Bài giảng bao bì sản phẩm: Chương 1 - Tổng quan về food packacging

Active packaging uses inserts in packages to help control the environmental composition inside the packaging material. Inserts include oxygen scavengers, ethylene scavengers, moisture regulators, and antimicrobial agents (Mauer and Ozen 2004).

Phát triển bao bì cho sản

phẩm thực phẩm

Learning Objectives

After studying this chapter, you should be able to understand:

 Disadvantages of food packaging

 Package materials and structures

 Steps to determining packaging

 Issues and Concerns

Bảo vệ/bảo quản

Bao bì có chức năng như một rào cản giữa thực phẩm và môi trường:

+ Ngăn ẩm: cà phê hoặc đường kẹo, chiên hoặc bánh mì khô, rau quả…

+ Ngăn oxy: làm chậm quá trình oxy hóa, các sản phẩm hư hỏng liên quan Lipid và các thành phần hương liệu bị ảnh hưởng do tiếp xúc với oxy

+ Giữ carbon dioxide: bia, rượu sâm banh, rượu sủi tăm, và các đồ uống có gas

+ Giữ hợp chất dễ bay hơi ảnh hưởng đến mùi vị

+ Ngăn sự hấp thu của mùi và hương vị từ môi trường ngoài thấm vào

Chứa đựng

Giữ hoặc chứa các sản phẩm thực phẩm: rắn, lỏng và nhũ tương

Các sản phẩm như đồ uống có gas và bia không thể giữ mà không có bao bìHay là sự lão hóa của các loại rượu vang và pho mát đòi hỏi bao bì đặc biệt

Chức năng bao bì thực phẩm (tt)

Vệ sinh

Duy trì tính toàn vẹn, vệ sinh, và an toàn của các sản phẩm

Bao bì thực phẩm giúp giảm sự hư hỏng thực phẩm, giảm thiểu sự mất mát giá trị dinh dưỡng và chức năng của sản phẩm dưới tác động của môi trường

Sự hiện diện của các mảnh vỡ, tạp chất, vi sinh vật, và phân của

côn trùng và động vật gặm nhấm trong các sản phẩm thực phẩm cố ý hoặc tiếp xúc thông thường của con người và tiềm năng của nó đối với lây nhiễm cho sản phẩm

Hỗ trợ quá trình sản xuất để đảm bảo an toàn: sản phẩm thực phẩm ướt như rau và thịt được xử lý nhiệt trong hộp kim loại kín, lọ thủy tinh, túi nhựa hoặc khay để tiêu diệt vi sinh vật phổ biến và để đảm bảo chống xâm nhập của các vi sinh vật khác sau khi khử trùng

Chức năng bao bì thực phẩm (tt)

Nhóm hoặc tập hợp

•Nhóm hoặc tập hợp đơn vị sản phẩm riêng lẻ giúp phân phối, tiếp thị, hoặc mua dễ dàng hơn, Ví dụ, thùng bia, một tải pallet của 360 gói mì Việc này làm giảm số lượng thao tác trong phân phối và do đó có thể làm giảm khả năng thiệt hại

Phương tiện liên lạc

•Liên kết giữa người tiêu dùng hoặc người dùng và các nhà sản xuất/nhà tiếp thị, ở cả các điểm mua hàng và các điểm sử dụng

•Thông tin truyền thông đồ họa trên bề mặt của các gói thực phẩm

Màu sắc, thương hiệu, có thể kích thước, giá cả, thành phần, giá trị

dinh dưỡng, nguồn hướng dẫn, cảnh báo, bảo hành,… thông tin và vẽ đẹp của bao bì là lời hứa cho người tiêu dùng về những gì có bên trong gói đó

Chức năng bao bì thực phẩm (tt)

Phân tán và phân phát

Bao bì thường tạo điều kiện cho việc sử dụng an toàn và tiện lợi của sản

phẩm Ví dụ: bình chứa có thể có push-pull, thùng gổ rượu có vòi rót, muối

và hạt tiêu lọ và hộp đựng gia vị có thể có khe hở mà qua đó sản phẩm phân tán đều khí trút ra

Ngăn ngừa mất trộm

Để ngăn chặn các vấn đề này, một phương pháp nhận dạng tự động dựa trên việc lưu trữ dữ liệu từ xa, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID RFID là Radio Frequency Identification (Nhận dạng tần số sóng vô tuyến)

Chống giả mạo

Kiểm tra bằng chứng của sự giả mạo và sản xuất bao bì chống giả mạo giờ đây đã trở thành chức năng thiết yếu của người làm bao bì

Chức năng bao bì thực phẩm (tt)

Những chức năng khác

Giúp phân chia định lượng trọng lượng, đo

lường, hoặc số lượng theo chuẩn

Tạo điều kiện sử dụng sản phẩm cho người tiêu

dùng (ví dụ: vòi, nút push-pull…)

Bao gói sau khi sử dụng có thể dùng cho mục

đích khác Ví dụ, bọc nhựa, túi giấy xốp, hoặc

khay, thùng cáctông…

Chức năng bao bì thực phẩm (tt)

Bao bì thực phẩm: ưu điểm – purposes

• Bảo vệ các sản phẩm thực phẩm từ tác nhân hư hỏng, giảm thiểu chất thải và hiệu quả trong hệ thống phân phối thực phẩm (kéo dài thời gian bảo quản, vệ sinh, àn toàn)

• Việc sử dụng bao bì đúng cách làm giảm đáng kể rác thải, chất thải và rác tại đường phố và dòng chất thải rắn (ít khai thác tài nguyên thiên

nhiên, bảo vệ môi trường, tận dụng rác thải chế tạo bao gói)

• Bao bì thực phẩm và chất lượng cuộc sống: Có bao bì, các sản phẩm

thực phẩm được vận chuyển khoảng cách dài hơn; Đa dạng, tiện lợi

hay mẫu mã đẹp, sử dụng trong trưng bày, biếu qua, lễ tết,…; Những

áp lực của công việc gia đình giờ giảm đáng kể nhờ sản phẩm tiện lợi (bao bì)…

Nhược điểm của bao bì thực phẩm

Tăng giá sản phẩm

Đôi khi lớn hơn chi phí của sản phẩm, ví dụ: đồ uống có ga hoặc nước

Sử dụng nguồn tài nguyên

Bao bì thực phẩm được làm từ các vật liệu có nguồn gốc từ các nguồn tài nguyên và hầu hết bao bì chỉ được sử dụng một lần và loại bỏ

Tiêu tốn năng lượng

Cần năng lượng để sản xuất bao bì và đóng gói

Độc hại

Vật liệu bao bì bao gồm các hóa chất, một số trong đó có thể là nguy hiểmcho con người: nguồn của ung thư, dị tật bẩm sinh quái thai, và các bệnh khác

Nhược điểm của bao bì thực phẩm

• Khi nhiều bao bì được sản xuất đồng nghĩa việc khai thác nhiều tài nguyên Nếu không sử dụng hợp lý là một sự lảng phí lớn Hơn nữa, chi phí cho việc loại bỏ các mảnh vụn bao gói hay rác từ các đường phố thường do người dân nộp thuế.

Bao kín, khó đánh giá chất lượng bên trong

Bởi vì bao bì bao quanh sản phẩm, người tiêu dùng không thể trực tiếp kiểm tra, cảm nhận, ngửi, hoặc nếm nội dung thực phẩm bên trong Vì thế, người tiêu dùng không đủ thông tin về bản chất của sản phẩm để đưa ra một quyết định thông minh

Mua nhiều hơn lượng cần thiết

Một block 6 hoặc 12 lon hoặc chai hoặc hai túi được liên kết với nhau,

người tiêu dùng buộc phải mua nhiều hơn là số lượng mong muốn

Vệ sinh

Các bao gói không phù hợp có thể chứa các vi sinh vật gây ô nhiễm sản

phẩm, hoặc ít nhất là thúc đẩy sự xâm nhập của vi sinh vật, gây ô nhiễm

thực phẩm sản phẩm

Chất lượng

Sản phẩm thực phẩm chế biến và đóng gói có thể làm giảm chất lượng hơn

so với giá trị ban đầu của nó, ví dụ: nước trái cây Hiện nay, nhiêu người thích để tươi, tự nhiên, hữu cơ, và bền vững

Nhược điểm của bao bì thực phẩm

Vật liệu và kết cấu bao bì

Vật liệu bao bì

Giấy và bìa cứng - Paper and paperboard

Làm từ cellulose tự nhiên như cây cối, giấy tái chế, bụi rậm, hoặc chồi

Tính chất bảo vệ/rào cản của giấy gần như không tồn tại và và nó sử dụng để in ấn trang trí và che bụi, chống lại tác động, độ nén, độ rung,

Khi tráng nhiều lớp như thùng cáctông có thể có tác dụng cản khí hoặc ẩm tốt hơn

Vật liệu bao bì (tt)

Kim loại

•4 loại phổ biến trong CNTP: steel,

aluminum, tin, and chromium

•Bao gồm three piece cans (lon 3 mảnh), two piece cans (lon 2 mảnh), and foil

pouche (túi giấy bạc)

•Thép dễ ăn mòn (không khí và ẩm)  bảo

vệ bởi lớp phủ hoặc các vật liệu khác như

màng phim nhựa (vinyl và epoxy).

•Thép có tính cứng, rào cản vi khuẩn, không khí và ẩm tốt

•Kết hợp nhiệt độ cao trong chế biến nhiệt

 tiêu diệt vi sinh vật

•Khó ở việc ghép mí lon hoặc chai

Vật liệu bao bì (tt)

Kim loại (tt)

•Nhôm là trọng lượng nhẹ hơn thép và dễ

chế tạo (cán rất mỏng để sản xuất giấy nhôm)

•Thường được chọn cho bao bì nước giải khát

•Độ trong suốt của thủy tinh có thể là

đặc điểm mong muốn hoặc không mong muốn

Thủy tinh cần nhiều năng lượng để sản xuất, nặng, và dễ bị vỡ  thay thế bằng vật liệu nhựa trong công nghiệp

Vật liệu bao bì (tt)

Nhựa

•Phổ biến: polyethylene, polypropylene, polyester, polystyrene, và nylon

•Mỗi loại khá khác nhau về tính chất

•Nhẹ, dễ chế tạo, có loại đục, có loại trong suốt

•Khi sản xuất, cần kiểm tra tính chất hạt nhựa theo những tiêu chí sau:

• Oxygen permeability - Độ thẩm thấu oxy (cc/100 in2 × day × atm)

• Water vapor permability - Tính ổn định của hơi nước (g/100 in2 × day)

• Resistance to acids, alkalis, and solvents – Tính Kháng axit, kiềm và dung môi

• Yield/thickness – Năng suất (m2/kg: 1 mil)

• Tensile strength – Độ bền kéo (kpsi)

• Elongation at break – độ giãn dài khi nghỉ (%)

• Tear strength – cường độ xé (gm/mil)

• Light transmission – đồ truyền quang – sang (%)

• Heat seal temperature and service temperature

•Nhựa thường được kết hợp với nhau và với các vật liệu, phụ gia khác để cung cấp tính bao bì mong muốn

•Có trọng lượng nhẹ, không tốn kém, kháng, tương

đối dễ dàng chế tạo, Polyethylene không phải là một rào cản khí tốt và không trong suốt - khá mờ.

PE tỉ trọng thấp dung để phủ lên bề mặt khác như

giấy, bìa, plastic hoặc kim loại để hạn chế quá trình bóc hơi nước hoặc thoát nhiệt

•PE tỉ trọng cao: thổi đúc chai (có thể ép) với tác

động và sức đề kháng móp méo, rào cản hơi nước, nhưng rào cản khí thì nghèo

•Polypropylene (PP) có đặc tính cản hơi nước tốt hơn và độ cứng hơn so với

polyethylene

•Mặc dù hơi khó chế tạo, polypropylene có thể được ép đùn và định hướng vào những màng phim như làm túi, kẹo vặn

•Khả năng chịu nhiệt Polypropylene đến khoảng 133oC phép nó được sử dụng cho lò

vi sóng hay hệ thống tiệt trùng

Vật liệu bao bì (tt)

Màng ăn được và màng phân hủy sinh học

-Bao bì ăn được như zein hay casein protein, pectin, chất béo,

…, có khả tính rào cản thấp Vi dụ: Axit polylactic (PLA) từ tinh bột ngô Thermoformable và trong suốt, PLA có nhiệt độ

sử dụng tối đa khoảng 40◦C, có khả năng cản khí kém và hút

ẩm

-Bằng việc trộn với các hợp chất hửu cơ, nhạy cảm với điều kiện môi trường tự nhiên để nhựa có thể phá vỡ thành từng miếng nhỏ hơn và "biến mất" Nhựa phân hủy sinh học có thể phân huỷ dưới tác động của các sinh vật sống, thường là vi khuẩn

Vật liệu bao bì (tt)

Aseptic Processing

 Aseptic packaging has become a popular way to package soups,

juices, and other liquid products

 Aseptic processing produces a sterile product that is then filled into

a sterile container in an enclosed and controlled environment

 The processing temperatures for aseptic processing are usually very high—at ultra-high temperature process (UHT) or high temperature short time (HTST) Packaging materials and the product are sterilized separately Aseptic processing reduces the effect of heat on the

sensory properties of the product because of the short time it is

exposed to elevated temperatures Packaging is sterilized through

heat, chemical treatments, or irradiation

 Aseptic containers can be found in molded PET plastic or boxes

made from paper/paperboard, PET, and a metalized foil

Vật liệu bao bì (tt)

Modified and Controlled Atmosphere Packaging

(CAP) change the atmosphere in which the food is exposed to during its

shelf-life. In MAP, the atmosphere is modified only at the time of packaging In

products with MAP, the gases inside the package are flushed out and replaces with

a mixture of carbon dioxide, oxygen, and nitrogen Vacuum packaging is used to reduce the amount of air in a packaging, also extending sensory properties and shelf-life of products like coffee

 CAP is mostly used for fresh produce The storage atmosphere is controlled

throughout transport by automatic releaser of certain compounds to keep the

atmosphere at the controlled concentrations The optimum concentrations of gases depend on the product being produced

Vật liệu bao bì (tt)

Active Packaging

Active packaging uses inserts in packages to help control the environmental

composition inside the packaging material Inserts include oxygen

scavengers, ethylene scavengers, moisture regulators, and antimicrobial

agents (Mauer and Ozen 2004)

Oxygen scavengers absorb oxygen in packages to prevent product deterioration due

to the oxidation of lipids

 Ethylene, a chemical that accelerates the ripening of fruit, can also be absorbed

through scavengers Ethylene scavengers are usually made from potassium

permanganate, which creates acetate and ethanol through the oxidation of ethylene (Mauer and Ozen 2004)

Moisture regulators are used to reduce moisture in dry packages or packages of

fresh products to reduce spoilage

Antimicrobial agents used in packaging materials that are released from

the packaging over time Antimicrobials used in this type of packaging application include sorbates, benzoates, ethanol, and bacteriocins (Mauer and Ozen 2004)

Kết cấu bao bì

 Hình thức cứng (không dẻo), hình thức bán cứng, và linh hoạt là phổ biến nhất cho kết cấu bao bì chứa thực phẩm

Levels of Packaging

8 Steps to determining packaging

Step 1: Define Food Properties

Are you making snack crackers, cereal, beef jerky, candies, or

eggs?

Is the product a solid, liquid, or gas?

Is the liquid thin and have good flow properties, or thick? 

Is it a powder? How big is it?

If the product is meant to be distributed

frozen, how will the packaging be different?

Is the product’s shelf-life short?

Does the product mold easily? Is the product highly acidic?

8 Steps to determining packaging (cont.)

Step 2: Define Package Technical and Functional Requirements

Prior to choosing packaging, it is important to consider all product

attributes and the traits that you would like a package to have

Another important consideration is the radius of distribution A

product susceptible to breakage by vibration or drops will incur

significantly less damage when distributed in a 100 mile radius than it

will with nationwide distribution The way that individual packages are

boxed and palletized can help eliminate some damage

Step 3 Define Package

Marketing and Design

Requirements

Packaging is a form of

marketing to consumers More

sophisticated designs may take

special packaging materials;

therefore packaging engineers

should be involved in discussing

design, shape, and any special

functions that are desired for the

product

Packaging is a marketing tool

8 Steps to determining packaging (cont.)

Step 4: Identify Legal and Regulatory

Requirements

Legal restrictions can include regulations for

the use of certain packaging materials or

infringing on patented technologies

All packaging materials are given approval

just like food additives

Other considerations are religious

restrictions, such as the Kosher packaging

stipulations for Jewish customers (Tiêu chuẩn

Do Thái)

8 Steps to determining packaging (cont.)

Step 5: Select Potential

Package Designs and

Materials

Potential designs should meet

all marketing, design, safety,

and functional

requirements.

Estimated costs will be

considered in this step

8 Steps to determining packaging (cont.)

Step 6: Establish Feasibility of Packaging with

Equipment and Material

The packaging engineer should obtain some

packaging materials to determine whether the

packaging material will function on the equipment

in place In these tests it is beneficial to subject the

food to the packaging material to determine how

the packaging will change the food, or if it will

provide for the minimum shelf-life requirements

8 Steps to determining packaging (cont.)

Step 7: Estimate Time and Cost Constraints

Will the cost of this packaging be recouped by product

purchases?

Can the cost be cut down?

Important factors in this phase are to determine when

the packaging materials will be needed and when they

can be provided Cost is an important factor in

organization’s decisions

8 Steps to determining packaging (cont.)

Step 8: Shelf-Life Testing and Market Testing

In products with extended shelf-life, it will be very important

to determine the weaknesses of the packaging, and if it will

hold up for the product’s entire life

Consumers input may be important to establish their preference

prior to moving forward with a certain design The shelf-life

and safety of the product should be determined prior to

consumer exposure When the product design is well-accepted

by consumers and meets company specifications, the packaging

and product can go into full production

8 Steps to determining packaging (cont.)