ب ها به درون توده غذا را کاهش دهد. آزاد شدن کنترل شده ضد میکروب ها به سطح غذاامتیازات زیادی نسبت به روش های دیگر مانند فروبری و اسپری کردن دارد]4[.در این دو فرآیند اخیر ماده ضدمیکروبی به سرعت از سطح ماده غذایی به داخل آن نفوذ می کند(منتشر می شود)و در نتیجه خاصیت ضدمیکروبی در سطح کاهش مییابد. مواد ضدمیکروبی 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 می دهند.
1-4- اهمیت موضوع
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 مصرفمی شود [5، 6]. 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 می باشد [7، 8].
به طور کلی مصرف کنندگان مواد بسته بندی را تقاضا می کنند که طبیعی تر، از بین رونده تر و دارای پتانسیل تجزیه پذیری زیستی و نیز قابلیت برگشت پذیری داشته باشد. به همین دلیل علاقه به مطالعه و توسعه بیوپلیمرها با منابع تجدید شدنی که قادر به تجزیه توسط فرآیند کود شدن طبیعی می باشند برای کاربرد بسته بندی افزایشیافته است. فیلم و پوشش خوراکی لایه نازکی از مواد خوراکی است که توسط فرآیندهای مناسب صنعت غذا ساخته شده و برای دستیابی به اهدافی از قبیل کنترل انتقال رطوبت، محدود کردن انتقال گازها، به تعویق انداختن مهاجرت روغن و چربی، حمل افزودنی های غذایی مانند عوامل ضدمیکروبی و آنتی کسیدان ها، بهبود کیفیت و افزایش ماندگاری بر روی محصول غذایی قرار می گیرد[10,9[. زیست تخریب پذیر بودن و خوراکی بودن این ترکیبات سبب شده است که به طور وسیع مورد پژوهش و کاربرد قرار گیرند. از جمله کاربردهای فیلم های خوراکی در ارتباط با مواد غذایی می توان به پوشش دادن آنها بر سطح فرآورده های قنادی، میوه ها و سبزی های تازه، برخی فرآورده های گوشتی، برخی فرآورده های لبنی، شکلات، غلات صبحانه ای، طیور و ماهی، فرآورده های منجمد، فرآورده هایخشک شده و نظایر این ها اشاره داشت. در سال های اخیر فیلم و پوشش خوراکی بر پایه پروتئین با توجه به خواص عملکردی و ویژگی های تغذیه ای آن توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
نشاسته سیب زمینی به طور ذاتی چندین خصوصیت مطلوب دارد که به منظور بهبودو افزایش پایداری وسفتی ژل ها در بعضی موادغذایی، به عنوان یک جزء مهم و اساسی بر نشاسته ذرت، گندم و سایر نشاسته ها ترجیح داده می شود. علاوه بر این در مقایسه با سایر نشاسته ها قدرت تورم وقدرت باند شدن بالایی از خود نشان می دهد در حالی که دمای ژلاتینه شدن پایینی دارد. [11].
بیوپلیمرها نسبت به پلیمرهای سنتزی دارای مزایایی هستند که مهم ترین آنها زیست تخریب پذیری وتجدید پذیری این مواد است. بازدارندگی بیوپلیمرها نسبت به گازها باعث افزایش ماندگاری محصولات تازه مثل میوه هاوسبزیها می شود. بازدارندگی نسبت به ترکیبات فرار و روغن ها به حفظ کیفیت موادغذایی در طول عرضه و نگهداری کمک می کند. علاوه بر این بیوپلیمرها ترکیبات مناسبی برای حمل انواع مواد افزودنی وضد میکروبی به حساب می آیند که با آزادسازی کنترل شده این ترکیبات قادرند سرعت انواع فسادهای میکروبی وشیمیایی را در مواد غذایی کاهش دهند. اما با این وجود خواص مکانیکی ضعیف و نفوذ پذیری بالا نسبت به بخارآب دو عیب اصلی بیوپلیمرها محسوب می شود که با ورود فناوری نانو به این عرصه این مشکلات نیز برطرف شدند. فیلمهای حاصل از ترکیب نانو مواد و بیوپلیمرها و یا به اصطلاح نانو کامپوزیتهای بیو پلیمری خواص کاربردی مطلوبتری ازخود نشان میدهند که مهم ترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذ پذیری نسبت به بخارآب می باشد. افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارایی فیلم در استفاده به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت حرارتی ماده بسته بندی و ایجاد شفافیت و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانو کامپوزیتهای بیوپلیمری می باشد [12].فیلم ها و پوشش ها از یک سو نوعی از ماده بسته بندی و از سوی دیگر جزئی از ترکیبات مواد غذایی می باشند.به همین دلیل برای تامین نیاز های خاص نظیر خواص ضد میکروبی، افزایش مدت زمان ماندگاری ، ایجاد طعم، بو، رنگ و غیره در بسته بندی مواد غذایی باید دارای ویژگی های منحصر به فرد باشند. علت افزایش روز افزون مطالعات و استفاده از فیلمها وپوشش های خوراکی علاوه بر زیست تخریب پذیری بالای آنها ، بازدارندگی خوبشان در مقابل گازها چربی ها و ترکیبات معطری است که می تواند به حفظ کیفیت ماده غذایی کمک کند. فیلم های نشاسته اغلب ویژگی ممانعت کنندگی خوبی برای ورود اکسیژن، دی اکسیدکربن و چربی ها دارند و مانع از تشکیلات محصولات ناشی از اکسیداسیون چربی ها می گردند.این فیلم ها همچنین بسیار محکمتر و انعطاف پذیرتر از فیلم های پروتئنی هستند. نشاسته به دلیل دارا بود برخی معایب نمی توانند به تنهایی فیلم مطلوبی تولید کنند،خاصیت آبدوستی شدید نشاسته ، مقاومت ضعیف فیلم در برابر رطوبت و خواص مکانیکی ضعیف آن در مقایسه با پلیمرهای سنتزی مهمترین معایب فیلم نشاسته می باشند که باعث محدود شدن استفاده از این بایوپلیمر در زمینه های مختلف می شود.
افزودن پرکننده های با اندازه در مقیاس نانو و میکرو به فیلم های خوراکی و تولید پلیمرهای زیست نانو کامپوزیت می تواند راه حل جدیدی برای این مشکل ارائه نماید. نانو ذرات وقتی به پلیمر اضافه می شوند علاوه بر تقویت خواص پلیمر می توانند دارای فعالیت ضدمیکروبی نیز باشند]12[.این نسل جدید کامپوزیت ها بهبود چشمگیری در مقایسه با پلیمرهای اولیه نشان می دهند. برخی از نانو مواد می توانند ویژگی های نفوذ پذیری مواد بسته بندی را تغییر داده سبب بهبودویژگی های مکانیکی، شیمیایی، حرارتی و میکروبی شوند. نانو سایز کردن ذرات موجب افزایش سطح نانوفیلرها و در نتیجه افزایش سطح داخلی و واکنش میان فیلر و پلیمر و در نتیجه بهبود زیادی در خواص پلیمر می شود. به عنوان مثال نانو ذرات اکسید مس، منیزیم و نقره دارای خاصیت ضدمیکروبی هستند. نانو ذرات نقره می توانند بیش از 650 نوع باکتری شناخته شده را از بین ببرن [13].از نانو کامپوزیت های خاک رس نیزمی توان برای تولید مواد اولیه بطریهای ماء الشعیر استفاده کرد. مهمترین خصوصیت این مواد بازدارندگی آنها از خروج گاز دی اکسید کربن از این نوشیدنی هاست. سیلیکات کلسیم نانو ساختار برای بسته بندی مواد غذایی فسادپذیر استفاده شده اند. نانو ذرات سیلیکات کلسیم دارای ساختار متخلخل و خاصیت جذب رطوبت هستند.
دی اکسیدتیتانیومیک نیمه رسانا می باشد واین ماده برای کاربردهای سلول های خورشیدی، حسگرها، نمایش گرها، حسگرهای گاز(بخار و بنزین)، ذخیره تغییرات، مبدل های صوتی-الکتریکی، دیودهای حساس به نور و دستگاه های انتشار نور UV استفاده می شوند. دی اکسیدتیتانیوم قابل کاربرد در زندگی روزمره مانند سیستم تحویل دارو، لوازم آرایشی و ابزارهای پزشکی به دلیل خاصیت ضدمیکروبی قوی بر طیف گسترده ای از میکروارگانیسم هاست. علاوه بر این توسط FDA به عنوان GRAS شناخته شده است.فلز روی در بسیاری از فعل و انفعالات بدن شرکت داشته برای حفظ سلامتی و طول عمر بدون امراض وجود آن لازم و ضروری است. علاوه بر این استفاده از نانو ذرات دی اکسیدتیتانیومیک روش مناسب برای جلوگیری از بیماری های عفونی از طریق اثراتضد میکروبی از دی اکسیدتیتانیوم در نظر گرفته شده است [14-18]. تلفیق نانو ذرات فلزیدی اکسیدتیتانیومدر فیلمنشاسته تیتانیوم موجب ایجاد نوعی بسته بندی فعال می گردد. بسته بندی فعال نوعی بسته بندی است که علاوه بر داشتن خواص بازدارندگی اصلی بسته بندی های معمول(مانند خواص بازدارندگی در برابر گازها، بخارآب و تنش های مکانیکی)، با تغییر شرایط بسته بندی، ایمنی، ماندگاری و یا ویژگی های حسی ماده غذایی را بهبودمی بخشد و در عین حال کیفیت ماده غذایی را حفظ می کند[19-22].
1-5-اهداف تحقیق
هدف اصلی از این تحقیق تهیه فیلم هاینشاسته ای ساپورت شده با نانو و میکروذراتدی اکسیدتیتانیوممی باشد. اثر این ذرات بر خواص فیزیکوشیمیایی و مکانیکیفیلم های تهیه شده از نشاسته سیب زمینی بررسیخواهد شد. همچنین اثر این ذراتبر میزان جذب اشعه UVفیلمنشاسته ایبررسی خواهد شد.
1-6-نمودار روش تحقیق
شکل 1-1 نمودار فرآیند پژوهش را به صورت شماتیک نشان می دهد.
شکل 1-1: نمودار فرآیند پژوهشی
1-7- محدودیت های تحقیق
در این تحقیق غلظت فیلرهای میکرو و نانو به عنوان یک محدود کننده مطرح می گردد. اکثر ترکیبات نانو محدودیت مجاز قابل استفاده 5% را دارند.
فصل دوم: مروری بر منابع
2-1- نشاسته
نشاسته نوعی پلیساکارید است که در شرایط عادی در آب نامحلول است اما در آب داغ دانه های تشکیلدهنده آن تا 15 برابر وزن خود آب جذب کرده، متورم شده و سرانجام پاره یا متلاشی میشود. در این فرآیند تودهای با ویسکوزیته بالا تولید میشود که آن را خمیر نشاسته و این پدیده را ژلاتینهشدن نشاسته می‌نامند. نشاسته از ترکیب گلوکز با خارج شدن مولکول آب حاصل میگردد و درواقع نوعی ماکرومولکول است که طی مراحل رشد گیاه گندم بصورت ذرات ریز یا گرانول در دانه ذخیره میشود و ممکن است تا حدود 65 درصد وزن آن را تشکیل دهد.گرانولها از لحاظ شکل ممکن است به صورت های کروی یا بیضی باشند که با میکروسکوپ قابل بررسی هستند. گرانولهای نشاسته از دو قسمت آمیلوز که خطی است، 23 تا 27 درصد وزن نشاسته را تشکیل میدهد و مرکب از حدود 5000 واحد گلوکز است و آمیلو پکتین که بصورت زنجیر انشعابی به میزان حدود 73 تا 77 درصد وزن نشاسته را تشکیل میدهد و مرکب از حدود یک میلیون واحد گلوکز است تشکیل شده، آمیلوز به صورت خالص به مقدار کم در آب داغ حل میشود و اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم دوباره رسوب میکند، برعکس آمیلوپکتین در آب داغ به آسانی حل میشود و اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم به صورت ژل درنیامده و رسوب نمی‌کند [22]. نسبت آمیلوز و آمیلوپکتین در انواع نشاسته یکسان نیست، نشاسته گندم حدود یک سوم وزن خود آب جذب میکند، در اثر جذب آب متورم میشود و معادل 78/27 کالری به ازای هر گرم گرما آزاد میکند به همین جهت هنگام مخلوط کردن آرد و آب دمای خمیر بالا میرود. نشاسته به وفور در طبیعت یافت میشود، به دلیل قیمت پائین، قابلیتتجدیدشوندگی و بازیافت زیستی یکی از مواد خام جاذب برای استفاده در بستهبندیهای خوراکی محسوب میگردد. علاوه براین حساسیتزا نبوده و به دلیل دارا بودن ویژگیهای مکانیکی و مقاومت در برابر نفوذ گازها، امکان بکارگیری و استفاده از آن در صنایع غذایی وجود دارد. فیلمهای تهیه شده از نشاسته دارای حلالیت پایین درآب، سدی عالی در برابر اکسیژن و درجه حرارت برگشت پذیری پائین است [23].
نشاسته یک جزء غذایی عمده است و یک کربوهیدرات تجزیه پذیر که از هزاران واحد گلوکز ساخته شده است.نشاسته دربرگیرنده زنجیرههای خطی و شاخه دارمولکولهای گلوکز است که آمیلوز1وآمیلو پکتین 2نامیده می شوند. آمیلوز که یک حالت خطی نشاسته است مسئول شکل گیری فیلم های قوی است

مطلب مرتبط :   منبع پایان نامه ارشد دربارهاکسیداسیون، تجزیه واریانس ، تجزیه واریانس
دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید