إن الغرض الرئيسي لتغليف الغذاء أن يحميه من التلوّث المكروبيِ والكيميائي والأكسدة وبخار الماء والضوء. و الوظيفة الثانوية هي تسهيل توزيع و تسويق المنتجات الى المستهلك، لذلك يجب اختيار المواد المناسبة و الصحية. و كذلك تؤمن للزبون الجودة المطلوبة من حيث الرائحة و الطعم و المظهر.
الأغلفة الفعالة (active packaging )
تعريف الأغلفة الفعالة:
تتضمّن مادّة التغليف التي تغير في شروط الغذاء المغلف لزيادة فترة الحفظ أَو التغليف الذي يحافظ على جودة الغذاء المغلف أو يحسن نوعية المواد الغذائية ) بين لحظة التغليف والإستهلاك الفعليِ (.
شروط الغذاء الوارد في التعريف تضمن عدة أوجه التي تضم دوره في تحديد مدة حفظ الغذاء المغلف كالعمليات الفزيولوجية (تنفس الخضار و الفاكهة الطازجة)، العمليات الكيميائية (تأكسد اللبيدات)، العمليات الفيزيائية (تغير طعم الخبز و فقد الرطوبة)، الأوجه المكروبيولوجية (التلف الناتج عن الكائنات الحية الدقيقة)، الضرر بفعل الحشرات، و بضبط هذه الشروط يتم خفض تدهور الغذاء بفعل التأثيرات الخارجيِة و الداخلية.
تقنيات الأغلفة الفعالة :
أنظمة الامتصاص ( scavenger ):
تزيل هذه الأنظمة المواد غير المرغوبة مثل الأوكسجين، الاثيلين، الرطوبة و مكونات أخرى قد تسبب التلف.
ماصات الأوكسجين تستعمل في التغليف المتغير الجوّ (المعدل). للإزالة الأوكسجين المتبقي ومنع نمو البكتيريا الهوائية و العفن و الفلورا .
في أغلب الأوقات تكون هذه الماصات من مسحوق حديدي يمتص o2 و يتحول إلى أكسيد (الظرف الأحمر)…
ماصات الاثيلين تؤخر نضج الثمار . (الظرف الأخضر)
ماصات الرطوبة تمنع تكتل المساحيق على الأغلب مكونة من السيلكاجل .
يستمر البحث في إزالة المواد غير مطلوبة الأخرى مثل الطعم اللاذع في عصير البرتقال و نازعات اللاكتوز و الكوليسترول.
[COLOR=“Blue”][SIZE=“4”][B] أنظمة الإطلاق (Emitters ):
هذه المجموعة تنتج مواد تهاجر إلى المنطقة القمية من غلاف الغذاء أَو إلى الغذاء كتحرير CO2 أو مضافات الغذاء مثل المنكهات، مضادات الأكسدة، مواد حافظة. (جدول2)
ممكن أَن تضاف العوامل إلى مادة التغليف بالإشباعِ أو الخلط أَو إستعمال تقنيات الطلاء المختلفة و يمكن أَن توضع في الطبقة الوسطى للغلاف لإنجاز الإطلاقِ البطيءِ إلى الغذاءِ.
أنظمة أخرى :
يمكن أن تقوم بمهام ذات خصائص مختلفة كالتسخين الذاتي أو التبريد الذاتي أو غيرها (جدول3) أغلبها غير مطبقة حالياً.
فوائد التغليف الفعال(بشكل عام ):
- المنتجات المحفوظة في أغلفة فعالة تحافظ على لونها وشكلها و رائحتها بشكل أكبرمن المحفوظة في أغلفة عادية كما بالشكل 1
- يمدد مدة الحفظ فيمكن مضاعفة مدة الحفظ حسب نوع المنتجات و بعض أنواع الفاكهة و الخضار يمكن أن تصل لمدة ستة أشهر.
- تقليل الهدر و تلف المنتجات بمنع نمو البكتيريا مثل السالمونيلا و Ecoli و التحكم بالرطوبة يقلل التعفنات و كذلك التحكم بتنفس الثمار و بواسطة التحكم بالغازات المتحررة مثل الأوكسجين، ثاني أكسيد الكربون، الإثيلين .
- زيادة الربح و ذلك لإمكانية بيع المنتجات بغير فصولها كالفاكهة .
- حماية البيئة أغلب الأغلفة الفعالة قابلة للتفسخ.
كيف نطبق التغليف الفعال على الثمار:
الثمار الطازجة يجب أن تكون ذات نوعية جيدة قاسية لا تحوي كدمات أو ثغرات أو حروق شمسية غيرها،بعد حصد الثمار يجب أن تبرّد فوراً لإزالة حرارة الحقل قبل أن تحزم 12إلى 24 ساعة حسب نوع الثمار و الطقس، يجب أن تكون الثمار جافة أيضاَ.
تتم التعبئة و الوزن ثم طرد الهواء و الاغلاق ثم يتم الحفظ بدرجات الحرارة الموصى بها و النقل .
تطبيقات و أمثلة عن الأغلفة الفعالة:
نموذج الغلاف ذو التدفئة الذاتيِة:
يمكن التسخين حتى درجة حرارة 35 – 40 °C و قد تصل الى 60-70 °C و يمكن التطبيق على السوائل حسب الكمية في الغلاف و كثافة السائل المراد تسخينه مثلاً يمكن تسخين القهوة يتم بأقل من 4 دقائق بالضغط على رقائق خاصة (خلايا تسخين ) بارتفاع درجة الحرارة تتأثر الحساسات التي يتغير لونها من ( الأبيض للون الأحمر ) دليل على نهاية التسخين
اغلفة فعالة تحرر مواد النكهة:
بيرة"widget" يضاف لها كرة بلاستيك صغيرة تحوي غاز ثاني أكسيد الكاربون مضغوط، عندما تفتح الزجاجة تحرر الكرة الغاز إلى البيرة، ويعطي رغوة غنية ومستقرةكما بالشكل (5 ).
في السنوات السابقة تم إستعمال أنواعِ مختلفة من براميلِ الخشب لخزن النبيذ والمشروبات الكحولية الأخرى في الوقت الحاضر تم استبدالها بخزانات حديد مقاوم للصدأ. و يتم الحصول على نكهة النبيذ بإضافة الخشب المتقَشرِ إلى النبيذ فتهاجر مواد النكهة من الخشب إلى النبيذ.
أغلفة فعالة تحافظ على نضوج الفاكهة :
هذه الأغلفة تحوي جو معدل MAP وماصات لغازات الايتيلين والأمونيا وسولفات الهيدروجين التي تحفز نضج الفاكهة و الخضروات كما
[/b][/size][/color]
الأغلفة الذكية ( intelligent packaging)
[COLOR=“Blue”][SIZE=“4”][B]تعريف الأغلفة الذكية:
هي الأغلفة التي تحس بالتغيرات الداخلية و الخارجية على المنتج وتعكس المتغيرات للمستخدم و ذلك لتغيير الظروف الخاطئة و الحصول على الغذاء بأعلى جودة .
بعض أنظمة التغليف قادرة على الإحساس و اعطاء المعلومات عن خصائص و وظائف الغذاء المغلف و تحوي مؤشرات لتحديد الحرارة و مدة الحفظ و مدى التسرب و التلوث المكروبي و غيرها.
تقنيات الأغلفة الذكية:
- مؤشرات خارجية تلتصق بالغلاف من الخارج و تشمل مؤشرات الصدمات الميكانيكية و درجة الحرارة-الزمن .
- مؤشرات داخلية تتوضع داخل الغلاف اما بالفراغ بين الغذاء و الغلاف أو تلتصق على السطح الداخلي للغلاف مثل مؤشرات الكائنات الممرضة و مؤشرات الأوكسيجين و ثاني أوكسيد الكربون.
- مؤشرات تستخدم تقنيات لتزيد من فاعلية تداول المعلومات و التواصل بين المنتج و المستهلك مثل أنظمة حماية المنتج من السرقة و التزييف.
بالجدول 4 يتم شرح أمثلة عن المؤشرات الداخلية و الخارجية و مبادئ عملها وردود فعل المكونات المستخدمة في الأغلفة الذكية للتحكم بجودة الغذاء.
فوائد الأغلفة الذكية:
- تزودنا براحة أكبرمن حيث (الجودة ، التوزيع، طرق التحضير)
- تطور جودة المنتج و قيمته الغذائية (مؤشرات الجودة، مؤشرات T ، مؤشرات T – زمن ، ومؤشرات تركيز الغاز)
- تغير من خصائص نفوذية الغاز.
- تؤمن الحماية تجاه السرقة والتزييف والعبث.
حتى تكون هذه الأنظمة من الأغلفة عملية ينبغي أن تكون سهلة الإستخدام، سعرها مقبول أن تكون قادرة على معالجة المهام المتعددة مثل البطاقة متغيرة اللون كمثال يجب أن يكون تغير اللون فيها غير عكوس سهلة القراءة ومفهومة من قبل المستهلكين.
الأغلفة الذكية يمكن أن تحوي عدة معاني وتغطي عدد من الوظائف المعتمدة على المنتج المغلف: طعام المشروبات غير الماء المنتجات الصيدلية والمنتجات المنزلية …إلخ
أمثلة عن الوظائف الحالية والمستقبلية التي أخذت بعين الإعتبار لتصبح الأغلفة الذكية مستخدمة في التغليف. - الحفاظ على سلامة الغذاء (زيادة مدة الحفظ).
- تحسين من خواص المنتج (الشكل الطعم النكهة الرائحة …إلخ).
- الإستجابة الفعالة للتغيرات في المنتج أو لبيئة الغلاف.
- يوصل معلومات عن المنتج، تاريخ المنتج أو شروط استخدامه.
- يساعد في عملية الفتح ويشير إلى ضمان السلامة .
- يعزز موثوقية المنتج ويشير إلى السرقة الغير مشروعة.
تكنولوجيا و تطبيقات الأغلفة الذكية:
مشعرات ملائمة للجودة:
تم تطوير لصاقات يتغير لونها بتغير درجة الحرارة تطبع على الغلاف اللاصق قبل لصقه بالعلب المعدنية للمشروبات.الحبرحساس حرارياً فيتغر لونه من الأبيض إلى الأزرق كلما إنخفضت درجة حرارة العلبة، عندما تكون درجة الحرارة (5-8)°c و تظهر كلمة "ready to serve “
“hite beer” يستفيد من هذه البطاقات الحساسة حرارياً لزجاجات البيرة والعلب ففي درجة حرارة منخفضة الحبرالأخضر على زجاجات البيرة يشير إلى درجة الحرارة المناسبة للإستهلاك. هذه اللصاقة فيها مشعرات ذات لون أحمر وأخضر عندما تنخفض درجة الحرارة حوالي 7°c المشعر يتحول لونه إلى اللون الأخضر فيكون المنتج جاهز للإستهلاك.
مشعرات ملائمة للتخزين و التوزيع وقابلية التتبع:
هناك حاجة كبيرة لتتطور المشعرات بدءاً من الإنتاج إلى التوزيع. فيجب الحصول على معلومات عن مكان المنتج لإعادة المنتج بسب المسؤولية والديون والتحسينات التي يمكن أن تتم على الغذاء.
هناك متاجر تضع EAS (أداة إلكترونية للتتبع) هذا الجهاز هو ورقة رقيقة تشبه ختم البريد. يلصق بالغلاف و العلب و يعطي إنذار عندما يتجاوز نظام الكشف.
هذا النظام EAS يستخدم تردد الراديو الآن روجت ترددات الراديو (RFID ) تجارياً لتحسين تتبع المعلومات بشبكة الإتصالات.
نظام (RFID ) نظام معلومات تجاري لاسلكي حيث يتم برمجة بطاقة معلومات مميزة وتوصل بالمنتج لأهداف مطابقة المنتج بالمنتج الأصلي و قد تحوي هذه البطاقة معلومات متنوعة كاسم المنتج و تاريخ انتاجه و انتهاء صلاحيته ورمزه وغيرها.
(RFID) هي بطاقة تتضمن رقاقة و هوائي عندما يفعل النظام المضيف البطاقة تستجيب للقارئة و تحرر المعلومات بداخل الرقاقة، فالقارئة ترسل اشارة كهربائية للهوائي الموجود بالبطاقة للتواصل، المعلومات الموجودة في ذاكرة البطاقة تصبح ممكنة القراءة و يمكن أن ترسل الى القارئة ثم ترسل لوحدة معالجة لتحليل الاشارة.(كما بالشكل7)
هذه البطاقات تخزن المعلومات عند شحنها أو تحرر المعلومات عن بعد.
هذه البطاقات قد تحتاج بطاريات أو بدون بطاريات .و تتحمل الحرارة من (-25°Cـــــ °C70 ( و قد تتحمل درجات حرارة تصل الى °C150 لمدة قصيرة من الوقت بهذا قد تتحمل عمليات الحقن و النفخ في القوالب.
بطاقةRFID تشمل دائرة نحاسية مطبوعة تربطُ بفلم PET. سماكة البطاقةَ 0.5 مليمتر أبعادها x 35 18مليمتر .وهي بطاقةَ غاليةُ جداً حالياً للإستعمالِ التجاريِ، التكلفة بين 15 - 20 سنت لكل واحدة (كما بالشكل8).
ضعف نظام (RFID) يكمن في تداخل اشارة الارسال مع المعدن لذلك هذه الاشارة لا تقرأ في العلب المعدنية .
بجميع الأحوال تكمن منافع هذا النظام باستبدال و اختصار اللصاقات المختلفة مثل رقم الطبخة اسم المنتج و تاريخ انتاجه و انتهاء صلاحيته ورمزه وغيرها.و هذه المعلومات من غير الممكن تغييرها أو تزويرها.
تطور تقنية الميكروشيب يساعد في اعطاء معلومات عن النقل و التوزيع و التخزين و المعالجة.
هناك تقنية “FAST” تتضمن تتبع الفاكهة من الحقل الى المستهلكو يعطي معلومات عن الوزن و الموقع و غيرها تسجل على قاعدة البيانات و يعطي رمز لكل ثمرة.
هناك أنظمة تستخدم لإعطاء معلومات عن براميل البيرة من محتواها لوزنها لموقعها و العمليات المطبقة عليها.
مع الطلب العالمي لإعادة التصنيع و تقليل النفايات وحماية البيئة تم تصميم تقنية لمطابقة العلب الممكن اعادة تصنيعها و اعادة العلب بتعقبها اوتوماتيكياً تم تخصيص رمز للعبوات الذكية القابلة لإعادة التصنيع.( كما بالشكل9)
تم تطوير شفرات يمكن أن تمسح عمودياً و أفقياً و قد تخزن أكثر من 2 كيلوبايت من المعلومات.
تطورات مناسبة لعمليات التصنيع و الطهي:
المسخنات و المبردات الذاتية للبيرة و المشروبات تعكس رغبة المستهلك.
• تقنية"instant cool” تقنية تبريد متطورة تدمج حجرة مبخر و مكثفة و قاعدة ملحية كعامل تجفيف.يمكن أن تضاف للعلب و الزجاجات و تخفض درجة حرارتها حتى 17°c ببضع دقائق هذه التقنية تستخدم الحرارة الكامنة للماء لإنتاج التأثير التبريدي.
الماء يرتيط مع طبقة جل تغطي غلاف فاصل ملتصق بالعلبة لتفعيل النظام يجب أن يتم الضغط على قعر العلبة لفيح الصمام الذي يحرر الماء الى المجفف المحمول على الفاصل يفرغ في حجرة مبخركبيرة نسبياَ بسبب الضغط المنخفض يتبخر الماء و يسحب الحرارة العلبة فبعطي التأثير التبريدي.
• تقنية “cool bev” جهاز تبريد صغير يضاف للزجاجات و الصناديق و العلب الكرتونية و غيرها يأحذ ثلث حجم الغلاف هو عبوة فلينية مملوءة بالماء يضغط السائل بداخله و يتبخر عند فتح العبوة البخار يمتص الحرارة و يتكاثف ليمتص من قبل عوامل طينية مما يخفض درجة الحرارة الى 18°c بدقيقتين أو ثلاث.
• علب “ontro” تحوى نظام تسخين ذاتي تتولد الحرارة من تفاعل أوكسيد الكالسيوم مع الماء لتسخين القهوة ، الشاي، الحساء، الشوكولا الساخنة .
يكون أوكسيد الكالسيوم و الماء منفصلان عن بعضهما البعض و عن العبوة يتم الضغط فتفتح رقاقة الألمينيوم و يحرر الماء ليتم التفاعل.(كما في الشكل10)
الغلاف الخارجي من البولي بروبيلين يتحمل درجة غليان الماء لمدة 20 دقيقة.
• الأغلفة البخارية القابلة للوضع بالمايكرويف تطورت بإدخال لبادة تحوي على الماء تستعمل كمولدة للبخار الغلاف من البلاستيك المحكم الغلاق و القابل للتمدد تتوضع اللبادة فوق الطعام مباشرة تحميه من أشعة المايكرويف و تولد نوع من البخار الذي يساعد على الطبخ .
• تم تطوير مايكرويف يحوي ماسح رقمي و معالج دقيق لاستقبال المعلومات المحملة على غلاف الغذاء فيتم التحكم بالأشعة المغناطيسية و الصحن الدوار حسب المعلومات فيتم معرفة زمن الطهي و درجة حرارته أوتوماتيكياَمن قبل المايكرويف.
الأغلفة الذكية لتحسين جودة و قيمة المنتجات :
مؤشرات الطراوة و النمو الميكروبي
مؤشرات الطراوة تستخدم للدلالة على جودة المنتجات التالفة نتيجة تعرضها لظروف غير مناسبة خلال التوزيع و النقل.
يزود الغلاف عادة بجهاز يتغير لونه بشكل غير عكوس، وبالتالي يخبر المستهلك فيما إذا تعرض المنتج للتدهور خلال الفترة الماضية الكلية أو خلال زمن محدد.
بعض الأمثلة المذكورة في الأسفل تصف المؤشرات الداخلية و الخارجية المستخدمة لمراقبة تغيرات كل من الزمن المنقضي، الزمن – درجة الحرارة، الرطوبة، الصدمات الناتجة عن سوء الاستخدام و تركيزالغاز .
• مؤشر الصدمة الفيزيائية :
مكون من أنبوب شعري مغلق، في أحد نهايتيه يوجد سائل أحمر و في النهاية الأخرى توجد مادة تفريقية . عندما تختلط المكونات في النهايتين نتيجة صدمة أو اهتزاز فإن الأنبوب يتلوم باللون الأحمر.(كما بالشكل11)
• مؤشرات الطراوة للمنتجات البحرية:
توجد لصاقات مشيرة إلى الألوان مكونة من قسيمة صغيرة تلصق خارج فيلم الغلاف وتستخدم لمراقبة الطراوة في المنتجات البحرية، تتكون من فتيلة صغيرة محتواة ضمن رقاقة بلاستيكية، فعندما يتقدم عمر المأكولات البحرية أو تتلف يتولد أمينات متطايرة في الفراغ بين الغذاء و الغلاف، فعندما تصل هذه الأمينات إلى الكاشف يتغير لون الفتيلة الموجودة ضمن القسيمة إلى اللون الوردي اللماع . (كما بالشكل12)
• مؤشرات سلفيد الهيدروجين:
يمكن أن تستخدم لتحديد الجودة في الوسط الجوي المغلف في منتجات الدجاج .
هذه المؤشرات تعتمد على تغير لون الميوغلوبين الحاصل بسبب إنتاج سلفيد الهيدروجين، فخلال العمليات الحاصلة مع تقدم عمر لحوم الدواجن المغلفة فإن سلفيد الهيدروجين يتحرر من اللحوم . المؤشر يرتبط مع لون الميوغلوبين الذي يرتبط بتدهور جودة منتج الدجاج .
بالإضافة إلى مؤشرات سلفيد الهيدروجين توجد مؤشرات حساسة تجاه الاستقلاب الميكروبي . هذا الأمر تم اكتشافه من خلال تحديد تغيرات التنفس في المنتج المغلف و ذلك عن طريق قياس الايثانول في الفراغ بين الغذاء و الغلاف باستعمال أوكسيد و بيروكسيد الكحول Alcohol oxidase and peroxidase ) ) .
• مؤشرات أصبغة الديامين ( (Diamine dye:
يعتبر الداي استيل من نواتج الاستقلاب المتطايرة و الذي يحرر من قبل الميكروبات المفسدة للحوم . يمكن للداي استيل أن يهاجر عبر غلاف اللحم النفوذ ليتفاعل مع الأصبغة و يؤدي إلى تغير لون المؤشر.
• مشعرات للكشف عن بكتريا E.coli :
هذه المواد مكونة من جزيئات cross-polymerized polydiacetlene ,حيث يمكن لهذه المواد أن تتحد مع فيلم الغلاف، عندما يرتبط السم مع الجزيئات فإن لون الفيلم يتغير بشكل دائم من الأزرق إلى الأحمر.
• مؤشرات أصبغة الـ PH:
كمؤشر لمراقبة تشكل غاز CO2 نتيجة النمو الميكروبي يعتبر واحدة من أهم التطبيقات المتكررة في تغليف الأغذية. الزيادة في مستويات هذا الغاز يمكن أن تستخدم لتحديد التلوث الميكروبي في بعض المنتجات نتيجة تفاعل أصبغة ال PH مع الملوثات . من هذه الأصبغة أزرق البروموثيمول – بروموكريزول البنفسجي – الكريزول الأحمر – أحمر الفينول , كما أن هناك مواد استقلابية أخرى غير CO2 مثل ( SO2, NH4 , الأمينات المتطايرة , الأحماض العضوية ) وهذه تتم مراقبتها من قبل مؤشرات الPH الحساسة .
• يعد التداخل الالكتروني أداة تحليلية مكونة من صف من الحساسات التي تتأثر بالمكونات المتطايرة و ذلك بتغير خصائصها الالكترونية . الرد على التداخل الالكتروني يتوافق مع التحاليل الميكروبيولوجية و مع التراكيز المتطايرة من المنتج .تستخدم هذه الطريقة بنجاح لتقييم جودة التونا و لحم الخنزير المغلف تحت التفريغ .
[/b][/size][/color]
[COLOR=“Green”][SIZE=“4”][B]• هناك مؤشرات تشير و تحدد حالة استعداد الغذاء للتسخين , مؤشرات زر"الجاهزية" تتوضع على منتجات الدجاج , فعندما نصل إلى درجة الحرارة المطلوبة فإن المادة تتوسع و الزر “يخرج” ليخبر الزبون أن عملية الطهي قد تمت . كما أن هناك قسائم يتغير لونها عند الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة و لكن الصعوبة هنا أننا لا نستطيع تحديد اللون بدون أن نفتح الفرن .
• كما توجد أغلفة تقوم باصدار صوت تصفير عندما يتم طهي المادة الغذائية .
مؤشرات الزمن – درجة الحرارة :
إن الاختلافات في درجة حرارة المنتج الغذائي يمكن أن تؤدي إلى تغيرات في جودة و أمان المنتج .
يوجد نوعين من مؤشرات درجة الحرارة :
-
مؤشرات درجة الحرارة البسيطة:
تظهر فيما إذا تم تسخين المنتج إلى ما فوق درجة الحرارة الحرجة أو تبريده تحت درجة الحرارة الحرجة، محذرا المستهلكين حول امكانية بقاء الكائنات الحية الممرضة خلال عمليات التجميد و الانحلال و ذلك لتحديد التغيرات في مدة حفظ المنتج الغذائي . -
النوع الثاني TTIs : تعرض درجات الحرارة المستمرة، وتعتمد الاستجابة على المنتج الغذائي. تؤدي الاستجابة إلى حدوث تغيرات كيميائية، أنزيمية أو ميكروبيولوجية، هذه التغيرات يجب أن تكون مرئية و غير قابلة للعكس، كما أن الاستجابة تعطي درجة حرارة المنتج خلال عملية التوزيع .
التغيرات الظاهرة في TTIs ينبغي أن تكون سهلة القياس و مثبتة لتعطي استجابة ثابتة عند نفس شروط درجة الحرارة و تحت التأثيرات المختلفة من الضوء – الرطوبة و الملوثات . TTIs المثالي قادر على ضبط فترة الحفظ المتيقية للمنتج الغذائي عن طريق تقييم تدهور الجودة الحاصل مسبقا .
إلا أن هذه الموحدات تقيس درجة حرارة السطح و ليس درجة حرارة التحتية للمنتج الغذائي .هذه المؤشرات عبارة عن لصاقة مكونة من فتيلة تحوي أصبغة زرقاء لاستر الحمض الدهني، عند ارتباط الشريطين مع بعضهما البعض فإن المواد اللزجة القابلة للتمدد الموجودة في أحد الشريطين تهاجر إلى المستقبل العاكس للضوء الموجود في الشريط الآخر.هذه العمليات الفعالة تؤدي إلى حدوث تغير في الارسال الضوئي للقالب العاكس , وتؤدي إلى تغير اللون , درجة حرارة انصهار استر الحمض الدهني الملون تحدد مدى درجات الحرارة في الغذاء المخزن .
المؤشرات الأنزيمية لدرجة الحرارة – زمن :
هذه المؤشرات يتغير لونها نتيجة اختلاف قيمة PHنتيجة التحلل المائي للركائز اللبيدية بفعل الأنزيمات. القسيمة مكونة من كبسولة تحوي انزيم Lipolytic وركائز لبيدية تنتشر كل منها في جزء مستقل. تختلط الركائز و الأنزيم عندما يتحطم الحاجز بين هذين المكونين نتيجة التفاعل، وبالتالي يحدث تحلل مائي لهذه الركائز مؤديا إلى تحرير حمض، لذلك ينخفض ال PH ويسجل كتغير في اللون في مؤشر ال PH.
تغير اللون يمكن أن يقارن مع لون قياسي مرجعي مطبوع على قسيمة أخرى على الغلاف .مؤشرات تركيز الغاز :
مؤشرات مستوى الغاز الداخلي تتوضع على الغلاف لتراقب الوسط الجوي الداخلي. معظم هذه المؤشرات تؤدي إلى تغير اللون كنتيجة لتوليد الغاز الناتج بسبب التفاعلات الكيميائية و الأنزيمية .
الأغلفة الفردية المتضررة يمكن أن تحدد بسرعة بالفحص البصري السريع و بدون فتح الغلاف، إضافة إلى أن لصاقات فحص التلف يمكن أن تسمح للمستهلكين أن يتعرفوا على جودة الغذاء داخل الغلاف عن طريق فحص أصبغة الرودوكس ((rodox dyes الشائعة (مثل أزرق الميثيلين الذي يستخدم كمؤشر التسرب ) .
مؤشرات الأوكسجين :
تتفاعل مع الأوكسجين المتسرب من الغلاف ليضمن أن الأوكسجين الممتص يؤدي وظيفتة بدقة و منها الأقراص المؤشرة للأوكسجين، فعندما يكون الأوكسجين غائب في الفراغ الداخلي ( 0.1<= % ) فإن المؤشر يتلون باللون الوردي , وعندما يكون الأوكسجين موجود (>= 0.5% ) يتحول إلى الأزرق .
مؤشرات ثاني أكسيد الكربون :
تستخدم في الأغلفة ذات الوسط الجوي المعدل ( MAP) وفيها تكون المعدلات العالية من CO2 مطلوبة . هذه المؤشرات تعرض التراكيز المطلوبة من CO2 ضمن الغلاف .
من سلبيات مؤشرات الأكسجين و ثاني لأكسيد الكربون أن تغيرات اللون غير دقيقة وهذا يمكن أن يؤدي إلى خطأ في القراءة . فمثلا إذا كان الغذاء ملوثا بفعل الكائنات الحية الدقيقة سيؤدي ذلك إلى خفض تركيز الأكسجين و انتاج ثاني أكسيد الكربون ضمن الغلاف، وستبقى مستويات ثاني أكسيد الكربون مرتفعة ضمن الفراغ الداخلي على الرغم من أن الغلاف قد تضرر. فهذه المؤشرات ستعرض حالات اللون الطبيعية و لكن القراءة ستكون خاطئة.
تم ابتكار لصاقة تحوي على أصبغة حساسة للغاز تُدخل ضمن الغلاف , هذه الأصبغة تعطي ألوان مختلفة في التراكيز المختلفة من الغاز , فعندما ينخفض تركيز ثاني أكسيد الكربون ضمن MAP سيتغير لون الأصبغة من الأزرق الغامق إلى الأصفر .الأغلفة الذكية لتأمين الحماية تجاه السرقة، التزييف، العبث :
على الرغم أن السرقة و التزييف و العبث ليست شائعة في الصناعات الغذائية إلا أنها تشكل عبء اقتصادي ضخم في صناعات أخرى.
العبث قضية عالمية، و لذلك تم تطوير العديد من الأجهزة أو الأغلفة المضادة للعبث مع حساسية تكنولوجية تعتبر ضرورية للتحكم و للتقليل من هذه المشاكل .
تم اكتشاف تكنولوجيا للأغلفة المرنة التي تحدث قطرا كبيرا نتغير اللون على سطح الغلاف بعد العبث. كذلك يمكن أن يلاحظ ثقب واضح الرؤية يعتبر كمنبه للمستهلك حول امكانية ضرر المكونات المغلفة. مواد thermochromic يمكن أن تؤمن " كومة " غير عكوسة خلال عمليات العبث لذلك يتنبه الزبون قبل أن يشتري البضائع .
الغرض الأساسي من هذه الأغلفة هو القضاء على التلف أولا، والثاني هو تحديد مكان المنتجات التي تعرضت مسبقا للعبث .
نهايات الألمنيوم أو البلاستيك يمكن أن تساعد المستهلكين على أن يحددوا فيما إذا تم فتح الغلاف، الحزام المضاد للعبث سينقسم إذا ما تم فتح الغلاف .
كذلك تم اكتشاف سدادة خاصة لها حلقة تلف تحت الإغلاق السفلية، مقطع الحلقة الدالة على العبث يتمزق في حال فتح العبوة.
أمثلة عن الأغلقة الذكية:
لصاقات البرودة: تبين في حال كان المنتج غير مبرد بشكل مناسب سعر اللصاقة لا يتجاوز بضع سنتات و هذه التقنية مطبقة على أكثر من 400 منتج في فرنسا
بطاقات للأمان: توضع في الغلاف و لا تظهر بالضوء العادي و إنما بأشعة uv لكشف المنتج المقلد.(شكل 14 )
مؤشر قساوة الشوكولا:عندما تكون درجة حرارة الشوكولا 22°C في هذا المنتج فانها تذوب في الفم و يستمتع المستهلك بتناولها و لكي نسهل العملية على المستهلك فان اللصاقة على الغلاف الخارجي تظهر بلون وردي، بينما عندما ترتفع درجة الحرارة لحوالي 25 °Cفيظهر اللون الأبيض دليل على ذوبان الشوكولا، بينما عندما تكون بحدود 19°C يظهر اللون البنفسجي دليل على أن الشوكولا قاسية و هذا يعتبر زيادة في رفاهية المستهلك كما بالشكل15.
ماصات مدرجة:
ماصات موصولة بعلب معقمة للبن الحاوي على بكتيريا probiotic تؤمن للمستهلك حصوله على الجرعة المناسبة منها فقط (شكل 16 )
مؤشرات النضج:
بعض منتَجات الفاكهة تلتقط غير ناضجة وتشحن للتَسويق و عند شراء هذه المنتجات يقوم بعض المستهلكين بالضغط على المنتج مما قد يؤدي لتخرب المنتج ،لذلك تم الاعتماد على لصاقة حساسة يتغير لونها بتغير نضاجة المنتج. فاللون الأحمر يدل على قساوة الاجاص أما البرتقالي يدل على النضوج المتوسط (تتفتت الأجاصة الى ذرور عند المضغ ) أما الأصفر يدل على عصيرية الأجاص (شكل17)
البطارية الورقية:
تعطي هذه البطارية طاقة فولطية ثابتة منخفضة (1,5V3,0-V ) تستخدم RFID: الفعال، بطاقات ذكية، رقع طبية وتجميلية، تغليف ذكي، وحساسات. إن البطارية الورقية مرنة سهلة الإنحناء رقيقة سماكتها 0,3 mm0,6 تضاف للمنتج بالطبع الحراري و الضغط وهي مقاومة للرطوبة والأجواء الجافة ومجال درجات
الحرارةالتي تتحمله (-25°C و+60°C).مؤلفة من معدن الزنك وأكسيد المنغنيز (أَو أكسيدات أخرى)،على أحد جوانب الورقة الفاصلة وعلى الجانب المعاكس تَحتوي الورقة الكتروليت منحل،محلول كلوريد الزنك.و هذه المواد رخيصة و متوافرة .(شكل18).
الأغلفة الصوتية:
هناك العديد من التطبيقات للخطاب والصوت يسجّلانِ بالغلاف. يضم الغلاف سجلاً صوتياً يعاد تشغيله إلى المستلمِ. في الولايات المتّحدة، بعض الصيدليات وضعت بطاقة صوتية تعطي الارشادات المطبوعة على الدواء فالمريضِ ضعيف البصر يمكِن أَن يستفيد من هذا الغلاف كما بالشكل19.و كذلك يمكن تطبيقها على علب الغذاء لتعطي اشارة صوتية عند تسخينها كالنودلز.كما بالشكل20
استنتاجات من الأمثلة:
التوصيات :
يمكن للأغلفة الذكية في المستقبل أن تـؤمن رسائل مخفية أكثر تعقيداً . بعض أنواع اللصاقات الذكية يمكن أن تحل مكان نظام الباركود (barcode)كاللصاقات الالكترونية المكونة من رقاقة مزودة بتكنولوجيا الحبر في الدارات المطبوعة. بالإضافة إلى أنه من المتوقع في المستقبل أن كل المؤشرات الضرورية ( زمن – درجة الحرارة , النقص(الفقر) , الطراوة …الخ )التي تعطي معلومات لمعالجة المنتج ستكون محتواة ضمن اللصاقة الالكترونية .
الحساسات المخدمة لانتهاء اصلاحية وأدوات الصحة في أنظمة الدايت (كالحريرات , دهون , سكريات) ستكون متوفرة و بأجهزة سهلة القراءة و تتوضع على بطاقات الشراء في السوبر ماركيت.
جهود التسويق المتزايدة لا تعتمد فقط على الترفية الذي تقدمة هذه الأغلفة , و إنما أيضا تسعى لتحسين ماركة الأغلفة عن طريق المعلومات المميزة التي تقدمها كالصوت و الصورة التفاعلية.
ففي المستقبل يمكن للأغلفة أن تكلم الزبون , فالمستهلك ليس عليه أن يقلق تجاه زمن الطهي حيث تقوم الحساسات بمراقبة الزمن و درجة الحرارة ضمن الغلاف و تكون قادرة على اخبار المستهلك فيما إذا تم طهي اللحم أو لا و ذلك إما بتغيرات اللون أو بإرسال رسالة ( مثلا عملية الطهي اكتملت ).
النتيجة :
تعد الأغلفة الذكية بجميع أنواعها تؤمن حفظ أفضل للغذاء و فوائد أكثر للمستهلكين . فهذه الأنظمة تحسن الجودة و تزيد من أمان و مراقبة الأطعمة و لذلك فهي تقلل من شكاوى البائعين للمستهلكين .
المراجع العلمية
http://www.emcouk.com
http://www.active-pac.com
http://prodigyally.com
http://www.ptonline.com
http://www.packagingconsultancy.com
http://www.saiprografiq.com
http://www.smartpackaging.co.uk
http://www.multisorb.com
http://www.multisorb.com
http://www.foodscience.afisc.csiro.au/
[/b][/size][/color]