بسته بندی غذا در دمای بالا

فعل و انفعالات بسته‌بندی و محتویات آن به خاطر استفاده از مواد حساس میکروویو و سینی‌های دوتایی (دولایه) قابل استفاده در اجاق می باشد که توسط آزمایشگاه FDAS indivect Additives به طور گسترده، مطالعه شده است. دمای بیش از ۲۱۲ برای این گونه بسته‌بندی‌ها، عادی به نظر می رسد. مواد حساس از پلاستیک مثل پلی اتیلن ترفتالات (PET) و مواد چسبنده و کاغذ درست شده‌اند.
بسته‌بندی دوتایی قابل استفاده در اجاق ممکن است از PET شفاف یا مقوا با لایه (ورقه) PET درست شده باشد و ممکن است دارای مواد چسبنده نیز باشد و یا نباشد. د رصورتی که دما زیادتر شود، مواد شیمیایی فرار و غیر فرار حاصله از این مواد قادرند داخل غذا (مظروف) شوند. یک روش آنالیز که بر مبنای کروماتوگرافی مورد آزمون قرار گرفته head space (فضای خالی ظرف) و مشاهده انتخابی توده‌ای می باشد که برای تعیین مواد فرار استفاده شده است،‌ درحالی که کروماتوگرافی مایعات که کارآیی بالایی دارد با مشاهده اشعه ماورای بنفش برای تعیین اولیگومرهای PET و مواد پلاستیک ساز چسبنده کاملا مناسب است. یک طرح کلی برای مطالعه مشابه پخت وپز در دمای زیاد و انتقال توضیح وچکیده ای از اطلاعات مخصوص انتقال نیز ارائه شده است.
زمانی که مرکز غذا و دارو (FDA) مقررات وخط مش‌های مربوط به بسته‌بندی را توسعه داد، کسی متوجه نشد که مواد لازم برای بسته‌بندی، تبدیل به ظروف پخت و مقررات می شود یا حداقل و حداکثر دما را تجربه کند که متاسفانه برخی از مواد بسته‌‌بندی امروزه با آن مواجه می باشند.
۱) خط مش‌های استفاده از مواد بسته‌بندی از قبیل پلی اتیلن ترفتالات PET که بر مبنای اطلاعات بدست آمده در خصوص انتقال که در دمای حداکثر ۲۵۰ می باشد پیشنهاد شد.
۲) چون مقدار بسیار زیاد مواد لازم برای بسته‌بندی و تولیدات تجزیه آنها ممکن است در دمای زیاد وارد غذاها شود، FDA اطلاعات را از صنعت درخواست کرده تا به منظور حمایت از مقررات استفاده از برخی مواد لازم برای بسته‌بندی در دمای زیاد از آن استفاده می کند.
۳) آزمایشگاه افزودنی از راه غیر مستقیم مربوط به FDA پاره‌ای اطلاعات در خصوص فعل و انفعالات بسته‌بندی و محتویات آن دردمای زیاد وتاثیر آنها را روی بسته‌بندی مواد غذا از جمله مواد حساس میکروویو وسینی‌های دولایه قابل استفاده در اجاق است. این مقاله بر روی پروتکل‌های تجزیه پذیری (آنالیتیکی) که بتازگی مورد توجه قرار گرفته، برای قسمت کردن مواد حساس میکروویو ویژه بسته‌بندی در دمای زیاد متمرکز می شود و بسیاری از این روش‌ها نیز در زمینه ارزیابی برای تعیین کارایی بسته‌بندی‌ها مورد استفاده از میکروویو یا محصولات دو منظوره که قابل استفاده در اجاق می باشند و دمای پخت وپز در مورد آن از شدت کمتری برخوردار است، حائز توجه فراوانی گردیده است.
گرچه ماده حساس میکروویو صرفا طی چند سال اخیر وارد بازار شده است،‌ انتقال از آن بقدری سریع افزایش یافته است که اکنون نشان دهنده بیش از ۱۰% کل بسته‌بندی میکروویو است. انواع غذا به صورت بسته‌بندی ماده حساس میکروویو فروخته می شود منجمله ذرت بو داده،‌ پیتزا،‌ کلوچه و شیرینی محتوی گوشت وسبزیجات پخته و سیب زمینی‌های سرخ شده به صورت اسلایس در روغن French-fried. این بازار به دلیل تقاضاهای جدید رو به گسترش است. بسته‌بندی ماده حساس میکروویو یک ظرف فعال مخصوص پخت وپز است، که از رشته (نوار) پلاستیکی فلزدار میکروویو دارای فعل و انفعالات درست شده است که لایه (ورقه) چسبیده دارد که به پشت مقوایی یا کاغذی می چسبد. این بسته‌بندی می تواند به دمای ۵۰۰-۴۰۰ برسد و در واقع غذاهایی را که درآن قرار دارند (مظروف) را به خود می گیرد. آشکار است که سوالات گوناگون در خصوص کارایی این گونه بسته‌بندی‌ها وجود دارد و اطلاعات مخصوص مورد نیاز است تا به انسجام مواد سازنده در شرایط استفاده، اعتبار دهد. نخست سوالات گوناگون در مورد تولیدات تجزیه وجود دارد زمانی که مواد سازنده پلاستیکی وچسبنده و کاغذی در دمای زیاد قرار می گیرند. ثانیا سوالات گوناگون در مورد عدم انسجام بسته‌بندی در دمای زیاد و از بین رفتن خواص عامل بازدارنده که افزایش انتقال مواد افزودنی به بسته‌بندی و تولیدات تجزیه به غذا را سبب می گردد. سرانجام، نگرانی در مورد واکنش احتمالی مواد قابل انتقال حساس با غذاها وجود دارد تا محصولات ناشی از تغییرات که به واسطه مسمومیت نامعلوم است، تولید شود. برای بیان این معضلات، FDA مطالعات آزمایشگاهی در مورد نمونه محصولات بسته‌بندی شده حساس میکروویو که از سوپر مارکت خریدرای شده است و مواد حساس میکروویو دست نخورده که از تولیدکنندگان به دست آمده است،‌ انجام داده است (این آزمون ها در تکرارهای متعددی صورت گرفته است).
این پژوهش‌ها روی موارد متعددی متمرکز است که عبارتند از تعیین تولید فرار حاصله از تجزیه و مواد افزودنی و مشتقات غیر فرار جاذب نور ماورای بنفش در شبه مواد غذایی و غذاهایی که در مقایسه دما در جداره بسته‌بندی با دما در برخورد سطحی با ظرف بسته‌بندی و محتویات آن رخ می دهد.
● مشاهدات فیزیکی
انواع گوناگون مواد حساس میکروویو امروزه مورد استفاده می باشد اما بیشتر آنها را می توان به صورت کیسه‌های حساس میکروویو سه لایه مثل کیسه های ذرت یا مقواهای حساس میکروویو دو لایه ای مثل مقواهایی که برای پیتزا مورد استفاده قرار می گیرد نام برد. کیسه‌ها حاوی ماده حساس‌اند، که میان دولایه کاغذ چسبیده است که یکی از آنها با رویه مقاوم دو برابر از نوع گریس خوارکی پوشانده شده و به صورت سطح تماس غذا عمل می کنند. ماده حساس، یک رشته PET اندکی فلزی می باشد. مقواهای دو لایه شامل سطح تماس غذا است. که از رشته پلاستیکی درست شده است و اکثرا از جنس PET که زیر آن مقداری از جنس فلزی است. این سطح، لایه کاغذی یا مقوایی دارد به کمک یک لایه چسبیده سایر رشته‌های پلاستیکی از قبیل پلی اتریمیدها یا پلی استرهای تغییر کرده، جایگزین PET شده است. مواد چسبنده مورد استفاده در این مورد از آکریلات یا وینیل استات درست شده، که ماده موجود در کاغذ همراه با منبع تولید آن، تغییر می کند.
سایر بسته‌بندی‌های حساس از لحاظ ساختاری ممکن است تفاوت داشته باشند اما دارای کاغذ، پلاستیک و مواد جسبنده می باشد. زمانی که تحت تاثیر اشعه میکروویو قرار می گیرند، مواد حساس بسیار گرم شده و به دمایی مشخصی می رسند. این دما برای ذرت بو داده و سطوح غذایی برشته یا قهوه‌‌ای لازم است و رویه شیرینی درست شده از گوشت و سبزیجات را می پذیرد. برخی از اندازه‌گیری‌ها دماهایی را نشان داده‌اند که بیش از ۵۰۰ است.
فوتو میکروگراف‌ها، مدارکی در خصوص ذوب شدن گاهی و ترک خوردن و شکستن سطوح پلیمری تماس غذا جلوه گر شده‌اند. به خاطر شکنندگی مواد مورد استفاده برای ایجاد ماده حساس، در دمای زیاد به واسطه گرمای شدید برای فقط یک یا دو دقیقه براقی از آن استفاده نادرست می شود. گرما دادن به مواد حساس میکروویو، مواد فرار و غیر فرار بسیاری را آزاد می سازد که مواد فعال شیمیایی گسترده دارند. بنابراین تکنیک‌های مختلفی برای اندازه‌گیری مواد قابل انتقال، مورد نیاز است. کروماتوگرافی گازی در فضای بزرگ همراه با یونیزاسیون از راه شعله و مشاهده mass spectrophometer برای تعیین مواد فرارتر مورد استفاده قرار می گیرد. کروماتوگرافی مایعات که کارایی زیاد دارد همراه با مشاهده اشعه ماورای بنفش به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته تا مواد غیر فرار جاذب ماورای بنفش را تعیین کند.
● مواد فرار
روش کلی آنالیز کروماتوگرافی گازی در فضای بزرگ برای تعیین مواد فرار خارج شده از بسته‌بندی غذا در دمای زیاد امروزه گسترش یافته و از آن برای پوشاندن مواد حساس میکروویو و شبه چربی استفاده شده است. غذاها در این مورد، وسیله تست مفید نبوده، زیرا عموما دارای مواد فرار طبیعی بسیار زیادند که با تجزیه مورد نظر ایجاد تداخل می کند.
کروماتوگرام مواد فرار خارج شده از بخشی از توده دست نخورده مواد حساس را که با محصولات غذایی تماس نداشته را نشان می دهد. کروماتوگرام با قرار دادن مواد (رشته) ۱ اینچ مربع ماده حساس میکروویو در یک ویال (ظروف مخصوص) با head space ۲۲ میلی لیتر و بستن آن با جداره لاستیکی سیلیکونی دارای خطوط تفلون و یک سرپوش چین دار این مواد فرار شیمیای از جمله آلدئیدها، کتونها، الکل‌ها واسید کربوکسیلیک. کاغذ ومواد چسبنده و محصولات تجزیه شده آن، منابع اصلی مواد شیمیایی ماده فرارند. گر چه اکثر آنها به مقدار ناچیز تولید می شوند و عده‌ای نیز به مقداری آزاد می شوند که مرتبط می باشد با درجات کل چند قسمت در هر میلیون ppm در مواد غذایی به شرطی که تمام آنها قابل مهاجرت‌اند. مقدار کل هر ماده شیمیایی موجود که به غذا منتقل می شود متفاوت است وبستگی به ساختار ماده حساس و زمان پخت وپز و حداکثر دمای به دست آمده دارد. مطالعات در مورد انتقال که در آن از روغن ذرت استفاده می شود نشان داده است که مواد فرار از قبیل فورفورال ، ۲- بوتوکسی ۱-اتانول و بنزالدئید در روغن نباتی داغ پس از پخت وپز می ماند.
هر گونه تلاشی برای تعیین وزن این مواد فرار تحت تاثیر چند فاکتور قرار دارد. مثلا مواد شیمیایی که ابتدا شسته وپاک می شوند، را می توان فقط با مشکلات زیاد تفکیک کرد. استفاده از کروماتوگرافی گازی نیمه بسته برای انجام این کار مفید است. اسیدهای کربوکسیلیک آزاد از قبیل اسیداستیک در برخی از تولیدات حساس با برخی از مواد تداخل دارند. به خاطر جذب قوی مواد شیمیایی قطبی به وسیله سلولز حساس، شیوه مورد نظر ممکن است برای تعیین مقدار ناچیزی از مواد، چندان حساس نباشد. همچنین آب که در ماده حساس در درجات مختلف تا ۱۲% ممکن است وجود داشته باشد. در این حالت می توان دو تاثیر مخالف یکدیگر روی تعیین مقدار آن مشاهده کرد. اول این که می تواند جذب مواد قطبی روی کاغذ حساس را کاهش دهد و دوم این که در صورتی که در فاز متراکم در ویال head space موجود باشد، امکان دارد که مواد قطبی را به صورت محلول در آورده و حساسیت روش head space را برای این گونه مواد شیمیایی کاهش دهد.
به خاطر عوامل رقابتی موجود، تعیین مقدار بسیاری از مواد فرار قطبی با استفاده از تجربه مواد چسبنده و مواد لازم برای کاغذ را مشکل می سازند.
ـ موران
ـ استون
ـ ایزوبوتانول
ـ متیل وینیل کتون
ـ اسید استیک
ـ تری کلرو اتان
ـ ۳ متیل هپتان
ـ کروتون آلدئید
ـ ۲ پروپوکسی اتانول
ـ پنتانال
ـ استیرن
ـ هگزانال
ـ ۲ اتیل ۱ هگزانال
ـ فوفورال
ـ اکتانال
ـ هپتانال
ـ ۱ فنیل پروپان دیون
ـ بنزالدئید
ـ اکتیل استات
ـ هگزانول ۱ اتیل ۲ نونانول
ـ ۵ هیدروکسی متیل فورفورال
ـ بوتوکسی اتوکسی اتانول
این مقدار مربوط است به غلظت ۵۰ppb زمانی که ۱۰ گرم غذا درتماس با مساحت ۱ اینچ مربع باشد. برخی از مواد شیمیایی شناخته شده که در درجاتی پایین تر از نیم میکروگرم ۱ اینچ مربع مورد ارزیابی قرار گرفتند. که در زیر ملاحظه می کنید.
ـ دی کلروبنزن
ـ ایزوپروپانول
ـ دکانال
ـ استات وینیل
ـ بتوتانال
ـ اسید فرمیک
ـ بنزین
ـ متیل فوران
ـ اسید بوتانوئیک
ـ فوران متانول
ـ بوتیل اتر
ـ اسید بنزوئیک
ـ آکریلات بوتیل
ـ ۲ هپتانون
ـ ۲ بوتوکسی اتانول
ـ ۳ هپتانون

منبع : ماهنامه فناوری و توسعه صنعت بسته بندی