پایان نامه: بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص فیزیکو شیمیایی، عبوردهی و معادلات رشد میکروبی باکتری اشریشیا کلی بر بستر ترکیبی پلی ساکارید سویا(SSPS) و نشاسته کاساوا

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته: علوم و صنایع غذایی

عنوان : بررسی اثر  نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص فیزیکو شیمیایی، عبوردهی و معادلات رشد میکروبی باکتری  اشریشیا کلی بر بستر ترکیبی پلی ساکارید سویا(SSPS) و نشاسته کاساوا

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

پایان نامه کارشناسی ارشد در رشته­ مهندسی علوم و صنایع غذایی

عنوان:

بررسی اثر  نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص فیزیکو شیمیایی، عبوردهی و معادلات رشد میکروبی باکتری  اشریشیا کلی بر بستر ترکیبی پلی ساکارید سویا(SSPS) و نشاسته کاساوا

استاد راهنما:

دکتر فریبرز ناهیدی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب:

چکیده

امروزه آلودگی­های شیمیایی ناشی از ورود پلیمرها، پلاستیک­ها و مواد بسته­بندی سنتزی به طبیعت یکی از بزرگترین خطراتی است که زندگی بشر را تهدید می­کند، از این رو پژوهشگران همواره درصدد بوده­اند تا راهی برای این حل این مشکل بیابند. این کوشش­ها در سال­های اخیر نمود بیشتری یافته و در این راستا فیلم­ها وپوشش­های خوراکی تجزیه­پذیر از پلیمرهای طبیعی ساخته می­شود که ضمن کمک به حل مساله­ی آلودگی­های محیط­زیست باعث ایجاد بازارهای جدید برای فروش فرآورده­های کشاورزی نیز می­گردد. نشاسته یکی از فراوان­ترین و ارزان­ترین بیوپلیمرهای کربوهیدراتی است که ویژگی تشکیل فیلم بسیارخوبی دارد. با این حال، مقاومت کم آن نسبت به بخار آب و ویژگی­های مکانیکی نسبتاً ضعیف فیلم­های حاصل ازآن در مقایسه با فیلم­های سنتزی رایج می­باشد. به تازگی، یک پلی ساکارید از مواد دیواره سلولی لپه سویا استخراج شده است. این پلی ساکارید محلول در سویا(SSPS) ، دارای یک ساختار پکتین مانند است. برخی از بزرگ ترین پیشرفت­های حاصل شده در صنعت بسته بندی مواد غذایی مرتبط با فناوری نانو است. در این کار پژوهشی تولید و ارزیابی ویژگی­های فیلم­های خوراکی بر بستر ترکیبی فیلم نشاسته تاپیوکا/ SSPS، حاوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم مورد بررسی قرار گرفت. در این پژوهش فیلم­های ترکیبی نشاسته تاپیوکا/ SSPS، به همراه نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در غلظت­های 0، 1، 3، و 5 % با استفاده از روش کاستینگ (Solvent Casting) تهیه شد. کلیه خواص فیزیکوشیمیایی، مکانیکی و عبوردهی نسبت به بخار آب و اکسیژن به روش استاندارد ملی امریکا انجام شد. آزمون مکانیکی نانو بایوکامپوزیت فیلم­های ترکیبی نشاسته تاپیوکا/SSPS حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم، افزایش استحکام کششی و مدول یانگ، کاهش درصد کشیدگی را به دلیل افزایش غلظت نانو ذرات نشان دادند. خواص فیزیکوشیمیایی ( میزان جذب آب و حلالیت ) و خواص ممانعتی ( نفوذ پذیری نسبت به بخار آب و اکسیژن )، با افزایش میزان نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم کاهش معنی داری ( 05/0 > P)، را نشان دادند. فیلم­های خوراکی ترکیبی نشاسته تاپیوکا/SSPS، ساپورت شده باTio2  خواص ضد میکروبی خوبی را در مقابل باکتری اشریشا کلی، از خود نشان دادند. که این موضوع بیانگر خاصیت ضد میکروبی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم است. به طور کلی با توجه به بررسی­های انجام شده نانو دی اکسید تیتانیوم توانایی بهبود خواص اساسی فیلم­های ترکیبی نشاسته تاپیوکا/SSPS، را دارا می­باشند و می­توانند به عنوان فیلم خوراکی و بسته بندی فعال در صنایع غذایی مورد استفاده قرار گیرند.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

واژه یا اصطلاح بسته­بندی به هر ماده، ظرف یا پوششی که جهت جلوگیری از آلودگی طی حمل­و­نقل و جابه­جایی، حفاظت، بهبود و بازار­یابی یا فروش هر فرآورده یا ماده به­کار می­رود اتلاق می­گردد ( لوپز- روبیو[1] و همکاران، 2004). هدف از بسته­بندی مواد غذایی حفاظت از ایمنی و کیفیت ماده­ی غذایی حاوی آن از زمان تولید تا زمان مصرف توسط مصرف­کننده می­باشد. یکی دیگر از کاربرد­های مهم بسته­بندی ماده­ی غذایی حفاظت از محصول در برابر آسیب­های فیزیکی شیمیایی و بیولوژیکی می­باشد. شناخته­ترین مواد بسته­بندی دارای خصوصیات ذکر شده مواد بسته­بندی پلاستیکی می­باشند ( دالین و شورتن[2]، 1998).توسعه­ی روز افزون صنایع پتروشیمی و پیشرفت سریع تکنولوژی­های مربوط به تولید پلاستیک­های صنعتی موجب کاربرد هر چه بیشتر پلیمرهای نفتی در صنایع بسته­بندی و به خصوص بسته­بندی­های ویژه­ی مواد غذایی شده است. دلیل این امر دسترسی آسان به ماده­ی اولیه، هزینه­ی نسبتا پایین، ویژگی­های مکانیکی مطلوب و بازدارندگی خوب می­باشد ( سیراکسا[3] و همکاران، 2008). با این حال بازیافت نشدن مواد بسته­بندی پلاستیکی یکی از محدودیت­های جدی این مواد می­باشد. اغلب پلیمرهای سنتزی با منشاء نفتی به تخریب بیولوژیکی مقاوم می­باشند و پیوندهای کربنی آن­ها توسط آنزیم­های میکروارگانیسم­ها شکسته نمی­شوند و زیست تخریب­پذیر[4] نمی­باشند. دومین مشکل مربوط به محدودیت مکانی به­ویژه در مکان­های پر جمعیت است، یافتن مکان مناسب برای دفع زباله­های تولیدی و صنعتی در آینده مشکل­تر از پیش می­باشد ( هاگارد[5] و همکاران، 2001). مشکل دیگر بسته بندی­های پلاستیکی مهاجرت ترکیبات استفاده شده در فرمولاسیون مانند نرم کننده­ها[6]، مونومرها و باقیمانده حلال به داخل ماده غذایی می­باشد که موجب کاهش ایمنی و ایجاد بد طعمی ­در ماده غذایی می­گردد ( مانهیم و پاسی[7]، 1990). فاکتور بعدی که باید مورد توجه قرار گیرد وابستگی مواد بسته­بندی پلاستیکی به مواد نفتی می­باشد. با توجه به محدودیت و افزایش قیمت این منابع یافتن روش­های مقرون به صرفه­ی تولید مواد بسته ­بندی مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر عوامل زیست محیطی ذکر شده بسته­ بندی مواد غذایی با تغییرات قابل توجهی در توزیع مواد غذایی شامل جهانی شدن زنجیره­ی غذایی، افزایش تمایل مصرف کنندگان به مصرف غذاها­ی تازه­تر و با کیفیت بهتر و ایمن­تر مواجه شده است ( لوپز- روبیو[8] و همکاران، 2004).به طور کلی مصرف کنندگان مواد بسته بندی را تقاضا می­کنند که طبیعی­تر، از بین رونده­تر و دارای پتانسیل تجزیه پذیری زیستی و نیز قابلیت برگشت پذیری داشته باشد. به همین دلیل علاقه به مطالعه و توسعه بیوپلیمرها با منابع تجدید شدنی که قادر به تجزیه توسط فرآیند کود شدن طبیعی می­باشند برای کاربرد بسته بندی افزایش یافته است. فیلم و پوشش خوراکی لایه نازکی از مواد خوراکی است که توسط فرآیندهای مناسب صنعت غذا ساخته شده و برای دستیابی به اهدافی از قبیل کنترل انتقال رطوبت، محدود کردن انتقال گازها، به تعویق انداختن مهاجرت روغن و چربی، حمل افزودنی های غذایی مانند عوامل ضد میکروبی و آنتی کسیدان ها، بهبود کیفیت و افزایش ماندگاری بر روی محصول غذایی قرار می­گیرد. زیست تخریب پذیر بودن و خوراکی بودن این ترکیبات سبب شده است که به طور وسیع مورد پژوهش و کاربرد قرار گیرند. از جمله کاربردهای فیلم­های خوراکی در ارتباط با مواد غذایی می توان به پوشش دادن آن­ها بر سطح فرآورده های قنادی، میوه ها و سبزی های تازه، برخی فرآورده­های گوشتی، برخی فرآورده های لبنی، شکلات، غلات صبحانه ای، طیور و ماهی، فرآورده­های منجمد، فرآورده­های خشک شده و نظایر این­ها اشاره داشت (ناکائو[9] و همکارانش، 2007 ). فیلم­های خوراکی لایه نازکی از بیوپلیمرها هستند که برای بهبود و نگه داری بهتر مواد غذایی بر روی سطح ماده غذایی کشیده می­شوند و یا بین اجزای مواد غذایی قرار داده می­شوند. البته عمدتا" فیلم­ها و پوشش­های خوراکی برای حذف بسته بندی غیر خوراکی استفاده نمی­شوند بلکه به همراه بسته بندی­های مرسوم به بهبود کیفیت و ماندگاری کمک می­کنند و تعداد لایه­های بسته بندی را کاهش می­دهند و بعد از این که بسته باز شد حفاظت از غذا را ادامه می­دهند. فیلم­های خوراکی همچنین ممکن است به عنوان لایه­ای از بسته بندی­های چند لایه مورد استفاده قرار گیرند (قنبر زاده و همکاران، 1388).پوشش مواد غذایی با فیلم های خوراکی دارای مزایای زیادی است از جمله سلامتی ویژگی های حسی و اقتصادی بودن و اینکه خود پوشش نیز دارای ارزش تغذیه ای است مانع فساد وآلودگی میکروبی میشوند و باعث استحکام و یکپارچگی مواد غذایی هستند ( دویتینک[10] و همکاران، 1998 ؛ نوسینوویچ[11]، 1997 ؛ اوتارا[12] و همکاران، 2002). 1-2- پیش زمینهبسته بندی های زیست تخریب پذیر که قابلیت خوراکی بودن و مصرف به همراه ماده غذایی را دارند شامل فیلم ها و پوشش­های خوراکی می­باشند. فیلم های خوراکی لایه هایی از مواد قابل هضم هستند که به عنوان پوشش مواد غذایی(پوشش های خوراکی) و یا به عنوان مانعی بین غذا و سایر مواد و یا محیط ها استفاده می­شوند. پوشش­های خوراکی قابل تجزیه به وسیله میکروارگانیسم ها مصرف شده و به ترکیبات ساده تبدیل می­شوند. ­پلی ساکارید هایی مانند کیتوزان، نشاسته و سلولز، پروتئین هایی مانند زئین و کلاژن و چربی هایی مانند تری گلیسیریدها و اسیدهای چرب می­توانند به عنوان فلیم های خوراکی استفاده شوند. فیلم­های پلی ساکاریدی قیمت پایینی دارند اما مانع مناسبی در برابر نفوذ رطوبت نیستند. فیلم­های پلی ساکاریدی دارای قابلیت های مفیدی مثل شکل پذیری در فرآیند، خاصیت ارتجاعی و ممانعت خوب در برابر نفوذ اکسیژن هستند. ­اما عبور­ناپذیری آن­ها در برابر نفوذ آب ضعیف است. ­اکسیژن بالا در بسته بندی غذا به رشد میکروب، حذف طعم و بوی ایجاد شده، تغییر رنگ و از بین رفتن غذا کمک می­کند و علت عمده کاهش زمان نگهداری غذاها به شمار می رود. بنابراین کنترل سطح اکسیژن در بسته بندی غذا ­­­امری مهم تلقی می­شود. بخار آب تشکیل شده در داخل بسته بندی باعث رشد میکرواگانیسم­ها و در نتیجه از بین رفتن کیفیت غذا و کاهش زمان ماندگاری می­گردد. یکی از راه های رفع این نقایص در فیلم­های پلیمری زیستی ایجاد ترکیب هایی از آن­ها با نانو ذرات است که موجب تحقیق و توسعه نانو کامپوزیت های زیستی شده است. استفاده از نانو تکنولوژی دراین پلیمرها ممکن است امکانات جدیدی را برای بهبود نه تنها ویژگی­ها بلکه به طور همزمان بهبود ارزش، قیمت و راندمان را سبب شود. اندازه نانو ذرات موجب پراکندگی و توزیع خوب آن­ها می­شود. این نانو کامپوزیت ها می­توانند به طور قابل توجهی ویژگی­های مکانیکی، حرارتی، ممانعتی و فیزیکوشیمیایی بهبود یافته ای در مقایسه با پلیمرهای اولیه و کامپوزیت های میکرو سایز مرسوم نشان دهند ( آل حسن[13] و همکاران، 2012). رشد میکروب ها روی سطح مواد غذایی دلیل اصلی فساد مواد غذایی و بیماریزایی در مصرف کننده می باشد. به این دلیل تلاش های زیادی برای تیمار این سطوح به روش های گوناگون مانند اسپری یا غوطه ور کردن در مواد نگهدارنده مختلف صورت گرفته است. فیلم­های خوراکی به تنهایی و یا همراه با مواد ضد میکروبی، موجب مهار رشد باکتری­ها در سطح مواد غذایی و در نتیجه فساد آن­ها می­شوند. فناوری نانو می­تواند در مواردی مانند افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها، افز ایش ویژگی های ممانعتی، افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد ( آل حسن و همکاران، 2012). 1-3- بیان مسئلهمشتری­ها غذاهایی ماندگار­تر و با کیفیت بالاتر را تقاضا می­کنند، در عین حالی که آسیب پذپری بسته بندی کمتر باشد و قابلیت بازیافت افزایش یابد. این گونه تقاضاها باعث افزایش علاقه به فیلم­های خوراکی و قابل تجزیه به لحاظ زیستی یا موادی شده­اند که برای گسترش عمر مواد غذایی و توسعه کیفیت به کار برده می­شوند. این گونه فیلم­ها دارای توانایی کاهش میزان مواد بسته بندی پلیمر سنتزی مرسوم غیر قابل تجدید هستند و نیز استفاده از ترکیبات محصولات کشاورزی فیلم­های خوراکی می­توانند از پروتئین، پلی ساکاریدها، لیپیدها یا ترکیبی از این مواد آماده شوند. فیلم­های نشاسته به علت خصوصیات هیدروفیلی پلیمرهای نشاسته، مانع کمی در برابر آن هستند. فیلم­های پروتئین یا پلی ساکاریدها خصوصیات مکانیکی و نوری خوبی دارند اما بسیار حساس به رطوبت هستند ( احمدا[14] و همکاران، 1999). در قرن نوزدهم ایده­های مربوط به صنعت بسته­بندی مواد غذایی و محافظت از مواد غذایی  ابداع گردید. ایده­هایی که حتی تا به امروز در این صنعت مطرح هستند. اما اختراعاتی مثل ساخت بطری­های شیشه­ای، پوشش سلفون، فویل آلومینیومی و ظروف پلاستیکی که در قرن بیستم روی داد به شکل چشمگیری، انعطاف­پذیری صنعت مواد غذایی را بالاتر برد و آن را کاربردی­تر کرد. پیشرفت­های دیگری نظیر استفاده از مواد ضد میکروبی یا جاذب اکسیژن در ساخت ظروف مواد غذایی موجب شکل­گیری رویه جدیدی در افزایش ماندگاری مواد غذایی و حفاظت آن­ها در برابر تأثیرات محیطی شد. با این حال روند فعلی عرضه محصولات غذایی در سطح جهان مثل افزایش فرآوری صنعتی غذاها، حجم بالای صادرات و واردات محصولات غذایی و کوتاه­تر شدن زمان تهیه مواد غذایی تازه، صنعت بسته­بندی محصولات غذایی را وادار می­کند به دنبال راه کارهای جدیدتر و پیشرفته­تر بسته­بندی باشد. زمانی حفاظت و افزایش طول عمر مواد غذایی هدف اصلی صنعت بسته­بندی این محصولات بود اما هم اکنون سهولت در کاربرد و آسانی مصرف هم به همان اندازه اهمیت یافته است. در این عرصه اهمیت عوامل دیگری همچون امکان ردیابی، تجهیز به نشان­گرهای الکترونیکی و با دوام بودن نیز رو به افزایش است. بسیاری از پیشرفت­های جدید صنعت بسته­بندی مواد غذایی پاسخگوی این نیازها است. بسته­بندی هوشمند و فعال مواد غذایی علاوه بر به تأخیر انداختن عوامل محیطی مؤثر بر مواد غذایی، روشی پویاتر را برای حفظ نگهداری محصول به کار می­گیرد. به عنوان مثال دو مقوله مهم در حفظ کیفیت ماده غذایی بسته­بندی شده، کنترل میزان رطوبت و اکسیژن است. وجود اکسیژن در ظرف حاوی ماده غذایی موجب رشد میکروب­های هوازی و کپک­های قارچی می­شود. به علاوه فعالیت­های اکسیدی درون ظرف باعث ایجاد طعم و بوی ناخواسته و تغییر در رنگ و خصوصیات تغذیه­ای ماده غذایی می­شوند. به همین ترتیب وجود رطوبت در ظرف محتوی ماده غذایی ممکن است باعث ایجاد کلوخه در محصولات پودری شکل یا نرم شدن مواد غذایی ترد شود. به علاوه وجود رطوبت به رشد میکروب کمک می­کند. از سوی دیگر، خشکی بیش از حد فضای درون ظرف نیز باعث کم آب شدن ماده غذایی می­شود. در بسته­بندی فعال ظروف، شامل موادی هستند که این معضلات را بر طرف می­کند. برخی از مهیج­ترین پیشرفت‌های حاصل شده در صنعت بسته­بندی مواد غذایی مرتبط با فناوری نانو است. فناوری نانو که علم مطالعه نانو ذره­هاست، تأثیر بزرگی بر مواد مورد استفاده در صنعت بسته­بندی مواد غذایی داشته است. با بهره گرفتن از ابداعاتی که در مقیاس نانو صورت می‌گیرد می‌توان به ایده­های جدیدی در خواص فنی و قابلیت ممانعت کنندگی ظروف، ایده­های جدید در تشخیص عوامل بیماری­زا و راه‌ کارهای جدید بسته­بندی فعال و هوشمند دست یافت. نانوکامپوزیت­ها در رأس ابداعات فن‌آوری نانو مرتبط با صنعت بسته­بندی مواد غذایی قرار دارند. نانوکامپوزیت‌ها مواد هستند که از ترکیب نانو ذره­ها ساخته می‌شوند. فیلم­های پلاستیکی نانوکامپوزیتی این قابلیت را دارند که از نفوذ اکسیژن، دی­اکسید کربن و رطوبت به داخل ظرف جلوگیری کنند. به این ترتیب ظروفی که در ساختار آن­ها از فیلم­های نانوکامپوزیت استفاده شده است، باعث افزایش ماندگاری ماده غذایی می‌شوند. ظروف نانوکامپوزیت سبک، محکم و مقاوم به حرارت هستند. علاوه بر این تحقیقاتی در زمینه ساخت ظروف با استفاده از مواد نانوکامپوزیت زیست­ تجزیه­پذیر درحال انجام است. با این‌ که استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در صنایع بسته­بندی مواد غذایی تضمین کننده سطح بالای ممانعت کنندگی ظرف است، نوع دیگری از مواد نانو توانایی بالایی در کنترل رشد میکروب‌ها دارد ( آل حسن[15] و همکاران، 2012). 

1-4- اهمیت موضوع

مواد استفاده شده برای بسته بندی که از سوخت های فسیلی تولید شده اند عملاً تجزیه ناپذیر می باشند. به همین دلیل مواد بسته بندی غذاها نیز مانند سایر مواد بسته بندی مشکلات جدی را از لحاظ محیط زیست ایجاد می­کنند. در نتیجه مطالعاتی جهت استفاده از بسته بندی های زیست پایه تخریب پذیر انجام گرفته است. حدود 125 میلیون تن سالانه در جهان پلاستیک تولید می شود که حدود 30 میلیون تن آن در بخش بسته بندی مصرف می­شود ( لین[16] و همکاران، 2005 ؛ مارینیلو[17] و همکاران، 2007 ). به منظور کاهش ضایعات بسته بندی پلاستیکی زیست تخریب ناپذیر استفاده از پلاستیک های زیست پایه تخریب پذیر مانند نشاسته، سلولز، PLA، ژلاتین و... ضروری می­باشد ( ویلهلم[18] و همکاران، 2003 ؛ الماسی[19] و همکاران 2009).به طور کلی مصرف کنندگان مواد بسته بندی را تقاضا می­کنند که طبیعی­تر، از بین رونده تر و دارای پتانسیل تجزیه پذیری زیستی و نیز قابلیت برگشت پذیری داشته باشد. به همین دلیل علاقه به مطالعه و توسعه بیوپلیمرها با منابع تجدید شدنی که قادر به تجزیه توسط فرآیند کود شدن طبیعی می باشند برای کاربرد بسته بندی افزایش یافته است. زیست تخریب پذیر بودن و خوراکی بودن فیلم و پوشش خوراکیف سبب شده است که به طور وسیع مورد پژوهش و کاربرد قرار گیرند. از جمله کاربردهای فیلم­های خوراکی در ارتباط با مواد غذایی می توان به پوشش دادن آن­ها بر سطح فرآورده­های قنادی، میوه­ها و سبزی­های تازه، برخی فرآورده­های گوشتی، برخی فرآورده های لبنی، شکلات، غلات صبحانه­ای، طیور و ماهی، فرآورده­های منجمد، فرآورده­های خشک شده و نظایر این­ها اشاره داشت. ( ناکائو[20] و همکاران، 2007).افزودن پرکننده­های با حداقل اندازه در مقیاس نانو به فیلم های خوراکی و تولید پلیمرهای زیست نانو کامپوزیت می­تواند راه حل جدیدی برای این مشکل ارائه نماید. نانو ذرات وقتی به پلیمر اضافه می شوند علاوه بر تقویت خواص پلیمر می توانند دارای فعالیت ضدمیکروبی نیز باشند ( لی[21] و همکاران، 2004). این نسل جدید کامپوزیت­ها بهبود چشمگیری در مقایسه با پلیمرهای اولیه نشان می­دهند. برخی از نانو مواد می توانند ویژگی­های نفوذ پذیری مواد بسته بندی را تغییر داده سبب بهبود ویژگی­های مکانیکی، شیمیایی، حرارتی و میکروبی شوند. نانو سایز کردن ذرات موجب افزایش سطح نانو فیلرها و در نتیجه افزایش سطح داخلی و واکنش میان فیلر و پلیمر و در نتیجه بهبود زیادی در خواص پلیمر می شود. به عنوان مثال نانو ذرات اکسید مس، منیزیم و نقره دارای خاصیت ضد میکروبی هستند. نانو ذرات نقره می توانند بیش از 650 نوع باکتری شناخته شده را از بین ببرند. ( آریو[22] و همکاران، 2011). از نانو کامپوزیت­های خاک رس نیز می­توان برای تولید مواد اولیه بطری های ماء الشعیر استفاده کرد. مهم­ترین خصوصیت این مواد بازدارندگی آن­ها از خروج گاز دی اکسید کربن از این نوشیدنی­هاست. سیلیکات کلسیم نانو ساختار برای بسته بندی مواد غذایی فسادپذیر استفاده شده­اند. نانو ذرات سیلیکات کلسیم دارای ساختار متخلخل و خاصیت جذب رطوبت هستند. یکی از اکسیدهای معدنی ای که در سال­های اخیر بیش از پیش در دنیای نانو به ویژه در پوشش دهی منسوجات و تولید کرم­های ضد آفتاب و بسته بندی مورد استفاده قرار گرفته دی اکسید تیتانیوم است ( چامورن[23] و همکاران، 2008). این ماده در صنعت رنگ سازی کاربردهای فراوان دارد ولی ذرات کوچک نانو متری آن به دلیل داشتن خواص فوق العاده و منحصر به فرد موارد استفاده زیادی پیدا کرده اند. از این ماده در تصفیه، گندزدایی، رنگ زدایی، بوزدایی،ساخت سرامیک های ویژه، از بین بردن سلول­های سرطانی، ساخت فتوکاتالیست ها، کاغذ سازی، تولد لوازم بهداشتی و آرایشی، تهیه پوشش­های محافظ در مقابل اشعه ماوراء بنفش و ایجاد درخشندگی استفاده می­شود. دی اکسید تیتانیوم در اندازه نانومتری یک فوتوکاتالیست ایده آل است که مهم­ترین دلیل وجود این خاصیت در این ماده قابلیت جذب اشعه فرابنفش است. فوتون­های فرابنفش بسیار پر انرژی هستند و در بیشتر موارد می توانند به سادگی باعث تخریب اجسام گردند. این پدیده معمولاً از طریق شکست پیوندهای شیمیایی در آن­ها صورت می­گیرد. بنابراین دی اکسید تیتانیوم با جذب اشعه فرابنفش و به واسطه خاصیت فوتوکاتالیستی خود می­تواند پوششی ضد باکتری روی سطوح ایجاد کند و هم چنین مانع از عبور اشعه گردد. واکنش فوتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیوم برای غیرفعالسازی طیف وسیعی از میکروارگانیسم­ها استفاده شده است. TiO2 غیر سمی می­باشد و توسط اداره کل غذا و دارو امریکا (FDI) برای استفاده در غذای انسان، داروها، مواد در تماس با غذا و مواد آرایشی تأیید شده است. اثرات ضد باکتریایی و ضد قارچی دی اکسید تیتانیوم روی اشرشیا کلای، سالمونلا کلرئاسویس، ویبریو پاراهمولیتیکوس، لیستریا مونو سیتوژنز، سودو موناس آئروژنیوسا، استافیلوکوکوس اورئوس، دیاپورته اکتینیدیا، پنی سیلیوم اکسپنسوم گزارش شده است ( کیم[24] و همکاران، 2003 ؛ چو[25] و همکاران، 2004 ؛ مانرات[26] و همکاران، 2006 ؛ مانس[27] و همکاران، 1999).تلاش­هایی در مورد توسعه­ی بیو نانو کامپوزیت های دارای خواص حرارتی، مکانیکی و عملگراییِ بهبود یافته، صورت گرفته است که به دلیل ماتریکس یا پُر کننده های نانو ذره می باشد (جیا و همکاران[28]، ٢۰۰۶؛ چن و همکاران[29]، ٢۰۰۴). علاوه بر این، مواد بیوپلیمری، بعنوان تکنولوژی سبز[30] معروف هستند و زیست تخریب پذیر بوده و با محیط زیست سازگارند و در تکنولوژی های دارویی، بسته بندی غذایی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند (شاملی و همکاران[31]، ٢۰١۰؛ ما و همکاران[32]، ٢۰۰٩).پوشش­های خوراکی ممکن است از انواع پلی­ساکاریدها حاصل شود. این پوشش­ها برای جلوگیری از اتلاف رطوبت در برخی مواد غذایی در طول نگهداری کوتاه مدت به کار می­روند و طیف وسیعی از آن­ها، جهت بررسی امکان استفاده از آن­ها برای تشکیل فیلم و یا پوشش خوراکی مورد آزمایش قرار گرفته­اند ( کستر و فنما[33]، 1986 ؛ جانگ[34]، 2005). از آن جا که پلی­ساکاریدها مولکول­هایی آب دوست می­باشند، نمی­توانند سد فیزیکی مناسبی برای رطوبت باشند. علاوه بر جلوگیری از اتلاف رطوبت، برخی از انواع پلی­ساکاریدها تراوایی محدودی نسبت به اکسیژن دارند. کاهش نفوذپذیری نسبت به اکسیژن می­تواند در محافظت برخی مواد غذایی بسیار مفید باشد. پوشش­های پلی­ساکاریدی از منابع مختلف، از جلبک­های دریایی تا مواد استخراج شده از بافت پیوندی سخت پوستان تهیه می­گردند. برخی پلی­ساکاریدهایی که در فرمولاسیون پوشش­ها به کار می­روند عبارتند از نشاسته و مشتقات آن، مشتقات سلولز، کاراگینان، انواع صمغ­ها، پکتین، کیتوزان، آلژینات می­باشند (ترزا[35]، 1999).کاساوا گیاهی چوبی و بومی آمریکای جنوبی است که به طور گسترده به عنوان یک محصول هر ساله در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری برای ریشه غده ای نشاسته ای آن کشت می­شود که عمده ترین منبع کربوهیدرات است ( مارایا و همکاران، 2009).پلی ساکارید SSPS از خانواده پکتین مانند از بیوپلیمر اسیدی استخراج شده از محصول فرعی کربوهیدرات باقی مانده از تولید پروتئین سویا جدا شده، تولید می­شود ( شوری[36] و همکاران، 1985). SSPS   می­تواند فیلم­های زیست تجزیه پذیر با ظاهر خوب و خواص مکانیکی رضایت بخش تولید کنند ( سالار باش[37] و همکاران، 2013). پلی ساکارید سویا، نرم و سفید رنگ بوده و دارای نشاسته یا قند نمی­باشد. پلی ساکارید سویا، دارای %٧۵ فیبر رژیمی است و در آن، ترکیبات مهم مانند سلولز، همی سلولز، پکتین، صمغ و موسیلاژ وجود دارند (آرسکار و همکاران[38]، ٢۰١٢).تلفیق نانو ذرات فلزی دی اکسید تیتانیوم در فیلم ترکیبی نشاسته کاساوا/SSPS، موجب ایجاد نوعی بسته بندی فعال می­گردد. بسته بندی فعال نوعی بسته بندی است که علاوه بر داشتن خواص بازدارندگی اصلی بسته بندی های معمول (مانند خواص بازدارندگی در برابر گازها، بخارآب و تنش های مکانیکی)، با تغییر شرایط بسته بندی، ایمنی، ماندگاری و یا ویژگی­های حسی ماده غذایی را بهبود می­بخشد و در عین حال کیفیت ماده غذایی را حفظ می­کند. 

1-5- اهداف تحقیق

هدف اصلی از این پژوهش تهیه فیلم­های ترکیبی نشاسته کاساوا/ SSPS، غنی شده با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم می باشد. همچنین با توجه به نقصان در جذب عنصر روی مواد غذایی توسط بدن و عوارض ناشی از کمبود آن، این فیلم­ها می­تواند تا حدی در جبران این مشکل مؤثر باشند. زیست تخریب پذیر بودن و شکل پذیری خوب نشاسته کاساوا و خواص مکانیکی خوب فیلم­های SSPS، موجب اهمیت کاربرد آن در تهیه فیلم­های خوراکی جهت بسته بندی مواد غذایی و داروها می­باشد. 

1-6- محدودیت­های تحقیق

در این پژوهش حداکثر غلظت ترکیب نانو به عنوان یک محدود کننده مطرح می­گردد. بیشتر از 5% ترکیب نانو باعث هتروژن نمودن فیلم می­شد. 

1-7- نمودار تحقیق

شکل 1-1 نمودار تحقیق را برای این پژوهش نشان می­دهد. تعداد صفحه : 93قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید