مواد التعبئة والتغليف ودورها في حفظ الأغذية

تغليف الأغذية هو استخدام مواد وأنظمة تحتوي الغذاء وتتحكم في تفاعله مع البيئة المحيطة، وهو أداة مركزية لحفظ الأغذية. من خلال إدارة التعرض للأكسجين والرطوبة والضوء والكائنات الدقيقة، وفي الأنظمة المتقدمة عن طريق التعديل النشط للمساحة الرأسية (headspace) أو إطلاق عوامل واقية، يبطئ التغليف التلف والأكسدة والاسمرار التي تحد من مدة الصلاحية.

Definition

تغليف الأغذية لأغراض الحفظ هو اختيار وتصميم المواد والأنظمة التي تحمي الغذاء من التدهور البيئي والميكروبي — من خلال خصائص الحاجز، أو تعديل الغلاف الجوي، أو الوظائف النشطة — وذلك للحفاظ على الجودة وتمديد مدة الصلاحية.

Scope

يغطي هذا الموضوع الوظائف الوقائية للتغليف، والفئات الرئيسية للمواد وخصائصها الحاجزة، ومبادئ التغليف بالجو المعدل والتغليف النشط. وهو مرجع حول كيفية مساهمة التغليف في الحفظ ضمن علم جودة الأغذية؛ ولا يغطي بالتفصيل لوائح التغليف، أو اختبار الهجرة، أو تقييم الاستدامة.

Core questions

• ما الوظائف التي يؤديها التغليف في حماية جودة الغذاء؟
• كيف تؤثر خصائص حاجز المواد للأكسجين والرطوبة والضوء على الحفظ؟
• كيف يبطئ التغليف بالجو المعدل التلف والتنفس؟
• ما الذي تضيفه أنظمة التغليف النشط والذكي إلى ما هو أبعد من الاحتواء السلبي؟

Key concepts

• وظائف التغليف (الاحتواء، الحماية، الحفظ، الاتصال)
• خصائص الحاجز (الأكسجين، الرطوبة، الضوء)
• التغليف بالجو المعدل
• التغليف الفراغي
• التغليف النشط (مزيلات الأكسجين، مضادات الميكروبات)
• التغليف الذكي والمؤشر
• فئات المواد (البلاستيك، الزجاج، المعدن، الورق، البوليمرات الحيوية)
• نفاذية الغاز والتنفس

Mechanisms

يحفظ التغليف الغذاء عن طريق التحكم في التبادلات التي تؤدي إلى التدهور. تحد الطبقة الحاجزة من دخول الأكسجين (مما يبطئ أكسدة الدهون ونمو الكائنات الدقيقة الهوائية)، وانتقال الرطوبة (مما يمنع الجفاف أو امتصاص الرطوبة)، والضوء (مما يقلل من الأكسدة الضوئية). يحل التغليف بالجو المعدل محل الغاز في المساحة الرأسية (headspace) — عادةً عن طريق خفض الأكسجين وزيادة ثاني أكسيد الكربون — لقمع الكائنات الحية المسببة للتلف، وبالنسبة للمنتجات التي تتنفس، لإبطاء عملية الأيض مع مطابقة نفاذية الغشاء لمعدل تنفس المنتج. يزيل التغليف الفراغي الهواء بالكامل. يذهب التغليف النشط إلى أبعد من ذلك من خلال دمج مكونات تزيل الأكسجين، أو تطلق مضادات الميكروبات، أو تمتص الرطوبة، بينما يحمل التغليف الذكي مؤشرات تدل على سوء التعامل مع درجة الحرارة أو النضارة. يحدد اختيار فئة المواد الأداء الحاجز والميكانيكي القابل للتحقيق.

Clinical relevance

يدعم التغليف كيفية الحفاظ على سلامة وإمدادات الأغذية وطزاجتها ومدة صلاحيتها بين الإنتاج والاستهلاك، وهو ما يمثل خلفية مفيدة لتدريس التغذية وجودة الأغذية. يشرح هذا المدخل كيفية عمل التغليف للحفاظ على الجودة؛ وهو ليس إرشادات لاختيار التغليف لمنتجات معينة أو لسلامة المواد الملامسة للأغذية، والتي تخضع لتنظيم منفصل.

Evidence & guidelines

تعتمد القاعدة البينية على الجانب التكنولوجي والميكانيكي، مع مواد ملامسة للأغذية تخضع لأطر تنظيمية (مثل لوائح الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة للمواد الملامسة للأغذية) التي تقع خارج نطاق هذا المدخل. تشمل المراجع القياسية مراجعة سانديا (Sandhya) لعام 2010 حول الجو المعدل، ومراجعة يلدريم وآخرين (Yildirim et al.) لعام 2017 حول التغليف النشط، وأعمال ميكروبيولوجيا التلف مثل غرام وآخرين (Gram et al.) لعام 2002 التي تحفز تدخلات التغليف.

History

تطور تغليف الأغذية من اختراع التعليب في أوائل القرن التاسع عشر مروراً بظهور البلاستيك والتغليف الفراغي والتوزيع المبرد في القرن العشرين. أصبح التغليف بالجو المعدل واسع الانتشار للأطعمة الطازجة والمبردة في أواخر القرن العشرين، وظهر التغليف النشط والذكي مؤخرًا مع تحول التغليف من الاحتواء السلبي نحو نظام حفظ هندسي.

Debates

أداء الحاجز والحفظ مقابل الاستدامة

غالبًا ما تكون المواد التي توفر أفضل الحواجز وتطيل مدة الصلاحية عبارة عن بلاستيك متعدد الطبقات يصعب إعادة تدويره، لذلك هناك توتر مستمر بين تعظيم الحفظ (الذي يقلل بدوره من هدر الطعام) وتقليل البصمة البيئية للتغليف من خلال البوليمرات الحيوية والتصاميم القابلة لإعادة التدوير.

Seminal works

• sandhya-2010
• yildirim-2017

Frequently asked questions

كيف يطيل التغليف بالجو المعدل مدة الصلاحية؟

يستبدل الهواء المحيط بالطعام بمزيج غازي يكون عادةً أقل في الأكسجين وأعلى في ثاني أكسيد الكربون، مما يبطئ نمو الكائنات الحية المسببة للتلف وتفاعلات الأكسدة، وبالنسبة للمنتجات الطازجة، يقلل من التنفس — بشرط أن تتطابق نفاذية الغشاء مع المنتج.

ما هو التغليف النشط؟

يتضمن التغليف النشط مكونات تتفاعل مع الطعام أو المساحة الرأسية (headspace) — على سبيل المثال مزيلات الأكسجين، أو مطلقات مضادات الميكروبات، أو ممتصات الرطوبة — للحفاظ على الجودة بما يتجاوز ما يمكن أن يحققه الحاجز السلبي وحده.