بسته ‌بندی خوراکی و زیست ‌تخریب‌ پذیر

بسته ‌بندی خوراکی؛ جایگزین زیست ‌تخریب‌ پذیر برای زباله‌های پلاستیکی

محققان دریافتند که کیسه‌های خوراکی و زود حل ‌شونده ساخته شده از محصولات جانبی مواد غذایی می‌توانند صنعت بسته ‌بندی را متحول کرده و ضمن کاهش ضایعات پلاستیکی، مواد غذایی را برای مدت طولانی‌تری تازه نگه دارند. اخیرا، در یک مطالعه که توسط Processes انجام شد، جنبه‌های مختلفی از بسته‌ بندی مواد غذایی خوراکی را با تمرکز بر کیسه‌های خوراکی یکبار مصرف و سریع حل‌ شونده بررسی شد. بسته‌ بندی‌های پلاستیکی مواد غذایی، که معمولا زیست ‌تخریب‌ پذیر نیستند، منبع قابل توجهی از آلودگی محیط زیست هستند. سیستم‌های بسته‌ بندی جدیدتر، عمدتا مبتنی بر بیوپلیمرها یا مواد چندمنظوره، برای جایگزینی پلاستیک‌ها و سایر پلیمرهای مصنوعی در حال توسعه هستند. چنین پوشش‌ها و فیلم‌های خوراکی مواد غذایی را تازه، سالم، خوش ‌طعم و معطر نگه می‌دارند و در عین حال ماندگاری آنها را نیز حفظ می‌کنند.

حدود یک سوم از تولید جهانی غذا هر ساله به هدر می‌رود که تقریبا ۱.۳ میلیارد تن به ارزش بیش از ۱ تریلیون دلار است. بسته ‌بندی بهتر مواد غذایی می‌تواند به کاهش فساد، که یکی از دلایل اصلی هدر رفتن مواد غذایی است، کمک کند. همانطور که در تاریخ باستان بشر مرسوم بود، بسته‌ بندی طبیعی مواد غذایی شامل برگ‌ها، کدو، صدف و چمن‌های زیست ‌تخریب ‌پذیر، بامبو یا سبدهای چوبی می‌شد. بعدها، ظروف سفالی و شیشه‌ای و سپس کاغذ مورد استفاده قرار گرفتند. حدود ۱۵۰ سال پیش، بسته ‌بندی پلاستیکی توسعه یافت و تا به امروز همچنان پررنگ باقی مانده است. این نوع بسته‌ بندی در روش‌های مختلف نگهداری مواد غذایی مانند بسته‌ بندی با اتمسفر اصلاح‌ شده، بسته ‌بندی وکیوم، بسته ‌بندی آسپتیک و بسته ‌بندی فعال استفاده می‌شود. این کار نه تنها از آلودگی و فساد مواد غذایی جلوگیری می‌کند بلکه طعم و ظاهر آن را حفظ می‌کند. همچنین می‌تواند جذابیت محصول را نیز افزایش دهد.

با این حال، هزینه‌های زیست‌ محیطی پلاستیک منجر به کاهش محبوبیت آن در بین برخی از مصرف ‌کنندگان شده است؛ از این رو، بیوپلاستیک‌ها در حال توسعه هستند. طبق گفته سازمان بیوپلاستیک اروپا (EBO)، اینها پلاستیک‌هایی هستند که یا زیستی (مشتق شده از زیست ‌توده تجدید پذیر) یا زیست‌ تخریب‌ پذیر هستند؛ اگرچه همیشه هر دو ویژگی را ندارند.

بسته‌ بندی خوراکی

پوشش‌های خوراکی از ترکیباتی ساخته می‌شوند که معمولا به عنوان ایمن (GRAS) شناخته شده و از طریق شیوه‌های تولید خوب (GMP) تولید می‌شوند. این پوشش‌ها تحت چارچوب‌های ایمنی مواد غذایی اروپا و ایالات متحده تنظیم شده و بسته‌ بندی خوراکی آنها مشمول همان استانداردهای محصولات غذایی است. بسته ‌بندی خوراکی با جنبه‌هایی از توافق‌ نامه سبز اتحادیه اروپا و مقررات مرتبط مانند توافق‌ نامه سبز ۲۰۲۰ اتحادیه اروپا و مقررات ۱۹۳۵/۲۰۰۴، همسو است و بر مدیریت بهتر زباله‌های محلی، بازیافت و کاهش وابستگی به پلاستیک‌های زیست  ‌تخریب‌پذیر تمرکز دارد.

پوشش‌ها و فیلم‌های خوراکی یا از قبل ساخته می‌شوند یا با خشک کردن مواد روی غذا شکل می‌گیرند. این فیلم‌ها ممکن است از پلی ‌ساکاریدها، لیپیدها و پروتئین‌های خوراکی ساخته شوند. پلی ساکاریدها (مانند سلولز و نشاسته) کاملا زیست‌ تخریب ‌پذیر هستند و در برابر رطوبت مقاومت کرده و مانعی مؤثر در برابر گازها ایجاد می‌کنند. هم فیلم‌های پلی‌ ساکاریدی و هم فیلم‌های پروتئینی (متشکل از ژلاتین یا پروتئین آب پنیر) موانع قوی و انعطاف ‌پذیری خوبی ایجاد می‌کنند. چربی‌ها (مانند موم‌ها و اسیدهای چرب) نیز در برابر ورود آب مقاومت می‌کنند اما ممکن است چرب به نظر برسند یا نتوانند لایه‌های پیوسته‌ای ایجاد کنند. بنابراین، انتخاب پلیمر مناسب برای کاربرد مناسب و نوع غذایی که قرار است محافظت شود، بسیار مهم است.

چنین بسته‌ بندی‌هایی همچنین برای بسته ‌بندی‌های کیسه‌ای که رطوبت، دی‌ اکسید کربن و اتیلن را جذب می‌کنند و از فساد، پف کردن یا پارگی بسته‌ بندی و یا فاسد شدن جلوگیری می‌کنند، استفاده می‌شوند. این مطالعه همچنین تاکید می‌کند که چنین سیستم‌هایی به اقتصاد چرخشی کمک می‌کنند و درحالی که استراتژی‌های اتحادیه اروپا مزایای بالقوه‌ای را برای توسعه روستایی پیش ‌بینی می‌کنند، تاثیر مستقیم بسته‌ بندی خوراکی هنوز مشخص نیست. بسته ‌بندی خوراکی باید به اندازه کافی ضخیم، مقاوم در برابر نور، رطوبت و گازها و مقاوم در برابر حرارت باشد. این امر با دستکاری پارامترهایی مانند غلظت مواد، نوع نرم‌ کننده، ترکیب حلال، pH، دما و ضخامت فیلم حاصل می‌شود.

روش‌های مبتنی بر داده می‌توانند به طراحی کارآمدتر مواد پوشش ‌دهنده مواد غذایی با عملکرد بالا و دوام بیشتر کمک کنند. فناوری نانو نیز منجر به تولید پوشش‌های محافظ بسیار نازک (در مقیاس نانومتر) شده است. کپسوله‌ سازی روش دیگری است که در آن مواد آبدوست یا آبگریز، ماده مورد نظر را از محیط خارجی دور نگه می‌دارند. این روش شامل کپسوله‌ سازی ماکرو، میکرو و نانو می‌شود.

مزایای بسته ‌بندی خوراکی

بسته ‌بندی مواد غذایی مانعی در برابر گازها و آلودگی‌های میکروبی ایجاد کرده و از فساد باکتریایی، ترشیدگی و سایر تغییرات بیوشیمیایی جلوگیری می‌کند. علاوه براین، بسته‌ بندی خوراکی ردپای کربن مرتبط با بسته ‌بندی را کاهش داده و وابستگی به منابع تجدید ناپذیر را نیز به حداقل می‌رساند. همچنین ازطرفی، نیاز به مدیریت ضایعات بسته ‌بندی مواد غذایی را کم می‌کند و انتشار محصولات مضر مانند کلر، دیوکسین‌ها و فوران‌ها را از مواد بسته ‌بندی پلاستیکی کاهش می‌دهد. بسته ‌بندی کمپوست‌ پذیر پیشرفت دیگری در صنعت بسته بندی است، اگرچه این نوع بسته ‌بندی اغلب برای تجزیه کامل به شرایط خاصی نیاز دارد.

یکی از قالب‌های بسته‌ بندی خوراکی کیسه‌های یکبار مصرف مواد غذایی با قابلیت انحلال سریع است که از مواد تجدیدپذیر با منشا گیاهی یا حیوانی ساخته شده‌اند. این کیسه‌ها ممکن است به صورت فیلم، لفاف، ساشه یا پوشش باشند. آنها مستقیم روی سطح غذا اعمال می‌شوند و از آن در برابر تماس با محیط محافظت می‌کنند. فیلم‌های نازک و زود حل شونده نشان داده‌اند که در غذاهای مختلف، از روغن‌ها گرفته تا گوشت‌ها، عملکرد خوبی دارند به عنوان مثال فیلم‌های ایزوله پروتئین آب پنیر برای قهوه فوری، فیلم‌های پلی ‌ساکارید/ژلاتین سویا برای پودر نارگیل، فیلم‌های زئین ذرت برای پنیر و مخلوط ژلاتین/کیتوزان برای روغن میگو.

بسته ‌بندی فعال درمقابل بسته‌ بندی هوشمند

بسته‌ بندی‌های جدیدتر فقط یک پوشش مکانیکی نیستند، بلکه بسیار فراتر از آن عمل می‌کنند. بسته ‌بندی فعال و هوشمند هر دو برای نظارت بر وضعیت محصول و محافظت در برابر پیامدهای نامطلوب طراحی شده‌اند. بسته‌ بندی فعال ترکیباتی را برای کنترل محیط غذایی، بدون اضافه کردن آنها به خود غذا، در خود جای می‌دهد. این مولکول‌ها ممکن است اکسیژن، بخار آب، اتیلن، دی‌ اکسید کربن و بوهای خاص را حذف کنند. آنها همچنین ممکن است تنظیم‌ کننده‌هایی مانند آنتی‌ اکسیدان‌ها یا مواد نگهدارنده را آزاد کنند یا محدوده دمایی قابل قبولی را حفظ کنند. نکته مهم این است که این مواد به خود غذا اضافه نمی‌شوند.

بسته‌ بندی هوشمند نتیجه حسگرهای زیستی و سایر حسگرهای تعبیه ‌شده در بسته ‌بندی است تا کیفیت و ایمنی مواد غذایی را از طریق پارامترهایی مانند pH، دی‌ اکسید کربن، اکسیژن، ترکیبات باکتریایی یا سموم کنترل کند.

جمع بندی و کلام آخر

به طور خلاصه، در حالی که سیاست‌های فعلی استفاده از پلاستیک‌های یکبار مصرف مرسوم را منع می‌کنند، بسته ‌بندی‌های خوراکی یکبار مصرف زیست‌ تخریب ‌پذیر و زود حل شونده که سازگار با محیط زیست هستند، مسیری امیدوارکننده به شمار می‌روند؛ به ویژه زمانی که از فرآورده‌های غذایی کم مصرف تولید شوند. بسته‌ بندی فعال فراتر از جلوگیری از آلودگی عمل می‌کند. این نوع بسته ‌بندی اکسیداسیون، دما، شرایط بسته‌ بندی و تاریخ انقضا را رصد می‌کند تا دیدگاه مصرف ‌کننده نسبت به غذا را بهبود بخشد. استفاده از کیسه‌های غذایی با قابلیت حل شدن سریع، به ویژه آنهایی که در تماس با آب حل می‌شوند، می‌تواند انقلابی در بسته ‌بندی مواد غذایی مقیاس‌ پذیر ایجاد کند. این کیسه‌ها می‌توانند برای سرو غذاهای خشک و نوشیدنی‌های فوری به صورت تکی استفاده شوند. چنین بسته‌ بندی‌هایی برای روغن‌ها و پودرها نیز مناسب هستند و از کارایی بسته‌ بندی، حذف و دفع بسته ‌بندی و راحتی این فرمولاسیون بهره می‌برند.