खाद्य पैकेजिंग में एल्गल पॉलीसेकेराइड का अनुप्रयोग

वर्तमान में, प्लास्टिक प्रदूषण धीरे-धीरे जलवायु परिवर्तन के बाद दुनिया का दूसरा सबसे गंभीर पर्यावरणीय मुद्दा बनता जा रहा है, जो वैश्विक सतत विकास के लिए बड़ी चुनौतियाँ पैदा कर रहा है। चीन दुनिया में प्लास्टिक का सबसे बड़ा उत्पादक और उपभोक्ता है। पेट्रोलियम उत्पादों से बने सिंथेटिक प्लास्टिक का उपयोग खाद्य पैकेजिंग उद्योग में व्यापक रूप से किया जाता है। पारंपरिक प्लास्टिक पैकेजिंग अक्सर गैर-पुनर्चक्रण योग्य, गैर-बायोडिग्रेडेबल होती है, और इसकी पुन: प्रयोज्यता खराब होती है, जिससे लैंडफिल और महासागरों में प्लास्टिक कचरा तेजी से जमा होता है, जिससे गंभीर पर्यावरणीय और स्वास्थ्य समस्याएं पैदा होती हैं। इसके अलावा, प्लास्टिक में माइक्रोप्लास्टिक्स और विषाक्त योजक भी खाद्य श्रृंखला के माध्यम से जमा हो सकते हैं।

बायोपॉलिमर से बनी बायोडिग्रेडेबल पैकेजिंग सामग्री गैर-बायोडिग्रेडेबल पेट्रोलियम आधारित पैकेजिंग सामग्री की जगह ले सकती है, जिससे पर्यावरण प्रदूषण कम हो सकता है। बायोपॉलिमरों में, पॉलीसेकेराइड प्रचुर मात्रा में, कम लागत वाले, गैर विषैले, नवीकरणीय और पर्यावरण के अनुकूल हैं। कैरेजेनन, एल्गिनेट, एगर और उलवन जैसे अल्गल पॉलीसेकेराइड में एंटीवायरल, जीवाणुरोधी, एंटी-इंफ्लेमेटरी, एंटीऑक्सिडेंट, एंटीट्यूमर और प्रतिरक्षा नियामक गुण जैसी जैविक गतिविधियां होती हैं, और दवा, भोजन, सौंदर्य प्रसाधन और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। साथ ही, शैवाल पॉलीसेकेराइड में अच्छी फिल्म बनाने के गुण, कुछ यांत्रिक शक्ति और अच्छा गैस अवरोधक प्रदर्शन होता है, जो उन्हें पर्यावरण के अनुकूल प्लास्टिक पैकेजिंग विकसित करने के लिए उपयुक्त बनाता है जो भोजन की गुणवत्ता और माइक्रोबियल सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

आमतौर पर, एल्गल पॉलीसेकेराइड को अक्सर पॉलीसैकेराइड कंपोजिट के रूप में खाद्य पैकेजिंग सामग्री में लागू किया जाता है। पॉलीसेकेराइड आधारित पॉलिमर को संशोधित करने के तरीकों में पॉलीसेकेराइड का रासायनिक संशोधन, प्राकृतिक या रासायनिक योजक (जैसे प्लास्टिसाइज़र, सर्फेक्टेंट, एंटी-ब्राउनिंग एजेंट, आदि) जोड़ना, विभिन्न प्रकार के पॉलिमर के साथ मिश्रण करना, मल्टीलेयर फिल्मों को डिजाइन करना और नैनोकणों को जोड़ना शामिल है। ये विधियाँ नए प्रकार की खाद्य पैकेजिंग विकसित करने के लिए उपयोग की जाने वाली पॉलीसेकेराइड मिश्रित सामग्री का उत्पादन कर सकती हैं।

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खाद्य फिल्में और कोटिंग्स

ठाकुर एट अल. [2] उच्च तन्यता ताकत (116.5 N/m²), मध्यम घुलनशीलता (63.22%), और कम जल वाष्प पारगम्यता (3.55×10⁻¹¹ g·Pa⁻¹·s⁻¹·m⁻¹) के साथ एक खाद्य कोटिंग बनाने के लिए चावल के स्टार्च/ι-कैरेजेनन/स्टीयरिक एसिड/ग्लिसरॉल/ट्वीन 20 का उपयोग किया जाता है, जिससे एक खाद्य पदार्थ बनता है। फलों की सतह पर परिरक्षक कोटिंग.

पेरेटो एट अल. [3] सोडियम एल्गिनेट/अजमोद फिनोल/मिथाइल सिनामेट का उपयोग करके एक खाद्य कोटिंग तैयार की गई, जिसे इलेक्ट्रोस्टैटिक छिड़काव या ब्रशिंग विधियों का उपयोग करके ताजा स्ट्रॉबेरी पर लगाया जा सकता है। पारंपरिक गैर-इलेक्ट्रोस्टैटिक छिड़काव विधियों की तुलना में, यह दृष्टिकोण फलों की दृढ़ता और अन्य यांत्रिक गुणों में सुधार करता है, जबकि उच्च प्राकृतिक रोगाणुरोधी गतिविधि प्रदान करता है, स्ट्रॉबेरी की ताजगी को बेहतर बनाए रखता है।

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सक्रिय पैकेजिंग

सक्रिय पैकेजिंग न केवल बाहरी परिस्थितियों के खिलाफ एक निष्क्रिय बाधा प्रदान करती है बल्कि खाद्य संरक्षण और गुणवत्ता निगरानी में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। सक्रिय पैकेजिंग में सक्रिय यौगिक भोजन या पर्यावरण से नमी, कार्बन डाइऑक्साइड, ऑक्सीजन या एथिलीन को हटा सकते हैं, या जीवाणुरोधी, एंटीऑक्सिडेंट और स्वाद बढ़ाने वाले प्रभाव प्रदान कर सकते हैं।

चित्र 1 सक्रिय पैकेजिंग के लिए शैवाल पॉलीसेकेराइड पर आधारित खाद्य फिल्में और कोटिंग्स [1]


κ - और ι - कैरेजेनन, ग्लिसरॉल और लापाचो अर्क से तैयार खाद्य फिल्मों में अच्छी एंटीऑक्सीडेंट गतिविधि होती है, जो फलों और सब्जियों के शेल्फ जीवन को बढ़ाने में मदद करती है [4]। खातिर में लैक्टोबैसिलस से अगर और निसिन से बनी रोगाणुरोधी फिल्में पनीर पैकेजिंग में इस्तेमाल होने वाले पारंपरिक एल्यूमीनियम पन्नी की जगह ले सकती हैं [5]। पॉलीसेकेराइड मिश्रित फिल्मों में जीवाणुरोधी धातु नैनोकणों को जोड़ने से रोगाणुरोधी प्रभाव में काफी वृद्धि हो सकती है। पुलुलान/कैरेजेनन CuS नैनोकणों/D{7}}लिमोनेन से विकसित सक्रिय खाद्य पैकेजिंग फिल्में खाद्य जनित रोगजनकों के खिलाफ अच्छी जीवाणुरोधी गतिविधि प्रदर्शित करती हैं [6]। पराबैंगनी प्रकाश भोजन की उम्र बढ़ने और खराब होने को बढ़ावा देने वाला एक प्रमुख कारक है। यांग एट अल. [7] सोडियम एल्गिनेट/पॉलीविनाइल अल्कोहल फिल्मों में जैव-प्रेरित डोपामाइन-15-मेलेनिन ठोस नैनोकणों को एकीकृत करके यूवी अवरोधक और थर्मल इन्सुलेशन गुणों वाली सक्रिय फिल्में विकसित की गईं।

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बुद्धिमान पैकेजिंग

इंटेलिजेंट पैकेजिंग उपभोक्ताओं को पैक किए गए खाद्य पदार्थों की गुणवत्ता और सुरक्षा पर त्वरित, गैर-विनाशकारी, वास्तविक समय पर जानकारी प्रदान कर सकती है।

इनमें से, वर्णमिति पीएच सेंसर फिल्में भंडारण के दौरान भोजन की ताजगी का आकलन करने के लिए एक सुरक्षित, गैर-विनाशकारी विधि प्रदान करती हैं। कैरेजेनन और प्राकृतिक मिश्रित रंगों से विकसित कलरिमेट्रिक पीएच सेंसर फिल्में 1.0{10}}12.0 की पीएच रेंज में स्पष्ट रंग परिवर्तन (लाल {3} बैंगनी- नीला - हरा- पीला) प्रदर्शित करती हैं, और भोजन के खराब होने का पता लगाने के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है [8]। रास्पबेरी पोमेस अर्क को पेक्टिन/सोडियम एल्गिनेट/ज़ैंथन गम मिश्रित फिल्मों में शामिल करके तैयार की गई कलरिमेट्रिक फिल्में 5-10 की पीएच रेंज में गुलाबी - लाल - भूरा {{13} नीला- गहरे हरे रंग में ध्यान देने योग्य रंग परिवर्तन दिखाती हैं, जो उन्हें प्रोटीन युक्त खाद्य पदार्थों की ताजगी का पता लगाने के लिए उपयोगी बनाती हैं [9]।

चित्र 2 स्मार्ट पैकेजिंग और ताजगी संकेतकों का योजनाबद्ध आरेख