بخشی از مقاله
چکیده
فیلمها، پوششها و ورقههای خوراکی لایههای نازکی از مواد قابل خوردن هستند که به عنوان محافظ یا پوشش زینتی روی سطح میوهها و سبزیها قرار میگیرند و چون عمل پوشش دادن بهطور اتوماتیک صورت میگیرد، خطر آلودگی به ترکیبات مضری که بهطور بالقوه روی کارگر یا وسایل و...هستند، وجود نخواهد داشت. این مواد اغلب از منابع گیاهی تهیه میشوند و ممکن است قادر به انتقال طعمها به محصولات نیز باشند و همچنین با حفظ ویتامینها موجب ارتقا سطح سلامتی میگردند. با استفاده از فیلمهای خوراکی، اثر سوئی بر سلامتی یا کیفیت تغذیهای محصولات مشاهده نشده است، بلکه آنها میتوانند حامل مواد مکمل تغذیهای، ضدمیکروبی، آنتی اکسیدانی، طعم دهنده و نگهدارنده ها باشند.
بهطور کلی فیلمها و پوششهای خوراکی از مواد بیولوژیکی نظیر پلیساکاریدها، لیپیدها، پروتئینها و مشتقهایشان ساخته میشوند. مزیت بیوپلیمرها نسبت به پلیمرهای سنتزی این است که آنها زیستتخریبپذیر بوده، از منابع تجدیدشونده تهیه میشوند. فیلمها و پوششهای خوراکی عموما با جلوگیری از کاهش رطوبت، کاهش فعالیت بیولوژیکی و رسیدن بیش از حد مانند کاهش سرعت تنفس و کاهش فعالیت میکروارگانیسم ها مانع فساد مواد غذایی میگردند.
مقدمه
پلاستیکها با منشأ مواد نفتی مثل پلیاولفینها، پلیاسترها و پلیآمیدها به علت در دسترس بودن در مقادیر زیاد و قیمت پایین و ویژگیهای کاربردی مطلوب بهطور گسترده - حدود 12 میلیون تن در سال - بهعنوان مواد بستهبندی بهکار میروند. مصرف جهانی مواد پلاستیکی در سال 2008 بیش از 200 میلیون تن بوده، آمارها حاکی از آن است که سالانه به اندازه 5 درصد به مصرف این مواد افزوده میشود؛ اما به خاطر اینکه بعد از استفاده بهمدت طولانی در طبیعت باقیمانده و بهکندی تجزیه میشوند، مشکلات زیست محیطی زیادی ایجاد مینمایند.
بعلاوه مشکل دیگر بستهبندیهای پلاستیکی مهاجرت ترکیبات استفاده شده در فرمولاسیون مانند پلاستیسایزرها، مونومرها و باقیمانده حلال به داخل ماده غذایی میباشد که موجب کاهش ایمنی و ایجاد بد طعمی در ماده غذایی میگردد .[1] از سوی دیگر، نگرانی در مورد مشکلات زیست محیطی ناشی از مواد بستهبندی پلاستیکی حاصل از فرآوردههای نفتی و تجزیهناپذیر و همچنین، تقاضای مصرف کنندگان برای محصولات غذایی با کیفیت بالا باعث انجام فعالیت تحقیقاتی و استفاده از فیلمهایی با منشا طبیعی - نشاسته، پروتئین، کربوهیدرات و ... - شده است.
بهدلیل پتانسیل این مواد در جایگزینی پلیمرهای رایج در بستهبندی مواد غذایی و نیز، مقاومت آنها در برابر نفوذ گازها، رطوبت و مواد محلول از دهه قبل رایج گردیده اند. اگرچه جایگزینی کامل این مواد با مواد بستهبندی زیست تخریبپذیرتقریباً غیرممکن است، اما میتوان برای مواردی نظیر بستهبندی موادغذایی تا حد امکان از بیوپلیمرها استفاده نمود3]،.[2
فیلمها و ورقههای خوراکی، لایه نازکی از مواد طبیعی - بیوپلیمر - هستند که از مواد تجدیدپذیر، زیستسازگار و زیست تخریبپذیر تهیه میشوند و ساختار اصلی آنها بر پایه پلیمرهای طبیعی با خواص ویژه است و برای بهبود و نگهداری بهتر مواد غذایی بر روی سطح ماده غذایی کشیده میشوند و یا بین اجزای ماده غذایی قرار داده میشوند. البته عمدتاً فیلمها و پوششهای خوراکی برای حذف بستهبندی غیرخوراکی مورد استفاده قرار نمیگیرند؛ بلکه بههمراه بستهبندیهای مرسوم به بهبود کیفیت و ماندگاری کمک میکنند. علاوه بر این، تعداد لایههای بستهبندی را کاهش میدهند و بعد از اینکه بسته باز شد، حفاظت از غذا را ادامه میدهند.
همچنین، فیلمهای خوراکی ممکن است به عنوان لایهای از بستهبندیهای چندلایه بهکار روند. عملکرد فیلمها و ورقه های خوراکی، ایجاد یک مانع در مقابل انتقال جرم یا ماده - آب، گاز، چربی ها - ، حفظ و انتقال اجزای مواد غذایی و افزودنیها - آنتیاکسیدانها، مواد ضد میکروبی، رنگها، طعمدهندهها - ، جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها در سطح محصول غذایی و نیز حفاظت مکانیکی از مواد غذایی است و به این ترتیب، از بروز تغییرات نامطلوب در طعم، بافت و خواص ظاهری مواد غذایی جلوگیری میکنند .[2]
تعاریف متفاوت
فیلم1، ورقه2 و پوشش3 خوراکی با یکدیگر متفاوت هستند. طبق تعریف، فیلمها و ورقههای خوراکی، جدا از ماده غذایی و قبل از کاربرد به صورت لایهای نازک تولید شده، بعدا مورد استفاده قرار میگیرد. تفاوت فیلم و ورقه در ضخامت آنهاست. معمولاً به ضخامت بالاتر از 250 میکرومتر ورقه و کمتر از آن فیلم میگویند .[3] همچنین، فیلمها میتوانند به شکل لفاف، کپسول و کیسه تولید شوند که این محصولات با ضخامت زیاد قالبگیری میشوند.
از طرف دیگر، پوشش مستقیما روی سطحی که میخواهیم آن را حفاظت کنیم یا تعدادی از ویژگیهایش را بهبود دهیم، تشکیل میشود. بهعبارت دیگر، پوششهای خوراکی برخلاف فیلمها و ورقهها مستقیما بر روی ماده غذایی تشکیل میشوند. بنابراین، پوشش به عنوان بخشی از محصول بوده، موقع استفاده روی محصول باقی میماند. این کار توسط روشهایی نظیر واکس زدن، اسپری کردن و غوطهورسازی صورت میگیرد .[3]
فیلمهای خوراکی میزان مشخصی از ممانعتکنندگی در برابر رطوبت، دیاکسیدکربن و اکسیژن، چربی، عطر و بو و خصوصیات ممانعتکنندگی را نشان میدهند، این بدین معنی است که مقاومت کافی برای محافظت و همچنین افزایش طول زمان ماندگاری ماده غذایی را دارد 5]،.[4 ویژگیهای یک فیلم تحت تاثیر خصوصیات ذاتی اجزاء فیلم - بلورهای آنها، نسبت آبگریز بودن به آبدوست بودن، بارسطحی، اندازه ملکولها و شکل سهبعدی - و همچنین فاکتورهای خارجی فرآیند - دمای فرآیند،pH، شرایط خشک کردن، مقاومت یونی، نوع نمک، رطوبت نسبی در طول فرآیند، انبارداری و فشار و برش - قرار میگیرد5 ]،.[4
انواع فیلمها و پوششهای خوراکی، خصوصیات، کاربرد و تفاوت بین آنها بهطور کلی فیلمها و پوششهای خوراکی از مواد بیولوژیکی نظیر پلیساکاریدها، لیپیدها، پروتئینها و مشتق-هایشان ساخته میشوند. همانطور که قبلاً هم ذکر شد، مزیت بیوپلیمرها نسبت به پلیمرهای سنتزی این است که آنها زیستتخریبپذیر بوده، از منابع تجدیدشونده تهیه میشوند. 7]،.[6
در حالت کلی مواد تشکیلدهنده فیلم و پوششهای خوراکی را نیز میتوان به سه دسته تقسیم کرد: -1 هیدروکلوئیدها شامل پروتئینها و پلیساکاریدها -2 لیپیدها شامل انواع مومها، آسیلگلیسرولها و اسیدهای چرب -3 انواع ترکیبی از پروتئینها میتوان به پروتئینهای شیر شامل پروتئین آبپنیر و کازئین، پروتئینهای ایزوله سویا، زئین ذرت، گلوتن و از پلیساکاریدها میتوان به نشاسته، پکتین، آلژینات، مشتقات سلولز، کیتوزان و آگار اشاره نمود. انتخاب مواد برای یک فیلم یا پوشش به میزان زیادی به عملکرد مطلوب آن وابسته است 7]،.[8
فیلمها، ورقهها و پوششهای پلیساکاریدی هم در نحوه تولید و هم در خواص کاربردی، با فیلمها و پوشش-های پروتئینی تفاوت دارند. از آنجا که پلیساکاریدها نسبت به پروتئینها از یکنواختی بیشتری در نوع واحدهای تشکیل دهنده برخوردارند، به دلیل ایجاد برهمکنشهای بیشتر و قویتر در بین زنجیرههای پلیمر، معمولاً فیلم های پلیساکاریدی استحکام مکانیکی بهتری نسبت به فیلمهای پروتئینی دارند و فیلم های پلیساکاریدی حاصل از آنها قویتر است. همچنین، به علت ماهیت قطبی اکثر پلیساکاریدها، بازدارندگی فیلمهای حاصل از آنها در مقابل گازها نیز مطلوب خواهد بود.
اما ماهیت کاملاً آبدوست واحدهای تشکیل دهنده پلیساکاریدها باعث میشود که تراوش پذیری بخارآب در فیلمهای پلی ساکاریدی نسبتاً بالاتر از اغلب فیلمهای پروتئینی باشد. نشاسته، مشتقات سلولز و کیتوزان از جمله مهمترین پلیساکاریدهایی هستند که در تولید فیلمها و پوششهای زیست تخریبپذیر و خوراکی مورد استفاده قرار میگیرند .[ 2 ]
