در یادداشتی اختصاصی برای جام جم آنلاین مطرح شد
فناوری‌های نو در بسته‌بندی‌های هوشمند مواد غذایی، رازهای کیفیت و سلامت محصول را برملا می‌کنند
بسته‌های افشاگر که خبر می‌دهند از سرّ درون!
بسته‌بندی مواد غذایی یکی از فناوری‌هایی است که در سال‌های اخیر پیشرفت‌های چشمگیری داشته است. هدف اصلی بسته‌بندی، محافظت غذا در مقابل شرایط محیطی مخرب از قبیل دما، نور، رطوبت، میکروارگانیسم‌ها و عبور برخی گازهاست.
بسته‌بندی هوشمند، فناوری‌ای است که قادر به ارزیابی ماده غذایی بوده و کسب اطلاعات درباره وضعیت شیمیایی، میکروبی، محتوای تغذیه‌ای، نحوه آماده‌سازی و تشخیص مشکلات احتمالی ماده غذایی را تسهیل می‌کند. در واقع ویژگی منحصر به فرد بسته‌بندی هوشمند، توانایی برقراری ارتباط با مشتری است. انواع مختلفی از سیستم‌های هوشمند شامل نشانگرها و سنسورها برای بسته‌بندی مواد غذایی مختلف توسعه یافته‌اند که در ادامه با برخی از پرکاربردترین نشانگرها آشنا خواهیم شد.
نشانگرهای دما ـ زمان (تی‌تی‌آی ـ TTI)
دما از فاکتورهای محیطی بسیار مهم است که سرعت تغییرات و تخریب فیزیکی و شیمیایی و رشد میکروارگانیسم‌ها در فرآورده‌های غذایی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. تی‌تی‌آی برچسب‌هایی هستند که به ظروف حمل و نقل یا بسته‌های مصرفی متصل می‌شوند و نشان می‌دهند آیا دما در طول نگهداری به بالاتر از حد دمایی مجاز برای نگهداری در یخچال یا فریزر رسیده یا خیر. همین‌طور این که ماده غذایی چه مدت زمانی بالاتر از این دما قرار گرفته است. این نشانگرها در واقع شاخصی از تازگی محصول نیز هستند و مدت زمان باقیمانده از عمر نگهداری محصولات فساد پذیر را نشان می‌دهند. پاسخ این برچسب‌ها معمولاً تغییرات مشخص و قابل مشاهده مانند تغییر رنگ برچسب است. همان طور که در شکل زیر می‌بینید، این برچسب دارای سه بخش است.
وقتی ماده غذایی در دمای بالاتر از 20 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد، دایره سفیدرنگ بالایی رنگی می‌شود. بتدریج با افزایش مدت زمان نگهداری در این دمای بالا، این رنگ به سمت پایین حرکت می‌کند و به این ترتیب می‌توان فهمید ماده غذایی چه مدت در دمای بالا قرار گرفته است. این برچسب‌ها برای مواد غذایی که باید در یخچال یا فریزر نگهداری شوند، مناسب است.
نشانگرهای گازی
نوع گازهای موجود در بسته‌بندی مواد غذایی حین نگهداری دچار تغییر می‌شود که علت آن تنفس محصولات کشاورزی تازه، تولید گاز از طریق میکروارگانیسم‌ها و انتقال گازها با مواد بسته‌بندی یا نشت گازها بر اثر درزبندی نامناسب است که سبب تغییر در ترکیب گازهای موجود در بسته‌بندی می‌شود. نشانگرهای گازی برچسب‌هایی هستند که روی فیلم‌های بسته‌بندی قرار می‌گیرند و تغییرات ترکیب گازهای موجود در بسته را نشان می‌دهند. بنابراین ابزار مناسبی برای ارزیابی کیفیت و ایمنی محصولات غذایی محسوب می‌شوند.
نشانگرهای اکسیژن متداول‌ترین نشانگرهای گازی مورد استفاده در بسته‌بندی مواد غذایی تلقی می‌شوند، زیرا اکسیژن موجود در هوا می‌تواند سبب انجام واکنش‌های مضر از قبیل اکسایش چربی، تغییر رنگ و فساد میکروبی شود؛ بنابراین ابزار مناسبی برای کنترل و شناسایی گازهای سمی تولید شده در جریان تجزیه مواد غذایی هستند که به نوعی سلامت مصرف‌کنندگان را به خطر می‌اندازند. تغییرات ایجاد شده در ترکیب گاز با واکنش‌های شیمیایی یا آنزیمی سنجیده می‌شوند. حضور اکسیژن نشان‌دهنده این است درزبندی به طور کامل و درست انجام نشده است. شکل زیر نمونه‌ای از برچسب‌های نشانگر اکسیژن را نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود تغییر رنگ این نشانگر از صورتی تا آبی است که به ترتیب نشان‌دهنده نبود اکسیژن (غلظت اکسیژن کمتر از 1/0درصد) و وجود اکسیژن (بیشتر از 5/0درصد) است. برای سایر گازها نظیر دی‌اکسیدکربن نیز انواع مختلفی از نشانگرها طراحی شده است.
نشانگرهای تازگی
نشانگرهای تازگی به‌طور مستقیم نشان‌دهنده کیفیت محصول هستند. اساس کار در این نشانگرها تشخیص تغییرات اولیه از قبیل تغییر در pH یا ترکیب گاز است که با نشانگرها تشخیص داده می‌شود و تبدیل به پاسخی می‌شود که معمولاً رنگی است. این پاسخ‌ها به آسانی قابل اندازه‌گیری و تشخیص بوده و می‌تواند مرتبط با تغییرات ایجاد شده در اجزای موجود در ماده غذایی یا فسادهای میکروبی باشد. برای مثال آزاد شدن ترکیبات نیتروژن‌دار فرّار، آمین‌ها، اسیدهای آلی، دی‌اکسیدکربن، اتانول، گلوکز یا ترکیبات سولفوره که حاکی از رشد میکروارگانیسم‌ها هستند. نوعی از این نشانگرها تحت عنوان «رِپ سِنس» وجود دارد که تغییرات رنگ آن براساس درجه رسیدگی میوه و اساس کار در آنها واکنش ترکیبات معطر حاصل از رسیدن میوه با مواد موجود در برچسب است که به تشکیل رنگ منجر می‌شود. به این ترتیب که در ابتدا به قرمز (ترد)، سپس به سمت نارنجی (سفت) و درنهایت به زرد (آبدار) تغییر رنگ می‌دهد.
برچسب‌های آراِفآیدی (RFID)
این نوع از نشانگرها از فرکانس‌های رادیویی برای کنترل از راه دور مواد غذایی طی زنجیره تولید و توزیع تا زمان رسیدن به دست مشتری استفاده می‌کنند.
برچسب‌های آراِفآیدی شامل ریزپردازشگرهایی است که به آنتنی کوچک متصل شده و دارای یک کد شناسایی است. این برچسب‌ها می‌تواند به کارتن، جعبه یا پالت متصل شده و امکان تشخیص و ردیابی مواد غذایی را فراهم کند.
در سیستم‌های آراِفآیدی معمولی، یک کدخوان برای دریافت اطلاعات از تَگ، امواج رادیویی تابش می‌کند سپس برای تصمیم‌گیری و آنالیز، داده‌ها به یک رایانه میزبان منتقل می‌شود. به این ترتیب این برچسب‌ها از دور قابل خواندن بوده (در برخی موارد حتی تا فاصله 91 متری) و اطلاعات مفیدی از قبیل تاریخ تولید و انقضای محصولات مختلف را در اختیار صندوقدار قرار می‌دهد.
کاربرد فناوری بسته‌بندی هوشمند در ایران
با این‌که بسته‌بندی هوشمند مواد غذایی اطلاعاتی ارزشمند از کیفیت مواد غذایی فراهم می‌کند، اما به دلیل قیمت بالای غالب نشانگرهای یادشده، درحال حاضر تجاری‌سازی آنها فقط در آمریکا و ژاپن انجام شده است. در کشورمان نیز این فناوری مورد توجه محققان و تولیدکنندگان مواد غذایی قرار گرفته است، اما هنوز در مرحله تحقیقاتی باقی مانده و به صورت تجاری در بسته‌بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار نگرفته است. ازجمله تحقیقاتی که در این زمینه انجام شده طراحی نشانگرهای تی‌تی‌آی در یکی از هسته‌های فناور فعال در پارک علم و فناوری گیلان است.
با توجه به اهمیت این نشانگرها در تضمین سلامت محصولات تولید شده در حوزه صنایع غذایی و نقشی که در افزایش بازدهی چرخه تولید و مصرف می‌تواند داشته باشد، به نظر می‌رسد فراهم کردن سازوکارهای لازم برای به‌کارگیری هرچه موثرتر این فناوری‌ها در محصولات غذایی که به‌طور روزمره در سبد غذایی خانوارها قرار دارد، علاوه بر پیشگیری از ابتلا به بسیاری از بیماری‌های ناشی از فساد مواد غذایی، به اطمینان‌یافتن هرچه موثرتر مصرف‌کنندگان از تضمین کیفیت و سلامت محصولات غذایی تولید داخل کمک خواهد کرد.
مریم قادری قهفرخی
دکتری فناوری مواد غذایی
تازه ها
پیشنهاد سردبیر
در یادداشتی اختصاصی برای جام جم آنلاین مطرح شد
غزه مساله‌ای جهانی
رئیس مرکز تحقیقات آلودگی هوای دانشگاه علوم پزشکی تهران در گفتوگو با جام جم آنلاین:
خطر پرتو‌های فرابنفش، آلاینده ازون و گرمای بی‌سابقه | چرا کمیته اضطرار تشکیل نمی‌شود؟
سخنگوی کمیسیون بهداشت و درمان مجلس در گفتوگو با جام جم آنلاین:
کنترل تب دنگی در گرو تامین اعتبار | ۱۵۰ هزار کیت تشخیصی در گمرک خاک می‌خورد
گفت و گو
گفتوگو با منوچهر آذری، بازیگر،گوینده،مجری وصداپیشه پیشکسوت رادیو و تلویزیون
از شادی مردم لذت میبرم
فاطمه مجلل در گفتوگو با «جامجم»:
یک روز طلای المپیک را میگیرم
رئیس مرکز تحقیقات آلودگی هوای دانشگاه علوم پزشکی تهران در گفتوگو با جام جم آنلاین: