بخشی از مقاله
چكيده:
بستهبندی یکی از مهمترین بخشهای صنایع غذایی میباشد که با امنیت غذایی در ارتباط است. بستهبندی محافظی است که سالمت کاالی محتوی خود را پس از تولید تا مرحله مصرف حفظ مینماید. امروزه از بسته بندی برای اطالع رسانی در خصوص ویژگیهای کاال نیز استفاده می شود. هدف از بسته بندی را می توان افزایش زمان نگهداری موادغذایی حفاظت ازعوامل فساد درونی و بیرونی و اکسایش، آسان تر شدن حمل و نقل مواد غذائی، عدم تأثیر متقابل وسوء بین محصوالت مختلف حفظ ویژگیهای فیزیکی ماده غذایی و بعنوان راهنمای مصرف کننده، بیان کرد.
در این پژوهش سعی شده است که در مرحله اول نانوذرات نقره و گاما آلومینا را با باالترین کیفیت و مناسبترین مورفولوژی و همچنین کمترین هزینه سنتز نماییم. سپس بااستفاده از این ترکیبات بهبود یافته در پلیمرها، عمر مواد غذایی را افزایش دهیم. با توجه به نتایج استخراج شده نانوذرات گاما آلومینا و نقره در اندازههای مزوپروس - آنالیز - XRD توسط و به ترتیب با مورفولوژی های پلیتگونه و کروی - توسط آنالیز - FESEM سنتز شدند.
در نهایت نسبت های مختلف - 1:8 - 1:5 - 1:1 - که نسبت گاما آلومینا ثابت 1 میباشد به نمونه پودر پلیمری افزوده شد و در نهایت فیلمهای پلیمری با نسبتهای مختف نانوذرات بدست آمد. برگ سیفی جعفری در فیلمهای بدست آمده که به صورت پاکت تهیه شده بودند قرار داده شد و در نهایت ماندگاری آنها بررسی گردید. در آخر مشاهده گردید که با افزایش نانوذرات نقره در کنار نانوذرات آلومینا با نسبت 1:8 طول عمر برگ گیاه جعفری افزایش چشمگیری داشته است.
مقدمه:
بسته بندی یکی از مهمترین بخشهای صنایع غذایی میباشد که با امنیت غذایی در ارتباط است. بستهبندی محافظی است که سالمت کاالی محتوی خود را پس از تولید تا مرحله مصرف حفظ مینماید.]1[ امروزه از بسته بندی برای اطالع رسانی در خصوص ویژگیهای کاال نیز استفاده می شود.]2[ هدف از بسته بندی را می توان افزایش زمان نگهداری موادغذایی حفاظت ازعوامل فساد درونی و بیرونی و اکسایش، آسان تر شدن حمل و نقل مواد غذائی، عدم تأثیر متقابل و سوء بین محصوالت مختلف حفظ ویژگیهای فیزیکی ماده غذایی وبعنوان راهنمای مصرف کننده، بیان کرد.
اکنون بیش از دهها نوع ترکیب گوناگون به عنوان نگهدارنده و ضدمیکروب وجود دارند که ترکیبات فنلی، سدیم بنزوات و اسید بنزوئیک، اسیدهای معدنی، اسیدهای چرب با زنجیره متوسط و استرهای آنها، سورباتها، سولفاتها، نیتریتها، هالوژنها و کربناتها از جمله قدیمیترین آنها هستند. ولی انتخاب هر یک از آنها بستگی به شرایط خاصی دارد که میتوان به نوع و اجزا ماده غذائی، سیستم نگهداری، نوع و تعداد میکروارگانیسمهای احتمالی، میزان تأثیر ترکیب ضد میکروب، هزینه تولید و از همه مهمتر سالمت ماده ضدمیکروبی برای انسان اشاره نمود
تاکنون مشکالت زیادی در اثر استفاده این ترکیبات در انسان مشاهده شده که مصرف آنها را دچار محدودیت کرده است. ایجاد مسمومیت در اثر عدم رعایت دوز مجاز، اثر سوء بر دستگاه گوارش و تنفس، واکنشهای آلرژیک و از همه مهمتر اثر سرطانزائی در انسان گزارش شده است.بستهبندی نانو با خاصیت ضدمیکروبی میتواند در افزایش زمان ماندگاری محصول مؤثر میباشد.
امروزه تمایل به حداقل کردن پروسه مواد غذائی، نگهداری طوالنی مدت مواد غذائی و همچنین ممانعت از شیوع بیماریهای ناشی از غذا باعث گردیده است که راههای جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها و استفاده از مواد ضد میکروبی در بسته بندی محصوالت غذائی توسعه زیادی پیدا کند.]4[ بنابر این توجه فراوانی به بسته بندیهای نوین از جمله بسته بندیهای هوشمند و روکش کردن آنزیمی با کمک فناوری نانو معطوف شده است.
هزینه باال و فرآیند پیچیده از موانع پیشرفت بستهبندیهای نوین و فرآیندهای مشابه بوده است. بنابراین یک روش کم هزینه موثر که منجر به سنتز آلومینای با خلوص باال شود بیشتر مورد نظر میباشد. در این تحقیقابتداً بوهمیت با استفاده از روش هیدروترمال سنتز شده و سپس با عملیات حرارتی به گاما-آلومینای در مقیاس نانومتر و بصورت سه بعدی تبدیل میگردد. سپس از نانوذرات نقره و گاما آلومینا در مقادیر مختلف در نایلون استفاده میشود که ماندگاری مواد غذایی را مورد بررسی قرار دهد.
اهداف پژوهش:
هدف از این تحقیق بررسی میزان ماندگاری مواد غذایی در ظروف پلی اتیلنی به همراه ترکیبات نانوئی نقره و گاما آلومینا می باشد. در نهایت می توان بیان نمود که آیا استفاده از این ترکیبات نانو مواد در ظروف پلی اتیلنی میتواند طول عمر مواد غذایی را افزایش دهد یا خیر؟ آیا درصدهای متفاوت اضافه شده از این ترکیبات به پالستیک مورد استفاده در ظروف نگهداری مواد غذایی قابلیت بهبود بخشی به ماندگاری بیشتر مواد غذایی را ایجاد می کند. سعی می گردد در سه نسبت مختف این افزایش صورت پذیرد/ نسبت برابر و 1:1 و یک نسبت 2:1 جهت آلومینا و یک نسبت 2:1 جهت ترکیب نقره و در نهایت مشاهدات مورد بررسی قرار بگیرند.
همچنین جهت تأثیر حضور نانوذرات در ترکیب نانو کامپوزیتی پلیمری از آزمون SEM استفاده میشود تا مورفولوژی و نحوة قرار گیری ترکیبات نانویی در سطح مشخص گردد. در نهایت با بررسی ماندگاری زمان مواد غذایی و استخراج دادههای مربوطه مشخص می نماییم که به چه میزان شرایط نگهداری غذا بهبود بخشیده می شود.
بررسي پژوهشهاي انجام شده:
با توجه با مطالب بیان شده در بخشهای گذشته نیاز به مطالعه در مورد پژوهشهای پژوهشگران گذشته امری بسیار ضروری و اجتناب ناپذیر میباشد. در این بخش به بررسی و نتایج حاصل از کار محققان گذشته پرداخته و در نهایت در آخر بخش و با تجه به مقایسه انجام پذیرفته بین مطالعات مشابه نتیجهگری فصل دوم ارائه خواهد شد.
رابرتسون و همکاران در سال 2006 به بررسی توسعه نانوکامپوزیت MtCu2 + / LDPE با فعالیت ضد میکروبی برای استفاده بالقوه در بسته بندی مواد غذایی پرداختند. نتایج این بررسی نشان داد که اثر ضد باکتری از CPN با افزایش نسبت + CU2 اضافه شده است و همچنین خاصیت جداسازی باکتری اشرشیاکلی در این پژوهش اثبات گردید.
لیما و همکاران در سال 2010 به بررسی بررسی سمیت ژنی کیتوزان نانوذرات برای استفاده در فیلم مواد غذایی بسته بندی پرداختند. آنها در این پژوهش به بررسی استفاده از نانو ذرات در بسته بندی مواد غذایی پرداخته اند که می تواند بهبود شرایط ویژه مانند کاهش نفوذ گازها و به حداقل رساندن رطوبت، از دست دادن بو، و افزایش مقاومت مکانیکی و حرارتی را منتج شوند. آنها ثابت کردند که استفاده از این ماده قابلیت های فوق را افزایش داده و در ضمن این ماده سمی نمی باشد.
مورا و همکاران در سال 2012 به بررسی توسعه نانوکامپوزیت مبتنی بر سلولز فعال حاوی نانوذرات نقره و استفاده از آنها به عنوان بسته بندی مواد غذایی پرداختند. ایشان در این تحقیق بیان کردند که خواص ضد باکتریایی بر اساس قطر هاله فیلم های نازک / HPMC نانو ذرات نقره ارزیابی و عدم رشد باکتری Escherichia در آزمایش انتشار دیسک را نشان داد. همچنین مطالعات دیسک دیفیوژن اثر ضد باکتری بیشتر برای نانوکامپوزیتهای فیلم های حاوی 41 نانومتر نانوذرات نقره را نشان داد.
روش آزمايشگاهي:
جهت تولید فیلم نایلکس پلیاتیلن به همراه نانوذرات سنتز شده گاماBآلومینا و نانوذرات نقره، ابتدا از پودر در دسترس پارافینی مقدار 10 گرم جدا نموده و بدون هیچ گونه اضافه کننده ای به اکسترودر دوقلطک انتقال داده شد و گرانولهای پلیاتیلن خالص یا نایلکس خالص تولید گردید. سپس مجددا 10 گرم از نمونه پلیاتیلن پارافینی جدا گردید و بوسیله ترازوی 3 رقم اعشار مقدار 0/1 گرم از نانوذرات نقره و همچنین مقدار 0/1 گرم از نانوذرات گاما آلومینا جدا گردی و بر روی شیشه ساعت با هم ترکیب شدند.
سپس این ترکیب با نمونه پودری پلیاتیلن ترکیب گردید و به دستگاه اکسترودر دو غلطکه تزریق گردید و در نهایت گرانولهای نایلکس با نسبت های مساوی از نانوذرات نقره و گاما آلومینا تهیه گردید. مجددا همین فرآیند انجام گردید و درصد افزایش نانوذرات گاما آلومینا افزایش یافت و در نمونه شماره 3 از 0/5 گرم نانوذرات نقره به همراه مقدار ثابت 0/1 گرم نانوذرات گاما آلومینا استفاده گردید و در نمونه شماره 4 از 0/8 گرم نانوذرات نقره در مقابل 0/1 گرم نانوذرات گاما آلومینا استفاده گردید. گرانول های بدست آمده شامل 3 نسبت متفاوت از درصد نانوذرات و یک نمونه شاهد بدون اضافه نمودن نانوذرات می باشد.
