بخشی از مقاله
چکیده:
هدف: بستهبندي در دستیابی به اهداف ایمنی و جلوگیري از ضایعات مواد غذایی نقش به سزایی دارد . با توجه به افزایش هشدارهاي زیستمحیطی، امروزه توجه زیادي جهت جستجو فیلمهاي بستهبندي زیست تخریب پذیر و لذا سازگار با محیطزیست تحت عنوان فیلمها و پوششهاي خوراکی شده است. هدف از این بحث فراهم کردن یک بررسی جامع در مورد مواد مناسب تشکیلدهنده فیلمها و پوششهاي خوراکی و روشهایی که خصوصیات کاربردي آنها را افزایش دهد، است.
روش مطالعه: این مطالعه به صورت مروري و با استناد به منابع منتشرشده انجام گرفت که نتایج آنها به صورت مقاله حاضر ارائه گردیده است.
بررسی و تفسیر منابع: بازنگري مطالعات بیانگر این است که فیلمهاي خوراکیEdible films یک لایه نازکی از مواد خوراکی هستند که روي سطح مواد غذایی قرارگرفته و به عنوان محافظ آنها عمل میکنند. عمده مواد پلیمري طبیعی مختلفی که در ساخت فیلمها و فرمولاسیون پوششها به کار می روند ؛ پلی ساکاریدها، لیپیدها، پروتئین ها و یا ترکیبی از آنها میباشند. همچنین این فیلمها به صورت لفاف و pouch در آمده و میتوانند اجزاء حساس مانند ویتامینها، آنتی اُکسیدانها، رنگ و آروما را در خود جاي داده و به مخلوط ماده غذایی اضافه کنند.
نتیجهگیري: مطالعه کاربرد فیلمهاي خوراکی نشان میدهد که تهیه فیلمهاي خوراکی با خواص مساعد مکانیکی و ممانعت در برابر نفوذ مواد، رقابتی بس عظیم را در مبحث نگهداري پیشرفته مواد غذایی ایجاد نموده است که به واسطه جلوگیري از اتلاف و یا نفوذ رطوبت و اکسیژن به منظور افزایش ماندگاري محصولات کشاورزي و مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرند و لذا توجه به این امر و گردآوري تحقیقات و مطالعات در این زمینه امري اجتنابناپذیر است.
مقدمه:
فیلم هاي خوراکیEdible films یک لایه نازکی از مواد خوراکی هستند که روي سطح مواد غذایی قرار گرفته و به عنوان محافظ آنها عمل می-کنند و یا اینکه در بین اجزاء غذایی قرار گرفته تا آنها را جداي از آنها نگه دارد. همچنین این فیلمها به صورت لفاف و pouch در آمده و می توانند اجزاء حساس مانند ویتامین ها، آنتی اکسیدانها، رنگ و آروما را در خود جاي داده و به مخلوط ماده غذایی اضافه کنند. در مورد فیلمهاي خوراکی دو اصل وجود دارد :
-1 کلمهEdible نشان میدهد که بایستی از نظرFDA ماده GRAS شناخته شود و از نظر خوراکی ایمن و مطمئن باشد.
-2 بایستی مواد تشکیل دهنده فیلم یک پلیمر باشد. عمل پوشش دهی می تواند هم به صورت غوطهوري و یا پوشش دادن با فیلم انجام گیرد ولی در هر صورت فیلم خوراکی یک لایه مداوم با خاصیت ممانعت کنندگی در اطراف و سطح ماده غذایی است گفته میشود و آنچه که با فیلمهاي خوراکی مرتبط است خاصیت نفوذپذیري میباشد که میزان انتقال گازها بخار، آب و ... را از یک طرف فیلم به سمت دیگر کنترل میکند - 3،. - 4 فیلم ها بر حسب اینکه در تهیه آنها از چه ماده اي استفاده شده باشند به چهار دسته فیلم هاي پلی ساکاریدي، فیلم هاي پروتئینی، فیلم هاي لیپیدي و فیلم هاي مرکب تقسیم می شوند . - 1 -
- 1 عوامل ایجاد کننده فیلم خوراکی
به طور کلی فیلم هاي خوراکی متشکل از مواد گوناگونی هستند و با فرایندهاي متنوعی تولید میشوند ولی اساس شکل گیري آنها یکسان میباشد. همانطور که قبلا نیز اشاره گردید یکی از اجزاء مهم در تشکیل فیلمهاي خوراکی وجود ترکیبات پلیمري میباشد.در تهیه یک فیلم وجود سه عامل زیر ضروري می باشد:
-1-1 ماکرومولکولی ترموپلاستیک
ماکرومولکولی ترموپلاستیک با زنجیرههاي طویل به نحوي که با ایجاد پیوندهاي بین مولکولی تشکیل شبکه ماتریکسی بدهد.از این دسته مواد میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
-1-1-1 پلیساکاریدها
از این دسته می توان به نشاسته، دکسترین، پکتین، آلژینات ها، کیتوزان و اشکال متفاوت سلولز از قبیل کربوکسی متیل سلولز - - CMC، هیدروکسی پروپیل سلولز - - HPC و صمغ هاي میکروبی نظیر دکستران ، پولولان و کاردلان اشاره نمود که در این میان نشاسته به طور معمول در صنایع غذایی استفاده می شود. نشاسته از این جهت که از منابع تجدید شدنی به دست می آید ارزان بوده و به طور وسیعی در دسترس می باشد به طوريکه در آندوسپرم دانه هاي غلات و همچنین در سیب زمینی دیده می شود. آمیلوز نشاسته مسئول ایجاد توانایی فیلم و شکل گیري فیلم می باشد. به هر حال خواص ارگانولپتیکی و تغذیه اي و مکانیکی فیلم هاي خوراکی می تواند با افزایش مقادیر مواد شیمیایی تغییر یابد - 7، 6، 1،3،. - 4
-1-1-2 پروتئینها
از پروتئین هاي حیوانی کازئین، ژلاتین، آلبومین ، پروتئین آب پنیر و کلاژن و از دسته پروتئین هاي منابع گیاهی به زئین ذرت، پروتئین ایزوله سویا، گلوتن گندم و...اشاره نمود - 7، 6، 4 ،1،. - 3
الف- کازئین
کازئین ، پروتئین عمده شیر با میزان بالاي پرولین و مقدار کم سیستئین می باشد و به علت وجود آمینو اسیدهاي غیر قطبی - 45 - 35 درصد باقیمانده هاي آمینو اسیدي - حلالیت پایینی در آب دارد و حلالیت آنها با افزایش دما افزایش می یابد. .قطبیت مولکولهاي کازئین در برخی نقاط بسیار بالاست در حالیکه در نقاط دیگر به شدت آب گریز می باشد. فیلمهاي کازئین و کازئینات براي استفاده در صنایع غذایی بسیار جالب می باشند و در عین اینکه ارزش تغذیه اي بالایی دارند از خواص حسی بالاو توانایی محافظت از مواد غذایی در برابر محیط اطراف برخوردار می باشند. فیلم هاي تولیدي از کازئین چسبنده، تیره و مقاوم نسبت به نفوذ آب هستند - . - 1
ب- زئین : زئین بخش پروتئینی ذرت و قابل حل در الکل می باشد که به صورت تجاري تولید می شود. فیلمهاي تشکیل شده از زئین ذرت نیز براي محصولات غذایی استفاده شده اند از زئین در فرمولاسیون و ترکیب پوشش ها براي مغزها، قنادیها و قرص هاي دارویی استفاده می شود.فیلم با اسپري نمودن محلول آن بر روي سطح محصول و یا غوطه وري محصول در آن تولید می شود. از زئین به منظور جلادهی محصولات نیز استفاده می شود. از پوشش زئین براي حفظ غلظت بالاي نگهدارنده استفاده می شود زیرا سرعت پخش مواد نگهدارنده را در توده غذا کاهش می دهد - 1،. - 7
ج- گلوتن
پروتئین عمده موجود در آندوسپرم گندم گلوتن می باشد. با توجه با اینکه در این تحقیق تهیه فیلم از گلوتن گندم انجام گرفته است ساختمان این پروتئین بیشتر مورد بررسی قرار می گیرد. گلوتن از دو قسمت، یکی غیر محلول در الکل یا گلوتنین و دیگري قابل هضم در الکل اتیلیک 70٪ یا گلیادین تشکیل شده است که هر یک داراي ویژگیهاي منحصر به فردي می باشند. در گندم گلوتنین را گلوتلین وگلیادین را پرولامین نیز می نامند. گلوتنین و گلیادین 80 درصد پروتئین گندم را تشکیل می دهند.
گلوتنین بخش الاستیک و چسبنده و داراي وزن مولکولی بالایی است در حالیکه گلیادین داراي وزن مولکولی کمی بوده و نرم والاستیک می باشد. گلوتنین داراي بارهاي الکتریکی داخلی و خارجی است و قدرت تشکیل پیوند بیشتري دارد . به طور کلی از گندم هاي سخت گلوتن با کشش بالا و مقاومت خوب واز گندمهاي نرم گلوتن ضعیف حاصل می گردد. خواص مکانیکی فیلم هاي گلوتنی بسیار مناسب می باشد و این به دلیل تشکیل پیوند هاي دي سولفیدي استکه توسط آمینو اسیدسیستئین ایجاد می شود. فیلم گلوتنی شبیه پلی پروپیلن شفافیت خوبی داشته و مقاومت بالایی به آب دارد. آنها به سختی در آب حل می شوند ولی می توانند آب را جذب کنند - 10،9،8،. - 2
-1-1-3 موم ها و واکسها
از این دسته میتوان به صمغ هاي Carnaba wax, shellac, bees wax اشاره کرد.
-1-2 حلال
بسته به نوع ماده تشکیل دهنده فیلم میتواند از آب، مخلوط آب و اتانول و یا آب واسید باشد که به جز گلوتن، زئین ذرت و کلاژن اکثر مواد تشکیل دهنده فیلم ها در آب محلول می باشند - . - 3
-1-3 وجود یک عامل نرم کننده کننده1
بدون یک عامل پلاستی سایزر فیلم هاي تشکیل شده ترد و شکننده بوده بنابراین کار با آنها مشکل می باشد . استفاده از عامل پلاستیک کننده نیروي بین مولکولی را کاهش داده و سیالیت شاخههاي پلیمري را افزایش میدهد و در نهایت انعطاف پذیري و توسعه پذیري فیلم را بهبود میبخشد. عوامل پلاستیک کننده از قبیل گلیسرول، سوربیتول، پلی اتیلن گلیکول و ...به علت دارا بودن نقطه جوش بالا و عدم جداشدن از مواد تشکیل دهنده فیلم می توانند خواص فیزیکی و مکانیکی را تغییر دهند.
آب یک پلاستی سایزر معمولی میباشد اما در بیوپلیمرهاي بسیار هیدروفیل کنترل آن دشوار میباشد.باید در نظر داشت میزان پلاستی سایزر و شرایط تولید فیلم خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی ایجاد میکند - . - 8 در واقع پلاستی سایزر چسبندگی بین ذرات را کاهش داده و از این طریق سیالیت را افزایش می دهد. مقدار پلاستی سایزر به استحکام پلیمر بستگی دارد ولی معمولا در محدوده غلظت 10-60 گرم در 100 گرم محلول استفاده می شود. گلیسرول به عنوان یک ماده پلاستیک کننده در فیلم هاي هیدروکلوئیدي می باشد - . - 8 نرم کننده هایی که در صنایع غذایی کاربرد دارند شامل موارد زیر می باشند:
الف- منو، دي، الیگوساکاریدها - شربت هاي گلوکز، اینورت و عسل -
ب- پلی الها - سوربیتول، گلیسرول، گلیسرولهاي پلی اتیلن -
ج- لیپیدها و مشتقات آنها - منوگلیسیریدها، اسیدهاي چرب و ... - . - 1 -
در تهیه فیلم گلوتنی پلاستی سایزر هاي متفاوتی مورد آزمایش قرار گرفتند .مطابق با نظریه Gontard ، ترکیبات هیدروفیلیک از قبیل پلی الها - گلیسرول، سوربیتول، پروپان دي ال - و اسید لاکتیک موادي بودند که مورد آزمایش قرار گرفتند و ترکیبات آمفی پاتیک نظیر گلیکولیک منواستئارات، استر استیک منو گلیسیرید، استر سوکروز اثر پلاستیک کننده نداشتند. مواد هیدرو فوبیک نظیر اسید هاي چرب و - لوریک، استئاریک، اولئیک - خاصیت ضد پلاستیک کننده داشتند و در نتیجه انعطاف پذیري فیلم را کاهش می دهند - . - 8 در این مطالعه گلیسرول بهترین پلاستی سایزر شناخته شد. استفاده از گلیسرول نه تنها گسترش و وسعت فیلم را افزایش می دهد بلکه نفوذپذیري فیلم را به بخار آب افزایش می دهد. تغییر میزان گلیسرول و pH می تواند نفوذ پذیري را کاهش دهد.
