معاونت پژوهش و فناوري
به نام خدا
منشور اخلاق پژوهش
با ياري از خداوند سبحان و اعتقاد به اين که عالم محضر خداست و همواره ناظربر اعمال انسان و به منظور پاس داشت مقام بلند دانش و پژوهش و نظر به اهميت
جايگاه دانشگاه در اعتلاي فرهنگ و تمدن بشري ، ما دانشجويان و اعضاء هيات علمي واحدهاي دانشگاه آزاد اسلامي متعهد ميگرديم اصول زير را در انجام
فعاليت هاي پژوهشي مد نظر قرار داده و از آن تخطي نکنيم:
1-اصل برائت : التزام به برائت جويي از هرگونه رفتار غير حرفهاي و اعلام موضع نسبت به کساني که حوزه علم و پژوهش را به شائبههاي غير علمي ميآلايند.
2- اصل رعايت انصاف و امانت : تعهد به اجتناب از هرگونه جانب داري غير علمي و حفاظت از اموال ، تجهيزات و منابع در اختيار.
3- اصل ترويج : تعهد به رواج دانش و اشاعه نتايج تحقيقات و انتقال آن به همکاران علمي و دانشجويان به غير از مواردي که منع قانوني دارد .
4- اصل احترام : تعهد به رعايت حريمها و حرمتها در انجام تحقيقات و رعايت جانب نقد و خودداري از هرگونه حرمت شکني.
5-اصل رعايت حقوق : التزام به رعايت کامل حقوق پژوهشگران و پژوهيدگان ( انسان ، حيوان و نبات ) و ساير صاحبان حق .
6- اصل رازداري: تعهد به صيانت از اسرار و اطلاعات محرمانه افراد ، سازمانها و کشور و کليه افراد و نهادهاي مرتبط با تحقيق.
7- اصل حقيقت جويي : تلاش در راستاي پي جويي حقيقت و وفاداري به آن و دوري از هرگونه پنهان سازي حقيقت.
8-اصل مالکيت مادي و معنوي : تعهد به رعايت کامل حقوق مادي و معنوي دانشگاه و کليه همکاران پژوهش.
9- اصل منافع ملي : تعهد به رعايت مصالح ملي و در نظر داشتن پيشبرد و توسعه کشور در کليه مراحل پژوهش .

دانشگاه آزاد اسلامي
واحد دامغان
دانشکده کشاورزي
پايان نامه جهت دريافت درجه کارشناسي ارشد در رشته مهندسي کشاورزي (M.S.c)
گرايش علوم و صنايع غذايي
عنوان
بررسي اثر عصاره آويشن برخواص فيزيکوشيميايي، مکانيکي
و ضد ميکروبي فيلم خوراکي نشاسته ساگو
استاد راهنما
دكتر عبدالرضا محمدي نافچي
استاد مشاور
دكتر حبيب الله ميرزائي
نگارش
مرضيه حسين زادهپلنگکل
آذر 1392
سپاسگزاري
برخود وظيفه ميدانم تا نهايت سپاس خود را تقديم نمايم به استاد راهنماي محترم جناب آقاي دكتر محمدي نافچي كه راهنمايي ودلسوزي پدرانه ايشان را در طول تحصيل و مراحل انجام پايان نامه همواره به ياد خواهم داشت.
استاد مشاور بزرگوار جناب آقاي دكتر ميرزائي به خاطر حمايتهاي بيدريغشان.
تمامي اساتيد گروه صنايع غذايي كه جايگاه امروز من نتيجه تلاش آنان است.
آقاي مهندس شمس و نوشيري و كليه عزيزان كه مجال نام بردن اسامي تك تك آنها نيست ليكن بدون وجود آنها انجام اين پروژه سخت و ناممكن بود و دوستان خوبم كه خاطرات خوب بودن دركنارشان را هرگز فراموش نخواهم كرد.

و تقديم به
بزرگترين نعمات الهي،
مادروروح پدر مهربانم ودو برادر عزيزم

فهرست مطالبصفحهعنوان1چکيدهفصل اول: مقدمه31-1- مقدمه41-2- اهداف41-2-1- هدف اصلي41-2-2- هدف اختصاصي
41-3- پرسش اصلي تحقيق51-4- نمودار تحقيقفصل دوم: مروري بر منابع72-1- بستهبندي72-2- پليمر و بيوپليمر72-2-1- مزيت بيوپليمرها82-2-2- خصوصيات بيوپليمرها82-2-2-1- بازدارندگي در برابر گازها92-2-2-2- بازدارندگي نسبت به بخار آب92-2-3- بكارگيري بيوپليمرها در بسته بندي102-2-4- روشهاي توليد بسته بنديهاي زيستي (بيوپليمري)102-3- پوششها و فيلمهاي خوراكي112-3-1- تاريخچه استفاده از پوششهاي خوراكي122-3-2- مواد به كار رفته در پوششها و فيلمهاي خوراكي122-3-2-1- پوششها و فيلمهاي بر پايه پليساكاريد122-3-2-2- پوششها و فيلمهاي بر پايه كيتوزان132-3-2-3- پوششها و فيلمهاي بر پايه سلولز132-3-2-4- پوششها و فيلمهاي بر پايه آلژينات132-3-2-5- پوششها و فيلمهاي بر پايه پکتين142-3-2-6- پوششها و فيلمهاي بر پايه کاراگينان142-3-2-7- پوششها و فيلمهاي بر پايه نشاسته152-3-2-8- پوششها و فيلمهاي بر پايه دکسترينها152-3-2-9- پوششها و فيلمهاي بر صمغهاي ميكروبي152-3-2-10- پوششها و فيلمهاي بر پايه پروتئين162-3-2-11- پوششها و فيلمهاي بر پايه زئين162-3-2-12- پوششها و فيلمهاي بر پايه گلوتن172-3-2-13- پوششها و فيلمهاي بر پايه كازئين172-3-2-14- پوششها و فيلم هاي بر پايه پروتئينهاي آب پنير172-3-2-15- پوششها و فيلمهاي بر پايه ژلاتين182-3-2-16- پوششها و فيلمهاي بر پايه كلاژن182-3-2-16- پوششها و فيلمهاي بر پايه پروتئين سويا192-3-2-17- پوششها و فيلمهاي بر پايه چربي202-3-2-18- فيلمهاي مركب212-3-3- روش تهيه فيلمهاي خوراكي212-3-4- خصوصيات فيلم هاي خوراكي212-3-4-1- خصوصيات مكانيكي23ارزيابي خواص مكانيكي فيلمهاي خوراكي252-3-4-2- خصوصيات ارگانو ليپتيك252-3-4-3- حلاليت در آب و چربي252-3-4-4- نفوذپذيري292- 3-5- افزودنيهاي فيلمهاي خوراكي302- 3 -6- مزايا و كاربرد فيلمها و پوششهاي خوراكي322- 3 -7- معايب پوششهاي خوراكي332-3-8- پوششها وبسته بنديهاي جديد342-3-8-1- بسته بندي فعال342-3-8-2- بسته بندي ضدميكروبي352-3-8-3- مزاياي استفاده از بسته بنديهاي ضدميكروبي352-3-8-4- معايب استفاده از بسته بنديهاي ضدميكروبي362-3-8-5- كاربرد مواد ضدميكروبي در فيلمهاي خوراكي382-3-8-6- مكانيسم عمل اسانسها و عصارهها در جلوگيري از رشد ميكرو ارگانيسمها392- 4- ميكروارگانيسمهاي مورد بررسي392-4-1- اشرشيا كلي412-4-2- استافيلوكوكوس اورئوس422-5- پژوهشهاي انجام شده روي ساگو و نشاسته آن422-5-1- گياه شناسي ساگو432-5-2- منشا و پراکنش جغرافيايي ساگو432-5-3- نشاسته در پالم ساگو442-5-4- اجزاء غير نشاستهاي در مغز ساگو452-5-5- خواص عملکردي و فيزکوشيميايي نشاسته ساگو482-5-6-کيفيت نشاسته ساگو492-6- پژوهشهاي انجام شده روي عصاره آويشن492-6-1- تاريخچه آويشن502-6-2- مشخصات گياهشناسي و رده بندي آن512-6-3- مواد مؤثره522-6-4- محلهاي بيوسنتز و تجمع اسانس ومونوترين ها542-7- پژوهشهاي انجام شده روي تاثير پلاستيسايزر592-8- پژوهشهاي انجام شده روي خواص فيزيکوشيميايي622-9- پژوهشهاي انجام شده روي خواص مکانيکي652-10- پژوهشهاي انجام شده روي خواص ضد ميکروبيفصل سوم: مواد و روشها703-2- روشها703-2-1- تهيه عصاره703-2-2- تهيه فيلمهاي خوراكي حاوي عصاره و شاهد713-2-3- باكتريهاي مورد استفاده و روش نگهداري آنها713-2-4- تهيه سوسپانسيون ميكروبي 5/0 مكفارلند713-2-5- بررسي اثر ضدميكروبي فيلمها723-2-6- اندازه گيري ضخامت فيلمها733-2-7- اندازه گيري ميزان نفوذپذيري به بخارآب743-2-8- اندازه گيري ظرفيت جذب آب WAC743-2-9- اندازه گيري ميزان حلاليت در آب753-2-10- تعيين رنگ فيلمها753-2-11- اندازه گيري نفوذپذيري به اکسيژن753-2-12- تعيين آزمون طيف نورسنج (درصد عبور و جذب نور مرئي )753-2-13- بررسي طيفهاي FTIR753-2-14- ويژگيهاي مکانيکي763-2-14-1-مقاومت کششي(TS)773-2-14-2- ازدياد طول(EL)773-2-14-3- مدول الاستيکي (EM)783-2-15- تجزيه وتحليل آماريفصل چهارم: نتايج و بحث804-1- تشكيل فيلمهاي خوراكي804-2- خواص ضدميكروبي فيلمهاي خوراكي824-2-1- تاثير فيلم نشاسته ساگو حاوي عصارهمتانولي آويشن بر استافيلوكوكوس اورئوس844-2-2- تاثير فيلم نشاسته حاوي عصاره متانولي آويشن بر اشرشياكلي844-3- نفوذپذيري فيلمها نسبت به بخارآب864-4- ميزان ظرفيت جذب آب874-5- ميزان حلاليت درآب884-6- نتايج رنگ فيلمها904-7- نفوذپذيري نسبت به اکسيژن914-8- نتايج آزمون طيف نورسنج(درصد عبور و جذب نور مرئي)924-9- بررسي طيفهاي FTIR934-10- ميزان مقاومت كششي، درصد ازدياد طول و مدولا لاستيکي934-10-1- مقاومت کششي944-10-2- درصد ازدياد طول954-10-3- مدول الاستيکي
فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات985-1- نتيجهگيري1005-2- پيشنهادات101منابع و مآخذ119چکيده انگليسي

فهرست جداولعنوانصفحهجدول 2- 1: خصوصيات تيمول52جدول 2- 2: خصوصيات کارواکرول53جدول 2- 3: ترکيبات موجود در 100 گرم آويشن خشک54جدول 4- 1: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره بر خصوصيات رنگ فيلمهاي تهيه شده89

فهرست نمودارهاعنوانصفحهنمودار 4- 1: مقايسه اثر ضدميكروبي فيلمهاي نشاسته ساگوحاوي غلظتهاي مختلف عصاره متانولي آويشن بر رشد باکتري استافيلوکوکوساورئوس83نمودار 4- 2: مقايسه اثر ضدميكروبي فيلمهاي نشاسته ساگو حاوي غلظتهاي مختلف عصاره متانولي آويشن بر رشد باکتري اشرشياکلي84نمودار 4- 3: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره آويشن بر ميزان نفوذپذيري فيلمهاي تهيهشده نسبت به بخارآب85نمودار 4- 4: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره آويشن بر ميزان ظرفيت جذب آب فيلمهاي تهيه شده87نمودار 4- 5: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره آويشن بر ميزان حلاليت در آب فيلمهاي تهيه شده88نمودار 4- 6: نفوذپذيري فيلمها نسبت به اکسيژن90نمودار 4- 7: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره آبي آويشن برنتايج آزمون طيف نورسنج (جذب نور مرئي )91نمودار 4- 8: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره آبي آويشن بر نتايج آزمون طيف نورسنج (درصد عبور نور مرئي)92نمودار 4- 9: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره آبي آويشن بر ميزان بررسي طيفهاي FTIR93نمودار 4- 10: مقايسه اثر غلظتهاي مختلف عصاره بر ميزان مقاومت كششي فيلمهاي تهيهشده94نمودار 4- 11: مقايسه غلظت هاي مختلف عصاره بر ازدياد طول فيلمهاي تهيهشده95نمودار 4- 12: مقايسه غلظتهاي مختلف عصاره بر مدول الاستيکي فيلمهاي تهيهشده95

فهرست اشکالعنوانصفحهشکل 1- 1: نمودار تحقيق5شکل 2- 1: ساختمان شيميايي نشاسته15شکل 2- 2: ذرات ساگو درشکل خشک (رديف بالا) وبعد از جذب آب (رديف پايين)43شکل 2- 3: برگ گياه آويشن50شکل 3- 1: دستگاه روتاري خلاء جهت تفكيك عصاره متانولي از حلال70شکل 3- 2: آماده سازي فيلمهاي نشاسته ساگو71شکل 3- 3: نمونه هاله ايجادشده از فيلمهاي نشاسته ساگو حاوي عصاره متانولي آويشن72شکل 3- 4: دسيكاتور جهت اندازهگيري نفوذپذيري فيلمها به بخارآب73شکل 3- 5: حلاليت در آب فيلم کنترل و نشاسته ساگو حاوي عصارهآبيآويشن74شکل 3- 6: نيروي عمود وارده بر سطح فيلم76شکل 3- 7: نمودار تنش نسبت به کرنش76شکل 3- 8: بررسي نيروي کششي روي نمودار77شکل 3- 9: بررسي ازدياد طول روي نمودار77شکل 3- 10: بررسي ضريب کشساني روي نمودار78شکل 4- 1: فيلم خوراکي نشاسته ساگو ترکيب شده با عصاره آويشن80شکل 4- 2: اثر عصاره ابي آويشن بر باکتري استافيلوکوکوسارئوس83
چکيده
امروزه تمايل به استفاده از بستهبنديهاي زيست تخريب پذير شامل پوششها و فيلمهاي خوراکي به دليل عاري بودن از مواد شيميايي سنتزي و عدم ايجاد آلودگيهاي زيست محيطي، در صنعت روز به روز در حال افزايش است. در اين راستا به کارگيري ترکيبات ضد ميکروبي طبيعي نظير انواع عصارههاي گياهي مي تواند کارايي اين نوع بستهبندي را تا حد زيادي بهبود بخشد. هدف ازانجام اين تحقيق، بررسي اثر عصاره آويشن برخصوصيات فيزيکوشيميايي، مکانيکي و ضدميکروبي فيلم خوراكي نشاسته ساگو ميباشد. در اين تحقيق فيلمهاي خوراكي نشاسته ساگو حاوي عصاره آويشن در چهار سطح غلظت توليد شدند. از گليسرول وسوربيتول به عنوان پلاستيسايزر استفاده شد و فيلمها تحت شرايط کنترلشده به روش کاستينگ تهيه گرديد. آزمونهاي فيزيکوشيميايي (ميزان جذب آب (WAC)، نفوذپذيري نسبت به بخار آب (WVP)، نفوذپذيري به اکسيژن، حلاليت در آب، رنگ،UV-visible وFTIR) و خواص مکانيکي (قدرت کشش، ازدياد طول و مدول الاستيکي) مورد بررسي قرار گرفت. اثر غلظت عصاره آبي و متانولي استخراج شده از آويشن بر خواص ضدميکروبي فيلمهاي نشاسته ساگو نيز به روش انتشار بر سطح آگار در برابر اشرشياکلي و استافيلوکوکوس اندازهگيري گرديد. نتايج نشان داد که افزودن عصاره آبي، باعث افزايش جذب آب و نفوذپذيري نسبت به بخار آب و اکسيژن به طور معنيدار کاهش ((p<0.05، اما تاثير معنيداريp>0.05)) روي حلاليت نداشته است.در بررسي طيفهاي FTIRنتايج نشان داد با تغيير غلظت عصاره آبي واکنش شيميايي جديدي بوجود نيامده است.
آزمون رنگسنجي، نشان داد که افزايش عصاره آويشن، تاثيرمعنيدار(p>0.05) در رنگ سفيد نداشته است همچنين شاخص قرمزي،زردي،خلوص و ته رنگ در مقايسه با نمونه كنترل به طور معنيدار(p<0.05) کاهش يافتهاست. ازدياد طول به طور معنيداري p<0.05)) افزايش، مدول الاستيکي ومقاومتکششي کاهش پيدا کرد. نتايج آزمون طيف نورسنج نشان داد که عبور نور فرابنفش با افزايش غلظت عصاره آبي آويشن افزايش و با افزايش غلظت عصاره ميزان جذب نور کاهش مييابد. نتايج ميکروبي بيانگر اين استکه درصد عصاره آبي در محدوده مورد مطالعه اثر معنيداري نشان نداد، در حاليکه عصاره متانولي خواص ضد ميکروبي در برابر اشرشياکلي و استافيلوکوکوس ارئوس از خود نشان ميدهد.
کليدواژه: فيلم نشاسته ساگو، فيزيکوشيميايي، عصاره اويشن، ضد ميکروبي، خواص مکانيکي
فصل اول
مقدمه
1-1- مقدمه
در وضعيت كنوني دنيا، توليد و توزيع مواد غذايي نه تنها از جنبه اقتصادي بلكه از جنبه سياسي اهميت فراوان پيدا كردهاست، چون از طرفي معمولاً كشورهاي توليدكننده، مواد غذايي را به عنوان سلاحي عليه ملتهاي نيازمند استفاده ميكنند و از طرف ديگر اقتدار نظامها از نظر موقعيت به صورت عمده بر موفقيت آنها در رابطه با كشاورزي و توليد مواد غذايي مورد نيازشان بستگي دارد. به هر صورت نگهداري مواد غذايي به اندازه توليد آنها اهميت دارد واگر بدين مهم دقت نشود چه بسا تمامي هويت يك برنامه توسعه كشاورزي بياهميت و بيارزش شود. نگهداري موادغذايي مجموعه پيچيدهاي از تازگي، خصوصيات غذايي و زمان تحولات بيولوژيكي را در بر ميگيرد (صداقت،1384).به منظور جلوگيري از ضايعات، نگهداري وعرضه و بستهبندي نمودن مناسب مواد غذايي اهميت بسزايي دارد. از ويژگيهاي مطلوب براي هر بستهبندي، بازيافت آسان آن و ايجاد كمترين خسارت به محيط زيست است.هر ساله بالغ بر چند ميليون تن ضايعات پلاستيكي از جمله كيسهها، پاكت هاي پلاستيكي و مواد بسته بندي وارد محيط زيست گرديده و به علت عدم بازگشت به چرخه زيست محيطي باعث ايجاد مشكلات فراوان براي محيط زيست ميشوند. توليد فيلمهاي تجزيهپذير طبيعي و جايگزين نمودن آنها به جاي پلاستيكهاي سنتزي راه حلي براي به حداقل رساندن آثار نامطلوب و زيانآور زبالههاي حاصل از مواد سنتزي است (دارائي و همكاران، 1388).
امروزه با توسعه صنايع غذايي و افزايش نياز به مواد بسته بندي مناسب، تهيه فيلم هاي خوراكي براي حفظ مواد غذايي بسيار مورد توجه مي باشند زيرا اين فيلمها از طريق محدود كردن نفوذ گازهاي اكسيژن و دي اكسيد كربن (بويژه در مورد ميوهها و سبزيها) و كاهش مهاجرت رطوبت (در مورد غذاهاي خشك و نيمه خشك)، كيفيت محصولات غذايي را حفظ مي كنند، پايداري و ماندگاري آنها را افزايش ميدهند و در كنترل آلودگي و رشد ميكروبي و حفظ خاصيت چشايي بسيار مهم هستند (Robertson, 2006; Druchta &Johnston, 1997; Fishman, 1997). فيلم هاي خوراكي لايه نازكي از مواد طبيعي هستند كه سطح مواد غذايي را در بر مي گيرند، بصورت محافظ عمل ميكنند و از بروز تغييرات نامطلوب در عطر و طعم، بافت و خواص ظاهري مواد غذايي جلوگيري مي كنند (Turhan & Sahbas, 2003).اهميت اقتصادي اين فيلمها در اين است كه صنعتگران را قادر مي سازد كه ضايعات كارخانههاي صنعتي را به فرآوردههاي قابل استفاده و با ارزش افزوده بالا تبديل نمايد (صادق زاده وهمكاران، 1384). توليد فيلمهاي تجزيهپذيرعلاوه بر رفع مشكلات زيست محيطي باعث تسهيل شرايط نگهداري،كاهش هزينهها،افزايش زمان ماندگاري، كاهش شدت فرآيندهاي حرارتي درتوليد فرآوردههاي غذايي و در نتيجه كاهش صدمات واز بين رفتن مواد مغذي آنها و در نهايت ارتقاء سطح ايمني و سلامت مصرف كنندگان ميشود (آخوندزاده و همكاران، 1384).
به دليل اينكه فيلمها و پوششهاي خوراكي نوعي بستهبندي هستند و جزئي از تركيبات مواد غذايي محسوب مي شوند بايد از نظر خوراكي ايمن و مطمئن باشند، بدون طعم و عاري از مواد سمي بوده و ويژگيهاي مكانيكي لازم براي حمل و نقل فرآوردههاي غذايي را داشته باشند (Krochta & Mulder-Johnston, 1997; Fishman,1997). اگر چه تاكنون امكان جايگزيني كامل مواد پلاستيكي با بيوپليمرها و مواد بستهبندي زيستتجزيهپذير وجود نداشته اما استفاده از آنها به تنهايي و يا به صورت تركيبي با مواد پلاستيكي، كه باعث افزايش تخريبپذيري پلاستيك نيز مي شود، دغدغههاي مربوط به از بين رفتن محيط زيست و منابع طبيعي به سبب افزايش روزافزون آلودگي ناشي از مواد بسته بندي تخريب ناپذير را در بين جوامع كاهش خواهد داد. در سالهاي اخير، توليد كنندگان مواد غذايي توجه زيادي به استفاده از نگهدارندههاي طبيعي از جمله گياهي به جاي شيميايي در محصولات خود نمودهاند. اين امر از يك طرف به علت تمايل زياد مصرف كنندگان به استفاده از موادغذايي فرآوري شده بدون نگهدارنده و يا حدالمقدور با نگهدارندههاي طبيعي و از طرف ديگر توجه هر چه بيشتر مسئولان و متوليان بهداشتي به اين منظور مي باشد. به منظور كنترل ميكروارگانيسمهاي نامطلوب در سطح مواد غذايي، مواد ضدميكروبي مي‌توانند در داخل پليمرهاي بستهبندي به كار گرفته شوند. استفاده از عصاره‌هاي گياهي در تركيب مواد بستهبندي نيز نوعي بستهبندي ضدميكروبي ميباشد (جوانمرد وهمكاران ، 1388؛ آخوندزاده و همكاران، 1384).
1-2- اهداف
1-2-1- هدف اصلي
هدف اصلي از انجام اين تحقيق، امکان توليد فيلم ضدميکروبي از جنس نشاسته ساگو محتوي عصاره آويشن، به منظور بازدارندگي از رشد باکتري استافيلوکوکوس و بيماريزاي اشرشياکلي ميباشد.
1-2-2- هدف اختصاصي
هدف از انجام اين تحقيق توليد فيلم خوراکي بر پايه نشاسته ساگو محتوي عصاره آويشن بود و خواص مکانيکي (مقاومت کششي، ازدياد طول، مدولالاستيکي) و فيزيکوشيميايي (نفوذ پذيري نسبت به بخار آب و اکسيژن، جذب آب، حلاليت، رنگ، UV و FTIR) و ضدميکروبي فيلمهاي توليدشده مورد ارزيابي قرارگرفت.
1-3- پرسش اصلي تحقيق
آيا افزودن عصاره آويشن بر خواص ضدميکروبي فيلم خوراکي نشاسته ساگو تاثير دارد؟
1-4- نمودار تحقيق

شکل 1- 1: نمودار تحقيق

فصل دوم
مروري بر منابع

2-1- بستهبندي
بستهبندي چيست؟ بستهبندي عبارت است از محافظي كه سلامت كالاي محتوي خود را از مرحله پس از برداشت و توليد تا مرحله مصرف (نگهداري يا انبار ماني) حفظ كند. به بيان ديگر بسته بندي به معني تهيه ظروف، محافظ يا سيستمي استكه سلامت كالاي مظروف خود را درفاصله توليد تامصرف حفظ نموده و آن را از ضربات، صدمات، لرزش، فشار و ارتعاش مصون نگه دارد (ميرنظامي ضيابري، 1385)
از آنجائيكه اكثر بستهبنديهايي كه امروزه مورد استفاده قرار ميگيرند از مشتقات نفتي و بطور مصنوعي توليد ميشوند و به جهت اينكه سازگاري زيستي و تجزيه پذيري زيستي آنها نسبت به بستهبنديهاي طبيعي از قبيل سلولز، كيتين، كيتوزان و ساير مشتقاتشان بسيار محدودتراست، به همين دليل امروزه استفاده از بستهبنديها و پوششهاي خوراكي بسيار حائز اهميت ميباشند (Krotcha, 2002; Krotcha & Mulder-Johnston, 1997).
2-2- پليمر و بيوپليمر
پليمر1 يك جسم با وزن مولكولي بالاست كه ساختمانش از تعداد زيادي از واحدهاي كوچك و از نظر ساختماني مشابه تشكيل شده است. به اين واحدهاي كوچكتر كه اصطلاحاً بلوكهاي ساختماني پليمر خوانده مي شوند منومر يا واحدهاي تكرار شونده گويند. پليمرازpolys كه كلمه يوناني به معني زياد و meros كه به معني قسمت يا واحد است گرفته شده و معني چند واحدي يا چند قسمتي را ميدهد. در صورتي كه پليمر از يك نوع منومر تشكيل شده باشد آن را هموپليمر و فرآيند را هموپليمريزاسيون گويند. اگر از دو نوع منومر تشكيل شده باشد، كوپليمر و فرآيند را كوپليمريزاسيون و در صورتي كه از سه نوع منومر تشكيل شده باشد، ترپليمر و فرآيند را ترپليمريزاسيون مي‌نامند.
بيوپليمر از نظر بيوشيميستها عبارت است از ماكرومولكولهاي زيستي كه از تعداد زيادي ريز واحد كوچك و شبيه به هم، كه با اتصال كووالانسي به هم متصل شده اند و يك زنجيره طولاني را ايجاد ميكنند، ساخته شده‌اند. در روند طبيعي بيوپليمرها و يا همان ماكرومولكولها تركيبات داخل سلولي هستند كه قابليت زنده ماندن را به ارگانيسم در شرايط سخت طبيعي ميدهند.
2-2-1- مزيت بيوپليمرها
توسعه مواد بيوپليمري به چند دليل اهميت دارد: اول اينكه بخش عمدهاي از پليمرهاي طبيعي منشاء كشاورزي دارند و معمولاً از محصولات گياهي و جانوري بدست ميآيند لذا اين مواد برخلاف پليمرهاي سنتتيك كه از مواد نفتي بدست مي آيند زيست تجزيه پذير هستند (در اثر تجزيه دي اكسيد كربن، آب، متان و … توليد مي‌كنند)، بنابراين مواد آلوده كننده محيط زيست به شمار نميآيند. از سوي ديگر مواد بيوپليمري به وسيله موجودات زنده ساخته ميشوند و در نتيجه در چرخه ساخت و تجزيه مواد بيولوژيكي قرار مي‌گيرند پس هيچگاه منابع آنها محدود و تمام شدني نيست در حاليكه مواد پليمري و پلاستيكي امروزي از سوختهاي فسيلي ساخته ميشوند كه منابع آن محدود و تمام شدني است. مزيت ديگر بيوپليمرها اقتصادي بودن اين مواد است زيرا توليد بيوپليمر نياز به كارخانه و صنعت پيشرفته ندارد و با حداقل امكانات مي‌توان به توليد آنها مبادرت ورزيد همچنين مواد اوليه آنها ارزان است زيرا از زبالههاي مواد اوليه كشاورزي تجديد شونده يا صنايع فرآوري مواد غذايي دريايي بدست ميآيند(ضيابري، 1385؛ Krochta, 2002; Krochta & Mulder-Jonston, 1997).
2-2-2- خصوصيات بيوپليمرها
2-2-2-1- بازدارندگي در برابر گازها
بازدارندگي فيلمهاي بيوپليمري در برابر گازها به عواملي وابسته است شامل:
ماهيت بيوپليمرها بويژه قطبي بودن آن: هر قدر گروههاي قطبي (مانند OH) ويوني در پليمر بيشتر باشد و برهم كنشهاي قطبي- يوني نسبت به برهم كنشهاي غيرقطبي(آبگريز)بالاتر باشد، نسبت به اكسيژن بازدارندگي بالاتري خواهند داشت.چون بيشتر بيوپليمرها شامل پروتئينهاو كربوهيدرات حاوي گروههاي قطبي بالايي هستند بازدارندگي بسيار خوبي نسبت به گازها و بويژه اكسيژن نشان مي‌دهند بطوريكه بازدارندگي آنها نسبت به بسياري از پليمرهاي سنتزي رايج به مراتب بيشتر است، براي مثال نفوذ پذيري فيلم گلوتن گندم در برابر اكسيژن 800 برابر كمتر از پلي اتيلن با چگالي كم (LDPE )و دو برابر كمتر از پلي آميد است (كه به عنوان يك بازدارنده خوب در برابر اكسيژن شناخته مي شود).بيشتر بيوپليمرها زماني مي توانند بازدارندگي خوبي در برابر اكسيژن و گازهاي ديگر نشان دهند كه ميزان رطوبت نسبي آنها پايين باشد (Lai & Padua, 1997; Chen et al.,1996).محدوده دمايي كه يك پليمر ميتواند به عنوان يك بازدارنده در برابر گازها عمل كند به دماي انتقال شيشه اي (Tg) آن پليمر مربوط است. در دماهاي بالاتراز دماي انتقال شيشهاي مواد پليمري نرم و لاستيكي و در دماهاي زيرآن بصورت شيشهاي و سفت ميباشند. هر قدر دماي انتقال شيشهاي پليمر بالاتر باشد آن پليمر در محدوده دمايي وسيعتري ميتواند به عنوان پوشش و بازدارنده خوب عمل كند(Madeka & Kokini,1996; Mc Hugh & Krochta,1994a) .
اثر فشار گاز: در مورد گازها يا بخارهايي كه با پليمر واكنش نشان ميدهند مانند بخار آب، ضريب نفوذپذيري بستگي به فشار دارد.
اثرپلاستيسايزرها: معمولاً پلاستيسايزرها با افزايش تحرك زنجيرها و افزايش فضاهاي خالي، موجب افزايش نفوذپذيري فيلم پليمري نسبت به گازها مي گردد، البته در برخي از بيوپليمرها وجود مقادير كم پلاستيسايزر موجب افزايش بهم پيوستگي و كاهش نفوذ نسبت به گازها ميشود.
2-2-2-2- بازدارندگي نسبت به بخار آب
تبادل رطوبتي بين ماده غذايي و محيط ميتواند مشكلات زير را به وجود آورد (چودار، 1387Krochta, 2002; Dickey & Parris, 2001 ;):
– مواد غذايي جاذبالرطوبه مانند محصولات غلهاي، پورهها و… با جذب آب كيفيت ارگانوليپتيكي خود را از دست ميدهند و بصورت لاستيكي و كلوخهاي درآيند.
– برخي از مواد غذايي كه فشار بخار آب محيط بالاتر است، دچار هيدراسيون (افت آب)مي شوند و در نتيجه طراوت و تازگي خود را از دست ميدهند از جمله اين مواد مي توان به سبزيها و ميوههاي تازه اشاره كرد.
– جذب آب توسط مواد غذايي بالا باعث بالا رفتن فعاليت آبي در آنها مي شود و احتمال گسترش ميكروبي، شيميايي و آنزيمي بيشتر ميشود.
– از دست دادن آب در برخي از مواد غذايي مانند غلات باعث كاهش وزن آنها در نتيجه كاهش ارزش اقتصادي ميگردد.
فيلمهاي بيوپليمري به عنوان حايل براي بخار آب، در روي سطح و يا در داخل مواد غذايي، جايي كه تركيبات با فعاليت آبي متفاوت از هم جدا ميگردند، قرار داده ميشوند. در حالت اول خروج رطوبت به محيط را محدود ميكنند و در حالت دوم به عنوان تثبيت كننده گراديان، فعاليت آب و حفظ خواص بافتهاي مختلف يك غذا به كار ميروند.
2-2-3- بكارگيري بيوپليمرها در بستهبندي
بيوپليمرها به دو صورت در توليد بستهبنديهاي زيستي بكار ميروند (Dickey & Parries, 2001):
1- تركيب بيوپليمر با پليمر سنتتيك:استفاده از فيلمهاي بيوپليمري به دليل خواص ممانعتكنندگي ضعيف آنها محدود ميباشد به همين دليل پليمرهاي طبيعي اغلب با پليمرهاي مصنوعي مخلوط مي شوند و يا به طريقه شيميايي جهت گسترش كاربردشان در موارد و شرايط خاص اصلاح مي شوند. وقتي پليمر سنتزي با پليمر طبيعي براي توليد مواد بستهبندي تركيب مي شوند در برابر تهاجم ميكروارگانيسم ها مساعدتر شده و طبيعت تخريب پذير آنها افزايش مييابد.
اين تركيبات با افزودن يك ماده تخريب پذير (مانند نشاسته)به يك پلاستيك متداول (مانند پلي اتيلن)ساخته مي‌شوند.گرچه در حال حاضر اكثر محصولات تجاري با تركيب نشاسته ساخته ميشوند ليكن تركيبات سلولز- پلي ارتان، گلوتن- وينيلين، زئين- پلي اتيلن، زئين- پلي كاپر و لاكتون و كازئين با پليمرهاي سنتزي مختلف نيز در حال بررسياند.
اين مواد كمك زيادي به كاهش زبالههاي پلاستيكي كردهاند اما به دليل اينكه در آنها از تركيبات تخريب ناپذير استفاده ميشود و استفاده از مواد تخريبپذير ويژگي آنها را تضعيف ميكند موقعيت محكمي ندارند.
2- استفاده مستقيم از بيوپليمرها براي توليد بستهبنديهاي زيستي: بسته بنديهاي زيستي حاصل از بيوپليمرها به دليل ساختمان شيميايي خاص تخريب پذيرتر از فيلمهاي تركيبي هستند ولي كيفيت مكانيكي و نفوذپذيري آنها پايين است. بسته بنديهاي زيستي را بر اساس هضمپذيري مي توان به دو دسته خوراكي و غيرخوراکي تقسيمبندي كرد. فيلمها و پوششها اغلب جزء بستهبنديهاي خوراكي طبقهبندي ميشوند به شرط آنكه در ساخت آنها از افزودنيهاي مضر استفاده نشود (Fishman, 1997; Guilbert, 1986).
2-2-4- روشهاي توليد بستهبنديهاي زيستي (بيوپليمري)
براي توليد بستهبنديهاي زيستي معمولاً دو روش خشك (ترموپلاستيك) و مرطوب (استفاده از حلال) بكار برده مي شود (Debeaufort & Voilley,1997). روش خشك بيشتر براي توليد بستهبنديهاي نيمه سخت مانند سينيها، فنجانها، جعبههاي تخم مرغ و محافظها استفاده ميشود گرچه گاهي براي توليد برخي از انواع فيلمهاي زئيني نيز كاربرد دارد.در اين روش از حرارتدهي و قالبگيري براي توليد مواد بستهبندي استفاده ميشود. روش مرطوب بيشتر براي توليد پوششها، فيلمها و ورقههايي كه مي توانند خوراكي باشند مورد استفاده قرار گيرند. در اين روش بيوپليمر را در حلال مناسبيپخش و محلول ميكنند سپس حلال توسط روشهايي مانند تبخير حلال يا رسوب دادن فاز جامد توسط تغيير pH، تغيير قطبيت و افزودن الكتروليت جداسازي ميگردد.
2-3- پوششها و فيلمهاي خوراكي
پوششهاي خوراكي لايه نازكي از يك ماده خوراكي هستند كه بر روي سطح ماده غذايي به عنوان پوشش و يا در لابلاي اجزاي تشكيلدهنده ماده غذايي از طريق پيچيدن، فروبري، برس زدن يا اسپري كردن قراردادهمي‌شود تا مانعي در برابر عوامل مخرب از قبيل حضور گازهايي مانند اكسيژن و دي اكسيد كربن، رطوبت و مواد معطر باشد تا به اين ترتيب زمان ماندگاري ماده غذايي افزايش يابد. اين مواد مي‌توانند به صورت پوشش كامل محصول باشند و يا به عنوان يك جزء غذايي همراه غذا مصرف گردند. فيلمهاي خوراكي از نظر نحوه توليد متفاوت از پوششهاي خوراكي هستند. آنها قبل از كاربرد در بستهبندي مواد غذايي به صورت لايهاي نازك توليد ميشوند وسپس مانند پليمرهاي سنتزي براي بندي بكار ميروند. كاربرد فيلمها و پوششهاي خوراكي بدينمعني نمي باشد كه مي توانند براي افزايش زمان انبارماني مواد غذايي جايگزين مواد بسته بندي غير خوراكي و ساختگي گردند.پوششهاي خوراكي در واقع ظرفيت افزايش كيفيت و ماندگاري غذا و بهبود بازده اقتصادي مواد را به عنوان يك ماده كمكي بستهبندي دارا مي باشند (Kester & Fennema,1986).
يكي از چالشهاي مهم در پوششهاي خوراكي هماهنگ كردن دوره پايداري بستهبندي با عمر نگهداري محصول ميباشد.پوششهاي خوراكي بايد بدون تغيير در خواص مكانيكي و ممانعتي در طول مدت نگهداري تا زمان مصرف عملكرد كاملي داشتهباشند لذا دارا بودن زيستتجزيهپذيري حساب شده براي آنها الزامي است.شرايط محيطي عامل زيستتخريب پذيري بايد در طول مدت نگهداري مواد غذايي حذف شوند در حاليكه شرايط مناسب براي تخريب پس از دور انداختن بستهبندي فراهم باشد.
2-3-1- تاريخچه استفاده از پوشش هاي خوراكي
بشر مدتهاي طولاني است كه پوششهاي خوراكي را براي افزايش زمان ماندگاري فرآوردههاي غذايي تازه و محافظت از اثرات نامطلوب محيطي استفاده ميكند (ايده اوليه استفاده از پوششهاي خوراكي از پوششهاي طبيعي كه روي سطح ميوه ها قرار دارد گرفتهشدهاست). در قرن 12 و13 ميلادي در چين جهت كاهش از دست دادن رطوبت، پرتقال وليمو را در واكس فرو ميبردند گرچه اين پوششها بطور قابل ملاحظهاي در كاهش آب موثر بودند اما به همان ميزان به دليل مهار نسبتاً بالاي تبادلات گازهاي تنفسي باعث تخمير ميشدند. پوشاندن غذا با چربي كه به لاردينگ موسوم است در قرن 16 در انگلستان استفاده ميشد، نشان دادهشدهاست كه اين روش كاهش رطوبت محصول را كند ميكند. در سال 1800 ميلادي جهت به تاخير انداختن پلاسيدگي ميوهها و سبزيجات آنها را با موم پوشش ميدادند. اين پوششها سرعت اتلاف آب را به ميزان زيادي كاهشداده و از تبادل گاز تنفسي نيز ممانعت ميكردند. موريس و پاركر اولين بار در سال 1895 و هاوارد و هارموني درسال 1869 از فيلمهاي خوراكي در بستهبندي مواد غذايي استفاده كردند، آنها از فيلمهاي ژلاتيني براي نگهداري گوشت استفاده نمودند. از سال 1930 استفاده از مومهاي پارافينه مذاب براي پوشش دادن مركبات متداول شد.در اواخر دهه 1950 امولسيونهاي روغن در آب موم كارنوبا جهت پوشش دادن ميوهها و سبزيها بكار رفت. امروزه پوششهاي خوراكي در كاربردهاي مختلفي از جمله پوششهايي براي سوسيسها، پوششهاي شكلاتي براي دانهها و ميوهها و پوششهاي واكسي براي ميوهها و سبزيها استفاده ميشود. در حال حاضر تحقيقات گسترده‌اي براي استفاده از فيلمها و پوششهاي خوراكي در صنايع غذايي و دارويي صورت ميگيرد كه موجب بهبود كيفيت و افزايش كاربردهاي آنها شده و (Robertson, 2006; Jiancia & Hongda, 2000; Fishman, 1997; Pearson et al., 1985).
2-3-2- مواد به كار رفته در پوششها و فيلمهاي خوراكي
موادي كه اغلب در پوششها و فيلمهاي خوراكي بكار ميروند، پلي ساكاريدها، پروتئينها و چربيها هستند كه در ادامه با توضيح بيشتر آوردهشدهاند.
2-3-2-1- پوششها و فيلمهاي بر پايه پليساكاريد
پليساكاريدها هم بصورت پوشش و هم فيلم كاربرد دارند.. البته از آنجا كه پلي‌ساكاريدها آبدوست هستند كمترين خواص ممانعتكنندگي را در برابر رطوبت دارا ميباشند و نمي‌توانند سد فيزيكي مناسبي براي رطوبت باشند. برخي از انواع پليساكاريدها تراوايي محدودي نسبت به اكسيژن دارند. خاصيت حفظ اكسيژن، به دليل شبكه فشرده و پيوندهاي هيدروژني اين مواد و نيز قابليت انحلال اندك آنها مي‌باشد. به دليل اينكه اغلب رابطه معكوسي بين بخار آب و نفوذ اكسيژن ديده ميشود فيلمهاي پلي ساكاريدي ممكن است حفاظت موثري در برابر اكسيداسيون چربيها و يا ساير تركيبات غذايي فراهم كنند (Guibert & Biquet,1996). پوششهاي پلي ساكاريدي ميتوانند از منابع مختلف، از جلبكهاي دريايي تا بافتهاي پيوندهاي سخت پوستان، تهيه گردند. از جمله چنين پوششها و فيلمهايي انواع تهيه شده از كيتوزان، سلولز، آلژينات، پكتين، كاراگينان، نشاسته و هيدروليزهاي نشاسته را مي توان نام برد (Krochta & Fennema,1989; Guilbert, 1986).
2-3-2-2- پوششها و فيلمهاي بر پايه كيتوزان
كيتوزان يكي از فراوانترين بيوپليمرهاي طبيعي است كه بطور گسترده براي كاربردهايي از قبيل تصفيه فاضلاب، لوازم آرايشي، كاغذ و نساجي، صنايع دارويي، صنايع كشاورزي و زيستشناسي مورد مطالعه قرارگرفتهاست. كيتوزان پلي ساكاريدي است كه از استيلهكردن كيتين، ماده اي كه از اسكلت خارجي سخت پوشان استخراج ميشود، تهيه ميگردد. ثابت شدهاست كه كيتوزان يك ماده غيرسمي، تجزيهپذير وداراي خواص ضدميكروبي ميباشد. اثر ضدميكروبي كيتوزان ناشي از گروههاي آميني با بار مثبت است. اين گروهها با غشاء سلولي ميكروارگانيسمها كه داراي بار منفي است واكنش ميدهند. اين واكنش منجر به نشت اجزاي پروتئيني و ساير اجزاء درون سلولي ميكروارگانيسمها ميگردد (حسيني و همكاران، 1387).
2-3-2-3- پوششها و فيلمهاي بر پايه سلولز
سلولز از فراوانترين و ارزانترين منابع گياهي تجديدپذيراست كه قابليت بازيافت داردو به وسيله ميكروارگانيسمها تجزيه و به عناصر كربن، هيدروژن و اكسيژن تبديل ميشود. سلولز به علت شكل ساختمانياش در آب قابل حل نمي‌باشد.براي متورم نمودن ساختمان سلولز در آب از قليا استفاده ميشود سپس با اسيد كلرواستيك،كلرومتيل يا اكسيد پروپيلن تركيب شده كربوكسي متيل سلولز، متيل سلولز و هيدروكسي پروپيل سلولز حاصل ميگردد كه براي توليد فيلم مناسب هستند. در اين ميان پليمرهاي هيدروكسي پروپيل سلولز، كربوكسي متيل سلولز وهيدروكسي پروپيل متيل سلولز كه در حقيقت رزين هاي ترمو پلاستيك هستند در حالت مذاب قالبگيري و جهت توليد فيلم استفاده ميشوند اين پوششها خوراكي هستند، انعطاف پذيرند، شفافاند و در برابر چربيها و روغنها مقاوماند، تنها نقطه ضعف آنها حساسيت به آب است (ايران منش، 1387).
فيلمهاي سلولزي مانع خوبي در برابر اكسيژن و تركيبات معطر هستند و مقاومت آنها در برابر بخار آب با افزودن چربيها افزايش مييابد. هم چنين با افزودن چربي به فيلمهاي سلولزي ميتوان قابليت نفوذ آنها به گازهاي اكسيژن و دياكسيد كربن را كاهش داد. (دارائي و همكاران، 1388).
2-3-2-4- پوششها و فيلمهاي بر پايه آلژينات
آلژينات پليساكاريدي است كه از جلبكهاي قهوه اي استخراج ميشود. اين تركيب، نمك اسيد آلژينيك است كه خود آن پليمري از واحدهاي D-? مانورونيك اسيد وL-? گلورونيك اسيد مي‌باشند. فيلمهاي آبدوست آلژينات، عايق ضعيف رطوبت هستند اما استفاده از يونهايي نظير كلسيم يا سديم در فرمول فيلم نفوذپذيري به بخار آب اين فيلم ها را كاهش داده و آنها را در آب نامحلول ميسازد (برنجي اردستاني و همكاران، 1387).
يونهاي كلسيم موثرترين عامل تشكيل ژل هستند، اثر يوهاي كلسيم از طريق واكنشهاي متقابل يوني پس از تشكيل پيوندهاي هيدروژني بين زنجيره است و باعث ميشوند زنجيرهاي آلژينات به طرف هم كشيده شوند (Kester &Fennema, 1989).
2-3-2-5- پوششها و فيلمهاي بر پايه پکتين
پكتين پليساكاريدي ساختماني است و از پليمرهاي اسيد گالاكتورونيك نوع D با درجات مختلف از متيل استر تشكيل شدهاست. استرزدايي پكتين، پكتين با متوكسيل كم توليد مينمايد كه در محيط آبي حل مي‌شود و در حضور يون كلسيم، ژل تشكيل ميدهد. از آنجايي كه قابليت نفوذ بخار آب در اين فيلمها در25 درجهسانتيگراد و رطوبت نسبي 50 درصد نسبتاً زياد است، استفاده از پوشش محافظ ليپيدي ميتواند سبب افزايش كارآيي اين فيلمها گردد (Kester & Fennema,1989; Guilbert, 1986).
2-3-2-6- پوششها و فيلمهاي بر پايه کاراگينان
عصاره جلبك قرمز است و گروهي از پلي ساكاريدهاي سولفاته را شامل ميشود. به محض سرد كردن محلول آبي گرم پليمر، ژل تشكيل ميشود. تشكيل ژل احتمالاً به علت تبديل ساختمان مارپيچ مضاعف به شبكه پليمري سه بعدي است. پوشش ژل كاراگينان سبب به تاخير انداختن كاهش رطوبت غذا ميگردد (Kester & Fennema, 1989; Guilbert, 1986).
2-3-2-7- پوششها و فيلمهاي بر پايه نشاسته
نشاسته نوعي پليساكاريد است كه در شرايط عادي در آب نامحلول است اما در آب داغ دانه هاي تشكيلدهنده آن تا 15 برابر وزن خود آب جذب كرده، متورم شده و سرانجام پاره يا متلاشي ميشود. در اين فرآيند تودهاي با ويسكوزيته بالا توليد ميشود كه آن را خمير نشاسته و اين پديده را ژلاتينهشدن نشاسته مي‌نامند. نشاسته از تركيب گلوكز با خارج شدن مولكول آب حاصل ميگردد و در واقع نوعي ماكرومولكول است كه طي مراحل رشد گياه گندم بصورت ذرات ريز يا گرانول در دانه ذخيره ميشود و ممكن است تا حدود 65 درصد وزن آن را تشكيل دهد. گرانولها از لحاظ شكل ممكن است به صورت هاي كروي يا بيضي باشند كه با ميكروسكوپ قابل بررسي هستند. گرانولهاي نشاسته از دو قسمت آميلوز كه خطي است، 23 تا 27 درصد وزن نشاسته را تشكيل ميدهد و مركب از حدود 5000 واحد گلوكز است و آميلوپكتين كه بصورت زنجير انشعابي به ميزان حدود 73 تا 77 درصد وزن نشاسته را تشكيل ميدهد و مركب از حدود يك ميليون واحد گلوكز است تشكيل شده، آميلوز به صورت خالص به مقدار كم در آب داغ حل ميشود و اگر محلول را در جاي آرام قرار دهيم دوباره رسوب ميكند، برعكس آميلوپكتين در آب داغ به آساني حل ميشود و اگر محلول را در جاي آرام قرار دهيم به صورت ژل درنيامده و رسوب نمي‌كند (پايان، 1380). نسبت آميلوز و آميلوپكتين در انواع نشاسته يكسان نيست، نشاسته گندم حدود يك سوم وزن خود آب جذب ميكند، در اثر جذب آب متورم ميشود و معادل 78/27 كالري به ازاي هر گرم گرما آزاد ميكند به همين جهت هنگام مخلوط كردن آرد و آب دماي خمير بالا ميرود. نشاسته به وفور در طبيعت يافت ميشود، به دليل قيمت پائين، قابليتتجديدشوندگي و بازيافت زيستي يكي از مواد خام جاذب براي استفاده در بستهبنديهاي خوراكي محسوب ميگردد. علاوه براين حساسيتزا نبوده و به دليل دارا بودن ويژگيهاي مكانيكي و مقاومت در برابر نفوذ گازها، امكان بكارگيري و استفاده از آن در صنايع غذايي وجود دارد. فيلمهاي تهيه شده از نشاسته داراي حلاليت پايين درآب، سدي عالي در برابر اكسيژن و درجه حرارت برگشت پذيري پائين است (جوانمرد و بصيري، 1385).

شکل 2- 1: ساختمان شيميايي نشاسته
2-3-2-8- پوششها و فيلمهاي بر پايه دکسترينها
تركيبات حاصل از هيدروليز نشاسته ميباشند كه به عنوان پوشش محافظ غذا پيشنهاد شده‌اند. اگرچه آبدوست هستند ولي در برابر انتقال رطوبت، مقاومت محدودي از خود نشان ميدهند (Kester & Fennema, 1989) .
2-3-2-9- پوششها و فيلمهاي بر صمغهاي ميكروبي
از اين گروه ميتوان دكستران، اسكلروگلوكان، كاردلان و پولولان را نام برد. اسكلروگلوكان براي پوشش دهي بكار ميرود، پولولان فيلمهاي پرقدرت با خاصيت ارتجاعي توليد مينمايد، فيلمهاي حاصل از كاردلان نامحلول در آب و محلول در قليا هستند. اشكال عمده قيمت بالاي آنها است و اينكه برخي قوانين مانند قوانين جامعه اقتصادي اروپا استفاده از آنها را مجاز نميدانند (Kester &Fennema1,989)..
2-3-2-10- پوششها و فيلمهاي بر پايه پروتئين
در بين فرآوردههاي كشاورزي، پروتئينها از زمانهاي طولاني و بطور تجربي به عنوان ماده بستهبندي بكار ميرفتهاند. پوششهاي خوراكي ميتوانند از انواع مختلف پروتئينها بدست آيند. خواص مكانيكي فيلمهاي پروتئيني تحت تاثيرعوامل مختلفي از جمله نوع پروتئين، غلظت پروتئين در حلال، نوع و pH حلال، نوع و غلظت نرمكننده و روش توليد فيلم قرار مي‌گيرد (Andrianaivo &Padua, 2003; Anker & Stading,1999) .
پوششهاي پروتئيني آب دوست هستند و نسبت به جذب آب حساس ميباشند به همين دليل مقدار رطوبت نسبي يا دما ميتواند بر عملكرد آنها تاثيرگذار باشد.فيلمهاي پروتئيني نيز توانايي حفظ اكسيژن،مواد معطر و روغن محصولات را دارا ميباشد و همچنين ميتوانند خواص ساختاري و مقاومت را افزايش دهند اما در نگهداري رطوبت چندان موثر نيستند..تحقيقات انجام شده نشان دادهاند كه حضور اسيدهاي چرب در پروتئين آبپنير خواص رطوبتي آنها را افزايش ميدهد (Krochta, 2002).
2-3-2-11- پوششها و فيلمهاي بر پايه زئين
گلوتن ذرت از ريشه ذرت،فيبر و نشاسته در فرآيند آسياب سازي مرطوب به دست ميآيد.زئين بخش پرولامين گلوتن ذرت است كه تقريباً بيش از 70 درصد گلوتن ذرت را تشكيل ميدهد.زئين در اتانول محلول و در آب نامحلول ميباشد كه علت آن محتواي بالاي اسيدهايآمينه غيرقطبي لوسين، آلانين و پرولين ميباشد.زئين در فرمولاسيون پوششهاي خوراكي قرصها، فرآوردههاي قنادي (مغزها،آجيل،ميوههايخشك،پاستيل)و برشهاي ميوه به كار ميرود.زئين ذرت جهت جلوگيري از ترش شدن،تند شدن و خيسي در خشكبار نيز كاربرد دارد..اين تركيب گاهي به عنوان جانشين لاك جلادهنده استفاده ميشود (Padua,2001; Santosa & Padua,1999).
2-3-2-12- پوششها و فيلمهاي بر پايه گلوتن
گلوتن پروتئين غيرمحلول در آب آرد گندم است.تصور ميشود كه پيوندهاي ديسولفيدي نقش مهمي در تشكيل فيلم گلوتني دارند. پيوندهاي ديسولفيدي بين حلقههاي دو پليپپتيد و يا پيوند خارج مولكولي پروتئينهاي همان پليپپتيد قدرت فيلم را افزايش ميدهند و به علت زياد بودن نيروهاي بين مولكولي فيلم حاصل ترد خواهد بود از اين رو افزودن نرمكننده جهت بهبود خواص



قیمت: تومان


دیدگاهتان را بنویسید