بخشی از مقاله
چکیده
بسته بندی ضد میکروبی میتواند فساد میکروبی روی سطح گوشت را در مدت زمان بسته بندی تا مصرف به تاخیر بیندازد. این موضوع می تواند کلیدی برای تامین سلامت و امنیت محصولات غذایی در آینده باشد. اخیرا بسته بندی ضد میکروبی توجه فزاینده ای را به خود جلب کرده است که این عامل باعث افزایش تمایل به سمت محصولات گوشتی بدون موادنگهداری شده است. مصرف کننده ها محصولاتی را که حاوی مواد افزودنی هستند نمیپسندند. بسته بندی حاوی افزودنی های ضدمیکروبی ممکن است بیشتر در نظر مصرفکنندگان پذیرفته شود چرا که وجود برچسبی که نشان دهنده این مواد باشند لازم نیست، که این یک مزیت به حساب می آید.
مقدمه
بستهبندی فعال یکی از حوضههای در حال ظهور و مهیج تکنولوژی غذایی می باشد که مزایای فراوانی را در زمینه نگهداری دامنه ی گسترده ای از مواد غذایی به همراه دارد. بستهبندی فعال، تکنولوژیی می باشد که زمینههای اعتماد جدیدی را به دلیل پیشرفتهای اخیر در بستهبندی، علم مواد، بیوتکنولوژی و تقاضاهای جدید مصرف کنندگان توسعه می دهد. اهداف این تکنولوژی، حفظ کیفیت حسی و افزایش مدت زمان نگهداری غذاها می باشد در حالیکه همزمان باعث حفظ ارزش غذایی و اطمینان از ایمنی میکروبی می شود - . - 8
بسته بندی های ضد میکروب
این نوع بسته بندی ها نیز که جزء بسته بندی های فعال به حساب می آیند، برای گوشت و محصولات گوشتی قابل استفاده هستند. برای استفاده از تأثیر مواد ضد میکروب در بسته بندی ها، ممکن است که مواد مذکور را بر روی لفاف های بسته بندی پوشش دهند و یا آنکه آنها را به مواد بسته بندی ترکیب کنند و یا آنها را بر روی مواد بسته بندی تثبیت کنند. برخی از عمده ترین مواد ضد میکروب مورد استفاده در بسته بندی ها شامل الکل، مواد ضد باکتری، مواد به دام اندازنده یون های فلزی، آنزیم ها، اسیدهای آلی، پلی ساکاریدها و زئولیت نفره می باشند.
استفاده ازعوامل ضد میکروب در تهیه ماده بسته بندی برای جلوگیری ازرشد میکروارگانیسم که می تواند در ماده غذایی بسته بندی شده یا ماده بسته بندی موجود باشد، سودمند است و از این روباعث افزایش ماندگاری می گردد. پژوهش های انجام شده در این رابطه نشان می دهد که استفاده از فیلم های ضدمیکروب در مقایسه با افزودن مستقیم ماده ضد میکروب بسیارموثرتر است، زیرا ترکیب ضد میکروب به کندی از سطح بسته بندی به ماده غذایی آزاد می شود و در غلظت مورد نیاز برای جلوگیری از رشد میکروبی حفظ می گردد.
آزاد شدن تدریجی عامل ضد میکروب از فیلم به سطح ماده غذایی از راه تبخیر در مقایسه با غوطه ور سازی ماده غذایی درمحلول ضد میکروب یا اسپری نمودن آن بر سطح ماده غذایی مزیت دیگری نیز در بردارد. در روش های اخیراحتمال کاهش سریع فعالیت ضد میکروبی به دلیل غیر فعال شدن آن در اثر تماس با مواد تشکیل دهنده ماده غذایی - واکنش با ترکیب های ماده غذایی - یا انتشار سریع از سطح به توده ماده غذایی و در نتیجه کاهش مقدار موثر ترکیب ضد میکروب به علت انتقال به توده ماده غذایی وجود دارد. برای نمونه واکنش امولسیون کننده ها و اسیدهای چرب با نیسین باعث کاهش فعالیت آن می گردد.
Vojdani و همکاران - 1989 - نشان دادند سورباتها به سرعت به سطح ماده غذایی جذب شده و اثر محافظت کننده خود را از دست می دهند. با توجه به دلایل یاد شده استفاده از فیلمهای چند لایه - لایه شاهد/لایه بستر/لایه حصار - پیشنهاد شده است. در این فیلمها سرعت انتشار ترکیب فعال توسط لایه داخلی کنترل می شود، درحالی که لایه بستر حاوی ترکیب های فعال ولایه حصار یا محافظ برای جلوگیری از انتقال عامل فعال به خارج از بسته بندی عمل میکند.
فیلم ضد میکروب باید در برابر دامنه گسترده ای ازمیکروارگانیسم ها در غلظت کم موثر باشد و موجب هیچگونه تغییر در ویژگیهای حسی فرآورده نشود، همچنین مقرون به صرفه بوده وبا قوانین موجود همخوانی داشته باشد. انواع ترکیبات ضد میکروبی شامل الکل، باکتریوسینها، عوامل چنگالی کننده 2، آنزیم ها، اسیدهای آلی - پروپیونیک و سوربیک - ، پلی ساکاریدها - آمینوپلی ساکاریدهای کاتیونی - هستند. لازم به یادآوری است بسته بندی های ضد میکروبی جز در ژاپن، دردیگر کشورها از موفقیت نسبتا" کمی برخوردار بوده اند.
طبقه بندی فیلمهای ضد میکروب
فیلم های ضد میکروبی به دو دسته تقسیم می شوند: -1 فیلم های دارای عامل ضد میکروب فعال در سطح ماده غذایی پس از انتقال به سطح. -2 فیلمهای دارای اثر جلوگیری کننده از رشد میکروارگانیسم درسطح ماده غذایی بدون ا نتقال به سطح. از دسته اول می توان به AgIon و تریکلوزان اشاره کرد. AgIon که اساس ساختاری آن را یون فلزی نقره تشکیل می دهد که از اثر ضد میکروبی قوی برخوردار است.
نمونه دیگر تریکلوزان - 2،4،- 4 تریکلوزو- - 2 هیدروکسی متیل اتر - است که مدت، بیش از 20 سال به صورت موثر درفرآورده های بهداشتی فردی مانند خمیر دندان مایع دهان شویه، مواد ضد بو و صابون مورد استفاده قرار گرفته است. اثر محافظتی آن ازترکیب تریکلوزان با پلیمرهای اصلی مثلا" پلی اتیلن، پلی استیرن یا پلی وینیلیدین کلراید حاصل می گردد. لازم به یادآوری است با وجود فعالیت بالای ضد میکروبی، در محیطهای غنی از مواد مغذی اثر چندانی ندارد زیرا با ترکیب های مواد غذایی واکنش داده اثر خود را از دست می دهد.
Kerry و همکارانش - - 2006 گزارش کردند فیلم حاوی % 1تریکلوزان اثر ضد میکروبی قوی بر لاکتوباسیلوس مونوسیتوژنز در بررسی های خارج سلولی داشته ولی اثرچندانی بر رشد این میکروارگانیسم در گوشت مرغ بسته بندی شده تحت خلاء و نگهداری شده در یخچال - دمای - 7 œC ندارد. دسته دوم شامل موادی است که از ساختار مولکولی بزرگی برخوردار بوده و می توانند در وضعیت متصل به ماده بسته بندی روی دیواره سلولی میکروبی اثر کنند و فعال باقی بمانند و این دسته محدود به آنزیم ها یا دیگر پروتئین های میکروبی است.
ترکیب های ضد میکروبی روی پلیمرهایی مانند دکستران، پلی اتیلن گلیکول، اتیلن دی آمین و پلی اتیلن آمین از راه پیوندیونی یا کووالانسی تثبیت شده اند. این پلیمرها از سمیت اندکی برخوردارند و مصرف آنها در بسته بندی مواد غذایی متداول است. پیوند یونی ماده ضد میکروبی روی پلیمر باعث آزاد شدن کند آن در ماده غذایی می گردد و در این حالت درمقایسه با زمانی که پیوند بین پلیمر و ماده ضد میکروبی از نوع کووالانسی است نگرانی کمتری از بابت انتشار در فرآورده وجود دارد مگر آنکه شرایط فرآورده واکنشهایی مانندهیدرولیز را افزایش دهد که این وضعیت برای مثال هنگام گرمادهی ماده غذایی با اسیدیته بالا رخ می دهد.
روشهای گنجاندن ماده ضد میکروب در سیستم بسته بندی
وارد کردن ماده ضد میکروب در فیلم از راه افزودن آن به دستگاه اکسترودر هنگامی که فیلم کواکستروده شده تولیدمی شود که پیش تر به آن اشاره شد. این روش از لحاظ اقتصادی چندان مقرون به صرفه نیست زیرا ماده ضد میکروب درسطح فیلم قرار ندارد و به منظور فعالیت ضد میکروبی به طور کامل در دسترس نیست. در عین حال دمای بالا و برش لازم جهت فرآوری اکستروژن می تواند باعث تخریب افزودنی آنتی میکروب گردد.
روش جایگزین فرآوری اکستروژن که عبارتست ازکاربرد افزودنی ضد میکروب در محیط به صورت کنترل شده به گونه ای که به طور کامل مورد استفاده قرار گیرد و از دست نرود. برای نمونه می توان آن را در لایه ای که در تماس با ماده غذایی در بسته بندی چند لایه - که معمولابه عنوان لایه دربندی یا دوخت حرارتی داخلی هم به کار می رود - در بسته بندی چند لایه، قرار داد. این روش دارای این مزیت است که افزودنی ضد میکروب خاص به صورت کنترل شده آزاد شده و در معرض دماهای بالا یا نیروهای برشی طی فرآوری اکستروژن قرار نمی گیرد.
همچنین پوشش می تواند در مرحله بعد امکان مجاورت فرآورده را با عوامل آلاینده به کمترین اندازه برساند. پوشش می تواند به عنوان حامل ترکیب های ضد میکروب عمل کند که به نوبه خود می تواند غلظت نگهدارنده را در سطح ماده غذایی در حد بالا حفظ کند.فعالیت طبیعی بر مبنای انتقال یا آزاد شدن ماده ضد میکروب از راه تبخیر به فضای درون بسته بندی است.
در مورد سیستم هایی که از عوامل غیرفعال استفاده می کنند و فعالیت طبیعی براساس انتقال ترکیب های ضد میکروب به ماده غذایی است می توان به رزین های نقره به صورت استخلافی اشاره کرد که در ژاپن مورد استفاده قرار گرفته است. در این رزینها برخی از اتم های سطحی با نقره جایگزین شده اند رزین به صورت غشایی با ضخامت6-3 میکرو مترروی سطح پلیمر لامینیت شده قرار دارد که با ماده غذایی تماس پیدا می کند و به واسطه آزاد کردن یون های نقره به صورت محلول آبی از ماده غذایی در مجاور حفرات موجوددر ساختار متخلخل قرار گرفته و در برابر محدوده گسترده ای از آنزیم های متابولیسمی از اثر ضد میکروب برخوردار است.میزان نقره موجود در پوشش AgIon کمتر از % ./001 است.
باکتریوسین می تواند به صورت جذب شده بر، سطح پلیمر یا به صورت پوششی روی آن به کار رود. برای نمونه می توان به پوشش های حاوی مخلوط متیل سلولز/نیسین - نیسین - برای فیلم های پلی اتیلن و پوشش های نیسین برای ماکیان بر مبنای جذب به پلی اتیلن، اتیلن وینیل استات، پلی پروپیلن، پلی آمید، پلی استر آکریلیک و پلی وینیلیدین کلراید اشاره نمود.
بنابر تحقیقات 2000Han درطراحی بسته بندی ضد میکروبی باید چند عامل درنظر گرفته شود که عبارتند از: ویژگی های ترکیب ضد میکروبی و واکنش آن با مواد تشکیل دهنده ماده غذایی، ماهیت فیلم یا پوشش از لحاظ ثبات گرمایی، دمای نگهداری از لحاظ تاثیر آن بر فعالیت ضدمیکروبی، ضریب انتقال جرم ماده بسته بندی به دلیل تاثیر آن برانتقال و سرعت آزادشدن ماده ضد میکروبی از فیلم وخواص فیزیکی ماده بسته بندی که ممکن است تحت تاثیرماده ضد میکروب قرارگیرد.
انواع سیستم های ضد میکروبی با استفاده از مواد ضدمیکروب
باکتریوسینها
پپتیدهای ضد میکروبی تولید شده توسط باکتری های لاکتیک هستند که بر رشد گونه های باکتریایی مشابه اثرکشنده یا بازدارنده از رشد دارند. این عوامل عمدتا" مقاوم به گرما بوده ولی به آسانی توسط آنزیم های پروتئولیتیک دستگاه گوارش تجزیه می شوند.
