نوامبر 26, 2020

پژوهش – بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و عبوردهی فیلم نشاسته- قسمت …

1 min read

فیلمهای خوراکی[۴] لایه نازکی از بیوپلیمرها هستند که برای بهبود و نگه داری بهتر مواد غذایی بر روی سطح ماده غذایی کشیده میشوند و یا بین اجزای مواد غذایی قرار داده میشوند. البته عمدتاٌ فیلمها و پوششهای خوراکی برای حذف بسته بندی غیر خوراکی استفاده نمیشوند بلکه به همراه بسته بندیهای مرسوم به بهبود کیفیت و ماندگاری کمک میکنند و تعداد لایههای بسته بندی را کاهش میدهند و بعد از این که بسته باز شد حفاظت از غذا را ادامه میدهند. فیلمهای خوراکی همچنین ممکن است به عنوان لایهای از بسته بندیهای چند لایه مورد استفاده قرار گیرند (قنبر زاده و همکاران، ۱۳۸۸).
بر خلاف فیلمها و پوششهای خوراکی استفاده از فیلمها و پوششهای زیست تخریب پذیر با هدف جایگزینی کامل با مواد بسته بندی سنتزی صورت میگیرد. فیلمها و پوششهای زیست تخریب پذیر نیز دارای قابلیت بازدارندگی مقابل رطوبت، اکسیژن، مواد طعمی، آروما و روغن بوده و کیفیت غذا یا دارو را حفظ میکنند. همچنین میتوان به آنها مواد آنتی اکسیدانی[۵] و ضدمیکروبی[۶] نیز افزود. فیلمها و پوششهای زیست تخریب پذیر ویژگیهای ظاهری مانند رنگ، جلا و شفافیت محصول را بهبود میبخشد (قنبر زاده و همکاران، ۱۳۸۸).
بسته بندی خوراکی باید فاقد طعم نامطبوع، عاری از هر گونه مواد سمی، سدی در برابر آب، گازها و مواد معطر بوده و دارای ویژگی های مکانیکی مطلوب برای حمل ونقل و دستکاری فرآورده های غذایی نیز باشد (جوانمرد و بصیری، ۱۳۸۵). پوشش های خوراکی باید حتی الامکان خصوصیات ارگانولپتیک[۷] خنثی (روشن، شفاف، فاقد بو و مزه و…) داشته باشند و موقع خوردن حس نشوند. بهبود ظاهر سطحی پوشش و خصوصیاتی که با حس لامسه تشخیص داده می شود از جمله نیازهای ضروری می باشد. معمولاً پوشش های پلی ساکاریدی خنثی تر از پوشش های لیپیدی هستند (ایران منش، ۱۳۸۷). اصولاً پوشش ها باید به خراشیدگی و شکستگی مقاوم باشند و از خود انعطاف پذیری نشان دهند. خواص مکانیکی پوشش های خوراکی به نوع ماده تشکیل دهنده و علی الخصوص به پیوستگی ساختمان آن بستگی دارد. توانایی ایجاد پیوستگی به ساختمان پلیمر، طول ملکول، شکل هندسی، توزین وزن ملکولی و نوع موقعیت گروه های جانبی آن بستگی دارد، همچنین این خصوصیت به شرایط تشکیل و روش پوشش دهی وابسته است (ایران منش، ۱۳۸۷).
رشد فزاینده علاقه نسبت به فیلم های ساخته شده از بیوپلیمرهای طبیعی از قبیل نشاسته به عنوان یک منبع جایگزین به منظور حل پلیمرهای غیر قابل تجزیه و انهدام ضایعات شکل گرفته از پلیمرهای سنتتیک مطرح شده است. از این رو، استفاده از بیوپلیمرهای کشاورزی که از نظر زیستی به راحتی تجزیه پذیر هستند نه تنها باعث حل این مشکلات می شودبلکه به ارائه کاربرد جدیدی از تولیدات مازاد کشاورزی نیز می پردازد. به واسطه نگرانی های محیطی، ترکیب مواد نگه دارنده زیستی با فیلم هایی که از نظر زیستی تجزیه پذیر می باشند مناسب تر از ترکیب با فیلم های پلاستیکی است. بسته بندی ضد میکروبی در نسل جدید بسته بندی “فعال” در کانون توجه قرار گرفته است. بسته بندی ضد میکروبی نوعی سیستم خاص بسته بندی است که دارای توانایی کشتن یا ممانعت کنندگی فساد میکروارگانیسم های پاتوژنیک یا بیماری زا در غذاهای آلوده شده می باشد (تورهان و سهباس[۸]، ۲۰۰۴).
زمانی که سیستم بسته بندی نیازمند فعالیت ضد میکروبی است، این سیستم یا ماده موجود از طریق گسترش فازتأخیر[۹]و کاهش سرعت رشد یا کاهش تعداد میکروارگانیسم های زنده از رشد میکروارگانیسم ها جلوگیری می کنند. از این رو بسته بندی ضد میکروبی می تواند مدت زمان ماندگاری را افزایش دهد و بنابراین باعث بهبود کیفیت مواد غذایی شود. در بخش بسته بندی مواد غذایی، مواد بر پایه نشاسته بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند که این موضوع بیشتر به دلیل قابلیت تجزیه پذیری زیستی این ماده، قابلیت خوراکی، موجودیت گسترده به عنوان ماده خام مازاد کشاورزی، فراوانی این ماده، قابلیت تولید با هزینه پایین در مقیاس گسترده، ماده غیر آلرژی زا، سهولت استفاده و قابلیت فرآیند حرارتی است (تورهان و سهباس، ۲۰۰۴).
 
اهمیت موضوع
در چند دهه اخیر میزان توجه و علاقه افراد به استفاده از بیوپلیمرهابه 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 تلاشهای فراوانی در جهت تولید مواد بسته بندی با منشأ طبیعی(پروتئین، چربی و کربوهیدرات) به صورت فیلم یا پوشش صورت گیرد. اینگونه بیوپلیمرها در مقایسه با استفاده از پلاستیکها اثرات مخرب کمتری بر محیط زیست دارند (لیاقتی، ۱۳۹۱).
بیوپلیمرها نسبت به پلیمرهای سنتزی دارای مزایایی هستند که مهمترین آنها زیست تخریب پذیری وتجدید پذیری این مواد است. بازدارندگی بیوپلیمرها نسبت به گازها باعث افزایش ماندگاری محصولات تازه مثل میوههاوسبزیها میشود. بازدارندگی نسبت به ترکیبات فرار و روغن ها به حفظ کیفیت موادغذایی در طول عرضه و نگهداری کمک میکند. علاوه بر این بیوپلیمرها ترکیبات مناسبی برای حمل انواع مواد افزودنی و ضد میکروبی به حساب میآیند 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 میشود که باعث محدود شدن استفاده صنعتی از این مواد در بسته بندی میگردد که با ورودفناوری نانو به این عرصه این مشکلات نیز برطرف شدند. فیلمهای حاصل از ترکیب نانو مواد و بیوپلیمرها و یا به اصطلاح نانو کامپوزیتهای بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوبتری ازخود نشان میدهند که مهمترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذ پذیری نسبت به بخار آب میباشد. 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 میباشد (قنبرزاده و همکاران، ۱۳۸۸).
دیگر دلایل استفاده از این بسته بندی های خوراکی 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 چربی ها و روغن ها، عبوردهی بسیار انتخابی گازهایی نظیر اکسیژن و دی اکسیدکربن (ایران منش، ۱۳۸۸).
فیلمها و پوششهای خوراکی میتوانند از انتقال رطوبت بین اجزاء موجود در بسته غذایی که فعالیت آبی متفاوتی دارند، ممانعت نمایند. همچنین فیلمهای بیو پلیمری وسیله ای بسیار خوب برای افزودن موادی مانند آنتیاکسیدانها، مواد ضد میکروبی، رنگها و سایر مواد عملگرا هستند و این در حالی است که بسته بندیهای مرسوم قادر به رقابت در این زمینه با فیلمهای خوراکی نمی باشند (ایران منش، ۱۳۸۸).
اما مسئله بسیار مهمی که در این فیلم‌ها باید بدان توجه کرد محاسبه میزان نفوذپذیری آنها نسبت به عبور گازهایی همچون بخار آب، اکسیژن، دی‌اکسید کربن و اتیلن از یک سوی فیلم به طرف دیگر است. البته این ویژگی تا اندازه زیادی به طبیعت فیلم هم بستگی دارد. فیلم‌های خوراکی یا محلول در آب هستند یا محلول در حلال. بیشتر فیلم‌های محلول در آب معمولاً نسبت به بخار آب نفوذپذیرتر هستند در حالی که فیلم‌های محلول در حلال بهترین موانع در برابر عبور رطوبت هستند. اما در مقابل، فیلم‌های محلول در حلال نسبت به عبور اکسیژن نفوذپذیرترند (ایران منش، ۱۳۸۸).
برای بسیاری از کاربردهای غذایی، مهمترین ویژگی فیلم یا پوشش مقابله با انتقال رطوبت است چرا که در بسیاری از مواد غذایی سطوح خاصی از فعالیت آبی باید حفظ شود و واکنشهای مخرب شیمیایی وآنزیمی به شدت تحت تأثیر فعالیت آبی یا مقدار رطوبت است. بنابراین انتقال رطوبت در محصولات غذایی به شدت کیفیت، پایداری و ایمنی را تحت تأثیر قرار میدهد. تغییرات در محتوای رطوبت غذا میتواند درون غذا و یا بین غذا و اتمسفر اطراف آن رخ دهد. رطوبت هم چنین میتواند به واسطه نیروهای موئینیگی و انتشار سطحی آب مهاجرت کند. سرعت انتقال رطوبت بین غذا و اطراف آن با پوشاندن کامل ماده غذایی با فیلم یا پوشش بسته بندی کاهش مییابد (لیاقتی، ۱۳۹۱).
میزان رطوبت در ماده غذایی از پارامترهای کلیدی بوده ومیتواند نشان دهنده تازگی ماده غذایی، کنترل کننده رشد میکروبی و ایجاد کننده بافت و طعم مناسب باشد. با توجه به اینکه فیلمهای خوراکی کنترل کننده فعالیت آبی در ماده غذایی است، لذا اهمیت کاربرد آنها در صنعت غذا بیش از پیش آشکار می شود (ایران منش، ۱۳۸۸).
علاوه بر انتقال بخارآب، انتقال گازهایی مثل اکسیژن و دی اکسیدکربن مشخصاً پایداری ماده غذایی را تحت تأثیر قرار میدهد. حالت اولیه فساد در بسیاری از مواد غذایی شامل اکسیداسیون چربیها، ویتامینها، ترکیبات معطر و رنگدانه میباشد (لیاقتی، ۱۳۹۱).
افزایش و برقراری کیفیت رابطه مستقیمی با افزایش ماندگاری و بهبود ایمنی دارد. با پوششهای حفاظتی ماندگاری محصولات غذایی افزایش یافته و امکان آلودگی با مواد خارجی کاهش مییابد. اخیراً تقاضا برای غذاهای فرآوری شده و تازه زیاد شده است بنابراین نیاز به محصولات غذایی با ماندگاری و ایمنی بالا احساس میشود. استفاده از مواد تجدید پذیر زیستی در بسته بندی غذا مهم به نظر میرسد. چرا که آن، مصرف نهایی مواد بسته بندی سنتزی را کاهش میدهد (لیاقتی، ۱۳۹۱).
پلیمرهای زیست تخریبپذیر را میتوان بر اساس ترکیب شیمیایی، روش سنتز، روش فرآیند، اهمیت اقتصادی، کاربرد، منشأ و …. طبقه بندی نمود. پلیمرهای زیست تخریب پذیر را بر اساس منشأ میتوان به پلیمرهای طبیعی یا بیوپلیمرها که از منابع تجدید شونده حاصل میشوند و پلیمرهای سنتزی که از نفت خام (یک منبع غیر تجدید شونده) سنتز میشوند، طبقه بندی نمود.
بیوپلیمرها با منشاء طبیعی را میتوان به ۶ زیر گروه طبقه بندی کرد:
پلی ساکاریدها، مانند: نشاسته، سلولز، لیگنین و کیتین
پروتئینها، مانند: ژلاتین، کازئین، گلوتن گندم، ابریشم، پشم
لیپیدها، که شامل: چربیهای حیوانی و روغنهای گیاهی مانند روغن کرچک
پلی استرهای تولید شده به وسیله میکروارگانیسمها یا به وسیله گیاهان مانند پلی هیدورکسی آلکانوآتها(PHA) و پلی ۳- هیدورکسی بوتیرات(PHB)
پلی استرهای سنتز شده از منومرهای با منشا طبیعی مانند: پلیلاکتیک اسید(PLA)
دیگر پلیمرهای طبیعی مانند کائوچوی طبیعی (لیاقتی، ۱۳۹۱).
هدف صنعت بسته بندی حفظ مواد غذایی به مؤثرترین شکل و با کمترین هزینه میباشد به طوریکه مصرفکننده و تولیدکننده بیشترین رضایت را داشته باشند وماده غذایی ایمن مانده ومشکلات زیست محیطی نیز به حداقل برسد. تقاضا برای تولید محصولات غذایی تازه، ایمن و با حداقل فرآیند درحال حاضر از جمله مهمترین چالش هایی میباشد که امروزه صنعت بسته بندی مواد غذایی با آن مواجه میباشد و همواره به دنبال راهکاری برای حفظ کیفیت و ایمنی غذا در زمینه بسته بندی بوده است. انتخاب صحیح مواد و روش مناسب بسته بندی باعث حفظ کیفیت محصول میشود (لیاقتی، ۱۳۹۱).
یکی از انواع بسته بندی مواد غذایی که تحقیقات فراوانی بر روی آن انجام شده است، روش پوشش دهی (غوطه وری) مواد غذایی با استفاده از پوشش دهندههای مختلف خوراکی است که مانند سدی در برابر تبادل گازها، رطوبت و میکروارگانیسمها عمل نموده و ماندگاری ماده غذایی را در فاصله تولید تا رسیدن به دست مصرف کننده حفظ نماید (تاجیک و همکاران، ۱۳۸۹).
توسعه مواد بیوپلیمری به چند دلیل اهمیت دارد: اول اینکه بخش عمدهای از پلیمرهای طبیعی منشأ کشاورزی دارند و معمولاً از محصولات گیاهی و جانوری بدست میآیند لذا این مواد برخلاف پلیمرهای سنتتیک که از مواد نفتی بدست می آیند زیست تجزیه پذیر هستند (در اثر تجزیه دی اکسید کربن، آب، متان و غیره تولید می‌کنند)، بنابراین مواد آلوده کننده محیط زیست به شمار نمیآیند. از سوی دیگر مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته میشوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیکی قرار می‌گیرند پس هیچگاه منابع آنها محدود و تمام شدنی نیست در حالیکه مواد پلیمری و پلاستیکی امروزی از سوختهای فسیلی ساخته میشوند که منابع آن محدود و تمام شدنی است. مزیت دیگر بیوپلیمرها اقتصادی بودن این مواد است زیرا تولید بیوپلیمر نیاز به کارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امکانات می‌توان به تولید آنها مبادرت ورزید همچنین مواد اولیه آنها ارزان است زیرا از زبالههای مواد اولیه کشاورزی تجدید شونده یا صنایع فرآوری مواد غذایی دریایی بدست میآیند (لای و همکاران[۱۰]، ۱۹۹۸ ؛ لاوهانکوجیت و همکاران[۱۱]، ۲۰۰۴ و قنبر زاده و همکاران،۱۳۸۸).
 
اهداف پژوهش
۱-۳-۱- هدف اصلی
هدف از این بررسی، امکان تهیه فیلم های تجزیه پذیر و زیست سازگار با محیط نشاسته سیب زمینی ترکیب شده با اسانس مرزه جهت استفاده در بسته بندی مواد غذایی به جای کاربرد اولیه شیمیایی غیر قابل تجزیه و بازیافت است.
۱-۳-۲- اهداف اختصاصی
ارزیابی تأثیر اسانس مرزه بر بهبود فعالیت ضد میکروبی فیلم خوراکی نشاسته سیب زمینی.
بررسی ویژگی های فیزیکوشیمیایی فیلم خوراکی نشاسته سیب زمینی ترکیب شده با اسانس مرزه.
بررسی ویژگی های مکانیکی فیلم خوراکی نشاسته سیب زمینی ترکیب شده با اسانس مرزه.
بررسی ویژگی های ممانعت کنندگی فیلم خوراکی نشاسته سیب زمینی ترکیب شده با اسانس مرزه.
 
پرسش های پژوهش
آیا افزودن اسانس مرزه خواص ضد میکروبی فیلم نشاسته سیب زمینی را افزایش می دهد؟

نوشته ای دیگر :   بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و عبوردهی فیلم نشاسته- قسمت ...

منبع فایل کامل این پایان نامه این سایت pipaf.ir است
Copyright © All rights reserved. | Newsphere by AF themes.