بسته‌بندي كنترل كننده مواد غذايي با استفاده از نانو ذرات

[محمــد 4415]

سایت خبری پپنا

با استفاده از فناوري نانو بسته‌بندي كنترل كننده و بسته بندي هوشمند مواد غذايي امكان پذير شد. به گزارش سایت خبری پپنا به نقل از فارس، نفوذ اكسيژن مسأله سازترين عامل در فساد محتويات بسته‌بندي است زيرا اين عنصر باعث فساد چربي مواد غذايي و همچنين تغيير رنگ‌ آنها مي‌شود. ايجاد پلاستيك‌هاي جديد با استفاده از نانوذرات جهت بسته‌بندي مواد غذايي اين صنعت را متحول ساخته است. در پلاستيك‌هاي جديد نانوذرات به صورت زيگزاگ قرار گرفته‌اند و مانند سدي از عبور اكسيژن ممانعت مي‌كنند. لذا با استفاده از نانوذرات، مي‌توان فيلم‌هاي آنتي باكتريال، مقاوم و سبك، با نفوذپذيري بخار آب، اكسيژن، باكتري، ميكروب و همچنين قابل بازيافت و مقاوم در برابر دما ساخت. شركت تايواني Nanopolymer compisities crop روي مواد كامپوزيتي رس - نايلون با خواص نفوذناپذيري جهت استفاده در بسته‌بندي‌هاي غذايي و كاربردهاي خودرو متمركز است. ظروف جديد توليد شده در شركت sharper image در آمريكا، داراي نانوذرات نقره‌اي با خاصيت ضد باكتري است. به ادعاي اين شركت ظروف توليدي آنها مواد غذايي را 3 تا 4 برابر تازه‌تر نسبت به حالت معمولي نگه مي‌دارد. اين ظروف قادر هستند ميوه‌ها، سبزيجات،‌داروها، نان، پنير، سوپ، سس و گوشت را در طولاني‌ مدت بدون تغيير رنگ، مزه و خواص غذايي‌شان نگهداري كنند. شركت voridran از تركيبات impern نانو كامپوزيت‌ها در ساخت بطري‌هاي پلاستيكي نوشيدني‌ها استفاده كرده است. impern نوعي پلاستيك است كه با نانوذرات خاك رس آميخته و پلاستيك‌هايي به سختي شيشه ولي محكم تر را به وجود آورده است، كه نسبت به شيشه شكنندگي كمتري دارند. لايه نانو ذرات به گونه‌اي طراحي شده كه فرار مولكول‌هاي دي‌اكسيد كربن از نوشيدني و نفوذ مولكول‌هاي اكسيژن به درون آن جلوگيري كرده، در نتيجه باعث حفظ تازگي و افزايش زمان ماندگاري محصول مي‌شود. يكي ديگر از شركت‌هاي فعال در اين زمينه Nanocor است. اين شركت آمريكايي مهمترين توليد كننده نانوكامپوزيت‌هاي پلاستيكي است. اين پلاستيك‌ها ويژگي‌هاي خاصي از جمله ايجادمانع بهتر براي جريان اكسيژن و دي‌اكسيد كربن دارد، كه منجر به افزايش زمان نگهداري محصولات نانوكامپوزيت پلاستيك مقاوم مي‌شود. همچنين اين پلاستيك ها از پخش بو جلوگيري كرده، مانع جذب طعم يا ويتامين‌هاي موجود در غذا به وسيله بسته‌بندي مي‌شوند. به طور كلي طراحي مولكولي اين پلاستيك‌ها به گونه‌اي است كه مقاومتت محصولات در برابر آتش و ثبات ساختار آنها را در برابر حرارت بهبود مي‌بخشد. به عنوان مثال اين مواد در سبد‌هايي براي جوشاندن مواد غذايي و بسته‌بندي‌هايي براي استفاده در مايكروويو كاربرد دارد. نانو كامپوزيت‌هاي پلاستيكي در بسته‌بندي‌هاي جديد مواد غذايي نيز قابل استفاده هستند. شركت آلماني Bayer polymer كيسه پلاستيكي با نام Durethan KU2-2601 توليد كرده است كه از محصولات موجود در بازار سبك‌تر و محكم‌تر است، همچنين مقاومت بيشتري در برابر گرما از خود نشان مي‌دهد. هدف اوليه از توليد پلاستيك‌هاي بسته‌بندي مواد غذايي، جلوگيري از خشك شدن محتويات آنها و محافظت در مقابل رطوبت و اكسيژن است. پوشش جديد غني از نانوذرات سيليكات است. اين نانوذرات تا حد زيادي از نفوذ اكسيژن، گازهاي ديگر و رطوبت جلوگيري مي‌كنند و فساد مواد غذايي را به تعويق مي‌اندازند. شركت Tetra pak محصول تجاري به بازار عرضه كرده است به نام Glaskin كه در آن پوشش‌هاي اكسيدسيليس با ظرفيت هاي مختلف با ضخامت 40 تا 60 نانومتر به عنوان ممانعت‌كننده‌هاي نانويي در بطري‌هاي pet نوشيدني استفاده مي‌كند. شركت sidel از لايه‌هاي ممانعت كننده داخلي براي بطري‌هاي pet توليدي خود استفاده مي‌نمايد. ضخامت اين لايه‌هاي ممانعت كننده 20 تا 200 نانومتر است و براي اين كار از گاز استيلن استفاده مي‌كند. شركت ژاپني صنايع mitsubishi chemical نانوذرات رسي تحت نام imprem N توليد مي‌كند. بطري‌هاي pet فيلم‌ها و ظروف شكل‌دهي حرارتي شده از ديگر محصولات اين شركت هستند كه در آنها از نانوذرات رس استفاده مي‌شود. شركت آمريكايي Alcoa CSI از لاينرهاي ممانعت كننده نانويي براي توليد درب بطري استفاده مي‌كند. شركت ژاپني Kuraray فيلم‌هاي pet با پوشش نانوكامپوزيت هاي پليمري توليد مي‌كند. اين فيلم‌ها شامل لايه ممانعت كننده با ضخامت يك ميكرون با قابليت استريليزه شدن است، شفافيت و قابليت چاپ بسيار بالايي داشته و قابل استفاده در مايكروويو است. از ديگر محصولات اين شركت ژاپني مي‌توان به نانوفيلم‌هاي نايلوني پوشش داده با نانوكامپوزيت‌ها اشاره كرد. شركت آمريكايي Honeywell از بطري‌هاي 6 لايه Nanoclay براي بسته‌بندي عسل سود مي‌برد و آن را با نام Agies به بازار عرضه مي‌كنند. شركت آمريكايي Triron system در حيطه‌هاي نظامي با دولت‌هاي مختلف و NASA همكاري دارد. اين شركت با توليد بسته‌بندي‌هاي چند لايه از nanolay براي افزايش ماندگاري محصول استفاده مي‌كند. *بسته‌بندي هوشمند مواد غذايي با استفاده از نانو ذرات پيشرفت در بسته‌بندي هوشمند براي افزايش عمر مفيد محصولات غذايي هدف بسياري از شركت‌ها است. اين سيستم‌هاي بسته‌بندي قادر خواهند بود پارگي‌ها و سوراخ‌هاي كوچك را با توجه به شرايط محيطي (مانند تغييرات دما و رطوبت) ترميم و مصرف كننده را از فساد مواد غذايي آگاه سازند. فناوري نانو مي‌تواند در مواردي مانند افزايش مقاومت به نفوذ در پوشش‌ها، افزايش ويژگي‌هاي ديواره (مكانيكي، حرارتي، شيميايي، ميكروبي) افزايش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد ميكروب‌هاي فعال و سطوح ضد قارچ كارساز باشد. از نانوحسگرهايي كه به رهايش مواد شيميايي ناشي از فساد غذاها حساس هستند مي‌توان در بسته‌بندي هوشمند استفاده كرد، تا به محض شروع خراب شدن غذا، رنگ بسته‌بندي تغيير كرده به مشتري هشدار داده شود. اين سيستم به مراتب دقيق‌تر و مطمئن‌تر از فروش با تاريخ مصرف است. شركت AgroMicron افشانه تشخيص دهنده نانوبيولومينسانس را ساخته كه شامل پروتئين لومينسانت است. در اين طرح افشانه سطح ميكروب‌هايي ماننده Salminella و E.coli را پوشانده،‌و از خود نوري ساطع مي‌كند و به اين روش فساد مواد غذايي تشخيص داده مي‌شود. اين شركت محصول خود را با نام BioMark وارد بازار كرده است. در حال حاضر اين شركت در حال ساخت افشانه‌هايي با روش‌هاي جديد است تا بتواند از آنها در حمل و نقل دريايي استفاده كند. شركت Kraft foods فيلم‌هاي بسته‌بندي را با نانوذرات توليد مي‌كند كه سنسورهاي هوشمندي موسوم به زبان الكترونيكي در آنها تعبيه شده كه مي‌توانند ميزان بسيار كم پاتوژن‌ها را تشخيص داده و تغيير رنگي را در بسته‌بندي ايجاد نمايند تا مصرف كنندگان را از فساد مواد غذايي داخل بسته آگاه كنند. *بسته‌بندي فعال مواد غذايي با استفاده از نانو ذرات بسته‌بندي‌هاي فعال حاوي موادي با عملكردي خاص، شبيه به بسته‌بندي‌هايي هستند كه از ورود اكسيژن و فساد غذا جلوگيري مي‌كنند و فناوري به كار رفته در آنها از بسته‌بندي هوشمند يك گام جلوتر است. در اين بسته‌بندي‌ها مهم‌ترين نگراني در مورد جذب و مصرف اكسيژن است. به علاوه خاصيت ضد ميكروبي نيز براي اين نوع بسته‌بندي بسيار مهم است كه محصولات نانو به خوبي به اين نياز پاسخ مي‌دهند. اين بسته‌بندي‌هايي را طوري طراحي كرده‌اند كه به محض شروع فساد در ماده غذايي داخل بسته، از خود، ماده نگهدارنده آزاد مي‌كنند. اين نوع بسته‌بندي توسط يك سوييچ زيستي، كه به روش نانوفناوري ساخته شده فعال مي‌شود. شركت ژاپني Kodak كه در توليد فيلم‌هاي دوربين شناخته شده است، از فناوري نانو جهت توليد بسته‌بندي‌هاي آنتي ميكروبيال غذا استفاده مي‌كند. شركت استراليايي CSIROسيستم‌هاي بسته‌بندي فعال را براي مصارف مواد غذايي مانند سبزيجات و ميوه‌ها توليد كرده است. انواع فيلم‌هاي بسته‌بندي‌هاي فعال اين شركت با مشخصه‌هاي متفاوتي از جمله مهار اكسيژن، توليد دي‌اكسيد كربن، حذف بخار آب، حذف اتيلن و انتشار اتانول توليد مي‌شوند كه عوامل فساد موادغذايي را در بسته‌بندي كنترل مي‌كنند. *استفاده از فناوري نانو جهت بازيافت مواد ضايعات محصولات كشاورزي فناوري نانو با استفاده از فرايندهاي طبيعي زيستي، شيميايي و فيزيكي در بازيافت مواد باقيمانده از محصولات كشاورزي و تبديل آنها به انرژي و يا مواد شيميايي صنعتي نيز نقش دارد. به طور مثال از زمان برداشت پنبه تا توليد پارچه بيش از 25 درصد الياف به ضايعات تبديل مي‌شوند كه مي‌توان با استفاده از فناوري نانو از آنها استفاده كرد. در دانشگاه Cornell در آمريكا با استفاده از روشي تحت عنوان "ريسندگي الكتريكي " از ضايعات پنبه محصولاتي مانند كلاف‌هاي پنبه و نخ البته با كيفيت پايين‌تر توليد مي‌كنند. دانشمندان علوم پليمر از اين روش براي توليد نانوفيبرها از سلولز كه 90 درصد الياف پنبه را تشكيل مي‌دهد استفاده كرده‌اند و اليافي كمتر از 100 نانومتر توليد كرده‌اند كه 1000 بار كوچكتر از الياف فعلي است. يكي از كاربردهايي كه براي اين الياف ريز سلولزي بيان شده جذب آفت‌كش‌ها و كودهاي شيميايي از حيط براي جلوگيري از ورود آنها به اكوسيستم و رها كردن مجدد اين مواد در محيط در مواقع مورد نياز است.