غذایی، بندی، افزایش، تولید

0 Comments

، فیزیک، علم مواد) است. این حوزه از یک سو، به فعالیتهای همگام علم مواد و بیولوژی اشاره دارد و از سوی دیگر حد فاصل علم فیزیک و بیولوژی است. نانو بایوتکنولوژی با سیستمهایی در مقیاس نانو که با راهکار بالا به پائین ساخته شدهاند(خرد کردن واحدهای بزرگتر به اجزای کوچکتر ) یا از روش پائین به بالا برای سامان دادن اجزا بهره میبرند، سر کار دارند. نانو بایو تکنولوژی بیش از آنکه شاخه ای از بایوتکنولوژی باشد شاخه ای از نانو تکنولوژی است. بایوتکنولوژی از سازوارههای زنده در کاربردهای صنعتی مختلف است، ولی نانو بایوتکنولوژی استفاده از قابلیتهای نانوتکنولوژی در کاربردهای زیستی است. بنابراین واژه نانو بایوتکنولوژی نیز مانند واژههایی چون بیومکانیک و بیومتریال به استفاده از تکنولوژیهای مختلف، در کاربردهای زیستی اشاره دارد و نه به استفاده از قابلیتهای ارگانیزمهای حیاتی در کاربردهای مختلف صنعتی. نانو کامپوزیتها جایگزین خوبی برای بطریهای پلاستیکی نوشیدنیها هستند استفاده از پلاستیک برای ساخت بطری باعث فساد و تغییر طعم نوشیدنی میشوند، نانوکامپوزیتها میتوانند به عنوان مواد بسته بندی جدید استفاده شوند، یک مثال نانوکامپوزیتهای تشکیل شده از نشاسته سیب زمینی و کلسیم کربنات است، این فوم مقاومت خوبی به حرارت دارد، سبک و زیست تخریب پذیر است و میتواند برای بسته بندی مواد غذایی به کار رود. افزودن 5-3% از نانو خاک رس به ماده پلاستیک آن را سبک تر، قویتر و مقاومتر به حرارت می کند و خواص ممانعت کنندگی بهتر در برابر اکسیژن، دی اکسید کربن، رطوبت و مواد فرار دارد (سورنتینو41 و همکاران، 2007).
2-6- کامپوزیت
رشد فزاینده تکنولوژی در سال‌های اخیر باعث شد تا موادی که در دسترس بشر بود برای جامه حقیقت پوشاندن بر رویاهای مدرن کافی نباشد و از این رو تلاش برای رسیدن به مواد جدید آغاز شد. امروزه در بیشتر کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز داریم. موادی که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی وجذب UV^1خوبی داشته باشند که از جمله آن انواع کامپوزیت ها را میتوان نام برد.
کامپوزیتها، ترکیبات ساخته شده از پلیمر و پر کننده آلی یا غیر آلی هستند. استفاده از پر کنندهای غیرآلی در ماتریکس پلیمر، استحکام و سفتی پلیمر را افزایش میدهد و تولید آنها به صورت بالقوه میتواند باعث بهبود ویژگیهای مکانیکی مواد بسته بندی و ظروف نشاستهای گردد.
کامپوزیت‌ها از دیدگاه زیستی به دو دسته کامپوزیت‌های طبیعی. مانند استخوان، ماهیچه، چوب و …
و کامپوزیت‌های مصنوعی(مهندسی) تقسیم میشود.
کامپوزیت‌های سبز(کامپوزیت‌های زیست‌تجزیه‌پذیر)
در اینگونه کامپوزیت‌ها، فاز زمینه و تقویت کننده، از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند، ساخته می‌شوند. در کامپوزیت‌های سبز، معمولاً فاز زمینه از پلیمرهای سنتزی قابل جذب بیولوژیکی و تقویت کننده‌ها از فیبرهای گیاهی ساخته می‌شوند (سورنتینو42 و همکاران، 2007).

2-7- تعریف نانو کامپوزیت
فناوری نانو به دلیل تعامل نزدیکی که با سایر رشتههای علوم دارد به سرعت در حال گسترش است و در این علم پلیمر را نیز از مزایای خود بی بهره نگذاشته است. استفاده از فناوری نانو در زمینهی علم پلیمر به تولید پلیمرهای نانوکامپوزیت منجر شده است. نانوکامپوزیتها پلیمرهایی هستند که در آنها از ترکیبات آلی یا غیرآلی مختلفی که دارای اشکال مختلف صفحه ای، کروی و یا به صورت ذرات ریز بوده و اندازه ای در حد ابعاد نانو دارند به عنوان فیلر یا پرکننده استفاده میشود. فیلمهای حاصل از ترکیب نانو مواد و بیوپلیمرها و یا به اصطلاح نانو کامپوزیتهای بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوبتری از خود نشان میدهند که مهمترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذپذیری نسبت به بخار آب میباشد. افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارایی فیلم در استفاده به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت حرارتی ماده بسته بندی و ایجاد شفافیت و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیتهای بیوپلیمری است (قنبرزاده، 1388).

2-8- تعریف بایو نانو کامپوزیت
در طول چند سال اخیر “بایونانوکامپوزیت” تبدیل به یک اصطلاح رایج برای تعیین نانوکامپوزیت ها که شامل پلیمرهای طبیعی در ترکیب با مواد معدنی هستند و نشان دهنده حداقل یک بعد در مقیاس نانومتر است ( سالمیدی و لاکروکس43، 2006؛ دمورا44 و همکاران، 2012). که ویژگی های آنها در مقایسه با نانوکامپوزیت های مشتق شده از پلیمرهای سنتزی بسیار مطلوب تر است (اوتارا45 و همکاران، 2000). علاوه بر این بایونانوکامپوزیت ها مزیت قابل توجه ای از زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و بهبود ویژگی های عملکردی به وسیله ارائه بایولوژی یا بخش معدنی نشان دادند. موجودات زنده تولید کننده نانوکامپوزیت های طبیعی هستند که آرایش ترکیبی از ترکیبات آلی و معدنی در مقیاس نانو نشان میدهد ( فیگویرو46 و همکاران، 2004).
در واقع بایونانوکامپوزیت ها نسل جدیدی از نانوکامپوزیتها هستند که شامل ترکیبی از بیوپلیمرها و مواد معدنی هستند که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس نانومتری باشد ( لیو47 و همکاران، 2004). علاوه بر این، مواد بیوپلیمر به عنوان یک فن آوری سبز شناخته شده ( میر48 و همکاران، 1959). و در صنایع دارویی، بسته بندی مواد غذایی و تکنولوژی های کشاورزی قابلیت تجزیه بیولوژیک و زیست سازگاری از خود نشان داده اند( رایس49، 1994).

2-9- فلز روی
عن
صری است شیمیایی دارای عدد اتمی ?? و با علامت اختصاریZn که به رنگ سفید متمایل به آبی که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ می‌شود و در حین احتراق رنگ سبز براقی تولید می‌کند. در دماهای معمولی به حالت شکننده و کریستالی است اما در دمای بین 150-110درجه سانتیگراد خ اصیت چکش خواری و تورق دارد. پس از آهن آلومینیوم و مس چهارمین فلز تولیدی متداول و مورد استفاده می باشد. با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده و با اسید رقیق واکنش داده و گاز هیدروژن آزاد می کند. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر 2+ می باشد. کمبود روی در بدن انسان ،باعث بی اشتهایی، کاهش حس چشایی و بویایی، دیر التیام یافتن زخم ها و ناراحتی های پوستی می شود و همچنین باعث نقص های مادرزادی شود. روی در انسولین Zinc Finger Proteins و آنزیم هایی مانند Super Oxide DismutaSوجود دارد. ماده معدنی است که پس از آهن بیشترین میزان را در بدن دارد. به طور عمده در ماهیچه ها ذخیره می شود، اما در یاخته های خونی سفید و قرمز، پرده شبکیه چشم، استخوان، پوست، کلیه ها، کبد و پانکراس نیزیافت می شود. برخی تحقیقات نشان دادند که قرص های روی در جلوگیری و کاهش علایم سرماخوردگی مؤثر بوده است.
روی در ساختمان بیش از 200 آنزیم شرکت دارد و همچنین به عنوان کاتالیزور در واکنش های بدن عمل می کند. روی در تکثیر سلولی هم مورد استفاده است در ساختن دزاکسی ریبونوکلوئیک اسید یاDNA نیاز به روی می باشد. مهمترین علت کاهش میزان روی در بدن نقصان دریافت آن از طریق مواد غذایی است و عوارض کمبود روی در بدن عبارت است از: باروری و بارداری تابع وجود روی در بدن است و کمبود روی در بدن نهایتا منجر به ناباروی خواهد شد، کاهش قدرت ایمنی بدن، کم بودن رشد بچه ها، اختلال در رشد اندام های جنسی، اختلالات خلقی (افسردگی، پرخاشگری)، کمبود روی بر روی رشد سیستم عصبی به ویژه بچه ها و نوزادان تاثیر منفی دارد، اختلالات حافظه، ریزش مو، اختلال جذب ویتامینA در بدن خشکی پوست و اگزما غیره است ( آمالا50 و همکاران، 2002).
غذاهایی مانند گوشت قرمز، ماهی، مرغ، بوقلمون، مخمر آبجو، توفو، قارچ، لوبا سبز و دانه کدو و سبزیجات منابع غذایی روی می باشند.
2-10- نانو اکسید روی
از میان نانو ذرات اکسید روی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این نانو ذره علاوه بر جذب اشعه ماوراء بنفش مزایای دیگری نسبت به سایر پایدار کننده های نوری دارد که عبارتند از: توسط نور جذب شده تخریب نمی شوند، مهاجرت نمی کنند و در بسیاری از حالت ها خواص مکانیکی، الکتریکی و نوری پلیمر را افزایشمیدهد نانو اکسید روی به عنوان فیلر معدنی عملکردی در کاربردهای کاتالیزورها، پیگمان ها، مواد نوری، وسایل آرایشی، جذب کننده های نور و همچنین افزودنیها در بیشتر فرآورده های صنعتی استفاده میشود. در سیستم تحویل دارو وابزارهای پزشکی به دلیل خاصیت ضد میکروبی قوی روی طیف گسترده ای از میکروارگانیسم ها به کار میرود ( آمالا و همکاران، 2002).

2-11- پوشش ها و فیلم های خوراکی
پوششهای خوراکی لایه نازکی از یک ماده خوراکی هستند که بر روی سطح ماده غذایی به عنوان پوشش و یا در لابه لای اجزای تشکیلدهنده ماده غذایی از طریق پیچیدن، فروبری، برسزدن یا اسپری کردن قرار داده می‌شود 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 و سپس مانند پلیمرهای سنتزی برای بندی بکار میروند. کاربرد فیلمها و پوششهای خوراکی بدینمعنی نمیباشد که میتوانند برای افزایش زمان انبارمانی مواد غذایی جایگزین مواد بستهبندی غیرخوراکی 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 میباشند ( جانگ51، 1995).
فیلمهای حاصل از نانو مواد و بیوپلیمرها یا به اصطلاح نانو کامپوزیت های بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوب تری نشان می دهند که مهمترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذ پذیری به بخار آب، افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارائی فیلم به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت گرمایی ماده بسته بندی و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیت های بیوپلیمری می باشد ( کستر52 و همکاران، 1986).
پوشش محصولات غذایی با فیلمهای خوراکی و پوششهای خوراکی، آنها را از مزایای گونا گون از نقطه نظر جنبههای سلامت بخش، حسی و اقتصادی برخوردار می سازد .برخی از مهمترین این مزایا به شرح زیر هستند: به سبب زیست کافت بودن، بر خلاف فیلم های سنتزی باعث آلودگی محیط زیست نمی شوند
( فولک و بان53، 2000)؛ خود، از ارزش تغذیه ای نیز برخوردار هستند ( هولووینا و همکاران54، 2000؛ بارتو55 و همکاران، 2002) ؛ مانع فساد و آلو دگی میکروبی می شوند ( نوسینویچ56، 1997). فساد و پلاسیدگی 2میوه ها و سبزی ها را طی انبارداری به تعویق می اندازند ( لی57 و همکاران، 2003؛ چو58 و همکاران، 2001). ظاهر یا جلوه غذا را به نحو مطلوب حفظ می کنند ( بیکوت و لابوزا59، 1988؛ شاو60 و همکاران، 2001). مانع جذب رطوبت یا آبگیری مواد غذایی با رطوبت کم و تبعات منفی ناشی از آن همچون بدبافتی حاصل از تبلور
قندها در فرآورده، بدرنگی وجلوگیری از کلوخه شدن پودرها می شوند( لاکروکس61 و همکاران، 2002). مانع ازدست رفتن رایحه غذا می شوند ( سالارباش62 و همکاران، 2013). مانع قهوه ای شدن آنزیمی و غیرآنزیمی مواد غذایی می شوند (چو و همکاران، 2001؛ گرنر و فنما63، 1989). براستحکام و یکپارچگی بافت مواد غذایی می افزایند و از افت ترکیبات مغذی در اثر واکنش های ناخواسته همچون اکسایش و واکنش های قهوه ای شدن جلوگیری می کنند (گرنر و فنما، 1989). بدطعمی و بدرنگی و آثار سوء ناشی از آن ها را کاهش می دهند ( شوری64 و همکاران، 1985؛ آسای65 و همکاران، 1994؛ چو و همکاران، 2001). مانع چکیدن یا تراو ش، درگوشت می شوند (گرنر و فنما، 1989). به عنوان حامل مواد افزودنی نظیر ترکیبات پادمیکروبی، پاداکسنده ها، مواد طعم دهنده ورنگ ها عمل می کنند ( سالارباش و همکاران، 2013). مانع سبز شدن سطحی سیب زمینی در برابر نور می شوند (گرنر و فنما، 1989). و جذب بیش از حد روغن به بافت محصول و خروج بیش از حد آب از آن را طی سرخ کردن به طور چشمگیر کاهش می دهند ( تاجیک66 و همکاران، 2013؛ بارتو67 وهمکاران، 2003). زیست -کافت بودن (تجزیه پذیر بودن زیستی)، خوراکی بودن و کارآمد بودن فیلم های خوراکی سبب شده است که این فیلم ها به عنوان جایگزین های فیلم های سنتزی به طور وسیع مورد مطالعه، پژوهش و کاربرد قرار گیرند. کارآیی فیلم های خوراکی به شاخص های کیفی آن ها مربوط می شود. این شاخص ها نیز به نوبه خود از جنس فیلم و روش تولید آن اثر می پذیرند.

2-12- بسته بندی فعال
به طور کلی نوعی بستهبندی است که علاوه بر داشتن خواص ممانعتی و بازدارندگی اصلی بستهبندیهای معمولی ( مانند خواص بازدارندگی در برابر گازها و بخارآب و تنشهای مکانیکی) با تغییر شرایط ایمنی بستهبندی، ماندگاری و یا ویژگیهای حسی ماده غذایی را بهبود میبخشد و در عین حال کیفیت ماده غذایی را حفظ میکند. بستهبندی فعال میتواند نقشهای متعددی را ایفا کند که در بستهبندیهای معمولی وجود ندارد.
این نقشها عبارتند از :
فعالیت ضد میکروبی ( آنتی میکروبی)
گرفتن اکسیژن، رطوبت یا اتیلن
رها کردن مواد طعمی و یا اتانول (رضوی، 1388 ؛ قنبرزاده و همکاران، 1388).
بستهبندی ضد میکروبی یکی از چندین کاربرد بستهبندی فعال میباشد. بسته بندی ضد میکروبی فعال خواص برتر و ویژگیهای بازدارندگی بهتری دارد که از طریق افزودن عناصر و اجزاء فعال در سیستم بستهبندی و یا با به کارگیری پلیمرهای دارای عملکرد فعال، بدست میآید ( فاطمی، 1388 ؛ مرتضوی و همکاران، 1379).
تکنولوژی جدید در بسته بندی مواد غذایی در پاسخ به نیازهای مشتریان در راستای تولید صنعتی محصولات غذایی محافظت شده با روشهای ملایم تر، تازه، لذیذ و راحت با عمر انباری زیاد و کیفیت کنترل شده توسعه می یابند. علاوه بر این تغییرات در نحوه توزیع ( مثل جهانی سازی بازار در نتیجه توزیع غذا در مسافت های طولانی ) یا روش زندگی مصرف کنندگان ( بدلیل صرف زمان کمتر برای خرید غذای تازه از بازارو پخت و پز) مهمترین چالشها در زمینه صنعت بسته بندی میباشد و به عنوان نیروی پیش برنده در جهت توسعه مفاهیم جدید بسته بندی و بهبود یافته میباشند که میزان مدت زمان نگهداری را افزایش داده در حالی که موجب حفظ ایمنی و کیفیت مواد غذایی شده و آن را تحت نظارت دارد. در بسته بندی فعال به بسته بندی اجازه داده می شود

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *