پذیری و بدست آمدن از منابع زیستی، پلیلاکتیک اسید را در زمره ی بهترین مواد برای کاربردهای غذایی قرار داده است ( آراس و همکاران30، 2004).
پلیمرهای مبتنی بر لاکتیک اسید اولین بار بصورت تجاری به عنوان مواد فیبری برای بخیه قابل جذب موفق شدند و پس از آن در تولید دستگاه های پروتز نیز توسعه یافتند. کشف ویژگیهای پلیمریزاسیون در دهه گذشته منجر به تولید پلیلاکتیک اسید با وزن مولکولی بالا و نهایتا استفاده از این پلیمر برای کاربردهای بسته بندی شده است. امروزه استفاده از رزین های PLA توسط سازمان غذا و دارو آمریکا (FDA31) و مقامات نظارتی اروپا تایید شده و در زمینه های دارویی مختلفی همچون القاحات جراحی، کشت بافت، چسب زخم و… کاربرد دارد ( لاسپریلا و همکاران، 2011).

2-6-3-1- خصوصیات پلی لاکتیک اسید
PLA یک پلیمر کایرال حاوی کربن نامتقارن با ساختار مارپیچی است که به خانواده پلی استرآلیفاتیک تعلق دارد (گارلوتا32، 2002 ؛ هلم و همکاران33، 2006).
PLA در دو شکل پلی-Lلاکتیک اسید و پلی-DLلاکتیک اسید موجود است. پلی-Lلاکتیک اسید پلیمری مشتق شده از لاکتید خالص با بلورینگی بالا، نقطه ذوب بالا و قابلیت فرآیند پایین است که به راحتی ترک می خورد. در حالی که پلی-DLلاکتیک اسید یک پلیمر آمورف با دمای شیشه ای 60 درجه سانتیگراد است که این دما برای کاربردهای بسته بندی پایین است (اعتمادی، 2005 ؛ بالاسوبرامانیان و همکاران، 2009).
PLA با محتوای PLLA بالاتر از 90? گرایش به بلوری شدن دارد، در حالی که در کمتر از این مقدار به شکل آمورف است. دمای ذوب (Tm)و دمای انتقال شیشه ای (Tg)34PLA با کاهش مقدارPLLA ، کاهش می یابد ( آراس و همکاران، 2010). خصوصیات فیزیکی از جمله چگالی، ظرفیت گرمایی و خواص مکانیکی و رئولوژیکی PLA وابسته به دمای انتقال آن است ( هنتون و همکاران35، 2005).
آنتالپی ذوب برای PLAبا ساختار 100% کریستالی (?H°m) 93 jg-1 برآورد شده در صورتی که اغلب بیشتر از این مقدار (تا 148 jg-1) گزارش می شود (سودرگارد و استولت36، 2002).
چگالی PLLA آمورف و کریستالی به ترتیب 1.248 و 1.290 گرم بر میلی لیتر گزارش شده است. چگالی پلی لاکتید جامد برای l-لاکتید 1.36 gcm-3، مزو-لاکتید 1.33 gcm-3، پلی لاکتید کریستالی 1.36 gcm-3 و برای پلی لاکتید آمورف 1.25 gcm-3 گزارش شده است ( آراس و همکاران، 2004).
به طور کلی، محصولات PLA در دی اکسان، استونیتریل، کلروفرم، متیلن کلراید، 2،1،1- تری کلرواتان و دی کلرواستیک محلول هستند. پلی لاکتید زمانی که سرد است در اتیل بنزن، تولوئن، استن و تتراهیدروفوران تنها تا حدودی حل می شود، در صورتی که در دمای جوش در این حلال ها به راحتی قابل حل است. پلیمرهای بر پایه اسید لاکتید در حلال هایی چون آب، متانول، اتانول و پروپیلن گلایکول نامحلول است.PLLA کریستالی در استن، اتیل استات یا تتراهیدروفوران نامحلول است (نامپوتیری و همکاران37، 2010).
PLA نه تنها بخاطر جانشینی بجای پلیمرهای مبتنی بر نفت خام بلکه بخاطر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی بالقوه حائز اهمیت است ( جین و ژنگ، 2008). PLA دارای خواص منحصر به فردی مانند ظاهر خوب، استحکام مکانیکی بالا، سمیت کم و خواص ممانعتی مطلوبی است (جوکار و همکاران، 2010). وجود ویژگیهای شاخصی همچون سهولت روش های تولید، گستردگی، دامنه کاربرد وسیع برای انواع مختلف مواد غذایی، افزایش قابلیت ماندگاری مواد غذایی و حفظ سلامت مصرف کننده به دلیل عدم مهاجرت این ترکیبات موجب محبوبیت روزافزون این پلیمر می شوند. همچنین به دلیل سهولت پردازش، شفافیت و مقاومت شیمیایی خوب در برابر چربی ها و روغن ها استفاده از PLA در بسته بندی مواد غذایی بسیار مورد توجه قرار گرفته است ( لیم و همکاران38، 2010). سم?ت پا??ن و خصوصیات محیطی مناسب از دیگر ویژگی های مطلوبی است که این پلیمر را به یکی از بهترین گزینه های انتخابی به عنوان ماده اولیه در بسته بندی مواد غذا?? تبدیل می کند ( کن و همکاران39، 1995).
ویژگیهای نفوذپذیری متغیر پلی لاکتیک اسید منجر به کاربردهای مختلف شده است. چاپ پذیری خوب، تبدیل آسان آن به اشکال مختلف از جمله دیگر مزایای این فیلم میباشد. از پلیلاکتیک اسید میتوان به صورت فیلم، کف و فیبر استفاده نمود. از جمله تکنولوژیهای موجود برای تولید این فیلم میتوان به روشهای همچون: اکستروژن، قالبگیری دمیدنی، کششی، قالبگیریمحلولی، شکلگیری حرارتی، تشکیل کف، مخلوط کردن و ترکیب آن ها اشاره نمود( آراس و همکاران، 2004).
جدول (2-1) : ویژگی های شیمیایی پلی لاکتیک اسید (نامپوتیری و همکاران، 2010؛ سودرگارد و استولت، 2002)
2-6-3-2- محدودیت پلی لاکتیک اسید
با وجود مزایای بسیار PLA در مقایسه با سایر پلیمرها، استفاده آن در صنعت و رقابت با پلیمرهای صنعتی با چند چالش اصلی روبرو است، که از آن جمله می توان به نفوذ پذیری زیاد نسبت به بخارآب و گازها، دمای انتقال شیشه ای(Tg) پایین، پایداری گرمایی ضعیف، ترد و شکننده بودن اشاره کرد. برای غلبه بر این مشکلات می توان از راهکارهایی چون استفاده از نرم کننده های مناسب، ترکیب با سایر پلیمرها، بهینه سازی شرایط تبلور و استفاده از نانو ذرات و تولید نانوکامپوزیت برای بهبود خواص پلیمرها استفاده کرد (داداشی، 1391).

2-7- فناوری نانو
به پژوهش و توسعه تکنولوژی در واحد اتمی، مولکولی و ماکرو مولکولی مربوط می شود و به بررسی ساختارها و وسایل در مقیاس 1 تا 100 نانومتر می پردازد. در این مقیاس، مواد خواص و عملکردی جدید ارائه می دهند که با مواد در سایز بزرگتر متفاوت به نظر می رسد. اندازه کوچک، قابلیت پذیرش سطح و قابلیت انحلال بهتر نانو ذرات منجر به گسترش محدوده ی پژوهشی محققان می گردد.
ایده فناوری نانو برای اولین بار در سال 1959 توسط ریچارد فایمن با بیان “فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد” مطرح شد و این نظریه “در آینده ای نزدیک می توانیم مولکول ها و اتم ها را به صورت مستقیم دستکاری کنیم” را ارائه داد. حوزه فناوری نانو به عنوان یکی از فعالترین حوزه های پژوهش در علم مواد در طول دهه های اخیر شناخته شده است. نانو ذرات براساس ویژگی های خاص خود از قبیل اندازه، توزیع، مورفولوژی دارای توانایی های جالب و منحصر به فردی هستند (اعتمادی، 2005؛ بین احمد و همکاران40، 2011).
2-7-1- نانو
نانو یک واژه یونانی و به معنای کوتوله و فوق العاده کوچک است. مواد در مقیاس نانو بعلت نسبت بالای سطح به حجم، خواص فیزیکی و شیمیایی خوبی از خود ارائه می دهند. بهبود خواص فیزیکی ناشی از افزایش درصد اتم های در سطح و در دسترس برای واکنش و پیوند با محیط اطراف است. افزایش سطح به حجم سبب افزایش فرصت برای مهاجرت نانو ذرات به ماتریس خارجی در تماس با نانو مواد می باشد (متاک و اجال41، 2013).
برخی از مواد در سایز نانو می توانند ویژگی های نفوذپذیری مواد بسته بندی را تغییر داده و سبب بهبود ویژگی های مکانیکی، شیمیایی، حرارتی و میکروبی شوند. ترکیبات نانویی که دارای خواص ضد میکروبی هستند موجب ایفای نقش بسته بندی به عنوان یک عامل ضدمیکروب می شوند. از جمله پرکاربردترین ترکیبات نانو که در این بسته بندی ها استفاده می شود می توان به نانو ذرات نقره، نانواکسید روی، نانودی اکسید کلرین اشاره کرد ( لیاقتی و همکاران،1391).
بررسیها نشان داده است که هرچه اندازه نانو ذرات کوچکتر باشد، خصوصیات و فعالیتهای جدید و متفاوتتری از خود نشان میدهند. این ویژگیها باعث شده که امروزه سرعت استفاده از نانو مواد بسیار سریع گسترش پیدا کند بطوری که در تمام ابعاد زندگی همچون سیستمهای الکتریکی، مبارزه با میکروبها، تشخیص و درمان بیماریها کاربرد آنها شناخته شود.
2-7-2- کاربرد فناوری نانو در صنعت بسته بندی مواد غذایی
نانوتکنولوژی دارای کاربردهای بسیاری در زمینه های مختلف از جمله صنایع غذایی می باشد. اولین عرصه در صنعت صنایع غذایی که نانو تکنولوژی بر آن موثر است، صنعت بسته بندی مواد غذایی می باشد.
ورود تکنولوژی نانو به حوزه بسته بندی سبب ایجاد انقلابی بزرگ در این حوزه شد همچنین، موجب عرضه محصولاتی با قیمت کمتر، کارایی بالاتر و کاهش در اتلاف وقت، انرژی و مواد گردید (سورنتینو و همکاران، 2006 ؛ مرتضوی، 1387). ظهور فناوری نانو در صنعت بسته بندی مواد غذایی، راه حل های کاربردی در ارتباط با افزایش مدت زمان ماندگاری مواد غذایی پیش روی بشر قرار داده است. استفاده از دانش نانو سبب بهبود کیفیت و کارایی مواد بسته بندی و در نتیجه اطمینان از امنیت مواد غذایی می گردد.
بسته بندی های حاوی نانو ذرات می توانند هوشمندانه به شرایط محیطی (دما و رطوبت) پاسخ دهند و یا مصرف کننده را در زمینه آلودگی ها و یا حضور مواد سمی آگاه سازند. برخی نانو مواد می توانند موجب تغییر ویژگی های نفوذ پذیری مواد بسته بندی و بهبود ویژگی های مکانیکی، شیمیایی، حرارتی و میکروبی شوند ( فتحی و محبی، 1389).
این نوع بسته بندی ها با تغییر خصوصیات بسته نسبت به تغییرات درونی و بیرونی محیط بسته عکس العمل مناسب نشان می دهند و به این ترتیب، در حفظ تازگی مواد غذایی تازه اهمیت ویژه ای دارند ( امامی فر، 2010).
همانطور که گفته شد فناوری نانو در صنعت بسته بندی مواد غذایی می تواند در بسیاری از موارد از جمله افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها، افزایش ویژگی های دیواره (مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و میکروبی)، افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   منابع پایان نامه درمورد تجزیه واریانس، نمونه برداری، رطوبت نسبی

2-8- کامپوزیت، نانو کامپوزیت و بایو نانو کامپوزیت
برخی خصوصیات ضعیف و یا نامطلوب در پلیمرها منجر به تولید محصولی ترکیب از چند ماده اصلاح کننده و مکمل می شود. به عنوان مثال خصوصیات مکانیکی و ممانعتی ضعیف فیلم های قابل تجزیه زیستی را می توان محدودیت جدی این بسته بندی ها بحساب آورد. از این رو پلیمرهای طبیعی با دیگر پلیمرهای سنتزی ترکیب شده و تولید کامپوزیت می کنند تا ویژگی های نامطلوبشان را بهبود بخشند.
در نانوکامپوزیت های پلیمری نسبت به کامپوزیت های معمولی برهم کنش بهتری بین ماتریس پلیمر و پرکننده وجود دارد. توزیع یکنواخت نانو ذرات در ماتریس پلیمری موجب افزایش سطح تماس ماتریس و نانو ذرات می شود که این اتفاق بهبود خواص مکانیکی، گرمایی و ممانعتی را در پی دارد (کودالاکیس و گوتسیس42، 2009).
افزایش مقاومت حرارتی، مقاومت به آتش گرفتن پلیمرها و بهبود خصوصیات ممانعتی پلیمرها از نتایج استفاده از نانوکامپوزیت ها است. همچنین بعلت مجاورت بیشتر اکسیژن با ترکیبات فیلم و به تله افتاده اکسیژن در ماتریکس پلیمر، سرعت زیست تخریب پذیری پلیمرهای حاوی نانوکامپوزیت بیشتر از پلیمرهای مرسوم است (کودالاکیس و گوتسیس، 2009).
بایو نانوکامپوزیت به ترکیبی مشتق شده از پلیمرهای زیست تخریب پذیر طبیعی و مصنوعی و پرکننده های آلی و معدنی با حداقل یک بعد در مقیاس نانو گفته می شود ( بین احمد و همکاران، 2011).
با توجه به پژوهش های متعددی که در زمینه تهیه و خواص بایو نانوکامپوزیت های زیست تخریب پذیر صورت گرفته است، نشاسته و مشتقات پلی لاکتیک اسید ( (PLA، پلی بوتیلن سوکسینات (PBS)، پلی هیدروکسی بوترات(PHB) و پلی استر آلفاتیک(PCL)، برای کاربردهای بسته بندی مناسب در نظر گرفته شده اند. همچنین نانو ذرات فلزی را می توان به عنوان شاخص ترین گروه نانو مواد یاد کرد که در کاربردهای مختلفی از جمله کاتالیزر، حسگر های نوری و فعالیت های ضد باکتریایی استفاده می شوند.

2-9- نقره
تاثیر ضد میکروبی نمک های نقره از

دسته‌ها: No category

دیدگاهتان را بنویسید