بخشی از مقاله
کاربرد ليزوزيم در بسته بندي ضد ميکروبي مواد غذايي
چکيده :
در سالهاي اخير علاقه بيشتري به فن آوري ضد ميکروبي مواد غذايي با توجه به افزايش شيوع بيماري هاي ميکروبي منتقله از راه مواد غذايي ناشي از محصولات تازه و نگهداري شده در يخچال و يا کمتر فرايند شده بوجود آمده است . از مواد ضد ميکروبي براي مواد غذايي که حتي تحت تأثير حرارت استريل مي شوند و يا سيستم ايمني خود کنترلي دارند، براي جلوگيري از فساد آن ها در اثر آلودگي ثانويه در طي بسته بندي، توزيع و يا بعد از باز کردن بسته بندي استفاده مي شود. مواد ضد ميکروبي فراواني در بسته بندي هاي مواد غذايي استفاده مي شوند که هريک از اين مواد ويژگي ها ومکانيسم اثر خاص خود را دارند. اين مواد بر حسب عوامل چون نوع ماده غذايي، نوع ميکروارگانيسم هاي موجود و سرعت رشد آن ها ، فعاليت و گستردگي اثر ضد ميکروبي، ترکيب شيميايي ماده ضد ميکروبي و عوامل ديگر انتخابي شده به کار مي روند. يک نمونه از اين نوع مواد ليزوزيم مي بر روي باکتري هاي گرم EDTAباشد. ليزوزيم يک آنتي بيوتيک است که سبب تجزيه ديواره باکتري هاي گرم مثبت مي شود و در هنگام اختلاط با منفي نيز تأثير مي گذارد. مواد ضد ميکروبي استفاده شده در بسته بندي، بايد فاز تأخير ميکرو ار گانيسم را افزايش دهند و فاز رشد آن ها را کاهش دهند تا بتوانند زمان نگهداري و ايمني محصول را افزايش دهند . مواد ضد ميکروبي بايد حتي الامکان اثر گسترده اي روي ميکرو ارگانيسم ها داشته باشند و در دوز و مقدار معيني استفاده شوند که هم بتوانند به عمق ماده غذايي برسند و اثر کنند و هم اثرات منفي روي مصرف کننده نداشته باشند.
کلمات کليدي: بسته بندي مواد غذايي، ليزوزيم ، بسته بندي ضد ميکروبي
مقدمه :
مواد غذايي بر خلاف کالاهاي بادوام مانند : لوازم الکترونيکي ومبلمان ، معمولاً محصولاتي فاسد شدني و مخلوط ناهمگني هستند و اين باعث مي شود که پيش بيني يک مدل رياضي براي خواص فيزيکي و شيميايي مواد غذايي در طول توليد ،کار سختي باشد . علاوه بر اين غذاها داراي جنبه هاي ايمني و عمر مفيد نسبتاً کوتاهي هستند بنابراين بسته بندي مواد غذايي کاملاً متفاوت است . موادي که براي بسته بندي مواد غذايي استفاده مي شوند به عنوان تنها مانع عمل مي کنند. در عين حال انواع مواد مختلف فعال به منظور افزايش قابليت هاي آن ها و يا عملکرد جديد هم اکنون به مواد بسته بندي اضافه مي شود. تکنولوژي بسته بندي فعال باعث افزايش عمر مفيد مواد غذايي مي شود در حاليکه کيفيت تغذيه اي و ايمني مواد غذايي حفظ مي شود. اين تکنولوژي شامل فعل وانفعالاتي بين مواد غذايي ، مواد بسته بندي و گاز داخلي بسته بندي است . عملکرد اضافي آن عبارت است از مهار اکسيژن ، فعاليت ضد ميکروبي ، مهار رطوبت ، و غيره .
اميدوار کننده ترين سيستم هاي بسته بندي فعال ، سيستم هاي مهار اکسيژن است که اکسيژن را جذب کرده و مانع از ترشيدگي مواد غذايي مي شود و به شکل گرو ه هاي پلي اتيلن و يا افزودني هاي پليمري و سيستم هاي ضد ميکروبي است . هنگامي که عوامل ضد ميکروبي به يک پليمر اضافه مي شوند اين مواد رشد ميکروبي را محدود و يا حتي از رشد آن ها جلوگيري مي کنند. اين روش نه تنها در فيلم هاي بسته بندي بلکه در ظروف بسته بندي هم مي تواند استفاده شود.[١] امروزه تمايل به حداقل کردن پروسه توليد مواد غذايي ، نگهداري طولاني مدت مواد غذايي و همچنين ممانعت از شيوع بيماري هاي ناشي از غذا باعث شده است که راه هاي جلوگيري از رشد ميکروارگانيسم ها و استفاده از مواد ضد ميکروبي در بسته بندي محصولات غذايي توسعه بسياري يابد.[٢] بسياري از روش هاي رايج فرايند و نگهداري مواد غذايي ، مخصوصاً براي مواد غذايي تازه ( مانند گوشت تازه ) مناسب نبوده و علاوه بر کاهش ارزش غذايي محصول ، اثرات نامطلوبي بر کيفيت نهايي آن دارد.استفاده از بسته بندي فعال ، روش نويني براي نگهداري اين نوع ماده غذايي مي باشد و در سال هاي اخير پژوهش هاي گسترده اي براي توليد و اقتصادي کردن آن انجام گشته است .[٣]استفاده از مواد ضد ميکروبي در بسته بندي محصولات گوشتي بسيار مهم تر و موثر تر از روش اسپري کردن اين مواد غذايي روي سطوح گوشت و يا غوطه ور کردن گوشت در اين مواد مي باشد. چون مواد ضد ميکروبي به تدريج در بسته بندي آزاد شده و به قسمت هاي مختلف گوشت از جمله عمق آن مي رود و اثر خودش را مي گذارد ولي در روش هاي قبلي عمدتا فقط سطح گوشت ضد عفوني مي شود.[٢] در بسته بندي هاي فعال ، انتشار مواد ضد ميکروبي از ماتريکس پليمري به سطح ماده غذايي به صورت آهسته و در زمان طولاني انجام مي شود و در نتيجه براي مدت طولاني غلظت بالايي از ماده ضد ميکروبي در سطح فرآورده وجود خواهد داشت . مواد ضد ميکروبي از طريق کاهش سرعت رشد و طولاني کردن فاز تاخيري ميکروارگانيسم ها و يا غير فعال کردن و نابودي ميکروب ها باعث افزايش ماندگاري فراورده هاي غذايي مي شوند.[٤] هدف استفاده از مواد ضد ميکروبي عمدتاً از بين بردن ميکروارگانيسم هاي پاتوژن و مولد فساد مي باشد. برخي از اين مواد که مورد استفاده قرار ميگيرند عبارتند از: باکتريوسين ها، کيتوزان ، يون نقره ، اسيد هاي آلي و آنهيدريد اسيد ، آنزيم هاي ضد ميکروبي وغيره . امروزه تمايل مصرف کنندگان براي استفاده از مواد ضد ميکروبي طبيعي، به علت ايمني بسيار آن ها افزايش پيدا کرده است و خواستار آنند که در مواد افزودني غير طبيعي که بعضاً براي انسان مضر است استفاده نشود.امروزه مواد ضد ميکروبي متعددي شناخته شده است .[٢] تاکنون ليزوزيم و گلوکز اکسيد از رايج ترين آنزيم هاي مورد استفاده در تحقيقات مربوط به بسته بندي ضد ميکروبي بوده اند. ليزوزيم آنزيمي است که باعث شکستن پيوند هاي گليکوزيدي موجود در ديواره سلولي باکتري هاي گرم مثبت مي شود.بنابراين مي تواند به طور بالقوه بر طيف وسيعي از باکتري هاي گرم مثبت شامل لاکتو باسيلوس ها، ميکرو کوکوس ها، و باسيل ها موثر باشد. اما وجود غشاي خارجي از جنس ليپيد بر روي پپتيد و گليکان ديواره سلولي باکتري هاي گرم منفي باعث محدوديت فعاليت ضد ميکروبي اين آنزيم در مقابل باکتري هاي گرم منفي مي شود.[٥] اگرچه ليزوزيم را مي توان از منابع مختلفي همچون شير ، سرم و تخم ماکيان ايزوله کرد؛ اما ليزوزيم تخم مرغ مهم ترين و عمده ترين منبعي است که براي کاربرد هاي غذايي مورد استفاده قرار مي گيرد.[٦] ثابت شدن مواد ضد ميکروبي در پليمر به وسيله پيوند يوني و يا کوالانسي يکي از راه هاي استفاده از مواد ضد ميکروبي در بسته بندي مواد غذايي مي باشد.براي ايجاد اين پيوند بايد گرو ه ها و يا که به سطح پليمر متصل مي شوند استفاده کرد تا اين اتصال برقرار شود. پلي اتيلن spacerشاخه هاي موثر وجود داشته باشند و يا از مولکولي به نام هايي هستند که مي توانند در مواد غذايي به کار روند. مواد ضد ميکروبي که در اين روش استفاده مي spacer ) و دکسترنس جزء PEGگليکول ( شوند اغلب اسيد هاي آلي ، آنزيم ها ، پپتيدها هستند که معمولاً آنزيم ها و مانند لاکتوفرين با پيوند کوالانسي ثابت مي شوند و ليزوزيم و کتيناز هم که روي باکتري هاي گرم مثبت موثرند بوسيله پيوند کوالانسي در پوشش بسته بندي قرار مي گيرند . البته بايد توجه داشت که در اثر ثابت شدن مواد ضد ميکروبي در پوشش بسته بندي مواد غذايي مقدار فعاليت ضد ميکروبي اين مواد کاهش مي يابد. [٢] و همکارانش در مقا له اي به بررسي فيلم هاي تک لايه و چند لايه فعال که حاوي ليزوزيم به عنوان يک عامل ضد ميکروبي G.G.B uonocoreبودند پرداخته اند. فيلم ضد ميکروبي براي بسته بندي مواد غذايي توسط دانشمندان مختلف مورد بررسي قرار گرفته است . انتشار ترکيبات ضد ميکروبي از مواد بسته بندي هم به طور گسترده اي بررسي شده است . براي دستيابي به کنترل انتشار ترکيب فعال به سطح ماده غذايي، استفاده از پيشنهاد شده بود. لايه بيروني يک لايه مانع است براي جلوگيري از Hanفيلم چند لايه (لايه کنترل ، لايه هاي شبکه فعال ، لايه سد) توسط (١٩٩٦) خروج مواد فعال به محيط ، شبکه ماتريس حاوي ماده فعال است و بسيار سريع الانتشار ، لايه کليدي براي کنترل است . کنترل نفوذ جريان تا ضخامت تهيه شده pvoh فيلم Cross-linkeمناسب و انتشار با توجه به ويژگي هاي ميکروبي فساد محصول غذايي. فيلم هاي مورد مطالعه در اين تحقيق از گلي اکسال بود در محلول ٤٠% آبي و از هيدرو کلرايد ٣٧% به عنوان کاتاليزرو استفاده شد و اما ترکيب فعال ليزوزيم بود Cross linkeingبود. عامل را در ٢٥ ميلي ليتر آب مقطر حل کرده و محلول بدست pvohکه از سفيده تخم مرغ تهيه شده بود. براي تهيه فيلم هاي تک لايه ابتدا ٣.٢٥ گرم آمده را در اتوکلاو و در دماي ١٢٠ درجه سانتي گراد به مدت ٣٠ دقيقه قرار دادند و سپس محلول بدست آمده به آرامي در دماي اتاق سرد شد. پس از آن ليزوزيم را به ميزان ٤ميلي گرم در ميلي ليتر اضافه کردند. محلول بدست آمده در دماي محيط به هم زده شد تا زماني که اين آنزيم به طور کامل حل شود. به محلول بدست آمده مقدار مشخصي از گلي اکسال و ٠.٢ ميلي ليتر از محلول آبي ٣٧% هيدرو کلرايد تحت همزدن متوسط براي دو ساعت اضافه گرديد. محلول بر روي ورق پلکسي گلاس ساخته شده و در دماي محيط به مدت ٤٨ ساعت خشک شد. فيلم هاي بدست آمده داراي ١٦ سانتي متر طول و ١٢ سانتي متر عرض و ميانگين ضخامت ١٢٠ ميکرو متر بودند. با استفاده از اين روش دو فيلم تک لايه تهيه شد که هر کدام با هم بود که ا ز اضافه کردن ٠.٧٧٠% (وزني- وزني) از گلي اکسال تهيه شده بود و Cross-link A داشتند اولين آنها Cross-linkيک تفاوت در درجه که از ٧.٧ % ( وزني- وزني ) گلي اکسال بدست آمده بود. اما فيلم هاي
