بسته بندی مواد غذایی با فیلم‌ نانوبیوکامپوزیتی زیست تخریب پذیر

  ساخت و مطالعات خواص مکانیکی و زیست تخریب پذیری فیلم نانوبیوکامپوزیتی برای بسته‌بندی مواد غذاییِ

  توسط محققان کشور

 

 مهندسان شیمی و نفت دانشگاه‌ صنعتی شریف با استفاه از نتایج سطح پاسخ، موفق به ارائه فیلم نانوبیوکامپوزیتی مناسب برای بسته بندی مواد غذایی شدند.

به گزارش  ایسنا ، امیر حیدری، دانشجوی دوره دکتری مهندسی شیمی  در مورد این تحقیقات گفت: یافته‌های این تحقیق در قالب یک مقاله ارائه شده که بخشی از دستاوردهای پایان‌نامه دکتری من تحت عنوان «ساخت و مطالعات خواص مکانیکی و زیست تخریب پذیری فیلم نانوبیوکامپوزیتی برای بسته‌بندی مواد غذاییِ» است. این پایان نامه در خصوص تأثیر فرمولاسیون (میزان نانوذرات سدیم مونت موریلونیت و گلیسرول) بر خصوصیات کاربردی فیلم‌های حاصل از نشاسته ذرت است. قسمت اعظم این پایان نامه در خصوص زیست تخریب پذیری فیلم‌های حاصله و تأثیر فرمولاسیون بر کاهش و یا افزایش آن است و سایر دستاوردهای این پایان نامه در قالب دو مقاله دیگر یکی در خصوص زیست تخریب پذیری در خاک و دومی در خصوص تخریب آنزیمی و مباحث میکروبی در دست داوری هستند.

وی یادآور شد: در این تحقیق طرح مرکب مرکزی (Central Composite Design) برای بررسی تأثیر میزان حضور گلیسرول در سه سطح به عنوان نرم‌کننده و سدیم مونت موریلونیت به عنوان نانوذره نیز در سه سطح استفاده شده است. در ادامه برای تحلیل نتایج نیز روش سطح پاسخ برای بررسی تأثیر فرمولاسیون در تغییر خصوصیات فیلم‌های حاصله مورد استفاده قرار گرفته است. هدف اصلی این مقاله، ارائه نتایج کاربردی در زمینه بسته‌بندی و مسائل زیست‌محیطی است.

حیدری افزود: فیلم‌های حاصله بر اساس روش حلالی بر اساس فرمولاسیون گلیسرول و سدیم مونت موریلونیت، سه مرتبه تهیه شدند و آزمایش‌های مورد نیاز انجام گرفت. میانگین نتایج آزمایش‌های انجام گرفته با تست دانکن (Duncan test) در سطح اطمینان 95 درصد و همچنین روش سطح پاسخ مورد بررسی قرار گرفتند. سه دیدگاه برای این تحقیق در نظر گرفته شد. در ابتدا خواص پلیمری مربوط به این فیلم‌ها مانند استحکام کششی، شفافیت و زاویه تماس بررسی شد. در بخش دوم کاربردهای مرتبط با صنایع غذایی مانند حذف نور ماورای بنفش و خواص آنتی میکروبیال بررسی شد و در بخش آخر نیز جنبه‌های زیست‌محیطی مانند تخریب در خاک و محیط آنزیمی مورد بررسی قرار گرفت.

وی خاطرنشان کرد: استفاده از روش سطح پاسخ یکی از نوآوری‌های این مقاله است. با توجه به اینکه تقریبا در اکثر خصوصیات نانوکامپوزیت‌ها تأثیر نرم‌کننده و نانوذرات بر رفتار پلیمرها عکس یکدیگر است، این ایده مطرح شد که به‌ طور همزمان این دو پارامتر و تأثیرات متقابل آنها بر یکدیگر بررسی شود. یکی از نوآوری‌های دیگر این تحقیق، استفاده از روش پردازش تصویر در بررسی میزان شفافیت نمونه فیلم‌های تولیدی است. این روش جایگزین مناسبی برای روش مرسوم یعنی تصویر‌برداری از متن یا تصویر در زیر نمونه‌های پلیمری است. در روش مورد استفاده در این مقاله از روش مشابهی با یکسری تصحیحات استفاده شد. نتایج حاصله به‌ صورت عددی است که قابلیت مقایسه با یکدیگر را دارا هستند.

وی در مورد نتایج این تحقیقات نیز تصریح کرد: اگر به اختصار بخواهیم نتایج این قسمت را بیان کنیم، می‌توان به بهبود خواص مکانیکی اشاره کرد. اگرچه بر اساس نتایج به‌ دست آمده تأثیر ذرات سدیم مونت موریلونیت در بهبود خواص مکانیکی به مراتب کمتر از تأثیر گلیسرول در کاهش خواص مکانیکی است که دلیل این امر بواسطه نگهداشت آب در ماتریس پلیمر است. این مساله بواسطه روش تهیه فیلم‌ها به‌ صورت حلالی است که در آن آب به عنوان حلال می‌تواند به عنوان نرم‌کننده نیز ایفای نقش کند. شفافیت و آبدوستی نمونه‌ها با افزایش گلیسرول افزایش پیدا کرده و با حضور نانوذرات کاهش می‌یابد.

بر اساس نتایج به‌ دست آمده می‌توان از فیلم‌های پلیمری ساخته شده برای بسته‌بندی مواد غذایی خشک و یا به عنوان بسته‌بندی اولیه که در تماس مستقیم با ماده غذایی است و همچنین در صورت لزوم از بسته‌بندی‌های ثانویه برای جلوگیری از تأثیر‌گذاری رطوبت محیط استفاده کرد.

نتایج این کار تحقیقاتی که توسط امیر حیدری، دکتر ایران عالم‌زاده و دکتر منوچهر وثوقی از اعضای هیات علمی دانشکده مهندسی شیمی و نفت دانشگاه صنعتی شریف صورت گرفته، در مجله Materials & Design منتشر شده است.