بسته بندی موادغذایی

بسته بندی موادغذایی در محیط تغییر داده شده

(Modified Atmosphere Packaging)

استفاده از محیط تغییر داده شده جهت افزایش عمر نگهداری موادغذایی، پدیده جدیـدی نمـی باشـد و از قرن نوزدهم میلادی دانشمندان دریافتند که می توان با افزایش مقدار گاز Co₂ و کـاهش مقـدار اکسـیژن، انجـام واکنش های متابولیکی در محصولات دارای تنفس را به تأخیر انداخته، سـرعت رشـد میکـروب هـای هـوازی را کاهش داد.

از دیگر مزایای این روش می توان به مواردی همچون کاهش چروکیدگی محصول به دلیل از دست دادن رطوبت، ایجاد تأخیر در رسیدن محصول خصوصا میوه و سبزی و بالاخره حفظ بهتر رنگ، عطـر و طعـم و بافت اشاره نمود. ذکر این نکته ضروری است که روش MAP هرگز نمیتواند یک محصول با کیفیـت پـائین را به محصولی خوب و مرغوب تبدیل نماید و بنابراین اولین گام، دارا بودن محصـول مناسـب و بـا کیفیـت خـوب است.

بسته بندی به این روش MAP، به معنی قرار دادن محصول در بسته هـا و پوشـش هـای غیرقابـل نفـوذ یـا تـا حدودی نفوذپذیر به گازها است. سپس ترکیب فضای درون بسته بگونهایی تغییـر داده مـیشـود کـه شـباهتی بـه ترکیب هوا نداشته باشد. هوا دارای ۷۸ درصد ازت و ۲۱ درصد اکسیژن و حدود ۰/۰۳ درصد دیاکسـید کـربن است. این سه گاز عینا در بسته های MAP بکار رفتهاند با این تفاوت که نسبت آنها تغییر یافته است (شکل .(۱

در همین زمینه اصلاح CAP یا controlled Atmosphore packaging نیز وجود دارد. در این حالت، تغییـرات ترکیب گاز دائما تحت نظارت قرار داشته و سعی در حفظ آن مـی باشـد حـال آنکـه در MAP صـرفا در هنگـام بسته بندی نسبت گازها تنظیم میگردد. گاهی نیز بستهبندی در خلا صورت میگیرد (vacuum packaging) که در این حالت تمامی گاز درون بسته خارج می گردد.

ترکیب گازهای مورد استفاده در MAP

الف : اکسیژن

حضور اکسیژن میتواند برای ماده غذایی مضر باشد زیرا توسط میکروبهای عامل فساد مصـرف شـده و یا در انجام واکنشهای آنزیمی مخرب دخالت نماید و بنابراین در موارد متعددی، مقدار آن بـه شـدت کـاهش پیدا می نماید. در مورد میوه ها و سبزیها حضور مقداری اکسیژن جهت حفظ سلامت فیزیولوژیک آنها ضـروری است. علاوه بر این مقداری اکسیژن برای حفظ رنگ قرمز مطلوب در گوشت باید وجود داشته باشد.

ب : دی اکسید کربن

این گاز از رشد بسیاری از میکروارگانیزمها جلوگیری مینماید. مخمرها، قارچها و باکتریهای هوازی کـه همگی نیاز به اکسیژن دارند تحت تأثیر این گاز قرار گرفتـه، بـی اثـر مـی گردنـد. البتـه باکتریهـای غیرهـوازی و باکتریهای اسید لاکتیک تحت تأثیر این گاز قرار نگرفته و به حیات خود ادامه می دهند، هرچند تأثیر باکتریهـای اسید لاکتیک در حضور گاز دیاکسید کربن به مراتب کمتـر شـده و بنـابراین عمـر نگهـداری افـزایش خواهـد یافت. اثر بازدارندگی این گاز به عواملی مانند غلظت گاز، زمان اثر دهی، درجه حـرارت، تعـداد میکـروب هـای اولیه و a_w بستگی دارد. دی اکسیدکربن در آب محلول بوده و توسط غذاهای حاوی رطوبت نسـبتا زیـاد جـذب می شود که این امر می تواند پس از طی مدت زمانی باعث چسبیدن بسته به سطح ماده غذایی گردد. بـا توجـه بـه اینکه حلالیت گاز در درجه حرارت های پائین افزایش می یابد مـی تـوان انتظـار داشـت کـه MAP در سـرما اثـر بیشتری را داشته باشد.

ج : ازت

گازی بی اثر است که به عنوان پر کننده و جایگزین اکسیژن به کار می برند. گرچـه از رشـد میکـروب هـا جلوگیری نمی کند. ولی با توجه به جایگزینی با اکسیژن، این عمل به نوعی صورت مـیگیـرد. نیتـروژن را بـرای جلوگیری از چسبیدن بسته به غذا نیز به اتمسفر میافزایند. جدول ۱ خلاصهایی از اثر هر یک از گازهای فـوق را نشان میدهد.

جدول -۱ خلاصه خواص گازهای موجود در MAP
نام گاز	خواص و اثرات
اکسیژن	متوقف کردن متابولیسم پایه
جلوگیری از فسادهای هوازی
از نظر شیمیایی بیاثر
نیتروژن	جلوگیری از اکسیداسیون (رنسید شدن)
جلوگیری از رشد کپکها
متوقف نمودن فعالیت باکتریها و قارچها
دیاکسید کربن	محلول در چربی و آب

جلوگیری از حمله حشرات و آفات آسیب رساندن به محصول در غلظت بسیار بالا

امکانات و اطلاعات مورد نیاز

الف: دستگاه ایجاد خلا و تزری گاز

جهت ایجاد MAP ابتدا در درون بسته خلاء ایجاد شده و هوا کاملاخارج میگردد و سپس گاز با ترکیب

مشخص به درون بسته تزریق می شود. گاهی نیز عمل خلا صورت نگرفته و صرفا گاز بـا ترکیـب معـین بـا فشـار

تزریق میگردد که همین فشار باعث میگردد تا هوای درون بسته خارج گردد.

ب : لایه ها و پوش های مورد استفاده

این لایـه هـا متنـوع بـوده ولـی بایـد از نـوع مجـاز باشـند .(food grade) معمـولا بـه صـورت چنـد لایـه

(laminate) از آنها استفاده می گردد. لایه ها متفاوت بـوده ولـی در هـر حـال از PE و surlyn در ترکیـب آنهـا

استفاده شده است. لایه ها ممکن است از پلیمرهای مختلفی تهیه شده باشند که میتوانند شامل نایلون (که دارای

نفوذپذیری متوسط بوده) تا ساران (کـه کـاملا نفوذناپـذیر اسـت) باشـند. جـدول ذیـل (شـماره ( ۲ خصوصـیات

تعدادی از این لایه ها را نشان میدهد.

جدول -۲ خصوصیات لایه های پلیمری مورد استفاده در MAP

انتقال اکسیژن	انتقال رطوبت	قابلیت	قابلیت
نام لایه	g/m ۲ /۲۴ h	شکلدهی	درببندی
cc/m ۲ /۲۴ h

PA (نایلون)

PVDC-PA

EVOH-PA

OPE

پلیاستر متالیزه شده

OPA

OPP

PVDC -OPP

PP

PVC

اکریلونیتریل( )

(EVA %4) PE

(EVA %8) PE

( %۱۸) PE

L-LDPE

یونومر ( )

۵۸	۲۹۵	بسیار خوب	ضعیف
۱۵	۲۰	بسیار خوب	ضعیف
۵	۳۰۰	بسیار خوب	ضعیف
۷۴	۱۸	ضعیف	ضعیف
۰/۱	۰/۶	ضعیف	ضعیف
۲۲	۱۶۸	ضعیف	ضعیف
۲۰۰۰	۶	ضعیف	ضعیف
۸	۴	ضعیف	ضعیف
۳۰۰۰	۱۱	ضعیف	خوب
۱۲۵	۱۰۰	–	ضعیف
۱۲	۷۸	–	ضعیف
۸۰۰۰	۲۵	ضعیف	خوب
۸۵۰۰	۳۰	خوب	بسیار خوب
۱۳۰۰۰	۴۰	خوب	بسیار خوب
۵۰۰۰	۱۰	خوب	بسیار خوب
۰	۲۷	خوب	بسیار خوب

ج : نسبت گازها در ترکیب

تعیین مقدار گازها در مخلوط برای هر نوع محصول غذایی متفاوت اسـت و در ایـن زمینـه بایـد مـواردی

مانند میزان حساسیت ماده غذایی، نیاز ماده غذایی به گاز(های) خالص، فسادهای عمده در ماده غذایی مورد نظر

و … توجه نمود. به عنوان مثال اگر مهم ترین عامل محدود کننده، فساد میکروبی است، اسـتفاده از مقـادیر زیـاد

Co₂ جهت جلوگیری از رشد آنها عملی سودمند خواهد بود. همانگونه که ذکر شد در مواردی که فاکتورهـایی

چون رنگ مطرح است (مثلا در مورد گوشت) وجود درصدی از گاز اکسیژن مفید خواهد بود. جدول شماره ۳

ترکیب گازها را در مورد تعدادی از محصولات نشان میدهد.

جدول -۳ ترکیب مناسب گازها در MAP در چند فرآورده غذایی

نام محصول	اکسیژن	نیتروژن (%)	دیاکسید کربن(%)
ورقه های نازک گوشت	۰	۲۰	۸۰
نان	۰	۶۰	۴۰
پیتزا	۰	۸۰	۲۰
ماهی تازه (چرب)	۰	۷۰	۳۰
ماهی سفید تازه	۰	۶۰	۴۰
گوشت قرمز تازه	۷۰	۱۰	۲۰
گوشت مرغ تازه	۰	۵۰	۵۰
سوسیس	۴۰	۶۰	–
Pasta (تازه)	۰	–	۱۰۰
سیب درختی	۲	۱	۹۷
گوجه فرنگی	۴	۴	۹۲

در مورد گوشت قرمز با توجه به وجود میوگلوبین، افزودن مقدار قابل توجهی گاز اکسـیژن جهـت حفـظ رنگ قرمز ضروری است. در مورد طیور با توجه به اینکه از میوگلوبین کمتری برخوردار هستند می توان از گـاز دی اکسید کربن بیشتری استفاده نمود بدون آنکه رنگ آسیبی ببیند. در مـورد مـاهی هـا، حـذف اکسـیژن جهـت جلوگیری از اکسیداسیون چربیهای آنها باید مورد توجه باشد، ضمن آنکه باید بسته ها را در برودت کمتـر از ۳۰ درجه سانتیگراد حفظ نمود.در مورد میوه ها و سبزیها نیـز توجـه بـه پروفیـل گـاز ضـروری اسـت. شـکل ۲ ،

غلظت گاز اکسیژن که در کمتر از آن غلظت، فساد به تأخیر می افتد و غلظت گاز دی اکسیدکربن کـه در بـالاتر از آن غلظت، فساد رخ نخواهد داد را نشان می دهد. بـه عنـوان مثـال در مـورد نخـود سـبز (نخـودفرنگی) میـزان اکسیژن باید در بسته کمتر از ۵ درصد و میزان گاز دیاکسید کربن بیش از ۷ درصد باشد. در محصـولاتی ماننـد سیب و گلابی نیز غلظت اکسیژن را باید تا حد ۲ درصد و کمتر کاهش داد، حال آنکه گاز کربنیک باید حداقل ۱ درصد باشد و مقادیر بیشتر آن توصیه میشود.

با توجه به تنوع مواد غذایی از نظر ترکیب و نحوه نگهداری بسته بنـدی آنهـا بصـورت MAP نیـز متفـاوت مـی باشد که در این زمینه چندین مثال ذکر خواهد شد.

گوشت

گرچه با کاهش مقدار اکسیژن، رنگ گوشت به قهوه ایی متمایل خواهد شد، اما وجود اکسیژن می تواند بار میکروبی را بشدت افزایش دهد و بنـابراین گـاهی از لایـه هـای PVDC همـراه بـا EVA جهـت بسـته بنـدی گوشت استفاده می شود. اما بهرحال اکنون دراکثر کشورها، از سینی های EPS همراه با پوشـش سـاران یـا پلـی اتیلن استفاده می گردد. در مورد ماکیان نیز همین روش انجام می شود ولی صرفا مخلوط گازهای CO₂ و N₂ بـا نسبت معینی تزریق می گردد.

لبنیات

الف: شیر تازه

اگر در بسته های »تترا-بریک« بسته بندی شود، دارای لایه های پلی اتیلن/پلی اتیلن/ مقـوای نـازک/ پلـی اتیلن است. در صورتی که هدف تولید شیر بصورت استریل باشد، یک لایه آلومینیومی نیز به جمع لایه ها اضافه خواهد شدیعنی بصورت پلی اتیلن/ پلی اتیلن/ آلومینیوم/ پلی اتیلن/ مقوای نـازک/ پلـی اتـیلن در خواهـد آمـد.

ضخامت ورق آلومینیوم حدود ۱۵ میکرون است و لایه های داخلی پلی اتیلن به ترتیب ضخامتی برابر با ۳۵ و ۲۵

میکرون میکرون دارند، گرچه می توان از ضخامت های کمتر هم استفاده نمود.

ب: پنیر

بسته های پنیر باید نسبت به اکسیژن مقـاوم باشـند (کمتـر از ۱ میلـی لیتـر اکسـیژن ۱۰۰ / ایـنچ ربـع/ فشـار اتمسفر۲۴ / ساعت باید عبور نماید) تا بدین ترتیب از رشد کپک جلوگیری شده و در ضـمن چربـی موجـود در پنیر که مقدار قابل ملاحظه ای است، اکسید نشود. همچنین عبور رطوبت از بسته باید ناچیز باشد و دارای انعطاف پذیری خوبی باشد بطوری که بر اثر تا خوردن دچار شکستگی نشود. در جهت تامین این نیازها معمولا لایه های

OPP یا PA که با PVDC پوشانده شده اند و دارای ضخامتی حدود ۱ میل ۲۵) میکرون) بـوده بـین آنهـا EVA (نوع ۱۸ درصد) قرار گرفته است مورد استفاده قرار می گیرند.

نوع فیلم بـا نـام تجـاری کورپـولن (curpolene) می شود. پنیر رنده شده در کیسه های PET که با PVDC پوشیده شده انـد و دارای EVA و یـا یونـومر بعنـوان ها استفاده می گردد. در مورد پنیر نکته ایی که وجود دارد آن است که آنها در دوره نگهداری و قبل از مصرف عامل چسبنده می باشند،

قرار میگیرد. گاهی نیز از سلوفان دارای پوشش PVDC یا OPP همراه با انـواع چسـب تولید CO₂ می نمایند. از آنجا که فیلم های با خواص ممانعتی بسیار خوب استفاده می شود بنـابراین CO₂ مجـال خروج را نیافته و نوعی بسته پف کرده دیده خواهد شد و پنیر مشتری پسندی خود را از دست خواهد داد.

در این مورد استفاده از BON یا ضخامت ۱ میل ۲۵) میکرون) ضمن آنکه نفوذپذیری به اکسیزن را تا حـد قابـل قبـولی حفظ می کند، اما اجازه خروج به CO₂ را خواهـد داد. نسـبت نفوذپـذیری ^CO2 _O2 در ۵/۹ BON اسـت، ایـن نسبت در OPP پوشیده از ۲/۳ PVDC است. این در حالی است کـه نفوذپـذیری OPP بـه اکسـیژن تنهـا نصـف

BON است. در کنار آن باید توجه داشـت کـه مقـدار گـاز CO₂ تولیـدی برحسـب شـرایط نگهـداری و مقـدار میکروارگانیزم ها پنیر متفاوت است، گاهی استفاده از BON درحد ۱ میل کـافی نخواهـد بـود و در ایـن حالـت استفاده از BON در حد کمتر از یک میل و یا PET بدون پوشش توصیه شـده اسـت کـه بـه قیمـت فـدانمودن نفوذناپذیری لایه به اکسیژن خواهد بود. در مواردی نیز از بسته های تتراپک که در آنها لایه های کاغـذی بکـار نرفته (مانند آنچه درمورد شیر گفته شد) استفاده شده است.

نوشابه های گازدار

بسته انتخابی PET است، هرچنـد کـه نفوذپـذیری آن بـه گـاز ۲۰) CO₂ میلـی لیتـر۱۰۰/ ایـنچ مربـع۲۵ /

میکرون/ اتمسفر۲۴ / ساعت) خصوصا در بطری های کمتر از ۱/۵ لیتر که حدود ۶۰ درصد بازار مصرف نوشـابه هارا تشکیل می دهند زیاد است.

ج: پرتزل

(Pretzels)

فراورده ایی است که از مخلوط نمودن آرد دو چند جزء دیگر بدست می آیـد و سـپس در محلـول سـود غوطه ور شده تا رنگ قهوه ای پیدا کند و سپس در آون های طویل پخته می شود. نمونه سـاده آن چـوب شـور است. از بسته های ذیل جهت بسته بندی آن استفاده می شود.

OPP پوشیده شده با OPP / PE/ PVDC

سلوفان پوشیده شده با OPP / PE / PVDC

در حالت دوم، ضخامت لایه سلوفان بیش از ۳ برابر OPP است.

تنقلات (لب چره ها)

بسته های مورد استفاده باید غیرقابل نفوذ به بخار آب، روغن، اکسیژن باشند و جهـت بسـته بنـدی آنهـا برحسـب مورد از لایه های ذیل استفاده می گردد. glassin کاغذی است که هر مترمربـع مربـع آن دارای ۵۰ گـرم وزن بوده و ۵ تا ۷ پاوند PVDC بر روی آن قرار گرفته است.

• Ionomer /HDPE / یا OPP /EVA

• PVDC/ glassine / یا چسب OPP /

• Ionomer/OPP / یا OPP / PVDC

• OPP / متالیزه PE / یاOPP / Ionomer

• Ionomer/OPP یا OPP / PVDC

• (EP) Ethylenepropylene / OPP-EVA / PVDC / EP

الف: چیپس سیب زمینی

با توجه به اهمیت این محصول، نفوذناپذیری به نور، اکسیژن و رطوبت کاملا ضروری است و از بسته های

ذیل استفاده می گردد.

برای بسته های کوچک

ورق آلومینیوم یا PP متالیزه / چسب / HDPE / چسب OPP /

برای بسته های بزرگ

PVDC/ Glassine یا ورق آلومینیوم OPP / PE /

و یا

ورق آلومینیومی یا PP متالیزه OPP / PE /

نوعی چیپس نیز در قوطی های ساخته از الیاف کاغذی به هم بافته که بصورت مورب کنار هم قرار گرفته اند و کاملا نسبت به گاز نفوذناپذیرند، بسته بندی می شود (pringles) این قوطی ها علاوه بر لایه کاغذ دارای لایه های PP و آلومینیوم (بصورت متالیزه) هم هستند و دو انتهای آنها از جنس فولاد قلع اندود است.

ب: چیپس ذرت یا تورتیلا

ازخمیر آرد ذرت یا “masa” تهیه می شود و باید بسته بکار رفته جهت بسته بندی آن مقاومت بـه عبـور رطوبت، اکسیژن باشد. برای بسته کوچک

OPP پوشیده شده با OPP / PE / PVDC

و برای بسته های بزرگ تر

OPP پوشیده شده با OPP / PE / PVDC

استفاده می شود. تفاوت این دو در آن است که OPP در انواع بزرگتر ضخیم تر می باشد.

د: پف فیل

(Popcorn)

از بسته ای با ترکیب ذیل جهت بسته بندی آن استفاده می گردد.

OPP پوشیده شده با OPP / PE / PVDC

و یا

OPP متالیزه شدهOPP / PE /

بــرای بســته بنــدی پــف فیــل مناســب جهــت اســتفاده در مــایکروویو از دو لایــه کاغــذ همــراه بــا PVA

بعنوانheat-sealer استفاده میگردد. PVA بگونه ای برروی لایه های کاغذ قرار می گیرد کـه دارای فواصـلی برای خروج بخار آب باشد.