بخشی از مقاله
استفاده از بیوپلیمرهای خوراکی زیست تخریب پذیر در بسته بندی مواد غذایی
چکیده:
امروزه با تولید روز افزون پلاستیک در جهان روبرو هستیم و %25 این پلاستیک تولیدی، صرف بخش بسته بندی می شوند.با در نظر گرفتن زمان زیست تخریب پذیری طولانی پلاستیک ها و آلودگی های زیست محیطی آن ها، استفاده از بیوپلیمرهای خوراکی زیست تخریب پذیر که از منابع طبیعی کشاورزی حاصل می گردند، اهمیت بیشتری یافته است. این مواد به دلیل زیست تخریب پذیری بالا، حفظ منابع تجدید ناپذیر و عدم آلودگی برای محیط زیست به عنوان گزینه بسیار مناسبی جهت جایگزینی پلاستیک ها و پلیمر های شیمیایی و سنتزی در صنعت بسته بندی به شمار می روند.در این تحقیق مروری بر کاربرد و جایگزینی بیوپلیمرهای زیست تخریب پذیر به جای پلاستیک در بسته بندی، داریم.
واژه های کلیدی: پلاستیک، بیوپلیمرهای زیست تخریب پذیر، پلیمر های سنتزی، بسته بندی
1
مقدمه:
بیوپلمیر زیست تخریب پذیر: بیوپلیمر حاصل از فراورده های فراورده های کشاورزی که قابلیت برگشت به طبیعت را دارند و توسط میکروارگانیسم ها طی فرایند کمپوست به محصولات طبیعی مانند دی اکسید کربن، آب، متان و توده زیستی (بیومس) تبدیل می شوند.
از مزایای استفاده از بیوپلیمرها می توان به این موارد اشا بالا بردن ارزش افزوده محصولات کشاورزی، موجب حفظ منابع تجدیدناپذیر برای نسل های آینده، عدم ایجاد آلودگی برای محیط زیست، صرفه جویی اقتصادی ( استفاده از یک لایه به جای چند لایه)، حفظ کیفیت ماده غذایی، افزایش طول نگهداری ماده غذایی، دارای ویژگی ارگانولپتیکی خنثی ( بی مزه، بی بو، شفاف و بدون چسبندگی ) .
×
×نتایج و بحث:
بیوپلیمرها در بسته بندی به صورت زیر طبقه بندی می شوند که پروتئین ها شامل: زئین ذرت، گلوتنین و گلیادین گندم، پروتئین های سویا، ژلاتین، کلاژن، میوفیبریل گوشت، کازئین شیر و پروتئین آب پنیر شیر می باشد.کربوهیدرات ها از جمله: سلولز و مشتقات آن، نشاسته و مشتقات آن، ترکیبات پکتینی، کیتینو کیتوزان و صمغ ها می باشد. در گروه دیگری که شامل لیپیدها است مانند: چربی و روغن های گیاهی و حیوانی، موم ها و مشتقات گلیسریدی که به عنوان لایه فرعی روی دیگر لایه ها کشیده یا در ماتریکس پروتئین یا پلی ساکارید پخش میشود. پلی استرها بیشتر غیر خوراکی اند و شامل: پلی هیدروکسیبوتیرات، پلی هیدروکسیوالرات، پلی گلوکلیک اسید می باشد.
بیوپلیمرها به روش های مختلفی در بسته بندی استفاده می شوند که دو روش اصلی عبارتند از الف) آلیاژ کردن بیوپلیمرها با پلیمرسنتزی و ب) استفاده مستقیم از بیوپلیمرها برای تولید بسته های زیستی بکار گرفته می شود.
الف) آلیاژ کردن بیوپلیمرها با پلیمرسنتزی:
این روش دارای مقاومت بیشتردر برابر میکروارگانیسم ها و زیست تخریب پذیری بیشتر می باشد. امروزه اکثرا از مخلوط نشاسته و یک بیوپلیمرسنتزی استفاده می شود که در این روش ما شاهد تخریب کامل نشاسته در طی 40 روز و تخریب کامل فیلم ترکیبی حداقل 2 تا 3 سال هستیم در صورتیکه تخریب کامل پلیمرسنتزی پلی اتیلن حداقل 200 سال به طول می انجامد.
انواع دیگر آلیاژ کردن بیوپلیمرها با پلیمرسنتزی می توانیم به آلیاژهای سلولز - پلی اورتان، گلوتن - وینیلن، زئین - پلی اتیلن و ... اشاره داشته باشیم.
ب) استفاده مستقیم از بیوپلیمرها برای تولید بسته های زیستی از مزایای این روش می توان به سرعت زیست تخریب پذیری بسیار بالا و کیفیت مکانیکی و نفوذپذیری پایین ای بیوپلیمرها و خوراکی و غیر
خوراکی بودن آنها اشاره کرد.
مروری بر فیلم و پوشش های مورد استفاده در بسته بندی های زیست تخریب پذیر بر اساس استاندارد های تعین شده فیلم، لایه از بسته بندی با ضخامت کمتر از 250 میکرومتر اطلاق می گردد و تعریف بیان شده برای
پوشش های بسته بندی به شرح ذیل می باشد که پوشش ها به صورت محلول توسط روش هایی نظیر واکس زدن، اسپری کردن و غوطه ور کردن بر روی ماده غذایی قرار میگیرد.
1. کاربرد فیلم ها و پوشش های خوراکی
.1-1 به تاخیر انداختن تبادل رطوبت بین ماده غذایی و محیط که از کاهش کیفیت بافتی و فساد مواد غذایی جلوگیری کرده و موجب حفظ ارزش اقتصادی فرآورده می شود.
.2-1 کاهش تبادل گازهای تنفسی (O2, CO2) بین محیط و ماده غذایی
که موجب حفظ کیفیت ماده غذایی، افزایش طول نگهداری ماده غذایی می گردد. .3-1 به تاخیر انداختن جذب و مهاجرت چربی ها
.4-1 به عنوان حامل برای آنتی اکسیدان ها، مواد ضد میکروبی، مواد طعم زا، مواد رنگی و بهبود دهنده بافتی .5-1 جلوگیری از مهاجرت آروما، مواد طعمی و رنگی به محیط .6-1 جلوگیری از نفوذ میکروب ها به ماده غذایی .7-1 افزایش ارزش غذایی محصول
.8-1 حفاظت محصول در برابر صدمات مکانیکی ه ویژه برای مواد غذایی تازه و منجمد .9-1 کاهش مقدار ماده بسته بندی و پیچیدگی آن که با استفاده از یک لایه به جای چند لایه باعث صرفه جویی اقتصادی شده و آلودگی
زیستی و اثر گاز گلخانه ای را نیز کاهش می دهند.
2
2. ویژگی های فیلم ها
جهت بررسی ویژگی های فیلم ها می توان به ویژگی های مکانیکی، بازدارندگی در برابر گازها و بخارها، قابلیت تبدیل به کمپوست، خواص ارگانولپتیکی( حسی) اشاره داشت که در ادامه به اختصار به آن ها می پردازیم.
.1-2 ویژگی های مکانیکی جنبه های حائز اهمیت بهینه کردن ویژگی های مکانیکی جلوگیری از سوراخ شدن در برابر تنش ها، ایجاد انعطاف پذیری بالا بدون
شکستگی، مقاومت بالا و حفظ ماده غذایی هنگام حمل و نقل می باشد
عواملی از قبیل ماهیت بیوپلیمر، غلظت بیوپلیمر در حلال، pH حلال، نوع و غلظت نرم کننده، نوع حلال و روش تولید فیلم بر خواص مکانیکی فیلم ها مؤثر می باشد.
