استفاده از روش‌های الکتروهیدرودینامیک (الکتروریسی و الکترواسپری) در بسته‌بندی مواد غذایی

چکیدهمقدمه و هدف: بسته‌بندی مواد غذایی عاملی مهم در زنجیره‌ی تامین مواد غذایی است. بسته‌بندی فعال، نوعی از بسته‌بندی با خواص مطلوب و تاثیر مثبت بر ایمنی و کیفیت غذا است. سیستم‌های فعال برای آزادسازی ترکیبات زیست فعال یا حذف عوامل نامطلوب برای جلوگیری از تغییرات بیولوژیکی و شیمیایی در ماتریکس مواد غذایی طراحی شده‌اند. استفاده از روش‌های غیرحرارتی مانند الکتروریسی و الکترواسپری (روش‌های الکترو هیدرودینامیک)، از روش‌های مدرن برای ساخت انواع بسته‌بندی فعال می‌باشد که کپسوله شدن ترکیبات در داخل پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر سبب رهایش کنترل شده، افزایش پایداری و محافظت در برابر عوامل مخرب می‌گردد. الکترواسپری به تکنیکی اطلاق می‌گردد که در آن نانو و یا ریز ذرات ساخته شده و به عنوان پوشش برای موادغذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند و الکتروریسی تکنیکی است که جهت سنتز الیاف در مقیاس نانو و یا ریز الیاف به جهت تهیه‌ی پوشش برای موادغذایی به کار بسته می‌شود. تفاوت این دو روش در میزان چسبندگی مولکول‌ها در محلول پلیمری تهیه شده است. در واقع هرچه میزان چسبندگی کمتر باشد به جای الیاف، ذرات ساخته می‌شوند. انواع پلیمرها با ترکیبات فعال (مانند ترکیبات ضدمیکروب و آنتی‌اکسیدان) ترکیب می‌شوند تا الیاف و یا ذرات را تشکیل دهند. علاوه بر قطر الیاف و ذرات، مورفولوژی آن‌ها نیز برای کاربردهای مختلف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. پلیمرهای مصنوعی به طور گسترده‌ای در ساخت بسته‌بندی فعال استفاده می‌شوند اما این پلیمرها محدود بوده و ممکن است از بین بروند. بدین ترتیب استفاده از پلیمرهای طبیعی در بسته‌بندی مواد غذایی مورد توجه قرار گرفته است، چرا که این پلیمرها از طبیعت تهیه می‌شوند و شامل ماکرومولکول‌های بیولوژیکی (کربوهیدرات ها)، پروتئین‌ها، لیپیدها و اسیدهای نوکلئیک هستند که به‌طور مستقیم یا به‌طور غیرمستقیم از منابع تجدید پذیر مانند گیاهان، حیوانات, باکتری‌ها و قارچ‌ها به‌دست می‌آیند. ایراد اصلی این نوع بسته بندی مقاومت مکانیکی کم آن‌ها است. با این حال، استفاده از پلیمرهای طبیعی به صورت ترکیبی می‌تواند سبب بهبود آن گردد. پلیمرهای طبیعی زیست تخریب پذیر، مقرون به‌صرفه و غیرسمی هستند. در میان بسیاری از پلیمرهای طبیعی نشاسته، زئین، ژلاتین، کیتوزان و آلژینات به‌طور گسترده‌ در تولید مواد از طریق اسپری الکتریکی و الکترواسپینینگ ا‌ستفاده می‌شوند.نتیجه‌گیری: پیاده سازی بسته‌بندی فعال با استفاده از فرآیند الکتروهیدرودینامیکی در مقیاس صنعتی نیازمند همکاری بین محققان از زمینه‌های مختلف (به عنوان مثال، بسته بندی مواد غذایی، علوم مواد زیستی، مهندسی، فناوری نانو و صنعت بسته‌بندی مواد ‌غذایی) است. تحقیقات آینده و سرمایه‌گذاری‌های صنعتی برای گسترش کاربرد بسته‌بندی‌های فعال خود به نفع ایمنی مواد غذایی، عرضه، محیط زیست و سلامت است. استفاده از پلیمر‌های طبیعی در سیستم‌های بسته بندی فعال می‌تواند سبب تولید غذاهای با کیفیت بالا و عمر طولانی شده و انباشت زباله‌های زیست محیطی را کاهش دهد. از دیدگاه نویسندگان مقالات مختلف برای بهره‌وری از محصولات تولید شده به‌روش الکتروهیدرودینامیک ابتدا باید روی مدل‌های غذایی واقعی به‎جهت اطمینان از میزان حفاظت و افزایش کیفیت آزمایش شوند، ویژگی‌های حسی، ارزش غذایی و خواص فیزیک و شیمیایی غذاهای تحت آزمایش کنترل گردند و همچنین از ایمن بودن مواد استفاده شده در بسته‌بندی که در تماس با موادغذایی هستند باید اطمینان حاصل کرد.