بخشی از مقاله
چکیده
هدف: بررسی انواع بسته بندی های ضد میکروبی، مکانسیم عمل هر یک از آنها در زمان تماس با ماده غذایی و همچنین روش های بهینه تولید بسته بندی های ضد میکروبی مورد استفاده در صنایع غذایی می باشد.
بحث و نتیجه گیری: بسته بندی در تعریف عبارت است از محافظی که سلامت محتوی خود را از مرحله انتهایی تولید تا مصرف حفظ کند. مهمترین ماموریت یک بسته بندی مناسب علاوه بر حفاظت غذا در برابر عوامل محیطی، توانایی کاهش و یا به حداقل رساندن رشد میکروارگانیسم های نامطلوب غذایی است. امروزه تمایل به حداقل رساندن فرایندتولید، افزایش مدت نگهداری و کاهش بیماری های ناشی ازغذا منجر به استفاده از مواد ضد میکروبی در بسته بندی محصولات غذایی شده است.
مواد ضد میکروبی فراوانی در بسته بندی مواد غذایی استفاده میشوند که هریک از این مواد ویژگیها و مکانیسم اثر خاص خود را دارند که بر حسب نوع ماده غذایی و نوع میکرواورگانیسم های موجود مورد استفاده قرار میگیرند. از جمله مهم ترین ترکیبات ضد میکروبی مورد استفاده میتوان به اسید های آلی و نمک های آنها، آنزیمها، باکتریوسینها، اسانس های روغنی، فلزات و آنتی بیوتیک ها اشاره کرد.
امروزه استفاده از اسانس های روغنی از طرف مصرف کنندگان و همچنین محققین مورد توجه قرار گرفته است. از مهمترین ترکیبات ضد میکروبی موجود در اسانس ها می توان به کارواکرول، تیمول، ائوژنول و کارون اشاره کرد. اسانس های روغنی در فیلم های بسته بندی به دو صورت تثبیت شده در فیلم بسته بندی و دارای قابلیت مهاجرت از فیلم به درون ماده غذایی مورد استفاده قرار میگیرند. که بر اساس هدف مورد نظر، روش تولید مناسب گزینش می شود.
مقدمه
بسته بندی در تعریف عبارت است از محافظی که سلامت محتوی خود را از مرحله انتهایی تولید تا مصرف حفظ کند. مهمترین ماموریت یک بسته بندی مناسب علاوه بر حفاظت غذا در برابر عوامل محیطی، توانایی کاهش و یا به حداقل رساندن رشد میکروارگانیسم های نامطلوب غذایی است. در بین بسته بندی های مختلف در حال حاضر نگاه ویژه ای به فیلم ها و پوشش های خوراکی می باشد
فیلم ها و پوشش های خوراکی از پلی ساکاریدها، پروتئین ها، چربی ها و یا مخلوطی از آنها تولید می شوند .در اکثر موارد آنها برای جایگزینی کامل بسته بندی های سنتی بکار نمی روند بلکه برای کمک به افزایش ماندگاری مواد غذایی بهمراه بسپار پلیمر سنتزی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها می توانند مهاجرت رطوبت، گازها، لیپیدها و رشد میکروبها را کنترل کنند و همچنین حامل مواد افزودنی مانند مواد ضد میکروبی، آنتی اکسیدان ها، مواد گیرنده اکسیژن و حتی مواد مغذی و طعمی باشند. افزودن مواد ضد میکروبی به محلول، توانایی فیلم و پوشش نهایی را در کنترل میکروبها را به شدت افزایش می دهد از انواع پوشش های خوراکی می توان به پوشش های زیر اشاره کرد
انواع پوشش های خوراکی
آلژینات
آلژینات از جلبک قهوه ای استخراج می گردد. در تشکیل فیلم آلژینات غلظت کاتیون های چند ظرفیتی - به ویژه کلسیم - ، سرعت افزودن و زمان تماس آن، pH و حضور سایر ترکیبات - مثل هیدروکلوئیدها، پرکننده ها و... - موثر هستند. پوشش های آلژینات برای قطعات گوشت گوساله، خوک، طیور، ماهی و لاشه کامل بره طی یک روش دو مرحله ای به کار می روند
پکتین
پکتین پلی ساکاریدی ساختمانی است و واحد های سازنده آن اسید گالاکتورونیک نوع D با درجات مختلف از متیل استر تشکیل شده است. روش تولید، خواص و کاربرد یا مصرف آن مانند آلژینات است. فیلم ها بدون بو، درخشنده، ترد وکمی شور هستند. از آنجایی که قابلیت نفوذ بخار آب در 25 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 50 درصد نسبتا زیاد است، استفاده از پوشش محافظ لیپیدی می توانند سبب افزایش کارایی این فیلم ها گردد
کاراگینان
کاراگینان عصاره جلبک قرمز است و جز پلی ساکاریدهای سولفاته می باشد. به محض سرد کردن محلول آبی گرم پلیمر، ژل تشکیل می گردد. تشکیل ژل احتمالاً به علت تبدیل ساختمان مارپیچ مضاعف به شبکه پلیمری سه بعدی می باشد. پوشش ژل کاراگینان سبب به تاخیر انداختن کاهش رطوبت غذا می گردد
نشاسته
اتری کردن بخشی از نشاسته حاوی سطح بالای آمیلوز با اکسید پروپیلن، مشتقاتی با حلالیت بیشتر در آب می دهد که قابل انعطاف، شفاف، ضد چسبندگی و قابل دوخت هستند. در رطوبت نسبی بالا - بیش از 78 درصد - هیدراته می شوند. و در نتیجه مقاومت در برابر انتقال اکسیژن کاهش می یابد.
دکسترینها
ترکیبات حاصل از هیدرولیز نشاسته می باشند که به عنوان پوشش محافظ پیشنهاد شده اند. اگرچه آبدوست هستند ولی در برابر انتقال رطوبت، مقاومت محدودی از خود نشان می دهند.
مشتقات سلولز
سلولز به علت شکل ساختمانی اش در آب قابل حل نمی باشد. برای متورم نمودن ساختمان سلولز در آب از قلیا استفاده می شود. سپس با اسید کلرو استیک، کلرور متیل یا اکسید پروپیلن ترکیب شده، کربوکسی متیل سلولز، متیل سلولز و هیدروکسی پروپیل سلولز حاصل می گردد که برای تولید فیلم مناسب هستند. در این میان پلی مرهای هیدروکسی پروپیل سلولز که در حقیقت یک رزین ترموپلاستیک است، در حالت مذاب قالب گیری و جهت تولید فیلم استفاده می شود. پوشش های مشتقات سلولز، نسبتاً مقاوم در برابر نفوذ آب هستند و تحت تاثیر روغن ها و چربی ها و اغلب حلال های آلی غیر قطبی قرار نمی گیرند
انواع ترکیبات ضد میکروبی
در سیستم های بسته بندی غیرخوراکی می توان از هر نوع ماده نگهدارنده ای استفاده نمود .موادی نظیر اسیدهای آلی و نمک های آنها، قارچ کش ها، باکتریوسین ها، آنتی بیوتی کها، آنزیم ها، الکل ها، تیول ها، آنتی اکسیدان ها، فلزات و گازهای ضدعفونی کنند .اما در مورد فیل مها و پوشش های خوراکی انتخاب نوع ماده ضد میکروبی تنها به ترکیبات خوراکی محدود می شود زیرا از آنجا که این مواد همراه ماده بسته بندی و ماده غذایی مصرف می شوند، خوراکی بودن و ایمنی آنها امری ضروری است. مواد ضدمیکروبی کهمستقیماً وارد پلیمر می شوند را می توان به گروه های زیر طبقه بندی کرد :
اسیدهای آلی و نمک های آنها : این اسیدها شامل اسید· پروپیونیک، بنزوئیک، سوربیک، استیک، لاکتیک و مالیک هستند .اغلب این اسید ها در گیاهان یا محصولات تخمیری وجود دارند . با این وجود آنهاعمدتاً به روش شیمیایی سنتز شده و در دسته مواد نگهدارنده شیمیایی قرار م یگیرند
آنزیم ها :تاکنون لیزوزیم و گلوکز اکسیداز رای ج ترین· آنزیم های مورد استفاده در تحقیقات مربوط به بسته بندی ضدمیکروبی بوده اند . لیزوزیم آنزیمی است که باعث شکستن پیوندهای گلیکوزیدی موجود در دیواره سلولی باکتری ه ای گرم مثبت م یشود .بنابراین می تواند بطور بالقوه برطیف وسیعی از باکتری های گرم مثبت شامل لاک توباسیلوس ها، میکروکوکوس ها و باسیل ها مؤثر باشد . اما وجود غشای خارجی از جنس لیپید بر روی پپتیدوگلیکان دیواره سلولی باکتری های گرم منفی باعث محدودیت فعالیت ضدمیکروبی این آنزیم در مقابل باکتری های گرم منفی می شود
.اگرچه لیزوزیم را می توان از منابع مختلفی همچون اشک پستاندارن،شیر، سرم و تخم ماکیان ایزوله کرد ؛ اما لیزوزیم تخم مرغ مهمترین و عمده ترین منبعی است که برای کاربرد های غذایی مورد استفاده قرار م ی گیرد .البته غیر از دو آنزیم ذکرشده امکان استفاده از آنزیم های دیگر مانند لاکتوپراکسیداز و لاکتوفرین نیز وجود دارد که باید مطالعات بیشتری روی آنها انجام شود
فلزات :شاخص ترین فلز دارای فعالیت ضدمیکروبی نقره· می باشد .البته مس نیز خواص ضد میکروبی و ضد و یروسی دارد ولی به علت سمی بودن تماس مستقیم آن با مواد غذایی مجاز نیست و همچنین ک اتالیست قوی اکسیداسیون چربی ها و می باشد .بر خ لاف مس یون های نقره به آسانی رها C ویتامین نمی شوند و در صورت تماس نیز خاصیت سمی ندارند. زئولیت هایی که در آنها یون نقره جایگزین سدیم شده اند بصورت گسترده و به ویژه در ژاپن در بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گرفته اند .یون نقره دارای فعالیت ضدمیکروبی علیه طیف وسیعی از باکتری ها، کپک ها و مخمرها می باشد ولی بر اسپورهای مقاوم به حرارت اثر ندارد و از فعالیت بسیاری از آنزیم های سلول ه ای میکروبی نیز جلوگیری به عمل می آورد
باکتریوسین ها: ترکیباتی هستند که طی تخمیر توسط میکروبها تولید می شوند و بیشتر از جنس پپتید هستند . رایج ترین باکتریوسین های مورد استفاده در بسته بندیهای فعال پیوسین،نایسین باشند نایسین یک ترکیب پپتیدی است که با اتصال به غشاء باکتری های گرم مثبت موجب ایجاد سوراخ درغشاء شده و باعث نفوذپذیر شدن غشا نسبت یون به عبور و مرور مواد می گردد
نایسین برای اتصال به غشای سلولی نیاز به گیرنده خاصی ندارد و بنابراین می تواند به اکثر باکتری های گرم مثبت متصل شود وجود دیواره سلولی در باکتری های گرم منفی موجب بلوکه شدن غشای سلولی می شود در بر نتیجه نایسین آنها تأثیر چندانی ندارد
. فلاونوئیدها عصاره گیاهی های : بسیاری ازفلاوونوئیدها و عصاره های گیاهی موجود در گیاهان ویژگی ضدمیکروبی دارند .شاید به توان گفت در حال حاضر مناسب ترین ترکیب ضد میکروبی مورد استفاده در بسته بندی های ضد میکروبی اسانس ها و عصاره های گیاهان باشد. وجود ترکیباتی مثل تیمول , کارواکرول, ائوجینول و... نشان گر میزان اثر ضد میکروبی این مواد می باشد به عبارت دیگر هرچه میزان این ترکیبات بیشتر باشد خاصیت ضد میکروبی اسانس ها وعصاره ها افزایش می یابد. براساس سرعت انتشار عصاره های گیاهی زمان نگهداری مواد غذایی متفاوت می باشد.
