بسته ‌بندی مَپ چیست و چطور ماندگاری مواد غذایی را افزایش می‌دهد؟

بسته بندی با اتمسفر اصلاح ‌شده (Modified Atmosphere Packaging) که به اختصار مَپ (MAP) نامیده می‌ شود، روشی پیشرفته در بسته بندی مواد غذایی است که در آن، ترکیب گازهای موجود در فضای داخلی بسته به ‌طور فعال تغییر داده می ‌شود تا فرآیندهای طبیعی فساد کند شوند. 

این فناوری به‌ جای استفاده از هوای معمولی (که عمدتاً شامل نیتروژن (N2) حدود ۷۸٪، اکسیژن (O2) حدود ۲۱٪، و دی‌اکسیدکربن (CO2) کمتر از ۱٪ است)، از ترکیبی از گازهای دیگر مانند نیتروژن، اکسیژن، و دی‌اکسیدکربن با نسبت ‌های دقیقاً کنترل ‌شده استفاده می‌ کند.

اکسیژن (O2): کاهش سطح اکسیژن در داخل بسته، سرعت تنفس میوه‌ها و سبزیجات را به شدت کاهش می ‌دهد. تنفس، فرآیندی است که در آن محصول اکسیژن مصرف کرده و دی ‌اکسید کربن تولید می ‌کند که منجر به کاهش مواد مغذی و فساد می ‌شود. کمبود اکسیژن همچنین از رشد باکتری‌ های هوازی که باعث فساد می ‌شوند، جلوگیری می ‌کند.

دی‌اکسیدکربن (CO2): افزایش سطح دی ‌اکسیدکربن در بسته، به عنوان یک عامل ضد‌میکروبی عمل می‌ کند. این گاز رشد بسیاری از میکروارگانیسم‌ های فاسد کننده، از جمله باکتری‌ ها و قارچ‌ ها را مهار می ‌کند. سطوح بالاتر CO2 همچنین به کاهش فعالیت آنزیم ‌هایی که باعث قهوه‌ ای شدن یا نرم شدن بافت محصول می ‌شوند، کمک می ‌کند.

نیتروژن (N2): نیتروژن یک گاز بی ‌اثر است و نقش پرکننده را در بسته ایفا می ‌کند تا از فروپاشی آن جلوگیری کند و ساختار بسته را حفظ نماید. این گاز به حفظ شکل فیزیکی محصول کمک می ‌کند، بدون اینکه بر فرآیندهای شیمیایی آن تأثیر بگذارد.

تاثیر فناوری مَپ بر فیزیولوژی محصولات تازه را بشناسید !

میوه‌ها و سبزیجات به عنوان موجودات زنده، پس از برداشت نیز فرایندهای فیزیولوژیکی پیچیده‌ای را ادامه می‌دهند. این فناوری بسته‌ بندی با تنظیم محیط اطراف محصول، این فرآیندها را به نفع حفظ کیفیت و افزایش ماندگاری کنترل می ‌کند:

• تنفس (Respiration): همان ‌طور که اشاره شد، تنفس باعث مصرف قندها و در نتیجه کاهش شیرینی و ارزش غذایی محصول می‌ شود.
•  MAP با کاهش اکسیژن و افزایش دی ‌اکسید کربن، سرعت تنفس را تا حد زیادی کند کرده و در نتیجه، از کاهش وزن و پژمرد گی جلوگیری می ‌کند. 
• تولید و تأثیر اتیلن: اتیلن (C₂H₄) یک هورمون گازی است که توسط بسیاری از میوه‌ها و سبزیجات تولید می‌ شود و نقش کلیدی در رسیدگی و پیری آن‌ ها دارد. در محصولات کلیماکتریک (مانند سیب، موز و گوجه ‌فرنگی) که پس از برداشت نیز می ‌رسند، اتیلن باعث تسریع رسیدگی و نرم شدن بافت می ‌شود. بسته‌ بندی MAP با کاهش اکسیژن، تولید اتیلن را نیز کاهش می ‌دهد.همچنین، برخی فیلم‌های بسته‌ بندی مَپ می ‌توانند به صورت انتخابی نفوذ پذیری داشته باشند و به دفع اتیلن از داخل بسته کمک کنند، که این امر فرآیند رسیدگی را به تأخیر می ‌اندازد.
• تعرق (Transpiration): تعریق یا از دست دادن رطوبت از سطح محصول، یکی از دلایل اصلی پژمردگی و کاهش وزن است. فیلم‌های پلاستیکی مورد استفاده در بسته‌ بندی MAP، دارای نفوذ پذیری کنترل ‌شده نسبت به بخار آب هستند که رطوبت را در داخل بسته حفظ می‌کنند. این امر به حفظ ظاهر تازه، شادابی و تردی محصول کمک می ‌کند.

به طور خلاصه، بسته بندی مَپ با ایجاد یک محیط گازی به دقت مهندسی ‌شده، فرآیندهای طبیعی فساد را کند می‌ کند و به تولیدکنندگان و مصرف‌ کنندگان اجازه می ‌دهد تا از محصولات تازه، سالم و باکیفیت برای مدت طولانی ‌تری بهره ببرند. 

مثال ‌های کاربردی از بسته بندی اتمسفر اصلاح شده در محصولات مختلف

استفاده از بسته‌ بندی با اتمسفر اصلاح‌ شده (MAP) برای هر محصول، نیازمند یک ترکیب گازی بهینه و منحصربه ‌فرد است. این ترکیب بر اساس نوع محصول، میزان تنفس و حساسیت آن به گازهای مختلف تعیین می‌شود.

 در ادامه، تاثیر MAP بر روی چند نمونه از میوه‌ها و سبزیجات پرمصرف توضیح داده شده است:

• توت‌ فرنگی: یکی از چالش‌های اصلی در نگهداری توت ‌فرنگی، کپک ‌زدگی و نرم شدن سریع آن است. ترکیب گازی پیشنهادی (۵٪ اکسیژن، ۱۵٪ دی‌اکسیدکربن و ۸۰٪ نیتروژن) به طور مؤثر بر این مشکلات غلبه می ‌کند. غلظت بالای CO₂ به عنوان یک عامل ضد ‌قارچ قوی عمل کرده و از رشد کپک ‌ها، به‌ ویژه کپک خاکستری (Botrytis cinerea)، جلوگیری می‌کند. همچنین، کاهش اکسیژن و کنترل اتیلن به حفظ رنگ قرمز و بافت سفت توت ‌فرنگی کمک می ‌کند.
• کاهو:  حفظ بافت ترد و جلوگیری از زرد شدن دو هدف اصلی در بسته بندی کاهو است. ترکیب گازی MAP (۲٪ اکسیژن، ۵٪ دی ‌اکسید کربن و ۹۳٪ نیتروژن) با کاهش شدید اکسیژن، سرعت تنفس کاهو را به حداقل می ‌رساند و از پژمردگی و تغییر رنگ به زرد جلوگیری می ‌کند. سطح مناسب دی‌ اکسید کربن نیز رشد باکتری‌ها و فساد را مهار می‌ کند.
• گوجه ‌فرنگی: گوجه ‌فرنگی یک میوه کلیماکتریک است، به این معنی که پس از برداشت نیز به رسیدگی خود ادامه می ‌دهد. بسته بندی با این فناوری (۳٪ اکسیژن، ۱۰٪ دی‌اکسیدکربن و ۸۷٪ نیتروژن) به کنترل فرآیند رسیدگی کمک می ‌کند. کاهش سطح اکسیژن، تولید اتیلن (هورمون رسیدگی) را به تأخیر انداخته و از نرم شدن بیش از حد گوجه ‌فرنگی جلوگیری می‌ کند. این امر به تولیدکنندگان اجازه می‌ دهد تا گوجه ‌فرنگی را در حالت نیمه ‌رسیده بسته بندی کرده و برای مدت طولانی‌ تری تازه نگه دارند، در حالی که طعم و بافت آن حفظ می ‌شود.

مزایای اقتصادی و زیست ‌محیطی فناوری مَپ

استفاده از فناوری اصلاح اتمسفر در بسته بندی تنها یک راهکار برای افزایش ماندگاری نیست، بلکه یک رویکرد جامع با فواید گسترده اقتصادی و زیست ‌محیطی است:

• کاهش ضایعات غذایی: طبق آمارهای سازمان ملل، حدود یک‌ سوم غذای تولیدی در جهان به هدر می ‌رود. بخش قابل توجهی از این ضایعات مربوط به میوه‌ها و سبزیجات فاسد شده در طول زنجیره تأمین است. MAP با افزایش عمر مفید محصولات، به طور مستقیم میزان ضایعات را کاهش می ‌دهد و به بهره‌ وری بیشتر در صنعت کشاورزی کمک می‌ کند.
• افزایش دامنه صادرات و دسترسی به بازارهای دورتر: با افزایش ماندگاری محصولات، امکان حمل ‌ونقل آن ‌ها به بازارهای بین‌المللی که نیازمند زمان طولانی ‌تری برای ترانزیت هستند، فراهم می ‌شود. این امر به تولید کنندگان اجازه می ‌دهد تا به بازارهای جدید دسترسی پیدا کرده و درآمد خود را افزایش دهند.
• کاهش مصرف انرژی: MAP با کاهش سرعت فساد، نیاز به نگهداری در دمای بسیار پایین را کاهش می ‌دهد. هرچند سردخانه‌ ها همچنان ضروری هستند، اما MAP می ‌تواند به کاهش فشار بر سیستم ‌های برودتی کمک کرده و در نتیجه، مصرف انرژی و هزینه‌ های عملیاتی را کاهش دهد. این امر از لحاظ اقتصادی و زیست‌ محیطی یک مزیت بزرگ محسوب می ‌شود.
• کاهش استفاده از مواد نگهدارنده شیمیایی:  در گذشته، برای افزایش ماندگاری محصولات تازه از انواع مواد نگهدارنده شیمیایی استفاده می ‌شد. بسته بندی MAP با ایجاد یک محیط طبیعی و کنترل ‌شده، نیاز به این مواد را از بین می ‌برد. این رویکرد نه تنها محصولی سالم‌ تر و ایمن‌ تر را به دست مصرف ‌کننده می ‌رساند، بلکه به کاهش آلودگی ‌های زیست ‌محیطی ناشی از تولید و دفع مواد شیمیایی نیز کمک می‌ کند. 

چالش‌ ها و آینده‌ نگری در MAP

فناوری بسته‌ بندی با اتمسفر اصلاح ‌شده (MAP) با وجود مزایای اثبات ‌شده، در مسیر رشد خود با چالش‌ های فنی و اقتصادی روبرو است. غلبه بر این موانع، آینده‌ ای را رقم می ‌زند که در آن MAP نه تنها مؤثرتر، بلکه پایدارتر و در دسترس ‌تر خواهد بود.

چالش‌ های فنی و اقتصادی

• دقت بی‌ نقص در ترکیب گازی: مهم ‌ترین چالش MAP، نیاز به دقت بی‌ نقص در نسبت گازهای داخلی بسته است. هر محصول به ترکیب گازی منحصربه ‌فردی نیاز دارد که بهینه ‌سازی آن نیازمند آزمایش‌های دقیق و تجهیزات گران ‌قیمت است. خطاهای کوچک می‌توانند به جای افزایش ماندگاری، به سرعت فساد محصول بیفزایند. به عنوان مثال، اگر سطح دی ‌اکسید کربن از حد تحمل محصولی مانند توت ‌فرنگی فراتر رود، می ‌تواند منجر به ایجاد طعم نامطلوب یا آسیب بافتی شود. 
• وابستگی به دمای نگهداری: اگرچه MAP ماندگاری را افزایش می ‌دهد، اما نمی‌تواند جایگزین زنجیره سرد شود. اثربخشی این فناوری به شدت به حفظ دمای مناسب در طول زنجیره تأمین بستگی دارد. نوسانات دمایی می ‌تواند تعادل گازی را بر هم زده و تأثیر مثبت MAP را خنثی کند. کنترل مستمر دما از مزرعه تا قفسه فروشگاه، یک چالش لجستیکی بزرگ است.
• تخصص و هزینه‌ های بالا: اجرای موفق MAP نیازمند دانش فنی عمیق در مورد فیزیولوژی پس از برداشت محصولات و همچنین هزینه ‌های سرمایه‌ گذاری اولیه بالایی برای خرید ماشین ‌آلات بسته‌ بندی پیشرفته و فیلم‌های پلیمری مخصوص است. این امر باعث می ‌شود که فناوری MAP برای تولید کنندگان کوچک و متوسط کمتر در دسترس باشد.

افق‌های روشن: آینده فناوری MAP

آینده MAP با نوآوری ‌هایی گره خورده است که این فناوری را هوشمندتر، پایدارتر و کارآمدتر می ‌سازند.

• بسته‌ بندی های هوشمند و فعال: نسل بعدی بسته‌ بندی های MAP، تنها یک محیط ایستا نخواهند بود، بلکه به صورت فعال و هوشمند عمل می ‌کنند. این بسته ‌ها به حسگرهای زیستی و شیمیایی مجهز خواهند شد که می ‌توانند وضعیت محصول (مانند سطح اتیلن یا میزان اکسیژن) را در لحظه پایش کنند. برای مثال، بسته‌ بندی آینده ممکن است با تغییر رنگ، به مصرف ‌کننده نشان دهد که محصول به چه میزان رسیده است یا فاسد شده است. برخی از بسته بندی ‌های فعال حتی می‌توانند با جذب اتیلن، رسیدگی محصول را به صورت خودکار کنترل کنند.
• پایداری محیطی با مواد زیست ‌تخریب‌پذیر: یکی از بزرگ ‌ترین انتقادها به بسته‌ بندی MAP، استفاده از پلاستیک ‌های غیرقابل تجزیه است. آینده MAP به سمت استفاده از پلیمرهای زیست‌ تخریب ‌پذیر و زیست‌ تولید شده حرکت می‌ کند که ویژگی‌ های نفوذپذیری گاز مشابهی دارند. توسعه این مواد، فناوری MAP را با اصول اقتصاد چرخشی و توسعه پایدار همگام می ‌سازد و ردپای کربن آن را به طور قابل توجهی کاهش می ‌دهد.
• ادغام با فناوری‌ های پیشرفته : MAP در آینده با سایر فناوری ‌ها مانند نانوپوشش‌ها و فناوری پلاسما ادغام خواهد شد.  نانوذرات می ‌توانند به فیلم‌ های بسته‌ بندی اضافه شوند تا خاصیت ضد‌ میکروبی آن‌ها را افزایش دهند، در حالی که پلاسما می ‌تواند برای ضدعفونی اولیه سطح محصول پیش از بسته‌ بندی به کار گرفته شود. این هم ‌افزایی‌ها باعث افزایش کارایی و کاهش بیشتر ضایعات خواهند شد.

جمع بندی

به طور خلاصه، در حالی که چالش ‌های کنونی بر سر راه توسعه MAP وجود دارند، نوآوری ‌های در حال ظهور نوید بخش آینده‌ای هستند که در آن بسته بندی با اتمسفر اصلاح ‌شده به یک راهکار جامع، هوشمند و پایدار برای حفظ امنیت غذایی و کاهش ضایعات تبدیل می ‌شود.