مقاله کاربردهای نانو مواد در بسته بندی مواد غذایی

[helma.b 3,345]

چکیده:

این بررسی مختصر به بررسی های علوم و فناوری های به دست آمده در کاربردهای نانو مواد در حین بسته بندی مواد غذایی می پردازد. مزایای تکنیکی کاربردهای قطعی و نزدیک به بازار بررسی میشود.عدم اطمینان در مورد ریسک هایی که بعضی از این مواد جدید احتمالا روی امنیت مصرف کننده و محیط زیست در مقابل خلاقیت و پیشرفت محصولات را نشان میدهد. در نهایت بعضی از فرصت ها و رویکردها برای کشورها در زمینه ی به دست آمدن مزایای پیش بینی شده نانوفناوری های نوظهور بحث میشود که میتواند شامل به دست آوردن علم و فناوری جدید که قبلا برای بسته بندی جزئی استفاده از آن برای نیازهای محلی باشد.

مقدمه:

تقریبا تمام غذاها و نوشیدنی هایی که میخریم و استفاده میکنیم به نحوی بسته بندی شده اند. کاربرد اصلی بسته بندی برای حفاظت و نگهداری غذا به منظور دسترسی به کیفیت، ایمنی و کاهش فساد غذایی است. تقریبا مشکلی نیست که مواد و تکنولوژی های مدرن در بسته بندی این رویکردهارا داشته و بسته بندی نقش کلیدی در تهیه ی مواد غذایی ایمن و مغذی ایفا میکند.در هر حال صنایع غذایی و آشامیدنی همیشه به دنبال فناوری های نو به منظور افزایش کیفیت، عمر مفید، ایمنی و ردیابی محصولات است. ظهور نانوفناوری که شامل ساخت و استفاده از مواد در ابعاد حداکثر 100نانومتر در یک بعد یا بیشتر است، فرصت های جدیدی را برای پیشرفت مواد جدید با خواص ارتقا یافته برای تماس با مواد غذایی باز کرده است. پس تعجب آور نیست که یکی از بخش هایی که مشتاقانه پذیرای این نانوفناوری بوده و مزایای آن را درک کرده صنعت نوشیدنی هاست. تعداد زیادی از شرکت های دنیا گزارش شده اند که در حال اکتشاف کاربردهای نانوتکنولوژی در غذاها یا بسته بندی آنهاست.(Chaudhry et al 2008)

این تکنولوژی در هر حال میتواند پتانسیل مسمویت با انتقال سم از بسته بندی به ماده غذایی را داشته باشد.هر انتقال شیمیایی باید زیر حد مشخصی نگه داشته شود.(Barnes,Sinclair and Wohson 2007) نگرانی دوم هنگامیست که کار مصرف کننده با بسته بندی تمام شده و تاثیراتی که روی محیط زیست میگذارد.قطعا مواد و فناوری های بسته بندی در طول قرن ها پیشرفت کرده و کاربردهای احتمالی برای نانومواد و نانوفناوری یکی از جدیدترین پله ها در حین این تکامل است. مثال های دیگر شامل استفاده از پلاستیک های جدید و فرمولاسیون جدید مواد زیست تخریب پذیر و فناوری های پردازش جدید که به بسته بندی مواد غذایی اعمال میشوند نظیر تابش یونیزه، گرمایش، مایکرویو و عملیات فشار بالا.این روش ها و مواد هم اکنون در بازار موجودند اما زمانی که ظهور پیدا کردند در زمینه ی تاثیر منفی روی غذای بسته بندی شده مورد تحقیق واقع شدند. این تحقیق در مورد بسته بندی های رایج هنوز ادامه دارند. به گونه ای دیگر پتانسیل کاربردهای مواد نانو درمواد بسته بندی نیاز به بررسی در زمینه ی پتانسیل ریسک و سود آن دارد.

جدول زیر خلاصه ای از کاربرد بالقوه و نگرانی های موجود در مورد استفاده از نانومواد(NM) و نانوفناوری(NT) در مواد بسته بندی غذا ها را نشان میدهد.

 

توجه: لغت " مواد بسته بندی" اینجا به عنوان مختصر صریح نویسی برای مواد مقالاتی که قصد دارند با مواد غذایی تماس پیدا کنند، استفاده شده است. بسته بندی غذاها برای خرده فروشی مثال های مشخصی هستند اما دیگر کاربردهای مهمی برای موادی که با غذاها سر وکار دارند از قبیل استفاده برای برداشت، نگهداری، انتقال و عملیات محصولات کشاورزی است.

 

کاربردهای بسته بندی مواد نانو، ویژگی ها و نگرانی ها:

 

[TABLE]

[TR]

[TD]نانوکامپوزیت ها:

[/TD]

[TD]استفاده از مواد نانو در بسته بندی برای افزایش کارایی فیزیکی،دوام، ویژگی های بازدارندگی ، زیست تخریب پذیری[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]نانوپوشش ها:

[/TD]

[TD]استفاده از مواد نانو روی سطح( داخل سطح یا خارج سطح یا ساندویچ شده به عنوان لایه در لایه ی نازک) برای تقویت بخصوص خواص بازدارندگی[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]زیست کش سطحی:

[/TD]

[TD]استفاده از بیومواد با خواص ضد میکروبی که روی سطح بسته بندی اثر میکنند.

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]بسته بندی فعال:

[/TD]

[TD]استفاده از نانومواد با خاصیت ضد میکروبی یا خواص دیگر( مثلا آنتی اکسیدان) با آزاد شدن عمومی داخل و اثر متعاقب روی غذای بسته بندی شده[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]بسته بندی هوشمند:

[/TD]

[TD]استفاده از سنسورهای نانو برای ردیابی و گزارش وضعیت غذا[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

 

نگرانی ها:

 

• مهاجرت ممکن به غذا و نوشیدنی که باعث ریسک سمیت میشود.
  
• سرنوشت آن در محیط زیست پس از استفاده
  
• سرنوشت آن حین بازیافت و احیا به مواد بسته بندی جدید
  

 

1- نانو مواد در 2 بعد به صورت میله یا فیبر که باعث استحکام ساختاری میشود.

 

دیگر این مواد و کالاها شامل ساک، کیف، ظروف استوانه ای شکل، بسته، جعبه، مخزن، لوله ، تسمه نقاله و چیزهای مشابه هستند. همانطور که بعدا خواهیم دید این ها توجه کمتری نسبت به سایرین در بخش R&D، در مقایسه با دیگر کاربردها در خرده فروشی به خود جلب کرده اند.اما برای کشورهای در حال توسعه باید مد نظر قرار بگیرند.

 

کاربردهای قطعی(عملی) و نزدیک به بازار نانومواد در بسته بندی مواد غذایی:

با اینکه اکثر محصولات به دست آمده از نانوتکنولوژی هنوز در بخش گسترش و تحقیقات هستند، کاربردها برای بسته بندی مواد در حال نزدیک شدن به یک حقیقت تجاری اند. گسترش های اصلی قبلا بررسی شده و شامل موارد زیرند:

تعریف ویژگی های مکانیکی در نانوکامپوزیت ها:

بسته بندی مواد غذایی باید غذا را از تخریب،آلودگی و حشرات محافظت کند. بسته بندی مواد باید به راحتی قابل اجرا باشد. برای توزیع غذا مناسب باشد.و دیگر ضعف ها که وابسته به خواص فیزیکی مواد بسته بندی باشند استفاده از نانوفیبرها و نانومیله ها ( که در دو بعد نانو هستند)میتواند ویژگی های مطلوبی را به بسته بندی بدهد. فیبرها با نسبت ابعاد بالا(نسبت طول به عرض بیشتر از300) بخصوص مفید هستند. متعاقبا نانومواد از قبیل نانولوله های کربنی و نانوفیبرهای سلولزی (که به آن Cellulose Nano wishers میگویند) میتوانند قدرت و سفتی به نسبت بسیار بالا تر از مواد عادی داشته باشند. بنابراین بر خلاف فیبرهای معمولی مثلا فیبر شیشه و تالک، تنها با مقدار کم از مشارکت نانومواد کارایی فیزیکی نانوکامپوزیت هارا افزایش میدهد. جدیدترین و جامع ترین بررسی از تقویت ویژگی های مکانیکی با استاده از نانوکامپوزیت ها در Smoland & Chaudhry 2010 آمده است.

تقویت ویژگی بازدارندگی:

 

 

بسته بندی مواد غذایی باید باعث تازگی و محافظت از تخریب توسط نور،هجوم اکسیژن، رطوبت، ایجاد لکه یا بو و یا از دست دادن اجزای مزه آن شود. با حرکت رو به افزایش به سمت کاهش وزن مواد و به دست آوردن طول عمر بالا به منظور راحتی و کاهش فساد مواد غذایی ، موادی که نازک اند اما دارای خاصیت بازدارندگی بالایی هستند ، مورد نیاز میباشند.استفاده از پوشش های نانو-باریک یا نانوکامپوزیت ها (پلیمر+ ذرات نانو)میتواند به بدست آوردن ویژگی های بازدارندکی بالا کمک کند. بارگزاری خلاء پوشش آلومینیوم روی فیلم پلاستیک به عنوان بازدارنده رایج بوده و برای بسته بندی غذاهای میان وعده،شیرینی و قهوه کاربرد دارد.پوشش آلومینیوم میتواند حدود 50 نانومتر ضخامت داشته باشد که در دسته ی نانومواد دسته بندی میشود.(البته در یک بعد) به طور مشابه واکنش دادن سطح ظروف شیشه ای غذاها با ارگانوسیلان ها با استفاده از پلاسما با دیگر تکنولوژی های دمای بالا رایج است.جدیدا همراه کردن نانو صفحه های خاک رس با پلیمر به عنوان یک راه غیر مستقیم برای سد کردن مسیر آب، اکسیژن بر و ترکیبات حاوی بوده و میزان نفوذ را کاهش میدهد.اکثرا با تاثیر دادن میزان درصد وزنی بسیار کم این نانومواد با پلیمر میتواند خواص بازدارندگی را نسبت به پلیمر تنها افزایش دهد.بحثی در مورد افزایش خواص بازدارندگی در Smoland & Chaudhry 2010 آورده شده است.

 

2-نانومواد در یک بعد ، به عنوان پوشش، لایه یا صفحه به منظور خواص بازدارندگی

 

 

 

بسته بندی فعال:

 

بسته بندی رایج شدیدا غیر فعال بوده که نقش بازدارنده را برای حفاظت و نگهداری از ظرف به بیرون یا بیرون به ظرف دارد. از سوی دیگر مفاهیم بسته بندی فعالی وجود دارند که بسته بندی این هدف را دارد که تغییر در طبیعت یا ترکیب غذا یا جو اطراف غذا ایجاد کند. نانوذرات(شکل 3) برای این هدف مناسب اند.تا زمانی که سطح تماس زیادی را به منظور آزادسازی یا به دام انداختن مواد شیمیایی فراهم سازند. مثال ها شامل نانوذراتی است که به خاطر خواص زدایش اکسیژن یا لکه و بوی شیمیایی از ظرف استفاده میشوند. به طور جایگزین، نانوکپسول ها ممکن است برای آزادسازی افزودنی ها به سطح غذا کاربرد داشته باشند.در صورتی که قبلا حجم زیادی از نگهدارنده به کل غذا اضافه میشد.

 

زیست کش های سطحی:

 

 

این قسم نباید با بسته بندی فعال اشتباه شود. برای زیست کش های سطحی عامل زیست کش، کمک به رسیدن به شرایط بهداشتی تماس سطح با استفاده از مانع شدن با کاهش دادن رشد میکروبی و کمک به تمیز شدن میکند. نباید تاثیر نگهدارندگی روی غذا داشته باشد. زیست کش های سطحی ممکن است کاربرد مفیدی در وسایل پردازشی (مثلا خطوط مرغداری) و وسایل دسترسی غذایی (مثلا تسمه نقاله) که تمیز کردن آنها در مکان سخت است، داشته باشند.آنها حتی ممکن است دارای نقش در استفاده ی دوباره از ظروف نگهداری غذا مانند جعبه ها، خطوط داخلی یخچال و فریزرها باشند. ارتباط آنها با ظروف یکبار مصرف دسترسی تحت سوال است. چون نانوذرات در سه بعد نانو هستند، نسبت ابعاد به جرم بسیار بالایی دارند( شکل 3). مواد شیمیایی مثل نانونقره ، اکسید روی یا اکسید منیزیوم احتمالا نقش فعال به عنوان زیست کش سطحی در پلاستیک ، لاستیک و سیلیکون های در تماس با غذا دارند.

 

زیست تخریب پذیری و عملکرد هوشمند:

 

نانومواد همچنین میتوانند به عنوان کمک در زیست تخریب پذیری یا عملکرد هوشمند مورد استفاده باشند. این کاربردها در مقالات دیگر هستند در اینجا فقط به طور خلاصه به آنها اشاره میشود و به طور کامل اینجا بحث نمیشوند.

مزایای نانومواد در بسته بندی مواد غذایی برای کشورهای توسعه یافته یا در حال توسعه:

مزایای اصلی نانومواد یا نانوتکنولوژی خود را در کاربردهای قطعی(عملی) یا نزدیک به بازار که در بالا به طور خلاصه آمده بازتاب دارد و عبارتند از:

نوآوری:

 

 

محرک اصلی برای کاربردهای نانومواد در مواد بسته بندی غذایی، نوع آوری و ارتقا محصولات جدید است. محصولات جدید میتوانند انتخاب بهتری برای رضایت مشتری باشند. محصولات جدید میتواند تغییرات اجتماعی یا طریقه ی زندگی را حمایت کنند. محصولات جدید میتوانند بازار جدید ایجاد کرده باعث رشد اقتصادی و ایجاد اشتغال شود.

 

کاهش وزن:

 

 

استفاده از مقادیر کمتر مواد بسته بندی اما با کارایی یکسان منجر به کاهش مصرف مواد میشود که میتواند باعث کاهش ورود کربن به محیط زیست در حین ساخت، جاجایی یا استفاده شود .

 

نانومواد در هر سه بعد نانو هستند که مساحت سطح زیادی را میدهند که فعالیت شیمیایی بالایی را فراهم میکنند.

[helma.b 3,345]

حفاظت و نگهداری بیشتر مواد غذایی:

 

خواص بازدارندگی بیشتر باعث دستیابی به کیفیت بیشتر، افزایش طول عمر بدون اضافه کردن افزودنی نگهدارنده میشود. به طور بالقوه میتواند مواد غذایی ارزانتر و مورد اعتمادتر همراه با خواص تغذیه ای بالاتر و کاهش هدر رفتن مواد غذایی را فراهم کند.

 

کارایی ارتقا یافته ی مواد نانو:

 

 

کارایی مواد نانو میتواند کمک و جایگزینی برای پلیمرهای گرفته شده از نفت، زغال سنگ یا گاز باشد. اگر کارایی فنی توسط مشارکت مواد نانو با استفاده از ابزار نانوتکنولوژی برای بررسی ویژگی های مواد و ارتقای روش های حفاظت بالا برده شود، میتوان پلیمرهای سنتزی را با این مواد نانوی محلی جایگزین کرد.

 

منظرهای ایمن بودن انسان و محیط زیست:

 

 

دو مساله ی کلیدی ارتباط وجود دارد. اولین آن امنیت غذایی ، کیفیت و تاثیر بالقوه روی مشتری است. سوال اینجاست که آیا با استفاده از نانومواد و نانوتکنولوژی در بسته بندی غذایی و بخصوص نفوذ به غذا تاثیر منفی روی ایمنی یا کیفیت غذا دارد(EFSA 2009). مساله ی دوم سوال در مورد اثرات زیست محیطی روی تولید مواد بسته بندی است اما مساله ی مهم تر زمانیست که استفاده ی آنها تمام شده و دور ریخته میشوند. سوال مخصوص در مورد بازیافت و اینکه آیا استفاده از مواد نانو با روش های معمول بازیافت قابل فرآوری هستند یا نه.

 

قوانین و نگرانی های بازار در مورد شک هایی که در ایمنی مصرف کننده و محیط زیست وجود دارد باعث ممانعت میشود. اولا فهم کمی از درک سمیت مواد نانو از طریق خوراکی وجود دارد. این اختلاف علم در مورد بسته بندی نیست.اما چون در مورد تمام مواد نانویی با کاربرد در بسته بندی است وجود دارد اما هر اثر ممکن بسته بندی غذایی روی طبیعت سمیت(خطر) باید بررسی شود.مثلا هریک از تاثیرات پلیمری شدن یا پردازش روی سایز، شکل یا شیمی سطح نانوذرات باید بررسی شود.ثانیا کمبود وسایل برای تخمین ارائه وجود دارد. سوال اساسی اینجا: آیا مهاجرتی از مواد نانو از بسته بندی به غذا وجود دارد و اگر هست چقدر؟ بنابر اینکه خطر چگونه دسته بندی شود اطلاعاتی در مورد غلظت یا تعداد نانوذرات،چه نوعی با توجه به سایز، شکل و شیمی سطح،مورد نیاز است. ملاحظات تئوری و طبیعت ثابت یا جایگذاری شده ی نانوذرات در بسته بندی مواد غذایی ، انتظار این است که آنها تمایلی به مهاجرت یا انتقال نداشته و هیچ ریسک مهمی را به مصرف کننده وارد نمیکند. اما ما وسیله ی اندازه گیری تجزیه ای برای اثبات عدم مهاجرت نانوذرات به بسته بندی مواد غذایی نداریم. سوما ممکن است سطح فعال زیاد و سطح زیاد نانو مواد باعث افزایش ریسک واکنش های ناخواسته شود.

پس مساله ی سوم اینست که احتمال اینکه استفاده از نانو مواد میتواند مهاجرت غیر نانو را افزایش داده یا باعث واکنش های نامطلوب در حین پردازش یا ساخت مواد بسته بندی شوند. چهارما فهم کمی از اثر نانومواد در جریان مواد زائد وجود دارد که شامل استفاده ی دوباره ،بازیافت، سوزاندن برای برگرداندن انرژی ( کمترین علاقه به این کار است) یا همان دفن زباله است. Tiede,Hallellov,Breilbarlh,Chaudhery.boxall 2009)) ملاحظات قابل توجهی برای نانومواد در بسته بندی وجود ندارد. سوال اصلی در مورد بازیافت و بسته بندی این است که اگر نانومواد استفاده شده در پلاستیک، کاغذ ، شیشه یا فلز را بخواهیم بازیافت کنیم آیا روش های معمل و رایج مفید هستند؟ هر راهی که انتخاب شود دفع زباله یا بازیابی برای بازیافت. سوال اصلی این است که سرنوشت نانومواد وقتی به طبیعت میرسند چه میشود ؟ اگر تبدیل مد نظر باشد آیا خواص فیزیکی و شیمیایی و سمیت آنها تغییر خواهد کرد؟

نهایتا سوال مشروع و نگرانی هایی برای برخی از مواد و روش های عادی ایجاد کرده است. این ها ممکن است در بازه ای از اندازه به طور تصادفی در حد نانو یا خواص نانوباشند. مثال ها شامل پرکننده ها، رنگ ها وپوشش های سطحی رایج است.این سوال پیش می آید که چه چیز معمول( که تا کنون اندازه گیری شده و اجازه داده شده) و چه چیز جدید و اینکه چگونه و کجا ممکن است این دو همپوشانی کنند. تحقیقات باید حداقل 5 مطلب فوق را پوشش دهد. مانند اندازه گیری و شناسایی خطر(سمیت) تنها در مورد بسته بندی مواد غذایی نیست بلکه در مورد تمام کاربردهای نانومواد عمومی است. نیاز به برقرار کردن یک مبنای سلامتی برای اینکه نوع و میزان مهاجرت نانومواد در غذاهارا با آن مقایسه کنیم.

تا امروز اتحادیه ی اروپا(EFSA) و سازمان غذا و داروی امریکا(US-FDA) تنها یک نظر مثبت در مورد کاربرد نانومواد در پلاستیک های بسته بندی ارائه داده است. اروپا و امریکا نمونه هایی از حکومت های قانون مداری هستند که اجزای اصلی پلاستیک بسته بندی مواد غذایی نیاز به تایید های پیش از بازار همراه با ارزیابی سلامتی دارند. این ارزیابی سلامتی براساس اطلاعات شیمیایی و سمیت پیوست شده توسط متقاضی بر اساس دستورالعمل ها و نیازهای داده ای انجام میشود. تا کنون خواسته ها برای تهیه ی اطلاعات در مورد اندازه ی ذرات ساکت بوده اند و بنابراین بعضی از نانومواد متداول تر مصرفی در بسته بندی مثلا اکسیدهای فلزی و نانورس ها ممکن است نه به صراحت در ابعاد نانو باشند. برای مرتفع کردن این کاستی مرجع شیمی US-FDA برای موادی که اندازه روی خاصیت آنها موثر است، خود را به روز رسانی کرده است. به روزرسانی برای نیازهای داده ای EFSA میتوان آن را در EFSA 2009 با توجه به نظریه ی آن در مورد ریسک فزاینده ی علوم و تکنولوژیهای نادر بر روی غذا و امنیت غذایی انتظار داشت. ارزیابی خطر برای ENM ها باید بر اساس گونه و این که اطلاعات موجود برای نمایش لفظی برای ENMهای خاص و هر سمیتی را باید محدود کرد.تحت این شرایط هر ارزیابی خطر منحصر به فرد ،دارای عدم قطعیت بالا بوده و بنابراین اقدامات پیشگیرانه تا زمانی است که آزمایشات ENM ها اختلاف سطح اطلاعات را پر میکند. تنها مثال از تصویبات قبل از بازار در مورد استفاده از تیتانیوم نیترید در بطری های PET(پلی اتیلن توفتالات) بوده است. مبنای ارزیابی 2008EFSA این بود که نیترید تیتانیوم هیچگونه حلالیت در غذاها ندارد. به علاوه نانوذرات تیتانیوم نیترید در مقیاس قابل اندازه گیری مهاجرتی از پلاستیک نداشته و بنابراین تا زمانی که ارائه ای وجود نداشت اطلاعات سم شناسی برای این کاربرد مورد نیاز نبود.

هزینه ها وظرفیت های لازم برای دستیابی به تکنولوژی:

 

 

کاربردهای اصلی که در مقاله اشاره شد از امریکا،ژاپن ، بسیاری از کشورهای اتحادیه ی اروپا،استرالیا، چین، کره، تایوان و زلاندنو آمده اند. با در نظر گرفتن پیشرفت های سریع در این زمینه طبیعت جهانی شرکت های غذایی بی دلیل نیست که آینده ای را در نظر بگیریم که نانوذرات مهندسی شده در بسیاری از بازارها در سال های آینده خودنمایی کنند. میتوان تمایزی بین منابع کم و دانستن اهمیت برای مشارکت دادن نانو مواد به مواد بسته بندی اغذیه در مقایسه با نیازهای اقتصادی و تکنیکی برای تلفیق نانوتکنولوژی در ساخت نانومواد سنتزی پیشرفته ایجاد کرد.

 

از اولین کاربردهای پدیدار شده در بازار به عنوان مواد تقویت شده برای بسته بندی اغذیه ، نانوکامپوزیت های استفاده شده در پلیمر بدون نانورس معدنی استفاده شده . در این نانوکامپوزیت ها montmorillonit بود که از سنگ ها و خاکستر های آتشفشانی به دست می آید. دیگر نانوکامپوزیت پلیمرها شامل فلز( به صورت اکسید) یا نانو سلولز بودند. این افزودنی ها به راحتی از بازار آزاد قابل تهیه اند. این ها را میتوان وارد پلیمرها کرد و این پلیمرها را به عنوان فیلم یا ظرف به عنوان مواد بسته بندی استفاده نموده که در همه ی حالات میتوان آن را به جای تکنولوژی های رایج بکار برد.در این راه، جدای از قیمت افزودنی ها ، اقتصاد و موانع تکنیکی باید برای قانونی شدن ، در نظر گرفته شود. از سوی دیگر برای دوباره مهندسی کردن این مواد هزینه ی قابل توجه و موانع تکنیکی برای ورود را باید در نظر گرفت. مثال ها شامل نانو پوشش های استفاده شده برای بارگزاری چند لایه است،حتی اگر لایه به لایه استفاده از خود سرهم بندی الکتروستاتیکی باشد.دیگر مثال های تکنولوژی بالا شامل پوشش های نانو کامپوزیتی هیبرید آلی معدنی برای پیشساز هیبرید و سیستم sol-gel است.بعضی از پوشش ها از تکنولولوژی پلاسما با فشار محیط با استفاده از سد تخلیه ی الکتریکی و بعضی مانند هیبریدهای پلیمرهای سیلیکونی توسط سیستم sol-gel تهیه میشوند. این سیستم ها اختصاصی بوده و هزینه های پیشرفت آنها هنوز عمومی نشده است.

موقعیت ها و تلاش ها به منظور کسب منافع پیش بینی شده برای کشورهای در حال توسعه:

 

 

نانوتکنولوژی همگام با بیوتکنولوژی و تکنولوژی اطلاعات-ارتباطات (ICT) به عنوان صنایع جدید قرن در حال ظهور و پدیدار شدن هستند. آنها میتوانند ارتباط واقعی با نیازهای مردم در کشورهای در حال توسعه داشته باشند.اقتصادهای قوی جدید ( از قبیل هند، چین و برزیل) در حال سرمایه گذاری در این تکنولوژیها بوده و در حال ساخت ارتباط تجاری با کشورهای کمتر توسعه یافته ی جهان اند. آن ها الان در جایی هستند که میتوانند دروس پیشرفت و انتقال تکنولوژی را به وسیله ی کمک به تحقیقات صادر کنند. صنعت تغذیه از مزرعه تا بشقاب شامل فعالیت های ساده ی کشاورز، پرورش دهنده های ماهی صنعتی، از تولید کننده های کوچک تا بزرگ، نگهداری مواد غذایی ، فرآوری، عمده فروشی و خرده فروشی، و به طور فزاینده غذاهای خیابانی فروخته شده در مناطق شهری. چرخه ی غذایی میتواند کوتاه باشد مثلا از باغچه به میز غذای خانواده و یا با چندین هزار واسطه یا کیلومترها فاصله باشد. با افزایش شهرنشینی و جهانی شدن، توسعه ی منطقه ای، ملی و خطوط تقسیم بین المللی به طور میانگین در حال طولانی شدن هستند. نگهداری غذا، سامانه های دسته بندی و نوآوری میتوانند کاهش یافته یا جامع تر شوند. در هر حال تمرکز بخش تحقیقات و گسترش در جهان پیشرفته بر روی خرده فروشی است. برای کمک به تهیه ی غذا برای اقشار فقیر جامعه نه تنها گزینه های بیشتر و راحت برای افراد ثروتمند این تحقیقات پایه ای باید در محل برای رفع نیازهای محلی انجام شود.

 

ملاحظه ی اول میتواند انتخاب علم و تکنولوژی جدید از بسته بندی جزئی به سمت ذخیره و جابجایی محصولات کشاورزی ( بعد از برداشت) و محصولات حیوانی( بعد از دوشیدن شیر، ذبح و ماهی گیری) مثلا بسته، جعبه، قوطی و ... باشد. برای مثال زیست کش های سطحی به منظور کاهش رسوب سطحی و کمک به تمیزی شاید به صورت اختصاصی به عنوان مزایای منطقه ای جایی که دسترسی محدود به آب تمیز برای شستن مخازن استفاده شده برای جابجایی غذا و نگهداری و وسایل استفاده شده برای فرآوری وجود دارد.

به طور مشابه وارد کردن اجزای بسته بندی فعال به بسته بندی توده(کلا) به منظور کاهش فاسد شدن پس از برداشت غذا به وسیله ی کپک قارچی و قارچ که محصول را سمی میکنند مضر است. بیشترین تحقیقات تاکنون از زیست کش های فعال با دامنه ی فعالیت وسیع و با خواص آزاد شدن( مهاجرت) ساخته شده برای مواجهه با ارگانیسم های فساد غذا و به خصوص باکتری خطرناک ای کلای (E-Coli)، سالمونلا و لیستریا.

انتخاب مسیر رویارویی با قارچ به خصوص قارچ های سمی شاید مفید باشد.برای بسته بندی جزئی غذا،از رشد قارچ روی گندم، نان چاوداربه وسیله ی بسته بندی اتمسفر اصلاح شده و یا بسته بندی فعال به وسیله ی اجزای اصلی فواید روغن خردل میتوان جلوگیری کرد.برای بسته بندی و نگهداری غذاهای حجیم که در حقیقت بسته بندی غذا را مستقیما لمس میکند، بسته بندی فعال یا اجزای بسته بندی از قبیل بالشتک بوگیر(حاوی عطر) یا دیگر چیزهایی که وارد میکنیم نیاز دارد که یک ضد قارچ فرار را به فاز گازی نزدیک برای اثرگذاری روی کل غذا آزاد کند. شولز(Shulze) در سال 2010 مقاله ای به صوت مروری در مورد سیاست های کاهش سطح Mycotoxin در ذرت ذخیره شده ارائه کرد.آنها نتیجه گرفتند که کنترل رشد قارچ در کالاهای انبار شده به وسیله ی جو ( اتمسفر) کنترل شده یا استفاده از نگهدارنده یا ضد قارچ های طبیعی ممکن است. در هر حال علی رغم این که کوشش ها نشان داده اند که برای آنتی اکسیدان ها یا اسیدهای لازم به منظور کاهش رشد قارچ و Mycotoxin از قبیل Loaflatoxin و Fumonisin ها در ذرت ذخیره شده. نتیجه گیری به این صورت بود که هزینه ی این اعمال هنوز عامل بازدارنده برای استفاده در مقیاس بالا بوده است. برای دید واقع گرایانه علی رغم این که بسته بندی فعال به مدت 20 سال یا بیشتر موجود بوده است،آنها در صنایع غذایی یا نوشیدنی حتی در کشورهای صنعتی در مقیاس خرد استفاده نشده اند. چشم انداز اندکی برای استفاده از آنها در آینده ی نزدیک به منظور ذخیره ی محصولات کشاورزی یا حیوانی وجود دارد.

به عنوان دومین ملاحظه که در حال اتخاذ است، استفاه از علم و تکنولوژی جدید که برای نانومواد سنتزی بوده و برای ساخت مواد بر مبنای نانو و بر اساس منابع محلی است.این کار میتواند شامل استفاده از ابزار NT (نانوتکنولوژی) مانند میکروسکوپ اتمی و دیگر رهیافت های ساختار دیداری برای فهم بهتر و کنترل روش های رایج باشد. مثال ها شامل آماده سازی و توضیح صفات نانو سلولز ساخته شده از گونه های چوبی مانند نارگیل، نخل یا الیاف بامبو است. قوانینی برای مواد بسته بندی و اجزای آنها وجود دارد که هدف آنها حفاظت از سلامت مصرف کنندگان و حفاظت محیط زیست است. این قوانین گسترده گاها پیچیده اند. یکی از مهمترین مشکلاتی که تمام صادر کنندگان با آن در کشورهای در حال توسعه مواجه میشوند، کمبود اطلاعات در مورد این قوانین و استانداردها در بازار هدف به خصوص در کشورهای صنعتی است. نگرانی های جلوتر اشاره شده در مورد عواقب نانومواد روی سلامتی انسان و محیط زیست، قوانین عقب مانده اند. خطر این وجود دارد که در بازار صادرات مسدود شوند. بنابراین باید تضمین شود که پیشرفت ها در مورد تشخیص خطر و وسایل تجزیه ای برای اندازه گیری مهاجرت باید شامل همه ی مواد بر مبنای نانو باشد.در این صورت آنها در مقایسه با مشابه سنتزی خود کم نشود که در کشورهای توسعه یافته به عنوان ارزیابی خطر هستند.

سومین ملاحظه صادرات است. بسیاری از کشورهای در حال توسعه سابقه ی تاریخی طولانی در زمینه ی محصولاتی مانند چای، قهوه، ادویه، برنج، شکر و موز دارند. کشورهای در حال توسعه به دنبال افزایش فرآوری مواد خام و در نتیجه به دنبال ارزش افزوده ی صادرات هستند. طراحی بسته بندی به عنوان بخش از بازار رقابتی معمولا در بازار های داخلی بدون اهمیت است. به خصوصو در حالتی که تولید کننده انحصار تولید داشته یا اینکه میزان تقاضا بیش از عرضه باشد. بسته بندی محلی محصولات میتواند از لحاظ اقتصادی بنا به میزان پایین کار و منفعت برای صادر کننده جذاب باشد. قطعی به نظر میرسد که اگر باید بسته بندی برای مصرف کننده ی داخل کشور توسعه یافته جذاب باشد، بنابراین که صادر میشود باید با خرده فروشان کشور مقصد هم همکاری برای این جذابیت داشته باشد.

نتیجه گیری:

در شاخه ی محصولات نانو کاربردهای اینگونه مواد در بخش بسته بندی دارای بزرگترین سهم در بازار حال و کوتاه مدت است.قوانین و ملاحظات بازار همراه با عدم احتمالاتی در زمینه ی ایمنی مصرف کننده و محیط زیست است. پیشرفت های علمی و تکنولوژیکی که در کشورهای توسعه یافته در زمینه ی بسته بندی جزئی با مواد نانو باید در کشورهای در حال توسعه برای گزینه های در تماس با مواد غذایی ، در تولید مواد غذایی، پخش ، ذخیره و فرآوری نیز استفاده شود.

 

منبع:ICFP(کلینیک تخصصی بسته بندی مواد غذایی)