بسته بندی هوشمند چیست؟

مقدمه: چرا بسته بندی مواد غذایی مهم است؟

بسته­ بندی مواد غذایی امری ضروری و فراگیر می­باشد، ضروری به دلیل اینکه بدون بسته­بندی سلامت و کیفیت ماده غذایی در معرض خطر قرار می­گیرد و مسأله­ای فراگیر است چرا که تمام مواد غذایی به طریقی بسته­ بندی می شوند. بسته ­بندی  نقش­های زیادی علاوه بر نگهداری بر عهده دارد. یکی از زمینه­های پویا در بسته بندی به فروش رسیدن مواد غذایی در بازار رقابتی است.

بسته ­بندی­های مدرن مواد غذایی به اوایل قرن نوزدهم میلادی برمی­گردد، زمانی که نیکلاس آپرت توانست قوطی کنسرو را ابداع نماید. در آغاز قرن بیستم مواد مختلف و متفاوتی در بسته بندی­های مواد غذایی معرفی شد مانند ترکیبات مومی و ترکیبات مرتبط با پایه نفتی که خصوصا در جریان جنگ جهانی دوم در بسته ­بندی مواد غذایی بکار گرفته شدند.

برای مدت طولانی بسته بندی نقشی فعال در فرآیند نگهداری و حفظ کیفیت مواد غذایی داشت. تغییرات ایجاد شده در روش­های فرآوری مواد غذایی و نیز تقاضای مصرف کننده مبنی بر استفاده از محصولی با سلامت بالاتر، کیفیت و زمان ماندگاری بالاتر زمینه را برای پیشرفت هرچه بیشتر این تکنولوژی فراهم کرد. امروزه مصرف­کننده مایل است از سلامت محصول و کیفیت مطلوب آن بدون بکارگیری، و یا با حداقل استفاده از افزودنی ­ها و نگهدارنده­ ها مطمئن شود که این خود نشاندهنده نقش بسیار مهم بسته ­بندی در حفظ کیفیت و سلامت غذا می باشد.

در ادامه توسعه صنعت بسته بندی، با گذشت زمان بیشتری از آغاز قرن بیستم، به تدریج ابداع بسته ­بندی­های جدیدی تحت عنوان بسته­ بندی فعال یا هوشمند با قابلیت­هایی نظیر کنترل اکسیژن، خواص ضدمیکروبی و کنترل کننده­های بو و آروما تحول شگرفی در زمینه تکنولوژی بسته ­بندی ایجاد کرد. با توجه به توضیحات ذکر شده بسته­بندی­های نوین از جمله بسته ­بندی فعال می توانند در رسیدن به این هدف مفید واقع شوند.

بسته ­بندی های نوین: فعال و هوشمند

بسته­ بندی­ های فعال(Active) یا هوشمند(Smart) در واقع به منظور نظارت و برقراری ارتباط بین اطلاعات پیچیده در مورد کیفیت مواد غذایی طراحی شده اند. از جمله­ مثال­های بسته­ بندی هوشمند می­توان به نشانگرهای رسیدگی، اندیکاتورهای زمان-دمایی[۱] و یا بیوسنسورها اشاره کرد. تجهیزات و وسایل هوشمند می­توانند داخل بسته جاسازی شوند و یا به صورت جداگانه به داخل یا خارج بسته­بندی نهایی ضمیمه شوند. از جمله مواردی که بکارگیری بسته ­بندی فعال می تواند مؤثر واقع شود در مورد افزایش نگهداری میوه­ها و سبزی­ها توسط خارج کردن و یا مهار گازهای حاصل از تنفس از فضای بسته ­بندی می­باشد.

واژه­ های مختلفی برای معرفی بسته ­بندی فعال در مقالات و کتب مختلف آورده ­شده ­است. همانند بسته ­بندی هوشمند و فعال (تعاملی). به منظور تعریف این موارد، گروهی دوازده نفره از متخصصان بخش­های صنعت و پژوهش در سالهای ۲۰۰۱-۱۹۹۹ گرد هم آمدند تا تعریف مشترکی از بسته ­بندی هوشمند در سیستم­های مطالعاتی اروپایی ارائه دهند که شامل بخش­های مختلفی همانند ارزیابی ایمنی، تأثیرگذاری، تأثیرات اقتصادی و زیست محیطی و نیز میزان پذیرش مصرف­کننده در مورد بسته­بندی­های فعال باشد. این پروژه تحت عنوان Actipak (اکتی پک) و به سرپرستی آقای Nico deKruijf صورت گرفت. تعریف پروژه Actipak (اکتی پک) از بسته­بندی فعال بدین صورت است:

• بسته­ بندی­ های فعال شرایط بسته مواد غذایی را به منظور افزایش عمر نگهداری یا بهبود ایمنی یا ویژگی­های حسی مواد غذایی، در حالیکه کیفیت آن نیز حفظ شود، تغییر می­دهند.
• سیستم­های بسته ­بندی هوشمند نشاندهنده شرایط بسته مواد غذایی هستند که حاوی اطلاعاتی درباره کیفیت ماده غذایی بسته­ بندی شده در طول حمل و نقل و یا انبارداری می باشند.

بسته ­بندی فعال با کنترل شرایط گازی داخل بسته به افزایش زمان نگهداری ماده غذایی کمک می­کند. به منظور ایجاد چنین خاصیت کنترل­کنندگی در بسته­بندی تعدادی مهارکننده یا جاذب گازهای نامطلوب و تعدادی ساطع کننده­های گازهای مورد نظر طراحی و ساخته شده اند.

یکی از تعاریف مهم و واضح در مورد بسته ­بندی فعال توسط Robertson ارائه گردیده، وی بسته­ بندی فعال را بدین شکل تعریف می­کند: بسته ­بندی است که در آن هر کدام از اجزاء تشکیل دهنده، به صورت هدفمند حاوی ترکیبی در داخل یا رو و یا در فضای آزاد داخل بسته­ است که عملکرد فعالانه و هوشمند سیستم بسته­ بندی را به اجرا می­گذارد.  از دیگر تعاریفی که برای بسته ­بندی فعال بیان شده به این صورت است که بسته­ بندی فعال اجازه می­دهد که بسته با ماده غذایی تأثیر متقابل داشته ­باشد و در واقع نقش دینامیک در نگهداری ماده غذایی ایفا می­کند.

پیشرفت تکنولوژی بسته ­بندی فعال در بسیاری زمینه ­ها شرایط را برای حفظ کیفیت ماده غذایی مهیا ساخته ­است، از جمله این موارد می­توان به تأخیر در اکسیداسیون، کنترل رسیدگی، کنترل رشد میکروبی و نیز کنترل مهاجرت و انتقال رطوبت اشاره کرد. دیگر فرآیندهای بسته ­بندی فعال شامل جاذب های دی اکسیدکربن  یا ساطع کننده­های آن و یا جاذب­های اتیلن و یا جاذب­های بوهای نامطبوع در بسته، یا جاذب­ های اکسیژن می باشد.

بسته بندی هوشمند جهت افزایش عمر مفید محصولات غذایی، هدف بسیاری از شرکت ها می باشد. این سیستم بسته بندی قادر خواهد بود پارگی ها و سوراخ های کوچک را با توجه به شرایط محیطی ) مانند تغییرات دما و رطوبت( ترمیم و مصرف کننده را از فساد ماده غذایی آگاه نماید. فناوری نانو می تواند در مواردی از جمله: افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها، افزایش ویژگی های دیواره ) مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و میکروبی(، افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد. امروزه بسیاری از کشورهای جهان به توانایی فناوری نانو در صنایع غذایی پی برده اند و در حال سرمایه گذاری قابل توجهی در این راه هستند. با افزایش تاثیرات فناوری نانو بر صنایع غذایی و ورود این محصولات به بازار مصرف، اهمیت سلامت این دسته از مواد غذایی بیشتر مطرح می شود. این نیاز، پذیرش فناوری نانو را در کاربردهای حسی، قوی تر خواهد کرد، و از همین راه می توان به سلامت مواد غذایی پی برد، مانند نوعی فناوری که نزدیک بودن تاریخ انقضای مواد غذایی را به خریداران و فروشندگان هشدار می دهد و هم چنین پوشش های ضد میکروبی جدید، پیشرفت چشمگیری در اطمینان از سلامت و امنیت غذاهای بسته بندی، داشته اند.

منابع

1. صداقت، ناصر، ۱۳۸۴، تکنولوژی بسته بندی مواد غذایی، انتشارات مرز دانش.
2. Brody, A., Strupinsky, ER., Kline, LR., 2001, Odor removers. In: Brody A, Strupinsky ER, Kline LR, editors. Active packaging for food applications. Lancaster, Pa.: Technomic Publishing Company, Inc. p 107–۱۷.
3. Brody, A. L., Bugusu, B., Han,H. J., Koelsch S., C.; H.McHungh, T.; 2008, Innovative Food Packaging Solutions, Journal Of Food Science, Vol. 73, Nr. 8; p: 107,108.
4. Kerry, J.P., O’Grady, M.N.,Hogan, S.A., 2006, Past, current and potential utilization of active and intelligent packaging systems for meat and muscle-based products: a review. Meat Sci 74:113–۳۰.
5. Ahvenainen, R., 2003, Novel food packaging techniques, Woodhead Publishing Limited,p: 5,6
6. Wilson, I. Charles, 2008, packaging system for preserving perishable items, United States Patent, Patent No.: US 7,387,205 B1
7. Robertson, G.L., 2006, Food Packaging – Principles and Practice. Second edition, CRC Press, Boca Raton, FL, USA.
8. Lewis H. Designing for sustainability. In Packaging for Sustainability, Verghese K, Lewis H, Fitzpatrick L (eds). Springer: London, 2012.
9. Lopez-Rubio, A., Almenar, E., Hernandez-Munoz, P., Lagaron, J.M., Catala, R., Gavara, R., 2004, Overview of active polymer-based packaging technologies for food applications, Food Rev Int 20(4):357–۸۷.
10. Twede, D., Selke SEM, 2005, Cartons, crates and corrugated board: handbook of paper and wood packaging technology. Lancaster, Pa.: DesTech Publications., P: 536.
11. Zagory, D., 1995, ‘Ethylene-removing packaging’, in Rooney M L, Active food packaging, London, Blackie Academic and Professional, 38–۵۴.
12. Zegzouti, H., 1997, Isolement de noveaux egal egales par l’éthylène chez la tomate (L. esculentum) par criblage de Cdna issus du “Differential Display”. PhD. Thesis, Institut National Polytechnique, Toulouse.