BAO BÌ THÔNG MINH VÀ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN THỰC PHẨM

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
1
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
2
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 Indicators8
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
3
STT Tên hình Trang
4
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
I. GIỚI THIỆU BAO BÌ THỰC PHẨM
1.1. Định Nghĩa Bao Bì Thực Phẩm
5
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.
6
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
7
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.
8
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. Điều này đã trở thành một vấn đề lớn trong việc truy xuất nguồn gốc, kiểm
soát thực phẩm. 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. 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. TTI 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. Và màu xanh này là
không đổi sau khi trở về nhiệt độ đến mức chấp nhận được. Màu xanh (acid béo và este) thông
qua một bấc xốp được làm bằng giấy thấm chất lượng cao. Trước khi sử dụng, thuốc nhuộm
được tách ra từ bấc bằng lớp phim để khuếch tán không xảy ra. Để kích hoạt chỉ thị, các rào
cản được kéo ra và khuếch tán bắt đầu nếu nhiệt độ trên điểm nóng chảy của các este. Máy
quét có thể được sử dụng để ghi lại và tính toán khoảng cách. Nó dựa trên một sự thay đổi
màu sắc do pH giảm, do một enzyme thủy phân lipid. Trước khi kích hoạt lipase và lipid bề
mặt là hai ngăn riêng biệt. Khi kích hoạt, rào cản ngăn cách chúng bị hỏng, enzyme và chất
nền được pha trộn, độ pH giảm xuống và thay đổi màu sắc bắt đầu như thể hiện bởi sự hiện

diện của một chỉ số pH. Các màu sắc thay đổi có thể được công nhận và so sánh trực quan qua
một hệ thống các ô màu (ví dụ: 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. Màu 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
9
– 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 .
10
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
11