کلیدواژه: فیلم نشاسته ساگو، فیزیکوشیمیایی، عصاره اویشن، ضد میکروبی، خواص مکانیکی
فصل اول
مقدمه
1-1- مقدمه
در وضعیت کنونی دنیا، تولید و توزیع مواد غذایی نه تنها از جنبه اقتصادی بلکه از جنبه سیاسی اهمیت فراوان پیدا کردهاست، چون از طرفی معمولاً کشورهای تولیدکننده، مواد غذایی را به عنوان سلاحی علیه ملتهای نیازمند استفاده میکنند و از طرف دیگر اقتدار نظامها از نظر موقعیت به صورت عمده بر موفقیت آنها در رابطه با کشاورزی و تولید مواد غذایی مورد نیازشان بستگی دارد. به هر صورت نگهداری مواد غذایی به اندازه تولید آنها اهمیت دارد واگر بدین مهم دقت نشود چه بسا تمامی هویت یک برنامه توسعه کشاورزی بیاهمیت و بیارزش شود. نگهداری موادغذایی مجموعه پیچیدهای از تازگی، خصوصیات غذایی و زمان تحولات بیولوژیکی را در بر میگیرد (صداقت،1384).به منظور جلوگیری از ضایعات، نگهداری وعرضه و بستهبندی نمودن مناسب مواد غذایی اهمیت بسزایی دارد. از ویژگیهای مطلوب برای هر بستهبندی، بازیافت آسان آن و ایجاد کمترین خسارت به محیط زیست است.هر ساله بالغ بر چند میلیون تن ضایعات پلاستیکی از جمله کیسهها، پاکت های پلاستیکی و مواد بسته بندی وارد محیط زیست گردیده و به علت عدم بازگشت به چرخه زیست محیطی باعث ایجاد مشکلات فراوان برای محیط زیست میشوند. تولید فیلمهای تجزیهپذیر طبیعی و جایگزین نمودن آنها به جای پلاستیکهای سنتزی راه حلی برای به حداقل رساندن آثار نامطلوب و زیانآور زبالههای حاصل از مواد سنتزی است (دارائی و همکاران، 1388).
امروزه با توسعه صنایع غذایی و افزایش نیاز به مواد بسته بندی مناسب، تهیه فیلم های خوراکی برای حفظ مواد غذایی بسیار مورد توجه می باشند زیرا این فیلمها از طریق محدود کردن نفوذ گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن (بویژه در مورد میوهها و سبزیها) و کاهش مهاجرت رطوبت (در مورد غذاهای خشک و نیمه خشک)، کیفیت محصولات غذایی را حفظ می کنند، پایداری و ماندگاری آنها را افزایش میدهند و در کنترل آلودگی و رشد میکروبی و حفظ خاصیت چشایی بسیار مهم هستند (Robertson, 2006; Druchta &Johnston, 1997; Fishman, 1997). فیلم های خوراکی لایه نازکی از مواد طبیعی هستند که سطح مواد غذایی را در بر می گیرند، بصورت محافظ عمل میکنند و از بروز تغییرات نامطلوب در عطر و طعم، بافت و خواص ظاهری مواد غذایی جلوگیری می کنند (Turhan & Sahbas, 2003).اهمیت اقتصادی این فیلمها در این است که صنعتگران را قادر می سازد که ضایعات کارخانههای صنعتی را به فرآوردههای قابل استفاده و با ارزش افزوده بالا تبدیل نماید (صادق زاده وهمکاران، 1384). تولید فیلمهای تجزیهپذیرعلاوه بر رفع مشکلات زیست محیطی باعث تسهیل شرایط نگهداری،کاهش هزینهها،افزایش زمان ماندگاری، کاهش شدت فرآیندهای حرارتی درتولید فرآوردههای غذایی و در نتیجه کاهش صدمات واز بین رفتن مواد مغذی آنها و در نهایت ارتقاء سطح ایمنی و سلامت مصرف کنندگان میشود (آخوندزاده و همکاران، 1384).
به دلیل اینکه فیلمها و پوششهای خوراکی نوعی بستهبندی هستند و جزئی از ترکیبات مواد غذایی محسوب می شوند باید از نظر خوراکی ایمن و مطمئن باشند، بدون طعم و عاری از مواد سمی بوده و ویژگیهای مکانیکی لازم برای حمل و نقل فرآوردههای غذایی را داشته باشند (Krochta & Mulder-Johnston, 1997; Fishman,1997). اگر چه تاکنون امکان جایگزینی کامل مواد پلاستیکی با بیوپلیمرها و مواد بستهبندی زیستتجزیهپذیر وجود نداشته اما استفاده از آنها به تنهایی و یا به صورت ترکیبی با مواد پلاستیکی، که باعث افزایش تخریبپذیری پلاستیک نیز می شود، دغدغههای مربوط به از بین رفتن محیط زیست و منابع طبیعی به سبب افزایش روزافزون آلودگی ناشی از مواد بسته بندی تخریب ناپذیر را در بین جوامع کاهش خواهد داد. در سالهای اخیر، تولید کنندگان مواد غذایی توجه زیادی به استفاده از نگهدارندههای طبیعی از جمله گیاهی به جای شیمیایی در محصولات خود نمودهاند. این امر از یک طرف به علت تمایل زیاد مصرف کنندگان به استفاده از موادغذایی فرآوری شده بدون نگهدارنده و یا حدالمقدور با نگهدارندههای طبیعی و از طرف دیگر توجه هر چه بیشتر مسئولان و متولیان بهداشتی به این منظور می باشد. به منظور کنترل میکروارگانیسمهای نامطلوب در سطح مواد غذایی، مواد ضدمیکروبی می‌توانند در داخل پلیمرهای بستهبندی به کار گرفته شوند. استفاده از عصاره‌های گیاهی در ترکیب مواد بستهبندی نیز نوعی بستهبندی ضدمیکروبی میباشد (جوانمرد وهمکاران ، 1388؛ آخوندزاده و همکاران، 1384).
1-2- اهداف
1-2-1- هدف اصلی
هدف اصلی از انجام این تحقیق، امکان تولید فیلم ضدمیکروبی از جنس نشاسته ساگو محتوی عصاره آویشن، به منظور بازدارندگی از رشد باکتری استافیلوکوکوس و بیماریزای اشرشیاکلی میباشد.
1-2-2- هدف اختصاصی

هدف از انجام این تحقیق تولید فیلم خوراکی بر پایه نشاسته ساگو محتوی عصاره آویشن بود و خواص مکانیکی (مقاومت کششی، ازدیاد طول، مدولالاستیکی) و فیزیکوشیمیایی (نفوذ پذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن، جذب آب، حلالیت، رنگ، UV و FTIR) و ضدمیکروبی فیلمهای تولیدشده مورد ارزیابی قرارگرفت.
1-3- پرسش اصلی تحقیق
آیا افزودن عصاره آویشن بر خواص ضدمیکروبی فیلم خوراکی نشاسته ساگو تاثیر دارد؟
1-4- نمودار تحقیق

شکل 1- 1: نمودار تحقیق

فصل دوم
مروری بر منابع

2-1- بستهبندی
بستهبندی چیست؟ بستهبندی عبارت است از محافظی که سلامت کالای محتوی خود را از مرحله پس از برداشت و تولید تا مرحله مصرف (نگهداری یا انبار مانی) حفظ کند. به بیان دیگر بسته بندی به معنی تهیه ظروف، محافظ یا سیستمی استکه سلامت کالای مظروف خود را درفاصله تولید تامصرف حفظ نموده و آن را از ضربات، صدمات، لرزش، فشار و ارتعاش مصون نگه دارد (میرنظامی ضیابری، 1385)
از آنجائیکه اکثر بستهبندیهایی که امروزه مورد استفاده قرار میگیرند از مشتقات نفتی و بطور مصنوعی تولید میشوند و به جهت اینکه سازگاری زیستی و تجزیه پذیری زیستی آنها نسبت به بستهبندیهای طبیعی از قبیل سلولز، کیتین، کیتوزان و سایر مشتقاتشان بسیار محدودتراست، به همین دلیل امروزه استفاده از بستهبندیها و پوششهای خوراکی بسیار حائز اهمیت میباشند (Krotcha, 2002; Krotcha & Mulder-Johnston, 1997).
2-2- پلیمر و بیوپلیمر
پلیمر1 یک جسم با وزن مولکولی بالاست که ساختمانش از تعداد زیادی از واحدهای کوچک و از نظر ساختمانی مشابه تشکیل شده است. به این واحدهای کوچکتر که اصطلاحاً بلوکهای ساختمانی پلیمر خوانده می شوند منومر یا واحدهای تکرار شونده گویند. پلیمرازpolys که کلمه یونانی به معنی زیاد و meros که به معنی قسمت یا واحد است گرفته شده و معنی چند واحدی یا چند قسمتی را میدهد. در صورتی که پلیمر از یک نوع منومر تشکیل شده باشد آن را هموپلیمر و فرآیند را هموپلیمریزاسیون گویند. اگر از دو نوع منومر تشکیل شده باشد، کوپلیمر و فرآیند را کوپلیمریزاسیون و در صورتی که از سه نوع منومر تشکیل شده باشد، ترپلیمر و فرآیند را ترپلیمریزاسیون می‌نامند.
بیوپلیمر از نظر بیوشیمیستها عبارت است از ماکرومولکولهای زیستی که از تعداد زیادی ریز واحد کوچک و شبیه به هم، که با اتصال کووالانسی به هم متصل شده اند و یک زنجیره طولانی را ایجاد میکنند، ساخته شده‌اند. در روند طبیعی بیوپلیمرها و یا همان ماکرومولکولها ترکیبات داخل سلولی هستند که قابلیت زنده ماندن را به ارگانیسم در شرایط سخت طبیعی میدهند.
2-2-1- مزیت بیوپلیمرها
توسعه مواد بیوپلیمری به چند دلیل اهمیت دارد: اول اینکه بخش عمدهای از پلیمرهای طبیعی منشاء کشاورزی دارند و معمولاً از محصولات گیاهی و جانوری بدست میآیند لذا این مواد برخلاف پلیمرهای سنتتیک که از مواد نفتی بدست می آیند زیست تجزیه پذیر هستند (در اثر تجزیه دی اکسید کربن، آب، متان و … تولید می‌کنند)، بنابراین مواد آلوده کننده محیط زیست به شمار نمیآیند. از سوی دیگر مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته میشوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیکی قرار می‌گیرند پس هیچگاه منابع آنها محدود و تمام شدنی نیست در حالیکه مواد پلیمری و پلاستیکی امروزی از سوختهای فسیلی ساخته میشوند که منابع آن محدود و تمام شدنی است. مزیت دیگر بیوپلیمرها اقتصادی بودن این مواد است زیرا تولید بیوپلیمر نیاز به کارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امکانات می‌توان به تولید آنها مبادرت ورزید همچنین مواد اولیه آنها ارزان است زیرا از زبالههای مواد اولیه کشاورزی تجدید شونده یا صنایع فرآوری مواد غذایی دریایی بدست میآیند(ضیابری، 1385؛ Krochta, 2002; Krochta & Mulder-Jonston, 1997).
2-2-2- خصوصیات بیوپلیمرها
2-2-2-1- بازدارندگی در برابر گازها
بازدارندگی فیلمهای بیوپلیمری در برابر گازها به عواملی وابسته است شامل:
ماهیت بیوپلیمرها بویژه قطبی بودن آن: هر قدر گروههای قطبی (مانند OH) ویونی در پلیمر بیشتر باشد و برهم کنشهای قطبی- یونی نسبت به برهم کنشهای غیرقطبی(آبگریز)بالاتر باشد، نسبت به اکسیژن بازدارندگی بالاتری خواهند داشت.چون بیشتر بیوپلیمرها شامل پروتئینهاو کربوهیدرات حاوی گروههای قطبی بالایی هستند بازدارندگی بسیار خوبی نسبت به گازها و بویژه اکسیژن نشان می‌دهند بطوریکه بازدارندگی آنها نسبت به بسیاری از پلیمرهای سنتزی رایج به مراتب بیشتر است، برای مثال نفوذ پذیری فیلم گلوتن گندم در برابر اکسیژن 800 برابر کمتر از پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE )و دو برابر کمتر از پلی آمید است (که به عنوان یک بازدارنده خوب در برابر اکسیژن شناخته می شود).بیشتر بیوپلیمرها زمانی می توانند بازدارندگی خوبی در برابر اکسیژن و گازهای دیگر نشان دهند که میزان رطوبت نسبی آنها پایین باشد (Lai & Padua, 1997; Chen et al.,1996).محدوده دمایی که یک پلیمر میتواند به عنوان یک بازدارنده در برابر گازها عمل کند به دمای انتقال شیشه ای (Tg) آن پلیمر مربوط است. در دماهای بالاتراز دمای انتقال شیشهای مواد پلیمری نرم و لاستیکی و در دماهای زیرآن بصورت شیشهای و سفت میباشند. هر قدر دمای انتقال شیشهای پلیمر بالاتر باشد آن پلیمر در محدوده دمایی وسیعتری میتواند به عنوان پوشش و بازدارنده خوب عمل کند(Madeka & Kokini,1996; Mc Hugh & Krochta,1994a) .
اثر فشار گاز: در مورد گازها یا بخارهایی که با پلیمر واکنش نشان میدهند مانند بخار آب، ضریب نفوذپذیری بستگی به فشار دارد.
اثرپلاستیسایزرها: معمولاً پلاستیسایزرها با افزایش تحرک زنجیرها و افزایش فضاهای خالی، موجب افزایش نفوذپذیری فیلم پلیمری نسبت به گازها می گردد، البته در برخی از بیوپلیمرها وجود مقادیر کم پلاستیسایزر موجب افزایش بهم پیوستگی و کاهش نفوذ نسبت به گازها میشود.
2-2-2-2- بازدارندگی نسبت به بخار آب
تبادل رطوبتی بین ماده غذایی و محیط میتواند مشکلات زیر را به وجود آورد (چودار، 1387Krochta, 2002; Dickey & Parris, 2001 ;):
– مواد غذایی جاذبالرطوبه مانند محصولات غلهای، پورهها و… با جذب آب کیفیت ارگانولیپتیکی خود را از دست میدهند و بصورت لاستیکی و کلوخهای درآیند.
– برخی از مواد غذایی که فشار بخار آب محیط بالاتر است، دچار هیدراسیون (افت آب)می شوند و در نتیجه طراوت و تازگی خود را از دست میدهند از جمله این مواد می توان به سبزیها و میوههای تازه اشاره کرد.
– جذب آب توسط مواد غذایی بالا باعث بالا رفتن فعالیت آبی در آنها می شود و احتمال گسترش میکروبی، شیمیایی و آنزیمی بیشتر میشود.
– از دست دادن آب در برخی از مواد غذایی مانند غلات باعث کاهش وزن آنها در نتیجه کاهش ارزش اقتصادی میگردد.
فیلمهای بیوپلیمری به عنوان حایل برای بخار آب، در روی سطح و یا در داخل مواد غذایی، جایی که ترکیبات با فعالیت آبی متفاوت از هم جدا میگردند، قرار داده میشوند. در حالت اول خروج رطوبت به محیط را محدود میکنند و در حالت دوم به عنوان تثبیت کننده گرادیان، فعالیت آب و حفظ خواص بافتهای مختلف یک غذا به کار میروند.
2-2-3- بکارگیری بیوپلیمرها در بستهبندی
بیوپلیمرها به دو صورت در تولید بستهبندیهای زیستی بکار میروند (Dickey & Parries, 2001):

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

1- ترکیب بیوپلیمر با پلیمر سنتتیک:استفاده از فیلمهای بیوپلیمری به دلیل خواص ممانعتکنندگی ضعیف آنها محدود میباشد به همین دلیل پلیمرهای طبیعی اغلب با پلیمرهای مصنوعی مخلوط می شوند و یا به طریقه شیمیایی جهت گسترش کاربردشان در موارد و شرایط خاص اصلاح می شوند. وقتی پلیمر سنتزی با پلیمر طبیعی برای تولید مواد بستهبندی ترکیب می شوند در برابر تهاجم میکروارگانیسم ها مساعدتر شده و طبیعت تخریب پذیر آنها افزایش مییابد.
این ترکیبات با افزودن یک ماده تخریب پذیر (مانند نشاسته)به یک پلاستیک متداول (مانند پلی اتیلن)ساخته می‌شوند.گرچه در حال حاضر اکثر محصولات تجاری با ترکیب نشاسته ساخته میشوند لیکن ترکیبات سلولز- پلی ارتان، گلوتن- وینیلین، زئین- پلی اتیلن، زئین- پلی کاپر و لاکتون و کازئین با پلیمرهای سنتزی مختلف نیز در حال بررسیاند.
این مواد کمک زیادی به کاهش زبالههای پلاستیکی کردهاند اما به دلیل اینکه در آنها از ترکیبات تخریب ناپذیر استفاده میشود و استفاده از مواد تخریبپذیر ویژگی آنها را تضعیف میکند موقعیت محکمی ندارند.
2- استفاده مستقیم از بیوپلیمرها برای تولید بستهبندیهای زیستی: بسته بندیهای زیستی حاصل از بیوپلیمرها به دلیل ساختمان شیمیایی خاص تخریب پذیرتر از فیلمهای ترکیبی هستند ولی کیفیت مکانیکی و نفوذپذیری آنها پایین است. بسته بندیهای زیستی را بر اساس هضمپذیری می توان به دو دسته خوراکی و غیرخوراکی تقسیمبندی کرد. فیلمها و پوششها اغلب جزء بستهبندیهای خوراکی طبقهبندی میشوند به شرط آنکه در ساخت آنها از افزودنیهای مضر استفاده نشود (Fishman, 1997; Guilbert, 1986).
2-2-4- روشهای تولید بستهبندیهای زیستی (بیوپلیمری)
برای تولید بستهبندیهای زیستی معمولاً دو روش خشک (ترموپلاستیک) و مرطوب (استفاده از حلال) بکار برده می شود (Debeaufort & Voilley,1997). روش خشک بیشتر برای تولید بستهبندیهای نیمه سخت مانند سینیها، فنجانها، جعبههای تخم مرغ و محافظها استفاده میشود گرچه گاهی برای تولید برخی از انواع فیلمهای زئینی نیز کاربرد دارد.در این روش از حرارتدهی و قالبگیری برای تولید مواد بستهبندی استفاده میشود. روش مرطوب بیشتر برای تولید پوششها، فیلمها و ورقههایی که می توانند خوراکی باشند مورد استفاده قرار گیرند. در این روش بیوپلیمر را در حلال مناسبیپخش و محلول میکنند سپس حلال توسط روشهایی مانند تبخیر حلال یا رسوب دادن فاز جامد توسط تغییر pH، تغییر قطبیت و افزودن الکترولیت جداسازی میگردد.
2-3- پوششها و فیلمهای خوراکی
پوششهای خوراکی لایه نازکی از یک ماده خوراکی هستند که بر روی سطح ماده غذایی به عنوان پوشش و یا در لابلای اجزای تشکیلدهنده ماده غذایی از طریق پیچیدن، فروبری، برس زدن یا اسپری کردن قراردادهمی‌شود تا مانعی در برابر عوامل مخرب از قبیل حضور گازهایی مانند اکسیژن و دی اکسید کربن، رطوبت و مواد معطر باشد تا به این ترتیب زمان ماندگاری ماده غذایی افزایش یابد. این مواد می‌توانند به صورت پوشش کامل محصول باشند و یا به عنوان یک جزء غذایی همراه غذا مصرف گردند. فیلمهای خوراکی از نظر نحوه تولید متفاوت از پوششهای خوراکی هستند. آنها قبل از کاربرد در بستهبندی مواد غذایی به صورت لایهای نازک تولید میشوند وسپس مانند پلیمرهای سنتزی برای بندی بکار میروند. کاربرد فیلمها و پوششهای خوراکی بدینمعنی نمی باشد که می توانند برای افزایش زمان انبارمانی مواد غذایی جایگزین مواد بسته بندی غیر خوراکی و ساختگی گردند.پوششهای خوراکی در واقع ظرفیت افزایش کیفیت و ماندگاری غذا و بهبود بازده اقتصادی مواد را به عنوان یک ماده کمکی بستهبندی دارا می باشند (Kester & Fennema,1986).
یکی از چالشهای مهم در پوششهای خوراکی هماهنگ کردن دوره پایداری بستهبندی با عمر نگهداری محصول میباشد.پوششهای خوراکی باید بدون تغییر در خواص مکانیکی و ممانعتی در طول مدت نگهداری تا زمان مصرف عملکرد کاملی داشتهباشند لذا دارا بودن زیستتجزیهپذیری حساب شده برای آنها الزامی است.شرایط محیطی عامل زیستتخریب پذیری باید در طول مدت نگهداری مواد غذایی حذف شوند در حالیکه شرایط مناسب برای تخریب پس از دور انداختن بستهبندی فراهم باشد.
2-3-1- تاریخچه استفاده از پوشش های خوراکی
بشر مدتهای طولانی است که پوششهای خوراکی را برای افزایش زمان ماندگاری فرآوردههای غذایی تازه و محافظت از اثرات نامطلوب محیطی استفاده میکند (ایده اولیه استفاده از پوششهای خوراکی از پوششهای طبیعی که روی سطح میوه ها قرار دارد گرفتهشدهاست). در قرن 12 و13 میلادی در چین جهت کاهش از دست دادن رطوبت، پرتقال ولیمو را در واکس فرو میبردند گرچه این پوششها بطور قابل ملاحظهای در کاهش آب موثر بودند اما به همان میزان به دلیل مهار نسبتاً بالای تبادلات گازهای تنفسی باعث تخمیر میشدند. پوشاندن غذا با چربی که به لاردینگ موسوم است در قرن 16 در انگلستان استفاده میشد، نشان دادهشدهاست که این روش کاهش رطوبت محصول را کند میکند. در سال 1800 میلادی جهت به تاخیر انداختن پلاسیدگی میوهها و سبزیجات آنها را با موم پوشش میدادند. این پوششها سرعت اتلاف آب را به میزان زیادی کاهشداده و از تبادل گاز تنفسی نیز ممانعت میکردند. موریس و پارکر اولین بار در سال 1895 و هاوارد و هارمونی درسال 1869 از فیلمهای خوراکی در بستهبندی مواد غذایی استفاده کردند، آنها از فیلمهای ژلاتینی برای نگهداری گوشت استفاده نمودند. از سال 1930 استفاده از مومهای پارافینه مذاب برای پوشش دادن مرکبات متداول شد.در اواخر دهه 1950 امولسیونهای روغن در آب موم کارنوبا جهت پوشش دادن میوهها و سبزیها بکار رفت. امروزه پوششهای خوراکی در کاربردهای مختلفی از جمله پوششهایی برای سوسیسها، پوششهای شکلاتی برای دانهها و میوهها و پوششهای واکسی برای میوهها و سبزیها استفاده میشود. در حال حاضر تحقیقات گسترده‌ای برای استفاده از فیلمها و پوششهای خوراکی در صنایع غذایی و دارویی صورت میگیرد که موجب بهبود کیفیت و افزایش کاربردهای آنها شده و (Robertson, 2006; Jiancia & Hongda, 2000; Fishman, 1997; Pearson et al., 1985).
2-3-2- مواد به کار رفته در پوششها و فیلمهای خوراکی
موادی که اغلب در پوششها و فیلمهای خوراکی بکار میروند، پلی ساکاریدها، پروتئینها و چربیها هستند که در ادامه با توضیح بیشتر آوردهشدهاند.
2-3-2-1- پوششها و فیلمهای بر پایه پلیساکارید
پلیساکاریدها هم بصورت پوشش و هم فیلم کاربرد دارند.. البته از آنجا که پلی‌ساکاریدها آبدوست هستند کمترین خواص ممانعتکنندگی را در برابر رطوبت دارا میباشند و نمی‌توانند سد فیزیکی مناسبی برای رطوبت باشند. برخی از انواع پلیساکاریدها تراوایی محدودی نسبت به اکسیژن دارند. خاصیت حفظ اکسیژن، به دلیل شبکه فشرده و پیوندهای هیدروژنی این مواد و نیز قابلیت انحلال اندک آنها می‌باشد. به دلیل اینکه اغلب رابطه معکوسی بین بخار آب و نفوذ اکسیژن دیده میشود فیلمهای پلی ساکاریدی ممکن است حفاظت موثری در برابر اکسیداسیون چربیها و یا سایر ترکیبات غذایی فراهم کنند (Guibert & Biquet,1996). پوششهای پلی ساکاریدی میتوانند از منابع مختلف، از جلبکهای دریایی تا بافتهای پیوندهای سخت پوستان، تهیه گردند. از جمله چنین پوششها و فیلمهایی انواع تهیه شده از کیتوزان، سلولز، آلژینات، پکتین، کاراگینان، نشاسته و هیدرولیزهای نشاسته را می توان نام برد (Krochta & Fennema,1989; Guilbert, 1986).
2-3-2-2- پوششها و فیلمهای بر پایه کیتوزان
کیتوزان یکی از فراوانترین بیوپلیمرهای طبیعی است که بطور گسترده برای کاربردهایی از قبیل تصفیه فاضلاب، لوازم آرایشی، کاغذ و نساجی، صنایع دارویی، صنایع کشاورزی و زیستشناسی مورد مطالعه قرارگرفتهاست. کیتوزان پلی ساکاریدی است که از استیلهکردن کیتین، ماده ای که از اسکلت خارجی سخت پوشان استخراج میشود، تهیه میگردد. ثابت شدهاست که کیتوزان یک ماده غیرسمی، تجزیهپذیر ودارای خواص ضدمیکروبی میباشد. اثر ضدمیکروبی کیتوزان ناشی از گروههای آمینی با بار مثبت است. این گروهها با غشاء سلولی میکروارگانیسمها که دارای بار منفی است واکنش میدهند. این واکنش منجر به نشت اجزای پروتئینی و سایر اجزاء درون سلولی میکروارگانیسمها میگردد (حسینی و همکاران، 1387).
2-3-2-3- پوششها و فیلمهای بر پایه سلولز
سلولز از فراوانترین و ارزانترین منابع گیاهی تجدیدپذیراست که قابلیت بازیافت داردو به وسیله میکروارگانیسمها تجزیه و به عناصر کربن، هیدروژن و اکسیژن تبدیل میشود. سلولز به علت شکل ساختمانیاش در آب قابل حل نمی‌باشد.برای متورم نمودن ساختمان سلولز در آب از قلیا استفاده میشود سپس با اسید کلرواستیک،کلرومتیل یا اکسید پروپیلن ترکیب شده کربوکسی متیل سلولز، متیل سلولز و هیدروکسی پروپیل سلولز حاصل میگردد که برای تولید فیلم مناسب هستند. در این میان پلیمرهای هیدروکسی پروپیل سلولز، کربوکسی متیل سلولز وهیدروکسی پروپیل متیل سلولز که در حقیقت رزین های ترمو پلاستیک هستند در حالت مذاب قالبگیری و جهت تولید فیلم استفاده میشوند این پوششها خوراکی هستند، انعطاف پذیرند، شفافاند و در برابر چربیها و روغنها مقاوماند، تنها نقطه ضعف آنها حساسیت به آب است (ایران منش، 1387).
فیلمهای سلولزی مانع خوبی در برابر اکسیژن و ترکیبات معطر هستند و مقاومت آنها در برابر بخار آب با افزودن چربیها افزایش مییابد. هم چنین با افزودن چربی به فیلمهای سلولزی میتوان قابلیت نفوذ آنها به گازهای اکسیژن و دیاکسید کربن را کاهش داد. (دارائی و همکاران، 1388).
2-3-2-4- پوششها و فیلمهای بر پایه آلژینات
آلژینات پلیساکاریدی است که از جلبکهای قهوه ای استخراج میشود. این ترکیب، نمک اسید آلژینیک است که خود آن پلیمری از واحدهای D-? مانورونیک اسید وL-? گلورونیک اسید می‌باشند. فیلمهای آبدوست آلژینات، عایق ضعیف رطوبت هستند اما استفاده از یونهایی نظیر کلسیم یا سدیم در فرمول فیلم نفوذپذیری به بخار آب این فیلم ها را کاهش داده و آنها را در آب نامحلول میسازد (برنجی اردستانی و همکاران، 1387).
یونهای کلسیم موثرترین عامل تشکیل ژل هستند، اثر یوهای کلسیم از طریق واکنشهای متقابل یونی پس از تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین زنجیره است و باعث میشوند زنجیرهای آلژینات به طرف هم کشیده شوند (Kester &Fennema, 1989).
2-3-2-5- پوششها و فیلمهای بر پایه پکتین
پکتین پلیساکاریدی ساختمانی است و از پلیمرهای اسید گالاکتورونیک نوع D با درجات مختلف از متیل استر تشکیل شدهاست. استرزدایی پکتین، پکتین با متوکسیل کم تولید مینماید که در محیط آبی حل می‌شود و در حضور یون کلسیم، ژل تشکیل میدهد. از آنجایی که قابلیت نفوذ بخار آب در این فیلمها در25 درجهسانتیگراد و رطوبت نسبی 50 درصد نسبتاً زیاد است، استفاده از پوشش محافظ لیپیدی میتواند سبب افزایش کارآیی این فیلمها گردد (Kester & Fennema,1989; Guilbert, 1986).
2-3-2-6- پوششها و فیلمهای بر پایه کاراگینان
عصاره جلبک قرمز است و گروهی از پلی ساکاریدهای سولفاته را شامل میشود. به محض سرد کردن محلول آبی گرم پلیمر، ژل تشکیل میشود. تشکیل ژل احتمالاً به علت تبدیل ساختمان مارپیچ مضاعف به شبکه پلیمری سه بعدی است. پوشش ژل کاراگینان سبب به تاخیر انداختن کاهش رطوبت غذا میگردد (Kester & Fennema, 1989; Guilbert, 1986).
2-3-2-7- پوششها و فیلمهای بر پایه نشاسته
نشاسته نوعی پلیساکارید است که در شرایط عادی در آب نامحلول است اما در آب داغ دانه های تشکیلدهنده آن تا 15 برابر وزن خود آب جذب کرده، متورم شده و سرانجام پاره یا متلاشی میشود. در این فرآیند تودهای با ویسکوزیته بالا تولید میشود که آن را خمیر نشاسته و این پدیده را ژلاتینهشدن نشاسته می‌نامند. نشاسته از ترکیب گلوکز با خارج شدن مولکول آب حاصل میگردد و در واقع نوعی ماکرومولکول است که طی مراحل رشد گیاه گندم بصورت ذرات ریز یا گرانول در دانه ذخیره میشود و ممکن است تا حدود 65 درصد وزن آن را تشکیل دهد. گرانولها از لحاظ شکل ممکن است به صورت های کروی یا بیضی باشند که با میکروسکوپ قابل بررسی هستند. گرانولهای نشاسته از دو قسمت آمیلوز که خطی است، 23 تا 27 درصد وزن نشاسته را تشکیل میدهد و مرکب از حدود 5000 واحد گلوکز است و آمیلوپکتین که بصورت زنجیر انشعابی به میزان حدود 73 تا 77 درصد وزن نشاسته را تشکیل میدهد و مرکب از حدود یک میلیون واحد گلوکز است تشکیل شده، آمیلوز به صورت خالص به مقدار کم در آب داغ حل میشود و اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم دوباره رسوب میکند، برعکس آمیلوپکتین در آب داغ به آسانی حل میشود و اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم به صورت ژل درنیامده و رسوب نمی‌کند (پایان، 1380). نسبت آمیلوز و آمیلوپکتین در انواع نشاسته یکسان نیست، نشاسته گندم حدود یک سوم وزن خود آب جذب میکند، در اثر جذب آب متورم میشود و معادل 78/27 کالری به ازای هر گرم گرما آزاد میکند به همین جهت هنگام مخلوط کردن آرد و آب دمای خمیر بالا میرود. نشاسته به وفور در طبیعت یافت میشود، به دلیل قیمت پائین، قابلیتتجدیدشوندگی و بازیافت زیستی یکی از مواد خام جاذب برای استفاده در بستهبندیهای خوراکی محسوب میگردد. علاوه براین حساسیتزا نبوده و به دلیل دارا بودن ویژگیهای مکانیکی و مقاومت در برابر نفوذ گازها، امکان بکارگیری و استفاده از آن در صنایع غذایی وجود دارد. فیلمهای تهیه شده از نشاسته دارای حلالیت پایین درآب، سدی عالی در برابر اکسیژن و درجه حرارت برگشت پذیری پائین است (جوانمرد و بصیری، 1385).

شکل 2- 1: ساختمان شیمیایی نشاسته


دیدگاهتان را بنویسید