بسته‌بندی‌هایی که قابل خوردن هستند

محققان آمریکایی برای اولین‌ بار از پروتئین موجود در شیرخام، پوشش بسته‌بندی و نگه‌ دارنده مواد غذایی قابل خوردن تولید کردند.

 با اینکه سالهاست که دانشمندان و محققان خطرات استفاده از مواد پلاستیکی در پوشش صنایع غذایی را هشدار می‌دهند، اما متاسفانه تقریبا همه شرکت‌های تولیدکننده مواد غذایی بی‌توجه به توصیه‌های مطرح در این زمینه حتی از پلاستیک‌های نامرغوب نیز در پوشش مستقیم مواد غذایی مثل لبنیات استفاده می‌کنند.طبق آخرین تحقیقات انجمن شیمی ایالات متحده، بعضی از پلاستیک‌ها که به صورت مستقیم با مواد غذایی در ارتباط هستند، محتویات شیمیایی بسیار خطرناکی را به مواد غذایی منتقل می‌کنند.پروفسور پگی توماسولا، عضو انجمن شیمی آمریکا و سرپرست گروه تولید کننده پوشش بسته‌بندی از پروتئین شیر عنوان کرد: پس از سالها مطالعه بالاخره روش اقتصادی جداسازی پروتئین‌های مقاوم از شیر ابداع شد. پوشش‌های پروتئینی مانند پلاستیک سد ایمنی در برابر نفوذ اکسیژن هستند و بنابراین از فساد مواد غذایی جلوگیری می‌کنند. 

این شیمیدان باتجربه معتقد است که بسته‌بندی مواد غذایی از چند جنبه مثل رعایت بهداشت، ظاهر جذاب و حفظ محیط زیست قابل بررسی است. در شرایط فعلی تمامی شرکت‌های تولیدکننده مواد غذایی از پوشش‌های پایه نفتی در بسته‌بندی مستقیم موادغذایی استفاده می‌کنند که این مسئله نه تنها خطر ورود مواد شیمیایی خطرناک عامل سرطان را به موادغذایی افزایش می‌دهد، بلکه باعث پراکنده‌ شدن میلیون‌ها تن زباله پلاستیکی غیرقابل جذب در طبیعت می‌شود.

توماسولا و دستیارانش برای تولید پوشش‌ بسته‌بندی بهداشتی، خوراکی و قابل جذب در طبیعت از پروتئین کازئین موجود در شیر استفاده کردند. پوشش کازئینی تا 500 برابر بهتر از پلاستیک از ورود اکسیژن به موادغذایی جلوگیری می‌کند.
پوشش مواد غذایی ساخته‌ شده از پروتئین کازئین قابل خوردن است، اما مزه خاصی ندارد، بنابراین در نمونه بعدی مقداری طعم‌دهنده به آن افزوده می‌شود تا تمایل مردم برای خرید محصولات با بسته‌بندی کاملا بهداشتی، خوراکی و دوست‌دار محیط‌زیست افزایش یابد.

بسته‌بندی خوراکی نوعی بسته‌بندی است که می‌تواند توسط مصرف‌کننده خورده شود و به طور کامل از مواد طبیعی و خوراکی تهیه شده است. این نوع بسته‌بندی به دلیل قابلیت تجزیه‌پذیری و کاهش زباله‌های پلاستیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بسته‌بندی‌های خوراکی اغلب از موادی مانند جلبک‌های دریایی، نشاسته، پروتئین‌های گیاهی و ژلاتین تهیه می‌شوند. این مواد نه تنها  برای مصرف انسان بی‌خطر هستند، بلکه می‌توانند به طور طبیعی در محیط زیست تجزیه شوند، و بدین ترتیب تاثیرات منفی بر روی محیط زیست را به حداقل برسانند.

اهمیت بسته‌بندی خوراکی در بسته‌بندی مدرن به دلیل فواید زیست‌محیطی و بهداشتی آن، روز به روز بیشتر می‌شود. بسته‌بندی‌های خوراکی می‌توانند به طور مؤثری جایگزین بسته‌بندی‌های پلاستیکی سنتی شوند که سالانه میلیون‌ها تن زباله تولید می‌کنند. این نوآوری نه تنها به کاهش زباله‌های پلاستیکی کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به بهبود کیفیت مواد غذایی نیز کمک کند، زیرا بسیاری از این بسته‌بندی‌ها خواص نگهدارنده طبیعی دارند که می‌تواند عمر مفید مواد غذایی را افزایش دهد. با افزایش آگاهی عمومی درباره مسائل زیست‌محیطی و سلامت، انتظار می‌رود استفاده از بسته‌بندی‌های خوراکی در صنایع غذایی و دیگر صنایع بسته‌بندی افزایش یابد.

انواع بسته بندی خوراکی

فیلم ها و پوشش های خوراکی را می توان به پروتئین ها، پلی ساکاریدها، لیپیدها و کامپوزیت ها طبقه بندی کرد. انتخاب لایه‌ها یا پوشش‌های خوراکی مستلزم در نظر گرفتن ماده‌ای که از آن ساخته شده‌اند، نوع غذایی که باید روی آن اعمال شود و نحوه استفاده از آن‌ها می‌باشد. برای افزایش انعطاف پذیری و قابلیت ارتجاعی آنها، می توان یک نرم کننده(plasticizer) را در محلول قرار داد. بسته به کاربرد نهایی، افزودنی‌های اضافی مانند رنگ‌ها، طعم‌دهنده‌ها و عوامل ضدمیکروبی را می‌توان به محلول اضافه کرد تا عملکرد و ویژگی‌های فیلم مناسب را به دست آورد.

پوشش های خوراکی مبتنی بر پلی ساکارید

پلی ساکاریدها می توانند از منابع مختلفی مانند میکروبی (مانند صمغ زانتان و پولولان)، گیاهی (مانند سلولز، نشاسته و پکتین)، حیوانی (مانند کیتین، کیتوزان) و منابع دریایی (مانند آلژینات) نشات بگیرند. در مقایسه با مواد بسته بندی مبتنی بر پروتئین و لیپید،فیلم ها و پوشش های ساخته شده از پلی ساکاریدها می توانند بی مزه و بی رنگ باشند، همچنین پایداری شیمیایی  و سازگاری بهتری داشته باشند. آنها می توانند کم آبی، تیره شدن سطح و ترشیدگی اکسیداتیو را کاهش دهند، در نتیجه به طور بالقوه ماندگاری سبزیجات، میوه ها، محصولات گوشتی یا صدف ها را افزایش دهند . پوشش های فیلم مبتنی بر پلی ساکارید به دلیل ساختار بین مولکولی خود، موانع موثری در برابر O2 و CO2 در رطوبت نسبی کم و متوسط ​​هستند. بنابراین، به دلیل نفوذپذیری انتخابی، مواد مبتنی بر پلی ساکارید را می توان برای بهبود ماندگاری میوه ها و سبزیجات تازه برش داده شده با کاهش سرعت تنفس و تبادل گاز استفاده کرد. با این حال، مواد مبتنی بر پلی ساکارید به دلیل ماهیت آبدوست خود مانع پذیری کمی در برابر رطوبت دارند. علاوه بر این، آنها توانایی جذب بالایی دارند. بنابراین، هنگام  مصرف، می توانند رادیونوکلئیدها، یون های فلزی و سایر مواد شیمیایی سمی را جذب و از بدن خارج کنند.

پوشش های خوراکی مبتنی بر پروتئین

پروتئین ها به دو صورت پروتئین های فیبری (غیر محلول در آب) یا کروی (پروتئین های محلول در آب) وجود دارند. کلاژن، ژلاتین، کازئین، پروتئین آب پنیر، پروتئین سویا، پروتئین لوبیا، گلوتن گندم و پروتئین بادام زمینی نمونه هایی از پروتئین های رایج از منابع حیوانی و گیاهی هستند که برای بسته بندی های خوراکی مورد استفاده قرار می گیرند. پوشش‌های پروتئینی خواص مکانیکی نسبتاً بالایی دارند و موانع مؤثری در برابر گازهایی مانند CO2، O2، لیپیدها و رایحه‌ها ایجاد می‌کنند، در حالی که نسبت به آب تقریبا نفوذ پذیرند.

پوشش های خوراکی مبتنی بر لیپیدها

لیپیدها به طور طبیعی پلیمرهای آبگریز هستند که از گیاهان، حیوانات یا حشرات به دست می آیند. لیپیدها نمی توانند فیلم های مستقل و منسجمی را تشکیل دهند، بنابراین می توان از آنها برای بسته بندی به عنوان فیلم های کامپوزیت استفاده کرد. لیپیدها می توانند لایه ها و پوشش هایی  با خاصیت حفظ رطوبت عالی بسازند. پوشش‌های موم در مقایسه با سایر فیلم‌های خوراکی مبتنی بر لیپید یا غیرلیپید به طور قابل توجهی در برابر آب  غیرقابل نفوذ هستند.

پوشش های خوراکی کامپوزیتی

فیلم های کامپوزیتی سیستم های پیچیده ای هستند که از اجزای متعددی تشکیل شده و در آن ها چندین ترکیب آبگریز و آب دوست را برای بهبود کیفیت عملکردی ترکیب می کنند. در این نوع بسته بندی های خوراکی، از ترکیبی از حداقل دو ماده تشکیل دهنده استفاده می شود که در آن ضعف یک ماده با حضور جزء دیگر جبران می شود. به عنوان مثال، نفوذپذیری بخار آب پلی ساکاریدها و پروتئین ها را می توان با ترکیب لیپیدها افزایش داد و در نتیجه یک کامپوزیت خوراکی ایجاد کرد که دارای خواص آبدوست و آبگریز است. 

مزایا و معایب بسته بندی های خوراکی

بسته بندی خوراکی می تواند کیفیت مواد غذایی و ماندگاری را بهبود بخشد و در نتیجه تقاضای مصرف کنندگان برای محصولات سازگار با محیط زیست را برآورده کند. از دیگر مزایای بسته‌بندی خوراکی نسبت به بسته‌بندی پلاستیکی می‌توان به تجزیه‌پذیری زیستی، ویژگی‌های بازدارندگی انتخابی، زیست سازگاری و غیر سمی بودن اشاره کرد.

بسته بندی های خوراکی در طول فرآیندهای حمل و نقل نیاز به مراقبت ویژه ای دارند زیرا به نوسانات دما حساس هستند به طوری که اکثر فیلم ها و پوشش های خوراکی در نقطه ذوب خود تخریب می شوند. غیر قابل نفوذ بودن بسته بندی خوراکی به اکسیژن  می تواند تنفس بی هوازی را مسدود کند و در نتیجه رسیدن میوه ها و سبزیجات را به تاخیر بیاندازد. همچنین، برخی از مصرف کنندگان ممکن است واکنش های آلرژیک به بسته بندی مواد غذایی خوراکی (مانند کازئین ها) داشته باشند. هزینه مواد بسته بندی خوراکی نسبتاً بالاتر از مواد بسته بندی معمولی است. این عوامل ممکن است به طور قابل توجهی بر پذیرش مصرف کننده تأثیر بگذارد. محدودیت مهم دیگر، داده های محدود در مورد مطالعات سیتوتوکسیک(سمی بودن برای سلول ها) در مورد فیلم ها و پوشش های خوراکی است. 

کاربرد فیلم‌های خوراکی در صنایع غذایی 

 شیرینی و تنقلات

فیلم‌های خوراکی در صنعت شیرینی و تنقلات به عنوان یک پوشش محافظ و نگهدارنده استفاده می‌شوند. این فیلم‌ها می‌توانند از مواد طبیعی مانند ژلاتین، کازئین یا نشاسته تهیه شوند و علاوه بر حفظ تازگی و طعم شیرینی‌ها و تنقلات، از اکسیداسیون و از دست رفتن رطوبت آن‌ها جلوگیری کنند. به عنوان مثال، فیلم‌های خوراکی بر پایه نشاسته می‌توانند به عنوان یک پوشش شفاف و نازک بر روی شکلات‌ها و آب‌نبات‌ها استفاده شوند تا از جذب رطوبت و کاهش کیفیت آن‌ها جلوگیری شود.

میوه و سبزیجات

فیلم‌های خوراکی در بسته‌بندی میوه و سبزیجات به عنوان یک لایه محافظ طبیعی جهت افزایش زمان نگهداری این محصولات عمل می‌کنند.این فیلم‌ها با کاهش تبخیر آب و تبادل گازی، از پژمرده شدن و خرابی میوه‌ها و سبزیجات جلوگیری می‌کنند. برای مثال، استفاده از فیلم‌های خوراکی بر پایه آلژینات یا پکتین می‌تواند مانع از افت کیفیت و تازگی محصولات تازه مانند سیب، توت‌فرنگی و خیار شود.

گوشت و فرآورده‌های لبنی

در صنعت گوشت و فرآورده‌های لبنی، این فیلم‌ها می‌توانند از رشد باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها جلوگیری کرده و کیفیت و طعم محصولات را حفظ کنند. به عنوان مثال، فیلم‌های خوراکی بر پایه پروتئین سویا یا ژلاتین می‌توانند بر روی سطوح گوشت‌های تازه یا پنیرها اعمال شوند تا از فساد و تغییرات نامطلوب در طول زمان نگهداری جلوگیری کنند.

نوشیدنی‌ها و مایعات

فیلم‌های خوراکی در بسته‌بندی نوشیدنی‌ها و مایعات می‌توانند به عنوان یک لایه محافظ و نگهدارنده استفاده شوند. این فیلم‌ها می‌توانند از مواد طبیعی و زیست‌تخریب‌پذیر تهیه شوند و علاوه بر حفظ کیفیت و طعم نوشیدنی‌ها، از نفوذ آلودگی‌ها و مواد خارجی جلوگیری کنند. برای مثال، استفاده از فیلم‌های خوراکی بر پایه چیتوسان می‌تواند به حفظ تازگی و سلامت نوشیدنی‌های مختلف مانند آب‌میوه‌ها و نوشابه‌ها کمک کند.

نتیجه گیری 

بسته‌بندی‌های خوراکی به عنوان یک نوآوری در صنعت بسته‌بندی، دارای پتانسیل‌های فراوانی برای بهبود کیفیت و سلامت محصولات غذایی هستند. این نوع بسته‌بندی‌ها نه تنها از محیط زیست حمایت می‌کنند و به کاهش زباله‌های پلاستیکی کمک می‌کنند، بلکه خوراکی بودن آن‌ها می‌تواند تجربه‌ای متفاوت و جالب برای مصرف‌کنندگان ایجاد کند.

در نهایت، با توجه به مزایا و چالش‌های بسته‌بندی‌های خوراکی که به آن ها اشاره شد، می‌توان نتیجه گرفت که این نوآوری می‌تواند به عنوان یک راهکار موثر برای کاهش اثرات منفی زیست‌محیطی و بهبود کیفیت محصولات غذایی مورد استفاده قرار گیرد. ادامه تحقیقات و توسعه در این زمینه می‌تواند به بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های تولید کمک کرده و این نوع بسته‌بندی را به گزینه‌ای جذاب‌تر برای تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان تبدیل کند.