بازار ۴۶ میلیارد دلاری نانوبسته بندی مواد غذایی تا ۲۰۳۱
به گزارش گل چرم، بر مبنای پیشبینی ها تا سال ۲۰۳۱ اندازه بازار فناوری نانو در حوزه بسته بندی مواد غذایی بالغ بر ۴۶.۵۰ میلیارد دلار خواهد رسید و دراین میان بسته بندی های مبتنی بر نانو سنسورهای گازی، بسته بندی های هوشمند برای پایش ایمنی مواد غذایی و نانو کامپوزیت ها دارای کاربردهای فراوانی در صنعت بسته بندی مواد غذایی خواهند بود.
به گزارش گل چرم به نقل از ایسنا، بسته بندی آخرین مرحله در فرآوری مواد غذایی است، برای اینکه تأثیر زیادی بر عمر نگهداری محصول غذایی دارد. هدف اصلی بسته بندی صیانت از مواد غذایی در مقابل خطرات محیط خارجی است. بسته بندی اصولی، نه فقط کیفیت محصول غذایی را حفظ می نماید، بلکه اطلاعاتی در مورد مواد تشکیل دهنده و کمک به توزیع و بازاریابی محصول به مصرف کننده نهایی ارائه می دهد.
با اهمیت ترین نقش بسته بندی حفظ کیفیت غذای بسته بندی شده است، برای اینکه حفظ کیفیت محصول غذایی با اهمیت ترین مساله در کل زنجیره تامین است. در چند سال اخیر روش های جدیدی همچون بسته بندی با اتمسفر اصلاح شده، پوشش خوراکی، بسته بندی ضدمیکروبی و بسته بندی آنتی اکسیدانی توسعه یافته است که به طور معمول به دو دسته بسته بندی فعال و غیرفعال تقسیم بندی می شوند.
این روش ها نقش به سزایی در افزایش عمر انبارداری و حفظ کیفیت انواع محصولات غذایی تازه و فرآوری شده برای رفع نیاز مصرف کنندگان دارند.
بسته بندی های رایج امروزه می توانند با صیانت از مواد غذایی، عمر نگهداری محصول غذایی را بالا برند. بخش های مختلف صنعت بسته بندی مواد غذایی را می توان بصورت زیر در نظر گرفت:
* ظروف نگهداری و فیلم های بسته بندی
* نانو کامپوزیت های پلیمری
* جاذب ها
نانوکامپوزیت های پلیمری که در آنها نانوذرات در سراسر یک ماتریس پلیمری پراکنده می شوند، دارای خاصیت های بهبود یافته ای مانند استواری بالا، خاصیت های ممانعت در مقابل ورود گازها و پایداری حرارتی هستند. از این مواد می توان در بسته بندی مواد غذایی برای افزایش ماندگاری و محافظت در مقابل آلودگی استفاده نمود. همچون با اهمیت ترین پرکننده های نانویی (فیلرها) و نانوتقویت کننده ها می توان به مونتموریلونیت رسی و نانوپلاکت های کائولینیت و سیلیکات (لایه های دوبعدی با ضخامت یک نانومتر و طول چند میکرون)، نانوذرات سیلیس، نانولوله های کربنی، نانوورق های گرافنی، اکسید نقره، اکسیدهای مس، نانوبلورهای نشاسته، نانوالیاف سلولزی، کیتوزان و کیتین اشاره نمود.
عملکرد انواع نانوکامپوزیت های صنعتی در بخش بسته بندی به این شرح است:
حذف اکسیژن
نانوکامپوزیت ها را می توان به عنوان جاذب اکسیژن در بسته بندی ها بهره برد تا با جلوگیری از اکسیداسیون، ماندگاری محصولات غذایی را افزایش دهد. برای مثال نانوکامپوزیت های مبتنی بر خاک رس (کلی) در بطری های پلی اتیلن ترفتالات به حفظ تازگی نوشیدنی های بسته بندی شده کمک می نماید.
سد گاز
نانوکامپوزیت های پلیمری می توانند برای بهبود خواص ممانعت در مقابل گازها در مواد بسته بندی مانند فیلم ها و پوشش ها استفاده شوند. این مساله می تواند به جلوگیری از نفوذ گازهایی مانند اکسیژن، نیتروژن و دی اکسید کربن که منجر به کاهش کیفیت محصولات بسته بندی شده می شوند، کمک نماید.
از انواع نانوساختارهای مورد استفاده برای سد گاز می توان به رس، اکسید فلزات، گرافن و نانولوله های کربنی اشاره نمود. نانوکامپوزیت های مبتنی بر خاک رس برای بهبود خواص پلیمرهایی مانند پلی اتیلن و پلی پروپیلن استفاده می شود. ذرات خاک رس به عنوان یک مانع در مقابل گازها و بخار آب عمل می کنند و در نتیجه ماندگاری طولانی تری برای محصولات بسته بندی شده دارند.
نانوکامپوزیت های مبتنی بر اکسید فلزات مانند دی اکسید تیتانیوم و اکسیدروی دارای خواص فوتوکاتالیستی هستند که می توان از آنها برای بهبود خواص ضدمیکروبی مواد بسته بندی بهره برد.
این اکسیدهای فلزی را می توان در ماتریس های پلیمری برای ایجاد نانو کامپوزیت هایی با خاصیت سد گاز و ضدمیکروبی افزایش داد. نانوکامپوزیت های مبتنی بر گرافن برای ایجاد لایه های مانع گاز برای بسته بندی مواد غذایی استفاده شده اند.
نانوکامپوزیت های مبتنی بر نانولوله های کربنی هم خواص مکانیکی و الکتریکی بسیار خوبی دارند و جهت استفاده در بسته بندی ایده آل هستند. این نانو کامپوزیت ها می توانند برای ایجاد لایه های مانع گاز و رسانا برای بسته بندی استفاده شوند.
ضدمیکروبی
نانوکامپوزیت ها می توانند دارای خواص ضدمیکروبی باشند و از مواد غذایی بسته بندی شده در مقابل فساد ناشی از باکتری ها و سایر میکروارگانیسم ها محافظت کنند. از انواع نانوساختارهای مورد استفاده برای خاصیت ضدمیکروبی می توان به نانوذرات نقره، تیتانیا، اکسیدروی و کیتوزان اشاره نمود.
نانوذرات نقره دارای خواص ضدمیکروبی قوی هستند که آنها را به گزینه ای مؤثر برای بسته بندی مواد غذایی تبدیل می کند. این نانوذرات با رهایش یون نقره می توانند باکتری ها و قارچ ها را از بین ببرند.
نانوذرات دی اکسید تیتانیوم یکی دیگر از نانو مواد محبوب مورد استفاده در بسته بندی مواد غذایی است. این ماده با تولید گونه های اکسیژن فعال عمل می کند که می تواند به سلول های باکتریایی لطمه برساند و از رشد آنها پیشگیری کند.
نانوذرات اکسید روی هم به طور معمول در بسته بندی مواد غذایی استفاده می شود. آنها دارای خواص ضدمیکروبی قوی هستند و می توانند به جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها کمک کنند.
نانوذرات کیتوسان هم یک پلیمر طبیعی مشتق شده از کیتین است که در پوسته سخت پوستان یافت می شود. این نانوذرات دارای خواص ضدمیکروبی قوی هستند و می توان از آنها در بسته بندی مواد غذایی برای جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها بهره برد.
ظروف جدید تولیدشده در یکی از شرکت های آمریکایی دارای نانوذرات نقره با خاصیت ضدباکتری است. به ادعای این شرکت ظروف تولیدی آنها مواد غذایی را ۳ تا ۴ برابر تازه تر نسبت به حالت معمولی نگه می دارد. این ظروف قادر هستند میوه ها، سبزیجات، داروها، نان، پنیر، سوپ، سس و گوشت را در طولانی مدت بدون تغییر رنگ، مزه و خواص غذاییشان نگهداری کنند.
نانوپوشش های محافظ
نانوپوشش ها را می توان روی مواد بسته بندی با ضخامت بسیار نازک تنها در حد چند نانومتر یا حتی کمتر اعمال کرد. آنها می توانند از طیف وسیعی از مواد همچون فلزات، اکسیدها و پلیمرها ساخته شوند. این پوشش ها می توانند با کاهش نفوذپذیری گازهایی مانند اکسیژن و بخارآب، خواص بازدارنده مواد بسته بندی را بهبود بخشند که می تواند به افزایش ماندگاری محصولات بسته بندی شده کمک نماید.
از نقطه نظر عملکردی، نانو پوشش ها هم مانند نانوکامپوزیت ها بوده و عملکردهایی نظیر حذف اکسیژن، ایجاد سد گازی، ایجاد خواص آنتی باکتریال، استواری مکانیکی و محافظت در مقابل اشعه ماوراءبنفش را برای محصولات به ارمغان بیاورند. در نتیجه از نظر پلتفرمی این بخش با بخش نانوکامپوزیت ها مشابهت زیادی دارد.
برای مثال پوشش های نانوسلولزی را می توان بر روی بسته بندی های کاغذی یا پلاستیکی اعمال کرد تا یک مانع قوی در مقابل گازها و مایعات بوجود آورد.
پوشش های اکسید گرافن می تواند روی لایه های مختلف همچون پلاستیک و فلز اعمال شود و محافظت عالی در مقابل نفوذ آب و گاز بوجود آورد.
پوشش های اکسید فلزی در مقیاس نانو مانند دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی را می توان بر روی مواد بسته بندی مواد غذایی اعمال کرد تا مانعی در مقابل اشعه ماوراء بنفش و اکسیژن بوجود آورد. این پوشش ها همین طور دارای خواص ضدمیکروبی هستند که می تواند به افزایش ماندگاری محصولات غذایی کمک نماید.
علاوه براین، می توان از فیلم های چند لایه فوق نازک هم استفاده نمود. در این فیلم ها از لایه های متناوبی از مواد مختلف استفاده می شود که هر کدام خواص خاص خودرا دارند. به عنوان مثال، یک فیلم چند لایه ممکنست از لایه های نایلون، پلی اتیلن و آلومینیوم تشکیل شده باشد که مانع عالی در مقابل اکسیژن و رطوبت باشد.
بسته بندی های فعال و هوشمند
مواد بسته بندی فعال حاوی عوامل فعالی هستند که می توانند با محصول بسته بندی شده برای افزایش کیفیت یا ایمنی آن تعامل داشته باشند. از نانوذرات می توان برای محصور کردن عوامل فعال مانند مواد جاذب اکسیژن یا عوامل ضدمیکروبی، استفاده و به مرور زمان برای حفظ تازگی محصول آزاد کرد.
چارچوب های آلی فلزی، انواع آلوتروپ های کربن، نانوساختارهای اکسید فلزی، لیزوزوم و کیتوسان و انواع ترکیبات آلی را می توان به عنوان ماده فعال در بسته بندی مواد غذایی به کار برد.
بسته بندی های هوشمند از آنجا که غذاها محصولات ظریفی هستند، هوشیاری مداوم در طول چرخه زندگی آنها ضرورت دارد. کیفیت غذا می تواند از نظر میکروبیولوژیکی یا هر پدیده فیزیکی در طول زنجیره تولید تا مصرف تغییر پیدا کند. بدین جهت باید سیستمی وجود داشته باشد که بتواند از نزدیک محصولات غذایی را از مزرعه تا فرآوری و سپس تا رسیدن به مصرف کنندگان نهایی کنترل کند.
علاوه بر این مصرف کنندگان باید بتوانند به اطلاعات دقیقی از مراحل بسته بندی و نگهداری مواد غذایی دسترسی پیدا کنند. این شرایط نیاز به یک رویکرد سیستماتیک دارد که بتواند توانایی بررسی محصولات غذایی را پیش از فرآوری، در طول فرآوری و بعد از فرآوری داشته باشد. برای این منظور می توان از بسته بندی هوشمند جهت بررسی کیفیت محصولات غذایی در طول زنجیره تامین و ارائه اطلاعات لازم به مصرف کننده نهایی بهره برد.
بسته بندی های هوشمند حاوی نانوحسگرهایی هستند که می توان آنها را در مواد بسته بندی ادغام کرد تا تغییرات دما، رطوبت یا ترکیب گاز را تشخیص دهد. این حسگرها می توانند اطلاعات لحظه ای در مورد وضعیت محصول بسته بندی شده را عرضه کنند و به اطمینان از ایمنی و کیفیت آن کمک کنند.
از انواع سنسورهای مورد استفاده در صنعت بسته بندی مواد غذایی می توان به سنسورهای گاز، زیستی، دما، زمان، pH و رطوبت اشاره نمود که جزییات بیشتری از آنها در ادامه معرفی شده است.
حسگرهای گاز
از نانوحسگرها می توان برای تشخیص و نظارت بر گازهای انتشار یافته توسط محصولات غذایی مانند گاز اتیلن آزاد شده توسط میوه ها در هنگام رسیدن یا فساد استفاده نمود. این حسگرها می توانند اطلاعاتی را در زمان واقعی در مورد تازگی و کیفیت غذای بسته بندی شده عرضه کنند.
حسگرهای زیستی
این حسگرها می توانند فاکتورهای بیولوژیکی خاصی مانند پاتوژن ها، آلرژن ها یا سمومی را که ممکنست غذا را آلوده کنند، شناسایی کنند. آنها می توانند در تضمین ایمنی مواد غذایی و ارائه علایم هشداردهنده اولیه مشکلات احتمالی کمک کنند.
بازار
اندازه بازار جهانی فناوری نانو برای بسته بندی مواد غذایی ۱۸.۳۲ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۲ است و پیش بینی می شود که تا سال ۲۰۳۱ با ۱۱.۱۲ درصد رشد ترکیبی سالانه در دوره پیش بینی برای ۲۰۳۱ - ۲۰۲۳ به ۴۶.۵۰ میلیارد دلار برسد.
ارزش سرمایه بازار بسته بندی های هوشمند هم به ۲۹۴۵ میلیارد دلار با شاخص رشد ۶.۲ درصد از سال ۲۰۲۱ تا ۲۰۲۸ خواهد رسید.
منبع: golcharm.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب