Bao bì thông minh và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm

MỤC LỤC Trang Mục lục 3 Danh mục hình 4 I. GIỚI THIỆU BAO BÌ THỰC PHẨM 5 1.1. Định Nghĩa Bao Bì Thực Phẩm 5 1.2. Tình Hình Bao Bì Thực Phẩm 5 1.3. Lịch Sử Phát Triển Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm 5 1.4. Xu hướng bao bì thực phẩm 6 1.5. Chức Năng Của Bao Bì Thực Phẩm 6 II. BAO BÌ THÔNG MINH 7 2.1. Khái Niệm Bao Bì Thông Minh 7 2.2 Thị trường bao bì thông minh 7 2.2. Ứng Dụng Của Bao Bì Thông Minh 7 2.2.1. Kim chỉ nhiệt độ tối đa 8 2.2.2. Hệ thống quản lý nhiệt độ lên xuống của bao bì (TTI) Time temperature Indicators 8 2.2.3. Bao bì thông minh sử dụng công nghệ nano 13 2.2.4. Nhận dạng tần số vô tuyến Radio Frequency Identification (RFID) 15 2.2.5. Mã vạch thông minh 19 2 2.6. Cảm ứng 21 2.2.7 Bao bì thông minh nhờ vào ứng dụng OLED 22 2.2.8. Các chỉ số 24 2.2.9. Làm nổi bật tính an toàn thực phẩm và an toàn sinh học 25 III. KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 1 Fresh-check 9 Hình 2 Chỉ số thời gian- nhiệt độ (OnVu TTI) 10 Hình 3 Nhãn CheckPoint 11 Hình 4 chỉ số tăng trưởng vi sinh vật TRACE 11 Hình 5 MonitorMark 3M ™ 12 Hình 6 SensorQ ™ 12 Hình 7 Paksense 13 Hình 8 TIMESTRIP 13 Hình 9 bao bì ứng dụng công nghệ nano 14 Hình 10 Hệ thống RFID 15 Hình 11 Nhãn RFID 17 Hình 12 RFID theo dõi thịt 18 Hình 13 RFID thực hiện truy xuất nguồn gốc và tính xác thực thịt 19 Hình 14 mã vạch thông minh 21 Hình 15 Cảm biến khí 22 Hình 16 Cảm biến sinh học 22 Hình 17 Bao bì thông minh nhờ vào ứng dụng OLED 23 Hình 18 Ageless Eye 25 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay sự phát triển của xã hội đã nâng cao mức sống, mức tiêu dùng tạo nên sự thay đổi về yêu cầu hàng hóa thực phẩm, cải thiện hiệu quả trong phân phối hàng hóa thực phẩm. Ngoài ra, người sử dụng còn đòi hỏi thực phẩm phải có sự thay đổi về kiểu dáng, mẫu mã, chất lượng, sự tiện lợi Không những thế nhà sản xuất cũng quan tâm thu hút khách hàng bằng việc tiếp thị thông qua bao bì. Chính vì vậy mà ngành công nghiệp bao bì đã có những bước tiến đáng kinh ngạc trong thời gian vừa qua. Người ta đang tiến tới sản xuất các loại bao bì tiện lợi, có thể tái sử dụng, thân thiện với môi trường và đáng chú ý nhất là bao bì thông minh với nhiều chức năng mới ưu việt. Để hiểu rõ thêm nhóm chúng tôi tiến hành tìm hiểu về bao bì thông minh qua bài tiểu luận này. --------------------------------------------------- --------------------------------------------------- ---------------------------------------------------

doc27 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 26/01/2013 | Lượt xem: 4984 | Lượt tải: 13download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Bao bì thông minh và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
 PAGE \* MERGEFORMAT 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM TIỂU LUẬN: NHỮNG VẤN ĐỀ MỚI TRONG THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: BAO BÌ THÔNG MINH VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM TPHCM, Tháng 3 năm 2011 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay sự phát triển của xã hội đã nâng cao mức sống, mức tiêu dùng tạo nên sự thay đổi về yêu cầu hàng hóa thực phẩm, cải thiện hiệu quả trong phân phối hàng hóa thực phẩm. Ngoài ra, người sử dụng còn đòi hỏi thực phẩm phải có sự thay đổi về kiểu dáng, mẫu mã, chất lượng, sự tiện lợi…Không những thế nhà sản xuất cũng quan tâm thu hút khách hàng bằng việc tiếp thị thông qua bao bì. Chính vì vậy mà ngành công nghiệp bao bì đã có những bước tiến đáng kinh ngạc trong thời gian vừa qua. Người ta đang tiến tới sản xuất các loại bao bì tiện lợi, có thể tái sử dụng, thân thiện với môi trường và đáng chú ý nhất là bao bì thông minh với nhiều chức năng mới ưu việt. Để hiểu rõ thêm nhóm chúng tôi tiến hành tìm hiểu về bao bì thông minh qua bài tiểu luận này. MỤC LỤC Trang Mục lục 3 Danh mục hình 4 I. GIỚI THIỆU BAO BÌ THỰC PHẨM 5 1.1. Định Nghĩa Bao Bì Thực Phẩm 5 1.2. Tình Hình Bao Bì Thực Phẩm 5 1.3. Lịch Sử Phát Triển Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm 5 1.4. Xu hướng bao bì thực phẩm 6 1.5. Chức Năng Của Bao Bì Thực Phẩm 6 II. BAO BÌ THÔNG MINH 7 2.1. Khái Niệm Bao Bì Thông Minh 7 2.2 Thị trường bao bì thông minh 7 2.2. Ứng Dụng Của Bao Bì Thông Minh 7 2.2.1. Kim chỉ nhiệt độ tối đa 8 2.2.2. Hệ thống quản lý nhiệt độ lên xuống của bao bì (TTI) Time temperature Indicators 8 2.2.3. TBao bì thông minh sử dụng công nghệ nano 13 2.2.4. Nhận dạng tần số vô tuyến Radio Frequency Identification (RFID) 15 2.2.5. Mã vạch thông minh 19 2..2.6. Cảm ứng 21 2.2.7 Bao bì thông minh nhờ vào ứng dụng OLED 22 2.2.8. Các chỉ số 24 2.2.9. Làm nổi bật tính an toàn thực phẩm và an toàn sinh học 25 III. KẾT LUẬN 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 DANH MỤC HÌNH STTTên hìnhTrangHình 1Fresh-check 9Hình 2Chỉ số thời gian- nhiệt độ (OnVu TTI)10Hình 3Nhãn CheckPoint 11Hình 4chỉ số tăng trưởng vi sinh vật TRACE 11Hình 5MonitorMark 3M ™12Hình 6SensorQ ™12Hình 7Paksense13Hình 8TIMESTRIP13Hình 9bao bì ứng dụng công nghệ nano14Hình 10Hệ thống RFID15Hình 11Nhãn RFID17Hình 12RFID theo dõi thịt 18Hình 13RFID thực hiện truy xuất nguồn gốc và tính xác thực thịt19Hình 14mã vạch thông minh21Hình 15Cảm biến khí22Hình 16Cảm biến sinh học22Hình 17Bao bì thông minh nhờ vào ứng dụng OLED23Hình 18Ageless Eye25 I. GIỚI THIỆU BAO BÌ THỰC PHẨM 1.1. Định Nghĩa Bao Bì Thực Phẩm Bao bì là vật chứa đựng, bao bọc thực phẩm thành đơn vị để bán. Bao bì có thể bao gồm nhiều lớp bao bọc có thể phủ kín hoàn toàn hay chỉ bao bọc một phần sản phẩm.[1] Đặc tính của bao bì thực phẩm thể hiện qua chức năng Đảm bảo số lượng và chất lượng thực phẩm. Thông tin giới thiệu sản phẩm, thu hút người tiêu dùng. Thuận tiện trong phân phối lưu kho, quản lí và tiêu dùng. 1.2. Tình Hình Bao Bì Thực Phẩm Việc đóng bao bì nhằm mục đích bảo quản sản phẩm đạt chất lượng sau khi ra khỏi quy trình chế biến, sắp xếp thứ lớp sản phẩm thành từng khối, kiện có khối lượng, số lượng lớn để lưu kho, dễ dàng trong kiểm tra số lượng chủng loại và chuyên chở phân phối đến các đại lí, cửa hàng, siêu thị... Ngoài ra sự trang trí các thông tin của bao bì sẽ đưa đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Ở Việt Nam, các doanh nghiệp cũng đã bắt đầu chú trọng đến việc phát triển bao bì, tuy muộn màng, nhưng cũng phần nào kịp thời đáp ứng được yêu cầu phát triển của nền công nghiệp hàng tiêu dùng và vấn đề bao bì được đề cập đến như một chiến lược kinh doanh. Các công ty bảo hộ bản quyền cũng hình thành kịp thời nhằm lập trật tự và đã góp phần trợ giúp cho việc bảo vệ bản quyền mẫu mã nhãn hiệu sản phẩm của các doanh nghiệp. Việc đòi hỏi các sản phẩm khi sản xuất ra phải có những bao bì đẹp hấp dẫn và thu hút khách hàng càng trở thành vấn đề bức thiết. Bao bì lúc này như là một món thời trang cho hàng hoá, để dành được sự quan tâm của người tiêu dùng. Bao bì hội tụ đầy đủ cả 3 yếu tố cơ bản trong thiết kế đạt được sự tổng hợp của nghệ thuật, khoa học và kỹ thuật. Hiện nay ngoài một số doanh nghiệp có đã có kinh nghiệm và truyền thống bán hàng thì không ít các doanh nghiệp vì quá vội vã và cũng có thể do tiết kiệm mà nghiên cứu tìm hiểu không đến nơi để rồi đưa ra thị trường những mẫu bao bì kém hiệu quả dẫn tới không ít rủi ro trong bán hàng và chi phí tốn kém cho việc sản xuất bao bì. Bởi vậy trước khi để hình thành một mẫu bao bì thì doanh nghiệp và các nhà thiết kế cần phải chọn phương án thích hợp cả về cấu trúc và đồ họa cho từng loại sản phẩm của mình. Đồng thời, sự tinh tế trong thiết kế là vấn đề hết sức quan trọng và rất cần thiết, bao bì đẹp cuốn hút người mua, và theo thời gian dài nó tạo một dấu ấn sâu sắc trong thị trường thương mại. 1.3. Lịch Sử Phát Triển Kỹ Thuật Bao Bì Thực Phẩm [1 Lịch sử bao bì thực phẩm đã nói lên sự tiến bộ của công nghệ thực phẩm cùng với công nghệ vật liệu làm bao bì, đồng thời phản ánh sự phát triển của xã hội loài người qua các thời kỳ. Từ thời kỳ đồ đá vật chứa đựng thức ăn thức uống chính là khúc gỗ rỗng, quả bầu, bí để khô, vỏ sò ốc, da, xương, sừng của thú rừng… biết dệt lông thú, cành lá thành túi đựng. Đến thời kỳ đồ đá mới, loài người biết chế tạo đồ chứa bằng kim loại, đồ gốm. Bên cạnh đó thủy tinh cũng được con người phát hiện rất sớm khoảng 1500 năm trước công nguyên. Vào thế kỷ thứ II người Trung Quốc phát minh ra giấy viết. Vào thế kỷ 16 họ phát minh ra giấy bìa cứng và đến thế kỷ 19 bìa carton gợn sóng được phát minh mở ra kỷ nguyên mới cho ngành bao bì. Thế kỷ thứ 13 người ta phát minh ra phương pháp mạ thiếc lên những tấm sắt mỏng. Thế kỷ 20 là sự ra đời của các loại bao bì bằng nhôm, thiếc, chì và các kim loại khác và sự phát triển của bao bì bằng chất dẻo. Đây là những bước tiến quan trọng trong sự phát triển các loại bao bì đang phổ biến hiện nay. 1.4. Xu hướng bao bì thực phẩm Các loại bao bì làm bằng chất dẻo ngày càng tăng cao. Bao bì có khả năng tái sinh. Bao bì thân thiện với môi trường. Bao bì năng động Bao bì thông minh. An toàn vệ sinh thực phẩm Hạn chế ô nhiễm 1.5. Chức Năng Của Bao Bì Thực Phẩm[1] Chức năng chủ yếu của bao bì trong ngành công nghiệp thực phẩm là bảo quản và bảo vệ thực phẩm bên trong không bị nhiễm bẩn. Nó bao gồm sự an toàn của thực phẩm đóng gói, duy trì chất lượng, tăng thời hạn sử dụng và ngăn ngừa sự phát triển của vi sinh vật. Bao bì bảo vệ thực phẩm tránh những ảnh hưởng của môi trường như ánh sáng, oxy, độ ẩm, enzyme, vi sinh vật, côn trùng, bụi, áp suất, khí thải… Các yếu tố này sẽ làm giảm chất lượng của các loại thực phẩm và đồ uống. Thời hạn sử dụng của các loại thực phẩm được tăng cường bằng cách giảm vi sinh vật, hóa sinh, và các phản ứng enzyme thông qua các quá trình khác nhau như kiểm soát độ ẩm, kiểm soát nhiệt độ, loại bỏ oxy, bổ sung các chất phụ gia, chất bảo quản. .Để tránh tái nhiễm đảm bảo sự nguyên vẹn của sản phẩm thì quy trình đóng gói và phân phối là quan trọng. Ngoài ra bao bì còn có chức năng quan trọng khác là ngăn chặn, thuận tiện, tiếp thị và truyền thông. Bao bì được sử dụng để bảo vệ sản phẩm chống lại những tác động của môi trường bên ngoài, truyền đạt đến người tiêu dùng như một công cụ quảng cáo, đem đến cho người tiêu dùng cảm giác thoải mái của sự thuận tiện và chứa đựng sản phẩm ở mọi kích cỡ, mọi hình dạng. Tuy nhiên, những chức năng này thường không tách biệt nhau hoàn toàn trên một cái bao bì, ví dụ: chức năng truyền đạt thông tin trên bao bì thường cảnh báo trên nhãn, hướng dẫn chế biến cũng có thể giúp tăng khả năng bảo vệ thức ăn và sự thuận tiện. II. BAO BÌ THÔNG MINH 2.1. Khái Niệm Bao Bì Thông Minh Bao bì thông minh là hệ thống bao bì có khả năng như phát hiện, cảm nhận, ghi âm, đồ họa, truyền thông, áp dụng logic khoa học để tăng thời hạn sử dụng, nâng cao tính an toàn, nâng cao chất lượng, cung cấp thông tin và cảnh báo các vấn đề có thể xảy ra. Ở bao bì thông minh chức năng đóng mở đáp ứng sự thay đổi điều kiện bên trong và bên ngoài bao bì và có thể bao gồm một sự cảnh báo tới người tiêu dùng hoặc người sử dụng cuối cùng về tình trạng của sản phẩm. Một định nghĩa đơn giản về bao bì thông minh là loại bao bì có thể cảm nhận hoặc truyền dữ liệu tới khách hàng. Phân biệt bao bì thông minh và bao bì năng động - Bao bì thông minh: là hệ thống giám sát các điều kiện đóng gói của thực phẩm để cung cấp thông tin về chất lượng sản phẩm trong khi vận chuyển và phân phối. - Bao bì năng động: là bao bì có thể thay đổi các điều kiện đóng gói của thực phẩm để gia tăng hạn sử dụng hoặc để cải thiện tính an toàn, đặc tính cảm quan, trong khi đó vẫn duy trì chất lượng sản phẩm.   2.2 Thị trường bao bì thông minh[5] Ở Mỹ, Nhật Bản và Australia bao bì thông minh và bao bì năng động đã được áp dụng thành công để nâng cao thời hạn sử dụng, hoặc để giám sát chất lượng an toàn thực phẩm.   Hoạt động đóng gói ước tính đạt giá trị khoảng 4,6 tỉ USD trong năm 2008 và ước tính đến năm 2013 là 6,4 tỉ USD. Hoạt động đóng gói của bao bì thông minh năm 2008 là 1,4 tỷ USD và sẽ tăng đến 2,3 tỷ USD trong 5 năm tiếp theo. Bao bì thông minh sẽ đạt 1,4 tỷ USD năm 2008, tăng đến 2,3 tỷ USD trong vòng 5 năm tới, tốc độ tăng trưởng là 11,4%. Một tương lai tươi sáng có thể được dự kiến cho hoạt động của bao bì thông minh vì nó hoàn toàn phù hợp với chiến lược an toàn thực phẩm, liên quan đến một mức độ cải thiện an toàn thực phẩm và minh bạch cho người tiêu dùng Source: BCC Research (January 2008) 2.2. Ứng Dụng Của Bao Bì Thông Minh Ngày nay, người tiêu dùng càng muốn có nhiều thông tin cần thiết về sản phẩm tiêu thụ. Và chiếc cầu nối giúp họ tiếp cận thông tin này nằm ở bao bì. Đằng sau khái niệm “bao bì”, chúng ta ngầm hiểu cả khái niệm “nhãn hàng”, “quy trình đóng gói” và “điều kiện bảo quản”. Giữa hàng loạt những hội nghị, báo cáo và kết quả nghiên cứu, tổ chức BARD (Quỹ nghiên cứu và phát triển lưỡng quốc Mỹ/Israel) gần đây tổ chức hội nghị bàn về việc tạo sự “năng động” và “thông minh” cho bao bì của các sản phẩm nước hoa quả và rau, hội nghị đặc biệt tập trung đến việc làm sao có thể có một bao bì thông minh tiện lợi cho người tiêu dùng. Hiện nay, có một công nghệ bao bì tiên tiến cho phép nhà sản xuất có thể giảm thiểu các yếu tố như thời gian sản xuất, nhiệt độ hay địa điểm. 2.2.1. Kim chỉ nhiệt độ tối đa Với công nghệ này có thể giúp người tiêu dùng biết được khi nào bao bì đang đóng băng sẽ bị chảy nước. Nếu nhiệt độ của bao bì với nhiệt độ của sản phẩm có mối tương quan với nhau thì kim chỉ nhiệt độ tối đa sẽ trở nên hữu dụng. 2.2.2. Hệ thống quản lý nhiệt độ lên xuống của bao bì (TTI) Time temperature Indicators TTI (Time temperature Indicators) là hệ thống hiện đại đảm bảo chất lượng, yêu cầu giám sát, kiểm soát và ghi lại các thông số quan trọng trong suốt quá trình của sản phẩm từ sản xuất đến người tiêu dùng.This has become an even greater issue in terms of traceability because of 9-11 and the potential for bioterrorism. Điều này đã trở thành một vấn đề lớn trong việc truy xuất nguồn gốc, kiểm soát thực phẩm.To establish such a system for processed food products, it is necessary to acquire a thorough knowledge of the relation between storage conditions and shelf life, expressed in quantitative terms ie, effective and accurate predictive models. Để thiết lập một hệ thống cho các sản phẩm thực phẩm chế biến cần có một kiến thức sâu về mối quan hệ giữa các điều kiện bảo quản và hạn sử dụng. Further there is need to develop practical systems to monitor and record these conditions from production to consumption while at the same time having traceability.Hơn nữa có cần phát triển các hệ thống thực tế để theo dõi và ghi lại các điều kiện từ sản xuất đến tiêu thụ, đồng thời có truy xuất nguồn gốc. Time Temperature Integrators (TTI) are such systeTTI là những hệ thống như vậy. TTI được định nghĩa là các thiết bị đo lường những thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ theo thời gian và tình trạng chất lượng của thực phẩm, kết quả không thể đảo ngược, chúng được gắn vào thực phẩm như là nhãn. Cách hoạt động Nếu tích hợp TTI được tiếp xúc với nhiệt độ trên ngưỡng nhiệt độ cho phép, một màu xanh xuất hiện và di chuyển từ trái sang phải qua một loạt các ô hiển thị màu. The blue color is irreversible, providing a permanent record of temperature exposure, even after the temperature returns to acceptable levels.Và màu xanh này là không đổi sau khi trở về nhiệt độ đến mức chấp nhận được. Màu xanh (fatty acid ester through a porous wick made of aacid béo và este) thông qua một bấc xốp được làm bằng giấy thấm chất lượng cao. Trước khi sử dụng, thuốc nhuộm mixture is separated from the wick by a barriđược tách ra từ bấc bằng lớp phim để khuếch tán không xảy ra. To activate theĐể kích hoạt chỉ thị, các rào cản được kéo ra và khuếch tán bắt đầu nếu nhiệt độ trên điểm nóng chảy of the escủa các este. scanner could be used to record and calculate the Máy quét có thể được sử dụng để ghi lại và tính toán distance traversed. khoảng cách. Before use, the dye/esterNó dựa trên một sự thay đổi màu sắc dopH decrease, due to a controlled enzymatic hydro- pH giảm, do một enzyme thủy phân lipid. Before activation theTrước khi kích hoạt lipase và lipid bề mặt là hai ngăn riêng biệt. At activation, the barrier that separateKhi kích hoạt, rào cản ngăn cách chúng bị hỏng, enzyme và chất nền được pha trộn, the pH drops and the color change starts as shownđộ pH giảm xuống và thay đổi màu sắc bắt đầu như thể hiệnby the presence of an added pH indicator. bởi sự hiện diện của một chỉ số pH. The color Các màu sắc thay đổi có thể được công nhận và so sánh trực quan qua một hệ thống các ô màu (ví dụ:to a color band surrounding the window (eg green-good, yellow-caution, reddon't use).xanh tốt, màu vàng-thận trọng, không sử dụng). Các thay đổi cũng có thể được sử dụng một máy quét màu điện tử đo liên tục và so sánh với một tiêu chuẩn nội bộ. high quality blotting papeMàu xanh sẽ cảnh báo chất lượng sản phẩm. Hệ thống quản lý nhiệt độ lên xuống của bao bì (TTI) Nhãn nhỏ được sử dụng để hiển thị thay đổi nhiệt độ theo thời gian của một sản phẩm dễ hư hỏng đã tiếp xúc với nhãn Hoạt động của TTI là dựa trên biến đổi cơ học, hóa học, điện hóa, enzym hoặc vi sinh vật, thường thể hiện như một phản ứng hiển thị qua hình thức biến dạng cơ học, tăng màu sắc hoặc chuyển màu. Các yêu cầu cơ bản của một hệ thống TTI hiệu quả là chỉ ra rõ ràng liên tục, không thể đảo ngược phản ứng với những thay đổi về nhiệt độ. Chi phí cho TTI: 0.02 – 0.2 $ cho mỗi đơn vị. Một số loại TTI Fresh-check ®: Hiển thị độ tươi của thực phẩm Một thiết bị tự dính đó là công thức đặc biệt phù hợp với thời hạn sử dụng của các sản phẩm thực phẩm mà nó được gắn liền làm xuất hiện vùng tối không thể phục hồi: thay đổi màu sắc để thể hiện độ tươi của sản phẩm thực phẩm Hình 1 Fresh-check LifeLinesFresh-check: Căn cứ vào phản ứng trùng hợp OnVu ™: Chỉ số thời gian- nhiệt độ OnVu TTI cho phép các nhà sản xuất, nhà bán lẻ và người tiêu dùng kiểm tra rất nhanh sản phẩm có thể hư hỏng để có thể vận chuyển và lưu trữ đúng cách. Việc sử dụng chúng giúp nâng cao sự tiện lợi cho người tiêu dùng, uy tín của thương hiệu và tối ưu hóa vòng đời sản phẩm. Công nghệ OnVu TTI dựa trên thuộc tính của các sắc tố làm thay đổi màu sắc theo thời gian và nhiệt độ . Hình 2 Chỉ số thời gian- nhiệt độ (OnVu TTI) CheckPoint ® nhãn: enzym TTIs Cảnh báo về bất kỳ sự thay đổi nhiệt độ theo thời gian mà có khả năng tạo điều kiện cho tác nhân gây bệnh phát triển như E. coli trong sản phẩm. Dựa trên một sự thay đổi màu sắc gây ra bởi pH giảm do việc kiểm soát enzym thủy phân của chất chứa lipid. Sự thủy phân của bề mặt gây ra sự giảm pH và một sự thay đổi màu sắc tiếp theo trong chất chỉ thị pH từ màu xanh tối sang màu vàng sang. Hình 3 Nhãn CheckPoint TRACEO: chỉ số tăng trưởng vi sinh vật Màu sắc của nó bị biến đục sau sự gián đoạn của việc trữ lạnh hoặc khi sử dụng quá hạn sử dụng và sản phẩm đã được lưu trữ đúng cách, cho phép hệ thống tự động đọc và kiểm soát các sản phẩm không phù hợp cho tiêu dùng. Hình 4 chỉ số tăng trưởng vi sinh vật TRACE MonitorMark 3M ™: Giám sát nhiệt độ tiếp xúc MonitorMark 3M ™ TTI: theo dõi nhiệt độ sản phẩm. Chúng cung cấp một bản ghi không thể đảo ngược của nhiệt độ tiếp xúc (không phải chất lượng sản phẩm) - Sử dụng một chất hóa học kích hoạt, không thể thay đổi màu, điều đó xảy ra khi giám sát nhiệt độ môi trường đạt đến một ngưỡng nhiệt độ quy định. Các Mark Monitor theo dõi ngưỡng nhiệt độ trong khoảng thời gian (giờ hoặc ngày tùy thuộc vào mô hình) khi tiếp xúc với sản phẩm. Hình 5 MonitorMark 3M ™ SensorQ ™: Senses hư hỏng của thịt tươi SensorQ ™ phát hiện vi khuẩn truyền qua thực phẩm ngay bên trong các gói. Nó được làm bằng vật liệu thực phẩm và có tính kinh tế: chi phí ít hơn 1% tổng số giá trị trung bình của gói thịt gia cầm. Khi bên trong chất lượng "Q" trên nhãn là màu cam chỉ sản phẩm tươi. Khi số lượng vi khuẩn bên trong đạt đến một mức độ giới hạn thì màu da cam tan ra để chỉ ra sự hư hỏng. Hình 6 SensorQ ™ Paksense: Nhãn theo dõi nhiệt độ Các nhãn PakSense giám sát nhiệt độ và thời gian của sản phẩm dễ hư hỏng trong suốt quá trình phân phối. Hiển thị cảnh báo nếu sự chênh lệch nhiệt độ xảy ra và dữ liệu thu thập bởi các nhãn có thể được tải xuống và vẽ đồ thị cho báo cáo và hồ sơ quản lý. Các nhãn PakSense cho phép kiểm soát chất lượng và an toàn thực phẩm tốt hơn. Hình 7 Paksense TIMESTRIP: Chỉ số ngày hết hạn TIMESTRIP là Nhãn thông minh sử dụng một lần, tự động giám sát thời gian đã hết hạn sử dụng: từ 1 ngày đến 6 tháng. Nó hoạt động dựa trên mao dẫn, cho phép chất lỏng có màu di chuyển qua một lỗ hổng nhỏ của vật liệu xốp với tốc độ phù hợp, cung cấp một cách đơn giản và an toàn để giám sát thực phẩm tươi. Hình 8 TIMESTRIP 2.2.3. TBao bì thông minh sử dụng công nghệ nano Ngày nay, bao bì thực phẩm được giám sát chủ yếu thông qua công nghệ nano R&D. Packaging that incorporates nanomaterials can be “smart,” which means that it can respond to environmental conditions or repair itself or alert a consumer to contamination and/or the presence of pathogens.Bao bì kết hợp vật liệu nano có thể được "thông minh", có nghĩa là nó có thể đáp ứng với điều kiện môi trường hay tự sửa chữa hoặc cảnh báo người tiêu dùng để ô nhiễm hoặc sự hiện diện của tác nhân gây bệnh. According to industry analysts, the current US market for “active, controlled and smart” packaging for foods and beverages is an estimated $38 billion - and will surpass $54 billion by 2008.The following examples illustrate nanoscale applications for food & beverage packaging.Các ví dụ sau đây minh họa cho các ứng dụng có kích thước nano cho bao bì thực phẩm và nước giải khát. Using Clay Nanoparticles to Improve Plastic Packaging for Food Products Sử dụng hạt nano đất sét để cải thiện bao bì nhựa chứa sản phẩm thực phẩm Công tyChemical giant Bayer produces a transparent plastic film (called Durethan) containing nanoparticles of clay. hóa chất lớn Bayer sản xuất các phim nhựa trong suốt (gọi là Durethan) có chứa các hạt nano của đất sét.The nanoparticles are dispersed throughout the plastic and are able to block oxygen, carbon dioxide and moisture from reaching fresh meats or other foods. Các hạt nano được phân tán trong nhựa và có thể ngăn chặn oxy, CO2 và độ ẩm từ các loại thịt tươi hoặc các loại thực phẩm khác cũng có thể làm cho nhựa nhẹ hơn, mạnh hơn và chịu nhiệt. Các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học Strathclyde ở Glasgow (Scotland) đang phát triển một loại bao bì biến đổi màu sắc để cảnh báo mức độ hư hỏng của thực phẩm đóng gói bên trong. Hình 9 bao bì ứng dụng công nghệ nano[8] Loại bao bì này được làm từ nhựa “thông minh” sẽ đưa ra cảnh báo bằng cách biến đổi màu sắc rõ ràng trên bao bì nếu bên trong thực phẩm quá hạn sử dụng, mất dần độ tươi, sắp hư hỏng hoặc đã ôi thiu. Ngoài ra, qua màu sắc của bao bì cũng nhận biết được thực phẩm đã được làm lạnh đúng tiêu chuẩn hay chưa. Các nhà khoa học Scotland hy vọng dự án phát triển bao bì thông minh sẽ tác động trực tiếp việc đóng gói các sản phẩm thịt từ chăn nuôi và hải sản. Đồng thời nhằm cải thiện tình trạng mất an toàn thực phẩm và cắt giảm chất thải thực phẩm không cần thiết góp phần bảo vệ môi trường. How Creating a Molecular Barrier by Embedding Nanocrystals in Plastic Can Improve PackagingTạo ra một rào cản bằng phân tử của tinh thể nano trong bao bì nhựa Until recently, industry's quest to package beer in plastic bottles (for cheaper transport) was unsuccessful because of spoilage and flavour problems.Gần đây, ngành công nghiệp đóng gói bao bì trong chai nhựa (để vận chuyển rẻ hơn) đã không thành công vì vấn đề hư hỏng và hương vị. Today, Nanocor, a subsidiary of Amcol International Corp., is producing nanocomposites for use in plastic beer bottles that give the brew a six-month shelf-life. Hiện nay, Nanocor, một công ty con của Tập đoàn Quốc tế Amcol, đã sản xuất ra nanocomposites để sử dụng trong chai nhựa cung cấp cho ngành bia.By embedding nanocrystals in plastic, researchers have created a molecular barrier that helps prevent the escape of oxygen. Bằng cách nhúng các tinh thể nano vào nhựa, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một rào cản phân tử giúp ngăn chặn sự thoát khí. Sản phẩm Nanocor and Southern Clay Products are now working on a plastic beer bottle that may increase shelf-life to 18 months. Nanocor và Nam Clay hiện đang thêm vào nhựa có thể tăng hạn sử dụng đến 18 tháng. Phương pháp sử dụng công nghệ nano để phát triển bao bì kháng sinh Kodak, best known for producing camera film, is using nanotech to develop antimicrobial packaging for food products that will be commercially available in 2005.Kodak đã sử dụng công nghệ nano để phát triển bao bì kháng khuẩn cho sản phẩm thực phẩm được thương mại hóa vào năm 2005.Kodak is also developing other 'active packaging,' which absorbs oxygen, thereby keeping food fresh. Kodak cũng đang phát triển bao bì hấp thụ oxy, do đó giữ thực phẩm tươi sống hơn. Sử dụng công nghệ nano trongEmbedded Sensors in Food Packaging and 'Electronic Tongue' Technology bao bì cảm biến Scientists at Kraft, as well as atCác nhà khoa học tại đại học and theKraft, đại họcand the RutgersUniversity vàUniversity đại họcof Connecticut, are working on nano-particle films and other packaging with embedded sensors that will detect food pathogens. đang nghiên cứu các hạt nano-phim trên bao bì với bộ cảm biến được nhúng vào đó sẽ phát hiện mầm bệnh thực phẩm. Called “electronic tongue” technology, the sensors can detect substances in parts per trillion and would trigger a colour change in the packaging to alert the consumer if a food has become contaminated or if it has begun to spoil.Được gọi là công nghệ "lưỡi điện tử", các cảm biến có thể phát hiện các chất trong phần nghìn tỉ và sẽ gây ra một sự thay đổi màu sắc trong bao bì để cảnh báo người tiêu dùng nếu thực phẩm đã bị ô nhiễm hoặc nếu nó đã bắt đầu hư hỏng. Using a Nanotech Bioswitch in 'Release on Command' Food PackagingSử dụng công nghệ nano Bioswitch trong bao bì thực phẩm Researchers in the Netherlands are going one further to develop intelligent packaging that will release a preservative if the food within begins to spoil.Các nhà nghiên cứu ở Hà Lan đang đi xa hơn để phát triển bao bì thông minh sẽ tạo một chất bảo quản nếu thực phẩm bên trong bắt đầu hư hỏng.This “release on command” preservative packaging is operated by means of a bioswitch developed through nanotechnology. Nó "tạo ra theo mệnh lệnh" khi đóng gói và được điều hành bởi phương tiện của một bioswitch phát triển thông qua công nghệ nano. Using Food Packaging Sensors in Defence and Security ApplicationsSử dụng thiết bị cảm ứng vào bao bì thực phẩm ứng dụng trong quốc phòng và an ninh Developing small sensors to detect food-borne pathogens will not just extend the reach of industrial agriculture and large-scale food processing. Phát triển các bộ cảm biến nhỏ để phát hiện mầm bệnh truyền qua thực phẩm sẽ không chỉ mở rộng phạm vi của ngành nông nghiệp và công nghiệp chế biến thực phẩm quy mô lớn. In the view of the Ở Mỹ, đó là một ưu tiên an ninh quốc gia. With present technologies, testing for microbial food-contamination takes two to seven days and the sensors that have been developed to date are too big to be transported easily.Với công nghệ hiện này, thử nghiệm cho thực phẩm ô nhiễm vi khuẩn mất 2-7 ngày và các cảm biến đã được phát triển cho đến nay là quá lớn để có thể vận chuyển dễ dàng. Several groups of researchers in the Một số nhóm các nhà nghiên cứu USMỹare developing biosensors that can detect pathogens quickly and easily, reasoning that “super sensors” would play a crucial role in the event of a terrorist attack on the food supply. đã tạo ra cảm biến sinh học phát triển có thể phát hiện mầm bệnh nhanh chóng và dễ dàng, người ta cho rằng "các siêu cảm biến " sẽ đóng một vai trò quan trọng trong trường hợp mầm bệnh tấn công vào các nguồn cung cấp thực phẩm.With USDA and National Science Foundation funding, researchers at Với tài trợ của USDA và Quỹ khoa học quốc gia, các nhà nghiên cứu thuộcPurdue đại họcare working to produce a hand-held sensor capable of detecting a specific bacteria instantaneously from any sample. PurdueUniversity đang làm việc để sản xuất một bộ cảm biến cầm tay có khả năng phát hiện một loại vi khuẩn cụ thể ngay lập tức trong bất kỳ mẫu thực phẩm nào.They've created a start-up company called BioVitesse. Công ty BioVitesse phụ trách. change can be visually recognized and compared 2.2.4. Nhận dạng tần số vô tuyến Radio Frequency Identification (RFID) Một hệ thống RFID cơ bản bao gồm ba thành phần. An antenna or coilMột ăng-ten hoặc hệ thống phát tín hiệu. A transceiver (with decoder)Một máy thu phát (với bộ giải mã). A transponder (RF tag) electronically programmed with unique informationMột bộ phát (RF tag) điện tử được lập trình thông tin. The  HYPERLINK "javascript:void(-1)" antenna emits radio signals to activate the  HYPERLINK "javascript:void(-1)" tag and to read and write data to it.. The reader emits radio waves in ranges of anywhere from one inch to 100 feet or more, depending upon its power output and the  HYPERLINK "javascript:void(-1)" radio frequency used. Hình 10 Hệ thống RFID Các  HYPERLINK "javascript:void(-1)" ăng-ten phát ra tín hiệu vô tuyến để kích hoạt các  HYPERLINK "javascript:void(-1)" tag (nhãn) để đọc và ghi dữ liệu vào nó. Máy đọc sẽ phát ra sóng vô tuyến trong phạm vi ở bất cứ nơi nào từ 1 inch đến 100 feet, tùy thuộc vào năng lượng đầu ra và tần số vô tuyến được sử dụng.When an  HYPERLINK "javascript:void(-1)" RFID tag passes through the electromagnetic zone, it detects the reader's activation signal. Khi một  HYPERLINK "javascript:void(-1)" thẻ RFID đi qua khu vực điện từ, nó phát hiện tín hiệu kích hoạt máy đọc. The reader decodes the data encoded in the tag's integrated circuit (silicon chip) and the data is passed to the host computer for processing.Máy đọc giải mã dữ liệu được mã hóa trong mạch tích hợp của tag (silicon chip) và các dữ liệu được truyền cho các máy chủ để xử lý. The purpose of an RFID system is to enable data to be transmitted by a portable device, called a tag, which is read by an RFID reader and processed according to the needs of a particular application.Mục đích của một hệ thống RFID là cho phép dữ liệu được truyền bởi một thiết bị cầm tay, gọi là tag, được đọc bởi một đầu đọc RFID và xử lý theo nhu cầu của một ứng dụng cụ thể. The data transmitted by the tag may provide identification or location information, or specifics about the product tagged, such as price, color, date of purchase, etc. RFID technology has been used by thousands of companies for a decade or more.Việc truyền dữ liệu có thể cung cấp thông tin nhận dạng vị trí, hoặc chi tiết cụ thể về sản phẩm được dán nhãn, chẳng hạn như màu sắc, giá cả, ngày mua… A typical RFID tag consists of a microchip attached to a radio antenna mounted on a substrate.Một thẻ RFID điển hình bao gồm một vi mạch được gắn vào một ăng-ten vô tuyến điện đặt trên chất nền. The chip can store as much as 2 kilobytes of data.Các chip có thể lưu trữ khoảng 2 kB dữ liệu. To retrieve the data stored on an RFID tag, you need a reader.Để lấy dữ liệu được lưu trữ trên một thẻ RFID, cần một đầu đọc. A typical reader is a device that has one or more antennas that emit radio waves and receive signals back from the tag.Một thiết bị đọc điển hình là một thiết bị có một hoặc nhiều ăng ten phát ra sóng vô tuyến và nhận được tín hiệu trở lại từ thẻ. The reader then passes the information in digital form to a computer system.Sau đó thiết bị này chuyển các thông tin dưới dạng kỹ thuật số tới một hệ thống máy tính. Lợi ích của RFID là có khả năng nhận dạng từ xa, xác định vị trí và một số các thông tin về hàng tồn kho. Thông tin chủ yếu được dùng để nhận dạng sản phẩm, xác định vị trí và một số thông tin khác. Trong tương lai, khi bộ cảm ứng các yếu tố như nhiệt độ và đo lường chất lượng của sản phẩm được phát triển thì một số lượng lớn các thông tin sẽ được cung cấp. Thế giới của công nghệ và vật liệu nano đang phát triển song hành với lĩnh vực sản xuất bao bì tân tiến. Dù vẫn còn nhiều giải pháp công nghệ đang cần hoàn thiện, nhưng hiện nay thành tựu nghiên cứu về các loại màn hình diode phát quang hữu cơ (OLED – Organic Light –Emitting diode) và các chíp nhận dạng tần số sóng vô tuyến (RFID – Radio Frequency Identifacation) đang được ứng dụng rộng rãi để sản xuất ra các loại bao bì hiển thị thông tin, rất hữu ích cho khách hàng khi sử dụng sản phẩm, giúp họ tránh được nhiều rủi ro về vệ sinh, y tế và những nguy cơ bị ngộ độc, dù ở mức độ nhỏ nhất. Hiện tại đây là sản phẩm duy nhất có thể liên kết trực tiếp nhà sản xuất với người tiêu dùng, bao bì phải đáp ứng được các yêu cầu về quy chuẩn, mục đích thương mại, những ràng buộc về an toàn vệ sinh thực phẩm trong suốt quá trình bảo quản và vận chuyển. Chính đòi hỏi bức bách này đã thôi thúc nhà sản xuất hướng đến những kiểu dáng bao bì được gọi là “thông minh”. Trong dịch vụ thực phẩm, bao bì thông minh có thể tìm sản phẩm, cảnh báo với thủ kho khi có một sản phẩm hết hàng trong kho. Tín hiệu có thể phát ra từ một bao bì không khi vứt đi. Trong của hàng tạp hóa, khách hàng có thể được nhận dạng bằng thẻ khách hàng trung thành, để tìm ra những sản phẩm mà khách hàng đã mua, dựa vào đó hệ thống sẽ gợi ý các sản phẩm mà khách hàng nên mua tiếp theo. Trên giá của các cửa hàng bán lẻ, RFID và SAL tags có thể nhận tin nhắn từ trụ sở chính để nhận biết sự thay đổi về giá cả. Cũng áp dụng công nghệ như thế cho khách hàng khi mua hàng ra khỏi siêu thị. Khi khách hàng ra khỏi cửa hàng, các sản phẩm trong giỏ sẽ được nhận dạng bởi máy đọc RFID/SAL và ngân hàng sẽ tự động trừ tiền trong tài khoản của khách hàng cho các sản phẩm đã mua. Trong mỗi hộ gia đình, bao bì thông minh có thể thông báo thông tin dinh dưỡng và thời hạn sử dụng của sản phẩm. Tủ lạnh sẽ có thể thông báo bằng hệ thống hình ảnh về các sản phẩm đang có trong tủ lạnh và thời hạn sử dụng của chúng, giá trị dinh dưỡng, độ an toàn khi sử dụng sản phẩm. Những cuộc cách mạng thật sự về bao bì có lẽ sẽ được biết đến qua các nhãn ứng dụng kỹ thuật RFID. Những loại nhãn này có tính năng nhận biết các bước sóng vô tuyến và được sử dụng để theo dõi sự biến đổi chất lượng của sản phẩm trong suốt quá trình vận chuyển. Có ba loại nhãn RFID Nhãn RFID chỉ đọc: loại này chứa các thông tin do nhà sản xuất ghi vào và không thể được thay đổi hay sửa chữa sau đó. Nhãn RFID được ghi một lần và đọc nhiều lần: loại này chứa các dữ liệu được người sử dụng đầu tiên ghi vào và không thể được thay đổi hay sửa chữa sau đó. Nhãn RFID ghi/đọc nhiều lần: loại nhãn này có thể được ghi, xoá, thay đổi nội dung nhiều lần, có thể điều chỉnh thông tin từ 500.000 đến 1 triệu lần. Hình 11 Nhãn RFID Trong một tương lai rất gần, các loại nhãn RFID sẽ truyền các dữ liệu mà chúng cập nhật đến hệ thống máy vi tính được kết nối vào những chiếc tủ lạnh hay tủ đông. Từ đó, các tủ bảo quản thực phẩm này sẽ biết chính xác số lượng hàng dự trữ cũng như chất lượng của chúng, và sau đó sẽ biết tự động đặt hàng từ những siêu thị mua bán trên mạng gần nhất mà chúng “biết”. Như vậy con người chỉ cần lập trình trước cho tủ lạnh, chúng sẽ tự mua sắm cho bạn và luôn bảo đảm đầy đủ các mặt hàng thiết yếu và tươi ngon một cách rất thông minh, nhanh nhẹn. Nói tóm lại, nhờ vào các chủng loại bao bì hiện đại, ngày nay mỗi một nhân tố, từ nhà sản xuất, cơ sở chế biến, cho đến nhà vận chuyển, phân phối và cuối cùng là người tiêu thụ, đều góp một phần nhỏ vào việc theo dõi số lượng và chất lượng thực phẩm. Những tiến bộ vượt bậc của công nghệ đã chứng minh vai trò rất chủ động của người tiêu dùng ngày nay. Và trong tương lai, công nghiệp sản xuất bao bì sẽ hướng đến một mối quan tâm khác liên quan mật thiết với một môi trường ngày căng ô nhiễm: đó là công nghệ tái chế bao bì và ngành công nghiệp thực phẩm đang hướng đến sẽ là bao bì sạch. Một số ví dụ về ứng dụng RFID trong bao bì thực phẩm Theo dõi thịt với RFID Nhận dạng tần số vô tuyến (RFID) cung cấp một số lợi ích cho việc sản xuất, phân phối và bán lẻ thịt, truy xuất nguồn gốc, quản lý kho, tiết kiệm chi phí lao động, đảm bảo an toàn. Bên trong thẻ RFID là một vi mạch rất nhỏ được kết nối với một ăng-ten rất nhỏ. Một thẻ RFID cũng có thể được tích hợp với một TTI hoặc một cảm biến sinh học để ghi lại quá trình biến đổi nhiệt độ theo thời gian và vi sinh vật. Hình 12 RFID theo dõi thịt RFID thực hiện truy xuất nguồn gốc và tính xác thực thịt Theo dõi toàn bộ quá trình sản xuất, từ lúc lợn đến lò mổ cho đến khi thịt đưa đến kho chứa và cửa hàng bán lẻ. Xác minh tính xác thực của giăm bông. Hình 13 RFID thực hiện truy xuất nguồn gốc và tính xác thực thịt Ưu điểm của RFID[6] RIFD là loại thẻ cài đặt đơn giản Công nghệ RFID tốt hơn so với mã vạch vì nó không thể sao chép dễ dàng do đó làm tăng tính an toàn của sản phẩm.  HYPERLINK "" Supply chain management forms the major part of retail business and RFID systems play a key role by managing updates of stocks, transportation and logistics of the product.Quản lý phần lớn các hình thức kinh doanh bán lẻ và hệ thống RFID đóng vai trò quan trọng trong quản lý cập nhật của cổ phiếu, giao thông vận tải và hậu cần của sản phẩm. Các thẻ RFID có thể lưu trữ dữ liệu lên đến 2 kB trong khi đó, các mã vạch có khả năng đọc chỉ 10-12 chữ số. Nhược điểm[6] Chi phí cao cho việc cài đặt hệ thống. Khó khăn khi hệ thống cài đặt trong chất lỏng vì chất lỏng có xu hướng phản xạ các sóng radio, và làm cho các thẻ không đọc được RFID 2.2.5. Mã vạch thông minh Hệ thống mã số mã vạch (MSMV) là một hình thức thông tin hiệu quả, là chìa khóa của sự thành công trong quản lý và thương mại quốc tế. Nhờ vào hệ thống MSMV tiêu chuẩn, các nhà sản xuất công nghiệp kinh doanh có thể trao đổi thông tin kiểm tra thương mại quốc tế về số lượng chủng loại hàng hóa một cách chính xác, nhanh chóng và kinh tế. Để giải quyết nhu cầu ngày càng tăng về dữ liệu mã hóa nhiều hơn trong một không gian nhỏ hơn, một hệ thống mới của mã vạch tượng trưng RSS (Reduced Space Symbology) đã được giới thiệu (Uniform Code Council, 2004). Một trong những mã vạch này thích hợp để xác định sản phẩm tại thời điểm bán của sản phẩm và truy xuất nguồn gốc trong ngành công nghiệp thực phẩm. Các RSS-14 Stacked Omni-directional mã vạch mã hoá đủ 14 chữ số. Số khoản thương mại toàn cầu (GTIN), và nó có thể được sử dụng cho sản xuất các mặt hàng như táo hoặc cam, nơi không gian giới hạn yêu cầu một biểu tượng nhỏ hẹp. Các mã vạch RSS mở rộng (định dạng xếp chồng lên nhau) mã hóa lên đến 74 ký tự chữ và số, và nó có thể được sử dụng cho các sản phẩm cần đo lường giá trị (ví dụ, thịt và hải sản được bán theo trọng lượng), nơi dữ liệu dung lượng lớn hơn cần để mã hóa thông tin bổ sung như ngày đóng gói, hàng loạt số lượng và trọng lượng gói. Khi máy quét đang trở nên mạnh hơn và giá cả phải chăng, mã vạch 2 chiều cũng trở nên phổ biến. Các PDF 417 (Portable Data File) là một biểu tượng 2 chiều lưu trữ hơn 1,1 KB dữ liệu trong một không gian của mã vạch UPC. Nó cho phép mã hóa bổ sung thông tin không thể có ở các mã vạch tuyến tính, như thông tin dinh dưỡng, hướng dẫn sử dụng, trang web địa chỉ của nhà sản xuất. Ưu điểm của dữ liệu di động là chúng có sẵn ngay lập tức, mà không cần phải truy cập cơ sở dữ liệu bên ngoài. Những người thường xuyên truy cập vào các siêu thị đều nhận thức được thực tế là một số các loại trái cây và rau quả xếp chồng lên nhau trên các kệ không phải luôn luôn tươi.Searching for fresh products can be time-consuming; plus not everyone knows the features that can tell whether a fruit or vegetable is fresh. Tìm kiếm sản phẩm tươi có thể tốn nhiều thời gian, cộng thêm không phải ai cũng biết các tính năng mà có thể cho biết một loại trái cây hay rau tươi. To help solve the issue, a team of designers, including Sisi Yuan, Yiwu Qiu, Lei Zhao, Qiulei Huang, Lijun Zhang and Weihang Shu, decided to design an intelligent barcode entitled Fresh Code , which shows the level of fresh Để giúp giải quyết vấn đề, một nhóm các nhà thiết kế, bao gồm Sisi Yuan, Yiwu Qiu, Lei Triệu, Qiulei Huang, Zhang Lijun và Weihang Shu, quyết định thiết kế một mã vạch thông minh từ đó cho thấy mức độ tươi của thực phẩm. The smart code is attached to, say, a veggie, and as time passes by, the freshness level of the respective product lowers and the barcode keeps receding . Các mã thông minh được gắn vào rau và theo thời gian, mức độ tươi của sản phẩm và chiều cao mã vạch tương ứng sẽ giảm xuống.When the Fresh Code is blank, the buyer can be sure that the product is not fresh and that staff should throw it away. Khi mã vạch bị mất thì người mua có thể chắc chắn rằng sản phẩm không tươi và các nhân viên nên vứt nó đi. Hình 14 mã vạch thông minh 2..2.6. Cảm ứng Cảm ứng nhiệt[7] Một chất liệu được sản xuất hoàn toàn từ công nghệ cao và được sử dụng để thông báo cho khách hàng về “tình trạng sức khoẻ” của các sản phẩm tươi sống, đó là mực “chrome-nhiệt” (the mochromic ink). Loại mực này chứa các chất dẫn xuất trắng có khả năng thay đổi màu sắc khi nhiệt độ môi trường biến thiên trong khoảng vài độ. Khi đó, các chất đơn phân trong mực sẽ kết dính lại và trùng hợp với nhau. Loại mực này đã được người Nhật phát triển từ thập niên 1970, nhưng đến nay mới bắt đầu trở nên phổ biến. Trên các bao bì sản phẩm, chúng ta sẽ thấy các viên tròn nhỏ sẽ tự động chuyển sang màu đen khi nhiệt độ bên trong bao gói bảo quản đã tăng quá ngưỡng cho phép. Hiện tượng “nóng lên” này chắc chán sẽ làm hỏng thực phẩm chứa bên trong. Cảm biến khí Thành phần khí trong bao bì thường thay đổi là kết quả hoạt động của các thành phần trong sản phẩm thực phẩm hoặc các điều kiện môi trường. NgheĐọc ngữ âm Từ điển - HYPERLINK "|vi"Xem từ điển chi tiết Thành phần trong gói kín thường là khí, các thiết bị cảm biến phản ứng thuận nghịch và định lượng sự hiện diện của một khí bằng cách thay đổi các tham số vật lý thông qua cảm biến và được theo dõi bởi một thiết bị bên ngoài. Hình 15 Cảm biến khí Cảm biến sinh học: Hệ thống Sentinel ™ FSS là một hệ thống cảm biến sinh học có khả năng liên tục phát hiện các tác nhân gây bệnh trong gói thực phẩm. Một kháng thể cụ thể là tác nhân gây bệnh thuộc một phần hình thành lớp màng của mã vạch. Sự hiện diện của các vi khuẩn như Salmonella sp., E.coli và L. Monocytogenes sẽ gây ra sự hình thành một vùng tối trên thanh mã vạch làm máy quét không đọc được khi quét qua. Hình 16 Cảm biến sinh học 2.2.7 Bao bì thông minh nhờ vào ứng dụng OLED[7]  “Xin đừng ăn tôi, tôi đã hết hạn sử dụng!”. Lời cảnh báo ngộ nghĩnh trên sẽ xuất hiện ngay trên nắp của một hũ yaourt quá “đát”. Và hẳn khách ung sẽ bị “dội” ngay! Hoặc là, “Hãy chưng cách thuỷ tôi. Tôi sẽ rất hợp với tôm hùm và cá phèn!”, dòng chữ này sẽ nhấp nháy trên một sản phẩm đậu đóng hộp. Trong tương lai, các bao bì thực phẩm sẽ có khả năng truyển tải trực tiếp đến nguời tiêu dùng những lời cảnh báo, cách chế biến loại thực phẩm đó và luôn cả các thông tin quảng cáo đa dạng. Các dạng bao bì “biết nói” này chính là các màng chất dẻo có khả năng dẫn điện qua các đèn OLED. Đây là một trong nhiều dạng “bao bì thông minh”, khi nhà sản xuất đặt quyền lợi của người tiêu dùng lên trên hết. Tiến xa hơn, công ty Cryolog của Pháp, còn có một dạng “biển báo” có chứa các vi sinh vật rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ, đó là các “bông hoa” hình tròn sẽ chuyển màu khi thực phẩm bị biến chất, hoặc một dạng mã vạch vi sinh học. Dãy mã vạch này sẽ tự động mờ đi và sau đó bị che lấp bằng một nền màu đỏ, báo cho khách hàng biết thực phẩm bên trong đã hết hạn sử dụng. Và một “vũ khí” bảo vệ khác còn mạnh hơn khi kết hợp việc phòng ngừa các nguy cơ tiềm ẩn về vệ sinh y tế với ý thức về lợi ích sinh thái môi trường trong khái niệm phát triển bền vững. Các chuyên gia của Đại học Sao Paulo (Brazil) đã thử nghiệm thành công một loại màng dẻo chế tạo từ bột khoai mì, được sử dụng làm bao gói thực phẩm. Loại bao bì này sẽ bảo vệ thực phẩm không bị nhiễm khuẩn, bao bì sẽ đổi màu hoàn toàn tuỳ theo tình trạng bảo quản của sản phẩm. Mặt khác, do đây là một sản phẩm sinh học nên bao bì này hoàn toàn không độc hại và rất dễ phân huỷ. Việc sản xuất đại trà loại bao bì thân thiện với môi trường này sẽ bắt đầu vào năm 2009. Hình 17 Bao bì thông minh nhờ vào ứng dụng OLED 2.2.8. Các chỉ số Một chất có thể chỉ ra sự có mặt hay vắng mặt của một chất hoặc mức độ phản ứng giữa hai hay nhiều chất bằng những thay đổi đặc tính, đặc biệt là màu. Ngược lại với các cảm biến, các chỉ số không bao gồm cơ quan cảm biến và bộ chuyển đổi thành phần và giao tiếp thông tin thông qua thay đổi hình ảnh trực tiếp. Chỉ số rò rỉ Hầu hết các chỉ số rò rỉ cho rằng một sự thay đổi màu sắc như là một kết quả của một phản ứng hóa học hay enzyme. Các thuốc nhuộm oxy hóa khử phổ biến nhất được sử dụng cho các chỉ số rò rỉ xanh methylene Chỉ số rò rỉ thích hợp cho MAP (khí quyển cải biên). Dựa trên cảm ứng nhuộm màu oxy. Màu thay đổi từ màu trắng sang màu xanh cho thấy hiện diện của sự rò rỉ. Chỉ số oxy Hình 18 Ageless Eye[5] Ageless Eye là thẻ kiểm tra cho biết lượng khí oxy đã được hấp thu từ bao bì. Khi nồng độ O2 ≤ 0.1% và màu hồng khi nồng độ oxy là ≥ 0.5% 2.2.9. Làm nổi bật tính an toàn thực phẩm và an toàn sinh học Bao bì thông minh, một điều đặc biệt khi kết hợp cùng với các nguyên tắc khoa học, nó là một công cụ hữu hiệu cho việc truy xuất sản phẩm và duy trì các điều kiện của chúng. Ứng dụng của bao bì thông minh trong hệ thống truy xuất và hệ thống phân tích mối nguy và kiểm soát điểm tới hạn, truy xuất và lưu giữ các báo cáo trong suốt quá trình sản xuất và cung ứng, được xem xét như một yếu tố chính trong an toàn thực phẩm và an toàn sinh học. Hệ thống truy xuất thay đổi theo chiều sâu, chiều rộng và độ chính xác của dữ liệu được ghi nhận lại, dữ liệu được truy lại từ chuỗi cung ứng có tính chất lạc hậu hay mới nhất, vị trí của sản phẩm trên thị trường. Việc truy xuất tất cả những thông tin có độ chính xác cao thường không khả thi mà chỉ hạn chế trong việc thiết lập các thông số thường được sử dụng. Ví dụ, trong thịt bò, những thông tin cần thiết như là tên thương hiệu, số mẻ sản xuất, nguồn gốc, hay xuất xứ của lô hàng thịt bò đó là điều cần thiết, và các thông số này phải có độ chính xác cao. Tuy nhiên những thông số này không đưa ra được những thông số kỹ thuật về chất lượng và an toàn của sản phẩm thực phẩm. Như vậy bao bì thông minh được kết hợp với các hệ thống truy xuất hiện nay để làm tăng hiệu quả của việc truyền đạt thông tin. Mã vạch và nhãn hàng hóa điện tử có thể lưu giữ và chia sẻ thông tin một cách tự động, một cách đặc biệt khi được kết hợp với các dụng cụ có khả năng đo lường một cách nhanh chóng các thuộc tính về chất lượng và duy trì tính an toàn của thực phẩm. Ví dụ: các thông số pH, thông số hoạt độ của nước, thiết bị xác định nhanh các chỉ tiêu vi sinh, hoặc là các thiết bị đo lường về chất lượng không phá hủy có thể được đặt ở các vị trí chiến lược bên cạnh chuỗi cung ứng, nơi mà chúng sẽ thay đổi dữ liệu khi đọc hoặc viết mã vạch hoặc nhãn hàng hóa điện tử. Tuy nhiên nếu chỉ tăng độ chính xác của hệ thống truy xuất thì không đủ để cải thiện an toàn thực phẩm mà còn phải kết hợp với các phần mềm khoa học. Trong những năm gần đây, HACCP đã trở thành một hệ thống được ghi nhận mang tính chất quốc tế trong việc đánh giá và kiểm soát mối nguy về an toàn vệ sinh thực phẩm. HACCP là một hệ thống dựa trên nền tảng khoa học, nó gồm có 7 bước: phân tích mối nguy, xác định điểm tới hạn, thiết lập giới hạn tới hạn, thiết lập thủ tục duy trì, thiết lập hành động khắc phục sự cố, thiết lập thủ tục thẩm định lại, thiết lập thủ tục lưu trữ tài liệu và sổ lưu trữ. Quá trình thực hiện những nguyên tắc này đòi hỏi sự lưu trữ, chia sẻ và xử l‎ý thông tin để đưa ra được quyết định kịp thời và hành động khắc phục. Một hệ thống kết hợp giữa bao bì thông minh và các nguyên tắc HACCP cho việc quản lý thông tin và đảm bảo an toàn thực phẩm. Một điều quan trọng của hệ thống này là thông tin được chia sẻ giữa các công cụ phức tạp ở những vị trí phức tạp. Thông tin thu nhận được từ các công cụ đa dạng và các vị trí đa dạng, một cách đặc biệt là khi chúng được kết nối với nhau, thông tin được thu nhận được có tính hữu dụng hơn là thông tin thu nhận từ các công cụ và các vị trí đơn giản. Nếu chỉ xác định được một chỉ tiêu về vi sinh thì đó không phải là một giải pháp hoàn toàn để đảm bảo an toàn về thực phẩm, do đó khi chúng được kết hợp với nhau, sự kết hợp giữa các biện pháp đo lường về vi sinh, vật lý, hóa học, như vậy việc xác định và khắc phục các vấn đề về an toàn hoàn toàn không có gì là khó khăn. Công cụ đa dạng, trong đó có cả bao bì thông minh, chúng được kết hợp và đặt bên cạnh chuỗi cung ứng chung với các thiết bị như là máy đo pH và máy đo hoạt tính của nước. Trong HACCP, khi phân tích mối nguy không chỉ dựa trên vật liệu mà còn phải dựa trên thông tin. Kiểm soát các điểm tới hạn và các công cụ xác định được yêu cầu ở các vị trí đặc biệt phải được xác định. Giới hạn của việc kiểm soát các điểm tới hạn như là thời gian và nhiệt độ có thể mã hóa trên mã vạch và nhãn điện tử của bao bì thông minh. Việc duy trì kiểm soát điểm tới hạn cũng có thể thực hiện trên nhãn TTI hoặc các thiết bị khác ở các vị trí chiến lược. Việc ghi và đọc nhãn điện tử trên mạng máy tính có thể trở nên dễ dàng trong việc lưu trữ các dữ liệu thô và tư liệu của sản phẩm. Việc thực hiện một quyết đinh để đưa ra một hành động khắc phục cũng trở nên dễ dàng hơn bằng phần mềm xử l‎ý số liệu. Sự phát triển của hệ thống HACCP- bao bì thông minh cần tiến hành sớm hơn và lĩnh vực nghiên cứu có ‎ý nghĩa là điều cần thiết cho sự phát triển trong tương lai. III. KẾT LUẬN Bao bì thông minh có hiệu quả có thể cung cấp các giải pháp để sản xuất hiện tại và người tiêu dùng các vấn đề: theo dõi, cảm biến và giao tiếp. Bao bì thông minh cung cấp tiềm năng đáng kể như là một công cụ tiếp thị và tạo nên sự khác biệt thương hiệu cho hầu hết các sản phẩm thực phẩm. Nghe Đọc ngữ âm   Từ điển - HYPERLINK "|vi"Xem từ điển chi tiết Rào cản đối với sự chấp nhận sử dụng bao bì thông minh: 1. Chi phí hiệu quả phụ thuộc vào lợi ích nhận được từ nhiều hệ thống khác nhau. 2. Một số rào cản pháp lý: thực phẩm an toàn và các quy định pháp luật. 3. Độ tin cậy và hiệu quả sử dụng. 4. Nhà sản xuất thực phẩm, tiêu dùng và người bán lẻ chấp nhận nghĩa vụ pháp lý sẽ là cần thiết để cho phép sản xuất bao bì thông minh trên một quy mô lớn. "Mặc dù có những trở ngại sẽ được khắc phục trong tương lai gần, bao bì thông minh sẽ là một công cụ kỹ thuật có tiềm năng cao trên thị trường, bao gồm cả sự minh bạch hơn trong giao tiếp với người tiêu dùng, nhu cầu cho bán lẻ và công nghiệp thực phẩm để kiểm soát tốt hơn dây chuyền sản xuất thực phẩm". Tất cả những khả năng được thể hiện bằng sự liên kết giữa bao bì và công nghệ thông tin. Nhưng bao bì thông minh sẽ không thật sự phát triển cho đến khi chúng ta thật sự hiểu và áp dụng thành công công nghệ và làm sao chúng ta có thể sử dụng hiệu quả hơn chất lượng thông tin được xử lý. Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và sức sáng tạo là vô hạn. Vì vậy trong tương lai bao bì thông minh sẽ được áp dụng ngày càng nhiều và ngày càng hữu ích cho người sử dụng. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đống Thị Anh Đào, Kỹ thuật bao bì thực phẩm, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TPHCM, 2008. [2] Đàm Sao Mai, Bài giảng bao gói thực phẩm, Đại học Công nghiệp TPHCM, 2010 [3] www.baomoi.com/Info/Bao-bi-thong-minh-canh-bao.../5556415.epi [4] www.smartpacking.com/ [5] www.pdf-search-engine.net/packaging.ppt-pdf.html [6]  HYPERLINK "" www.buzzle.com/articles/advantages-and-disadvantages-of-rfid-technology.html  HYPERLINK "" [7]www.thanglongpack.com.vn/Story/vn/tintucsukien/tintucchuyennganh/2007/8/359.html [8]  HYPERLINK "" 

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docBao bì thông minh và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm.DOC
Luận văn liên quan