تولید مواد بسته بندی و تهیه نانوکامپوزیت های زیست تخریب پذیر یکی از مهمترین پیشرفت های علم پلیمر در بسته بندی مواد غذایی محسوب می شود. از پرکاربردترین ترکیبات نانو که در بسته بندی های ضدمیکروبی استفاده می شود می توان به نانو ذرات نقره، نانو اکسید روی، نانو دی اکسید تیتانیوم و نانو رس اشاره کرد. نانو ذرات نقره با خاصیت ضد میکروبی قوی، موجب افزایش مدت زمان ماندگاری مواد غذایی می شوند. همچنین نقره به عنوان تقویت کننده خواص فیزیکوشیمیایی بایوپلیمرها می تواند به عنوان یکی از نانو موادی باشد که در تولید بسته بندی های نانو کامپوزیت فعال مورد استفاده قرار می گیرد ( بابا زاده و الماسی، 1392).
در این پژوهش، به تولید بایونانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید حاوی نانوذرات نقره پرداخته شده است، همچنین به بررسی خاصیت ضد میکروبی و برخی مطالعات انجام شده در این زمینه اشاره شده است.
1-1- بسته بندی
با تغییر شیوه زندگی مردم از یک شیوه زندگی عشایری به ماندن در یک منطقه امن، نیاز به ظروف نگهداری مواد غذایی به وجود آمد. تا سال 1800 پیشرفت بسیار کمی در مواد بسته بندی بوجود آمد، بطوری که از منابع طبیعی مانند خربزه، پوسته ها، برگ ها و سبدهای بافته شده از علف و چوب خیزران برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شد. بعدها ظروفی همچون سفال و شیشه برای نگهداری مواد غذایی مطرح شدند. اولین مدارک یافت شده از پیدایش سفال و شیشه به 7000 سال قبل از میلاد بر می گردد. همچنین صنعتی شدن فرآیند که توسط مصریان عملی شد تا حدود 1500 سال پیش از میلاد دیده نشد ( کنت و برگر1، 2002).
عوامل بسیاری باعث از بین رفتن ارزش مواد غذایی می شوند که از مهمترین آن ها می توان به فساد میکروبی و از دست دادن برخی خواص مهم مانند ویتامین و… اشاره کرد. از آن جا که انسان ها به منظور رفع نیاز تغذیه ای و تداوم حیات خود، به مصرف مواد غذایی در طول سال احتیاج دارند و ساده ترین روش برای محافظت از مواد غذایی بسته بندی آن است، بدین لحاظ بسته بندی مواد غذایی از اهمیت خاصی برخوردار است. بسته بندی به عنوان مانعی برای جلوگیری از شکستگی محصول و از دست دادن رطوبت، اکسیژن، دی اکسید کربن، گازهای دیگر و همچنین طعم دهنده و مواد معطر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین می تواند مانعی در برابر نفوذ نور برای محافظت از مواد مغذی و رنگ در یک محصول باشد.
بسته بندی نظامی مرکب است که وظیفه حفاظتی و نقش فرهنگ ارتباطی یا اطلاع رسانی را بر عهده دارد و جهت حفظ کیفیت مواد غذایی، به حداقل رساندن ضایعات مواد غذایی و کاهش استفاده از مواد نگهدارنده در مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرد.

1-2- پلیمر سنتزی
آلودگی های زیست محیطی ناشی از وارد شدن پلیمرهای سنتزی، پلاستیک ها و مواد بسته بندی غیرقابل تجزیه به طبیعت یکی از بزرگترین خطراتی است که زندگی بشر را تهدید می کند. حفظ و نگهداری از محصول وظیفه اصلی بسته بندی است، ولی از طرف دیگر سهم بزرگی از ضایعات روزمره را شامل می شود و با سوزاندن و دفن کردن آن ها موجب آلودگی بیشتر محیط زیست می شوند. این مواد به علت ترکیبات خاص خود، به ندرت در طبیعت تجزیه می گردند و دارای ماندگاری زیادی می باشند که این ویژگی مشکلات زیست محیطی زیادی ایجاد می کند. به طور کلی دو روش اصلی برای حل این مشکل وجود دارد که عبارتند از بازیافت و تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر است. با وجود مشکلات و هزینه های سنگین عملیات بازیافت، تولید بسته بندی های زیست تخریب پذیر راهکاری معقول تر به نظر می رسد.

1-3- پلیمر زیست تخریب پذیر
تلاش زیاد برای توسعه زمان ماندگاری و افزایش کیفیت مواد غذایی در عین کاهش ضایعات بسته بندی، کشف مواد بسته بندی با مبنای زیستی و تجدید پذیر را تقویت کرده است. استفاده از این مواد به دلیل خاصیت تجزیه پذیری آن ها می تواند در نهایت سبب حل مشکلات ضایعات شود.
در دهه ی گذشته پلیمرهای زیست سازگار و زیست تجزیه پذیر از نظر اکولوژی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. پلیمرهایی که پس از فرآیند تجزیه به کمک میکروارگانیسم ها بطور کامل به محصولات طبیعی مانند آب، دی اکسید کربن و توده زیستی ( باکتری ها و قارچ ها) و یا آنزیم ها تبدیل می شوند “زیست تخریب پذیر” نامیده می شوند ( لاسپریلا و همکاران2،2011 ؛ جنادیوس3، 2002).
واژه “زیست تخریب پذیر” به معنی موادی است که به سادگی توسط موجودات زنده به زیر واحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمی مانند.
از مهمترین پلیمرهای زیست تخریب پذیر می توان به پلیمرهای چربی دار از جمله پلی 3-هیدروکسی بوتیرات، پلی4-کاپرولاکتون، پلی گلیکولیک اسید و پلی لاکتیک اسید(PLA) اشاره کرد ( لاسپریلا و همکاران، 2011).
1-3-1- پلی لاکتیک اسید ( PLA)4
پلی لاکتیک اسید یک پلیمر کایرال با وزن مولکولی پائین و حاوی اتم کربن نامتقارن با ساختاری مارپیچی است. همچنین ترکیب چربی دار انعطاف پذیری در برابر حرارت است که به آسانی از طریق راه های آنزیمی و هیدرولیتیکی زیست تخریب پذیر می شود. این ترکیب در سال 1932 توسط کاروترز ( دوپونت) بوسیله حرارت دادن تحت خلاء اسیدلاکتیک کشف شد (لاسپریلا و همکاران، 2011).
1-4- فناوری نانو
فناوری ‌نانو واژه‌ای است کلی که به تمام فناوری‌های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می‌شود. معمولاً منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود 1 تا 100 نانومتر می‌باشد.
امروزه نانوتکنولوژی به عنوان یکی از جدیدترین و پرکاربردترین روش ها در بهبود و ارتقاء کیفیت و سلامت مواد غذایی شناخته شده است. با کاهش اندازه پلیمرهای زیستی در مقیاس نانو می توان از آن ها در اشکال متفاوت نانوذرات و نانوحامل به منظور انتقال و رساندن ترکیبات مفید به سیستم های هدف و غنی سازی منابع غذایی از ریز مغذی ها و ویتامین ها و سایر ترکیبات استفاده کرد.
1-4-1- نانو
نانو واژه ای یونانی و به معنای کوتوله و یا فوق العاده کوچک است که بیان کننده یک بیلیونیم یا 9- 10 واحد است. قطر 4 اتم حدود یک نانومتر می باشد. یک جسم 100 نانو متری یک ده هزارم طول یک ویروس است و قطر تار موی انسان برابر 80000 نانو متر است (مرتضوی، 1387).

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   تحقیق درباره منطقه آزاد

1-5- کامپوزیت5، نانوکامپوزیت6، بایونانوکامپوزیت7
کامپوزیت به جسمی حجیم یا توده ای گفته می شود که در حالت کلی حداقل شامل دو ماده مجزا با ساختار مکمل است (گریبلر و همکاران8، 2010).
نانوکامپوزیت، کامپوزیتی است که حداقل یکی از ابعاد پرکننده ( طول و عرض یا ضخامت) آن در مقیاس نانو ( 1 تا 100 نانومتر) باشد. نانوکامپوزیت ها از مخلوط شدن پلیمرها با ذرات نانو تولید می شوند که خواص بهتری نسبت به پلیمرهای خالص دارند.
بایو نانوکامپوزیت در واقع نسل جدیدی از نانوکامپوزیت ها هستند که شامل پلیمرهای طبیعی در ترکیب با مواد معدنی که حداقل یکی از ابعاد آن ها در مقیاس نانو است. به این معنا که علاوه بر داشتن ترکیبی در ابعاد نانو دارای ترکیبات بایوزیستی نیز هستند و در محیط بوسیله موجودات تجزیه کننده به زیر واحدهای خود تبدیل می شوند.
اختلاط ترکیبات ضد میکروبی در مقیاس نانو با مواد بسته بندی مواد غذایی تولید فیلم هایی با فعالیت ضد میکروبی می کند که به کنترل رشد میکروارگانیسم های بیماری زا و عامل فساد کمک می کند. فیلم نانوکامپوزیتی ضد میکروبی به علت ساختاری یکپارچه و خواص ضد میکروبی و ممانعتی مطلوب بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

1-6- نقره
تکنولوژی های نانو به سبب وجود عناصر ریز مقیاس نقش خود را در زمینه بهبود ویژگی های بایو پلیمرها پر رنگ تر ساخته اند. در این میان نانو پوشش های نقره گام موثری در افزایش ماندگاری فرآورده و کاهش خطر عوامل میکروبی نشان داده است.
نقره پلیمری ضد میکروبی و افزودنی جدید مقرون بصرفه ای است که باعث جلوگیری از گسترش تکثیر میکروبی در سطوح در تماس با مواد غذایی می شود. توزیع در مقیاس نانو موجب بهبود خواص مکانیکی و حرارتی نقره در ماتریس پلیمری می شود ( ریم و همکاران9، 2009 ؛ فورتوناتی و همکاران10، 2013).

1-7- اهداف پژوهش
1.تولید فیلم کامپوزیت پلی لاکتیک اسید خالص و نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید حاوی نانو ذرات نقره
2.ارزیابی مشخصات طیف سنجی و حضور نانولایههای فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره
3.بررسی تاثیر فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره بر پارامترهای رشد باکتری اشرشیاکلی

1-8- فرضیات پژوهش
1. اضافه کردن نانوذرات نقره به فیلمPLA بر پراکنش اشعه ایکس موثر است.
2.اضافه کردن نانوذرات نقره به فیلمPLA بر طیف مادون قرمز موثر است.
3.اضافه کردن نانوذرات نقره به فیلمPLA بر مشخصات باکتری اشرشیاکلی موثر و موجب کاهش تعداد آن می شود.

فصل دوم :

مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1- بسته بندی
تاریخ نشان داده است که در ابتدای تمدن بشری نیازی به بسته بندی مواد غذایی نبوده است بلکه مردم برای بدست آوردن غذا از محلی به محل دیگر می رفتند تا زمانی که پناهگاه های دائمی برای خود پیدا کردند و شیوه زندگی خود را از زندگی عشایری به سکونت در یک مکان امن تغییر دادند. در چنین شرایطی ناچار بودند غذا را از محل های مختلف جمع آوری و به محل سکونت خود ببرند. این نیاز باعث شد که اولین بسته بندی ها از مواد طبیعی همچون کنده های توخالی چوبی، سبدهای بافته شده از برگ ها و چوب های خیزران و برخی اندام های حیوانی رواج یابد. مدت ها بعد با توسعه فلزات و سفال، بسته بندی های جدیدی شکل گرفت ( کنت و برگر، 2002 ؛ ریچ11، 2009).
نیاز به فراهم نمودن ماده غذایی که خوب، سالم و در تمام طول سال در دسترس باشد و همچنین بتواند به سهولت به فروش و مصرف برسد، نقش نیاز به بسته بندی ماده غذایی را پر رنگ تر از پیش می کند. از این رو بستهبندی در دستیابی به اهداف ایمنی و جلوگیری از ضایعات مواد غذایی نقش بسزایی دارد.
مدت ها پیش پوشش بسته بندی کالا فقط دارای یک جنبه حفاظت و نگهداری بود که نقش آن مقابله با مجموعه مخاطرات فیزیکی، شیمیایی، شرایط حمل ونقل و انبار و… بود. اما پس از انقلاب صنعتی پوشش بسته بندی به دلیل رقابت فشرده تجاری و پاسخ به نیازهای مصرف کنندگان از جنبه ارتباطی- تبلیغاتی مورد توجه قرار گرفت و در حال حاضر پوشش بسته بندی هر دو نقش حفاظتی و تبلیغاتی را ایفا می کند. بعبارت دیگر بسته بندی وظیفه انتقال پیام تکنولوژی به مصرف کننده را دارد و واسطه میان تکنولوژی و افراد مصرف کننده است ( صداقت، 1379).
بسته بندی یکی از حساس ترین و تعیین کننده ترین مراحل عرضه و مصرف کالا می باشد و می تواند عامل تمایز از رقبا و نوعی مزیت رقابتی باشد. از آنجا که بسته بندی آخرین مرحله از فرایند مواد غذایی محسوب می شود، از عوامل بسیار مهم و موثر در کیفیت محصول است. بسته بندی های نامناسب می توانند به کیفیت چشایی و تغذیه ای مواد غذایی بسته بندی شده آسیب برسانند( رمضانی و کرباسی، 1381).
2-1-1- تعریف بسته بندی
تعاریف متعددی از بسته بندی ارائه شده است که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :
به هر ظرف و یا پوششی که جهت جلوگیری از آلودگی های حین عملیات حمل و نقل و جابجایی، حفاظت، بهبود و بازاریابی یا فروش هر فرآورده یا ماده بکار می رود، گفته می شود ( هوگارد و همکاران12، 2001).
بسته بندی همچنین به عنوان یک روش جهت انتقال پیام محصول به مشتریان، شناساندن کالا به خریدار و در نهایت انتخاب محصول توسط مصرف کننده عمل می کند. از سویی دیگر موجبا

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید