بخشی از مقاله
چکیده
بسته بندی مواد غذایی راهکاری حیاتی برای تضمین ایمنی آنها است. فیلم های پلیمری نفتی بدلیل قابلیت شکل پذیری آسان،قیمت ارزان، مقاومت شیمیایی بالا،قابلیت درزبندی بوسیله حرارت و... بطور گسترده در صنایع بسته بندی مورداستفاده قرار می گیرند.بااین حال،باتوجه به رشد روزافزون جمعیت ونیاز به حفظ منابع برای نسلهای آینده در سالهای اخیر،پژوهشگران به دنبال راهکارهایی جدید برای بسته بندی مواد غذایی بوده اند که از آن جمله می توان به نانوکامپوزیت ها اشاره کرد.
در نانوکامپوزیت های پلیمری نسبت به کامپوزیت های معمولی برهم کنش بهتری بین ماتریس پلیمری وپرکننده وجود دارد. توزیع یکنواخت نانوذرات در ماتریس پلیمری موجب افزایش سطح تماس ماتریس و نانوذرات می شود که این اتفاق، بهبود خواص مکانیکی،گرمایی و ممانعتی را در پی دارد.همچنین در این مقاله به کاربرد در بسته بندی مواد غذایی اشاره می شود.
-1 مقدمه
امروزه پیشرفت وتوسعه فناوری در جهان بر همه ی فعالیت های انسان تاثیرگذار بوده و شیوه ی زندگی مردم نسبت به گذشته بسیار متفاوت شده است این پیشرفت ها منجر به تغییراتی در تهیه مواد غذایی و عادات مصرف گردیده ونتیجه مثبت آن در تکنولوژی موادغذایی، سبب ایجاد فرآوری و تکنیکهای بسته بندی گردیده است که این شیوه جهت کمک به حصول اطمینان از عرصه مواد غذایی وهمچنین آماده سازی و مصرف آن، مورد استفاده قرار می گیرد. درواقع بسته بندی یکی از حساس ترین و تعیین کننده ترین مراحل عرضه ومصرف کالا می باشد و می تواند عامل تمایز از رقبا و نوعی مزیت رقابتی باشد.
یکی از روشهایی که جهت جلوگیری از ضایعات و جلب رضایت مشتری همواره درحال تحول بوده، بسته بندی محصولات غذایی می باشد. هدف از بسته بندی مواد غذایی جلوگیری از فساد باکتری ها واز دست رفتن مواد مغذی ودرنتیجه، افزایش مدت زمان ماندگاری آنهاست. فناوری نانو امیدهای بسیاری برای دستیابی به بسته بندی مواد غذایی با قابلیت های ایمنی ونگهداری بیشتر ودرنهایت غذای سالم تر، ایجاد می کند. کلید دستیابی به پیشرفت های آینده بسته بندی های قابل انعطاف هوشمند، فعال و نانوکامپوزیت های پلیمری است.
نانوکامپوزیت ها به دسته خاصی از کامپوزیت ها گفته می شود که حداقل یکی از اجزای آنها در مقیاس نانو باشد. در نانوکامپوزیت های پلیمری نسبت به کامپوزیت های معمولی برهم کنش بهتری بین ماتریس پلیمر وپرکننده وجود دارد. توزیع یکنواخت نانوذرات درماتریس پلیمری موجب افزایش سطح تماس ماتریس و نانوذرات می شود که این اتفاق بهبود خواص مکانیکی و ممانعتی را در پی دارد
چگونگی پراکندگی پرکننده نانو در ماتریس پلیمری، به دو صورت بر خواص حفاظتی لایه پلیمری همگن تاثیر می گذارد؛ روش اول، ایجاد یک مسیر پرپیچ و خم برای انتشار گاز است. از آنجا که مواد پرکننده، دراصل بلورهای معدنی نفوذناپذیر هستند، مولکولهای گاز باید بیشتر در اطراف آنها انتشار پیدا کنند تااینکه مسیری مستقیم را عمود بر سطح لایه طی کنند.بنابراین، انتشار گاز از طریق این لایه در حضور پرکننده، یک مسیر طولانی است. همانطور که در شکل - 1 - نشان داده شده است؛ مسیر پرپیچ وخم به تولیدکننده اجازه می دهد که برای رسیدن به ضخامت موثر، از مقدار پلیمر کمتری استفاده کند. در روش دوم،ایجاد تغییرات در ماتریس پلیمر، میزان و نوع پرکننده نانو، بر خصوصیات لایه حفاظتی تاثیر می گذارد
شکل--1 نمایی از مسیر پر پیچ و خم ایجاد شده به وسیله نانو صفحات خاک رس در یک لایه پلیمری نسبت به لایه بدون مواد پرکننده
نانوکامپوزیت ها در راس ابداعات فناوری نانو، مرتبط با صنعت بسته بندی مواد غذایی قرار دارند. نانو موادی که در بسته بندی مواد غذایی کاربرد دارند به دو دسته آلی وغیرآلی طبقه بندی می شوند. نانو موادی شامل نانو ذرات آهن،نقره، تیتانیوم، کلسیم، سیلیکاو ... از مواد غیرآلی هستند که عمدتاً برای بسته بندی غذا بکار می روند. جدول - - 1 انواع نانوذرات رایج در بسته بندی مواد غذایی را نشان می دهد.
جدول-1 نانوذرات رایج در صنایع غذایی
درطی سالهای اخیر تحقیقات بسیاری پیرامون کاربرد و نقش نانوکامپوزیت ها در صنایع غذایی چه در داخل کشور و چه در سطح بین الملل صورت گرفته، که به اختصار چندین مورد ذکر خواهد شد.
الف - تحقیقات داخل کشور
نورعلی اکبری - - 1395 به بررسی تاثیر بسته بندی نانوکامپوزیتی بر مدت زمان ماندگاری سالاد الویه پرداخته است. طبق نتایج بدست آمده در تولید ونگهداری سالاد الویه در تیمارهای مختلف بسته بندی - پلی اتیلن، پلی پروپیلن، نانوپلی اتیلن و نانو پلی پروپیلن - طی 12روز نگهداری در دمای مناسب بار میکروبی کلی فرم ها و استافیلوکوکوس اورئوس مثبت در تمامی تیمارها طی مدت نگهداری صفر بوده است.
با گذشت زمان تعدا میکروارگانیسم های قابل شمارش هوازی، مقدار بارهای محاسبه شده و مقدار تیوباربیوتیک اسید افزایش یافته - 0/199-0/07میلی گرم مالون دی آلدهید/ کیلوگرم چربی - و در بسته های نانوکامپوزیت این افزایش روند بسیار کندتری نسبت به بسته های معمولی نشان داد - . - P 0/05 در بسته های پلی اتیلن وپلی پروپیلن نسبت به بسته های نانوپلی اتیلن و نانوپلی پروپیلن این افزایش بسیار محسوس تر بود، نتایج ارزیابی حسی - رنگ، بو، طعم، بافت وپذیرش کلی - نمونه های سالاد الویه در بسته بندی های مختلف نشان داد، تیمارهای مورد مطالعه طی مدت نگهداری تا روز چهارم از کیفیت رنگ، بو، طعم، بافت وپذیرش کلی بالایی برخوردارند و تفاوت معنی داری با هم نشان ندادند - - P 0/05 و بطور کلی استفاده از بسته بندی های نانوکامپوزیت سبب افزایش کیفیت ومقبولیت محصول نسبت به بسته بندی معمولی شد.
راشدی و همکاران - - 1395 به بررسی اثر پوشش های بسته بندی نانونقره بر پایه دی اکسیدتیتانیوم در افزایش زمان ماندگاری فیله ماهی قزل آلا رنگین کمان پرداختند. در این پژوهش،2نمونه پوشش های بسته بندی حاوی نانوذرات نقره پوشش دهی شده کیفیت وشش های نانو%3 و%5 ارزیابی شد. بعد از انجامSEM روی دی اکسید تیتانیوم تهیه شد. ابتدا با میکروسکوپ الکترونی مراحل آماده سازی پوشش ها و تهیه سوسپانسیون باکتری اشریشیاکلی، فعالیت ضدباکتری پوشش ها طبق استاندارد10900مورد اندازه گیری قرار گرفت.
فیله ماهی قزل آلا رنگین کمان در پوشش های نانوبسته بندی و در بازه های زمانی صفر،7، 14، 21روز در یخچال با دمای4درجه سانتیگراد نگهداری شد و شمارش کلی میکروبها درمقایسه با نمونه شاهد مورد ارزیابی قرار گرفت. اثر بازدارندگی پوشش های%3و%5 بر باکتری های مزوفیل تا7روز معنی دار بود و در روزهای بعد تغییر چشمگیری ملاحظه نشد.پوشش %3 اثر معنی داری بر سرعت رشد باکتری های سرمادوست نداشت، درحالی که تاثیر پوشش%5 بر سرعت رشد باکتری های سرمادوست تا7روز معنی دار بود. براساس نتایج بدست آمده، استفاده از بسته بندی حاوی نانوذرات نقره زمان ماندگاری فیله ماهی قزل آلا رنگین کمان را افزایش می دهد
خوش تقاضا و تقی نژاد - - 1395 به بررسی تاثیر پوشش نانوذرات بر خواص انبارمانی پرتقال تامسون پرداختند. دراین تحقیق کیفیت پرتقال تامسون با پوشش خوراکی نانوکامپوزیت کیتوسان- رس ومه پاش- واکس - تولید مه از قارچ کش اورتوفنیل فنول توسط دستگاه مه پاش الکتریکی با ابعادی در حد نانو - درمقایسه با نمونه بدون پوشش موردارزیابی قرار گرفت.
ارزیابی خواص کیفی پرتقال طی3ماه انبار در سردخانه با دمای6درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی85-90درصد انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه با پوشش کیتوسان- رس دارایpH،ضریب رنگ،رطوبت پوست وسفتی بالاتری نسبت به بقیه نمونه ها داشت. بنابراین پوشش نانویی موجب افزایش مقاومت میوه به حملات قارچی، حفظ کیفیت رنگ میوه وموجب حفظ استحکام بافت درونی نمونه ها طی انبار می گردد. مقدار مواد جامد محلول و اسید قابل تیترآب میوه با پوشش مه پاش- واکس با گذشت دوره انبار به ترتیب روند کاهشی و افزایشی داشته است. که این امر می تواند نشان دهنده پدیده تخمیر در میوه باشد. بنابراین استفاده از پوشش خوراکی نانوکامپوزیت کیتوسان - رس جهت حفظ خواص کیفی میوه تامسون، طی انبار در سردخانه پیشنهاد می گردد
فهیمی نیا و ناصری - - 1394 با درنظر گرفتن ماندگاری پایین میوه آلو، به بررسی اثرات استفاده از چهار نوع ظروف نانوکامپوزیتی برای حفظ خواص کیفی و افزایش عمر ماندگاری میوه آلو رقم سانتاز را در مقایسه با ظروف پلی اتیلنی معمولی، طی دو زمان انبارداری در قالب آزمایش فاکتوریل برپایه طرح کاملاً تصادفی پرداختند. بدین منظور ظروف حاوی میوه های آلو بمدت 45روزتحت شرایط دمایی1 1 درجه ی سانتیگراد و رطوبت نسبی 90 5درصد نگهداری شدند، بعدد از طی22و45روز بعد ازانبارداری، شاخص های کیفی مختلف میوه از قبیل فعالیت آنتی اکسیدات کل، میزان اسیدآسکوربیک - ویتامین ث - ، مواد جامدمحلول کل، اسیدیته،اسیدیته قابل تیتر، سفتی بافت، درصد کاهش وزن میوه ومیزان پوسیدگی میوه اندازه گیری شد.
