یه مهندس خفن و دقیق، نشسته و فکر کرده: “آخه چرا باید این همه غذای خوشمزه همینجوری زود از بین بره؟”
نتیجه این تفکرات عمیق = شده یه چیزی به اسم بسته بندی با اتمسفر اصلاحشده (MAP).
MAP چیست؟ یه عمل جراحی اتمسفری برای مواد غذایی!
تصور کنید که مواد غذایی بیچاره دارن تو یه اتاقک در بسته ، نفس نفس می زنن و آروم آروم دارن به دیار باقی میشتابن . حالا یه مهندس باهوش میاد و میگه: “نچ نچ! اینجوری نمیشه که همگی از بین برید !”
بعدش چیکار می کنه؟ یه سری گاز رو از تو اون اتاقک درمیاره و یه سری گاز دیگه رو میذاره جاش!
آره، دقیقاً مثل یه عمل جراحی ظریف و حساس ، ترکیب گازی داخل بسته بندی رو کاملاً دستکاری میکنه.
چرا این کارو میکنه؟
هدف از این دستکاری گازها چیه؟ دو تا چیز مهم:
افزایش عمر عملیاتی : یعنی اینکه غذامون دیگه زود خراب نشه و بتونیم برای مدت بیشتری ازش استفاده کنیم.
مثلاً، فکر کن یه بسته کاهو می خریم و دیگه قرار نیست همون فرداش قهوهای بشه!
حفظ ویژگی های کیفی : این یعنی غذامون نه تنها بیشتر می مونه، بلکه طعم، بو، رنگ و کلاً تمام چیزهای خوبش رو هم حفظ میکنه.
آزمایشگاه تا سوپرمارکت: MAP معجزه میکنه!
حالا شاید بگید : “اینا همش حرفه!” ولی نه ! تمام اطلاعات و نتایج آزمایشگاهی، هم تو محیط های کنترل شده دانشمندها و هم تو کارخونه های بزرگ نشون داده که MAP واقعاً جواب میده!
یعنی چی؟ یعنی این روش عملاً کار میکنه و سودمندیش رو تو انواع و اقسام مواد غذایی (از گوشت و مرغ گرفته تا میوه و سبزیجات) به وضوح نشون داده.
پس دفعه بعد که یه بسته سوسیس و کالباس خریدید و دیدید تا مدتها سالمه، بدونید که یه مهندس باهوش پشت ماجرا بوده!
فساد = قتل عام بیصدا در یخچال!
وقتی غذا فاسد میشه، چه بلایی سرش میاد؟
بافت: آیا هنوز میتونیم به راحتی به عنوان غذای مطلوب ازش استفاده کنیم ؟
بار تغذیهای : آیا هنوز چیزی برای بدن ما داره؟
معیارهای بهداشت: آیا هنوز ما رو نمیکشه؟
درک طعم: آیا هنوز شبیه غذاست؟
ویژگی رنگ: آخ این دیگر چه رنگی است؟! آبی؟ سبز؟ بنفش؟
علاوه بر این همه بلا، این فساد عزیز جیب ما رو هم خالی میکنه! پولمون دور ریخته میشه !
چاره چیست؟ وقتی مهندسها به دادمان میرسند!
حالا با این همه رستوران و کافیشاپ و مردم هم که تنبل شدن و هرچیزی رو حاضر و آماده می خوان ، باید یه فکری برای این اوضاع کرد.
نمیشه که هرچی غذا تولید شد ، بره سطل آشغال!
اینجا دیگه پای معرفی روشهای نوین و مهندسی غذا و ماشین آلات جدید میاد وسط که این روزا حسابی احساس نیازشون تو جامعه پر ررنگ تر از همیشه شده !
بسته بندی غذا : ناجی بشریت!
بسته بندی مواد غذایی مثل یه معجزه از راه رسیده!
بسته بندی وکیوم : رویکردی قدرتمند با محدودیت ها
یه روش ساده ، اما مؤثر که تقریبا تمام هوا رو از بسته بندی می کشیم بیرون و اجازه نمی دیم اکسیژن غذای ما رو خراب کنه.
در واقع، روش وکیوم ، پایه و اساس تمام روشهای موفق و پیشرفته امروزی مثل MAP بود که بعداً اومدن و کل بازی رو عوض کردن!
مزایا و چالش ها : مواجهه با میکروارگانیسم های هوازی و بیهوازی
این روش، هرچند نسبتاً سرسختانه به نظر می رسید، اما در مدیریت گاز و جلوگیری از فساد مواد غذایی بسیار مؤثر عمل می کرد.
با حذف اکسیژن ، این روش به خوبی می توانست رشد ارگانیسم های هوازی (میکروارگانیسمهایی که برای رشد به اکسیژن نیاز دارند) را مهار کند و به این ترتیب، سرعت فساد را کاهش دهد.
با این حال ، بسته بندی وکیوم بدون چالش نبود. در حالی که بر میکروارگانیسم های هوازی غلبه می کرد، اغلب چالش های مرتبط با ارگانیسم های بی هوازی را بدون پاسخ می گذاشت.
این یعنی میکروارگانیسم هایی که بدون نیاز به اکسیژن رشد میکنند ، همچنان می توانستند در محیط خلاء فعالیت کرده و باعث فساد شوند.
بنابراین، این روش، با تمام مزایایش ، یک “خلاء کامل” بود که در عمل با محدودیت های خاص خود روبرو می شد و نیاز به راه حل های پیشرفته تر را برجسته می ساخت.
ورود به صحنه ای جالب تر از قبل : بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده (MAP)
پس از روش هایی مانند وکیوم که محدودیت های خاص خود را داشتند ، حالا بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده (MAP) وارد عمل میشود.
MAP چگونه کار میکند : تنظیم دقیق جوّ داخلی
اصل اساسی MAP در عین سادگی ، پیچیدگی های ظریفی دارد : ما ترکیب گازی اتمسفر استاندارد (همان هوایی که تنفس میکنیم : تقریباً ۲۱% اکسیژن ، ۷۸% نیتروژن و حدود ۰.۰۴% دیاکسید کربن) را گرفته و آن را اصلاح می کنیم .
در داخل یک محفظه مهر و موم شده ، این اجزای گازی با دقت تنظیم می شوند تا به شرایط مطلوب برای نگهداری محصول غذایی دست پیدا کنیم.
هدف و کاربرد گسترده MAP
هدف اصلی این اصلاح کاملاً مشخص است : افزایش ماندگاری و بهبود شرایط برای ماده غذایی درون بسته بندی.
تطبیق پذیری فناوری MAP بسیار گسترده است و شامل طیف وسیعی از محصولات، از نان صبحانه گرفته تا انواع گوشتها، میوهها و سبزیجات میشود.
این تکنیک به طور مداوم، ارزش خود را با بهبود های قابل اندازه گیری در ماندگاری و ویژگی های حسی (مانند طعم، بافت و ظاهر) محصولات نشان داده است.
روشهای عملیاتی سیستمهای MAP
وقتی گازها با علم مهندسی و ریاضیات مهمانی میگیرند !
فکرش را بکنید، داخل هر بسته ی MAP یک مهمانی پنهان و پیچیده در جریانه!
تعادل گازی درون بسته ، نتیجه تعامل دو عامل اصلی است : یکی نرخ “نفس کشیدن” خود محصول و دیگری، سرعت عبور گازها از پلاستیک بسته بندی (یعنی نرخ انتقال گاز ها از فیلم و خود ظرف بسته ).
چرا مهندسها باید حواسشان به همه چیز باشد؟
برای همین است که در طراحی MAP، یک اصل اساسی وجود دارد : ارزیابی دقیق ضرایب نفوذپذیری فیلم ها و مواد بسته بندی برای اکسیژن (O2)، دیاکسید کربن (CO2) و حتی بخار آب.
این فقط یک توصیه نیست ؛ یک پیش نیاز حیاتی است تا بتوانیم ترکیب اتمسفر مطلوب را در داخل بسته برای تمام مدت ماندگاری آن حفظ کنیم.
ویژگی های فیلم های پلاستیکی و حساسیت به اکسیژن و دیاکسید کربن
ویژگی های نفوذپذیری فیلم های پلاستیکی میتواند به شدت متفاوت باشد.
این تفاوتها به عوامل ذاتی پلیمر بستگی دارد؛ مثلاً وزن مولکولی آن، افزودنیهایی که به آن اضافه شده، شرایط ساخت و حتی ساختار درونی آن .
اما مهمترین نکته در طراحی MAP برای محصولات تازه چیست؟
تنظیم دقیق میزان ورود اکسیژن (O2) و خروج دیاکسید کربن (CO2) از بسته.
اینجاست که مهند سان واقعی خودشان را نشان می دهند و این بالانس حساس را برقرار می کنند تا غذای ما همیشه تازه بماند.
حوزه MAP دستخوش مراحل تکاملی قابل توجهی شده است، از جابجایی گازی ابتدایی تا سیستم های بسیار پیچیده و پاسخ دهنده، که به طور کلی به شرح زیر دسته بندی می شوند
MAP غیرفعال : وقتی بسته بندی خودش کار را جمع میکند!
حالا می رسیم به مرحله ای که MAP “غیرفعال” نامیده میشود.
این یعنی چی؟ یعنی در این روش، نیازی به دخالت مستقیم و مداوم تجهیزات پیچیده و بیرونی برای شستشوی گاز نیست. بسته بندی ما خیلی خودش به فکر خودش هست!
مهمانی گازها : همکاری محصول و بسته بندی
این سیستم به یک تعامل ذاتی و هوشمندانه بین دو عامل تکیه میکند:
فعالیت تنفسی خود محصول : بله، محصولات غذایی هم مثل ما نفس می کشند و در این فرآیند بیولوژیکی، گازهایی تولید و مصرف میکنند.
نفوذپذیری انتخابی ماده بسته بندی به گازها : بسته بندی ما هم زرنگ است و می داند کدام گازها را از خود عبور دهد و کدامها را نه.
با این همکاری، طی یک دوره زمانی مشخص ، ترکیب گاز در داخل بسته به تدریج به حالت مطلوب و ایده آل خود می رسد.
نقطه تعادل : وقتی همه چیز سر جایش قرار میگیرد
این حالت تعادل دقیقاً زمانی حاصل میشود که نرخ مصرف اکسیژن (O2) و تولید دیاکسید کربن (CO2) توسط تنفس محصول، با نرخ انتقال گاز از طریق فیلم بسته بندی کاملاً یکسان و متعادل شود.
یعنی محصول دارد نفس می کشد و گازها هم از بسته بندی رد و بدل میشوند تا یک بالانس عالی برقرار شود.
نتیجه چیست ؟ غلظت نهایی گاز در حالت تعادل که تابعی پیچیده است از چند عامل مهم :
نرخ تنفس محصول : که خودش هم به دما وابسته است ؛ محصول در گرما تندتر نفس می کشد و در سرما آرام تر.
شرایط نگهداری محیطی : مثل دما و رطوبت نسبی . این ها متغیرهای حیاتی محیطی هستند که مستقیماً بر حرکت مولکول ها تأثیر می گذارند.
ضرایب نفوذ پذیری خاص ماده بسته بندی : همان ضریب هوشی بسته بندی ما!
خلاصه اینکه، بسته بندی خودش میداند چه کند، فقط کمی طول می کشد! انگار یک سیستم خودکار است که با صبر و حوصله ، خودش را تنظیم می کند تا محصول داخلش را در بهترین حالت ممکن نگه دارد.
به عنوان مثال ، شواهد تجربی نشان می دهد که MAP غیرفعال می تواند ماندگاری خربزه تازه خردشده را به میزان چشمگیر ۹ روز در دمای ۵ درجه سانتی گراد افزایش دهد، که یک بهبود آماری قابل توجه نسبت به بسته بندی هوای معمولی است.
چالشهای MAP غیرفعال : وقتی صبر میکنیم تا غذا خراب نشه!
با همه خوبیهایی که MAP غیرفعال دارد، استفاده از آن بدون دردسر هم نیست.
یکی از مشکلات مهم، طولانی بودن زمان لازم برای رسیدن به ترکیب گازی مناسب در داخل بسته است.
این دوره گذار میتواند از 2 تا 12 روز طول بکشد!
این تأخیر طولانی، یک خطر جدی دارد : ممکن است اکسیژن داخل بسته به زیر حد بحرانی کاهش پیدا کند.
وقتی این اتفاق می افتد، تنفس بی هوازی شروع می شود . نتیجه ؟ طعم های ناخوشایند!
یعنی اگر به اندازه کافی صبور نباشید و فرآیند تعادل به درستی انجام نشود، ممکن است با طعم هایی روبرو شوید که اصلاً انتظارش را ندارید و در نهایت، محصول رد میشود.
این تأخیر ذاتی یعنی باید در انتخاب محصول و مدیریت شرایط نگهداری در مراحل اولیه که هنوز تعادل گازی برقرار نشده ، بسیار دقت کنیم تا کیفیت محصول از بین نرود.
عوامل مؤثر بر عملکرد MAP : یک مثلث پیچیده!
پارامترهای خاص محصول : ویژگی های خود محصول می شود؛ مثلاً جرم و چگالی محصول ، نرخ تنفس آن ، نرخ تعرق مرحله بلوغ فیزیولوژیکی ، بار میکروبی اولیه (این مورد خیلی مهم است و باید قبل از بستهبندی، آلودگی به حداقل برسد، یعنی قبل از بسته بندی، تمیز باشید!).
متغیرهای محیطی خارجی : این ها مربوط به شرایط اطراف بسته بندی هستند؛ مانند غلظت گازها در هوای اطراف، دمای نگهداری (رشد میکروبی و نرخ تنفس به شدت با دما مرتبط هستند)، رطوبت نسبی و مدت زمان مورد انتظار برای نگهداری (همان ماندگاری هدف).
ویژگیهای مربوط به بسته بندی: این عوامل شامل حجم بسته ، ضخامت فیلم پلاستیکی (که مستقیماً بر میزان عبور گازها تأثیر می گذارد) ، مساحت مؤثر فیلم برای انتقال گاز، ضرایب نفوذ پذیری گازها (اکسیژن، دیاکسید کربن، نیتروژن و بخار آب) .
MAP فعال : مداخله دقیق (سریع ، مستقیم، اما نیازمند منابع و کمی خرج!)
درست برعکس MAP غیرفعال که صبر می کرد خودش به تعادل برسدMAP فعال یک رویکرد کاملاً متفاوت و پر سروصداتر است!
اینجا ما خودمان آستین بالا میزنیم و ترکیب گاز اولیه را به صورت عمدی و کنترل شده تغییر می دهیم.
این دخالت مستقیم ، رسیدن به مخلوط گازی هدف را به شکل چشمگیری تسریع می کند و از همان ابتدا جلوی تشکیل گازهای ناخواسته را میگیرد.
برای ما مهندسان ، این روش ترجیحی برای کنترل دقیق و با ظرافت بالا است.
فرآیند پاکسازی و پر کردن مجدد : وقتی همه چیز را از نو می سازیم
این روش شامل چند مرحله است : اول، تخلیه کامل گاز موجود از داخل بسته .
بله، یک خلاء یا چیزی نزدیک به آن ایجاد می کنیم تا مولکول های ناخواسته از بسته خارج شوند.
این یک راه حل هوشمندانه برای جابجایی هر چیزی است که نباید آنجا باشد!
بعد از این “پاکسازی”، یک مخلوط گازی که با دقت تنظیم شده است، از سیلندرهای خارجی به داخل بسته تزریق میشود.
یعنی اول همه چیز را بیرون می ریزیم، بعد با وسواس زیاد ، هوای دلخواهمان را پمپ می کنیم!
می توانید آن را شبیه یک پاکسازی و پر کردن مجدد محیطی کنترل شده تصور کنید که با کمک مخلوط کننده های گاز صنعتی و دستگاه های بسته بندی پرسرعت انجام میشود.
قهرمانان گمنام : جاذب های داخل بسته بندی
تحقیقات زیادی به خوبی نشان دادهاند که جایگزین کردن هوای معمولی با اتمسفرهای کم اکسیژن و غنی از دیاکسید کربن برای محصولات تنفسی چقدر مفید است.
یک روش برجسته در MAP فعال، استفاده از کیسه های کوچکی است که ترکیبات جاذب دارند. این کیسهها، قهرمانان گمنام این داستانند!
جاذب های اکسیژن (مثل ترکیبات آهن مستعد اکسیداسیون) : این جاذب ها به طور موثری اکسیژن باقی مانده را از محیط بسته جذب میکنند.
با این کار، هم از تغییر رنگ های ناخواسته جلوگیری میکنند و هم آسیب ناشی از سرما را در محصولات تازه کاهش میدهند.
جاذب های دیاکسید کربن (مثل هیدروکسید کلسیم ، کربن فعال) : اینها برای جلوگیری از تجمع بیش از حد دی اکسید کربن استفاده میشوند.
چون در بعضی محصولات ، زیاد شدن CO2 میتواند منجر به آسیب های فیزیولوژیکی ناخواسته مثل طعم های نامطبوع یا قهوهای شدن بافت شود.
جاذبهای اتیلن (مثل پرمنگنات پتاسیم) : این جاذبها با حذف گاز اتیلن تولید شده توسط خود محصول (یک هورمون گیاهی) ، میتوانند نرخ تنفس را کند کرده و فرآیند رسیدن را در میوه های خاص به تأخیر بیندازند.
شواهد تجربی به خوبی نشان میدهد که این جاذبها در افزایش ماندگاری محصولاتی مثل کیوی، موز، آووکادو، قارچ و خرمالو بسیار مؤثر هستند و عملکرد سیستم بسته بندی را به شکل قابل توجهی بهبود میبخشند.
چالش های جاذبها: وقتی مصرف کننده کنجکاو میشود
اما خب، همه چیز هم گل و بلبل نیست!
اجرای عملی این جاذب های داخلی با مقاومت هایی روبرو شده، عمدتاً به دلیل مسائل مربوط به پذیرش مصرفکننده می باشد. مردم وقتی یک کیسه کوچک در غذایشان می بینند، بلافاصله می پرسند: “این بسته کوچک در غذای من چه میکند؟ آیا خوردنی است؟”
علاوه بر این، کاربرد این جاذب ها اساساً با محصولات غذایی مایع ناسازگار است.
تماس مستقیم بین مایع و ساشه می تواند هم محتوای غذا و هم یکپارچگی خود جاذب را به خطر بیندازد.
یک پیروزی بزرگ و یک بشقاب غذای بهترو سالم تر !
آینده بهینه شده با حفظ غذا ی سالم و سلامتی ما
بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده به عنوان یک فناوری پویا و در حال تکامل ظهور کرده است که مجموعه متنوعی از راه حل های مهندسی پیچیده را برای دستیابی به کیفیت مطلوب و افزایش ماندگاری محصولات غذایی ارائه می دهد
همچنین این موضوع باعث شده که میزان ضایعات موادغذایی و دورریز آن ها ۵۰ ٪کاهش پیدا کند و یکی از دغدغه های جهانی تا ۵۰ ٪قابل رفع شده است .
تطبیق پذیری ذاتی این روش ، که از درک عمیق دینامیک گاز، علم مواد و سینتیک میکروبی نشأت می گیرد، امکان استراتژی های سفارشی سازی شده را در دسته های مختلف غذایی فراهم می کند و به طور مؤثری با سایر فناوری های بسته بندی پیشرفته ادغام می شود. (ما همه چیز را به هم وصل می کنیم تا عالی شود!).
