2-3- بسته بندی های ضد میکروبی15
2-3-1- ویژگی های ترکیب ضد میکروب16
2-4- فیلم و پوشش بسته بندی17
2-4-1- کاربرد فیلم و پوشش های بسته بندی17
2-4-2- ترکیب فیلم و پوشش های بسته بندی17
2-5- پلیمرهای سنتزی18
2-6- پلیمرهای زیست تخریب پذیر18
2-6-1- طبقه بندی پلیمرهای زیست تخریب پذیر20
2-6-2- مزایای پلیمرهای زیست تخریب پذیر21
2-6-3- پلی لاکتیک اسید22
2-6-3-1- خصوصیات پلی لاکتیک اسید23
2-6-3-2- محدودیت پلی لاکتیک اسید25
2-7- فناوری نانو25
2-7-1- نانو25
2-7-2- کاربرد فناوری نانو در صنعت بسته بندی مواد غذایی26
2-8- کامپوزیت، نانو کامپوزیت و بایو نانو کامپوزیت27
2-9- نقره28
2-9-1- مکانیسم عملکرد نقره در برابر باکتری29
2-10- اشرشیا کلی31
2-10-1- بیماریزایی اشرشیا کلی31
2-10-2- عفونت های ناشی از اشرشیا کلی32
2-11- تهیه و آماده سازی فیلم33
2-12- فرآیندهای ساخت فیلم34
2-13- مروری بر تحقیقات انجام شده35
فصل سوم : مواد و روش ها
3-1- مواد شیمیایی47
3-2- روش تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره47
3-2-1- تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره با استفاده از کلوئید نانو نقره48
3-2-2- تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره با استفاده از پودر نانو نقره49
3-3- آزمایشات50

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

3-3-1- بررسی فعالیت ضد میکروبی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره50
3-3-1-1- باکتری مورد استفاده و روش فعالسازی آن50
3-3-1-2- بررسی فعالیت ضد میکروبی50
3-3-2- طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریر ( FTIR)52
3-3-3- آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)52
3-4-تجزیه و تحلیل آماری54
فصل چهارم : نتایج و بحث
4-1- آنالیز فعالیت ضد میکروبی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره56
4-2- طیف سنجی مادون قرمز ( FTIR)60
4-3- آنالیز آزمون پراش پرتو ایکس (XRD)61
4-3-1- آزمون پراش پرتو ایکس نانو ذرات نقره61
4-3-2- آزمون پراش پرتو ایکس نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم63
فصل پنجم : نتیجه گیری
5-1- بحث و نتیجه گیری66
5-2- پیشنهادات68
منابع69
چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………… 80
فهرست جدول ها
عنوان جدولصفحهجدول (2-1): ویژگی های شیمیایی پلی لاکتیک اسید ……………………………………………………………….24جدول (3-1): لیست مواد شیمیایی مورد استفاده در تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره ………….47جدول (4-1): پارامترهای رشد میکروارگانیسم اشرشیاکلی در تماس با نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره بر طبق معادله گومپرتز ……………………………………………………………………………………………
57جدول (4-2): پارامترهای رشد میکروارگانیسم اشرشیاکلی در تماس با نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره بر طبق معادله لجستیک …………………………………………………………………………………………..
57
فهرست شکل ها
عنوان شکل صفحهشکل(2-1) : مکانیسم اثر نانو ذرات نقره بر سلول باکتری……………………………………………………….30شکل( 3-1) : تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره با استفاده از کلوئید نانو نقره …………………48شکل(3-2) : تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره با استفاده از پودر نانو نقره ……………………49شکل (3-3) : بررسی تاثیر ضدمیکروبی بر پارامتر های رشد باکتر اشرشیاکلی با روش dynamic-Flask test ………………………………………………………………………………………………………………………
51شکل (3-4) : دستگاه مادون قرمز با تبدیل فوریر…………………………………………………………………..52شکل (3-5) : دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) …………………………………………………………………53شکل (4-1) : منحنی رشد باکتری اشرشیا کلی ……………………………………………………………………..59شکل (4-2) : طیف FTIR نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره……………………………………………….60شکل (4-3) : پراش پرتو ایکس (XRD) نانوذرات نقره در فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت های پلی لاکتیک اسید/نقره …………………………………………………………………………………………………
62شکل (4-4) : پراش پرتو ایکس (XRD) نانوذرات دی اکسید تیتانیوم در فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت های پلی لاکتیک اسید/نقره ……………………………………………………………………………..
64
چکیده :
امروزه افزایش آلودگی های زیست محیطی و کاهش منابع نفتی باعث توسعه و جایگزینی بسته بندی های زیست تخریب پذیر بجای بسته بندی های مشتق شده از منابع نفتی شده است. همچنین در این راستا به کارگیری ترکیبات ضدمیکروب همچون نانوذرات نقره کارایی این بسته بندی ها را تا حدود زیادی بهبود می بخشد. این کار تحقیقاتی به منظور تولید و بررسی خصوصیات فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره حاوی 0.5، 1 و 2 درصد نانوذرات نقره با استفاده از روش Solvent casting مورد بررسی قرار گرفت. تاثیر ضد میکروبی این فیلم ها بر پارامترهای رشد باکتری گرم منفی اشرشیاکلی با روش dynamic-Flask testبا استفاده از مدل های Gompertz و Logistic مورد بررسی قرار گرفت که نتایج آن نشان دهنده افزایش 4.3 درصد در مدت زمان فاز تاخیر، کاهش 30.9 درصد در سرعت رشد باکتری اشرشیا کلی و کاهش 32.6 درصدی در جمعیت نهایی این باکتری بود. در این پژوهش مشاهده شد که با افزایش درصد نانوذرات نقره، فعالیت ضدمیکروبی این نانوکامپوزیت بیشتر شد. در طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) مشاهده شد که پیک جدیدی در محدودهcm-1 3620 کامپوزیت های حاوی نانوذرات نقره در تمام سطوح (0.5، 1 و 2 درصد نانوذرات نقره) مشاهده شد که به تعامل شیمیایی بین نانوذرات نقره و پلی لاکتیک اسید نسبت داده شد. همچنین در بررسی نمودارهای XRD مشاهده پیک های Ag(111)، Ag(200)، Ag(220) و Ag(311)به حضور نانو ذرات نقره کریستالی اشاره دارد.
واژگان کلیدی: اشرشیا کلی، پلی لاکتیک اسید، دی اکسید تیتانیوم، فعالیت ضدمیکروبی، نانوذرات نقره، نانوکامپوزیت.

فصل اول :
مقدمـــه
مقدمه
بیماری های ناشی از مسمومیت های غذایی تبدیل به تهدیدی مهم برای سلامتی انسان و عاملی برای ظهور صنعت بسته بندی شده است. از آنجا که بخش عمده ای از صنعت بسته بندی را پلاستیک ها تشکیل می دهند، می توان صنعت بسته بندی را به فرآورده های نفتی وابسته دانست. از این رو رشد روز افزون جمعیت، آلودگی های ناشی از مواد بسته بندی حاصل از مشتقات نفتی و مشکلات ناشی از روش های مختلف دفع این آلودگی ها اعم از سوزاندن، دفن کردن و بازیافت آن ها موجب توجه بیشتر به بایوپلیمرها و بسته بندی های زیستی شده است. فیلم ها و پوشش های بسته بندی زیست تخریب پذیر به دلیل ویژگی های دوستدار محیط زیست بودن و وابستگی کم به منابع غیر قابل تجدید، جایگزین مناسبی برای فیلم های سنتزی در صنعت بسته بندی می باشند که توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده اند. بسته بندی های زیست تخریب پذیر با حفاظت از محصول در برابر آسیب های مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی محصولات غذایی مانع از کاهش کیفیت آن ها می شوند. همچنین می توانند بعنوان حامل مواد ضد میکروب به صورت بسته بندی های ضد میکروبی، از فعالیت های میکروبی جلوگیری کرده و موجب افزایش مدت زمان نگهداری محصولات غذایی شود.
استفاده از نانو تقویت کننده ها در 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).

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 موجبات ارتباطی منظم و قابل اطمینان را بین تولید کننده، توزیع کننده و مصرف کننده را فراهم می کند.
طبق تعریف، بسته بندی محافظی است که کالای محتوی خود را از مرحله پس از برداشت و تولید تا مرحله مصرف حفظ کند. جلوگیری از فساد توسط باکتری ها و از دست رفتن مواد مغذی و نهایتا افزایش مدت زمان ماندگاری مواد غذایی، از اهداف بسته بندی های مواد غذایی است.
بهترین تعریف برای بسته بندی توسط پین13 در سال 1962 ارائه شده است که امروزه این تعریف به عنوان کاملترین تعریف برای بسته بندی کاربرد دارد. طبق این تعریف، بسته بندی سیستمی جهت کاهش زمان تهیه کالا حین انتقال، توزیع، ذخیره، خرده فروشی و مصرف، تضمین کننده تحویل مطمئن کالا به مصرف کننده و به حداقل رساننده هزینه تحویل کالا و افزایش دهنده سود حاصل است ( صداقت، 1379).

2-1- 2- هدف از بسته بندی

هدف از بسته بندی مواد غذایی افزایش زمان ماندگاری مواد غذایی، کاهش میزان ضایعات و حمل و نقل بهتر و آسان تر آن هاست ( میرنظامی ضیابری،1381).
طبق گفته لاکهارت مواد بسته بندی دارای سه وظیفه اصلی حفاظت، سودمندی و ارتباطات در سه محیط مختلف، محیط فیزیکی، جو و انسان است (ریچ، 2009).
بسته بندی برای مقاصد مختلف استفاده می شود که از آن جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد :
بیانگر ویژگی های محصول برای مصرف کننده
محافظت محصولات از آلودگی ها، آسیب های زیست محیطی و سرقت
تسهیل حمل و نقل و نگهداری از محصولات
عرضه اطلاعات و طرح های رنگارنگ که بسته بندی را جذاب کند (بین احمد و همکاران14، 2012).
2-1-3- خصوصیات مواد اولیه بسته بندی
از جمله مهمترین مشخصات مواد اولیه یک بسته بندی مناسب می توان به موارد زیر اشاره کرد.
برای مواد غذایی، سمی نباشد.
در مقابل نور، رطوبت، چربی و گاز مقاوم باشد.
از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد به طوری که کارخانجات تولید کننده بتواند محصول بسته بندی شده را در بازار رقابت نگه دارند.
در مقابل عوامل خارجی مانند ضربات مکانیکی مقاوم باشد.
باز شدن درب، دوخت و چاپ بسته بندی به سهولت انجام گیرد (رمضانی و کرباسی، 1381).
2-2- بسته بندی فعال
بسته بندی فعال یکی از مفاهیم جدید در بسته بندی مواد غذایی می باشد که در پاسخ به تغییرات مداوم درخواست های مصرف کنندگان و گرایشات بازار توسعه یافته است. بسته بندی های فعال بسته بندی هایی هستند که در طول زمان نگهداری محصول فعال بوده و با توجه به وضعیت محصول موجود در بسته با ایجاد تغییرات و با وارد کردن و یا حذف موادی از فضای بسته، موجب حفظ و بهبود کیفیت و یا افزایش عمر ماندگاری محصولات می شوند ( بالاسوبرامانیان15، 2009 ؛ جوکار و همکاران، 2010).
قنبرزاده و همکارانش(1388) بسته بندی های فعال را نوعی بسته بندی تعریف می کند که علاوه بر خواصی از قبیل بازدارندگی در برابر گازها و بخار آب و تنش های مکانیکی، با تغییر شرایط بسته بندی در حین حفظ کیفیت ماده غذایی، ایمنی، ماندگاری و ویژگی های حسی ماده غذایی را بهبود می بخشد ( قنبرزاده و همکاران، 1388).
بعبارت دیگر بسته بندی فعال، تنها نقش یک مانع بی تحرک در برابر اثر عوامل بیرونی برای حفاظت غذا را ایفا نمی کند، بلکه در ضمن نگهداری، دارای فعالیت است.
دانشمندان با معرفی سیستم بسته بندی فعال، بسته بندی را توصیف کرده اند که دارای خواص ممانعتی است و با اضافه کردن مواد تشکیل دهنده فعال به سیستم بسته بندی و یا با استفاده از پلیمر فعال عملکردی مطلوبی دریافت می کنند. این سیستم با محصول و یا فضای بین بسته بندی و غذا برای به دست آوردن نتیجه مورد نظر از جمله افزایش عمر مفید و یا افزایش ایمنی و یا حسی و در عین حال حفظ کیفیت محصول تعامل برقرار می کند.
بسته بندی فعال، شرایط و فضای اطراف غذای بسته بندی شده را به منظور افزایش ماندگاری و یا حفظ تازگی و بهبود ایمنی یا حفظ و بهبود خواص حسی غذا تغییر می دهد. همچنین به دلیل افزایش تمایل مصرف کنندگان به محصولات تازه، سالم و با کیفیت بالا امروزه بسیار مورد توجه واقع شده است.

2-2-1- انواع سیستم های بسته بندی فعال
از سیستم های بسته بندی فعال می توان به جاذب های اکسیژن، متصاعد کننده های دی اکسید کربن، کنترل کننده های رطوبت، بسته های حاوی آنتی اکسیدان ها و مواد ضد میکروب اشاره کرد ( بالاسوبرامانیان و همکاران، 2009).
2-2-1-1- بسته بندی جاذب اکسیژن
بالا بودن اکسیژن در بسته بندی مواد غذایی منجر به رشد میکروب، حذف طعم و بوی ایجاد شده و تغییر رنگ می شود، همچنین علت عمده کاهش زمان ماندگاری مواد غذایی بشمار می رود. بنابراین کنترل سطح اکسیژن در بسته بندی مواد غذایی امری مهم تلقی می شود. بکارگیری سیستم های جاذب اکسیژن علاوه بر تولید محصولاتی با کیفیت و زمان ماندگاری بالا، امری مقرون به صرفه تلقی می شود( فلوروس و همکاران16، 1997).
2-1-2-2- بسته بندی متصاعد کننده دی اکسید کربن
دی اکسید کربن نسبت به اکسیژن نفوذپذیری بیشتری دارد. استفاده از سیستم منتشرکننده دی اکسید کربن در بسته بندی هایی که نفوذپذیری بالایی نسبت به دی اکسید کربن دارند و کاهش سرعت تنفس و ممانعت از رشد میکروب ها را در پی دارد بسیار رواج دارد. استفاده از دو نقش سیستم جاذب اکسیژن و منتشرکننده دی اکسید کربن در کنار هم نتایج بهتری را رقم می زند (فلوروس و همکاران، 1997).
2-2-1-3- بسته بندی جاذب رطوبت
کنترل رطوبت در بسته بندی غذا امری مهم تلقی می شود و از تیره شدن فیلم جلوگیری می کند. قابلیت نفوذپذیری بسته بندی ها در برابر بخار آب داخل و خارج بسته بندی بسیار پایین است. بخارات آب به وجود آمده در داخل بسته بندی مواد غذایی معمولاً ناشی از تنفس محصولات تازه، تغییرات دما در تعادل بالا، رطوبت بسته بندی مواد غذایی و پساب حاصل از برش گوشت، مرغ و … می باشد. بخار آب تشکیل شده در داخل بسته بندی باعث رشد میکروارگانیسم ها و در نتیجه از بین رفتن کیفیت مواد غذایی و کاهش زمان ماندگاری آن می گردد.
2-2-1-4- بسته بندی منتشرکننده اتانول
پاشیدن اتانول در سطح مواد غذایی مانند نان، بیسکوئیت و دیگر محصولات نانی باعث افزایش عمر مفید این محصولات و جلوگیری از رشد میکروب، قارچ و کپک می شود. اتانول پس از ورود به فضای بسته بندی توسط آب موجود در مواد غذایی تغییر مکان می دهد.
2-2-1-5- بسته بندی منتشرکننده / جاذب طعم
با وجود آن که یکی از وظایف بسته بندی های مواد غذایی حفظ و جلوگیری از تغییر طعم مواد غذایی می باشد ولی از آنجا که بسته بندی ها معمولا پلاستیکی هستند، با مزه ی مواد غذایی سازگار نمی باشند و مزه ی مواد غذایی پس از فرآیند در درجه حرارت بالا و بسته بندی کاهش می یابد. از این رو استفاده از سیستم های منتشر کننده و یا جاذب طعم بسیار حائز اهمیت است.
2-2-1-6- بسته بندی آنتی اکسیدانی
در بسته بندی فعال ممکن است مواد آنتی اکسیدانی و آنتی میکروبی که در ساختار بسته بندی وجود دارند به ماده غذایی منتقل شوند که بسیار موثرتر از این هستند که مواد غذایی به طور مستقیم با مواد آنتی اکسیدانی یا آنتی میکروبی به صورت سطحی در تماس باشند، زیرا این نوع از بسته بندی ها به طور پیوسته مواد فعال افزوده شده به ساختار بسته بندی را به ماده غذایی منتقل می کنند (پنگ و همکاران17،2013)، علاوه بر این نگرانی های مصرف کنندگان از کیفیت و ایمنی مواد غذایی منجر به توسعه این نوع از بسته بندی شده است.
2-2-1-7- بسته بندی ضد میکروبی
فیلم های ضد میکروبی که به عنوان بسته های فعال به کار می روند به دو دسته تقسیم می شوند:
1- فیلم هایی که دارای عامل ضد میکروبی هستند که به سطح مواد غذایی انتقال می یابند.
2- آنهایی که شامل عامل ضد باکتریال هستند.

2-3- بسته بندی های ضد میکروبی
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و افزایش آگاهی های مصرف کنندگان تمایل به استفاده از مواد غذایی تازه با حداقل فرآیند مواد غذایی، نگهداری طولانی مدت مواد غذایی و همچنین ممانعت از شیوع بیماری های ناشی از غذا باعث توسعه استفاده از مواد ضد میکروبی در بسته بندی محصولات غذایی شده است.
تقاضا برای محصولات غذایی تازه و ایمن با حداقل فرآوری تبدیل به چالشی بسیار بزرگ برای صنعت بسته بندی شده است. همچنین اخیرأ شیوع پاتوژن های ناشی از مواد غذایی مانند O157: H7 E.coli منجر به طراحی بسته بندی هایی با خاصیت مهار رشد میکروبی و حفظ کیفیت و ایمن شده است (جین و ژنگ18، 2008).
بسته بندی ضد میکروبی ادغام فناوری های مفید و یا ترکیب ترکیبات ضد میکروبی با مواد بسته بندی و انتشار آن ها را در طی یک دوره از زمان برای حفظ کیفیت و ایمنی محصول که نهایتا منجر به افزایش عمر مفید محصول می شود را گویند ( بالاسوبرامانیان و همکاران، 2009).
بسته بندی ضد میکروبی مواد غذایی یکی از برنامه های کاربردی خاص از بسته بندی فعال مواد غذایی است که شرایط را در داخل غذا و در فضای بسته به طور فعال تحت کنترل قرار می دهد. این نوع بسته بندی کاهش، جلوگیری و یا به تعویق انداختن رشد میکروارگانیسم ها در جهت تداوم عمر مفید و حفظ کیفیت محصول را در پی دارد (هان19، 2000؛ پااولا و همکاران20، 2002؛ کیم و همکاران21، 2008؛ جوکار و همکاران، 2010).
با قرار گرفتن مواد ضد میکروب در ساختار پلیمری فیلم ها و پوشش ها، بسته بندی های ضد میکروب به سیستم های امیدوارکننده ای تبدیل شده اند که در طول ذخیره سازی مانع از دست رفتن مواد مفیدی همچون اسیدآسکوربیک می شوند و یا از طریق آزادسازی آنتی بیوتیک ها در سطح و یا فضای بین بسته بندی و مواد غذایی از رشد میکروارگانیسم های مورد نظر جلوگیری کرده و موجب افزایش مدت زمان نگهداری می گردد (بالاسوبرامانیان، 2009).
برای استفاده از اثر مواد ضد میکروب در بسته بندی ها ممکن است که مواد ضد میکروب را بر روی لفاف های بسته بندی پوشش دهند و یا آن که آن ها را با مواد بسته بندی ترکیب کنند و یا آن ها را بر روی مواد بسته بندی تثبیت کنند. از عمده ترین مواد ضد میکروب مورد استفاده در صنعت بسته بندی می توان به الکل ها، مواد ضد باکتری، مواد به دام اندازنده یون های فلزی، آنزیم ها، اسیدهای آلی، پلی ساکارید ها و زئولیت نقره اشاره کرد (مصباحی و حبیبی، 1390).
مزایای استفاده از بسته بندی های حاوی مواد ضد میکروب در مقایسه با افزودن مستقیم آن به فرمولاسیون مواد غذایی از این قرار است که در بسته بندی های ضد میکروبی، انتشار عوامل ضد میکروب از ماتریکس پلیمری به سطح مواد غذایی بسیار آهسته و کنترل شده است و در زمان طولانی تری انجام می شود در نتیجه برای مدت زمان طولانی غلظت بالایی از ماده ضد میکروب در سطح فرآورده وجود خواهد داشت. از این رو مدت ماندگاری این فیلم ها نسبت به کاربرد مستقیم مواد ضد میکروب بیشتر است (جوکار و همکاران، 2010).
این نوع بسته بندی ها موجب بهبود کنترل کیفیت و افزایش عمر انباری مواد غذایی شده و بدلیل وجود مواد ضد میکروبی در ساختمان فیلم مورد استفاده جلوی نفوذ میکروارگانیسم را از بیرون به درون گرفته و مدت زمان تاخیرLeg period) ) را توسعه می دهد و نرخ رشد میکروارگانیسم را کاهش داده و عوامل میکروبی داخل بسته را کنترل می نماید ( مرتضوی و همکاران، 1387).

2-3-1- ویژگی های ترکیب ضد میکروب
یک ترکیب ضد میکروب مورد استفاده در بسته بندی های فعال دارای ویژگی های زیر است :
مورد تایید سازمان های نظارت کننده است.
برطیف وسیعی از میکروارگانیسم ها موثر است.
در غلظت های پایین بر میکروارگانیسم ها موثر است.
بر خواص حسی تاثیر منفی ندارد.
مقرون به صرفه است ( قنبرزاده و همکاران، 1388).
2-4- فیلم و پوشش بسته بندی
فیلم یا پوشش بسته بندی لایه ای یکپارچه و نازک با ضخامت کمتر از 0.01 اینچ است که از ترکیبات پلیمری مختلف بر روی مواد غذایی قرار می گیرد. ساختار اصلی آن ها بر پایه پلیمرهای طبیعی یا سنتزی با خواص ویژه است. فیلم و پوشش بسته بندی منجر به ایجاد یک سد در مقابل انتقال موادی همچون آب، گاز و چربی، حفظ و انتقال اجزا، مواد غذایی، افزودنی ها، رنگ و طعم دهنده ها، جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها در سطوح مواد غذایی و حفاظت مکانیکی آن ها می شود ( جنادیوس، 2002).
2-4-1- کاربرد فیلم و پوششهای بسته بندی
از اهداف تولید فیلم و پوششهای بسته بندی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1)کاهش مهاجرت موادی همچون اکسیژن، مواد مولد عطر و طعم، چربی و رطوبت از مواد غذایی
2)بهبود کیفیت ظاهری مواد غذایی
3)تجزیه پذیر بودن بسته بندی
4)کاهش نیاز به استفاده از مواد بسته بندی پلیمرهای سنتزی ( جنادیوس، 2002).
2-4-2- ترکیب فیلم و پوششهای بسته بندی
فیلم ها از زیست بسپارها تولید میشوند که اساسا از پروتئینها، پلی ساکاریدها (کربوهیدراتها و صمغها) و لیپید حاصل میشوند. همچنین ممکن است زیست بسپارها از ترکیبات سنتزی نیز تولید شوند. پلاستی سایزرها، ترکیبات اصلاح کننده پلیمری و افزودنیهای دیگر، همراه زیست بسپارهای تشکیل دهنده فیلم برای تغییر خواص فیریکی و کاربردی فیلمها استفاده میشوند (جنادیوس، 1998).

2-5- پلیمرهای سنتزی
امروزه پلیمر و مواد مورد استفاده برای بسته بندی مواد غذایی از انواع پلیمرهای سنتزی، فلزات، شیشه، گاز و یا ترکیب آن ها تشکیل شده است.
فیلم های پلیمری نفتی به دلیل قابلیت شکل پذیری آسان، قیمت ارزان، سبکی، مقاومت شیمیایی بالا، تنوع خواص فیزیکی، قابلیت درزبندی به وسیله حرارت، چاپ پذیری خوب و فرایند تولید آسان به طور گسترده در صنایع بسته بندی مورد استفاده قرار می گیرد ( لیاقتی و همکاران، 1391).

دسته بندی : پایان نامه ها

پاسخ دهید