بخشی از مقاله
چکیده: بسته بندي هوشمند توانایی کنترل و انتقال اطلاعاتی در رابطه با کیفیت غذا را دارد. این تکنولوژي، همچنین توانایی ردیابی تاریخچه ي محصولات در نقاط بحرانی در زنجیره ي تولید غذا را دارند . از رایج ترین اندیکاتورهاي مورد استفاده در بسته بندي هاي هوشمند ، اندیکاتورهاي دما-زمان میباشند. پاسخ اینها مرتبط با تاریخچه ي دمایی و نرخ تغییر دماي محصول بوده و براي کنترل وضعیت ماده غذایی در انبار استفاده میشود. اندیکاتور نشانگر تازگی بر اساس ترکیباتی که ما بعنوان شاخص تازگی در مواد غذایی در نظر میگیرند عمل میکنند. انواع دیگري از اندیکاتورهاي شناساگر پاتوژن ها در مواد غذایی نیز وجود دارند که بر اساس واکنش جوهر به توکسین عمل کرده و پاتوژن هایی چون سالمونلا، اشریشیا کلاي و کمپیلوباکتر را شناسایی میکند.
مقدمه:
بسته بندي هاي فعال وضعیت غذاي بسته بندي شده را به جهت افزایش عمر قفسه اي و بهبود ایمنی و خصوصیات حسی تغییر میدهد. در حالیکه بسته بندي هاي هوشمند وضعیت غذاي بسته بندي شده را به منظور دادن اطلاعاتی در رابطه با کیفیت غذاي بسته بندي شده حین حمل و نقل و انبار داري کنترل میکند. در بسته بندي هاي هوشمند، اندیکاتور1 به شکل یک برچسب، به بسته بندي ماده غذایی متصل شده یا روي آن چاپ میشود تا کیفیت آنرا مورد کنترل قرار داده، نقاط بحرانی را ردیابی کرده و اطلاعاتی مشابه با تاریخچه محصول ارائه میدهد.
بسته بندي هاي فعال از وضعیت درون بسته بندي گزارش میدهند و یا کیفیت محصول غذایی داخل بسته بندي را اندازه گیري میکنند. براي اندازگیري کیفیت درون بسته بندي، باید بطور مستقیم بین محصول غذایی و سر فضا و نشانگر کیفیت ارتباط برقرار باشد. بسته بندي هاي فعال براي کنترل مشکلات احتمالی که حین زنجیره ي تولید مواد غذایی اتفاق می افتند کمک موثري هستند. این بسته بندي ها میتوانند مصرف کننده را از وجود منفذ در بسته بندي آگاه کنند. این عمل معمولا با برچسب ها انجام میگیرد که تا زمانی که بسته بندي بسته است شفاف اند. زمانی که تمامیت بسته مورد اشکال قرار بگیرد، برچسب یا دچار تغییر رنگ دائمی میشوند. اندیکاتور ها انواع مختلفی دارند.
نتایج و بحث:
اندیکاتورهاي دما-زمان TTIS :2 TTIS - یا نشانگرها یا تنطیم کننده هاي دما-زمان - در طبقه ي بسته بندي هاي فعال قرار میگیرند. سیستم هاي بر پایه TTI میتوانند در کنترل کیفیت در زنجیره ي سرد، بهینه سازي چرخه ي انبار مانی و کاهش زباله موثر باشند و اطلاعاتی در رابطه با عمر قفسه مانی محصول دهند. مرحله ي اصلی در زنجیره ي سرد، پیدا کردن نقطه ي بحرانی - ccp - در محصولاتی است که حداقل فرآیند سرد شدن رامتحمل میشوند.
نشانگر TTIS میتواند بصورت یک دستگاه ساده باشد که تغییرات دما -زمان بسته به تاریخچه دمایی محصول قابل اندازگیري است. میزان تغییر بستگی به دما دارد، و در دماي بالا افزایش میابد. بنابراین پاسخ رویت شده وضعیت انبار مانی که TTI در معرض آن قرار گرفته را نشان میدهند که به این ترتیب این اندیکاتورها با اندازگیري تمام تاریخچه ي زمان و دما میتوانند براي اندازگیري دماي میانگین در طول زنجیره ي توزیع مورد استفاده قرار گیرند.
TTIS میتواند براي کنترل دماي غذا در طول توزیع حتی تا سوپرمارکت ها مورد استفاده قرار گیرد. نشانگر به خود ماده غذایی و یا سینی حامل آنها وصل شده و وضعیت دمایی سابق آنها در نقاط کنترلی انتخاب شده را اندازگیري میکند. نقطه انتهاییTTIS همزمان با پایان عمر قفسه اي محصول در یک دماي مرجع است. این نشانگر میتواند بوسیله ي مصرف کننده به آسانی خوانده شوند. با استفاده از اندیکاتورهاي دما-زمان میتوان مصرف محصولات از روش 3 - FIFO - به روش 4 - LSFO - تغییر داد، این روش بر پایه مصرف بر اساس کیفیت در زمان عمر قفسه اي است، در این صورت محصول با کمترین عمر قفسه اي، زودتر به فروش میرود.
اندیکاتورهاي نشانگر شاخص دماي بحرانیCTI : 5 ها انواعی از نشانگرهاي دما-زمان بوده که قرار گیري ماده را در بالا یا پایینتر از دماي مرجع نشان میدهند. اینها شامل یک المنت زمانی - چند دقیقه تا چند ساعت - هستند که مدت زمان ماندگاري در دماي بالاتر از حد تعیین شده را نشان میدهند. در چنین دمایی، تخریب بافتی مواد غذایی برگشت ناپذیر بوده و و تغییر فاز رخ داده است. - براي مثال در غذاي کودك فریز شده - مشخص کردن اینکه ماده ي غذایی از دماي نگهداري مطلوب عبور کرده در رابطه دفورماسیون پروتئین هاي مهم و یا رشد پاتوژن ها اهمیت دارد.
سیستم هاي TTIرایج
TTI بر مبناي انتشار: یکی از کاربرهاي مهم TTI استفاده از این اندیکاتور توسط در بسته بندي هاي تحت خلاء منجمد شده است. پاسخ این اندیکاتور پیشرفت انتشار رنگ آبی استري در طول یک فتیله میباشد. محدوده ي دما و زمان پاسخ، توسط نوع استر و غلظت اولیه آن تعیین میشود . غلظت انتشار مواد پلیمري و دماي انتقال شیشه اي در حد دلخواه میتواند تنظیم شود. پاسخ نیز توسط اشکالی که به بسته تگ شده اند ارزیابی میشود.
TTI آنزیماتیک: این نشانگر بر اساس تغییر رنگ بر پایه ي کاهش pH است که این کاهش pH نیز در نتیجه ي هیدرولیز آنزیماتیک و کنترل شده ي سوبستراي لیپیدي است. پیش از فعال سازي، شناساگر شامل دو محفظه ي جداگانه مشابه با پوچ هاي پلاستیکی کوچک است. یکی از محفظه ها شامل محلول آبی آنزیم لیپولیتیک است. دیگري حاوي سوبستراي لیپیدي جذب شده بر روي حامل هاي خاص و معلق در فاز آبی بهمراه مخلوط شاخص pH است.
فعال سازي با از بین رفتن مکانیکی مانع بین سوبسترا و آنزیم صورت میگیرد. هیدرولیز سوبسترا - براي مثال - tricaproin در اثر آزاد سازي اسید - براي مثال - caproic acid است که pH کاهش یافته و رنگ از سبز به زرد گرائیده می شود. نقطه پایان و شروع نیز روي محل چاپ شده است. TTI بر مبناي پلیمر: عملکرد TTI بر اساس خاصیت پیوند دوگانه ي کریستال هاي دي استیل و پلیمریزه شدن بعدي آن در یک شبکه ي کنترل شده ي فاز جامد است که با پیشرفت واکنش پلیمریزاسیون مضاعف رخ داده و در نتیجه پلیمر هاي رنگی تولید میشود.
باقی ماندن ساختار کریستالی مونومر ها در حالت پلیمري در خصوصیت بصري آنها نقش دارد. پاسخ TTI تغییر رنگ قابل اندازگیري است. این ها در اندیکاتورهاي نشانگر تازگی کاربرد دارند. انواعی از این شناساگر که جهت استفاده ي مشتري هستند گرد بوده و رنگ قسمت فعال آنها که در مرکز است با نواحی اطراف که بعنوان رفرنس است مقایسه مشود.
استفاده از TTI در کنترل فساد گوشت بسته بندي شده در اتمسفر تغییر یافته: باکتري هاي اسید لاکتیک از عمده ایجاد کننده هاي فساد در گوشت اند . با استفاده از MAP که حاوي دي اکسید کربن بالایی است فلور باکتریایی به سمت باکتري هاي اسید لاکتیک و بروکوتریکس ترموسفاکتا6 میرود که در نتیجه ي فساد اینها بوي پنیري و مزه ترش ایجاد میشود.
در تمام دماهاي اندازه گیري شده ي گوشت هاي بسته بندي شده در اتمسفر کنترل یافته، لاکتو باسیل ها گونه غالب باقی مانده هستند از این رو میتوانند بعنوان شاخص مناسبی در بسته بندي هاي MAP گوشت خردشده مورد استفاده قرار بگیرند. انتهاي عمر قفسه اي به شکل تغییر خصوصیات حسی همزمان با افزایش جمعیت باکتریایی تا ۰۱log۷ cfu/gr میباشد.
بعلاوه نقطه ي انتهایی تغییر رنگ TTI همزمان با نقطه ارجاع محصول گوشتی در طول انبار داري در شرایط سرد است TTI هاي مبتنی بر رشد میکروبی و بر اساس رشد Lactobacillus sakei strain توسط Vaikousi و همکاران - 2009 - تولید شدند که این TTI خاص، بصورت تغییر رنگ غیر قابل برگشت اندیکاتور از زرد به قرمز با کاهش pH در نتیجه ي رشد میکروبی و تولید متابولیسم بود.
گوشت هاي قطعه شده در دو بسته ي MAP که با یک فیلم پلاستیکی پلی اتیلن 7 با نفوذ پذیري کم و داراي گازهاي ٪۰۲ — ۲O ٪۰۲ — ۲CO ۲N ٪۰۶ بود قرار داده شده و در شرایط دمایی ایزوترمال °C - ۵۱ and ۰۱ ,۵ ,۰ - قرار گرفتند. در ابتدا در گوشت خام تازه، مقدار لاکتوباسیل ها۴۰۱ بود و در انتهاي دوره به ۷۰۱-۸۰۱ میرسید. در MAP مورد استفاده دراین آزمایش رشد L. sakei, به صورت تدریجی میزان تولید لاکتیک اسید را افزایش میدهد که در نتیجه pH کاهش میابد و در نهایت تغییر رنگ غیر قابل برگشت در TTI از قرمز به نارنجی و در نهایت زرد رخ میدهد. تغییر رنگ وقتی اتفاق می افتد که pH محیط واسطه به 5.3 که نقطه انتهایی TTI است برسد.
در گوشت گاو قطعه و بسته بندي شده فلور میکروبی نهایی وابسته به فلور میکروبی اولیه است که آن هم به کیفیت گوشت خام، حمل و نقل و شرایط فرایند وابسته است. بنابراین با توجه به میزان اولیه فلور میکروبی، تصحیح نقطه ي انتهایی TTI امکان پذیر است که باید بصورتی تنظیم شود که مصادف با نقطه ي ارجاع محصول به لحاظ ارگانولپتیک باشد. با افزایش دماي نگهداري زمان تغییر رنگ TTI میکروبی کاهش میابد.
اندیکاتورهاي نشانگر تازگی:8 اندیکاتورهاي تازگی، مستقیما کیفیت محصول را نشان میدهند. نشان دادن کیفیت میکروبی براي مثال بر اساس واکنش بین اندیکاتور و محصولات حاصل از متابولیسم حین رشد میکروارگانیسم است. اساس نشانگرهاي تازگی، عموما بر اساس تغییر رنگ برچسب شاخص به دلیل حضور مواد حاصل از متابولیسم میکروب حین فساد میباشد.
ترکیباتی که شاخص تازگی در غذاهاي بسته بندي شده هستند شامل گلوکوز که اولین سوبستراي میکرو ارگانیسمها در بسته بندي هاي تحت خلا است. اندازه گیري شیب مصرف گلوکوز براي پیشگویی راجع به میزان عمر قفسه مانی استفاده میشود. اسیدهاي ارگانیکی چون لاکتیک و استیک در اثر تخمیر گلوکوز بوسیله باکتري هاي اسیدلاکتیک بوجود می آیند.
براي مثال در طول انبارمانی گوشت و ماهی مقدار D-lactate در این محصولات افزایش میابد ، اتانول که یکی از محصولات انتهایی تخمیر باکتري هاي اسید لاکتیک است که ادعا میشود در گوشت و ماهی با افزایش تعداد سلول هاي زنده باکتري، افزایش زمان انبار مانی و دماي نگهداري افزایش میابد، ترکیبات نیترژنی فرار مثل:ammonia, dimethylamine,trimethylamine نشانگر فساد میکروبی در ماهی هستند.
