وبلاگ

امروزه پیشرفت و توسعه فن آوری در جهان بر همه ی فعالیت های انسان تأثیر گذار بوده و شیوه زندگی مردم نسبت به گذشته بسیار متفاوت شده است. این پیشرفت­ها منجر به تغییراتی در تهیه مواد غذایی و عادات مصرف گردیده و نتیجه مثبت آن در تکنولوژی مواد غذایی، سبب ایجاد فرآوری و تکنیک های بسته بندی گردیده است که این شیوه جهت کمک به حصول اطمینان از عرضه مواد غذایی و همچنین آماده سازی و مصرف آن، مورد استفاده قرار می­گیرد. در واقع بسته بندی یکی از حساس ترین و تعیین کننده ترین مراحل عرضه و مصرف کالا می باشد و می ­تواند عامل تمایز از رقبا و نوعی مزیت رقابتی باشد. بسته بندی به عنوان پوشش یا ظرف، جهت حفظ کیفیت غذا، به حداقل رساندن ضایعات مواد غذایی و کاهش استفاده از مواد نگهدارنده در ماده غذایی، مورد استفاده قرار می­گیرد. از مهمترین اهداف بسته بندی می توان به طراحی و تولید ظرف یا لفاف برای نگهداری و محافظت از محصول در فاصله تولید تا مصرف در برابر آسیب های فیزیکی و شیمیایی حین ارائه به بازار و مصرف کننده،اشاره نمود (کی منش، 1390). اخیراً به دلیل نگرانی‌های زیست محیطی در ارتباط با پسماند بسته‌بندی‌های پلاستیکی مصنوعی، تلاش‌های بسیاری برای تهیه مواد بسته‌بندی زیست تجزیه‌پذیر از پلیمرهای طبیعی است (مز استاکا[1] و همکاران، 2009). امروزه بخش بزرگی از مواد استفاده شده در صنعت بسته بندی از فرآوردهای نفتی و پتروشیمی به دست می­آیند که غیر قابل تجزیه در طبیعت بوده و مشکل زیست محیطی ایجاد می­ کنند. از این­ رو محققین همواره به دنبال راه حل­هایی برای این موضوع می­باشند. رشد روز افزون محصولات زیستی و توسعه تکنولوژی­های نوین سبب کاهش وابستگی به استفاده از سوخت­های فسیلی گردیده است. در چند دهه اخیر میزان توجه و علاقه افراد به استفاده از بیوپلی­مرها به دلیل افزایش بیشتر آگاهی مصرف کنندگان، افزایش قیمت نفت خام، افزایش آلودگی­های زیست محیطی و تجزیه ناپذیر بودن پلیمرهای نفتی و توجه به گرمای جهانی افزایش یافته است و سبب شده تلاش­ های فراوانی در جهت تولید مواد بسته­بندی با منشا طبیعی(پروتئین،چربی و کربوهیدرات) به صورت فیلم یا پوشش صورت گیرد. اینگونه بیوپلیمرها در مقایسه با بهره گرفتن از پلاستیک­ها اثرات مخرب کمتری بر محیط زیست دارند  ( پین[2] و همکاران، 1992). فیلم­های خوراکی که در ارتباط با مواد غذایی کاربرد دارند زیست­تخریب­پذیر هستند، یعنی قابلیت تجزیه شدن به عناصر سازنده را به وسیله­ موجودات ذره­بینی خاک دارند ( فیگویرو[3] و همکاران، 2004).

 

مواد استفاده شده برای بسته بندی که از سوخت های فسیلی تولید شده اند عملاً تجزیه ناپذیر می باشند. به همین دلیل مواد بسته بندی غذاها نیز مانند سایر مواد بسته بندی مشکلات جدی رااز لحاظ محیط زیست ایجاد می کنند. در نتیجه مطالعاتی جهت استفاده از بسته بندی های زیست پایه تخریب پذیر انجام گرفته است. حدود 125 میلیون تن سالانه در جهان پلاستیک تولید می شود که حدود 30 میلیون تن آن در بخش بسته بندی مصرف می شود ( مارینیلو[4] و همکاران، 2003؛ لین[5] و همکاران، 2005). به منظور کاهش ضایعات بسته بندی پلاستیکی زیست تخریب ناپذیر استفاده از پلاستیک های زیست پایه تخریب پذیر مانند نشاسته، سلولز، PLA، ژلاتین و… ضروری می­باشد  ( الماسی[6] و همکاران، 2009؛ ویلهلم[7] و همکاران، 2003).

 

بسته یا پوشش غذا نقش منحصر به فردی در سلامت غذا و در نتیجه مصرف کننده ایفا می کند. مسلم است که بیشتر فرآورده های غذایی با نوعی روش بسته بندی به مصرف کننده می رسد و در نتیجه بسته بندی بخش مهمی در زنجیره غذایی می باشد ( کیم[8] و همکاران، 2003). اما مواد بسته بندی قدیمی که از مواد نفتی مشتق شده بودند هیچ یک زیست تخریب پذیر نبوده و از لحاظ زیست محیطی قابل تحمل نیستند و خطرات سلامتی را تحمیل می کنند؛ برای مثال مهاجرت افزودنی های مضر به غذا. زیست تخریب پذیری مواد پلاستیکی سنتزی حاصل از مشتقات نفتی بسیار کند بوده و تجزیه کامل آن­ها چندین سال به طول می انجامد و این امر باعث افزایش آلودگی های زیست محیطی می­گردد. لذا طی سال های اخیر یافتن جایگزینی مناسب برای پلاستیک های سنتزی به طوریکه زیست تخریب پذیری بالایی داشته و آلودگی زیست محیطی کمتری بر جای بگذارد توجه محققین را به خود را جلب کرده است. بیوپلیمرهای خوراکی با زیست تخریب پذیری بالا که از منابع قابل تجدید کشاورزی حاصل می­شوند گزینه ای مناسب در این زمینه به شمار می روند. با وجود مزایای مسلم زیست محیطی و پایداری پلیمرهای زیستی این قیمت رو به رشد نفت خام و گاز طبیعی است که عامل محرکه برای سرمایه گذاری اقتصادی در این زمینه است. این موضوع و دو عامل محرکه تلاش برای بازیافت بیشتر ضایعات و همچنین ثبات محیط زیست و مدیریت کشاورزی این ضرورت را ایجاد می­ کند که تغییری به سمت پلاستیک­های زیستی صورت گیرد.

 

 

 

1-2- پیش زمینه

 

بسته ­بندی پوششی است كه سلامت كالای محتوی خودرا­پس ازتولید تا مرحله­ مصرف حفظ می­نماید وبا ایجاد یک مانع فیزیكی بین محصولات غذایی ومحیط خارج بهداشت محصول راتضمین می­كند و عمر كالای فاسد شونده را افزایش می­دهد. درسا­ل­های اخیربه علت افزایش مصرف پلاستیک­ها و با توجه به طول عمربالای آن­ها و تقریبا زیست تخریب­پذیر1 نبودن آن­ها، سنتز پلیمر­های زیست ­تخریب ­پذیرافزایش یافته است (قنبرزاده و همکاران، 1388).

 

در بسته ­بندی مواد غذایی از مواد مختلفی نظیر شیشه، پلاستیک­های سخت و نیمه سخت، فلزات سخت (قوطی­ها) استفاده می­ شود این مواد در اکثر موارد توسط مصرف کننده دور ریخته می­شوند (بدیعی و همکاران، 1387). مواد بسته بندی پلیمری که کاربرد گسترده­ای در صنعت بسته­بندی دارند، غیر­قابل تجزیه و غیر قابل برگشت به محیط زیست هستند و به همین دلیل، از مهمترین آلاینده­های طبیعت محسوب می­شوند ( الماسی، 1388 و ایران منش، 1388). از ویژگی­های مطلوب برای هر بسته­بندی، بازیافت آسان آن و ایجاد كمترین خسارت به محیط زیست است. هرساله بالغ بر چند میلیون تن ضایعات پلاستیكی از جمله كیسه­ها، پاكت­های پلاستیكی و مواد بسته بندی وارد محیط زیست گردید و به علت عدم بازگشت به چرخه زیست محیطی باعث ایجاد مشكلات فراوان برای محیط زیست می­شوند. تولید فیلم­های تجزیه­پذیر طبیعی وجایگزین نمودن آن­ها به جای پلاستیك­های سنتزی راه حلی برای به حداقل رساندن آثار نامطلوب و زیان­آور زباله­های حاصل از مواد سنتزی است (دارائی وهمكاران، 1388).

 

بسته بندی های زیست تخریب پذیر که قابلیت خوراکی بودن و مصرف به همراه ماده غذایی را دارند شامل فیلم ها و پوشش های خوراکی می باشند. فیلم های خوراکی لایه هایی از مواد قابل هضم هستند که به عنوان پوشش مواد غذایی(پوشش های خوراکی)و یا به عنوان مانعی بین غذا و سایر مواد و یا محیط ها استفاده می شوند. پوشش های خوراکی قابل تجزیه به وسیله میکروارگانیسم ها مصرف شده و به ترکیبات ساده تبدیل می شوند ( آل حسن و همکاران، 2012).

 

تولید بیوپلیمر­هایی که از منابع تجدیدپذیر بدست می­آیند بر خلاف پلیمر­های سنتزی که بیشتر منشا نفتی دارند در محیط طبیعی تجزیه پذیر هستند و موجب حفظ منابع تجدید ناپذیر می­گردد. این بیوپلیمر­ها که قابلیت برگشت به طبیعت را دارند از محصولات کشاورزی بدست آمده و موجب آلودگی محیط زیست نمی­شوند و در فرایند کمپوست توسط میکروارگانیسم ها به محصولات طبیعی مانند آب، متان، دی اکسید کربن، و توده زیستی تبدیل می­شوند. پلیمر­هایی که پس از فرایند تجزیه توسط میکروارگانیسم ها ­ کاملا به محصولات طبیعی تبدیل می­شوند زیست تخریب پذیر نامیده می­شوند (قنبرزاده و همکاران، 1388).

 

بسته بندی­های زیستی حاصل از بیوپلیمر­های خالص دارای سرعت زیست تخریب پذیری بالاتری نسبت به فیلم­های آلیاژ شده می­باشند ولی کیفیت مکانیکی و نفوذپذیری آن­ها به نسبت پایین تر است (قنبرزاده و همکاران، 1388).

 

دلایل استفاده از این نوع بسته بندی عبارتند از: جلوگیری از انتقال رطوبت، جلوگیری از خروج ترکیبات فرار موجود در ماده غذایی، کاهش دهنده سرعت تنفس، به تاخیر انداختن تغییرات در بافت ماده غذایی، مانعی بسیار عالی در برابر عبور چربیها  و روغن ها، عبوردهی بسیار انتخابی گازهایی نظیر اکسیژن و دی اکسیدکربن (ایران منش، 1388).

 

 

 

1-3- بیان مسئله

 

در قرن نوزدهم ایده­های مربوط به صنعت بسته­بندی مواد غذایی و محافظت از مواد غذایی  ابداع گردید. ایده­هایی که حتی تا به امروز در این صنعت مطرح هستند. اما اختراعاتی مثل ساخت بطری­های شیشه ­ای، پوشش سلفون، فویل آلومینیومی و ظروف پلاستیکی که در قرن بیستم روی داد به شکل چشمگیری، انعطاف­پذیری صنعت مواد غذایی را بالاتر برد و آن را کاربردی­تر کرد. پیشرفت­های دیگری نظیر استفاده از مواد ضد میکروبی یا جاذب اکسیژن در ساخت ظروف مواد غذایی موجب شکل­ گیری رویه جدیدی در افزایش ماندگاری مواد غذایی و حفاظت آن­ها در برابر تأثیرات محیطی شد. با این حال روند فعلی عرضه محصولات غذایی در سطح جهان مثل افزایش فرآوری صنعتی غذاها، حجم بالای صادرات و واردات محصولات غذایی و کوتاه­تر شدن زمان تهیه مواد غذایی تازه، صنعت بسته­بندی محصولات غذایی را وادار می­ کند به دنبال راه کارهای جدیدتر و پیشرفته­تر بسته­بندی باشد. زمانی حفاظت و افزایش طول عمر مواد غذایی هدف اصلی صنعت بسته­بندی این محصولات بود اما هم اکنون سهولت در کاربرد و آسانی مصرف هم به همان اندازه اهمیت یافته است. در این عرصه اهمیت عوامل دیگری همچون امکان ردیابی، تجهیز به نشان­گرهای الکترونیکی و با دوام بودن نیز رو به افزایش است. بسیاری از پیشرفت­های جدید صنعت بسته­بندی مواد غذایی پاسخگوی این نیازها است. بسته­بندی هوشمند و فعال مواد غذایی علاوه بر به تأخیر انداختن عوامل محیطی مؤثر بر مواد غذایی، روشی پویاتر را برای حفظ نگهداری محصول به کار می­گیرد. به عنوان مثال دو مقوله مهم در حفظ کیفیت ماده غذایی بسته­بندی شده، کنترل میزان رطوبت و اکسیژن است. وجود اکسیژن در ظرف حاوی ماده غذایی موجب رشد میکروب­های هوازی و کپک­های قارچی می­ شود. به علاوه فعالیت­های اکسیدی درون ظرف باعث ایجاد طعم و بوی ناخواسته و تغییر در رنگ و خصوصیات تغذیه­ای ماده غذایی می­شوند. به همین ترتیب وجود رطوبت در ظرف محتوی ماده غذایی ممکن است باعث ایجاد کلوخه در محصولات پودری شکل یا نرم شدن مواد غذایی ترد شود. به علاوه وجود رطوبت به رشد میکروب کمک می­ کند. از سوی دیگر، خشکی بیش از حد فضای درون ظرف نیز باعث کم آب شدن ماده غذایی می­ شود. در بسته­بندی فعال ظروف، شامل موادی هستند که این معضلات را برطرف می­ کند. برخی از مهیج­ترین پیشرفت‌های حاصل شده در صنعت بسته­بندی مواد غذایی مرتبط با فناوری نانو است. فناوری نانو که علم مطالعه نانو ذره­هاست، تأثیر بزرگی بر مواد مورد استفاده در صنعت بسته­بندی مواد غذایی داشته است. با بهره گرفتن از ابداعاتی که در مقیاس نانو صورت می‌گیرد می‌توان به ایده­های جدیدی در خواص فنی و قابلیت ممانعت کنندگی ظروف، ایده­های جدید در تشخیص عوامل بیماری­زا و راه‌ کارهای جدید بسته­بندی فعال و هوشمند دست یافت. نانوکامپوزیت­ها در رأس ابداعات فن‌آوری نانو مرتبط با صنعت بسته­بندی مواد غذایی قرار دارند. نانوکامپوزیت‌ها مواد هستند که از ترکیب نانوذره­ها ساخته می‌شوند. فیلم­های پلاستیکی نانوکامپوزیتی این قابلیت را دارند که از نفوذ اکسیژن، دی­اکسید کربن و رطوبت به داخل ظرف جلوگیری کنند. به این ترتیب ظروفی که در ساختار آن­ها از فیلم­های نانوکامپوزیت استفاده شده است، باعث افزایش ماندگاری ماده غذایی می‌شوند. ظروف نانوکامپوزیت سبک، محکم و مقاوم به حرارت هستند. علاوه بر این تحقیقاتی در زمینه ساخت ظروف با بهره گرفتن از مواد نانوکامپوزیت زیست­ تجزیه­پذیر درحال انجام است. با این‌ که استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در صنایع بسته­بندی مواد غذایی تضمین کننده سطح بالای ممانعت کنندگی ظرف است، نوع دیگری از مواد نانو توانایی بالایی در کنترل رشد میکروب‌ها دارد ( آل حسن[9] و همکاران، 2012).

 

استفاده از نانو تکنولوژی در این پلیمرها ممکن است امکانات جدیدی را برای بهبود نه تنها ویژگی­ها بلکه به طور همزمان بهبود ارزش، قیمت و راندمان را سبب شود. اندازه نانو ذرات موجب پراکندگی و توزیع خوب آن­ها می­ شود. این نانو کامپوزیت­ها می­توانند به طور قابل توجهی ویژگی­های مکانیکی، حرارتی، ممانعتی و فیزیکوشیمیایی بهبود یافته ای در مقایسه با پلیمرهای اولیه و کامپوزیت های میکرو سایز مرسوم نشان دهند ( آل حسن[10] و همکاران، 2012). رشد میکروب ها روی سطح مواد غذایی دلیل اصلی فساد مواد غذایی و بیماریزایی در مصرف کننده می باشد. به این دلیل تلاش های زیادی برای تیمار این سطوح به روش های گوناگون مانند اسپری یا غوطه ور کردن در مواد نگهدارنده مختلف صورت گرفته است. فیلم­های خوراکی به تنهایی و یا همراه با مواد ضد میکروبی، موجب مهار رشد باکتری­ ها در سطح مواد غذایی و در نتیجه فساد آن­ها می­شوند. فناوری نانو می تواند در مواردی مانند افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها، افز ایش ویژگی های ممانعتی، افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد ( آل حسن و همکاران، 2012). گروه تحقیقاتی دانشگاه انگلیسی لیدز دریافتند که نانو ذرات اکسید روی و اکسید منیزیم باعث از بین بردن میکروارگانیسم ها می شوند که می توانند کاربرد زیادی در بسته بندی مواد غذایی داشته باشند. این شیوه می تواند افزودن مقدار زیاد ضد میکروب ها به درون توده غذا را کاهش دهد. آزاد شدن کنترل شده ضد میکروب ها به سطح غذا امتیازات زیادی نسبت به روش های دیگر مانند فروبری و اسپری کردن دارد (محمدی[11] و همکاران، 2012). در این دو فرایند اخیر ماده ضد میکروبی به سرعت از سطح ماده غذایی به داخل آن نفوذ می کند (منتشر می شود) و در نتیجه خاصیت ضد میکروبی در سطح کاهش می­یابد. مواد ضد میکروبی باقی مانده، در تماس با مواد فعال موجود در سطح خنثی می شوند و میکروب های آسیب دیده ممکن است دوباره فعال گردند. برای مثال ثابت شده است که امولسیفایرها و اسیدهای چرب با نایسین واکنش داده و خواص آن را کاهش می­دهند.

 

بسته بندی فعال، یک روش بسته­بندی جدید غذا در پاسخ به تقاضای مصرف کننده برای سالم بودن است که فعالیت ترکیبات بیولوژیکی مانند عوامل آنتی میکروبی آنتی اکسیدانی، ویتامین­ها، عوامل طعم­دهنده در ترکیبات بسته­بندی زیست تخریب­پذیر ترکیب می­ شود ( کارمن[12] و همکاران، 2010). در واقع استفاده از بسته­بندی فعال، روش نوینی برای نگهداری این نوع ماده غذایی می­باشند. بسته­بندی فعال به صورت زیر تعریف شده است:

 

نوعی بسته­بندی که علاوه برداشتن خواص بازدارندگی اصلی بسته­بندی­های معمولی (بازدارندگی در مقابل گازها و بخار آب و خواص مکانیکی) با تغییر شرایط بسته­بندی، ایمنی، ماندگاری و یا ویژگی­های حسی ماده غذایی را بهبود می­بخشد و در عین حال کیفیت ماده غذایی حفظ می­گردد. تکنولوژی بسته­بندی فعال شامل بر هم کنش­هایی بین غذا، ماده بسته­بندی و اتمسفر گازی داخل بسته می­باشد که بایستی در عین حال که کیفیت و امنیت محصول را حفظ می­ کند، قادر به افزایش ماندگاری آن نیز باشد ( لابوزا و برن[13]، 1988)

 

خاصیت ضد میکروبی ترکیبات اکسید روی ازگذشته بسیار دور شناخته شده وکاربردهای فراوانی در ضدعفونی کردن وسایل پزشکی، تصفیه آب، لوسیون ها و پمادهای ضد باکتری دارد. مکانیسم ضد میکروبی نانو ذرات فلزی حاصل از این فلز  هنوز دقیقا مشخص نیست. براساس مطالعات محققان این مکانیسم ممکن است به صورت القای تنش اکسیداتیوبه غشای سلول میکروبی به دلیل آزادسازی گونه های اکسیژن فعال (ROS) یا آزاد سازی  یون از سطح ذره و اتصال به غشای سلول و انهدام آن باشد. فلز روی در بسیاری از فعل و انفعالات بدن شرکت داشته و برای حفظ سلامتی و طول عمر بدون امراض وجود آن لازم و ضروری است. فلز روی آنتی اکسیدانی است که در واکنش­های اکسیداتیو نقش مهمی ­دارد. همچنین در افزایش سطح این یون کارکرد صحیح دستگاه ایمنی نقش مهمی دارد. روی عوامل و فلزات سمی وارد شده به بدن را جذب و خنثی می­ کند. روی در ساختمان بیش از 200 آنزیم شرکت دارد و همچنین به عنوان کاتالیزور در واکنش های بدن عمل می کند. روی  در تکثیر سلولی هم مورد استفاده است. در ساختن دزاکسی ریبونوکلوئیک اسید یاDNA نیاز به روی می باشد.

 مهم­ترین علت کاهش میزان روی در بدن نقصان دریافت آن از طریق  مواد غذایی است. بكارگیری كامپوزیت‌ها به عنوان چالشی بزرگ در زمین­ها افزایش به كارگیری فیلم‌های خوراكی تجزیه‌­پذیر به شمار می‌رود این قبیل تركیبات سبب كاهش پسمانده‌های بسته‌بندی، حفظ تازگی ماده غذایی و افزایش دوره ماندگاری آن می‌شوند. پلیمر كامپوزیت آمیخته­‌ای از ساختار پلیمر به همراه افزودنی‌های آلی و غیرآلی می‌باشد. ظهور نسل جدیدی از كامپوزیت‌ها تحت نام (نانوكامپوزیت) منجر به بهبود برخی ویژگی‌ها، نظیر افزایش مقاومت در برابر صدمات مكانیكی، حرارتی، نفوذ حلال و گازها، كاهش وزن بسته، افزایش شفافیت و زمان ماندگاری در مقایسه با انواع تجاری در سطح میكرو می‌گردد (سوبرال و همکاران، 2001).

 

فیلم­ها و پوشش ­های خوراكی ای كه از تركیبات مختلف تهیه می­شوند  (فیلم­های مركب)، برای بهتر شدن ویژگی­های كاربردی فیلم هایی كه از یک نوع تركیب تولید شده و همچنین غلبه بر مشكلات فناوری مربوطه، توسعه یافته اند. بیشترین فیلم های مركبی كه مورد مطالعه قرار گرفته اند، آمیزه ای از تركیب لیپیدی و ساختار هایی بر پایه هیدروکلوئیدها می باشند ( کمپر و فنما[15]، 1984؛ گونتارد[16] و همکاران، 1994). استفاده رو به رشد هیدروکلوئیدها در صنایع غذایی سبب نیاز به منابع جدید از این محصولات شده است، چرا که هیدروکلوئیدها در سیستم های غذایی بطور گسترده ای برای اهداف متنوعی از قبیل قوام دهندگی، عامل ژل ساز، اصلاح کننده بافت و تثبیت کننده، استفاده می شوند. امروزه برای تأمین کیفیت در پایداری، بافت و ظاهر محصولات غذایی از هیدروکلوئیدها به عنوان ماده افزودنی استفاده می شود، البته سهم حجم مواد تشکیل دهنده بستگی به امنیت در عرضه، کیفیت و قیمت نیز دارد. صمغ دانه ها از افزودنی های مهم در صنعت غذا است ( گلیکسمن[17]، 1969).  قدومه گیاهی است علفی با برگ هایی با بریدگی های نامنظم و گل های کوچک و زرد رنگ (صابری و صداقت، 1384) به ارتفاع 36-6 سانتی متر که توسط بذر تکثیر می شود. میوه این گیاه خورجینک، مدور به قطر 5 تا 7 میلی متر، با سطحی زبر و پوشیده از کرک های ستاره ای است. بذرها به رنگ قهوه ای، گرد و به قطر 75/1 تا 5/2 میلی متر می باشند (راشد محصل و همکارن، 1388). این گیاه بیشتر در نواحی معتدله اروپا و آسیا می روید. قدومه دارویی است لعاب دار که خیس کرده یا جوشانده آن تنها یا مخلوط با داروهای دیگر برای نرم کردن سینه و روده ها بکار می رود (صابری و صداقت، 1384). علاوه بر این غذاهای غنی شده با صمغ دانه قدومه به خوبی مورد استقبال مصرف کنندگان قرار گرفته است و دانش استفاده از این دانه ها برای مصارف دارویی در حال گسترش است (کوچکی و همکاران، 2008). به همین علت در این پژوهش سعی بر آن شده تا با توجه به ارزش و مزایای فیلم های خوراکی تهیه شده تا به امروز و کاربرد دارویی صمغ به دست آمده از بذر دانه قدومه شیرازی، فیلمی بر پایۀ این صمغ تهیه شود.

 

 

 

1-4- اهمیت موضوع

 

بسته­بندی­های زیست سازگار بر پایه فیلم­های خوراكی، كه عمدتاً از پلی ساكاریدها، پروتئین­ها، چربی­ها و یا تركیبی از آن­ها ساخته می­شوند، به دلیل دارا بودن مواد طبیعی، قابلیت تجدیدپذیری و عدم ایجاد آلودگی­های زیست محیطی روز به روز از اهمیت خاصی برخوردار می­شوند (آهوناینن[18] و همکاران 2003). از دهه­های گذشته، علم نانو و دیگر تکنولوژی های مرتبط، تبدیل به تکنولوژی شده اند(نارایانامورتی[19]،٢۰۰٦). تکنولوژی- های کامپوزیت، با علم نانو ترکیب شدند و منجر به توسعه ی علم و تکنولوژی نانو گردیدند (هاسین و همکاران[20]، ٢۰۰٦). تلفیق نانو ذرات به داخل مواد کامپوزیت، توجهات زیادی را به سمت خود جلب نمود که به دلیل قابلیت آن، در بهبود خصوصیات پلیمر، مانند؛ خصوصیات حرارتی، مکانیکی و ممانعت کنندگی گازها می باشد (کوریان و همکاران[21]، ٢۰۰٦). اخیرا، مواد غیرآلی مانند فلز و اکسید فلزات، در پژوهش تکنولوژی نانو، مورد توجه قرار گرفته اند، که این به دلیل توانایی آن ها در مقاومت در شرایط ناملایم می باشد (فو و همکاران[22]، ٢۰۰٥). در بین اکسید فلزات ZnO، TiO2، MgO و CaO، بیشتر مورد توجه می باشد، زیرا برای انسان و حیوانات ایمن است (لین و همکاران[23]، b٢۰۰٩؛ استومیتاو و همکاران[24]، ٢۰۰٢).

 

بیونانوکامپوزیت ها، تولید جدید نانوکامپوزیت ها را به نمایش می گذارند و شامل ترکیب بیوپلیمرها و یک ماده ی غیرآلی می باشند که حداقل، یک بُعد نانو دارند. بیونانوکامپوزیت ها، یک گروه از مواد دو جزئی با ساختار نانو هستند که مابین تکنولوژی نانو، علم ماده و علم زندگی قرار دارند (اُزین و همکاران[25]، ٢۰۰٩؛ داردِر و همکاران[26]، ٢۰۰٧).

 

پُر کننده­ های نانو، واکنش های داخلی عالی ای با انشعابات پلیمری برقرار می­ کنند، که این به دلیل مساحت سطحی زیاد و سطح بالای انرژی آن­ها می­باشد. بنابراین، بطور معنا داری باعث بهبود خصوصیات پلیمری می­گردند (کوواسویک و همکاران، ٢۰۰٨).

 

از اکسید روی، بطور وسیعی بعنوان پُر کننده ی عملگرا در جاذب های UV ، برای کاربرد در مواد دارویی، بهداشتی، مواد پوشش دهی و پیگمنت ها استفاده شده است (لی و همکاران، ٢۰۰٩؛ کومار و سینگ، ٢۰۰٨؛ یو و همکاران، ٢۰۰٤). علاوه بر این، استفاده از نانو ذرات اکسید روی، یک روش ماندنی برای جلوگیری از بیماری های عفونی، از طریق اثرات ضد میکروبی اکسید روی می­باشد (لی و همکاران، ٢۰۰٩و٢۰١۰؛ راجندرا و همکاران، ٢۰١۰؛ ژانگ و همکاران، ٢۰۰٨).

 

اندازه، مورفولوژی، بلورینگی، ترکیب و شکل ذرات، پارامترهای بحرانی برای خصوصیات اصلی نانو ذرات می باشند (شهرام و عبداله، ٢۰۰٦؛ یاماموتو، ٢۰۰١). لین و همکارانش (a٢۰۰٩) گزارش کردند که نانومیله های اکسید روی، مانع فعالیت نوری جذب UV می شوند. با اینکه، گزارش شده است که تلفیق نانو ذرات به داخل فیلم نشاسته، باعث بهبود برخی خصوصیات می­گردد (ما و همکاران، ٢۰۰٩؛ یو و همکاران، ٢۰۰٩).

 

تلاش­ هایی در مورد توسعه­ بیونانوکامپوزیت های دارای خواص حرارتی، مکانیکی و عملگراییِ بهبود یافته، صورت گرفته است که به دلیل ماتریکس یا پُر کننده های نانو ذره می باشد (جیا و همکاران[35]، ٢۰۰٦؛ چن و همکاران[36]، ٢۰۰٤). علاوه بر این، مواد بیوپلیمری، بعنوان تکنولوژی سبز[37] معروف هستند و زیست تخریب پذیر بوده و با محیط زیست سازگارند و در تکنولوژی های دارویی، بسته بندی غذایی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند (شاملی و همکاران[38]، ٢۰١۰؛ ما و همکاران[39]، ٢۰۰٩).

 

 

 

1-5- اهداف پژوهش

 

1-5-1- هدف اصلی

 

هدف اصلی از این پژوهش، تهیه و ارزیابی فیلم خوراکی بر پایه هیدروکلوئید استخراج شده از صمغ قدومه شیرازی و پیشنهاد یک منبع جدید برای تهیه فیلم های خوراکی و همچنین  تهیه و ارزیابی فیلم خوراکی ترکیبی از این صمغ و نانو ذرات اکسید روی می باشد.

 

 

 

1-5-2- اهداف اختصاصی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص مکانیکی فیلم­های قدومه شیرازی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم­های قدومه شیرازی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص ضد میکروبی فیلم­های قدومه شیرازی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر ایزوترم جذب تعادلی رطوبت فیلم­های قدومه شیرازی

 

 

1-6- پرسش­های تحقیق

 

• آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر خواص مکانیکی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

• آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

• آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر ایزوترم جذب تعادلی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

• آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر خواص ضد میکروبی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

 

1-7- محدودیت های تحقیق

 

در این تحقیق حداکثر غلظت ترکیب نانو  اکسید روی به عنوان یک محدود کننده مطرح می­گردد. بیشتر از 5 % ترکیب نانو باعث هتروژن نمودن فیلم می­شد.

 

 

 

1-8- نمودار تحقیق

 

شکل 1-1 نمودار تحقیق را برای این پژوهش نشان می دهد.