Vật liệu đóng gói và vai trò của chúng trong bảo quản thực phẩm

Đóng gói thực phẩm là việc sử dụng các vật liệu và hệ thống chứa đựng thực phẩm và kiểm soát sự tương tác của nó với môi trường xung quanh, và đây là một công cụ trung tâm của bảo quản thực phẩm. Bằng cách quản lý sự tiếp xúc với oxy, độ ẩm, ánh sáng và vi sinh vật, và trong các hệ thống tiên tiến hơn bằng cách chủ động điều chỉnh không gian đầu hoặc giải phóng các tác nhân bảo vệ, đóng gói làm chậm quá trình hư hỏng, oxy hóa và hóa nâu làm hạn chế thời hạn sử dụng.

Definition

Đóng gói thực phẩm để bảo quản là việc lựa chọn và thiết kế các vật liệu và hệ thống bảo vệ thực phẩm khỏi sự hư hỏng do môi trường và vi sinh vật — thông qua các đặc tính rào cản, điều chỉnh khí quyển hoặc các chức năng hoạt động — nhằm duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng.

Scope

Chủ đề này bao gồm các chức năng bảo vệ của bao bì, các loại vật liệu chính và đặc tính rào cản của chúng, cũng như các nguyên tắc của bao bì khí quyển biến đổi và bao bì hoạt động. Đây là tài liệu tham khảo về cách bao bì đóng góp vào việc bảo quản trong khoa học chất lượng thực phẩm; nó không đề cập chi tiết đến quy định về bao bì, thử nghiệm di chuyển hoặc đánh giá tính bền vững.

Core questions

• Bao bì phục vụ những chức năng nào trong việc bảo vệ chất lượng thực phẩm?
• Đặc tính rào cản của vật liệu đối với oxy, độ ẩm và ánh sáng ảnh hưởng đến việc bảo quản như thế nào?
• Bao bì khí quyển biến đổi làm chậm quá trình hư hỏng và hô hấp như thế nào?
• Các hệ thống bao bì hoạt động và thông minh bổ sung những gì ngoài việc chứa đựng thụ động?

Key concepts

• Chức năng của bao bì (chứa đựng, bảo vệ, bảo quản, truyền thông)
• Đặc tính rào cản (oxy, độ ẩm, ánh sáng)
• Bao bì khí quyển biến đổi
• Bao bì chân không
• Bao bì hoạt động (chất hấp thụ oxy, chất kháng khuẩn)
• Bao bì thông minh và chỉ thị
• Các loại vật liệu (nhựa, thủy tinh, kim loại, giấy, biopolymer)
• Độ thấm khí và hô hấp

Mechanisms

Bao bì bảo quản thực phẩm bằng cách kiểm soát các trao đổi gây ra sự hư hỏng. Một lớp rào cản hạn chế sự xâm nhập của oxy (làm chậm quá trình oxy hóa lipid và sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí), sự truyền ẩm (ngăn ngừa khô hoặc hấp thụ độ ẩm) và ánh sáng (giảm quá trình quang oxy hóa). Bao bì khí quyển biến đổi thay thế khí trong không gian đầu — thường làm giảm oxy và tăng carbon dioxide — để ngăn chặn các sinh vật gây hư hỏng và, đối với sản phẩm tươi sống hô hấp, làm chậm quá trình trao đổi chất trong khi điều chỉnh độ thấm của màng phù hợp với tốc độ hô hấp của sản phẩm. Bao bì chân không loại bỏ hoàn toàn không khí. Bao bì hoạt động tiến xa hơn bằng cách kết hợp các thành phần loại bỏ oxy, phát ra chất kháng khuẩn hoặc hấp thụ độ ẩm, trong khi bao bì thông minh mang các chỉ báo báo hiệu sự lạm dụng nhiệt độ hoặc độ tươi. Việc lựa chọn loại vật liệu quyết định hiệu suất rào cản và cơ học có thể đạt được.

Clinical relevance

Bao bì là nền tảng cho cách duy trì sự an toàn, độ tươi và thời hạn sử dụng của nguồn cung cấp thực phẩm giữa sản xuất và tiêu dùng, đây là kiến thức nền hữu ích cho việc giảng dạy về dinh dưỡng và chất lượng thực phẩm. Mục này giải thích cách bao bì hoạt động để bảo quản chất lượng; nó không phải là hướng dẫn về cách chọn bao bì cho các sản phẩm cụ thể hoặc về sự an toàn của vật liệu tiếp xúc với thực phẩm, những vấn đề này được điều chỉnh bởi các quy định riêng biệt.

Evidence & guidelines

Cơ sở bằng chứng là công nghệ và cơ chế, với các vật liệu tiếp xúc với thực phẩm được điều chỉnh bởi các khung pháp lý (chẳng hạn như các quy tắc tiếp xúc với thực phẩm của EU và Hoa Kỳ) nằm ngoài phạm vi của mục này. Các tài liệu tham khảo tiêu chuẩn bao gồm đánh giá về khí quyển biến đổi của Sandhya (2010), đánh giá về bao bì hoạt động của Yildirim et al. (2017) và các công trình về vi sinh vật gây hư hỏng như Gram et al. (2002) thúc đẩy các biện pháp can thiệp bao bì.

History

Bao bì thực phẩm phát triển từ phát minh đóng hộp vào đầu thế kỷ XIX thông qua sự phát triển của nhựa, bao bì chân không và phân phối lạnh trong thế kỷ XX. Bao bì khí quyển biến đổi trở nên phổ biến rộng rãi cho thực phẩm tươi và ướp lạnh vào cuối thế kỷ XX, và bao bì hoạt động và thông minh xuất hiện gần đây hơn khi bao bì chuyển từ việc chứa đựng thụ động sang một hệ thống bảo quản được thiết kế.

Debates

Hiệu suất rào cản và bảo quản so với tính bền vững

Các vật liệu cung cấp rào cản tốt nhất và kéo dài thời hạn sử dụng thường là nhựa nhiều lớp khó tái chế, do đó có sự căng thẳng liên tục giữa việc tối đa hóa bảo quản (bản thân nó làm giảm lãng phí thực phẩm) và giảm dấu chân môi trường của bao bì thông qua các biopolymer và thiết kế có thể tái chế.

Seminal works

• sandhya-2010
• yildirim-2017

Frequently asked questions

Bao bì khí quyển biến đổi kéo dài thời hạn sử dụng như thế nào?

Nó thay thế không khí xung quanh thực phẩm bằng hỗn hợp khí thường có ít oxy hơn và nhiều carbon dioxide hơn, điều này làm chậm sự phát triển của các sinh vật gây hư hỏng và các phản ứng oxy hóa, và đối với sản phẩm tươi sống, làm giảm hô hấp — miễn là độ thấm của màng phù hợp với sản phẩm.

Bao bì hoạt động là gì?

Bao bì hoạt động kết hợp các thành phần tương tác với thực phẩm hoặc không gian đầu — ví dụ như chất hấp thụ oxy, chất giải phóng kháng khuẩn hoặc chất hấp thụ độ ẩm — để bảo quản chất lượng vượt xa những gì một rào cản thụ động đơn thuần có thể đạt được.