دهای برای استفاده از فیلمهاو پوششهای خوراکی در صنایع غذایی و دارویی در حال انجام است که موجب بهبود کیفیت و افزایش کاربردهای آن میشود ]38[.
فیلمها و پوششهای بیوپلیمری ممکن است خوراکی بوده و یا تنها زیستتخریبپذیر باشند که این به فرمولاسیون، روش تولید و تیمارهای اصلاحکننده بستگی دارد. اگر بیوپلیمر از نوع خوراکی باشد و افزودنیهای خوراکی در ساختار فیلم و پوشش استفاده شود فیلم یا پوشش حاصله خوراکی خواهد بود. هنگامیکه بیوپلیمر با سایر مواد شیمیایی، قبل یا در طول تشکیل فیلم و پوشش وارد واکنش شود یا ترکیبات غیر خوراکی به فیلم یا پوشش اضافه شود، قابلیت خوراکی بودن را از دست میدهد. فیلمها و پوششهای خوراکی که برای بستهبندی مواد غذایی استفاده میشوند باید ایمن و مطمئن بوده و بعد از پایان دورهی مورد نظر زیستتخربپذیرباشند. زیستتخریبپذیری، یعنی فیلم یا پوشش در فرآیند کمپوست کردن به طور کامل توسط میکروارگانیسمها تجزیه شده و دیاکسیدکربن، آب، متان و مقداری بیومس تولید شود ]14[.
فیلمهای خوراکی که در ارتباط با مواد غذایی کاربرد دارند زیستتخریبپذیر هستند، یعنی قابلیت تجزیه شدن به عناصر سازنده را به وسیلهی موجودات ذرهبینی خاک دارند ]37[.
1-2- اهمیت موضوع
هر ساله میلیونها تن ضایعات پلاستیکی از جمله کیسهها پاکتهای پلاستیکی و مواد بستهبندی وارد محیطزیست گردیده و به علت برگشتناپذیر بودن به چرخه محیطزیست مشکل ایجاد مینمایند و در نتیجه نیاز به پلاستیکهای قابل تجزیه در طبیعت روز به روز در حال افزایش است]59[. ویژگی منحصر به فرد از پروتئین برای تشکیل شبکه و وادار کردن به انعطافپذیری و کشش مفید در تهیه مواد بستهبندی مبتنی بر پلیمرهای زیستی در نظر گرفته میشوند. در این راستا، ژلاتینهای ارزان گاو و ماهی می تواند به عنوان یک ماده خام اساسی برای توسعه فیلمهای بسته بندی مواد غذایی استفاده شود ]80[.
استفاده از فیلمهای خوراکی در بستهبندی مواد غذایی اولین بار در سال 1985 توسط موریس و پارکت انجام گرفت. آنها از فیلمهای ژلاتینی برای نگهداری گوشت استفاده کردند ]76 و 77[.
فیلمهای خوراکی میتوانند حاوی آنتیاکسیدان و مواد ضد میکروبی باشند و این در حالی است که بسته بندیهای مرسوم قادر به رقابت در این زمینه با فیلمهای خوراکی نمی باشند ]78[. امروزه آلودگیهای ناشی از پلیمرهای سنتزی توجه همگان را به استفاده از مواد اولیه زیستتخریبپذیر معطوف کرده است و در طی دو دههی اخیر مطالعه بر روی مواد زیستتخریبپذیر حاصل از پروتئینها و کربوهیدراتها گسترش وسیعی یافتهاست.این ماکرومولوکولها به طور بالقوه می توانند جایگزینی مناسب برای پلیمرهای سنتزی حاصل از مشتقات نفتی بشمار روند ]79[.
بر خلاف فیلمها و پوششهای خوراکی استفاده از فیلمها و پوششهای زیستتخریبپذیر با هدف جایگزینی کامل با مواد بسته بندی سنتزی صورت میگیرد. فیلمها و پوششهای زیستتخریبپذیر نیز دارای قابلیت بازدارندگی مقابل رطوبت اکسیژن مواد طعمی آروما روغن بوده و کیفیت غذا یا دارو را حفظ می کنند. همچنین می توان به آنها مواد آنتیاکسیدانی و ضدمیکروبی نیز افزود. فیلمها و پوششهای زیستتخریبپذیر ویژگیهای ظاهری مانند رنگ جلا و شفافیت محصول را بهبود میبخشند ]76[.
لایه های خوراکی پلیمر های طبیعی زیست تجربه پذیر هستند که از محصولات کشاورزی بدست می آیند. آن ها برای محیط زیست ایمن هستند و مازاد بسته بندی مربوط به محصولات بسته بندی شده را کاهش میدهند ]60[.
لایه های خوراکی و زیست تجزیه پذیری که از منابع مختلف به دست می آیند توجه زیادی به خود جلب کرده اند.مصرف کنندگان و پردازشگرهای نظیر به کاهش مشکلات محیطی مربوط به ضایعات بسته بندی مصنوعی اقدام کرده اند.در دهه گذشته، درباره لایه های بسته بندی خوراکی و زیست تجزیه پذیر، به خاطر مزایای فراوانی که در مقایسه با لایه های بسته بندی مصنوعی دارند تحقیقات زیادی انجام شده است.گر چه جایگزینی کامل لایه های بسته بندی مصنوعی آناً ممکن نیست، لایه های خوراکی و زیست تجزیه پذیر پتانسیل کاهش و جایگزینی لایه های مصنوعی شیمیایی را در بعضی از کاربردهای آتی خواهند داشت.موادی که برای تشکیل لایه ها و روکش ها در دسترس هستند جزو دسته های پروتئینها، پلی ساکارید ها، لیپیدها و رزین ها هستند.از میان این مواد، پروتئین ها بعلت وفور نسبی، توانایی در شکل دهی لایه ها و کیفیت های تغذیه ای بطور گسترده ای مورد مطالعه قرار گرفتند ]47[.
مشتریها 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 پروتئین یا پلی ساکاریدها خصوصیات مکانیکی و نوری خوبی دارند اما بسیار حساس به رطوبت هستند ]24[.
توسعه مواد بیوپلیمری به چند دلیل اهمیت دارد: اول اینکه بخش عمدهای از پلیمرهای طبیعی منشاء کشاورزی دارند و معمولاً از محصولات گیاهی و جانوری بدست میآیند لذا این مواد برخلاف پلیمرهای سنتتیک که از مواد نفتی بدست می آیند زیست تجزیه پذیر هستند (در اثر تجزیه دی اکسید کربن، آب، متان و … تولید می‌کنند)، بنابراین مواد آلوده کننده محیط زیست به شمار نمیآیند. از سوی دیگر مواد بیوپلیمری به وسیله موجودات زنده ساخته میشوند و در نتیجه در چرخه ساخت و تجزیه مواد بیولوژیکی قرار می‌گیرند پس هیچگاه منابع آنها محدود و تمام شدنی نیست در حالیکه مواد پلیمری و پلاستیکی امروزی از سوختهای فسیلی ساخته میشوند که منابع آن محدود و تمام شدنی است. مزیت دیگر بیوپلیمرها اقتصادی بودن این مواد است زیرا تولید بیوپلیمر نیاز به کارخانه و صنعت پیشرفته ندارد و با حداقل امکانات می‌توان به تولید آنها مبادرت ورزید همچنین مواد اولیه آنها ارزان است زیرا از زبالههای مواد اولیه کشاورزی تجدید شونده یا صنایع فرآوری مواد غذایی دریایی بدست میآیند ] 14، 45 و 46[.
پوشش‌های فیلمی عمدتاً به عمل کردن به عنوان سدی در مقابل آب، نور و اکسیژن زمان و کیفیت نگهداری را بهبود می‌بخشند ]53[.
سایرمزایای فیلمهای خوراکی نسبت به مواد بستهبندی پلیمری مصنوعی را میتوان به صورت زیر خلاصه کرد :
1- مصرف توام فیلمها با محصول بستهبندی شده بدون اینکه باقیماندهای دور ریخته شود.
2- فیلمها باعث افزایش خواص ارگانولپتیک مواد بستهبندی میشوند، بدین ترتیب، ترکیبات مختلف نظیر طعمدهندهها، رنگها و شیرینکنندهها، به همراه آنها منتقل میشوند و میتوانند به عنوان انتقال دهنده مواد ضدمیکروبی و آنتیاکسیدان بهکار روند.
3- از مهاجرت آروما، طعم و رنگ مادهی غذایی به محیط و بین اجزای موادغذایی جلوگیری میکنند.
4- فیلمها میتوانند به عنوان مکمل ارزش تغذیهای مواد غذایی باشند.
5- فیلمها باعث کاهش تبادل گازهای تنفسی بین محیط و مادهی غذایی میگردند.
6- میتوانند بهمنظور جلوگیری از حذف رطوبت و مهاجرت مواد محلول در مواد غذایی طراحی شوند.
7- فیلمها میتوانند بهآسانی برای تولید میکروکپسولهای طعم دهنده مواد غذایی و عوامل تخمیر کننده بکار روند ]62[.
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 ]34، 58 و 59[.
ژلاتین یکی از رایج ترین پلیمرهای زیستی است که بیشتر به جهت فرآوانی و زیست تخریب پذیری آن، به عنوان فیلم های خوراکی مورد توجه قرار گرفته است ]55[. ژلاتین گاوی عبارتست از یک پلی پپتید با وزن مولکولی بالا که از کلاژن بافت های پیوندی، پوست، استخوان و تاندون های گاو مشتق گرفته می شود ]103[.
گیاه زیره سبز با نام علمی کومینوم سیمینوم، گیاهی کوچک، علفی و یکساله از خانواده آپیاسه میباشد و میوه آن بسیار معطر است، منشأ آن مناطق شرقی مدیترانه است ]2، 8، 16 و 18[. زیره سبز به عنوان یکی از مهمترین گیاهان معطر و دارویی اهلی کشور ما شناخته شده است ]16[. زیره دارای تانن، روغن زرین و اسانس است ]10[. ترکیبات اصلی در زیره سبز، کومین آلدئید- گاما ترپن- سافرنال- پاراسمین است]11[.
1-3- اهداف پژوهش
1-3-1- هدف اصلی
هدف از این بررسی، امکان تهیه فیلم های تجزیه پذیر و زیست سازگار با محیط ژلاتین گاوی ترکیب شده با اسانس زیره سبز جهت استفاده در بسته بندی مواد غذایی به جای کاربرد اولیه شیمیایی غیر قابل تجزیه و بازیافت است. افزایش نگرانیها در مورد ماهیت غیر قابل تجزیه و مشکلات جدی دفع زباله در سراسر جهان منجر به افزایش میل جهان برای کشف یک جایگزین سازگار با محیط زیست بجای پلاستیک شده است.
1-3-2- اهداف اختصاصی
بررسی ویژگیهای مکانیکی فیلم خوراکی ژلاتین گاوی ترکیب شده با اسانس زیره سبز.
بررسی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی فیلم خوراکی ژلاتین گاوی ترکیب شده با اسانس زیره سبز.
بررسی ویژگیهای ممانعتی فیلم خوراکی ژلاتین گاوی ترکیب شده با اسانس زیره سبز.
بررسی اثر اسانس زیره سبز بر پارامترهای رشد میکروبی باکتری استافیلو کوکوس در فیلمهای خوراکی ژلاتین گاوی.
پرسشهای تحقیق
آیا افزودن اسانس زیره سبز بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم ژلاتین گاوی تأثیری دارد؟
آیا افزودن اسانس زیره سبز بر خواص ممانعتی فیلم ژلاتین گاوی تأثیری دارد؟
آیا