انقلاب نانوتکنولوژی در صنایع غذایی: بسته‌بندی‌های هوشمند و ماندگاری بیشتر

از زمان های قدیم، نانو مواد به طور طبیعی پیاده سازی شده اند و همچنین به طور عمدی توسط انسان به آنها اضافه شده است. آنها یا از منابع مواد طبیعی یا از منابع مواد مهندسی شده نشات می گیرند. به عنوان مثال، در حیوانات، اجزای نانومتری مانند میسل های کازئین که در شیر تولید می شوند، ابعادی از 300 تا 400 نانومتر را نشان می دهند، در حالی که در گیاهان آنها نانوساختارهای پکتین را در میوه ها دارند که طول زنجیره پلیمر آنها حدود 100 تا 400 نانومتر است. از سوی دیگر، صنعت غذایی شاهد توسعه انواع مختلف نانو مواد مهندسی شده است. به عنوان مثال، دانه های نمک نانومتری برای کاهش مصرف نمک با افزایش سطح آن توسعه یافتند. در نتیجه، مقدار کمی نانوسالت ممکن است همان طعم اصلی شور را به انسان ها بدهد. آنها برای افزودن مواد مغذی به غذا، نوشیدنی و مکمل ها بدون تغییر طعم یا ظاهر آنها استفاده می شوند. علاوه بر این، یکی از مزایای اصلی نانومواد این است که آنها همچنین به عنوان حامل برای ویتامین ها یا مواد معدنی از طریق فرآیند کپسوله سازی عمل می کنند. نانوکپسول ها از قبل ویتامین ها را از طریق معده انسان از طریق جریان خون منتقل می کنند .

گزارش شده است که نانو مواد با سدهای بسته بندی قوی تر، کیفیت مواد غذایی را در حین حمل و نقل حفظ می کنند، طراوت میوه ها و سبزیجات را در طول انبارداری طولانی تر می کنند و گوشت یا مرغ را از میکروب های بیماری زا محافظت می کنند. بنابراین، به دلیل خواص سدّی، مکانیکی و مقاومت در برابر گرما، آنها یک راه حل جایگزین جدید برای افزودنی ها برای بهبود خواص پلیمری مواد بسته بندی مواد غذایی را نشان می دهند.

مواد مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی

بسته بندی یک جزء کلیدی در هر مرحله از صنعت غذایی است، اما نفوذ پذیری آن عیب اصلی در مواد بسته بندی مواد غذایی سنتی است زیرا هیچ ماده بسته بندی وجود ندارد که به طور کامل در برابر جو و بخار آب مقاوم باشد. علاوه بر این، شرکت کنندگان به همراه زنجیره تامین مواد غذایی به دنبال جایگزین های بسته بندی مواد غذایی مقرون به صرفه، نوآورانه، سازگار با محیط زیست و منابعی هستند تا از کیفیت مواد غذایی بسته بندی شده محافظت و نظارت کنند. این امر تنها با تعهد به ایمنی مواد غذایی، کیفیت و دوام آن امکان پذیر است. در نتیجه، چندین عامل اصلی محرک کشف مداوم مواد بسته بندی مواد غذایی نوآورانه  هستند که تسهیل در جابجایی، حمل و نقل و محافظت در برابر آلودگی های زیست محیطی را تسهیل می کنند. آنها همچنین بر تقاضای فزاینده مصرف کنندگان برای محصولات غذایی مغذی و با کیفیت بالا تاثیر می گذارند. تا کنون، استفاده حداکثری از پلاستیک، شیشه و فلز در کاربردهای بسته بندی به عنوان مواد غیرقابل تجزیه زیستی عمل می کند که نگرانی هایی را در مورد آلودگی جو ایجاد کرده است و در نتیجه یک مشکل جدی برای محیط زیست جهانی را نشان می دهد. در نتیجه، برخی از مواد بیونانوکامپوزیت را می توان با ویژگی های عملکردی مختلفی که در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شوند، توسعه داد. این رشد بسته بندی سبز، از جمله عصاره های گیاهی، مواد خوراکی قابل تجزیه زیستی و مواد نانوفوم، پتانسیل کاهش اثرات زیست محیطی منفی را ایجاد کرده است. محصولات مورد استفاده برای بسته بندی مواد غذایی در زیر آورده شده است:

بیوپلیمرها

بیوپلیمرها به عنوان مواد بسته بندی تجدید پذیر و جایگزین برای پلیمرهای مبتنی بر نفت، از جمله پلی ساکاریدها (نشاسته و مشتقات سلولز، کیتوزان و آلژینات ها)، لیپیدها (موم زنبور عسل و کارنوبا، و اسیدهای چرب آزاد)، پروتئین ها (کازئین، آب پنیر و گلوتن)، پلی هیدروکسی بوتیرات ها (PHB)، پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی کاپرولاکتون (PCL)، پلی وینیل الکل (PVA)، پلی بوتیلن سوکسینات و مخلوط های بیوپلیمری آنها معرفی شده اند. با توجه به توسعه پیش سازها، اسید گلیکولیک، پلی گلیکولیک اسید (PGA) به طور خاص از طریق مسیر متابولیکی طبیعی مورد توجه قرار گرفته است. استحکام مکانیکی و خواص سدهای اکسیژن و رطوبت آنها را می توان برای کاربردهای بسته بندی بر اساس ترکیب و پردازش کارآمد تطبیق داد. بیشتر بیوپلیمرها به دلیل وزن مولکولی نسبتا زیاد، ویسکوزیته، آبگریزی، فعالیت تبلور، شکنندگی یا ماهیت ذوب شدن آنها می توانند در جابجایی آنها مشکل ایجاد کنند که می تواند استفاده صنعتی حداکثری آنها را به تاخیر بیندازد. در نتیجه، به نظر می رسد که در ترکیب با سایر بیوپلیمرها، نرم کننده ها و سازگار کننده ها موثر است. با این وجود، خواص سدّی و سفتی/استحکام فیلم های بیوپلیمری بومی اغلب برای کاربردهای بسته بندی پایین تر است و باید با مکانیسم های پیوند یا پوشش دهی از طریق اتصال عرضی فیزیکی یا اصلاحات سطحی اصلاح شود.

کاغذ به عنوان مواد بسته بندی

کاغذ به طور معمول برای برچسب زدن مواد غذایی استفاده می شود. به طور کلی، به دلیل قیمت و وزن کم، در دسترس بودن گسترده، قابلیت چاپ و خواص مکانیکی قوی، انتخاب بسیار مناسبی به عنوان مواد بسته بندی به حساب می آید. عیب اصلی آن قرار گرفتن در معرض رطوبت و جذب رطوبت است. جالب اینجاست که محصولات کاغذی به طور فزاینده ای در ترکیب با یک لایه پوشش بیوپلیمری برای افزایش خواص سدّی، آبگریزی و عملکرد آنها مورد استفاده قرار می گیرند. این کار را می توان با درمان سطحی مخلوط بیوپلیمرها انجام داد.

شیشه و فلز به عنوان مواد بسته بندی

شیشه و فلز نیز به طور کامل در برابر گازها و بخارات مقاوم هستند و در نتیجه سدّی موثر برای تبادل مواد بین هوای داخل کیت و جو خارجی ایجاد می کنند. گازها و بخارات می توانند از طریق انتشار مولکولی یا از طریق منافذ و سوراخ های موجود در مواد بسته بندی حرکت کنند. بنابراین، پوشش ها با استفاده از رسوب لایه های اتمی، خواص سدّی مواد بسته بندی مبتنی بر زیستی را افزایش می دهند، در حالی که مقاومت در برابر رطوبت باید با درمان های سطحی آبگریز افزایش یابد.

نانومواد مورد استفاده در علوم غذایی :

این مقاله انواع مختلفی از نانومواد مورد استفاده در علوم غذایی را مورد بحث قرار می‌دهد، از جمله:

نانوذرات نقره : دارای خواص ضد میکروبی قوی هستند.

نانوذرات دی اکسید تیتانیوم : به عنوان افزودنی غذایی و برای بسته بندی ضد میکروبی استفاده می‌شوند.

نانوذرات اکسید روی : برای بسته بندی ضد میکروبی و نگهداری مواد غذایی استفاده می‌شوند.

نانولوله‌های کربنی : برای بهبود خواص سد مواد بسته بندی استفاده می‌شوند.

نانوذرات خاک رس : برای افزایش استحکام مکانیکی و خواص سد مواد بسته بندی استفاده می‌شوند.

مزایای استفاده از نانوتکنولوژی در مواد غذایی 

افزایش در دسترس بودن مواد مغذی

نانومواد می‌توانند در دسترس بودن مواد مغذی در غذا را بهبود بخشند و باعث جذب آسان‌تر آنها توسط بدن شوند.

بهبود بافت و قوام

نانوتکنولوژی می‌تواند اندازه ذرات، توزیع اندازه و بار سطح مواد غذایی را تغییر دهد و منجر به بهبود بافت و قوام آنها شود.

کاهش طعم و بوی نامطبوع

نانومواد می‌توانند برای پوشاندن طعم و بوی نامطبوع در محصولات غذایی استفاده شوند.

نانوتکنولوژی در بسته بندی مواد غذایی:

افزایش ماندگاری

نانوذرات می‌توانند به عنوان عوامل ضد میکروبی عمل کنند و از فساد میکروبی جلوگیری کرده و ماندگاری محصولات غذایی را افزایش دهند.

بهبود خواص سد

نانوکامپوزیت‌ها می‌توانند خواص سد مواد بسته بندی را بهبود بخشند و از عبور اکسیژن، رطوبت و سایر گازها جلوگیری کنند.

بسته بندی هوشمند

نانوحسگرها می‌توانند در بسته بندی ادغام شوند تا وضعیت محصول غذایی را کنترل کنند و مصرف کنندگان را در مورد فساد یا آلودگی مطلع کنند.

به منظور بسته بندی محصولات غذایی، انتخاب دستگاه بسته بندی مناسب از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. شرکت استیل غرب آسیا طراح و سازنده دستگاههای بسته بندی بوده بصورت تخصصی در این زمینه فعالیت دارد. دستگاههای بسته بندی ما جهت بسته بندی محصولات در ظروف و یا پوشش های پلاستیکی کاربرد دارند، در این میان دستگاه بسته بندی نیمه اتوماتیک ، اتوماتیک و ترموفرمینگ به منظور بسته بندی داخل ظروف پلاستیکی و دستگاه بسته بندی وکیوم چمبر جهت بسته بندی داخل پوشش های پلاستیکی بکار می رود. 

پکن پک

استیل غرب آسیا با پشتوانه بیش از ۲۲ سال تجربه در صنعت ماشین آلات بسته بندی، به صورت تخصصی در حوزه طراحی و ساخت انواع ماشین آلات بسته بندی تری سیلر فعال می باشد.