فیلم های خوراکی | فیلم های خوراکی در صنایع غذایی

فیلم خوراکی چیست؟ انواع پوشش های خوراکی مواد غذایی کدام اند؟ کاربرد و مزیت استفاده از فیلم های خوراکی در صنایع غذایی چیست؟ سلام خدمت شما دوست عزیز. ممنونیم که علم فود رو برای پیدا کردن پاسخ سوال هاتون در مورد فیلم های خوراکی انتخاب کردید. تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

یکی از دلایل افزایش تولید فیلم های خوراکی در صنایع غذایی ، تمایل مصرف‌کنندگان به خریداری محصولات تازه و باطراوت می ‌باشد. همچنین، از آنجا که زیست تخریب‌پذیر بودن بسته‌بندی، حائز اهمیت است، استفاده از فیلم ‌های خوراکی برای رسیدن به این هدف میتواند قابل توجه باشد. در پست های قبلی علم فود در مورد انواع بسته بندی مواد غذایی، بسته بندی فعال مواد غذایی و بسته بندی هوشمند در صنایع غذایی صحبت کردیم. در این مطلب قصد داریم، به انواع فیلم های خوراکی بسته بندی و انواع پوشش های خوراکی مواد غذایی در صنایع غذایی و کاربردهای آن را بررسی کنیم.

فیلم خوراکی چیست؟

در لغت به فیلم‌های خوراکی، پوشش و یا لفاف خوراکی نیز گفته می‎شود. امروزه این پوشش‎ها تا حد زیادی درحال جایگزینی با پوشش‌های سنتزی هستند.

فیلم های خوراکی به 3دلیل عمده کاربرد فراوانی در صنعت غذا دارند :

زیست‌ -کافت بودن( قابلیت تجزیه شدن را در محیط زیست دارند)
خوراکی بودن
کارآمد بودن در صنعت غذا

فیلم های خوراکی لایه‌ا‌ی نازک از مواد بیوپلیمری با ضخامت 250 میکرومتر هستند. این پوشش‌ها،در سطح یا بین اجزای مواد غذایی قرارگرفته و به عنوان سدی در برابر انتقال مواد (رطوبت، چربی و گازها) عمل میکنند. فیلم ها و پوشش های خوراکی سیستم های امیدوار کننده ای برای بهبود کیفیت غذا، ماندگاری، ایمنی و عملکرد هستند. آنها می توانند به عنوان مواد بسته بندی فردی ، مواد پوشش مواد غذایی ، مواد فعال کننده و برای جدا کردن محتویات مواد ناهمگن درون غذاها استفاده شوند.

کارایی و ویژگیهای عملکردی فیلم های خوراکی بسیار وابسته به ویژگیهای ذاتی مواد تشکیل دهنده فیلم یعنی بیوپلیمرها (مانند پروتئین ها، کربوهیدرات ها و لیپیدها)، نرم کننده ها و سایر مواد افزودنی است. فیلم ها یا پوشش های خوراکی به طور کلی به عنوان لایه نازک مستقل از مواد تعریف می شوند.

پوشش های خوراکی مواد غذایی معمولاً از پلیمرهایی تشکیل شده‌اند که قادر به ایجاد مقاومت مکانیکی در ساختار نازک و مستقل خود هستند. فیلم های خوراکی می توانند کیسه، بسته بندی، کپسول یا پوسته ها را نیز تشکیل دهند. پوشش ها شکل خاصی از فیلم ها هستند که مستقیماً روی سطح مواد غذایی اعمال می شوند.

فیلم ها و پوشش های خوراکی از بیوپلیمرهای خوراکی و مواد افزودنی با ارزش غذایی تولید می‌شوند. پلیمرهای تشکیل دهنده فیلم می توانند پروتئین، پلی ساکاریدها (کربوهیدرات ها) یا لیپیدها باشند. پوشش های خوراکی مواد غذایی کیفیت محصولات غذایی را افزایش می دهد و از آنها در برابر صدمات فیزیکی، شیمیایی و میکروبی محافظت می کند.

طبقه بندی فیلم های خوراکی

فیلم های خوراکی را می توان از نقطه نظرات گوناگون به شرح زیر طبقه بندی کرد:

از دیدگاه تعداد اجزای سازنده فیلم

تک ترکیب یا تک لایه
چند ترکیب یا مرکب

از دیدگاه روش تولید فیلم

فیلم های لایه ای
فیلم های امولسیونی
قالب ریزی شده

از دیدگاه ترکیبات سازنده فیلم

پوشش با پایه پلی‌ساکاریدی :

صمغ های پلی ساکارید، هیدروکلوئیدهایی با وزن قابل توجه مولکولی و محلول در آب هستند. آنها در آب حل می شوند و پیوندهای شدید هیدروژنی با آب ایجاد می کنند. به دلیل اندازه و پیکربندی مولکول‌هایشان، این پلی ساکاریدها توانایی ضخیم شدن و یا تشکیل ژلهای محلول در آب را دارند که در نتیجه پیوند هیدروژن بین زنجیرهای پلیمری و اصطکاک بین مولکولی در معرض برش، هیدروکلوئیدهایی با وزن مولکولی قابل توجه و محلول در آب حل تشکیل میدهند و پیوندهای هیدروژنی فشرده با آب ایجاد می کنند.

فیلم نشاسته اغلب شفاف، بدون بو ، بدون طعم و بی رنگ است. ازجمله موارد فیلم های خوراکی برپایه پلی ساکارید میتوان به نشاسته و مشتقات آن،سلولز و مشتقان آن، پکتین، کیتوزان، کاراگینان، ژلان و لوبیای خرنوب اشاره نمود.

فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی

پروتئین ها مواد اولیه عالی برای فیلم ها و پوشش های خوراکی هستند. توزیع آمینواسیدهای باردار، قطبی و غیر قطبی در امتداد زنجیره پروتئین، پتانسیل شیمیایی تشکیل فیلم توسط پروتئین ها را ایجاد می کند. پروتئین ها دارای گروه های مختلف از نظر عملکرد آمینواسیدها هستند که باعث میگردد مکان های مختلفی را برای فعل و انفعالات شیمیایی دارا باشند. تغییرات شیمیایی می تواند پایداری و پوششش دهی فیلم های خوراکی را بهبود بخشد.

فیلمها و پوشش‌های مبتنی بر پروتئین قابل تجزیه و کمپوست هستند. در طی تخریب، آنها نیتروژن را آزاد می کنند که خاصیت کودی دارد که در سایر فیلم های خوراکی غیرپروتئینی، این ویژگی دیده نمیشود. پپتیدهای فعال زیستی تولید شده هنگام هضم پروتئین ها (به ویژه منابع لبنی) دارای فواید سلامتی ضد فشار خون و مهار رادیکال هستند.

این مقاله رو از دست نده: بسته بندی هوشمند مواد غذایی

فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی ممکن است از پروتئین هایی با منشا حیوانی و گیاهی ساخته شوند. فیلم ها و پوشش های مبتنی بر پروتئین از محلول های تشکیل شده از سه جزء اصلی تهیه می شوند:

پروتئین
نرم کننده (پلاستی سایزر)
حلال

خصوصیات فیلم نهایی تحت تأثیر خصوصیات ذاتی فیلم یا اجزای پوشش و عوامل پردازش خارجی است. از ویژگیهای ذاتی پروتئین‌ها می توان به ترکیب اسیدهای آمینه، تبلور (پروتئین یا نرم کننده)، هیدروفوبی و آب دوستی، بار سطحی ، pH ایزوالکتریک، اندازه مولکول و شکل سه بعدی اشاره کرد. وجود اسید آمینه سیستئین امکان ایجاد پل دی سولفید بالقوه را فراهم می کند و به این صورت اجزای پروتئینی با یکدیگر پیوند برقرار میکنند.

از جمله فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی میتوان به کلاژن، ژلاتین، گلوتن گندم، پروتئین‌های سویا، پروتئین‌های شیر و پروتئین پنبه دانه اشاره کرد که در ادامه برخی از آنها را بررسی می کنیم:

انواع فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی

تولید فیلم های خوراکی بر مبنای پروتئین آب پنیر

آب پنیر یکی از فرآورده های فرعی تولید پنیر است. پروتئین های آب پنیر از نظر تکنولوژی به عنوان پروتئین هایی تعریف می شوند که پس از انعقاد کازئین ها در pH 4.6 و دمای 20 درجه سانتیگراد در سرم شیر باقی بمانند. پروتئین آب پنیر از بتا لاکتوگلوبولین، آلفا لاکتو آلبومین، آلبومین سرم گاوی و ایمونوگلوبین ها تشکیل شده است. فعل و انفعالات پروتئینی بین زنجیره ها، تشکیل فیلم و خصوصیات آن را تعیین می کند.

تولید فیلم خوراکی بر مبنای کلاژن

کلاژن یک پروتئین استرومایی فیبری است که از بافت پیوندی، تاندون ها، پوست، استخوان ها استخراج می شود و از مواد زائد فرآوری گوشت است. کلاژن از سه زنجیره آلفا موازی ساخته شده است که با هم ترکیب می شوند و یک ساختارمارپیچ سه رشته ای ایجاد می کنند. توالی اسیدهای آمینه کلاژن از تکرار 3 اسیدآمینه آلانین، گلایسین، پرولین و هیدروکسی پرولین تشکیل شده است.

تولید فیلم خوراکی بر مبنای ژلاتین

ژلاتین هنگامی تشکیل می شود که کلاژن تحت شرایط اسیدی یا قلیایی در معرض یک عملیات حرارتی ملایم قرار گیرد. کلاژن تا حدی دناتوره می شود، اما با خنک شدن، ساختار مارپیچ سه گانه اصلاح می شود. ماده پروتئینی حاصل ژلاتین نامیده می شود. ژلاتین حاوی مقدار زیادی پرولین، هیدروکسی پرولین، لیزین و هیدروکسی لیزین است.

ژلاتین خاصیت تشکیل ژل خوبی دارد، بنابراین در صنایع غذایی برای غلیظ شدن و بافت‌دهی مواد غذایی استفاده می شود. ژلاتین دارای خاصیت کف کننده عالی است که به تشکیل یک فیلم خوراکی خوب کمک می کند. ژلاتین سال هاست که به عنوان پوشش خوراکی در صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود.

تولید فیلم خوراکی بر مبنای آلبومین تخم مرغ

یکی دیگر فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی، تولید فیلم خوراکی بر مبنای آلبومین تخم مرغ است. آلبومین تخم مرغ دومین ماده اصلی سفید تخم مرغ بعد از آب است. آلبومن تخم مرغ تقریباً 10٪ از وزن كل سفیده تخم مرغ را تشکیل می دهد. آلبومین تخم مرغ دارای پنج بخش اصلی پروتئین است: اووآلبومین، اووترانسفرین، اووموکوئید، اووموسین و لیزوزیم.

در طی دناتوراسیون بر اثر گرما، پروتئین های سفید تخم مرغ ساختارهای پایدار بین مولکولی ایجاد می کنند. در دمای بالاتر از 60 درجه سانتیگراد، تاخوردگی های پروتئین های سفید تخم مرغ باز میشود، گروه های سولفیدریل داخلی می تواند بر شکل گیری پیوند دی سولفید تأثیر بگذارد و آبگریزی سطح افزایش می یابد.

تولید فیلم خوراکی بر مبنای پروتئین سویا

از دیگر فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی میتوان به فیلم های خوراکی پروتئینی بر مبنای پروتئین سویا اشاره کرد. پروتئین سویا از مخلوطی از پروتئین های کروی تشکیل شده است. تقریباً 90٪ پروتئین های سویا بر اساس وزن مولکولی و ضریب ترسیب به 2S ، 7S ، 11S یا 15S دسته بندی می شوند. دو پروتئین اصلی کروی بتا کنگلیسینین (7S گلوبولین) و گلیسینین (11S گلوبولین) هستند که به ترتیب 37٪ و 31٪ پروتئین های سویا را تشکیل می دهند.

مانند سایر پروتئین های تشکیل دهنده فیلم، گلیسینین به عنوان یک ماده ژل ساز، امولسیون کننده و عامل کف کننده شناخته شده است. شرایط گرما و قلیایی می تواند پروتئین های سویا را دناتوره کند و بر روی تشکیل فیلم اثر بگذارد. مشابه بتا لاکتوگلوبولین (پروتئین آب پنیر) ، گلیسینین (پروتئین 11S) نیز طی دناتوراسیون، پیوندهای دی سولفید بین مولکولی ایجاد می کند، که این پیوندها بر خواص کششی فیلم تشکیل شده تأثیر می گذارد.

تولید فیلم خوراکی بر مبنای پروتئین ذرت (زئین)

پروتئین زئین ذرت دارای ویژگی های منحصر به فردی است که با اکثر پروتئین های دیگری که برای فیلم ها و پوشش های خوراکی استفاده می شود مقایسه میگردد. زئین دارای درصد بالایی از آمینو اسیدهای غیر قطبی و نسبت کم اسیدهای آمینه اساسی و اسیدی است. سه آمینو اسید اصلی موجود در پروتئین ذرت، گلوتامین (21-26٪)، لوسین (20٪) و پرولین (10٪) هستند. پروتئین ذرت در آب نامحلول است، ماده ای که بر سد کنندگی فیلم های خوراکی تأثیر می گذارد.

این مقاله رو از دست نده: همه چیز در مورد بسته بندی فعال مواد غذایی

دو بخش عمده این پروتئین، آلفا زئین و بتا زئین است. آلفا زئین در اتانول 95٪ محلول است و تقریباً 80٪ کل پرولامین های موجود در ذرت را تشکیل می دهد، در حالی که بتا زئین در اتانول 60٪ محلول است. هنگامی که زئین به فیلم تبدیل می شود، زئین براق، سخت و ضد چربی است، در مقایسه با اکثر فیلم های پروتئینی دیگر، نسبت به بخار آب دارای نفودپذیری کمتری است. زئین به عنوان پوششی برای قرص های پزشکی مورد استفاده تجاری قرار گرفته و قابلیت استفاده در بسته بندی های زیست تخریب پذیر را دارد.

کاربرد فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی

بر اساس مشخصات و ویژگی های کششی، سدی و ظاهری لازم ، می توان فیلم های خوراکی مبتنی بر پروتئین را برای کاربردهای خاص طراحی کرد. در شرایط فعلی فناوری فیلم های خوراکی، بهترین پتانسیل کاربرد در پوشش های محافظ برای مواد غذایی است. وقتی پوشش های پروتئینی روی سطح غذاها قرار می گیرد، فیلم های خوراکی مبتنی بر پروتئین می توانند از مواد غذایی در برابر آسیب های شیمیایی یا میکروبی محافظت کنند، بنابراین ماندگاری محصول را طولانی می کنند و کیفیت محصول بالا را حفظ می کنند.

اکثر فیلم های خوراکی مبتنی بر پروتئین موانع بسیار خوبی در برابر اکسیژن هستند. این ویژگی برای محافظت موثر از غذاهای پرچرب که به دلیل اکسیداسیون شناخته شده اند و باعث ایجاد طعم های مضر می شوند، مورد استفاده قرار میگیرند. بعنوان موانعی در انتقال انبوه دی اکسید کربن، مشخص شده است که پوششهای مبتنی بر پروتئین باعث افزایش ماندگاری تخم مرغ و میوه های تازه بریده شده می شوند.

کیفیت تخم مرغ به مرور زمان کاهش می یابد زیرا دی اکسید کربن از پوسته مهاجرت می کند و باعث تغییر PH داخلی می شود. این تغییرات pH می تواند به طور مضر بر کیفیت زرده تأثیر بگذارد. ماندگاری تخم مرغ های درجه A با روکش پروتئین آب پنیر، در صورت نگهداری در شرایط آزمایشگاه، می تواند یک هفته بیشتر از تخم مرغ های بدون پوشش افزایش یابد.

در مورد محصولات که تازه برش خورده اند، زمان قهوه ای شدن و رسیدن مهمترین عامل تعیین کننده ماندگاری محصول است. فیلم ها و پوشش های خوراکی پروتئینی که دارای نفوذ پذیری متوسط اکسیژن، دی اکسیدکربن و بخار آب هستند، می توانند با تأخیر در رسیدن، جلوگیری از قهوه ای شدن آنزیمی و به حداقل رساندن از بین رفتن عطر میتوانند موثر باشند.

پوششهای پروتئینی آب پنیر باعث شد که قهوه ای شدن سیب‌های تازه و سیب زمینی به تأخیر بیفتد. فیلم‌های خوراکی بسته بندی استفاده شده برای محافظت از محصولات تازه برش نسبت به بسته بندی اتمسفر اصلاح شده یا اصلاح سطوح بریده شده با اسید اسکوربیک (که مانع از قهوه ای شدن می شود) موثرتر واقع شده است.

مثالی از تشکیل فیلم خوراکی بر پایه پروتئین آب پنیر

فیلمهای خوراکی مبتنی بر پروتئین آب پنیر با حرارت دادن و تابش تولید می شوند.
اتصال متقابل پروتئین با هم، امکان دستیابی به یک فیلم انعطاف پذیر و با کاربری آسان را تسهیل می کند.
فیلمهای مبتنی بر پروتئین آب پنیر حاصل دناتوراسیون بر اثر گرما در دمای 75 تا 100 درجه سانتیگراد در محلول آبی هستند.
بر اثر دناتوراسیون پیوندهای دی سولفیدی بین مولکولی که ساختار فیلم را فراهم می کنند، تشکیل میشوند.
عملیات حرارتی باعث عدم حل شدن پروتئین های آب پنیر در آب می شود،که باعث حفظ یکپارچگی فیلم خوراکی میگردد.

ترکیبات تشکیل دهنده فیلم های خوراکی بسته بندی

نرم کننده ها

نرم کننده ها انرژی فعال سازی را برای انتشار گازها و بخارات از طریق فیلم کاهش می دهند

نرم کننده ها می توانند خاصیت ارتجاعی و انسجام را کاهش دهند.

نرم کننده های مورد استفاده در فیلم های خوراکی عبارتند از مونوساکاریدها (گلوکز)، دی ساکاریدها (ساکارز) ، اولیگوساکاریدها پلی اول ها (سوربیتول، گلیسرول، مانیتول، مشتقات گلیسرول و پلی اتیلن گلیکول ها) و برخی از لیپیدها و مشتقات (فسفولیپیدها ، اسیدهای چرب ، سورفاکتانت ها).

آب به عنوان نرم کننده برای فیلم ها و پوشش های خوراکی عمل می کند و نرم کننده های آب دوست به طور کلی آب اضافی را جذب می کنند.

این مقاله رو از دست نده: صفر تا 100دستورالعمل نشانگر رنگی تغذیه ای

گلیسرول و پروپیلن گلیکول به عنوان پلاستیک کننده نقش ثانویه را نشان می دهد، زیرا به طور قابل توجهی باعث افزایش پیوندهای متقاطع در پروتئین های شیر می شوند (به عنوان مثال کازئینات ها).

بسته به استحکام، فیلم پروتئین آب پنیر به 10 تا 60 درصد نرم کننده احتیاج دارد.

WPI هیدرولیز شده (ایزوله پروتئین آب پنیر هیدرولیز شده) از قابلیت حلالیت و فعالیت امولسیون بیشتری برخوردار است، همچنین آلرژی زایی WPI به دلیل فرآیند هیدرولیز کاهش می یابد.

افزودنی ها

پوشش های خوراکی مواد غذایی می توانند عوامل موثری مانند امولسیون کننده ها، آنتی اکسیدان ها، ضد میکروب ها، مواد مغذی، مواد ضد عفونی کننده و رنگ دهنده های خوراکی باشند.

امولسیفایرها عوامل فعال سطحی با طبیعت آمفی فیلیک هستند که می توانند کشش سطحی بین آب و چربی یا هوا و آب را کاهش دهنند.

امولسیون کننده ها برای تشکیل فیلم‌های پروتئینی یا پلی ساکاریدی حاوی ذرات امولسیون لیپید ضروری هستند.
امولسیفایرها چسبندگی و توانایی مرطوب کنندگی سطح فیلم را کنترل میکنند.

برای دستیابی به فیلم های خوراکی بسته بندی با پوشش فعال، می توان آنتی اکسیدان ها و عوامل ضد میکروبی را در محلول های تشکیل دهنده فیلم قرار داد.

وقتی مواد مغذی و دارویی با هم در فیلم ها و پوشش های خوراکی ترکیب می شوند، می توان از این سیستم برای اهداف دارویی استفاده کرد.

طعم دهنده‌ها و رنگ دهنده‌ها می توانند به ترتیب برای بهبود طعم و افزایش زیبایی ظاهری استفاده شوند.

مزایای فیلم های خوراکی

محافظت از محصول در برابر رشد میکروب‎ها

پوشش‌های خوراکی به سه روش مانع فساد و آلودگی میکروبی می‌شوند :

نامساعدکردن شرایط رشد و فعالیت میکروب‌ها مثل اکسیژن
ممانعت از نفوذ میکروب‌ها به درون محصول
استفاده از ترکیبات ضدمیکروبی در ساختار فیلم‌های خوراکی

ممانعت از افت رطوبت محصول

این ویژگی پوشش‌ها باعث می‌شود که هم ظاهر محصول حفظ شود و هم از افت وزن آن جلوگیری می‌کند. برای مثال از فیلم‌های خوراکی میتوان به عنوان پوششی بر روی محصولات غذایی منجمد استفاده نمود. دراین صورت این پوشش‌ها به جلوگیری از سوختگی انجمادی در محصولات منجمد کمک می‌کنند.

حاوی ارزش غذایی

فیلم های خوراکی به این دلیل‌‌که از بیوپلیمرهای طبیعی مانند کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و لیپیدها ساخته میشوند، دارای ارزش غذایی هستند.

به تعویق انداختن فساد و پلاسیدگی میوه‌ها و سبزی‌ها

فیلم های خوراکی این ویژگی را از طریق کاهش سرعت تنفس اعمال میکنند. بدین صورت‌که فیلم‌های خوراکی، مانع نفوذ اکسیژن به بافت محصول میشوند.

حامل مواد افزودنی

فیلم‌های خوراکی به‌عنوان حامل افزودنی عمل می‌کنند. به این‌صورت که میتوان در ساختار پوشش خوراکی از ترکیباتی مثل، ترکیبات ضدمیکروبی، آنتی‌اکسیدان‌ها‌، رنگ‌ها و … استفاده کرد.

دوره آموزشی متخصص آزمایشگاه مواد غذایی

مجموعه علم فود به عنوان همکار آموزشی سازمان غذا و دارو، دوره آزمایشگاه میکروبی مواد غذایی و آزمایشگاه شیمی مواد غذایی را به صورت کاملا عملی و تحلیلی تهیه کرده است. در این دوره آزمایش های مهم شیمی مواد غذایی از جمله جدول تغذیه ای مواد غذایی که جزء آزمایشات مهم هستند به صورت کاملا عملی آموزش داده شده است. از مواردی که در دوره عملی آزمایشگاه شیمی آموزش داده شده میتوان به اندازه گیری پروتئین، چربی، قند، نمک، اسیدیته، خاکستر، دانسیته، رطوبت و آزمایشات مهم دیگر اشاره کرد.

همچنین در دوره آزمایشگاه میکروبیولوژی مواد غذایی سعی شده چالش های احتمالی در آزمایشگاه میکروبی مواد غذایی بررسی و راه حل هایی برای آن ارائه گردد. نحوه رقت سازی، ساخت محیط کشت، بررسی استاندارد، نحوه افزودن مکمل ها و نحوه کشت و شمارش میکروارگانیسم های مهم و مشترک بین مواد غذایی در این دوره آموزش داده شده است. برای آشنایی با این دوره ها بر روی ثبت نام و شروع یادگیری دوره های شیمی و میکروب کلیک کنید (بعد از گذراندن این دوره ها امکان دریافت گواهی مورد تایید سازمان غذا و دارو با مجموعا 20 امتیاز وجود دارد).