مقدمه

بسته بندی باعث پوشش و محافظت نان و محصولات صنایع پخت شده و آنها را در مقابل عوامل خارجی حفظ می نماید، در نتیجه تبادل اکسیژن به کندی و یا سختی انجام می شود. از طرف دیگر در اثر این امر مواد آروماتیک و رطوبت این محصولات به سختی از دست می رود. بنابراین بسته بندی آخرین مرحله فرایند تولید بوده و جزء لاینفک آن به حساب می آید. محصولات صنایع پخت حتی الامکان باید با مواد و هزینه کمتر طوری بسته بندی گردند که کیفیت آنها از نظر مصرف کننده تقلیل نیابد. نکته مهم دیگر آن است که بايد به قوانين و مقرارات بهداشتي توجه شود. حرارت و رطوبت نسبي هوا بايد حتي الامکان در حد پائين باشد. در مورد نانهائي که برش داده مي شوند حرارت بايد حدود 20- 18 درجه سانتي گراد و رطوبت نسبي حدود 65 درصد باشد. مهمترين مواداولیه که در بسته بندي نان ها استفاده مي شوند شامل کاغذ، مقواي نازك، مقواي ضخيم، آلومينيوم و مواد پلاستيکي است. امروزه پلاستیک ها و به ویژه نايلون ها و سلفون ها بيشترين کاربرد را در بسته بندي نان دارند. (1)

طبقه بندی مواد بسته بندی با توجه به نوع محصول

بیشتر محصولات نانوایی به صورت تازه عرضه می شود. اما، محصولات دیگر مثل کرم ها، پای میوه ای و کیک ها در یخچال و یا فریزر نگهداری می شوند و ماندگاری طولانی تری دارند. محصولات پخت نیز مانند سایر محصولات تحت تاثیر فساد فیزیکی، شیمیایی و میکروبی می باشند. به علاوه، طبقه بندی محصولات براساس pH و فعالیت آبی آنها، برای جلوگیری از فساد ضروری است. با وجود اینکه فساد میکروبی و شیمیایی ماندگاری محصول را کوتاه می کند، اما مهمترین فساد نان، فساد میکروبی در رطوبت بالا می باشد(10) اگرچه محصولات پخت در دمای بالا تهیه می شوند اما احتمال فساد در آنها وجود دارد.بنابراین بسته بندی مناسب یکی از ضروریات این صنعت است. محصولات پخت را به دو دسته ذیل تقسیم بندی می کنیم:

الف- نان و کیک: نان ها به طور کلی رطوبت خود را در  رطوبت نسبی 90-85% ، از دست می دهند. برای بسته بندی نان، مواد بسته بندی باید قدری مقاوم به خروج بخار آب باشد تا از ایجاد بافت خیس[1] و فساد کپکی جلوگیری کند. همچنین این لفاف نان و کیک را از آلودگی های حمل و نقل و گرد وخاک محافظت می کند.

استفاده از بسته بندی نفوذ ناپذیر نسبت به بخار آب باعث کندانس شدن آب داخل بافت، مه آلود شدن بسته و در نتیجه فساد کپکی می شود. مواد بسته بندی ترجیحاً باید قابلیت دوخت پذیری داشته باشند. سلوفان یا پلی اتیلن با دانسیته بالا و ضخامت 15 گیج، LDPE و پلی پروپیلن (PP) علاوه بر کاغذهای مومی برای بسته بندی محصولات به کار برده می شوند.(3)

کیک ها و دیگر محصولات مشابه باید بسته بندی محکمی داشته باشند تا این محصولات را از آسیب فیزیکی حفظ کنند. برای این منظور از ظروف ترموفرم پلی استرین  ( PS ) و سلولز استات به طور گسترده استفاده می شود.(9)

ب- بیسکویت: بیسکویت ها فعالیت آبی کمتری (2/0-15/0) دارند و بنابراین نیاز به بسته بندی کاملاً مقاوم به عبور بخار آب دارند. بسته بندی این محصولات باید مقاوم به چربی و محکم باشد. برای نگهداری کوتاه مدت بیسکویت ها از پلاستیکهای نظیر HDPE و PP ، برای نگهداری طولانی مدت، PE و پلی پروپیلن اصلاح شده برای کاهش عبور  بخار آب استفاده می شود. BOPP ، به طور گسترده برای بسته بندی بیسکویتهایی استفاده می شود که بسیار حساس به رطوبت و اکسیژن می باشند. از لمینت ها مثل سلوفان و پلی اتیلن که با فویل پوشیده شده است و پلی استر متالیزه شده نیز برای این منظور استفاده می شود.

کاربرد فویل های الومینیوم در محصولات نانوایی

فویل آلومینیوم تمام ویژگی حفظ تازگی، دسترسی آسان، حفظ کیفیت و رضایت مشتری را تأمین می کند. درخشندگی و انعکاس نور ویژه فویل آلومینیوم، آن را به عنوان یک ماده بسته بندی بی نظیر کرده است. فویل قابلیت تزیین و چاپ هم در داخل و هم خارج بسته را دارد. فویل آلومینیوم دمای پخت را تحمل کرده و قابلیت گرم کردن مجدد را نیز دارد. ویژگی های منحصر به فرد
آلومینیوم برای محصولات نانوایی عبارتست از:

• عدم تاثیر بر خواص ماده غذایی
• هدایت و مقاومت بالای گرمایی
• دوام و پایداری
• قابل استفاده در کلیه روش های حرارتی
• قابلیت چاپ و تزیین
• درخشندگی
• حفاظت کنندگی
• قابلیت شکل پذیری بالا

تکنیک جدید بسته بندی محصولات نانوایی

•     بسته بندی فعال:

بسته بندی فعال به گروه بزرگی از بسته بندی های اصلاح شده گفته می شود که ماندگاری محصول را با اصلاح شرایط محیطی اطراف آن افزایش می دهد و از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری می کند و یا آن را به تأخیر می اندازد. مثال هایی از بسته بندی فعال که با صنعت پخت در ارتباط است عبارتند از:

الف- سیستم جاذب اکسیژن [2] برای افزایش ماندگاری محصولات پخت و جلوگیری از فساد کپکی استفاده از سیستم های جذب اکسیژن بسیار مفید است.  محققان نشان داده اند که با این روش نان می توان بیش از 45 روز نگهداری شود. همچنین نان پیتزا  14 روز و برای نان های فاقد گلوتن تا 1 سال  ماندگاری  محصول را افزایش می دهد.

سیستم های جذب اکسیژن نیز براساس تازه ترین دستاوردهای بیوتکنولوژی ابداع شده است. این بسته بندی ها تازگی و مزه طبیعی محصول را حفظ کرده و ماندگاری محصولی بدون استفاده از افزودنی ها را افزایش می دهد. به طور کلی بسته بندی فعال هم محیط داخل بسته را تغییر می دهد و هم از فساد جلوگیری می کند.(6)

ب‌-پرتودهی وبسته بندی:

تحقیقات نشان داده است که ماندگاری محصول را می توان با پرتودهی بر سطح نان و کیک افزایش داد. اما، بهتر است تنها یک سطح آن که نیاز به پرتودهی دارد، تحت پرتو قرار گیرد. چون تجهیزات تصب برای پرتودهی در تمام جهات دشوار است. همچنین محصولات نانوایی که با فیلمی پوشش داده شده اند و در معرض لامپهای UV قرار می گیرند نیز ماندگاری محصول را افزایش می دهند. مزیت این روش این است که محصول دوباره گرم نمی شود. استفاده از میکروویو در محصولات نانوایی به دلیل تاثیرات حرارت دهی و نتایج آن محدود می باشد. چون مشکلات کندانس شدن باعث ظاهر نامطلوب در محصول می شود. بعضی از روش های حرارت دهی برای استفاده از محصولاتی که حاوی چندین ترکیب هستند، مناسب نیست. چون ترکیبات متفاوت حرارت های مختلفی نیاز دارند و ارزش های تغذیه ای خود را از دست می دهند. اگر کرم ها و پر کننده ها در طول حرارت دهی تجزیه شوند، مهاجرت رطوبت نیز ممکن است، رخ دهد. از اشعه گاما نیز برای افزایش ماندگاری محصولات نانوایی استفاده می شود اما تاثیر نامطلوب روی طعم و عطر محصول به خصوص در محصولاتی که حاوی مقادیر بالای چربی اند، گزارش شده است.(4)

ج‌-  بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده (MAP)

یکی از روش های در دسترس جدید بسته بندی که در انواع مختلفی از فراورده های غذایی کاربرد دارد. بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده یا MAP است. MAP در غذاها قابلیت افزایش قابل توجه زمان ماندگاری بسیاری از فر آورده ها با جایگزینی نسبت گازهای احاطه کننده محصول را دارد. گازهایی که معمولاً در MAP استفاده می شود شامل CO₂ و O₂ و N₂ است معمولاً، غلظت O₂ باید  کمتر از اتمسفر(21%) کاهش پیدا کند.

نیتروژن به عنوان یک گاز پر کننده استفاده  می شود. مهم ترین گاز به لحاظ میکروبیولوژی CO₂ است که به طور موثری از رشد باکتری ها فاسد کننده و مخمرها جلوگیری می کند. برای اثر بخشی CO₂ باید در غلظت های نسبتاً بالایی (20% یا بالاتر) به کار رود.

MAP می تواند تازگی و سلامت بسیاری از فرآورده های غذایی را حفظ کند در مقایسه با روش های سنتی بسته بندی، این روش مزایای زیادی دارد که مهم ترین آن افزایش مدت زمان ماندگاری است. تکنولوژی MAP به طور ویژه ای در  غذاهای منجمد، غذاهای کم اسید با ماندگاری پایین، به خصوص غذاهای کم فرآیند  شده و فساد پذیر مانند سبزیجات، فرآورده های گوشتی و فرآورده های نانوایی برای بهبود ماندگاری و کیفیت بهتر به کار می رود.(7)

فرایند نانوایی شامل مراحل مخلوط کردن، افزودن مخمر و پخت است که در تمام محصولات نانوایی تقریبا شبیه اند. تجهیزات پایه در کل فرآیند عبارتند از: میکسر، چانه گیر، اتاق تخمیر، ماشین های مسطح کننده، کاترها، دستگاه مشروط کننده و فرها است.

بسته بندی آخرین مرحله نانوایی است. بسته بندی مرسوم به کار برده شده در صنایع نانوایی استفاده از اتمسفر هوا است. در حالی که، بسته بندی جدید، استفاده از اتمسفر اصلاح شده است.

 در مواردی که صنعت نانوایی قصد معرفی تکنولوژی MAP را برای بسته بندی فرآورده دارد باید تمام پارامترها را مطالعه کند. در وهله اول اطلاعات به روز در مورد تکنولوژی MAP باید مورد بررسی قرار گیرد و مشخصات اختصاصی آن ها  در ارتباط با فرآورده باید امتحان گردد.

تحقیقات زیادی در صنایع نانوایی تحت روش MAP انجام شده و عموماً نتایج مثبتی به دست آمده است. بسیاری از مطالعات موجب افزایش مدت زمان نگهداری نان با بهینه کردن شرایط MAP  شده اند. چندین روش نگهداری در مفالات منتشر شده برای نان  و مدل ها ریاضی برای پیش بینی ترکیب گاز در بسته های پلی مری وجود دارد. برای هر فرآورده مشخص نانوایی ترکیب بهینه CO₂ و O₂ که بیشترین ممانعت از رشد میکروب ها را بدون تأثیر بر ویژگی های حسی دارد باید تعیین گردد. به علاوه، مواد بسته بندی نقش مهمی در حفظ کیفیت و افزایش مدت زمان ماندگاری دارد. در نتیجه، یک ساختار فیلم مناسب که فیلم پلاستیک چند لایه نامیده می شود باید انتخاب گردد تا نگهداری و ملزومات کیفی صنایع نان را انجام دهد.

ماشین آلات و تکنیک های MAP

امروزه سه دسته اصلی ماشین های MAP در دسترس است که بر اساس روش های کاربردی شناسایی و انتخاب ماشین بسته بندی بسته به مشخصات فرآورده و تقاضای بازار تعیین می گردد

• سیستم ها ی ترموفرمینگ[3]
• سیستم های استفاده از ظروف از قبل ساخته شده[4]
• سیستم های FFS عمودی، افقی[5]

سیستم های ترموفرم

تکنیک گرمایی شامل استفاده از یک ماده انعطاف پذیر است که از یک قرقره به یک گیره نگهداشته با زنجیر تغذیه شده و از یک سمت مواد در طول ماشین حرکت می کند. مواد  از قرقره به محل گرم کشیده شده در آن جا نرم و سپس به محل فرم دادن منتقل که با استفاده از خلأ یا فشار هوا در قالب به شکل مورد نظر فرم می گیرد. در حال حاضر ماشین های ترموفرم توسط شرکت های زیادی نظیر مولتی وک[6]، تترا لاوال تیرومت[7]، دایوکس یونین[8]، ماهافی و هاردر و کولیمتیک[9] و غیره عرضه می شود.

ماشین های پری فرم[10]  

ماشین های پری فرم مانند ماشین های ترموفرم است. به جای به کار بردن چرخ تغذیه کننده مواد و گرم کردن و فرم دادن به شکل مورد نظر، ظرف های از پیش فرم داده شده استفاده می شود که با ابزار دستی یا اتوماتیک از یک مخزن تکی تکی یا در سری با یک زنجیر ظرف ها در طول ماشین حمل می شود. فرآورده درون ظرف قرار می گیرد، سپس بسته ها از یک اتاقک عبور می کنند، اتاقک بسته شده، هوا خارج و گاز به درون آن ها جریان می یابد. در انتها لبه بیرونی ظروف دوخت شده، اتاقک باز شده و یک سیکل دیگر در  ماشین تکرار می شود. ماشین های پری فرم توسط شرکت های زیادی نظیر: ژملا سیل[11]، ریکسم[12] و ... عرضه می شود.

سیستم  های FFS عمودی یا افقی[13]

این سیستم ها معمول ترین ماشین های MAP، به دلیل انعطاف پذیری و سرعتش در صنعت نانوایی است. این ماشین ها می توانند یک بسته قابل انعطاف یا نسبتاً سخت از فیلم اولیه در قسمت فرم دهی ایجاد کنند. گرما برای نرم کردن فیلم قبل از این که با خلأ به درون قالب کشیده شود به کار می رود تا شکل و اندازه مورد نظر بدست آید. ظرف های فرم داده شده به قسمت پر کن می روند که در آن جا به صورت دستی یا اتوماتیک فرآورده درون آن ها قرار می گیرد. ظرف های پر شده از یک اتاق خلأ یا گاز عبور می کنند با حرارت دوخت شده و بعد از آن در مرحله برش برچسب زده می شوند. درحال حاضر شرکت هایی نظیر  GEIاتورپر[14]،هایسن[15]،کوستر[16] تأمین کننده این سیستم می باشند.

این دستگاه ها برای بسته بندی فرآورده در اشکال شبیه بالش استفاده می شود. یک مثال ازاین دستگاه Falcon ساخت  کمپانی PFM ایتالیا (شکل 3)

مواد بسته بندی در روش MAP 

معمولاً فیلم های چند لایه یا قابل انعطاف و پلاستیک های نسبتاً سخت در بسته بندی فرآورده های نانوایی به روش MAP استفاده می گردند مهم ترین ویژگی مواد مورد استفاده جلوگیری آن ها از خروج گازهای خنثی از بسته بندی است. ملاک پایه برای انتخاب این مواد به شرح زیر است.

• عدم نفوذ پذیری به گازهای مورد استفاده
• عدم نفوذ پذیری به بخار آب و اکسیژن
• قابلیت دوخت پذیری
• توانایی فرم گیری در اثر حرارت
• شفافیت و ویژگی های ضد قارچی

مزایای و معایب استفاده از فن آوری MAP برای محصولات نانوایی به شرح زیر است

• پتانسیل مدت زمان ماندگاری فرآورده با استفاده ازMAP   پنجاه تا چهارصد درصد افزایش می یابد و حداقل مدت زمان ماندگاری با MAP  بیست و یک روز است.
• فرآورده ها را می توان در حجم های بیشتری توزیع کرد و با تعداد دفعات کمتر تحویل کالا به مقصد، هزینه توزیع کالا کاهش پیدا می کند.
• در این روش یک فرآورده نانوایی با کیفیت، بدون نیاز به افزودنی ها شیمیایی (نگهدارنده ها) می توان تولید می کرد.
• و در نهایت MAP شامل یک توسعه عملی امید بخش و جدید است. از طرف دیگر ارائه یک تکنولوژی جدید بسته بندی است، که هزینه ای را به صنعت تحمیل می کند. بنابراین هنگام استفاده از این روش توجه به نکات ذیل ضروری است.
• دما باید کنترل شود.
• فرمول گاز با توجه به نوع فراورده متفاوت است
• دستگاه و افراد آموزش دیده باید وجود داشته باشند.

تکنیک های دیگر بسته بندی محصولات نانوایی

از روش های بسته بندی جدید مورد استفاده در محصولات نانوائی استفاده از جاذب های اکسیژن یا اتانول است. وقتی که یک جاذب اکسیژن درون بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد، اکسیژن به طور کامل حذف نمی شود ولی رشد کیک ها به شدت کاهش می یابد. اتانول در ترکیب با گاز بسته بندی مدت زمان ماندگاری محصول را به دلیل تأثیر ضد میکروبی بر روی مخمرها افزایش می دهد .

1.        1.      جاذب های اکسیژن

روش جدیدی از MAP روشی است که درون بسته حاوی ماده ای است که اکسیژن را از  فضای خالی بسته[17] به طریق شیمیایی جذب و شرایط بی هوازی ایجاد شده رشد میکروارگانیسم های هوازی را به تأخیر می اندازد. به علاوه، از تغییرات اکسیداتیو که می تواتند کیفیت حسی فرآورده را در طول انبارداری تغییر دهد، جلوگیری می کند. در ژاپن کیسه های جاذب اکسیژن در بسته های مواد غذایی بسیاری از تولیدات شرکت ها به کار می رود. در حال حاضر از انواع مختلفی از مواد جاذب اکسیژن استفاده می شود که می تواند سریع یا کند عمل کند و با مواد مرطوب یا خشک استفاده می شود و کاربرد دوگانه جذب اکسیژن و تولید  داشته باشند.. نشانگرهایی که در حضور مقدار اکسیژن موجود تغییر رنگ می دهند می توانند برای نشان دادن نشست درون بسته استفاده شود.

1.        2.      اتانول 

اصلاح اتمسفر فضای  بالای بسته با گاز اتانول یک تکنیک کارآمد برای نگهداری  فرآورده های نانوایی است. رشد کپک مخمر، لاکتوباسیل ها و دیگر میکروارگانیسم ها را به تأخیر می اندازد و روند بیاتی کاهش پیدا می کند.(شکل 4) عیب این روش، این است که در بعضی فرآورده ها بسته به میزان عوامل طعم دهنده آن با افزایش ماندگاری ، بدبویی و بدطعمی ایجاد می کند.

درصد وزنی الکل اتیلیک 95%

شکل 4- نمایش همبستگی بین غلظت الکل بکار برده شده و درصد افزایش ماندگاری بدون کپک

(4)

امنیت میکروبی محصول

MAP از طریق تاثیر بر کپک هایی مانند پنی سیلیوم و اسپرجیلوس و مخمرها سبب افزایش ماندگاری محصول می شود. بررسی نشان داده که در نمونه های نان با نسبت مساوی بدون افزودن پروپیونات کلسیم به عنوان نگهدارنده موجب افزایش ماندگاری نان می شود. همچنین رشد و تولید توکسین کلستریدیوم بوتولینوم یا گونه های مرتبط دیگر  مشاهده نشده است. (8)

بسته بندی بلافاصله بعد از فرایند

دو روش برای جلوگیری از رشد کپک نان وجود دارد. در روش اول بعد از اینکه نان از فر خارج شده و به مدت 10 دقیقه سرد و سطح نان با 0.2% پروپیانات کلسیم اسپری می کنند. در روش دیگر به نان فرصت می دهند تا 3 دقیقه سرد شده و سپس ان را در بسته های استریل بسته بندی می کنند و هیچ کپکی در این صورت رشد نمی کند. سفتی نان در 15 روز نگهداری به سرعت افزایش می یابد. بیشترین سفتی بعد از 30 روز اتفاق می افتد. رطوبت نان نیز به سرعت با زمان کاهش می یابد تا به رطوبت تعادلی بعد از 30 روز برسد.

محتوای رطوبتی به طور چشمگیری بر سفتی نان تاثیر می گذارد. افزایش رطوبت، باعث کاهش سفتی می شود. برای بررسی تاثیر رطوبت و سفتی نان، برای بدست آوردن نان با رطوبت بالا، زمان پخت را از 24  تا 8 دقیقه کاهش می دهند و در این حالت مغز نان مرطوبتر و نان کندتر دچار سفتی می شود. گرچه به جز رطوبت فاکتورهای دیگری نیز بر سفتی مغز نان تاثیر می گذارد.(5)

افزایش ماندگاری محصولات نانوایی به کمک بسته بندی

ماندگاری محصولات نانوایی از دو حیث قابل بررسی است

• رشد کپک در نان
•  بیاتی

رشد کپک در محصولات نانوایی بسیار رایج است و در بسیاری از موارد ماندگاری محصول را بر همین اساس تعیین می کنند. نان های بدون محافظ به مدت 4-3 روز ماندگاری دارند و بعد از آن وجود کپک ها بر سطح نان محسوس است. فعالیت آبی و دمای نگهداری فاکتورهای دیگری است که رشد کپک را کاهش داده و ماندگاری را افزایش می دهد.

بیاتی نان یک فرایند فیزیکی و شیمیایی است که شامل توزیع مجدد رطوبت، خشک شدن، رتروگرداسیون نشاسته افزایش سختی و از دست رفتن آروما و طعم محصول است. نانی که محتمل فساد کپکی و یا بیاتی شده بازارپسندی خود را از دست داده و ضررهای اقتصادی بزرگی را سبب می شود.(2)

مواد ضد میکروبی طبیعی ماندگاری محصول از افزایش می دهد. به عنوان مثال بسته بندی فعال، بعضی از ادویه ها، گیاهان، میوه ها در ساختار خود مواد ضد میکروبی دارند. این مواد می تواند با مواد بسته بندی ترکیب شده و رشد میکروارگانیسم ها را کاهش داده و یا به تاخیر بیاندازند . همچنین افزودنی های غذایی مثل پروپیونیک، بنزوئیک و اسید سوربیک را می توان با LDPE ترکیب نموده و برای بسته بندی استفاده کرد.(2)

منابع:

 1) رجب زاده، ن .  (1368) "تکنولوژی نان" انتشارات و چاپ دانشگاه تهران، فصل هشتم بسته بندی، صفحه 305

 2) پایان، ر . (1380) " مقدمه ای به تکنولوژی فراورده های غلات"، انتشارات نو پردازان، صفحه 127

3) مقدادیان، ن . شاهدی، م و کبیر، غ. (1383) "بررسی روش های بهینه بسته بندی نان تافتون" علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال هشتم، شماره اول. صفحات 169-157

 4) Caucain  Stanley P &. Young Linda S, 2000 "Bakery Food Manufacture and Quality Water Control and Effects", Campden & Chorleywood Food Research Association Chipping Campden, 189-205

5) He, H., & Hoseney, R. C. (1990). "Changes in bread firmness and moisture during long-term storage". Cereal Chemistry, 67, 603–605

6)  Goyal, G.K et al., 2006 “ packaging of bakery products”  Processed  Food Industry

7) Rodriguez, M., Medina, L.M., & Jordano, R. (2000). “effect of modified atmosphere packaging on the shelf life of sliced wheat flour bread". Nahrung, 44, 247- 252

8) I. S. Kotsianis, et al., "Production and packaging of bakery products using MAP technology," Trends in Food Science & Technology, vol. 13, pp. 319-324

9) Kumar, K.R. and Balasubrahmanyam, N. (1984) Plastics in foodpackaging, In “Plastics in packaging” Indian Institute of Packaging,Mumbai-400 093, pp 319 –341.

 10) Smith, J., Daifas, D., El-Khoury, W., Koukoutsis, J., and El-Khoury,A. (2004)/ Shelf life and safety concerns of bakery products—A Review, Critical Reviews in Food. Sci. and Nutrition, 44(1), 19-25.