بخشی از مقاله
چکیده: امروزه در پاسخ به تقاضاي مصرفکنندگان، توسعه بستهبنديهاي جدید با عملکرد بهتر نظیر بستهبنديهاي هوشمند از اهمیت بیشتري برخوردار شده است. این سیستم بستهبندي قادر به انجام عملکردهاي هوشمند در جهت افزایش زمان ماندگاري، افزایش ایمنی و بهبود کیفیت فراورده است. اخیرا انواع مختلفی از سیستم هاي بستهبندي، براي موادغذایی گوشتی بخصوص گوشتهاي پخته شده و تازه و فرآوردههاي گوشتی، در دسترس هستند.
اما از آنجاییکه فراوردههاي گوشتی بسیار فسادپذیر بوده و نظارت بر کیفیت و ایمنی آنها در زنجیره عرضه از اهمیت زیادي برخوردار است، لذا در این مقاله مروري بر نقش بستهبندي هوشمند در تسهیل جریان مواد و اطلاعات در چرخه عرضه فراوردههاي گوشتی خواهیم داشت. در این راستا انواع بستهبنديهاي هوشمند شامل حاملهاي اطلاعات که براي ذخیرهسازي و انتقال اطلاعات به کار برده میشوند و شناساگرهاي بستهبندي که براي کنترل محیط خارجی استفاده میشوند، و کاربرد آنها در صنعت گوشت بررسی خواهد شد.
مقدمه:
گوشت یکی از مهمترین منابع پروتئین حیوانی محسوب میشود. غنی بودن گوشت از پروتئینهاي ارزشمند حاوي اسیدهاي آمینه ضروري نظیر هیستیدین، ایزولوسین، لوسین، متیونین، تریپتوفان، همچنین اسیدهاي چرب نظیر اسید لینولئیک، اسید لینولنیک و اسید آراشیدونیک، مواد معدنی نظیر فسفاتها و سولفاتها و ویتامینها بخصوص ویتامینهاي گروه B و هیدرات کربن - گلیکوژن - ، نشان دهنده ارزش و اهمیت این فراورده مهم در تغذیه انسان است . - 11 -
مصرف سرانه گوشت به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهمترین این عوامل درآمد سرانه و عادات غذا خوردن ملل میباشد. در بعضی از کشورها نیز مذهب عامل مهمی است. مصرف سرانه گوشت در آمریکا بالا و در حدود 45 کیلوگرم میباشد، در حالی که در اکثر کشورهاي اروپایی مصرف سرانه گوشت کمتر از 30 کیلوگرم است و در چین مصرف سرانه گوشت کمتر از 4 کیلوگرم میباشد. مصرف سرانه گوشت قرمز در ایران طبق برآورد کارشناسان در حدود 14 13 کیلوگرم است . - 10 -
اگرچه بستهبنديهاي مرسوم، در توسعه سریع سیستمهاي توزیع موادغذایی سهیم بودهاند، اما این کافی نیست، زیرا جوامع امروزي مدام در حال پیچیده شدن هستند. در پاسخ به تقاضاي مصرفکنندگان براي موادغذایی حداقل فرآیند شده با کمترین مواد نگهدارنده، الزامات قانونی بیشتر، جهان شمول شدن عرضه، نگرانی در مورد ایمنی موادغذایی و تهدید اخیر بیوتروریسم موادغذایی، توسعه بستهبنديهاي جدید با عملکردهاي بهتر از اهمیت بیشتري برخوردار شده است. بستهبندي هوشمند نتیجه تفکر خارج از چهارچوب و گسترده میباشند . - 3 - بر این اساس، در این مقاله ابتدا به مرور بستهبنديهاي رایج در صنعت گوشت و سپس به معرفی سیستمهاي نوآورانه هوشمند، کاربرد و نقش آنها در حفظ ایمنی و کیفیت فراوردههاي گوشتی، در زنجیره توزیع و مصرف خواهیم پرداخت.
بستهبندي گوشت تازه و فراوري شده:
هدف از بستهبندي در ابتدا حفاظت از مادهغذایی در طی پروسه توزیع میباشد. بستهبندي باید به جلوگیري از فساد، کاهش وزن و افزایش مقبولیت مصرفکننده، کمک کند. انواع رایج بستهبندي براي گوشت و فراوردههاي گوشتی عبارتند از بستهبندي خلأ و اتمسفر اصلاح شده. بستهبندي خلأ براي قطعات گوشت تازه و سرد شده گاو، عمدتا براي افزایش زمان رسیدن گوشت، انجام می شود. قطعات گوشت گاو در صورتی که فاقد اکسیژن باقی مانده بوده و در دماي نگهداري -1 درجه سانتیگراد نگاه داشته شوند، میتوانند براي چندین هفته - حداکثر سه ماه - ، در بستهبندي خلأ، حفظ گردند.
انواع سیستمهاي بستهبندي هوشمند براي گوشت و فرآوردههاي بر پایه عضله:
تجهیزات بستهبندي هوشمند در دو نوع اساسی وجود دارند: حاملهاي اطلاعات - نظیر نوارهايهاي تشخیص فرکانس رادیویی - خعًل - - 2 که براي ذخیرهسازي و انتقال اطلاعات استفاده میشوند و شناساگرهاي بستهبندي - نظیر شناساگرهاي زمان-دما، سنسورهاي گاز، بیوسنسورها - که براي کنترل محیط خارجی به کار برده میشوند . - 3 - امروزه اطلاعات نسبتا کمی در رابطه با بستهبندي هوشمند بخصوص بستهبندي هوشمند فرآوردههاي گوشتی، در مقالات علمی، قابل دسترس است.
ایدههاي بسیاري پیشنهاد شده است، تعداد بیشماري کاربردهاي به ثبت رسیده بایگانی شدهاند و تحقیقات زیادي انجام گرفته است، اما تنها کاربردهاي تجاري بسیار اندکی به نتیجه رسیدهاند. از اینرو، هر بحثی بر روي بستهبندي هوشمند فرآوردههاي گوشتی تا حدي ذاتا غیر قطعی است. بنابراین، بایستی تلاش کرد تا انواع، مفاهیم و کاربردهاي بستهبندي هوشمند بر اساس استفاده و پتانسیل آنها در بستهبندي فرآوردههاي غذایی عضلهاي، را توصیف نمود . - 2 -
-1سنسورهاي گاز:
سیستمهایی که فعلا براي تشخیص گاز در دسترس هستند، شامل سنسورهاي آمپرومتریک اکسیژن، سنسورهاي پتانسیلسنج دياکسیدکربن، ترانزیستورهاي نیمه هادي اثر میدانی اکسید فلزي، پلیمرهاي آلی هادي و سنسورهاي کریستال فیزوالکتریک، می باشند. سیستمهاي رایج قدیمی براي سنسورهاي اکسیژن بر پایه روشهاي الکتروشیمیایی، داراي محدودیتهایی هستند. این محدودیتها شامل فاکتورهایی نظیر مصرف آنالیت - اکسیژن - ، حساسیت متقابل دياکسیدکربن و سولفید هیدروژن و گرفتگی - رسوب گرفتن - غشاهاي سنسور، میباشند.
همچنین در این سیستمها، آنالیز با تخریب بستهبندي همراه است. در سالهاي اخیر، شماري از ابزارآلات و مواد، براي سنسور نوري اکسیژن، شرح داده شده است. این قبیل سنسورها معمولا شامل یک ماده نیمه هادي هستند که بر اساس اصل فروکش کنندگی روشنایی یا تغییرات جذبی ایجاد شده بوسیله تماس مستقیم با آنالیت، کار میکنند.
این سیستمها یک تکنیک غیرحضوري براي آنالیز گاز از میان مواد نیمشفاف را ارائه کرده و همینطور بصورت بالقوه مناسب کاربردهاي بستهبندي هوشمند هستند. سنسور نیمه هادي خنثی است و آنالیت را مصرف ننموده یا دستخوش دیگر واکنشهاي شیمیایی نمیشود. سنسورهاي نوري شیمیایی از طریق تشخیص تخریب فرآورده یا آلودگی میکروبی بوسیله احساس و درك آنالیت گازي نظیر سولفید هیدروژن، دياکسیدکربن و آمینها، میتوانند داراي پتانسیل کمک رسانی به سیستمهاي کنترل کیفیت باشند.
روشهاي حسی نوري شیمیایی شامل موارد ذیل میشوند: -1 سیستم بر پایه فلوئورسانس با استفاده از یک نمایش گر حساس به دژ -2 درك کلرومتري بر پایه جذب که از طریق یک نمایشگر دیداري دریافت میگردد و -3 روش انتقال انرژي با استفاده از تشخیص فاز فلوریمتریک. روش آخر، از طریق تطابق با تکنولوژي اسبق رشد یافته ادراك اکسیژن، امکان ترکیب اندازهگیريهاي اکسیژن و دياکسیدکربن را در یک سنسور تک، فراهم میآورد. اما اکثر سنسورهاي دياکسیدکربن براي کاربردهاي بیومدیکال توسعه یافته است و استفاده بالقوه از سنسورهاي دياکسیدکربن موجود، براي کاربردهاي بستهبندي موادغذایی هنوز تاحدي ناشدنی است .
سنسورهاي اکسیژن بر پایه فلوئورسانس: تا این زمان، سنسورهاي اکسیژن بر پایه فلوئورسانس، پیشرفتهترین و محتملترین سیستمها را براي اندازهگیري از راه دور گازهاي فضاي بالاي بستهبندي در فرآوردههاي گوشتی بستهبندي شده، ارائه مینمایند. رینیگر3 و همکاران - 1996 - در ابتدا مفهوم استفاده از رنگهاي لومینسان کوئنچ شده بوسیله اکسیژن را به عنوان نمایشگرهاي غیرتخریبی در کاربردهاي بستهبندي موادغذایی، معرفی نمودند. تعدادي از نمونههاي اولیه حسکنندههاي اکسیژن توسعه یافتهاند و انتظار میرود که در آینده نزدیک در مقیاسهاي بزرگ تجاري کاربردي شوند. این سنسورها میتوانند به ارزانی تولید شوند، مصرفشدنی هستند و به هنگام استفاده در ترکیب با تجهیزات دقیق، سبب تعیین سریع غلظت اکسیژن میگردند . - 2 -
مؤلفه مؤثر یک سنسور اکسیژن بر پایه فلوئورسانس معمولا شامل یک رنگ تأخیري4 فلوئورسان یا فسفرسان انکپسوله شده در یک ماتریکس پلیمري جامد، است. پوشش پلیمر-رنگ، به عنوان یک پوشش فیلم نازك بر روي یک ساپورت جامد مناسب، به کار برده میشود. اکسیژن ملکولی موجود در فضاي بالاي بستهبندي، از طریق انتشار ساده در پوشش حساس نفوذ کرده و بصورت دینامیکی، یعنی مکانیسم کلیزیونال5، لومینسانس را فرو مینشاند.
