بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه محصول زرشک با وجود کاربردها و خواص فراوان غذایی و دارویی اغلب تحت تاثیر فعالیتهای آبی، رشد میکروارگانیزمها، فعالیتهای آنزیمی و تغییر رنگدانه ها در نتیجه اکسیداسیون، کیفیت مطلوب خود را از دست داده و از ارزش آن کاسته می شود. بسته بندی نامناسب، یکی از مهمترین مشکلات ایجاد کننده عوامل فوق می باشد. در این پژوهش با توجه به مقاومت بسته های محتوی نانوذرات نقره در مقابل نفوذ گازها از جمله اکسیژن و همچنین خاصیت میکروب کشی آنها، تاثیر این بسته ها در افزایش کیفیت و ماندگاری این محصول با دو نوع از بسته های پلی اتیلن رایج مورد مقایسه قرار گرفت.
در این راستا مشخصه های میکروبی مختلف و رنگ دانه های زرشک، بررسی شدند. آزمایشات میکروبی بر اساس استانداردهای ملی ایران انجام شد و کاهش بار میکروبی بخصوص در مورد کپک و شمارش کلی باکتریها را برای نمونه های مربوط به بسته های محتوی نانوذرات نقره در مقایسه با نمونه های مربوط به بسته های پلی اتیلن نشان دادند. بررسی رنگ ظاهری نمونه ها نیز به کمک نرم افزار فتوشاپ1و بر اساس میانگین رنگ قرمز و درصد روشنایی عکسهای گرفته شده از دانه های زرشک انجام شد که مقایسه این مشخصه ها نشان داد که تقریباً در تمام هفته های آزمایش رنگ ظاهری نمونه های مربوط به بسته های محتوی نانو ذرات نقره در مقایسه با نمونه های مربوط به بسته های پلی اتیلن از کیفیت بهتری برخوردار می باشند.
مقدمه:
از آنجاییکه کشورمان تنها تولید کننده زرشک بی دانه در دنیا می باشد و با توجه به اهمیت اقتصادی ، اجتماعی و زیست محیطی و همچنین کاربردهای فراوان این محصول در زمینه های مختلف از مصارف و فرآورده های مختلف غذایی گرفته تا فواید دارویی توجه به گسترش صادرات و توسعه بازار این محصول میتواند علاوه براینکه درآمد ارزی فراوانی نصیب کشورمان نماید در ایجاد اشتغال پایدار و جلوگیری از مهاجرت روستاییان نقش بسزایی داشته باشد. محصول زرشک اغلب تحت تاثیر فعالیتهای آبی، رشد میکروارگانیزمها، فعالیتهای آنزیمی و تغییر و تبدیل رنگدانه ها در نتیجه اکسیداسیون کیفیت مطلوب خود را از دست می دهد و عمده مشکلی که محصول زرشک در این زمینه با آن مواجه است، به مرحله خشک کردن که بیشتر به شیوه سنتی انجام میشود و نیز به بسته بندیهای موجود بر می گردد.
در این پژوهش با توجه به خصوصیات منحصر به فرد نانو کامپوزیتهای محتوی نانو ذرات نقره اثرات این نوع از بسته بندیها را بر کیفیت و ماندگاری زرشک مورد بررسی قرار داده ایم - . - 2 امروزه فناوری نانو با دستکاری در سطح اتمها و مولکولها، موادی با خواص ویژه از قبیل مقاومت در مقابل حرارت، نفوذ گازها، رطوبت وامواج، سطح ویژه واستحکام بیشتر تولید کرده است - 4،3و. - 5 نانو ذرات نقره که معمولاً با یکی از روشهای نوری، تولن2، به کمک احیاء کننده های شیمیایی و یا با تولید اکسید نقره تولید می شوند با اضافه شدن به کامپوزیتهای رایج در بسته بندی برخی از مواد غذایی، افزایش کیفیت و ماندگاری محتویاتشان را بیش از سایر پوششها نشان داده اند.
فعالیت ضد میکروبی حدود %98/5 بر علیه استافیلوکوکوس اورئوس و همچنین %94/2 علیه اشرشیا کلی برای فیبرهایی از جنس پلی لاکتیک اسید - - PLA٣ محتوی نانو ذرات نقره مشاهده شده است - . - 1 نانو کامپوزیتهای هیدروژل- نقره نیز ساخته شده اند که اثرات ضد باکتریایی فوق العاده ای بر روی اشرشیا کلی نشان داده اند که بسته به اندازه و مقدار نانو ذرات میزان اثرات ضد باکتریایی متفاوتی بدست آمده است
نوعی نانو کامپوزیت متشکل از 3 درصد وزنی نانو ذرات نقره گسترده شده در نیترید سیلیکون - کربن - تولید شده است که آزمایشات میکروبی به خوبی خواص ضد میکروبی آن را بر علیه استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیا کلی نشان دادند - . - 9 ذرات نقره با افزایش سطح ویژه ای که در مقیاس نانو پیدا کرده اند به سطح پوسته سلول چسبیده کارهای معمولی سلول نظیر تنفس و انتقال مواد را مختل می کنند.علاوه بر این نانو ذرات نقره با نفود به داخل سلول و ایجاد پیوند با فسفر و گوگردی که داخل ترکیبات سلول وجود دارند باعث کشتن و از بین رفتن میکروب می شوند - 6 - همچنین به نظر می رسد ممانعت بیشتر در مقابل نفوذ گازها به واسطه حرکت زیکزاگی مولکولها در اطراف نانو ذرات موجود دربسته های مواد غذایی که به نسبت حرکت مستقیم آنها در بسته های معمولی زمان بیشتری برای نفوذ کامل مولکولها به درون بسته نیازدارند، باشد
مواد و روشها :
پس از انتخاب زرشک مورد نظر با رعایت شرایط لازم نسبت به بسته بندی آن در بسته های محتوی نانو ذرات نقره با غلظت - 200ppmنمونه شماره - 1،1 درصد - نمونه شماره - 2، 2 درصد - نمونه شماره - 3 و همچنین در 2 بسته پلی اتیلن معمولی یکی به صورت سلفون معمولی - نمونه شماره - 4 و دیگری به شکل قوطی مدور - نمونه شماره - 5، اقدام شد. هر یک هفته یک بسته از هر نوع بسته بندی مورد بررسی قرار گرفت و ضمن انجام آزمایشات میکروبی از زرشک محتویات بسته ها جهت بررسی تغییر رنگ ظاهری دانه های زرشک عکس گرفته شد.
همچنین پس از گرمخانه گذاری پلیتهای کشت های میکروبی و ثبت نهایی نتایج آزمایش، از این پلیتها نیز عکس گرفته می شد. کلیه عکسها در شرایط یکسان و در یک محفظه خاص با ترکیب نور ثابت و یکنواخت ومیزان بزرگنمایی یکسان ومحلی ثابت جهت استقرار نمونه و دوربین گرفته شد. مدت زمان انجام پژوهش حدود 5 ماه شامل 22 مرحله بود.آزمایشهای میکروبی شامل کپک، مخمر، اشرشیا کلی، کلی فرم، استافیلوکوکوس اورئوس و شمارش کلی باکتریهای هوازی مزوفیل بر اساس استانداردهای ملی ایران انجام شدند که بطور خلاصه به شرح ذیل می باشند:
-1 تهیه رقت های اعشاری متوالی از نمونه با رقیق کننده رینگر
-2 انتقال 1 میلی لیتر از رقتهای ساخته شده به پلیت های خالی استریل
-3 افزودن 15تا 20 میلی لیتر محیط کشت آگار دار انتخابی برای باکتری مورد نظر و کشت به صورت پور پلیت و چرخاندن پلیت به صورت 8 در سطح افقی
-4 گرم خانه گذاری در دمای مناسب پس از بسته شدن آگار
-5 شمارش کل کلنی های رشد یافته در هر پلیت را انجام داده
-6 در صورت نیاز انجام تستهای تاییدی
-7 عکس رقت عکس حجم - 4 cfu/g - = تعداد باکتری مورد نظر در هر گرم نمونه در هر پلیت
-8 سپس میانگین مقادیر بدست آمده در کل پلیت ها را به عنوان تعداد باکتری مورد نظر در هر گرم یا میلی لیتر از نمونه بیان می کنیم - محیطهای کشت پلیت کانت آگار5 جهت شمارش کلی باکتری های هوازی مزوفیل، YGC 6 Agarجهت شناسایی و شمارش کپک و مخمر، مک کانکی آگار7جهت شناسایی و شمارش کلی فرم و اشرشیا کلی، برید پارکر آگار8جهت شمارش استافیلوکوکوس اورئوس استفاده شدند -
لازم به ذکر است که در این پژوهش جز برای آزمون مربوط به استافیلوکوکوس اورئوس نیازی به تستهای تاییدی نبود. رنگ ظاهری دانه های زرشک با مقایسه رنگ قرمز و درصد روشنایی عکسهای هر نمونه بوسیله نرم افزار فتوشاپ10 مورد بررسی قرار گرفت. از هر عکس 5 نقطه بصورت تصادفی انتخاب و عدد مربوط به میانگین رنگ قرمز یا درصد روشنایی 101 پیکسل اطراف هر کدام از آن نقطه ها - به همراه خود آن نقطه - در نرم افزار فتوشاپ خوانده شد. میانگین اعداد خوانده شده، عدد مربوط به رنگ قرمز و درصد نهایی روشنایی آن تصویر در نظر گرفته شد.
نتایج و بحث :
تقریباً در تمام نمونه ها در بازه های زمانی مختلف استافیلوکوکوس اورئوس،کلی فرم، اشرشیا کلی ومخمر مشاهده نشد. کلنی های کپک و همچنین کلنی های مشاهده شده از آزمایشات شمارش کلی باکتریهادر بسته بندیهای نانو کامپوزیت به جز نمونه تقریباً در تمام هفته های آزمایش، کمتر از نمونه های مربوط به بسته های پلی اتیلن بدست آمد به گونه ای که با گذشت زمان، اختلاف بیشتری بین تعداد کلنی های نمونه های 2و3 با نمونه های 4و5 در مقایسه با هفته های قبلی آزمایش، مشاهده شد.
همچنین با افزایش غلظت نانو ذرات در بسته های نانو کامپوزیت کاهش بیشتر در تعداد کلنی ها بدست آمد. حداکثر تغییری که در درصد روشنایی و رنگ قرمز نمونه های 2و3 مشاهده شد کمتر از نمونه های4و5 بود و تقریباً در اکثر هفته های آزمایش هم درصد روشنایی و هم عدد مربوط به رنگ قرمز نمونه های شماره2و3 بیش از نمونه های4 و5 بدست آمد.در مورد بسته های نانو کامپوزیت نیز با افزایش غلظت نانو ذرات، درصد روشنایی و عدد مربوط به رنگ قرمز افزایش نشان داد.
در تعداد کمی از مراحل بررسیهای ظاهری و میکروبی،نتایجی متفاوت با نتایج فوق بدست آمد که اولاً تعداد این مراحل بسیار اندک بود و ثانیاً به دلیل دور بودن نتایج حاصل در این مراحل از نتایج مربوط به همان نمونه در هفته های قبل و بعد، به نظر می رسد خطای آزمایش یا روش انتخاب تصادفی نقاط تعیین رنگ و روشنایی عکس باشند.در مورد نمونه شماره 1 تفاوت چندانی بین نتایج میکروبی یا رنگ ظاهری با نمونه های 4 و 5 مشاهده نشد. بر اساس نتایج فوق افزایش کیفیت ظاهری و میکروبی زرشک در بسته های محتوی نانو ذرات نقره به جز در غلظتهای پایین نانو ذرات - در حدود - 200ppm در مقایسه با بسته های پلی اتیلن معمولی تایید می شود.
