بی و رطوبت
2)بهبود بخشیدن به کیفیت ظاهری غذا
3)تجزیه پذیر بودن
4)کاهش نیاز به استفاده از مواد بسته بندی بسپاری سنتزی (لیاقتی، 1391)
2-2- کامپوزیت
کامپوزیت ها ،ترکیبات ساخته شده از پلیمر و پر کننده آلی یا غیر آلی هستند. استفاده از پر کننده ای غیر آلی در ماتریکس پلیمر، استحکام و سفتی پلیمر را افزایش می دهد و تولید آن ها به صورت بالقوه می تواند باعث بهبود ویژگی های مکانیکی مواد بسته بندی و ظروف نشاسته ای گردد( سورنتینو5،2007 ؛ زپا،2009)

2-2-1 تعریف نانوتکنولوژی
مقیاس نانو، ابعادی کمتر از nm 100 (معمولا nm 0.1 تا nm 100)(Saxl o, 2003) را شامل می شود ، که شامل موادی یا سطوح خارجی بسیار زیاد و نا همگونی کم که پدیده های کوانتومی بروز می دهند می باشد. علم نانو، مطالعه پدیده ها و خواص نوین مواد ، دراین مقیاس (در حد اتم ها و مولکول ها ) می باشد. فناوری نانو، کاربرد دانش ، مهندسی و فناوری در مقیاس نانو در جهت تولید مواد و سیستم هایی است که وظایف خاص الکتریکی، مکانیکی ، بیولوژیکی ، شیمیایی یا محاسباتی را انجام می دهند. نانو تکنولوژی بر اساس ارائه خواص و عملکرد های نوینی از نانو ساختار ها ، دستگاه ها و سیستم ها به علت ساختار بسیار کوچک آن هاست. این دستگاه ها عموما کاربرد های بیولوژیکی و پزشکی دارند(Saxlo, 2003). به طور کلی نانو تکنولوژی، فن آوری تغییر در خواص مولکول های تشکیل دهنده مواد است. و به همین دلیل مقیاس نانو بهترین تعریف برای تکنولوژی میباشد.
2-2-2 تعریف نانو کامپوزیت
کامپوزیت ترکیبی از یک ماده زمینه و ماده ای به عنوان پر کننده است و به سه دسته ماکرو ، میکرو ، نانو تقسیم می شود. اگر یکی از مواد تقویت کننده مورد استفاده ، در مقیاس 1 تا 100 نانومتر باشند، به آن ها نانو کامپوزیت اطلاق می شود. به طور عام تقویت کننده می تواند به شکل های صفحه ای ، رشته ای یا ذره ای باشد. با نازک کردن لایه ها ، کوچک کردن قطر رشته ها و ریزتر کردن ذرات در حد نانو، به ترتیب در هر یک از تقویت کننده ذکر شده، می توان نانو کامپوزیت را ایجاد نمود.در سال های اخیر کاربرد فناوری نانو در تولید مواد پلاستیکی با کارایی بالا توسعه زیادی یافته است (چیوارک6،2009)
استفاده از نانو پرکننده ها در تولید کامپوزیت ها بسیار رایج شده و نانو کامپوزیت های حاصل ، ویژگی های مکانیکی و بازدارندگی بهتر و منحصر به فردی را نسبت به پلیمر خالص، نشان می دهند قابل ذکر است که نانو کامپوزیت ها این ویژگی را در مقادیر کم نانو پرکننده (معمولا کمتر از 5%) نشان می دهند(آل بویه،1391)
2-3 – بایو نانوکامپوزیت
2-3-1 بایو تکنولوژی
نانو بایو تکنولوژی حوزه نوظهور علمی و فنی است که گرایش چند رشته ای از علوم (شیمی ، زیست شناسی، فیزیک ، علم مواد) است. این حوزه از یک سو ، به فعالیت های هم گام علم مواد و بیولوژی اشاره دارد و از سوی دیگر حد فاصل علم فیزیک و بیولوژی است. نانو بایو تکنولوژی با سیستم هایی در مقیاس نانوکه با راهکار بالا به پائین ساخته شده اند(خرد کردن واحدهای بزرگتر به اجزای کوچکتر ) یا از روش پائین به بالا برای سامان دادن اجزا بهره می برند، سر کار دارند.(آل بویه ، 1391)
نانو بایو تکنولوژی بیش از آن که شاخه ای از بایو تکنولوژی باشد شاخه ای از نانو تکنولوژی است. بایو تکنولوژی از سازواره های زنده در کاربرد های صنعتی مختلف است، ولی نانو بایو تکنولوژی استفاده از قابلیت های نانو تکنولوژی در کاربرد های زیستی است. بنابراین واژه نانو بایو تکنولوژی نیز مانند واژه هایی چون بیو مکانیک و بیو متریال به استفاده از تکنولوژی های مختلف، در کاربرد های زیستی اشاره دارد و نه به استفاده از قابلیت های ارگانیزم های حیاتی در کاربرد های مختلف صنعتی(پاپر7، 1999). نانو کامپوزیت ها جایگزین خوبی برای بطری های پلاستیکی نوشیدنی ها هستند. استفاده از پلاستیک برای ساخت بطری باعث فساد و تغییر طعم نوشیدنی می شوند، نانو کامپوزیت ها می توانند به عنوان مواد بسته بندی جدید استفاده شوند، یک مثال نانو کامپوزیت های تشکیل شده از نشاسته سیب زمینی و کلسیم کربنات است، این فوم مقاومت خوبی به حرارت دارد، سبک و زیست تخریب پذیر است و می تواند برای بسته بندی مواد غذایی به کار رود. افزودن 5-3% از نانو خاک رس به ماده پلاستیک آن را سبک تر، قوی تر و مقاوم تر به حرارت می کند و خواص ممانعت کنندگی بهتر در برابر اکسیژن، دی اکسید کربن، رطوبت و مواد فرار دارد)آل بویه، 1391)
2-3-2 تعریف بایونانوکامپوزیت:
در طول چند سال اخیر “بایو نانو کامپوزیت” تبدیل به یک اصطلاح رایج برای تعیین نانوکامپوزیت ها که شامل پلیمر های طبیعی (بایو پلیمر ها) در ترکیب با مواد معدنی هستند و نشان دهنده حداقل یک بعد در مقیاس نانومتر هستند می باشد(روییز هیتزکی8 ،2005) . قسمت قابل توجه ای از تلاش ها در حال حاضر متمرکز است بر گسترش نانو کامپوزیت ها بر مبنای بایو پلیمر که ویژگی آن ها در مقایسه با نانو کامپوزیت های مشتق شده از پلیمر های سنتزی به خوبی شناخته شده است.(بهبود خواص مکانیکی ، پایداری حرارتی بالاتر ، مانع گازها)(الکساندر9،2000). علاوه بر این ویژگی ها بایو نانو کامپوزیت ها مزیت قابل توجه ای از زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و برخی موارد بهبود ویژگی های عملکردی به وسیله ارائه بایولوژی یا بخش معدنی نشان دادند. موجودات زنده تولید کننده نانو کامپوزیت ها ی طبیعی هستند که آرایش سلسه مراتبی شگفت انگیز از ترکیبات آلی و معدنی از مقیاس نانو تا مقیاس میکرو را نشان می دهد.(داردر10، 2007)
2-4- نشاسته
نشاسته در بین بیو پلیمر ها مقاوم ترین فیلم را تولید میکند و خواص مکانیکی آن در مقایسه با سایر فیلمهای پلی ساکاریدی و هم چنین فیلمهای پروتئینی نسبتا بهتر میباشد. خواص مکانیکی فیلمهای نشاسته ای تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد به عنوان مثال نسبت آمیلوز به آمیلو پکتین در نشاسته نقش تعیین کننده ای در خواص مکانیکی فیلم دارد یکی از عوامل موثر در خواص مکانیکی فیلمهای نشاستهای سایر ترکیباتی است که در فرمولاسیون محلول تشکیل دهنده فیلم مورد استفاده قرار میگیرند و مهم ترین عامل از این نظر میزان نرم کننده میباشد که استفاده بیش از حد از آن میتواند باعث تضعیف بیشتر خواص مکانیکی فیلم شده و کاربرد های فیلم نهایی را محدود سازد(قنبرزاده و همکاران، 1388).
نشاسته پلی ساکاریدی با دو پلیمر خطی آمیلوز و شاخه دار آمیلو پکتین می باشد. اغلب نشاسته ها حاوی حدود 25% آمیلوز و 75% آمیلوپکتین می باشند. برای نشاسته با آمیلوز بالا به دلیل قدرت تشکیل ژل خوب و ساختار پلیمر خطی مارپیچ ، یکی از مواد بسیار عالی و مفید برای تشکیل فیلم محسوب می گردد. (فورسل11،2002)
علاقه به استفاده از نشاسته به عنوان پر کننده به منظور زیست تخریب کردن در صنایع بسته بندی از سال 1970 آغاز شد، Griffin اولین کسی بود که از نشاسته به عنوان پر کننده در پلاستیک های سنتتیک استفاده کرد، او محصولی با بیش از 50% نشاسته بدست آورد که در آن از پلیمر سنتزی LDPE وTPS استفاده شد. این فیلم مانع عبور مایع بود اما در برابر گاز ها نفوذ پذیری داشت(گیلبرت12،2000؛ مالی13،2005). نشاسته به دلیل ماهیت پلیمری قابلیت فیلم سازی را دارد( بمیلر14، 2009).
نشاسته فیلم های شفاف، نیمه شفاف، بی طعم و بی مزه و بیرنگ تولید میکند(میلارینن15،2002). نشاسته به دلیل فراوانی در طبیعت (دومین بایو پلیمر فراوان در طبیعت است)، ارزان بودن و قابلیت ترمو پلاستیک شدن به عنوان ماده بسته بندی مورد توجه زیادی قرار دارد. هرچند نشاسته به تنهایی، دارای معایبی مانند آبدوستی بالا و ویژگی مکانیکی ضعیف (شکنندگی) می باشد.(قنبرزاده،2007؛ جی.اچ.لی16،2009)
عموما پلاستی سایزرها برای فیلم های خوراکی بر پایه نشاسته برای غلبه بر شکنندگی فیلم مورد استفاده قرار می گیرند. معمولا پلاستی سایزر هایی که برای فیلم های نشاسته ای استفاده می شود سوربیتول و گلیسرول است .یکی از معایب عمده فیلم های نشاسته مقاومت پائین آن ها به رطوبت است. (مالی، 2005)
فیلم هایی که بر پایه نشاسته تهیه می گردند نسبت به رطوبت نسبی محیط پیرامون حساس می باشند؛ به همین دلیل رطوبت نسبی محیط باعث تغییر ویژگی های مکانیکی و مقاومت نسبت به نفوذ گاز ها می گردد.( شی17، 2007)
نشاسته به دلیل ماهیت پلیمری قابلیت فیلم سازی دارد. به علاوه به دلیل قیمت مناسب و در دسترس بودن توجه زیادی به آن می شود.(بمیلر، 2009). یکی از معایب فیلم های نشاسته، مقاومت پایین آنها به رطوبت است(آهویناینن18، 2003). برای حل این مشکل می توان از چربی ها یا پلیمر های زیست تخریب پذیر مقاوم به رطوبت استفاده کرد.(کاتر19،2006)
نشاسته یک جزء غذایی عمده است و یک کربوهیدرات تجزیه پذیر که از هزاران واحد گلوکز ساخته شده است. نشاسته دربرگیرنده زنجیرههای خطی و شاخه دار مولکولهای گلوکز است که آمیلوز20 و آمیلو پکتین 21نامیده می شوند. آمیلوز که یک حالت خطی نشاسته است مسئول شکل گیری فیلم های قوی است. پیوند های فیزیکی در شبکه ماکرو مولکولی نشاسته بیشتر براساس آمیلوز هستند و بر خصوصیات مکانیکی فیلم ها تاثیر می گذارند از سوی دیگر، ساختار شاخه دار آمیلو پکتین عموماً باعث ایجاد فیلم هایی می شود که شکننده هستند.(فازیله22 و همکاران،2011)
نشاسته ترکیبی از دو پلیمر است آمیلوز، یک اتصال خطی (4 1 ) از glucan-D- و آمیلو پکتین، یک مولکول پر شاخه که از شاخه های کوچک (4 1 ) glucan-D- و پیوند (6 1)در اتصالات تشکیل شده است. طول زنجیره آمیلوز حدود 6000 واحد D – گلوکو پیرانوز، با وزن مولکولی بین 600000 – 150000 دالتون است. آمیلو پکتین،ب