روایت تازه از فیلم های بسته بندی فعال زیست تخریب پذیر حاوی عصاره های گیاهی

در ادامه این مطلب، مهم‌ترین اطلاعات منتشر شده درباره «فیلم های بسته بندی فعال زیست تخریب پذیر حاوی عصاره های گیاهی» را همراه با جزئیات تکمیلی مطالعه خواهید کرد.

در ادامه، تمامی اطلاعات موجود درباره این موضوع به صورت یکجا گردآوری شده است تا بتوانید بدون نیاز به مراجعه به منابع مختلف، جزئیات کامل را مطالعه کنید.

ویژگی های مطلوب محصولات پلاستیکی مانند قیمت پایین، وزن پایین، استحکام و شکل پذیری مطلوب و استفاده راحت، سبب شده است همواره انتخاب اول تولیدکنندگان برای بسته بندی فرآورده های غذایی باشد. این محصولات دارای کیفیت ظاهری خوب، ویژگی های فرایندی مناسب و خواص فیزیکوشیمیایی عالی هستند. میزان استفاده از پلاستیک ها به طور گسترده ای در طول سه دهه اخیر افزایش یافته است، بطوریکه بیش از 40 درصد از آنها برای بسته بندی استفاده شده و از این میان تقریبا نیمی در صنایع غذایی و نوشیدنی مصرف می گردد. صنعت بسته بندی مواد غذایی با نرخ رشد 12 درصد در سال، نگرانی های زیست محیطی مانند انتشار گازهای گلخانه ای را در میان مصرف کنندگان ایجاد کرده است. این روند همچنین منجر به رسوب حجم زیادی از زباله های پلاستیکی در طبیعت و محل های دفن زباله شده است، جایی که تفکیک و بازیابی آنها مستلزم صرف مقدار زیادی از انرژی و پول می باشد. بنابراین، مطلوب است که مواد بسته بندی در مدت معقولی بدون ایجاد مشکلات زیست محیطی تجزیه شوند (Shankar & Rhim, 2018). مواد بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر معمولاً از بیوپلیمرها تولید می‌شوند و دارای خواص مکانیکی و سدکنندگی خوبی در برابر گازها و بخار آب می باشند. بیوپلیمرها به عنوان یک جایگزین بالقوه سازگار با محیط زیست برای مواد بسته بندی پلاستیکی غیرقابل تجزیه در نظر گرفته شده اند. همچنین، این مواد بسته بندی حاملی عالی برای طیف گسترده ای از افزودنی ها مانند آنتی اکسیدان ها، عوامل ضد قارچی، ضد میکروبی ها، رنگ ها و سایر مواد مغذی هستند (Imran et al., 2010; Pires et al., 2023). رایج ترین نوع پلیمرهای زیستی برای کاربردهای بسته بندی مواد غذایی بیوپلیمرهای طبیعی کربوهیدراتی مانند نشاسته، سلولز، کیتوزان و آگار و همچنین بیوپلیمرهای پروتئینی مانند ژلاتین، گلوتن، آلژینات، پروتئین آب پنیر و کلاژن می باشد. صمغ دانه ریحان به عنوان یک ترکیب بیوپلیمری مهم، به دلیل سهولت استخراج و خواص عملکردی ارزشمند از جمله توانایی خوب در تشکیل فیلم، یکی از منابع مناسب برای توسعه بیوکامپوزیت ها می باشد. این صمغ عمدتا از پلی ساکاریدهای با وزن مولکولی بالا (2320 کیلودالتون) تشکیل شده و 62/79 درصد آن کربوهیدارت است (Naji-Tabasi & Razavi, 2017). در پژوهش های مختلف نشان داده است این صمغ از توانایی بالایی برای تولید فیلم با ویژگی های فیزیکوشیمیایی و تجزیه پذیری مناسب برخودار می باشد (N. Khazaei et al., 2014; Mohammad Amini et al., 2015).

با این حال، چندین نگرانی باید قبل از استفاده تجاری از مواد بسته‌بندی اولیه مبتنی بر بیوپلیمرها برطرف شود. این نگرانی ها شامل نرخ تخریب تحت شرایط مختلف، تغییر در خواص مکانیکی در طول نگهداری، پتانسیل رشد میکروبی و انتشار ترکیبات مضر در غذاهای بسته بندی شده است. در واقع، خواص مکانیکی نسبتا ضعیف و آبدوستی بالا همراه با فرایند پذیری ضعیف مواد بسته بندی مبتنی بر پلیمرهای زیستی، یک محدودیت عمده در استفاده صنعتی آنها است (Cabedo et al., 2006). فیلم‌های بسته‌بندی پروتئینی و کربوهیدراتی سدهای خوبی در برابر اکسیژن در رطوبت نسبی کم تا متوسط هستند و خواص مکانیکی خوبی دارند. با این حال، سدکنندگی آنها در برابر بخار آب به دلیل ماهیت آبدوست آنها ضعیف است. اگرچه بسیاری از تلاش‌های تحقیقاتی بر بهبود ویژگی‌های فیلم‌های بسته‌بندی مبتنی بر بیوپلیمرها متمرکز شده‌اند، اما پیشرفت‌های ایجادشده در خواص فیزیکی، حرارتی و مکانیکی آنها هنوز رضایت‌بخش نیست. اخیراً، ویژگی های بیوپلیمرها با افزودن نانوذرات یا ترکیباتی که حداقل در یک بعد دارای ابعاد نانو هستند، بهبود یافته است (Bai et al., 2020; Jafarzadeh & Jafari, 2021; Marković et al., 2020; Wanli Zhang et al., 2023). بیونانوکامپوزیت‌ از یک ماتریس بیوپلیمری تقویت‌شده با ذراتی (نانوذراتی) با حداقل یک بعد در محدوده نانومتری (100-1 نانومتر) تشکیل شده است. آنها یک کلاس جدید از مواد هستند که به دلیل نسبت تصویر[1] و مساحت سطح بالا سبب بهبود ویژگی های نانوکامپوزیت در مقایسه با پلیمرهای با پایه زیستی می شوند (Naskar et al., 2023).

افزودن نانوذرات به یک پلیمر می‌تواند فیلم‌های چند منظوره تولید کند که نه تنها دارای ویژگی‌های سدکنندگی در برابر گازها و فعالیت ضد میکروبی هستند، بلکه رفتارهای مکانیکی و حرارتی را نیز بهبود می‌بخشند. در این میان، یکی از نانوساختارهایی که بدلیل ویژگی های منحصر به فردش طی سالیان گذشته مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است، اکسید گرافن (GO) است. GO همان ساختار لايه‌اي گرافیت است كه فاصله بين لایه‌ها به‌مراتب بيشتر و رنگ آن به دليل اكسايش روشن‌تر شده است. GO در واقع، صفحه پايه گرافيت با عوامل آميخته از گروه‌هاي اپوكسي و هيدروكسيل و نيز گروه‌هاي كربونيل و كربوكسيل در لبه‌ها است كه وجود اين گروه‌ها منجر به آبدوستي ساختار اكسيد گرافن مي‌شود (Stankovich et al., 2006). تاکنون در تحقیقات مختلف از این نانوساختار در تهیه کامپوزیت های بسته بندی استفاده کرده اند. از این میان می توان به کامپوزیت اکسیدگرافن/ژلاتین ماهی (Adilah et al., 2021)، اکسیدگرافن/آلژینات (Weng et al., 2019)، اکسیدگرافن/پلی وینیل الکل/پلی ال (Yadav & Maurya, 2022) و اکسیدگرافن/کنجاک گلوکومانان/کاراگینان (Jin & Lu, 2023) اشاره کرد.

یکی از راه های بهبود و افزایش ویژگی های ضدمیکروبی و آنتی اکسیدانی بیونانوکامپوزیت ها استفاده از ترکیبات ضدمیکروبی در فرمولاسیون آنها است. نظر به افزایش سطح آگاهی مصرف کنندگان در خصوص مضرات استفاده از ترکیبات سنتزی و امکان انتقال آنها از بسته بندی مواد غذایی به سطح محصول، لزوم کاربرد ترکیبات گیاهی دارای فعالیت ضدمیکروبی و آنتی اکسیدانی را بیش از پیش ضروری کرده است. مشخص شده است عصاره های آبی و الکلی گیاهان مختلف دارای ویژگی های مطلوبی در ممانعت از رشد گونه های میکروبی عامل فساد و همچنین ممانعت از اکسیداسیون ترکیبات حساس غذایی می باشند. با توجه به اینکه ماده بسته بندی تماس مستقیمی با ماده غذایی دارد، لذا می تواند بعنوان حامل مناسبی برای ترکیبات آنتی اکسیدانی و ضدمیکروبی باشد. بدیهی است گنجاندن این ترکیبات در ماتریس ماده بسته بندی می تواند راهی موثر جهت بهبود و افزایش ماندگاری و کیفیت فراورده های غذایی باشد. فساد میکروبی و اکسیداسیون ترکیبات غذایی دو مورد از مکانیسم های عمده کاهش کیفیت مواد غذایی به شمار می آید. لذا در طراحی یک سیستم کارآمد بسته بندی فعال باید هر دونوع ترکیب گنجانده شود.

ارتباط با ما از طریق آیدی تلگرام با آدرس زیر:

https://t.me/PySpri

[1] -Aspect ratio