بسته بندی هوشمند مواد غذایی

بسته بندی در کشورهای صنعتی نه تنها نگهداری از ماده غذایی را برعهده دارد بلکه ظاهر زیبایی هم باید داشته باشد، زیرا بسیاری از مشتریان در حال خرید تصمیم می گیرند که کدام بسته و محصول را در سبد خود قرار دهند. بسته بندی هوشمند مواد غذایی یکی از موارد حائز اهمیت در صنعت غذایی است که در برخی مواقع کمتر به آن توجه می شود.

بسته بندی مدرن مواد غذایی، به عنوان محصول صنعتی شدن و شهرنشینی از قرن 19 میلادی توسعه یافته است. ژاپن اولین کشور برای راه اندازی و استفاده از بسته بندی های هوشمند در اواسط سال 1970 میلادی است. درحالی که ایالات متحده و اروپا در اواسط سال 1990 میلادی از آن ها استفاده کردند.

- بسته بندی هوشمند

بسته بندی هوشمند مواد غذایی یک سیستم خلاقانه و مدرن است که قادر به انجام وظایفی مانند تشخیص، سنجش، ضبط، ردیابی، برقراری ارتباط و استفاده از منطق علمی به منظور تسهیل تصمیم گیری به گسترش عمر مفید محصول، افزایش ایمنی، بهبود کیفیت، ارائه اطلاعات و هشدار در مورد مشکلات احتمالی می­باشد. هم چنین می تواند در بهبود سیستم های HACCP و QACCP به کار رود.

*انواع ابزارهای به کار رفته در بسته بندی هوشمند مواد غذایی

1-  سنسورها

2-  شناساگرها

3- شناساگرهای فرکانس رادیویی (RFID)

1) سنسورها: سنسورها ابزارهایی هستند که برای تشخیص، ردیابی یا گیرنده سیگنال های مهم برای شناسایی و اندازه گیری خواص فیزیکوشیمیایی استفاده می شوند و شامل دو قسمت گیرنده و مبدل هستند.

- انواع سنسورها

1-سنسورهای زیستی یا (Biosensors )

برای تشخیص، ضبط، انتقال اطلاعات مربوط به واکنش های بیولوژیکی استفاده می شود. شامل یک قسمت مبدل و یک قسمت گیرنده زیستی اند که گیرنده های زیستی آنالیت ( ماده مورد تجزیه ) هدف را تشخیص می دهند و مبدل، سیگنال های بیوشیمیایی را به پاسخ های الکترونیکی قابل اندازه گیری تبدیل می کند. گیرنده های زیستی ممکن است مواد آلی یا بیولوژیکی مانند هورمون ها، آنزیم ها، آنتی ژن، اسید نوکلوئیک و ... باشد. مبدل ها در اشکال نوری، صوتی یا الکتروشیمیایی می باشند.

2-سنسورهای گازی یا ( gas Sensors )

 سنسورهای گازی برای تشخیص وجود گاز در بسته بندی محصول مورد استفاده قرار می گیرند. اگر کیفیت محصول در طول ذخیره سازی ،حمل و نقل ، عمده فروشی مواد غذایی و یا خرده فروشی تا مصرف، غیر قابل قبول باشد معمولاً در طی یک تغییر رنگ توسط شاخص های هوشمند نشان داده می شود که خواندن و تفسیر آن توسط مصرف کنندگان آسان است.

انواع سنسور های گازی:

شامل سنسورهای اکسیژنی ، کربن دی اکسیدی ، بخارآب و ... هستند. این سنسورها برای تشخیص کیفیت محصول،  با اندازه گیری گازهایی مانند هیدروژن سولفید، کربن دی اکسید و مواد فرار مانند دی استیل ها ، آمین ها ، آمونیاک و هیدروژن سولفات که در اثر کهنگی محصولات غذایی تولید می شوند عمل می کنند. سنسور Ripesense که توسط دانشمندان نیوزلندی ارائه شده، مصرف کننده را قادر به انتخاب بهترین میوه به انتخاب خود می کند.

همبستگی خوبی بین میزان عطر و بوی تولید شده و نرم شدن میوه ها وجود دارد به طوری که میوه نرم و رسیده،  تولید عطر و بوی بیشتری می کند و سنسور تغییر رنگ می دهد. مثلاً نشانگر قرمز نشان دهنده نارس بودن میوه  و یا تغییر رنگ از نارنجی به زرد زمانی است که محصول بسیار رسیده است.

 *( Electronic  Printed)

یک فناوری در حال ظهور که روی سوبستراهایی با قابلیت انعطاف و با استفاده از جوهر الکتریکیست که دارای ویژگی منحصر از قبیل وزن سبک، قابلیت خم شدن، جمع شدن، تا شدن و حمل و نقل آسان می باشد.

3-سنسورهای شیمیایی ( Chemical Sensors )  

 یک ترکیب شیمیایی که توانایی تشخیص حضور، فعالیت، میزان غلظت یک ماده شیمیایی یا گاز خاص از طریق جذب سطحی را دارد. حضور ماده شیمیایی خاص تشخیص و توسط مبدل به سیگنال تبدیل می شود. سنسورهای مبتنی بر نانو می توانند برای تشخیص عوامل بیماری زا، آلاینده های شیمیایی، فساد ماده غذایی و تغییرات محصول به کار روند. پیشرفت های اخیر در سنسورها سبب استفاده از مبدل های نوری شده است که نیازی به برق ندارند و با استفاده از اشعه UV از فواصل دورتر نیز قابل خواندن هستند.

4- Electronic Nose

نوع دیگری از سنسورها هستند که با تقلید از سیستم بویایی پستانداران طراحی شده و توانایی شناسایی و طبقه بندی بوهای موجود در ماده غذایی را دارند و پاسخ منحصر به فردی برای هر عطر یا بویی را تولید می کند. در یک مقایسه تحلیلی بین E_Nose  با روش های میکروبیولوژیکی نتایج نشان دادند که E_Nose  به راحتی قادر به تشخیص بسته بندی مرغ درحال فساد با مرغ تازه است.

2)شناساگرها ( INDICATORS)

شناساگرها را می توان به عنوان موادی تعریف کرد که حضور، عدم حضور، غلظت مواد یا درجه واکنش بین دو یا چند ماده را با یک مشخصه ویژه مثلا تغییر رنگ نشان می دهند.

1-شناساگر تازگی محصول Freshness) Indicators)

اطلاعاتی  مربوط به کیفیت محصول در نتیجه رشد میکروبی،  واکنش بین متابولیت های رشد میکروبی و شناساگرهای داخل بسته بندی یا تغییرات شیمیایی را فراهم میکند. از معایب این شناساگرها (بر پایه تغییرات رنگ) تغییر رنگ هایی است که نشان دهنده زوال و افت کیفیت محصول است در حالی که وجود برخی از متابولیت ها لزوماً نشانه کیفیت پایین نیست.

2-شناساگر زمان_ دما Time Temperature Indicators (TTI)

 شناساگرهایی که در طول زمان با قرار گرفتن در معرض دما تغییر رنگ (با دیگر مشخصه های فیزیکی ) را نشان داده و نشانه های بصری از تاریخچه دما در طول توزیع و ذخیره سازی را ارائه می دهند. در آلمان برچسبی تولید شده که به درجه حرارت حساس است و براساس جوهر Benzylpyridines که با نور UV فعال شده باعث می شود به رنگ آبی تیره درآید. با گذشت زمان و افزایش دمای محیط زمانی که رنگ فعال شده کم رنگ تر می شود نشان می دهد که محصول به پایان عمر خود رسیده است.

3-شناساگرهای رنگی

از شناسانگرهای رنگی برای توسعه و ارتقا سنسورها جهت شناسایی آمین های فرار در ماهی و گوشت و مرغ میتوان استفاده کرد. شناساگرهای بر پایه متیل قرمز، غشای سلولوزی کورکومین، غشای سلولوزی باکتریایی که در طی فساد ماهی به آمین های فرار آزاد شده ، پاسخ می دهند.

3) شناسایی فرکانس رادیویی  (RFID)

تکنولوژی شناسایی اتوماتیک که از سنسورهای وایرلس برای شناسایی ویژگی های محصول و جمع آوری اطلاعات بدون دخالت انسان استفاده می کند. این فناوری از طریق اتصال به یک محصول به طوری که آن را شناسایی و ردیابی کرده و به طور معمول در بسته بندی های ثانویه (لایه های بالاتر بسته بندی اصلی که در ارتباط مستقیم با محصول نیست مانند کارتون ها، جعبه ها، برچسب ها و ...) اعمال می شوند.