بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
تعيين تاثيرقند ساکارز بر ويژگي هاي فيزيکوشيميايي فيلم خوراکي ترکيبي برپايه نشاسته سيب زميني- ژلاتين گاوي
چکيده
هدف :به دليل معايب متعدد فيلم هاي سنتزي ازقبيل مهاجرت به موادغذايي،ايجادآلودگي زيست محيطي، مشکل بازيافت ، گران بودن مواد اوليه و بالا بودن هزينه توليدآنها، درطي سال هاي اخير تمايل به استفاده از فيلم هاي خوراکي به عنوان جايگزين بسته بنديهاي سنتزي براي موادغذايي، مورد توجه قرارگرفته است . مزيت اصلي فيلم هاي خوراکي نسبت به مواد پليمرهاي مصنوعي زيست تخريب پذير بودن آنهاست . نشاسته يکي ازفراوان ترين و ارزان ترين بيوپليمرهاي کربوهيدراتي است که ويژگي تشکيل فيلم خوبي دارد. بااين حال ، ويژگيهاي نسبتاًضعيف فيلم هاي حاصل ازآن درمقايسه با فيلم هاي سنتزي رايج ميباشد. اختلاط نشاسته با ساير پليمرها، يکي از روش هايي است که براي بهبود خواص کاربردي فيلم نشاسته ، مورد مطالعه قرارگرفته است .همچنين اصلاح شيميايي نشاسته نظير ايجاد اتصالات عرضي روشي ديگر مي باشد.جهت بهبود خصوصيات فيلم هاي خوراکي برپايه نشاسته ، دراين پژوهش اثر قندساکارز برخواص فيزيکوشيميايي فيلم خوراکي ترکيبي بر پايه ي نشاسته ي سيب زميني-ژلاتين گاوي بررسي شد.
مواد و روش ها:در ابتدا فيلم هايي ازمخلوط نشاسته سيب زميني باغلظت هاي مختلف ژلاتين ( ٠%، ٥%و ١٠% )به روش قالب ريزي تهيه شدو اثر قند ساکارزدر غلظت هاي ٠% ،٣.٥% و٧%بر ميزان حلاليت در آب ، طيف FTIR و ميزان جذب نورتوسط دستگاه uv-vis فيلم خوراکي بررسي شد.
نتايج و بحث :براساس نتايج حاصل ،در اثر افزوده شدن قند ساکارز در فيلم هاي خوراکي ترکيبي بر پايه نشاسته ي سيب زميني -ژلاتين حلاليت به طور معنيداري (٠٠٥>P)کاهش پيدا کرده و ميزان جذب نور فرابنفش فيلم ها افزايش يافت . همچنين مشخص شدکه با افزايش ميزان غلظت قند ساکارز در فيلم هاي خوراکي ترکيبي ميزان حلاليت فيلم ها کاهش مي يابد.
نتيجه گيري کلي :در مجموع قند ساکارز ميتواندباعث بهبود خواص فيزيکو شيميايي فيلم هاي خوراکي ترکيبي بر پايه ي نشاسته ي سيب زميني –ژلاتين شود.
کلمات کليدي :فيلم خوراکي، نشاسته سيب زميني ،خواص فيزيکو شيميايي،ژلاتين ، ساکارز
١- مقدمه
آلودگي ناشي ازمواد بسته بندي توليدشده از مشتقات نفتي و مشکلات ناشي از روش هاي مختلف حذف اين موادتوجه پژوهشگران را در طي سال هاي اخيربه يافتن جايگزين هاي مناسب براي اين نوع مواد بسته بندي معطوف کرده [١].بسته بندي هاي زيست تخريب پذيرکه قابليت خوراکي بودن و مصرف به همراه ماده غذايي را دارند، به دودستۀفيلم ها و پوشش هاي خوراکي تقسيم مي شوند. فيلم هاي خوراکي قبل از کاربرد در بسته بندي ماده ي غذايي بصورت لايه اي نازک توليدميشوندو بعد همانند پليمرهاي سنتزي براي بسته بندي به کار مي روند [٢].از دهۀ ٨٠، استفاده از فيلم هاي خوراکي در بسته بندي مواد غذايي و دارويي مورد توجه روز افزون قرار گرفته است که علت آن علاوه بر زيست تخريب پذيري بالاي اين فيلم ها، بازدارندگي خوب آن ها در مقابل گازها، چربي و ترکيبات عطر و طعمي مي باشد که مي تواند به حفظ کيفيت ماده غذايي کمک کند. براي توليدفيلم هاي خوراکي از پروتئين ها،پلي ساکاريدها،چربي هاو ياترکيبي از اين مواد استفاده مي شود [٣].نشاسته يکي از ارزان ترين بيوپليمرهاي کربوهيدراتي است که فيلم هاي با خواص و ظاهر مناسب تشکيل مي دهد،ولي مشکل اصلي آن آبدوستي نسبتاًبالا و خواص مکانيکي نسبتاً ضعيف فيلم هاي حاصل از آن در مقايسه با فيلم هاي سنتزي رايج مي باشدکه باعث محدود شدن استفاده از اين بيوپليمردر زمينه هاي مختلف ميشود [٤] .راهکارهاي مختلفي براي غلبه بر اين محدوديت هاپيشنهاد گرديده اند، اختلاط نشاسته با سايرپليمرها،يکي از روش هايي است که براي بهبود خواص کاربردي فيلم نشاسته ،بسيارمورد مطالعه قرار گرفته است [٢].ژلاتين پروتئيني است که از آبکافت کلاژن به دست ميآيد وبه دليل خواص منحصربه فرد،مانند فعاليت سطحي ،قابليت تشکيل ژل و فيلم و کنترل گرانروي يکي ازمهم ترين پليمرهاي طبيعي است که در صنايع غذايي کاربرد گسترده اي دارد [٥].يک روش ديگربراي بهبود خواص فيلم نشاسته ، اصلاح شيميايي نشاسته نظيرايجاداتصالات عرضي مي باشد.اما با اين حال استفاده از اتصال دهنده هاي عرضي که سمي نبوده و در عين حال روش استفاده از آنها ساده باشد وهمچنين قادر به بهبود خواص کاربردي فيلم نشاسته باشند،توجه محققين را به خود جلب کرده است . در اين ميان قندها مي توانندگزينه اي مناسب براي اين منظوربه حساب آيند[٦].استفاده از قندهاي اکسيد کننده طبيعي قادراست انحلال ژلاتين راکم کند و ميتواند يک روش براي ايجاد پيوند عرضي در ژلاتين شده و در نتيجه موجب کاهش خطر ابتلا به عوارض جانبي ناشي از استفاده از اتصال دهنده هاي عرضي مصنوعي و سمي شود، بنابراين قندهاي طبيعي ميتوانند روشي جايگزين براي ايجاد پيوند عرضي را فراهم کنند[٧].در واکنش ميلارد گروه آمين ازاسيد آمينه پروتئين ها با گروه هاي کربونيل قندهاي احياکننده واکنش داده و تشکيل پيوندهاي عرضي ميدهند که پيوند عرضي تشکيل شده طي واکنش ميلارد، موجب افزايش خواص عملکردي محصولات مبتني بر پروتئين هاي مختلف است [٨].
دراين پژوهش اثر قندساکارزکه يک قند غيراحياءکننده است بر خواص فيزيکو شيميايي فيلم خوراکي ترکيبي برپايه ي نشاسته ي سيب زميني و ژلاتين بررسي شد.
٢- مواد و روش ها
٢-١- موادشيميايي
دراين پژوهش نشاستۀسيب زميني (ازشرکت گلوکوزان ايران )، قند ساکارز (ازشرکت merk آلمان )، ژلاتين گاوي (ازشرکت sigma امريکا)، گليسرول وسوربيتول درگريد آزمايشگاهي استفاده شد.
٢-٢- روش تهيه فيلم خوراکي
در ابتدا ژلاتين گاوي با غلظت هاي ٠%، ٥% و ١٠% در محلول قندي آماده شده در غلظت هاي ٠%، ٣.٥% و ٧% حل شده و به مدت ١ساعت در بن ماري ٦٠درجه ي سانتيگراد حرارت داده شد. محلول نشاسته ي سيب زميني روي هيتربا دور ٦٠٠و دماي ٢٠٠درجه سانتي گراد تارسيدن به دماي ٨٥ درجه ي سانتيگراد حرارت داده شدو براي کامل کردن ژلاتيناسيون به مدت ٤٥دقيقه در اين دمانگهداري شد. ازمخلوط گليسرول وسوربيتول به عنوان پلاستيسايزراستفاده شد. هنگام سردکردن محلول نشاسته در دماي ٦٠درجه ي سانتيگراد محلول ژلاتين به آن اضافه شد.در انتها محلول تا دماي محيط سرد شده وبه ميزان ٩٢گرم درپليت هاي مخصوص کاستينگ ريخته شد.قبل ازانجام آزمون هافيلم هاي خوراکي توسط دستگاه رطوبت ساز دردرجه حرارت ٢٥درجه سانتيگراد ورطوبت نسبي ٥٥%به مدت ٤٨ساعت مشروط شدند.
٢-٣- اندازه گيري ضخامت فيلم خوراکي ترکيبي
ضخامت فيلم خوراکي توسط ميکرومتر مدل insize با دقت ٠.٠١ميليمتراندازه گيري شد.اندازه گيريهابه طور تصادفي در حداقل ٣نقطه ازفيلم انجام وميانگين درمحاسبات مربوط مورداستفاده قرارگرفت .
٢-٤- اندازه گيري ميزان جذب اشعه uv
براي طيف جذب فيلم هابه صورت نوارهايي باابعاد ٥×١سانتيمتر بريده شده وداخل سل اسپکتروفتومتر uv-visVarian،مدل Conc٥٠ قرار گرفتند وسل خالي هم به عنوان شاهددرنظرگرفته شد.ميزان جذب نوري فيلم هادردامنه ي طول موج ١٩٠- ١١٠٠نانومترانجام گرفت .
٢-٥- اندازه گيري حلاليت فيلم خوراکي در آب (Solubility)
حلاليت فيلم ها در آب بر طبق نظر Maizura و ديگران (٢٠٠٧) [٩]و Laohakunjit و Noomhorm [٩] [١٠]با قدري تغييرات تعيين شد. تکه هايي از فيلم به ميزان ٦٠٠ميليگرم وزن شده به مدت ٢٤ساعت در دسيکاتوري حاوي نمک کلريد کلسيم داخل آون بادماي C °٤٠قرار گرفتند.
سپس نمونه هاي خشک شده توزين شدند و در ادامه نمونه ها به مدت ٢٤ساعت در بشر حاوي ١٠٠ ml آب ديونيزه در دماي محيط قرار گرفتند. سپس مخلوط فيلم و آب بر روي يک کاغذ صافي صاف شد و در پايان قطعات باقي مانده در روي کاغذ صافي وزن شدند. درصد حلاليت فيلم ها در آب از رابطه زير محاسبه گرديد.
٢-٦- طيف سنجي مادون قرمز با تبديل فورير (FTIR)
طيف FTIR بااستفاده ازدستگاه FTIR (مدل ٦٧٠٠ Nicolet، ساخت امريکا ) در گستره ي ٦٠٠-١٤٠٠٠- cm تعيين گرديد. براي هر طيف به طور ميانگين ٦٤اسکن متوالي در تفکيک هاي ١- cm٤ديده شد.
٢-٧- تجزيه و تحليل آماري
آزمون ها در سه تکرار انجام شده و داده هاي حاصل توسط نرم افزار Graph pad باکمک روش تجزيه وتحليل واريانس وآزمون تعقيبي توکي تحليل گرديدند.
٣- نتايج
٣-١- ضخامت فيلم ها
نسبت هاي مختلف قند ساکارزاثري بر ضخامت فيلم هانداشت ضخامت فيلم ها درمحدوده ي آزمايش ،بين ٠.٠٨تا ٠.٠٩ميليمتربود.
٣-٢- ميزان جذب اشعه uv
ميزان جذب اشعه UV درطول موج ٢٠٠تاnm ١١٠٠در نمودار شماره ي ١نشان داده شده است .همه غلظت هاي فيلم هاي حاوي ساکارزدرفيلم خوراکي ترکيبي درطول موج ٢٠٠تا nm٤٠٠ جذب دارندوباافزايش غلظت قندافزايش جذب راداريم به طوري که غلظت ٧%داراي بيشترين جذب ونمونه فاقدقندداراي کمترين جذب دراين ناحيه بود.
