بررسی تاثیرات جانبی استفاده از PET به عنوان یک ماده بسته بندی در خصوصیات کیفی شیر استریلیزه و پاستوریزه

بررسی تاثیرات جانبی استفاده از PET به عنوان یک ماده بسته بندی در خصوصیات کیفی شیر استریلیزه و پاستوریزه

اسلاید 1: بررسي تاثيرات جانبي استفاده از PETبه عنوان يك ماده بسته‌بندي در خصوصيات كيفي شير استريليزه و پاستوريزه

اسلاید 2: فرمول شيميايي و ساختار PET:پلي اتيلن ترفتالات

اسلاید 3: مزاياي استفاده از PET در صنايع‌لبني:1- خصوصيات فيزيكي و مقاومت خوب در برابر فشارهاي حمل و نقل 2- خصوصيات ممانعت كنندگي در برابر عبور و مرور گازهاي O2 و CO23- بهداشت مناسب4- آسان براي دوخت حرارتي5- سازگار با محيط زيست 6- قابل رويت بودن محصول براي مشتري وقتي مي‌سوزدCO2+H2OPET

اسلاید 4: انواع PET و ميزان عبور نور از آن‌ها و خواص حفاظتي آنها درمقايسه با پلي‌مرهاي ديگر جهت بسته‌بندي شير:1- PET شفاف و معمولي يك بطري PET شفاف حاوي شير به طور طبيعي تنها محتويات شير را در برابر طيف نور، تنها تا طول موج nm320 محافظت مي‌كند. در حاليكه طيف نوري كه باعث ايجاد طعم بد و تخريب ويتامين‌هاي شير مي‌شود بين طول موج nm500-nm380 مي‌باشد.

اسلاید 5: به منظور حفاظت نوري بالاي nm 320 نياز داريم به طراحي يك PET رنگي يا افزودن يك افزودني يا رنگدانه مخصوص مثل اكسيد تيتانيوم (Tio2) كه يك بطري PET سفيد ممانعت كننده عبور اشعه U.V (ماوراء بنفش) را توليد كند.اما تيتانيوم دي اكسيد تنها يك پايه مواد است، امروزه بين PETهاي رنگي در نوع رنگ بطري در محافظت در برابر عبور نور و سطح قابل رويت شير رقابت وجود دارد كه نمونه آن نمودار درصد عبور نور از بطري‌هاي رنگي شير در يك كارخانه لبني در آلمان است كه بصورت زير است:

اسلاید 6:

اسلاید 7: راه ديگر covering up يا پوشش كامل سطح بطري با Labelهايي است كه ضمن دادن اطلاعات لازم تغذيه‌اي به مشتري از عبور نور به درون بطري جلوگيري مي‌كنند.البته بايد توجه داشت كه تركيبي از سيستم حفاظتي رنگي و استفاده از افزودني جاذب U.V يك سيستم كامل را براي نگهداري شير در برابر عبور نور ايجاد مي‌كند به شرطي كه:توزيع رنگدانه و افزودني U.V در سطح بطري يكنواخت باشد.

اسلاید 8: مقايسه‌اي بين PET و پلي‌مرهاي ديگر در بسته‌بندي شير:بر اساس يك تحقيق كه در موسسه پلي‌تكنيك دانشگاه ويرجينيا آمريكا انجام شده است شير بسته‌بندي شده در ظروف HDPE مقادير بالاتري از تركيبات بدطعم حاصل از اكسيداسيون، نسبت به شيري كه در بطر‌يهاي PET با ممانعت‌كننده نوري اشعه U.V بسته‌بندي شده، نشان مي‌دهد اما اين تركيبات در بطري‌هاي PET شفاف بيشتر است، چون HDPE از PET كدرتر مي‌باشد.

اسلاید 9: مقايسه بين ميزان عبور و مرور گازها بخصوص اكسيژن در انواع پلي‌مرهاي بسته‌بندي: نتايج اين جدول نشان مي‌دهد كه PET كمترين ميزان عبور ومرور گازها بخصوص O2 به درون بسته‌بندي دارد. پس با يك مانع نوري حفاظت آن در برابر اكسيداسيون شير تكميل مي‌شود.

اسلاید 10: در يك تحقيق انجام شده برگرفته از مجلة انجمن لبني آمريكا در سال 2005 تعدادي از بطري‌هاي PET با يكديگر در ارتباط با توانايي آنها در مورد جلوگيري از اكسيداسيون نوري در شير نيمه پس چرخ UHT با 3/1% چربي مقايسه شدند. 1- بطري PET سه لايه‌اي بصورت (White-Black-White) كه تحت عنوان PET-1 نامگذاري شد.2- بطري PET-2 سه لايه‌اي همراه با يك لايه داخلي باند كننده اكسيژناين لايه داخلي شامل Nylon+Scavenger Oxygen مي‌باشد.3- بطري شفاف PET-3 كه از يك جاذب اشعه UV كه بصورت افزودني به PET اضافه شده است، تشكيل يافته است.4- بطري PET-0 كه يك بطري ‍PET سه لايه مثل PET-2 است كه بعنوان نمونه شاهد فقط در تاريكي نگهداري مي‌شود.

اسلاید 11: دو نوع تجربه نگهداري انجام مي‌شود:1- در مطالعه اول كه تابش مداوم است بطري هاي PET به غير از PET-0 به طور مداوم به مدت 2 ماه نور تابيده مي‌شود.2- در تجربه دوم در طول سه هفته اول نگهداري همه بطري‌ها در تاريكي نگهداري شده و بعد از آن 13 روز نور مي‌بينند و سپس دوباره در تاريكي نگهداري مي‌شود. البته نمونه شاهد شامل اين تجربه نمي‌شود.

اسلاید 12: نتايج حاصله:Fig 11- مطابق نظر فدراسيون جهاني لبينات هيچ بسته‌بندي نبايد نور را بيش از 2% در nm400 و 8% در nm500 عبور دهد تا اينكه بتواند مواد غذايي لبني را در مقابل اكسيداسيون نوري محافظت نمايد.مطابق نمودار بطري PET-2 عبور نور به ميزان %80-70 را در طول موج nm800-nm310 نشان داده و PET-3 (با لايه محافظ در برابر U.V) تنها 2/0 تا 5/0% عبور نور nm400 (نزديك به صفر) و PET-1كه سه لايه با لايه مياني تيره مي‌باشد كمترين ميزان عبور نور در ساير طول موج‌ها را داراست.

اسلاید 13: Fig 22- طبق اين نمودار‌ها چه در مطالعه تابش مداوم نور و چه تابش شبيه‌سازي شده مشابه بطري‌هاي سطح فروش تخريب ويتامين‌هاي A و ريبوفلاوين در PET سه لايه تيره حداقل مي‌باشد. اما در PET-2 (شفاف با لايه باند كننده اكسيژن) و PET-3 (با جاذب UV) به ترتيب پس از 22 روز تحت نور قرار گرفتن و 41 روز نيمي از ويتامين A را از دست مي‌دهيم. بنابراين PET-1 تقريبا مشابه نمونه شاهد ك ه در تاريكي نگهداري شده بود عمل مي‌كند و بالاترين حافظت را انجام مي‌دهد.Caldman و همكارانش ثابت كردند كه PET‌اي كه 95% از عبور U.V محافظت مي‌كند و آن را جذب مي‌كند مي‌تواند از شكستن از VitA در يك زمان 18 روزه جلوگيري كند.

اسلاید 14: Fig-3 تعيين ميزان اكسيداسيون چربي شير از طريق اندازه‌گيري عدد پروكسيد.اينجا هم همانند اكسيداسيون نوري VitA بر اساس نمودار PET-1 شاهد عدد پروكسيد نزديك به صفر است (در هر دو مطالعه)

اسلاید 15: Fig 4آناليز Head Space بطري‌ها با استفاده از Gas Chromatography نشان مي‌دهد كه تنها روند افزايش تركيبات بدبو و بد طعم ناشي از فتواكسيداسيون مثل: پنتانال و دي متيل دي سولفيد و Hexanal تنها در بطري‌هايي كه يا داراي فيلتراسيون رنگي يا فيلتر UV مي‌باشند به صورت ناچيز در طول زمان باقي مي‌ماند. آناليز حسي و چشايي توسط گروه Panelist حرفه‌اي نيز مؤيد نتايج فوق مي‌باشد.

اسلاید 16: Fig 5اين نمودارها نيز بيانگر اين هستند كه رنگ سفيد متمايل به زرد شير به علت شكستن ريبوفلاوين و Vit A و Bكاروتن به مرور زمان كاهش يافته و شاخص b* كاهش يافته و در عوض بر اثر واكنش‌هاي قهوه‌اي شدن در اثر شكستن Tryptophane و Tyrosine تحت تاثير نور رنگ قرمز يا شاخص a* افزايش مي‌يابد بجز در مورد شيرهاي بسته‌بندي شده در بطري‌هاي PET-1 و PET-3 .در همه بررسي‌هاي فوق يك بطري PET مثل PET-1 كه داراي سه لايه و WHITE- BLACK-white مي‌باشد.

اسلاید 17: مهاجرت Acetaldehydeها از PETبه درون شيروايجاد :Off-Flavorاستالدئيدها در طول پوليمريزاسيون فاز مايع و هنگامي كه گروه انتهايي (OH) از زنجيرة اصلي پلي‌مرها به وسيله حرارت تجزيه مي‌شود ايجاد مي شود. باقيماندة استالدئيد در اجزاي نهايي بسته‌بندي وجود داشته و مقادير ناچيز آن به طور معكوس طعم و بوي مادة غذايي و آشاميدني را تغيير مي‌دهد .آستانه چشايي براي احساس در شير 67ppb مي‌باشد. راه حل توليد PET با ميزان درجه كم Acetaldehyde است يا اينكه از يك سري تركيباتي كه به عنوان Scalping agent استفاده نمود تا Acetaldehyde سطح PET در تماس با شير خارج كنيم.از طرفي ديگر طبق دستورالعمل FDA آمريكا در آگوست 2006 در خصوص توليد كليه ظروف بسته‌بندي استفاده از فاكتور مصرف 05/0% به عنوان حد مجاز براي مصرف Recycled Polymer براي مصرف خوراكي و در تماس با مواد غذائي مجاز است كه در كشور ما عملا اين ميزان مصرف پلاستيك ‌هاي بازيافتي به مراتب بيشتر است، بنابراين با ميزان مهاجرت مونومرهاي بيشتر و off-flavor هاي بيشتري به درون شير مواجه خواهيم بود.