی اضافه می شوند. چالش عمده، دستیابی به نفوذ پذیری در بین محتویات محصول است تا اکسیداسیون در تمام نقاط فرآورده به تاخیر افتد.
برخی مواقع، گاه اکسیژن اضافی (>>% ۹ /۲۰ در فضای خالی بسته) به علت حفظ رنگ قرمز گوشت، کاهش تنفس هوازی سبزی های تازه، جلوگیری از تنفس بی هوازی محصول تنفس کننده، حفظ مقدار ویژه ای از اکسیژن یا کاهش میکروب های بی هوازی ترجیح داده می شود.
اکسیژن ممکن است با استفاده از ساختار ها / مواد بسته بندی با قابلیت انتقال گاز بالا، به داخل بسته اضافه شود: چنین ساختار های بسته بندی ممکن است توسط اختلاف فشار بین اتمسفر هوای خارجی و محیط داخلی حاوی مقدار کم اکسیژن، به وسیله پلیمر های مخصوص با نفوذ پذیری بالای گاز، از طریق پلیمر های پر شده با مواد معدنی و یا با میکرو سوراخ های موجود در مواد بسته بندی عمل کنند. نفوذ اکسیژن به درجه حرارت حساس است. IntelliPackTM ساختاری پلاستیکی و حاوی پلیمر های با زنجیره جانبی(۷۴) است که به آسانی گاز ها را عبور داده و سرعت نفوذ با ازدیاد دما افزایش می یابد.
تولید کننده های اکسیژن مانند پِر کربنات های(۷۵) ترکیب شده با ساختار های بسته بندی پلاستیکی برای افزایش میزان اکسیژن در بسته های غذایی استفاده می شوند.

بسته بندی فعّال: کنترل دی اکسید کربن

فعّالیت دی اکسید کربن به عنوان یک عنصر ضد میکروبی، احتمالاً از طریق کاهش pH بوده و مقدار آن برای دستیابی به اثرات مطلوب و بهینه باید کنترل شود. CO۲ ممکن است برای تکمیل رویه موجود/ تنفس میکروبیولوژیکی CO۲ یا حفظ مقدار آن از طریق تولید در واکنش های شیمیایی طی توزیع، اضافه گردد. البته مقدار اضافی CO۲ می تواند به کیفیت محصول صدمه بزند و به همین دلیل گاهی توصیه می شود که مقدار اضافی از اتمسفر اصلاح شده (MAP) و همچنین بسته بندی محصول تنفس کننده حذف شود. از طرف دیگر، گاهی مقدار CO۲ عمداً افزایش می یابد تا احساس دهانی گازی/ اسیدی مطلوب را تولید کند.
عوامل کنترل گاز عبارتند از: کنترل غلظت های ویژه گاز در فضای خالی بسته بندی، توانایی گاز یا گاز ها در عبور از کل توده ماده غذایی / نوشیدنی در تعادل با گاز فضای خالی بسته، توانایی عبور مقدار کافی گاز به داخل یا بیرون بسته به هدف مد نظر، توانایی پایدار ماندن در کل دوره نگهداری و البته مسائل اقتصادی (جدول ۲-۲).
نتایجی که در کاربرد مواد ضد میکروبی در بسته بندی باید مورد ملاحظه قرار گیرند، ایمنی، کارایی و اثرات ثانویه زیان آور می باشند. در حالت ایده آل، مواد ضد میکروبی باید در کوتاه مدت و بلند مدت پایدار بوده و در اثر بر هم کنش با محصول یا روش تولید آن تداخلی ایجاد نکنند. اثرات مضر ثانویه گزارش شده شامل عطر و طعم نا مطلوب(۷۶) به خصوص در ادویه های طبیعی و تغییرات رنگی مثل تیره یا بیرنگ شدن محصول است.
بسیاری از مواد ضد میکروبی تنها در اثر تماس مستقیم با میکروارگانیسم ها عمل می کنند که اثر مفید در سطوح غذا را کاهش می دهد. مواد ضد میکروبی غیر تماسی فرار بوده، در فاصله ای عملکرد خود را حفظ می کنند و بنابر این در توده محصول غذایی کارایی دارند.

جدول۲-۲: بسته بندی فعّال: مواد ضد میکروبی پیشنهادی برای استفاده تجاری
***
• مواد ضد میکروبی
* تماسی
* نمک های نقره
* اسید ها
* آنتی بوتیک ها مانند نایسین
* غیر تماسی
* آلیل ایزوتیوسیانات
* کلرین دی اکسید
* اتانول
* ادویه های طبیعی مانند ارِگانو(۷۷) و کارواکرول(۷۸)
* مواد مولد عطر و طعم طبیعی مانند دی استیل
***
نگرانی های قانونی مسئله ای عمده در تمام مواد ضد میکروبی می باشد.
مواد ضد میکروبی ممکن است با پلاستیک ها یا سایر مواد بسته بندی ترکیب شوند. آنها می توانند در سطح، داخل ساختار یا مجاور محصول باشند، اما نباید با مواد بسته بندی واکنش متقابل دهند.

بسته بندی هوشمند(۷۹)

بسته بندی هوشمند تغییر در داخل بسته یا محیط خارجی را حس کرده و به صورت سیگنال های دیداری، شنیداری یا الکترونیکی در می آورد. آزمون حداکثر درجه حرارت(۸۰)؛ تلفیق گر زمان/ درجه حرارت(۸۱)، که ممکن است با مدت زمان نگهداری همبستگی داده شود؛ و سنسور های مکانی(۸۲)، هدف عمده و رایج شناسایی رادیو فرکانسی(۸۳)، مثال هایی از بسته بندی هوشمند تجاری رایج می باشند.
بسته بندی هوشمند همچنین می تواند به محاسبه سن محصول داخل بسته یا شناسایی محصول با هدف کنترل پختن/ گرم کردن مجدد در مایکروویو یا سایر وسایل خانگی حرارت دادن غذا کمک کند.
این تکنولوژی در شناسایی و تعیین مقدار گاز هایی مانند: اکسیژن، دی اکسید کربن و اتیلن قابل استفاده می باشد. در تئوری، حداقل، وضعیت میکروبیولوژیکی از نقطه نظر بار کلی(۸۴) یا حتی حضور یک بیماری زا، ممکن است از طریق بدی فرآورده های نهایی ناشی از فساد میکروبیولوژیکی مثل آمین ها و/ یا سولفید ها که قابل اندازه گیری می باشند، مشخص گردد. سرانجام، کیفیت محصول غذایی با اندازه گیری مستقیم یا استنباط به صورت سیگنال در می آید.
امروزه اطلاعات مورد نیاز برای خرده فروشی مثل کنترل صورت موجودی (سیاهه)(۸۵)، نمایش قیمت و تغییر آن و بررسی اتوماتیک، کارکرد های بسته بندی هوشمند تقریبا تجاری هستند. موارد دیگری که باید به همراه این نوع بسته بندی واکاوی شوند، عبارتند از: صحت اطلاعات، تکرار پذیری، تفسیر اطلاعات توسط گیرنده، کاربرد اطلاعات توسط گیرنده و هزینه اطلاعات تولید شده. در آینده شاید تبدیل اطلاعات به بسته بندی فعّال، یعنی کنترل کارکرد بسته بندی، امکان پذیر باشد.

تکنولوژی های نگهداری غیر حرارتی

تکنولوژی های غیر حرارتی، روش های نگهداری مواد غذایی هستند که در آنها حرارتی اعمال نشده یا مقدار آن حداقل است. با این تکنیک ها دستیابی به استریلیزاسیون میکروبی مشکل بوده و از این رو برای کاهش تعداد میکروب ها استفاده می شوند. گاهی این روش ها به کنترل میکروب های پاتوژن کمک می کنند؛ و معمولا باعث تخریب آنزیم ها نشده و فعّالیت بیو شیمیایی با هیچ یک از تکنولوژی های عمده غیر حرارتی کنترل نمی گردند.
نگهداری غیر حرارتی را می توان با فرآوری حرارتی حداقّل یعنی گرمای ملایم ترکیب کرد تا سطح مناسبی از نگهداری به خصوص برای توزیع سرد(۸۶) ایجاد شود. کاهش مشخص اثرات مضر فرآوری حرارتی روی کیفیت و افزایش مدت زمان نگهداری(۸۷) از جمله فواید تکنولوژی های غیر حرارتی می باشد. معمولا با توزیع این گونه محصولات در دمای پایین کیفیت بهتر حفظ می گردد (جدول ۲-۳).
قدیمی ترین و عمومی ترین تکنولوژی نگهداری غیر حرارتی، تشعشع یونیزه (۸۸) است که گاهی به آن پاستوریزاسیون سرد(۸۹) هم گفته می شود. اهداف این فرآیند شامل: پاستوریزاسیون، کاهش پاتوژن، کاهش حشره و در برخی مواقع استریلیزاسیون سطح مواد بسته بندی و در دوز های خیلی بالا استریلیزاسیون غذا می باشد.

جدول۲-۳: تکنولوژی های نگهداری غیر حرارتی
***
• تشعشع یونیزه
* گاما
* اشعه X
* پرتو الکترون
• فرآوری فشار بالا یا فشار بسیار بالا
• پالس الکتریکی
• نور الکتریکی پالسی با شدت بالا (قوی)
• اولتراسونیک
• میدان های مغناطیسی نوسان کننده
***
هزینه های عملیاتی ، احساس مصرف کننده (که عمدتاً منفی است)، بر هم کنش مواد بسته بندی (که ممنوعیت قانونی را به دنبال دارد)، اثرات ثانویه زیان آور مانند عطر و طعم و/ یا ارزش تغذیه ای غذا و محدودیت های قانونی عمومی ترین چالش های تشعشع یونیزه می باشند. نکته قابل توجه این است که نمی توان بر رایج ترین ترس مصرف کنندگان یعنی تشعشع از غذا غلبه کرد (جدول ۲-۴).

جدول۲-۴: انواع اشعه یونیزه
***
• تشعشع نفوذی
* اشعه گاما از فروپاشی ایزوتوپی مانند کبالت ۶۰ یا سزیم ۱۳۷
* اشعه X (کنترل شده توسط اپراتور)
• نفوذ پایین
* پرتو الکترون (کنترل شده توسط اپراتور)
* فرا بنفش – تنها اثر سطحی
***
فشار بسیار بالا(۹۰) با هدف کاهش میکروبیولوژیکی، بهبود کارکرد غذا و بافت دهی(۹۱) به کار می رود. همچنین ثابت شده است که UHP اغلب به فرآوری غذا کمک می کند که نمونه ای از آن باز کردن پوسته صدف خوراکی(۹۲) و حلزون(۹۳) است. مشکلات این تکنولوژی تجهیزات سرمایه ای(۹۴) و هزینه های متغیر می باشد. تجهیزات مداوم باید هنوز مورد بررسی های مهندسی قرار بگیرند و از اینرو این فرآیند سریع نبوده و خروجی زیادی ندارد.
هدف میدان الکتریکی پالسی(۹۵) افزایش مدت زمان نگهداری سرد برای سیالات غذایی یکنواخت است. PEF تغییرات کیفی کمی در مایعات ایجاد می کند، اما برای غذا های دانه ای مناسب نیست. نور پالسی با شدت بالا قادر به حذف آلودگی سطحی و ضد عفونی کردن محصولات شفاف مثل آب می باشد.
اولترا سوند می تواند مدت زمان نگهداری را طولانی تر کند، اما برای غذا های دانه ای(۹۶) مناسب نیست. تکنولوژی های غیر حرارتی معمولا یک روش عملی نگهداری غذا می باشند. مسائل اقتصادی یعنی سرمایه گذاری عمده اولیه، هزینه های متغیر و/ یا سود و ضرر، حتی در تئوری مورد تردید هستند.
ما آگاهی کاملی در مورد اثرات ثانویه مثل مواد شیمیایی تولید شده جدید و فشار های القا شده در مواد و ساختار های بسته بندی که صراحتاً برای تشعشع یونیزه و UHP شناسایی شده است، نداریم. امروزه تکنولوژی های غیر حرارتی نگهداری، کاربرد تجاری نسبتا کمی دارند. در مورد تشعشع یونیزه که چند دهه سابقه فروش تجاری دارد، مقاومت مصرف کننده و نگرانی های ایمنی واقعی یا تصور شده(۹۷) و نیز مسائل اقتصادی وجود دارد. تکنولوژی UHP که یک روش غیر حرارتی موفق است، محصولاتی با کیفیت خیلی بالا، مثل گواکامول(۹۸)، سس مکزیکی، نوشیدنی حاوی شیر(۹۹) ، نوشیدنی های میوه(۱۰۰) و وعده های آماده(۱۰۱) برای توزیع سرد(۱۰۲) تولید می کند، اما متاسفانه هنوز کاربرد تجاری نسبتا محدودی دارد. با ترکیب تکنولوژی های نگهداری کاربرد های تجاری بیشتری به صورت فرآوری حداقل(۱۰۳)، تکنولوژی های هاردل(۱۰۴)، توسعه اتمسفر اصلاح شده/ کنترل شده/ با اکسیژن کاهش یافته و ارتباط با بسته بندی مانند اسپتیک و ESL ایجاد می شود.

فصل مشترک(۱۰۵) بسته بندی و فرآوری غیر حرارتی

حفظ کیفیت و ایمنی به کیفیت اولیه محصول غذایی، شرایط توزیع و بسته بندی بستگی دارد تا از آلودگی مجدد میکروبی جلوگیری و انتقال بخار آب و اکسیژن را کنترل کند.
در فرآوری غیر حرارتی پس از بسته بندی، انتقال غذا به داخل بسته باید با روش های اسپتیک یا راه های دیگر تحت اکسیژن کاهش یا افزایش یافته صورت گیرد. دربندی نفوذ نا پذیر(۱۰۶) که قبل از فرآیند انجام می شود باید در طول تیمار و توزیع حفظ شود. فرآیند غیر حرارتی قبل از دربندی بدون درز نیز در داخل بسته بندی امکان پذیر است.
سوالاتی که امروزه مطرح هستند عبارتند از: چرا ترکیب بسته بندی فعّال و فرآوری غیر حرارتی جالب توجه است؟ چه چیز این علایق را جلو می برد؟ و چگونه ساختار های بسته بندی فعّال تحت تاثیر تکنولوژی های غیر حرارتی قرار می گیرد؟
تلاش می شود تا سطوح مشترک آشکار و مختلف بسته بندی فعّال و فرآوری غیر حرارتی تشریح شود.

بسته بندی فعّال: کنترل رطوبت

تشعشع یونیزه احتمالاً اثرات مضری بر ترکیبات فعّال پَد (۱۰۷)های خشک کننده و جاذب دارد. همچنین تشعشع، تخلیه مایع یا آب کندانس ناشی از رطوبت نسبی را تحت تاثیر قرار می دهد. رادیکال های آزاد تشکیل شده دارای اثرات میکروب کشی(۱۰۸) ثانویه، همچنین افزایش یا کاهش اثرات بیو شیمیایی مضر می باشند. افزایش اثرات میکروب کشی بر روی پالایش گر ممکن است در یک طرف تمرکز یابد. در کاربرد UHP اثر افزایش یا کاهش مقدار آب قابل اندازه گیری نیست. آیا ممکن است UHP ترکیب فعّال پد جاذب یا خشک کننده را تحت تاثیر قرار دهد؟ بر هم کنش کم یا غیر محسوسی با PEF گزارش شده است؛ زیرا این فرآیند پیش از بسته بندی با نور پالسی با شدّت بالا انجام می گیرد.

گیرنده ها/ جاذب های اکسیژن

تشعشع یونیزه می تواند روی گیرنده ها شامل آهن فرو، هیدرو کربن های غیر اشباع یا پلی آمید ها موثر باشد. این تاثیر بسته به غلظت های مختلف اکسیژن متفاوت است. اثرات ثانویه ممکن است زیاد شود و در صورت افزایش مقدار اکسیژن، اکسیداسیون بیو شیمیایی محصول افزایش یابد.
هیچ گزارشی در مورد اثرات فرآوری UHPبر سیستم های گیرنده اکسیژن ذکر نشده است. از طرف دیگر آیا ممکن است که گیرنده های اکسیژن بر کارایی UHP تاثیر گذار باشند؟ حذف اکسیژن به توسعه دوره نگهداری بیو شیمیایی طی توزیع کمک می کند.

تشعشع یونیزه

افزایش مقدار تشعشع یونیزه احتمالا واکنش های مضّر بیو شیمیایی و تولید ازون به همراه اکسیژن فعّال را زیاد می کند که اثر منفی روی محصول غذایی می گذارد. از طرف دیگر شاید اثرات کشندگی میکروبی افزایش یابد.
UHP احتمالا هیچ بر هم کنش مستقیمی با بسته بندی حاوی اکسیژن بالا ندارد. ضمنا مقدار زیاد اکسیژن دوره نگهداری بیو شیمیایی را کوتاه می کند.

کنترل CO۲: تشعشع یونیزه و UHP

آیا مقدار زیاد دی اکسید کربن به جلوگیری از اثر اکسیداسیون، احتمالا فقط با جانشین اکسیژن شدن، کمک می کند؟ آیا CO۲ بالا اثر ضد میکروبی را احتمالا فقط با کاهش pH تکمیل می کند؟ اگر CO۲ اثرات فوق را داشته باشد، اثرات کاهش میزان آن چه هستند؟ آیا دی اکسید کربن اثرات میکروب کشی UHP را تکمیل یا تضمین می کند؟

مواد ضد میکروبی

آیا تشعشعات یونیزه اثرات مواد ضد میکروبی را توسعه داده، متوقف کرده یا با آن تداخل می کند؟ آیا ممکن است تشعشع یونیزه حرکت یا نفوذ مواد ضد میکروبی را کاهش دهد؟ آیا فرآوری UHP اثرات ضد میکروبی را از طریق تسهیل حرکت مواد ضد میکروبی یا اصلاح ساختار محصول غذایی برای تسهیل حرکت کامل می کند؟ یا ممکن است فرآوری UHP با کاهش مهاجرت مواد ضد میکروبی در اثرات آنها تداخل ایجاد کند؟

بسته بندی تحت اتمسفر اصلاح شده/ اکسیژن کاهش یافته

بسته بندی تحت اتمسفر اصلاح شده/ اکسیژن کاهش یافته(۱۰۹) یک فرآیند غیر حرارتی جدید نیست. این دو در ترکیب با یکدیگر و به تنهایی، کاربرد گسترده ای در افزایش مدّت زمان نگهداری سرد مواد غذایی تازه یا با فرآوری حداقل مانند: محصول تازه، گوشت تازه، ماهی، محصول و ... دارند. در MAP/OR اغلب از ساختار های بسته بندی با نفوذ پذیری گاز (اکسیژن) کنترل شده استفاده می شود تا به عملکرد بهینه یا تقریبا بهینه دست یافت.
MAP/OR توسط بسته بندی فعّال مثل کنترل رطوبت در ساختار بسته بندی قابل گسترش است. MAP در محصولات آبدار(۱۱۰) بهترین عملکرد را دارد. در رطوبت زیاد احتمال رشد سطحی میکروب ها بیشتر است و ازا ین رو MAP کارایی بیشتری نشان می دهد. کنترل اکسیژن عموما به عبور حجم کنترل شده ای از هوای اتمسفری و تضمین مقدار مشخصی از اکسیژن داخل بسته نیاز دارد.
کنترل CO۲ اغلب برای کمک به کارکرد MAP به تولید CO۲ نیاز دارد. بسته بندی فعّال می تواند تا اندازه ای نسبت CO۲ به اکسیژن را به منظور بهینه کردن اثر MAP کنترل کند. حذف CO۲ اضافی در بعضی موارد اثرات مضر ثانویه را کاهش می دهد.
MAP/OR ممکن است اثرات کشندگی/ بازدارندگی(۱۱۱) میکروبی مواد ضد میکروبی را افزایش دهد. اثرات ضد میکروبی MAP که به همه جای محصولات نفوذ می کند مکمل مواد ضد میکروبی تماسی است. تغییر مواد ضد میکروبی کنترل کننده pH با عملکرد MAP توسعه می یابد.

تکنولوژی هاردل(۱۱۲)

در صورت استفاده از حرارت کم یا حداقل، تکنولوژی هاردل را می توان جزیی از فرآیندهای کلاسیک غیر حرارتی در نظر گرفت. به ترکیب چند تکنولوژی در مقادیر پایین و استفاده از اثر سینرژیستی آنها برای دستیابی به حداکثر نگهداری مواد غذایی، هاردل گفته می شود. سینرژیسم می تواند از بسته بندی فعّال مشتق شود.

بسته بندی هوشمند(۱۱۳)

آیا ممکن است نشانگر های درجه حرارت(۱۱۴) حداکثر با تشعشع یونیزه یا فرآوری UHP تداخل کنند؟ با استفاده از تلفیقگر های زمان / درجه حرارت، احتمال نسبتا زیاد تداخل با تشعشع یونیزه یا فرآوری فشار بالا حتی در نقطه گسیختگی عنصر فعّال وجود دارد.

ابزار های شناسایی رادیو فرکانسی(۱۱۵)

RFID برای نشان دادن بسیاری از متغیر ها مثل مکان، فعّالیت / محتوای میکروبیولوژیکی، و/ یا ارزش های کیفی، پیشنهاد و حتی استفاده شده است. به دلیل اینکه RFID به سیگنال های الکتریکی حساسی بستگی دارد، احتمال نسبتاً زیادی برای تداخل یا حتی گسیختگی توسط اشعه یونیزه یا فرآوری فشار بالا (یا در آن مورد، حضور رطوبت) وجود دارد.

نتیجه گیری

بعضی از بسته بندی های فعّال احتمال بیشتری برای کاربرد گسترده تر در کنترل رطوبت و اکسیژن و تولید دی اکسید کربن دارند و کاربرد آن در بسته بندی های ضد میکروبی و خود گرم کن(۱۱۶) امید بخش است.
اکثر بسته بندی های هوشمند امکان کاربرد تجاری در تلفیق زمان / درجه حرارت به عنوان جانشینی برای تعیین مدت زمان نگهداری، در شاخص های مکانی جهت کنترل صورت موجودی، در علامت دهنده های قیمت(۱۱۷)، در کنترل فر مایکروویو و در نتیجه تبدیل به بسته بندی فعّال دارند.
انتظار می رود که فرآوری UHP کاربرد گسترده تری در فرآورده های غذایی با ارزش بالا داشته باشد، تا غذا های سرد خانه گذاری شده با کیفیت بهتری ایجاد کنند. کاربرد تکنولوژی هاردل به دلیل قابلیت کمّی شدن بیشتر باید افزایش یابد. MAP/OR از موقعیت کنونی به وضوح به رشد خود ادامه خواهد داد.
بسته بندی MAP به همراه کنترل اکسیژن/ دی اکسید کربن ، فواید سینرژیستی مهمّی ایجاد می کند. ترکیب های عمده بسته بندی فعّال و نگهداری غیر حرارتی امکان پذیر است. روابط منطقی بین تکنولوژی های هاردل و بسته بندی فعّال وجود دارد. سایر ارتباطات بسته بندی فعّال و هوشمند و فرآوری غیر حرارتی خیلی آشکار نیست. به نظر می رسد بعضی از پیوند ها، تداخل های متقابل داشته باشند. پیوند های اجباری بسته بندی فعّال و نگهداری غیر حرارتی نیاز به توجه دارد.

روند آتی

کنترل جامع تر اکسیژن کاهش یافته، مواد ضد میکروبی با عملکرد بهتر و اثرات ثانویه کمتر و منبع دی اکسید کربن پایدار از جمله نیاز های بسته بندی فعّال می باشند.
احتیاجات بسته بندی هوشمند، سنسور های تحریک کننده RFID و ابزار های RFID با حسّاسیت محیطی کمتر است. در فرآوری غیر حرارتی، تشعشع یونیزه باید اثرات جانبی ثانویه مضر کمتری تولید کند که شاید از طریق به کار گیری گیرنده های رادیکال های آزاد امکان پذیر باشد. UHP به فرآیند مداوم با زمان کوتاه تر و/ یا فرآیند خارج از بسته پیش از بسته بندی اسپتیک نیاز دارد. در تکنولوژی هاردل اندازه گیری کمّی اثرات برای تسهیل کاربرد هر جزء آن مورد احتیاج است.
نیاز ها (تمایلات) فصول مشترک فرآوری غیر حرارتی- بسته بندی شامل عناصر بسته بندی فعّال می شوند که راه حل هایی برای مشکلات فرآوری غیر حرارتی پیشنهاد می کند؛ مانند گیرند ه های رادیکال های آزاد فعّال در ساختار های بسته بندی برای تشعشع یونیزه، حذف اکسیژن در ساختار های بسته بندی و کاهش آن به نزدیک صفر، سیستم های آزاد سازی مواد ضد میکروبی حساس به فشار بالا/گیرنده های اکسیژن و غلظت بیشتر عناصر بسته بندی فعّال و ساختار های کانالی.
قابلیت ترکیب بعضی فرآیندهای غیر حرارتی و بسته بندی های فعّال و هوشمند و استفاده از اثرات سینرژیستی آنها بسیار زیاد است و احتمالاً در آینده نزدیک امکان پذیر می گردد.

منابع

1. Brody, Aaron L., E. R. Strupinsky, and Lauri R. Kline. 2002. Active Packaging for Food Applications. CRC Press, Boca Raton, FL.
2. Cha, Dong, and Manjeet Chinnan. 2004. Biopolymer-based antimicrobial packaging: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 44: 223–237.
3. Han, Jung, 2005, Innovations in Food Packaging, Elsevier, Amsterdam.
4. Miltz, Joseph. 2004. Presentation at BARD International Workshop on Active and Intelligent Packaging, Sheperdston, WV.
5. Versteylen, Sayandro. 2005. Presentation at Food Processors Association Meeting on Active Packaging, Chicago, IL.

نظرات کاربران درباره کتاب بسته بندی مواد غذایی فرآوری شده به روش های غیرحرارتی