د مني العبد تكتب: الاتجاهات الحديثة في التعبئة والتغليف النشط ودوره في سلامة الغذاء

باحث – معهد تكنولوجيا الأغذية – مركز البحوث الزراعية-  مصر

تُعدّ التعبئة والتغليف من العناصر الأساسية في سلسلة التوريد الغذائية بدءا من الإنتاج الزراعي مرورا بمراحل الحصاد والجمع، التصنيع والمعالجة، التعبئة والتغليف، التخزين والنقل، التوزيع والتجزئة حتى الاستهلاك، حيث تؤثر بشكل كبير على الحفاظ على جودة المنتجات، تحسين جاذبيتها للمستهلك، وتقليل التكاليف البيئية والاقتصادية.

ومع التطور التكنولوجي، شهدت هذه الصناعة اتجاهات حديثة تهدف إلى تعزيز الاستدامة، الذكاء، والوظائف المتعددة للتعبئة والتغليف. مع تزايد الطلب على الأغذية الطازجة والمحفوظة لفترات أطول، أصبح من الضروري تطوير حلول تغليف تضمن سلامة الغذاء مع تقليل الحاجة إلى المواد الحافظة الكيميائية. في هذا السياق، ظهر مفهوم التغليف النشط كبديل مبتكر يساهم في تحسين جودة المنتجات الغذائية من خلال تفاعله المباشر مع الغذاء أو البيئة المحيطة به.

مواد التعبئة وسلامة الغذاء

مواد التعبئة النشطة (Active Packaging Materials) هي نوع متطور من مواد التغليف التي تتفاعل مع الغذاء أو البيئة المحيطة به بهدف تحسين جودة المنتج، وإطالة مدة صلاحيته، وتعزيز سلامته. على عكس التغليف التقليدي الذي يكون خاملاً، لذلك فإن هذه المواد تلعب دورًا نشطًا في التحكم في العوامل المؤثرة على سلامة الغذاء مثل الأكسدة، والرطوبة، ونمو الكائنات الحية الدقيقة. ومن أهم الخصائص الرئيسية لمواد التعبئة النشطة هي:

١- التحكم في الغازات: مثل امتصاص أو إطلاق الأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، والإيثيلين، للمساعدة في الحفاظ على طزاجة المنتجات الغذائية.
٢- تنظيم الرطوبة: امتصاص الرطوبة الزائدة أو إطلاقها للحفاظ على نضارة المنتج.
٣- النشاط المضاد للميكروبات: تحتوي على مواد مضادة للبكتيريا والفطريات تساعد في تقليل خطر التلوث.
٤- إطالة مدة الصلاحية: من خلال تقليل العوامل التي تسبب تلف الأغذية، مثل الأكسدة والتفاعلات الكيميائية.

٥- تحسين سلامة الأغذية عن طريق تقليل نمو الكائنات الحية الدقيقة الضارة.

٦- تقليل الحاجة إلى المواد الحافظة الكيميائية.

٧- تحسين جودة الغذاء من حيث النكهة واللون والقوام.

أمثلة على مواد التعبئة والتغليف النشطة الآتي

١- المواد الممتصة للأكسجين Oxygen Scavengersهي تعمل على إزالة الأكسجين من داخل العبوة لمنع تلف الأغذية القابلة للأكسدة. وتُستخدم في اللحوم المجمدة، منتجات الألبان، والمخبوزات مثل العبوات الي تحتوي على مسحوق الحديد الذي يتفاعل مع الأكسجين ويمتصه.

٢- المواد الممتصة للرطوبة Moisture Absorbersهي التي تتحكم في مستوى الرطوبة داخل العبوة لمنع نمو البكتيريا والفطريات. تُستخدم كثيرا في الأطعمة المقرمشة، الحبوب، والمكسرات مثل أكياس هلام السيليكا (Silica Gel) في عبوات الأغذية الجافة.

٣- المواد المضادة للميكروبات Antimicrobial Packaging هي تحتوي على مركبات تقلل أو تمنع نمو الميكروبات داخل العبوة. وتُستخدم في اللحوم الطازجة، الفواكه والخضروات، ومنتجات الألبان مثل التغليف المحتوي على زيوت طبيعية مضادة للبكتيريا مثل زيت الأوريجانو والزعتر.

٤- المواد المعدلة للجو داخل العبوة Modified Atmosphere Packaging MAP وهي التي تعتمد على تغيير تركيبة الغازات داخل العبوة للحفاظ على نضارة الغذاء لفترة أطول. وتُستخدم في الفواكه، الخضروات الطازجة، واللحوم. وتعتمد على استخدام غازات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والنيتروجين (N₂) لإبطاء تلف الغذاء.

٥- المواد المُطلِقة لمضادات الأكسدة Antioxidant Releasing Packagingوهي التي تطلق مضادات الأكسدة لمنع أكسدة الدهون والحفاظ على جودة المنتجات الدهنية. وتُستخدم في الزيوت النباتية، الشوكولاتة، والأطعمة الغنية بالدهون مثل المركبات الطبيعية مثل فيتامين E وحمض الأسكوربيك والتي يتم دمجها في مواد التغليف.

مزايا وعيوب مواد التعبئة النشطة في الآتي:

من مزايا التعبئة النشطة انها تعمل على:

١- تحسين سلامة الغذاء: تقلل من نمو الميكروبات وتحافظ على نضارة المنتجات.
٢- إطالة فترة الصلاحية: من خلال التحكم في الأكسجين والرطوبة والتفاعلات الكيميائية.
٣- تقليل الفاقد الغذائي: من إطالة العمر التخزيني وفترة الصلاحية للمنتجات الغذائية.
٤- تعزيز ثقة المستهلكين:  التأكد من المحافظة الجيدة على المنتج الغذائي خلال سلسلة التوريد.

أما العيوب يمكن حصرها في:

١- التكلفة العالية: بعض التقنيات الذكية والنشطة تتطلب استثمارات كبيرة.
٢- الحاجة إلى وعي المستهلك: بعض المستخدمين قد لا يفهمون وظائف الملصقات الذكية.
٣-القيود التنظيمية: بعض الدول تضع قيودًا صارمة على استخدام المركبات الكيميائية في التعبئة.

الفروق بين التعبئة التقليدية والتعبئة النشطة من حيث المميزات والعيوب فيما يلي:

١- التعبئة التقليدية Conventional Packaging

هي الطريقة الأساسية لحماية المنتجات الغذائية من العوامل الخارجية مثل التلوث، الرطوبة، الأكسجين، والضوء، دون أن يكون لها أي تأثير مباشر على جودة الغذاء أو سلامته. يعتمد هذا النوع من التغليف على مواد مثل البلاستيك، الزجاج، الورق، والمعادن، والتي تعمل كحاجز لمنع التلف الميكروبي أو الفيزيائي.

الخصائص الرئيسية للتعبئة التقليدية:

١- الحماية الفيزيائية: تمنع التلف الميكانيكي أثناء النقل والتخزين.
٢- منع التلوث: تحافظ على الغذاء من التلوث البيئي والبكتيري.
٣- التحكم في الرطوبة: بعض المواد تمنع دخول أو خروج الرطوبة للحفاظ على المنتج.
٤- سهولة الطباعة والتصميم: تُستخدم لطباعة المعلومات التسويقية والتعليمات الغذائية.
٥- تكلفة منخفضة: تُعتبر أكثر اقتصادية وأسهل في الإنتاج.

العيوب

١- لا تتفاعل ايجابياً مع الغذاء للحفاظ على جودته.
٢- يمكن أن تساهم في التلوث البيئي بسبب استخدام البلاستيك غير القابل للتحلل.
٣- لا تساهم في تحسين خصائص وجودة الغذاء المعبأ.

أمثلة: عبوات البلاستيك والزجاج التقليدية للعصائر والمياه – عبوات الورق المقوى للحبوب الغذائية – رقائق الألمنيوم المستخدمة في تعبئة الأطعمة الساخنة.

٢- التعبئة النشطة (Active Packaging)

كما تم التعريف سابقا فهي أنظمة تعبئة تتفاعل مع البيئة الداخلية للعبوة من خلال إطلاق أو امتصاص بعض المركبات للحفاظ على جودة الأغذية لفترة أطول.

وتتميز اهم خصائصها في انها:

١- تحافظ على جودة ونضارة الطعام لفترة أطول.
٢- تقلل من نمو الميكروبات عن طريق إضافة مواد مضادة للبكتيريا.
٣- تساهم في تقليل الحاجة إلى المواد الحافظة الكيميائية.
٤- يمكن أن تمتص أو تطلق الغازات للحفاظ على البيئة الداخلية المناسبة للغذاء.

العيوب:

١- قد تزيد من تكلفة التغليف بسبب المواد المستخدمة.
٢- تحتاج إلى تنظيم دقيق لضمان سلامة المواد المضافة.
٣- قد تؤثر على نكهة أو رائحة المنتج إذا لم يتم استخدامها بشكل صحيح.

أمثلة: أكياس ماصة للأكسجين في عبوات الأغذية المجففة مثل القهوة – عبوات تحتوي على مضادات الميكروبات مثل زيت الأوريجانو أو الفضة النانوية – أنظمة تعديل الغلاف الجوي (MAP) للحفاظ على نضارة اللحوم والفواكه والخضروات.

الأمثلة الناجحة لتطبيق هذه التقنيات في قطاع الأغذية:

أولًا: أمثلة على الأغلفة النشطة (Active Packaging)

١- أكياس امتصاص الأكسجين في منتجات القهوة والشاي كعبوات القهوة المطحونة والمعبأة مسبقًا وتتلخص كيفية عملها في انها تحتوي العبوات على أكياس صغيرة تحتوي على مسحوق الحديد، والذي يتفاعل مع الأكسجين داخل العبوة، مما يقلل نسبة الأكسجين ويمنع أكسدة القهوة أو الشاي، مما يحافظ على نكهتهما وجودتهما لفترة أطول.

٢- عبوات اللحوم الطازجة بتقنية تعديل الغلاف الجوي (MAP) في منتجات اللحوم الطازجة والدواجن وتتلخص كيفية عملها في ان هذه التقنية تعتمد على تعديل نسب الغازات داخل العبوة، حيث يتم تقليل نسبة الأكسجين واستبداله بغازات مثل النيتروجين وثاني أكسيد الكربون، مما يقلل نمو البكتيريا ويحافظ على لون ونضارة اللحوم لفترة أطول.

٣- أغلفة مضادة للميكروبات في منتجات الألبان مثل منتجات الجبن المعبأ وتتلخص كيفية عملها في انه يتم دمج مواد طبيعية مضادة للبكتيريا (مثل اللاكتوفيرين والإنزيمات المضادة للميكروبات) في غلاف الجبن لمنع نمو الفطريات والبكتيريا، مما يطيل فترة صلاحية الجبن ويحافظ على جودته.

٤- أغلفة تطلق مضادات الأكسدة في الشوكولاتة والمخبوزات مثل منتجات الشيكولاته الداكنة والمخبوزات وتتلخص كيفية عملها في انه يتم تضمين مواد طبيعية مضادة للأكسدة مثل فيتامين E في مواد التغليف، والتي يتم إطلاقها تدريجيًا للحفاظ على نضارة المنتج ومنع تأكسد الدهون والزيوت الموجودة فيه.

النتائج والفوائد المحققة من تطبيق الأغلفة النشطة هي

١- إطالة فترة صلاحية المنتجات: بفضل تقنيات امتصاص الأكسجين وإطلاق مضادات الأكسدة.
٢- تقليل هدر الغذاء: من خلال استخدام ملصقات النضارة ومؤشرات الزمن والحرارة.
٣- – ضمان السلامة والجودة الغذائية وتقليل هدر الغذاء من خلال الأغلفة المضادة للبكتيريا والمراقبة الذكية لحالة المنتجات وتحسين ثقة المستهلكين.

تحديات تواجه منظومة التغليف

بالرغم من كل هذه المميزات التي تم ذكرها الا انه تواجهنا بعض التحديات وتتلخص في
١- الحاجة إلى مزيد من الدراسات لضمان سلامة بعض المواد المستخدمة في هذا التطبيق.
٢- الحاجة إلى تطبيق اللوائح والتشريعات التنظيمية لضمان الامتثال لمعايير السلامة.

لذا فمستقبلا يحب علينا الاخذ في الاعتبار محاولة تنفيذ ما يلي:
١- زيادة دعم الأبحاث والتطوير للوصول إلى حلول أكثر استدامة وذكاء وأقل تكلفة للحفاظ على سلامة وجودة الأغذية.
٢- تعزيز استخدام الأغلفة المستدامة القابلة للتحلل بيئيًا.

٣- من الضروري زيادة الوعي بين الشركات والمستهلكين حول فوائد هذه التقنيات. الحديثة في مجال التعبئة والتغليف لمواكبة التطور التكنولوجي الحادث في مجال الأغذية.

١- مراجع أكاديمية وبحوث علمية

New Developments in Food Packaging “Food Packaging, Quality Preservation, Active & Intelligent Packaging, Edible Films & coating” Dr. Laila A. El- Sebaiy and Dr. Mona A. El Abd volume 1, Al-Maaref Estab. Galal Hazzi& CO. 2017.

Caner, C., Yüceer, M., & Harte, B. (2024). Trends in Sustainability and Innovative Food Packaging Materials: An Overview. Akademik Gıda, (Yeşil Dönüşüm Özel Sayısı), 65-77

Realini, C. E., & Marcos, B. (2014). “Active and intelligent packaging systems for a modern society.” Meat Science, 98(3), 404–419.

Vanderroost, M., Ragaert, P., Devlieghere, F., & De Meulenaer, B. (2014). “Intelligent food packaging: The next generation.” Trends in Food Science & Technology, 39(1), 47-62.

Robertson, G. L. (2005). “Food Packaging: Principles and Practice” (3rd ed.). CRC Press.

٢- مراجع من منظمات دولية وهيئات علمية

Food and Agriculture Organization (FAO)

European Food Safety Authority (EFSA)

Institute of Food Technologists (IFT)