بیوپلاستیکدیدگاهمواد زیست تخریب پذیر

اثر عصاره‌ های گیاهی بر خصوصیات فیلم‌ های بسته‌ بندی تخریب پذیر

استفاده از عصاره‌های گیاهی باعث بهبود خصوصیات فیلم‌های تخریب‌پذیر ازجمله خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و ضدمیکروبی می‌شود. ترکیب عصاره‌های گیاهی در فیلم‌ها یک روش امیدوارکننده برای جلوگیری از کاهش کیفیت مواد غذایی است، درنتیجه به حفظ و گسترش عمر مفید مواد غذایی کمک می‌کند. همچنین یکی از نوآوری‌های موجود در بسته‌بندی مواد غذایی شامل ساخت فیلم‌های تخریب‌‌‌پذیر براساس طیف گسترده‌ای از مواد تشکیل‌دهنده است. استفاده از این مواد بر خواص فیلم‌های بسته‌بندی تأثیر می‌گذارند. 


همواره بسته‌بندی‌های مواد خوراکی نقش مهمی در نگهداری و بازاریابی مواد غذایی دارند؛ اما چون در صنعت بسته‌بندی، به‌طور معمول از مواد پلاستیکی که غیر قابل تجزیه و بازیافت مجدد هستند استفاده می‌شود، درنتیجه مشکلات زیست‌محیطی را به همراه دارند؛ اما استفاده از فیلم‌ها و پوشش‌های خوراکی زیست تخریب‌پذیر این مشکل را تا حدودی برطرف کرده است و می‌تواند جایگزین تعداد زیادی از این مواد پلاستیکی شود. استفاده از فیلم‌های خوراکی و زیست تخریب‌پذیر باعث بهبود ویژگی‌های شیمیایی و میکروبی مواد غذایی می‌شوند. در طی سال‌های اخیر تمایل به استفاده از پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر در تولید مواد بسته‌بندی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.

تحقیقات اخیر بر شناسایی عصاره‌های منابع گیاهی مختلف ازجمله برگ، میوه و دانه برای استفاده در پلیمرهای زیستی تأکید دارد. این مفهوم نوآورانه بسته‌بندی مواد غذایی به‌دلیل توانایی بالقوه آن در حفظ کیفیت و ایمنی مواد غذایی، در بین محققان جلب توجه کرده است. بسته‌بندی یک عامل حیاتی در صنایع غذایی است، چون امروزه خیلی از بسته‌بندی‌ها از مشتقات نفتی تهیه می‌شوند و به‌دلیل نگرانی‌های فزاینده زیست‌محیطی ناشی از تجمع بیش از حد پلاستیک‌ها، تحقیقات مربوط به تولید فیلم‌های تخریب‌پذیر به‌طور قابل توجهی افزایش یافته است.

استفاده از عصاره گیاهان در فیلم بسته‌بندی

فیلم‌های پلیمری تخریب‌پذیر به‌دلیل زیست‌سازگاری عالی آن‌ها، گزینه‌های جالبی برای جایگزینی بسته‌بندی‌های تهیه شده از پلاستیک مصنوعی محسوب می‌شوند. پلیمرهای زیستی مانند پروتئین و پلی‌ساکاریدها به‌طور گسترده‌ای برای تولید فیلم‌های بسته‌بندی استفاده می‌شوند و کاربردهای زیادی برای توسعه در بسته‌بندی مواد غذایی دارند. مخلوط کردن پلیمرهای تخریب‌پذیر با مواد افزودنی یکی از مؤثرترین روش‌ها برای داشتن مواد جدید با خواص مورد نظر است.

افزودنی‌های طبیعی منجر به انجام تحقیقاتی درمورد ترکیبات طبیعی مانند عصاره‌های گیاهی شده است. از آنجا که کیفیت و ایمنی مواد غذایی مهم‌ترین نگرانی در صنایع غذایی است، بنابراین توسعه پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر همراه با عصاره‌های گیاهی به‌عنوان یکی از جالب‌ترین راهبردها در آینده نزدیک است. عصاره‌های گیاهی چون حاوی غلظت بالایی از اسیدفنولیک هستند که فعالیت‌های آنتی‌اکسیدانی قوی دارند، باعث بهبود بسیاری از خواص فیلم‌های بسته‌بندی می‌شوند. اتصالات بین پیوندهای هیدروژنی ترکیبات فنولی عصاره‌های گیاهی و پلی‌ساکاریدها یا مولکول‌های پروتئین رخ می‌دهد، درنتیجه باعث افزایش تعاملات و برهم‌کنش‌های بین‌مولکولی در پلیمرها خواهد شد.

افزودن عصاره‌های گیاهی به فیلم‌های بسته‌بندی زیست تخریب‌پذیر نه‌تنها به‌عنوان یک عامل ضد میکروبی عمل می‌کنند بلکه خاصیت مواد بسته‌بندی را نیز بهبود می‌بخشند؛ بنابراین ماندگاری و دوام مواد غذایی را افزایش می‌دهند. محققان عصاره‌های گیاهان و میوه‌های مختلفی را نیز بررسی کرده‌اند که ازجمله آن‌ها عصاره دانه انگور، چای سبز و چای سیاه، چغندر، هویج و زنجبیل را می‌توان نام برد. عصاره‌های گیاهی می‌توانند بر ضخامت، رنگ، نفوذپذیری بخار آب، استحکام کششی، حلالیت و خواص آنتی‌اکسیدانی تأثیر بگذارند که میزان تغییرات در این خصوصیات، به نوع و غلطت عصاره بستگی دارد. همچنین ماهیت و تعامل بین پلیمرهای زیستی و عصاره‌ها به خصوصیات شیمیایی و غلظت پلیمر، عصاره و خصوصیات ساختاری اجزای فعال بستگی دارد.

تأثیر عصاره گیاهی بر ضخامت فیلم

ضخامت فیلم یک پارامتر مهم در تعیین خصوصیات فیزیکی بیوپلیمرها است. عصاره‌های گیاهی بر ضخامت فیلم‌های تخریب‌پذیر تأثیر می‌گذارند که این به‌طور قابل توجهی بر خواص، عملکرد و ماندگاری مواد غذایی بسته‌بندی شده تأثیر دارد. طبق بررسی‌ها عصاره هسته انبه در فیلم‌های خوراکی باعث افزایش قابل توجهی در ضخامت فیلم‌ها می‌شوند. همچنین اثر عصاره دانه انگور را در فیلم‌های تهیه شده با پروتئین سویا مورد مطالعه قرار دادند و مشاهده کردند که با افزایش عصاره دانه انگور در فیلم، به‌طور قابل توجهی ضخامت فیلم را از ۳۳ میکرومتر به ۷۷.۹ میکرومتر افزایش می‌دهد.

افزایش ضخامت احتمالاً به‌دلیل وجود پیوندهای تشکیل شده توسط ترکیبات فنولی با وزن مولکولی بالا در عصاره بذر میوه انگور است و ضخامت فیلم‌ها به غلظت عصاره دانه انگور بستگی دارد. مخلوط عصاره چغندر و عصاره هویج در فیلم‌های بر پایه سلولز هیدروکسی پروپیل متیل باعث افزایش تدریجی اما غیرقابل توجه در ضخامت فیلم‌ها می‌شود که این افزایش ضخامت ممکن است به‌دلیل مولکول‌های بتاسیانین باشد که حاوی گروه‌های آب‌دوست زیادی هستند.

اثر عصاره گیاهان بر رنگ فیلم

عصاره‌های گیاهی معمولاً رنگ اصلی پلیمرها را تغییر می‌دهند که میزان این تغییر به نوع عصاره گیاهی و غلظت آن بستگی دارد. عصاره‌های گیاهی منبع قدرتمندی از پلی فنول‌ها هستند که منجر به واکنش‌های مختلف با پلیمرهای زیستی شده و در نتیجه باعث تنوع در رنگ می‌شوند. مثلاً عصاره دانه انگور به دلیل وجود ترکیبات فنولی باعث تغییر رنگ فیلم‌ها به زرد و یا قرمز می‌شود.

در تحقیقی دیگر ترکیب عصاره آویشن با فیلم‌های پلیمری بر پایه کیتوسان و نشاسته را مورد بررسی قرار دادند. عصاره آویشن باعث تیرگی و قرمز شدن فیلم‌ها می‌شود. همچنین در پژوهش بعدی مشاهده کردند که فیلم‌های کیتوسان بدون عصاره چای سبز نسبت به فیلم‌های دارای عصاره چای سبز کدورت کمتری دارند. چای سیاه در مقایسه با چای سبز کدورت و رنگ بیشتری ایجاد می‌کند چون چای سیاه بعد از تخمیر چای سبز ایجاد می‌شود و در نتیجه باعث تیرگی آن می‌شود؛ همچنین طبق نتایج، عصاره چای سبز می‌تواند عامل آنتی‌اکسیدانی مناسبی باشد. به‌طور کلی افزایش میزان غلظت عصاره باعث افزایش کدورت فیلم می‌شود.

با توجه به شکل زیر با افزایش میزان عصاره پوست انبه در فیلم‌های ژلاتینی، میزان کدورت فیلم افزایش یافته است و باعث ایجاد رنگ زرد در فیلم می‌شود. تغییرات رنگ فیلم به‌احتمال زیاد ناشی از رنگ‌دانه‌های طبیعی بتاکاروتن موجود در عصاره پوست انبه است.

شکل 1) فیلم‌های ژلاتینی با غلظت‌های مختلف از عصاره پوست انبه الف) بدون عصاره ب) 1 درصد عصاره ج) 3 درصد عصاره د) 5 درصد عصاره
شکل 1) فیلم‌های ژلاتینی با غلظت‌های مختلف از عصاره پوست انبه الف) بدون عصاره ب) 1 درصد عصاره ج) 3 درصد عصاره د) 5 درصد عصاره

شفافیت فیلم‌های بسته‌بندی

شفافیت فیلم‌های بسته‌بندی برای مشاهده مواد غذایی از طریق بسته‌بندی امری ضروری است. عصاره‌های گیاهی معمولاً باعث عدم شفافیت پلیمرها می‌شوند و در نتیجه فیلم‌های حاوی عصاره نسبت به فیلم‌های بدون عصاره شفافیت کمتری دارند. افزودن عصاره‌های گیاهی در فیلم‌ها به‌صورت مانعی در برابر نور عمل می‌کنند که برای جلوگیری از تخریب اجزای حساس به نور بسیار مهم است. این نتایج ناشی از اثرات مفید افزودن عصاره‌های گیاهی غنی از آنتی‌اکسیدان به فیلم‌های بسته‌بندی را نشان می‌دهد.

فیلم‌های بسته‌بندی حاوی عصاره گیاهی محافظت بیشتری در برابر نور فرابنفش دارند و باعث حفاظت مواد غذایی در برابر اثرات نور فرابنفش می‌شود. نور فرابنفش یک عامل اکسیدکننده قوی لیپید در مواد غذایی محسوب می‌شود. طبق نتایج در فیلم‌های کیتوسان و پلی وینیل الکل حاوی عصاره نعناع، مانع خوبی برای نور فرابنفش هستند و درصد انتقال نور به مواد غذایی را کاهش می‌دهد و با افزایش غلظت عصاره میزان انتقال نور نیز کاهش می‌یابد. معمولاً عصاره‌های طبیعی از ترکیبات پلی فنولیک بالایی برخوردار هستند که باعث جذب نور در طول موج‌های پایین می‌شود.

ویژگی‌های مکانیکی

خصوصیات مکانیکی پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر شامل رفتار آن‌ها تحت شرایط مختلف است. تفاوت در خصوصیات مکانیکی فیلم‌های زیست تخریب‌پذیر مربوط به نوع عصاره گیاهی و ماهیت آن‌هاست. استحکام کششی و کشیدگی در هنگام شکست، پارامترهای مهمی هستند که به خصوصیات مکانیکی فیلم و ساختار شیمیایی آن مربوط می‌شود. استحکام کششی نشان‌دهنده حداکثر مقاومت فیلم است، درحالی‌که درصد کشیدگی در هنگام شکست میزان انعطاف‌پذیری فیلم را نشان می‌دهند. انتظار می‌رود که فیلم‌های زیست تخریب‌پذیر دارای استحکام کافی و حفظ ثبات محصولات بسته‌بندی در حین انتقال و ذخیره‌سازی می‌شود.

وجود عصاره‌های گیاهی در فیلم‌ها به‌دلیل اثر متقابل نشاسته، پروتئین، لیپید و عصاره‌؛ بر روی خواص مکانیکی فیلم‌ها اثر می‌گذارند. بررسی‌ها نشان داده است که عصاره آویشن باعث افزایش رفتار کششی فیلم‌های کیتوسان می‌شود. چون وقتی عصاره آویشن با کیتوسان مخلوط می‌شود، پلی‌فنول‌ها با زنجیره‌های پلیمری برهم‌کنش داشته و بنابراین باعث ایجاد اتصالات عرضی و افزایش رفتار کششی می‌شوند. از طرفی استحکام کششی فیلم‌های کامپوزیتی مبتنی بر کیتوسان با افزودن عصاره بذر گریپ‌فروت ‌کاهش می‌یابد که این کاهش میزان استحکام کششی را می‌توان به کاهش تعامل بین مولکولی زنجیره‌های کیتوسان در حضور عصاره بذر گریپ‌فروت در فیلم نسبت داد.

خاصیت نفوذناپذیری پلیمرهای زیستی

 خاصیت مقابله با نفوذپذیری برای فیلم‌های بسته‌بندی مواد غذایی اهمیت زیادی دارد. عصاره‌های گیاهی به‌طور قابل توجهی بر خاصیت نفوذپذیری فیلم‌ها اثر می‌گذارند. هنگامی‌که عصاره‌ها به فیلم‌های پلیمر زیستی اضافه شدند، کاهش قابل توجهی در نفوذپذیری آب گزارش شده است. نفوذپذیری یک فیلم به ساختار شیمیایی آن، ماهیت نفوذپذیری و دمای محیط بستگی دارد.

طبق بررسی‌های انجام شده فیلم‌های بر پایه پروتئین سویا زمانی که با عصاره هسته انبه ترکیب می‌شوند، میزان نفوذپذیری در برابر آب به میزان ده درصد بهبود می‌یابد؛ اما برخلاف آن، فیلم‌هایی که از ژلاتین ماهی ساخته شده‌اند، افزایش عصاره هسته انبه باعث افزایش نفوذ آب می‌شود. دلیل تغییر میزان نفوذپذیری این است که چون ساختار پروتئین ژلاتین ماهی به‌طور عمده سازمان یافته و خطی است، بنابراین ژلاتین ماهی می‌تواند یک ساختار مرتب و سفت و سخت را تشکیل دهد. با این حال، ترکیب عصاره هسته انبه ساختار مرتب شده ژلاتین ماهی را مختل می‌کند و باعث ایجاد حفره‌ها و کانال‌هایی برای عبور آب می‌شود. در نتیجه نفوذپذیری بخار آب زیاد می‌شود. از طرف دیگر پروتئین سویا دارای ساختار کروی و نامنظم است و ترکیب عصاره هسته انبه می‌تواند بین ساختار کروی پروتئین قرار بگیرد بنابراین کانال‌ها یا مسیرهایی را که باعث نفوذ آب می‌شود را کاهش می‌دهد.

در تحقیقی که توسط Bifani و همکارانش (در سال ۲۰۰۷) انجام شده است، تأثیر عصاره مورتا بر نفوذپذیری بخار آب فیلم‌های مبتنی بر کربوکسی متیل سلولز ارزیابی شده است. این مطالعه نشان داد که ترکیب این عصاره به‌طور قابل توجهی نفوذپذیری بخار آب را تحت تأثیر قرار می‌دهد و باعث کاهش میزان نفوذ آب می‌شود. این نتایج می‌تواند مربوط به اصلاح ساختاری شبکه کربوکسی متیل سلولز توسط عصاره باشد. انتقال بخار آب از طریق یک فیلم آب‌دوست بستگی به انتشار و حلالیت مولکول‌های آب در ماتریس فیلم دارد. به‌طور کلی بعضی از عصاره‌های گیاهی که خاصیت آب‌گریزی دارند، میزان نفوذپذیری بخار آب را محدود می‌کند.

در بررسی دیگر، Li و همکارانش در پژوهشی که در سال ۲۰۱۴ انجام دادند به این نتیجه رسیدند که نفوذپذیری بخار آب فیلم‌های مبتنی بر ژلاتین با عصاره‌های مختلف تفاوت قابل توجهی نداشت، البته به‌جز فیلم با عصاره چای سبز که نفوذپذیری بخار آب را به میزان زیادی کاهش می‌دهد. نفوذپذیری بخار آب در فیلم به‌طور عمده به ساختار شیمیایی آن بستگی دارد. پلی‌فنول‌های فراوان موجود در چای سبز می‌توانند با گروه‌های قطبی پلی‌پپتید موجود در ژلاتین پیوندهای هیدروژنی و کووالانسی تشکیل دهند. این پیوندها در دسترس بودن گروه‌های هیدروژن را برای ایجاد پیوند هیدروفیلی با آب محدود می‌کند و منجر به کاهش تمایل فیلم‌های ژلاتینی با آب می‌شود.

تأثیر عصاره‌های گیاهی بر گروه‌های عاملی

عصاره‌های گیاهی بر خصوصیات و گروه‌های عاملی فیلم‌های زیست تخریب‌پذیر اثر می‌گذارند. حلالیت فیلم یک ویژگی مهم است که نشان‌دهنده تجزیه‌پذیری فیلم‌ها است. به‌عنوان مثال در طی یک بررسی مشاهده شد که با افزایش غلظت عصاره هسته انبه، میزان حلالیت فیلم کاهش یافته است؛ چون تعامل پروتئین و فنول که در ماتریس فیلم اتفاق می‌افتد باعث کاهش دسترسی گروه‌های هیدروکسیل و آمین می‌شود. این گروه‌ها می‌توانند با آب برهم‌کنش داشته باشند. درنتیجه با کاهش میزان دسترسی آن‌ها به آب باعث کاهش حلالیت فیلم در آب می‌شود.

تأثیر عصاره‌های گیاهی بر خواص ساختاری

عصاره‌های گیاهی به‌طور قابل توجهی بر خصوصیات ساختاری فیلم‌ها اثر می‌گذارند. ساختار فیلم‌ها تحت تأثیر پراکندگی اجزای موجود در فیلم است. در طی آزمایشی مشاهده کردند که ترکیب عصاره آویشن در فیلم‌های نشاسته تأثیر قابل توجهی در ساختار فیلم ندارد، اما در فیلم‌های کیتوسان، پلی‌ فنول‌های موجود در عصاره آویشن منجر به یک ساختار منظم‌تر و متراکم‌تر از زنجیره‌های پلیمری می‌شوند که مربوط به واکنش‌های بین پلی فنول‌ها و کیتوسان است و این امر موجب افزایش مقاومت مکانیکی فیلم می‌شود. خواص ساختاری فیلم پروتئین سویا غنی شده با عصاره تمشک توسط Wang و همکارانش مورد بررسی قرار گرفت. فیلم پروتئین سویا یک ساختار نسبتاً همگن و آمورف دارد که پس از ادغام عصاره تمشک در فیلم، ساختار فیلم منظم‌تر و انعطاف‌پذیرتر می‌شود که می‌تواند به‌دلیل برهم‌کنش‌های بین عصاره تمشک و پروتئین سویا باشد.

در سال ۲۰۱۴، Li و همکارانش خواص ساختاری فیلم‌های ژلاتینی را با عصاره‌ گیاه‌های مختلف بررسی کردند. میکروگراف‌های الکترونی روبشی فیلم‌های ژلاتینی همراه با عصاره طبیعی نشان داد که سطح فیلم بدون عصاره همگن و بدون حباب است اما پس از افزودن بعضی از عصاره‌ها مانند چای سبز، عصاره دانه انگور و زنجبیل، سطح ناهمگن و متخلخل تشکیل می‌شود و هرچه میزان عصاره بیشتر شود سطح ناهمگن‌تری نیز تشکیل می‌شود.

شکل 2) OPC: عصاره دانه انگور ( پروانتوسیانیدین) GSP: دانه انگور (پلی فنول‌ها) GBE: عصاره برگ Gingko و GTE: عصاره چای سبز GE: عصاره زنجبیل
شکل 2) OPC: عصاره دانه انگور ( پروانتوسیانیدین) GSP: دانه انگور (پلی فنول‌ها) GBE: عصاره برگ Gingko و GTE: عصاره چای سبز GE: عصاره زنجبیل

خاصیت آنتی‌اکسیدانی عصاره گیاهان

استفاده از عصاره‌های گیاهی برای فیلم‌های بسته‌بندی زیست تخریب‌پذیر عمدتاً باعث خاصیت آنتی‌اکسیدانی فیلم می‌شود. این نوع بسته‌بندی می‌تواند برای مهار یا کاهش تخریب و اکسایش مواد غذایی استفاده شود. بسته‌بندی آنتی‌اکسیدانی به‌عنوان روشی امیدوارکننده برای تقویت ماندگاری محصول غذایی استفاده می‌شود. ترکیب عصاره‌های گیاهی در فیلم‌های خوراکی نشاسته یا پروتئین می‌تواند بسته‌بندی با خواص آنتی‌اکسیدانی ایجاد کند. عصاره‌های گیاهی سیستم‌های پیچیده‌ای هستند که در غلظت‌های مختلف حاوی اجزای فعال زیستی هستند. افزودن عصاره‌های گیاهی باعث افزایش خاصیت زیست‌محیطی در پلیمرهای زیستی مانند کیتوسان می‌شود؛ بنابراین می‌توانند کاربردهای کلی آن‌ها را ارتقا دهند.

در مطالعه‌ای دیگر مشاهده کردند که فیلم‌های حاوی عصاره نعناع نسبت به فیلم‌های حاوی عصاره‌های پوست انار فعالیت آنتی‌اکسیدانی بیشتری دارند. در دمای بالاتر چون عصاره نعناع و عصاره پوست انار به مقدار بیشتری از فیلم‌ها آزاد می‌شوند؛ بنابراین فعالیت آنتی‌اکسیدانی بیشتر می‌شود. در دماهای پایین انتشار عصاره‌ها از فیلم به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد، درنتیجه فعالیت آنتی‌اکسیدانی آن‌ها نیز کم می‌شود. در سال ۲۰۱۳ نیز اثر عصاره چای سبز و چای سیاه را بر خصوصیات آنتی‌اکسیدانی فیلم‌های کیتوسان بررسی کردند. این مطالعه نشان داد که افزودن عصاره‌های چای توانایی آنتی‌اکسیدانی فیلم‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. ظرفیت مهار کردن رادیکال‌های فیلم توسط عصاره چای سبز از چای سیاه قوی‌تر بود. این تحقیق نشان داد که با ترکیب عصاره چای سبز با پلیمرهای زیست تخریب‌پذیر کیتوسان می‌توان یک فیلم فعال را به‌دست آورد که ممکن است گزینه خوب و جدیدی برای توسعه یک سیستم بسته‌بندی فعال آنتی‌‌اکسیدانی فراهم کند.

خواص ضدمیکروبی

عصاره‌های گیاهی در فیلم‌های پلیمری خاصیت ضدمیکروبی در مواد بسته‌بندی ایجاد می‌کند. این عصاره‌های گیاهی رشد عوامل بیماری‌زا و میکروارگانیسم‌هایی که باعث فاسد شدن مواد غذایی می‌شوند را کاهش می‌دهند و باعث افزایش ماندگاری مواد غذایی می‌شوند. با وجود در دسترس بودن بسیاری از داروهای ضدمیکروبی، اما عصاره‌های گیاهی به‌عنوان داروهای ضدمیکروبی طبیعی شناخته می‌شوند و به‌دلیل خاصیت آنتی‌باکتریایی، ضدقارچی و آنتی‌اکسیدانی در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی به وفور استفاده می‌شوند.

طبق تحقیقی که Bonilla و Sobral در سال ۲۰۱۶ انجام دادند به این نتیجه رسیدند که فیلم‌های ژلاتینی و کیتوسانی حاوی عصاره‌های گیاهی باعث مهار شدن رشد استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیاکلی می‌شود. شکل زیر میزان رشد قارچ را در نمونه‌های نان بسته‌بندی شده در فیلم‌های ساخته شده با پلی‌اتیلن، کیتوسان و فیلم‌های کامپوزیتی بر پایه کیتوسان که با درصدهای مختلف از عصاره بذر گریپ‌فروت ترکیب شده است را نشان می‌دهد. نمونه نان بسته‌بندی شده در پلی‌اتیلن با چگالی کم به‌عنوان شاهد استفاده شد و مشاهده کردند که پس از سه روز ذخیره‌سازی در ۲۴ درجه سانتی‌گراد، قارچ قابل توجهی در سطح نمونه رشد کرده است؛ اما با این حال در تمام نمونه‌های بسته‌بندی شده با فیلم کیتوسان خالص یا کامپوزیت مبتنی بر کیتوسان تأخیر در رشد قارچ را مشاهده کردند. در نمونه‌های بسته‌بندی شده با فیلم کیتوسان در روز پنجم رشد قارچ مشاهده شد. فعالیت ضد قارچی فیلم‌های کامپوزیتی مبتنی بر کیتوسان به‌ویژه با افزایش محتوای عصاره بذر گریپ‌فروت افزایش یافته است.

برای فیلم‌های کامپوزیتی بر پایه کیتوسانی که حاوی ۰.۵ درصد عصاره بذر گریپ‌فروت بودند، در روز هشتم رشد قارچ در نمونه را مشاهده کردند. با افزایش مقدار عصاره به یک درصد، در روز نهم و سپس با افزایش به ۱.۵ درصد در روز دهم رشد قارچ‌ها را در نمونه‌های بسته‌بندی شده مشاهده کردند؛ بنابراین به‌طور کلی ترکیب عصاره بذر گریپ‌فروت در فیلم‌های کیتوسان باعث بهبود خاصیت ضد قارچی فیلم می‌شود و به‌طور قابل توجهی تکثیر قارچ در نمونه نان را به تأخیر می‌اندازد.

شکل 3) مقایسه وضعیت نمونه‌های نان بسته‌بندی شده در فیلم‌های کامپوزیتی بر پایه کیتوسان الف) پلی‌اتیلن با دانسیته کم ب) کیتوسان خالص ج) 0.5 درصدعصاره دانه گریپ‌فروت د) 1 درصد عصاره دانه گریپ‌فروت ه) 1.5 درصد عصاره دانه گریپ‌فروت
شکل 3) مقایسه وضعیت نمونه‌های نان بسته‌بندی شده در فیلم‌های کامپوزیتی بر پایه کیتوسان الف) پلی‌اتیلن با دانسیته کم ب) کیتوسان خالص ج) 0.5 درصدعصاره دانه گریپ‌فروت د) 1 درصد عصاره دانه گریپ‌فروت ه) 1.5 درصد عصاره دانه گریپ‌فروت

تجاری‌سازی

بسته‌بندی عامل مهمی در صنایع غذایی است و تحت سلطه پلیمرهای مشتق شده از نفت است. با این حال، میزان تحقیقات مربوط به تولید و توصیف فیلم‌های تخریب‌پذیر بر پایه عصاره گیاه به‌طور قابل توجهی افزایش یافته است. عمدتاً به‌دلیل علاقه برای به حداقل رساندن فیلم‌های ساخته شده با استفاده از پلاستیک‌های تخریب‌ناپذیر، تولید فیلم‌های بسته‌بندی زیست تخریب‌پذیر تهیه شده از پلیمرهای مختلف یعنی پلی‌ساکاریدها، پروتئین‌ها، لیپیدها یا مواد ترکیبی و عصاره گیاهان گسترش یافته است. عصاره گیاهان بالقوه از منابع طبیعی معمولاً به‌عنوان ترکیبات ایمن مورد استفاده قرار می‌گیرند تا خواسته‌های مصرف‌کننده را برای غذاهای سالم و عاری از مواد افزودنی شیمیایی برآورده شود.

نتیجه‌گیری

اختلاط عصاره‌های گیاهی در فیلم‌های تخریب‌پذیر نشان‌دهنده یک روش امیدوار کننده برای توسعه فیلم‌های بسته‌بندی زیست‌سازگار است. عصاره گیاهی موجود در فیلم‌های بسته‌بندی تخریب‌پذیر باعث بهبود بعضی از خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و نفوذناپذیری می‌شود. همچنین عصاره‌های گیاهی می‌توانند فیلم‌های دارای خاصیت آنتی‌اکسیدانی و ضدمیکروبی به‌وجود آورند که به ترکیب و واکنش آن‌ها با پلیمر بستگی دارد. بسته‌بندی ضدمیکروبی سیستمی است که می‌تواند رشد میکروارگانیسم‌ها را محدود یا آن‌ها را از بین ببرد، بنابراین عمر مفید محصولات فاسدشدنی و ایمنی محصولات بسته‌بندی شده را افزایش می‌دهد.

نگهداری از مواد غذایی از زمان تولید تا هنگام مصرف امری ضروری است. ترکیب عصاره‌های گیاهی در فیلم‌ها یک روش امیدوارکننده برای جلوگیری یا کاهش تخریب مواد غذایی است. درنتیجه به حفظ و گسترش عمر مفید مواد غذایی کمک می‌کند؛ اما با این حال برای بهبود خصوصیات مکانیکی فیلم‌ها در استفاده‌های صنعتی باید تلاش‌های بیشتری انجام شود. همچنین ثبات فیلم‌ها با توجه به رنگ، شفافیت، ضدمیکروبی بودن و حفظ طعم نیاز به مطالعات بیشتری دارد. علاوه بر این طیف گسترده‌ای از منابع گیاهی طبیعی با خواص زیست‌فعال وجود دارد که باید مورد بررسی قرار بگیرند و برای توسعه بسته‌بندی‌های فعال یا فیلم‌های مبتنی بر پلیمر زیست تخریب‌پذیر استفاده شوند.

تنوع گسترده‌ای از مولکول‌های آنتی‌‌اکسیدانی نظیر ترکیبات فنولی، اسیدهای فنولی، فلاونوئیدها، کوئینون‌ها و تانن‌ها، کاروتنوئیدها و آسکوربیک اسید در گیاهان حضور دارند. این آنتی‌ اکسیدان‌های طبیعی در بخش‌های مختلف گیاه مانند چوب، پوست، ساقه، میوه، برگ، ریشه، گل، دانه گرده و بذر توزیع شده‌اند ترکیبات فنولی آنتی ‌اکسیدانی ممکن است به‌عنوان اجزای مهارکننده رادیکال‌های آزاد یا یون‌های فلزی فعال در واکنش‌های احیا که قادر به کاتالیز پراکسیداسیون لیپیدها هستند، مصرف شوند.

منبع
Trends in Food Science & Technology
برچسب‌ها
نمایش بیشتر

نوشته‌های مشابه

پاسخی بگذارید

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

دکمه بازگشت به بالا
EnglishIran
بستن
بستن