بسته بندی پلی اتیلن برای فست فودها

رفتار مهاجرتی آغازگرهای نوری در بسته بندی کاغذی با پوشش پلی اتیلن برای فست فودهای بیرون‌بر

مهاجرت آغازگرهای نوری (PI): بنزوفنون (BP)، اتیل 4-دی متیل آمینو بنزوات (EDAB) و 4-کلروبنزوفنون (CBS) در بسته بندی کاغذی با پوشش پلی اتیلن (PE) تا 4 درصد (v/v) اسید استیک و 1 درصد (v/v) محلول غذایی شبیه‌سازی شدۀ نمک با استفاده از کروماتوگرافی گازی - طیف‌ سنجی جرمی مورد تجزیه و تحلیل کمّی قرار گرفت. رفتار مهاجرتی سه PI در سه شرایط خاص گرمایش معمولی، قدرت مایکروویو و سطح ارتعاش تصادفی مورد مطالعه قرار گرفتند. نرخ مهاجرت در هر سه PI در شبیه‌سازهای غذایی اسیدی در شرایط خاص از BP>EDAB>CBP رتبه‌بندی شد. تحرک هر سه PI نیز با افزایش دما، قدرت مایکروویو و سطح ارتعاش تصادفی در 4 درصد (v/v) اسید استیک به ترتیب تا 10، 10 و 15 درصد افزایش یافت. داده‌های مهاجرت تجربی سه PI در بسته بندی کاغذی با پوشش پلی اتیلن در دماهای مختلف گردآوری شد و طبق قانون دوم فیک، از توان مایکروویو برای ایجاد مدل مهاجرت تک لایه کرانک استفاده شد. ضریب انتشار D با افزایش در شرایط تجربی افزایش یافت. باتوجه به داده‌های مهاجرتی حاصل از سطح ارتعاش تصادفی، یک مدل ریاضی منطبق با مدل فیک و متناسب با فرایند مهاجرت ابداع شد. این نتایج به دست آمده نشان داد که گرمایش معمولی، گرمایش مایکروویو و ارتعاش می‌توانند ایمنی مواد غذایی در بسته بندی کاغذی با پوشش پلی اتیلن را تحت تاثیر قرار دهند.

صنعت فرآوری مواد غذایی مواد بسته بندی را باتوجه به نیازهای غذایی انتخاب می‌کند. بسته بندی محصولات غذایی با کاغذ ساده به دلیل داشتن خواص مانع ضعیف، پایداری حرارتی کم و استحکام پایین مناسب نیست. حفاظت از بسته بندی‌های کاغذی با کمک لایه‌های پوششی اضافی تضمین می‌شود. هدف از این  پوشش‌ها ایجاد شرایطی به منظور تامین نیازهای خاص بسته بندی است. بنابراین با مواد افزودنی یا لمینیت شده با آلومینیوم یا پلاستیک به منظور بهبود خواص عملکردی آن ناسازگار است و اغلب به صورت صنعتی ازطریق لمینیت با پلیمر انجام می‌شود. الیاف سلولزی مانند کاغذ و مقوا به‌طور سنتی در بسته بندی طیف گسترده‌ای از مواد غذایی مانند محصولات خشک، غذاهای منجمد یا مایع، نوشیدنی‌ها و حتی غذاهای تازه استفاده می‌شوند. تولید ظروف غذایی کاغذی ازجمله قالبی ظروف فیبر خمیر قالب‌گیری شده در ایالات متحده امریکا بیش از 1.4 میلیون تن است. در آوریل 2018، اداره نظارت بر کیفیت شانگهای اولین استاندارد گروهی کشور برای جعبه‌های تحویل غذاهای بیرون‌بر را منتشر کرد. این استاندارد می‌تواند استفاده از کاسه‌های کاغذی دارای پوشش را به جای جعبه‌های تحویل پلاستیکی را تسهیل کرده و زباله‌های پلاستیکی را تا بیش از 75 درصد کاهش دهد. بنابراین، استفاده از کاغذ دارای پوشش پلی اتیلن (PE) در بسته بندی فست فودهای بیرون‌بر به سرعت در صنعت فست فود افزایش یافته است. مواد پایه اصلی به کار رفته در تولید کاغذ پوشش دار از خواصی همچون مصرف کم منابع نفتی، مقاومت در برابر آب و ضد روغن برخوردار هستند. با این حال، استفاده ایمن از کاغذ پوشش دار هنوز به اثبات نرسیده است. جذب جوهر و مهاجرت آغازگر نوری (PI) از کاغذ پوشش دار ممکن است خطرات ایمنی در مواد غذایی ایجاد کند. PI ها ترکیبی از وارنیش‌ها و جوهرهای چاپ قابل درمان با اشعه ماوراء بنفش هستند که واکنش‌های پلیمریزاسیون در فرایند پخت که نوعی آلاینده در بسته بندی‌های پلاستیکی مواد غذایی هستند، را ایجاد می‌کند. PI ها همچنین می‌توانند از سطح چاپ خارجی به داخل مواد بسته بندی تحت شرایط خاص مهاجرت کنند و سطح سمیت نیز متفاوت است که موضوع را پیچیده‌تر می‌کند. برخی از این PIها به عنوان سمی، رپروتوکسین و سرطان زا طبقه بندی می‌شوند.

عوامل متعددی ازجمله ترکیب غذا، دما، زمان تماس، مواد بسته بندی، محتوای بسته بندی، وزن مولکولی، قطبیت و چربی دوستی افزودنی‌های مربوطه می‌توانند مهاجرت مواد خطرناک در کاغذ پوشش دار را تحت تاثیر قرار دهند. مهاجرت مواد شیمیایی به مواد بسته بندی به یک نگرانی عمده عمومی تبدیل شده است. مطالعات متعدد انجام شده در حوزه مواد شیمیایی در تماس با مواد غذایی بر رفتار مهاجرتی روشن کننده‌های فلورسنت، آنتی اکسیدان‌ها، فلزات سنگین و نرم کننده‌های فتالات در مواد بسته بندی پلاستیکی یکبار مصرف متمرکز شده‌اند. به دلیل دشواری در تجزیه و تحلیل مستقیم و تشخیص مهاجرت مواد موجود در غذاها، شبیه سازهای غذایی مناسبی در مطالعات جایگزین انتخاب شده‌اند. علاوه براین، چندین مطالعه به بررسی استخراج و پارامترهای کروماتوگرافی مناسب در استخراج سریع PI و تعیین همزمان PI چندگانه پرداخته‌اند. توسعه روش‌های تحلیلی به منظور تعیین کمّی PI های مرتبط در مواد بسته بندی مواد غذایی بسیار مهم است. شرایط محیطی پیچیده مانند تکان‌های ناشی از حمل و نقل، دماهای بالا، رطوبت و گرمایش مایکروویو درطول فرایند تحویل مهاجرت مواد خطرناک در کاغذ دارای پوشش PE در فست فودهای بیرون‌بر را نشان می‌دهد. نظرسنجی سراسری از ویژگی‌های رژیمی ظروف غذاخوری یا فست فودهای بیرون‌بر با استفاده از یک پرسشنامه آنلاین نشان داد که باید به خطرات احتمالی نرم کننده‌ها در استفاده از ظروف بیرون‌بر توجه کرد. در این مطالعه همچنین تاثیر دمای محیط، انجماد و روش‌های متفاوت مواجهه در مهاجرت بنزوفنون (BP) از مواد بسته بندی کارتن به مواد غذایی نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که اثرات میرایی مواجهه غیرمستقیم و ذخیره سازی در دمای پایین تجمعی بود. از یک مدل ریاضی مبتنی بر قانون دوم فیک برای مطالعه پویایی مهاجرت دو PI به شبیه سازهای مواد غذایی در دمای انجماد استفاده شد. مدل ریاضی با استفاده از روش عنصر محدود به صورت عددی حل شد. روش عنصر محدود انعطاف پذیری بیشتری را در تحلیل عددی برای پاسخگویی به طیف وسیع تری از کاربردها در شرایط استفاده فراهم می‌کند. درحال حاضر، بررسی مهاجرت PI از کاغذ بسته بندی به مواد غذایی بر اثرات دما و فاکتورهای مایکروویو متمرکز است. درمقابل، هیچ تحقیقی مرتبط با الگوهای مهاجرت در فرایند توزیع مواد غذایی و تاثیر شرایط حمل و نقل بر مهاجرت مواد خطرناک در کاغذ پوشش دار پلی اتیلن در هنگام تحویل فست فودهای بیرون بر در دسترس نیست. هدف از این مطالعه بررسی میزان مهاجرت الگوهای BP، اتیل 4-دی متیل آمینو بنزوات (EDAB) و 4-کلروبنزوفنون (CBP) به شبیه سازهای غذایی اسیدی و خنثی تحت سه شرایط خاص گرمایش معمولی، گرمایش مایکروویو و لرزش تصادفی است.

کلام آخر

در این مطالعه رفتار مهاجرتی سه PI از کاغذ دارای پوشش پلی اتیلن به شبیه سازهای غذایی اسیدی و خنثی در شرایط کاری مختلف را مورد بررسی قرار داده‌ایم. علاوه براین، تاثیر ارتعاش تصادفی بر رفتار مهاجرتی PIها برای اولین بار مورد مطالعه قرار گرفت. در اینجا همچنین اثرات دما، قدرت مایکروویو، ارتعاش تصادفی حمل و نقل، زمان مهاجرت و انواع مواد غذایی در نرخ مهاجرت PI در شرایط کاری خاص نیز با رسم منحنی‌های جنبشی مهاجرت PI بررسی شده است. ما دریافتیم که شدت کارکردهای مختلف منجر به افزایش نرخ مهاجرت تعادلی BP، EDAB و CBP می‌شود که  در دمای 100 درجه سانتیگراد درمقایسه با 40 درجه حدود 10 درصد افزایش داشت. درمقایسه با گرمایش معمولی، زمان مهاجرت تعادلی PI در گرمایش مایکروویو کوتاه شد. نرخ مهاجرت تعادلی BP، EDAB و CBP در 800 وات 10 درصد بالاتر از 400 وات بود. در هر سه شرایط ذکر شده تحرک سه PI با افزایش دما، قدرت مایکروویو و لرزش تصادفی به ترتیب 10، 10 و 15 درصد افزایش یافت. علاوه براین، نرخ مهاجرت هر PI به A بالاتر از B در همان زمان مهاجرت است. بالاترین نرخ مهاجرت برای BP، EDAB و CBP به ترتیب 81، 58 و 79 درصد ثبت شد. در همان شبیه سازهای غذایی، ترتیب افزایش نرخ مهاجرت در هر سه PI به صورت BP>EDAB>CBP بود. درنهایت، یک مدل ریاضیِ رفتار مهاجرتی PI در شرایط کاری مختلف توسعه یافت و ازنظر اصول کار و خواص مولکولی که می‌تواند مهاجرت مواد خطرناک مشابه را پیش بینی کند، تشریح شد. علاوه براین، مدل توسعه یافته می‌تواند به طور اثربخشی کیفیت و ایمنی مواد بسته بندی فست فود را پیش بینی کرده و از ایمنی رژیم غذایی مصرف کنندگان فست فودهای بیرون‌بر محافظت کند.