کاربرد فیلمهای بستهبندی نانوکامپوزیتی بر پایه پلیاتیلن سبک در صنایع غذایی
/فرانک بیگمحمدی
: کشاورزی
، ۱۳۹۴
چاپی
دکتری
علوم و صنایع غذایی گرایش فناوری مواد صغذایی
۱۳۹۴/۰۶/۱۵
تبریز
بستهبندی انواع مواد صغذایی در فیلمهای نانوکامپوزیتی با نانوذرات آلی و معدنی یکی از مهمترین زمینههای تحقیق صنعت غذا را تشکیل میدهد .هدف از این تحقیق بررسی خواص میکروبی پنیر ایرانی فراپالایش، آب سیب و برگر سویا در سه نوع فیلم نانوکامپوزیتی به شرح ذیل است :فیلم گروه اول : فیلمهای نانوکامپوزیتی با نانوذرات فلزی نقره، اکسیدمس و اکسیدروی از ۰ تا ۱ درصد وزنی، فیلم گروه دوم : فیلمهای نانوکامپوزیتی با نانوذرات رس آلی شامل Cloisite ۲۰A, Cloisite۱۵Aو Cloisite ۳۰B از ۰ تا ۶ درصد وزنی، فیلم گروه سوم : فیلمهای نانوکامپوزیتی با نانوذرات Cloisite ۳۰B اصلاح شده با نانوذرات نقره و اکسیدمس از ۰ تا ۴ درصد وزنی .فیلم های نانوکامپوزیتی فوق به روش اختلاط مذاب تولید و هر کدام از مواد غذایی فوق به مقدار مشخصی در این فیلمهای نانوکامپوزیتی بستهصبندی شد، پنیر و آصب سیب بمدت ۴ هفته دردمای C۴و برگر سویا بمدت ۸ هفته در دمای C۱۸- نگهداری شده و سپس رشد کلیفرم، شمارش کلی و کپک و مخمر آنها بررسی شد .بعلاوه، مدلهای میکروبی بازدارندگی میکروارگانیسمها و نقاط بهینه فیلمهای نانوکامپوزیتی در نرم افزار ۷.۱.۵ Design of Expertبا آزمون Combined design از نوعOptimal - Dمشخص شد .بعلاوه، برای فیلم های نانوکامپوزیتی بهینه نیز آزمون مهاجرت نانوذرات به روش اسپکتروسکپی جذب اتمی انجام شد .نتایج نشان داد فیلم گروه اول log۱۱/۴ فیلم گروه دوم log۲۱/۲ و فیلم گروه سوم log ۱۷/۳ کاهش بارمیکروبی کلیفرم را در پنیر اعمال نمود .برای آب سیب فیلم گروه اول و سوم log۳۰/۳ و فیلم گروه دوم log۳۲/۴ کاهش بار میکروبی شمارش کلی را نشان داد .برای برگر سویا فیلمهای گروه اول به ترتیب log۶۹/۳ و log ۵۵/۱ کاهش برای شمارش کلی و کپک صوص مخمر، فیلم گروه دوم به ترتیب log۸۲/۳ و log ۹۶/۲ کاهش برای شمارش کلی و کپک صوص مخمر، و فیلم گروه سوم به ترتیب log۸۵/۳ وlog ۷۳/۱ کاهش برای شمارش کلی و کپک صو مخمر داشت .نقاط بهینه فیلمهای نانوکامپوزیتی گروه اول برای پنیر و آب سیب ۰ نانوذرات نقره، ۱ نانوذرات اکسیدمس و ۰ نانوذرات اکسیدروی و برای برگر سویا ۰ نانوذرات نقره، ۰ نانوذرات اکسیدمس و ۱ نانوذرات اکسیدروی معرفی شدند .نقاط بهینه فیلمهای نانوکامپوزیتی گروه دوم برای پنیرCloisite ۱۵A ۳ ، Cloisite ۲۰A ۳ و Cloisite ۳۰B ۰ و برای آب صسیب و برگر سویا Cloisite ۱۵A ۶ ، Cloisite ۲۰A ۰ و Cloisite ۳۰B ۰ معرفی شدند .نقاط بهینه فیلمهای نانوکامپوزیتی گروه سوم برای پنیرAg - ۳/۱ Cloisite۳۰BوCuO - ۷/۲ Cloisite ۳۰Bو برای آب سیب و برگر سویاAg - ۰ Cloisite۳۰BوCuO - ۴ Cloisite ۳۰Bمعرفی شدند .از مزایای این نقاط بهینه میصتوان به کاهش و یا حذف میزان نانوذرات نقره و جایگزین نمودن آن با نانوذرات اکسیدمس و نانوذرات اکسیدروی اشاره کرد .همچنین بین خواص ضدمیکروبی فیلمصهای فعال و فیلم پلیصاتیلنی خالص اختلاف معنیداری وجود داشت .بعلاوه اعتبارسنجی نقاط بهینه با آنالیز واریانس یکطرفه آزمون های توکی و شف در نرم افزار SPSS ۱۷.۰ نیز معتبر بود .نتایج آزمون مهاجرت نشان داد که مهاجرت نانوذرات فلزی به داخل مشابهصهای غذایی پایینصتر از حد تعیین شده توسط مقررات بود .بنظر میصرسد ماهیت ضدمیکروبی این نانوکامپوزیتصها علاوه بر نوع نانوذرات به نوع و ماهیت ماده غذایی بستگی دارد و این نوع نانوکامپوزیتصها میصتوانند ضمن رعایت جنبه ایمنی جایگزین خوبی برای فیلمصهای پلیصاتیلنی سنتزی باشند
Todays, packaging of food in nanocomposite films containing organic and inorganic nanoparticles is one of the most important goal in food industry. The aim of this research is the investigation of microbial properties of UF Cheese (White Iranian Cheese), apple juice and soy burger in three kind of nanocomposite films with 1) Ag-NP, CuO-NP and ZnO-NP from 0 to 1 , 2) Cloisite15A, Cloisite20A, Cloisite30B, from 0 to 6 , 3) modified Cloisite30B with Ag-NP and CuO-NP from 0 to 4 . Aboved films were produced by melt mixing procedure and each food was packaged in these nanocomposite films, cheese and apple juice stored in refrigerator during 4 weeks, while soy burger was stored in -18C0.5 during 8 weeks, and coliform, total count, yeast & mold investigated, weekly. Microbial models and optimum points were identified by Design Expert 7.1.5 software, D-Optimal, mixture design. Migration test for nanoparticle was done by atomic absorption spectroscopy. Result showed, coliform loads had a decrease equal to 4.11 log, 2.21 log and 3.1 log for nanocomposite films No. 1, No.2 and No.3, respectively. Interestingly, in apple juice films No.1 and No.3 had 3.01 log reduction and film No.2 showed 4.32 log decline for total count load. For soy burger two kinds of microorganism were assayed, nanocomposite films No.1 had 3.69 log and 1.55 log reduction for total count and yeast and mold, respectively. Film No. 2 had 3.82 log and 2.96 log decline and film No. 3 showed a reduction equal to 3.85 log and 1.73 log, respectively. It seems antibacterial property of nanocomposite films depends on kind of food. Optimum points for cheese and apple juice in film No. 1 was 0 Ag-NP, 1 CuO-NP and 0 ZnO, and for soy burger was 0 Ag-NP, 0 CuO-NP and 1 ZnO-NP. This point in film No. 2 was 3 Cloisite15A, 3 Cloisite20A and 0 Cloisite 30B for cheese and 6 Cloisite15A, 0 Cloisite20A and 0 Cloisite 30B, for apple juice and soy burger. Finally film No. 3 showed optimum point equal to 1.3 Cloisite 30B-Ag, 2.7 Cloisite 30B-CuO for cheese and 0 Cloisite 30B-Ag, 4 Cloisite 30B-CuO for apple juice and soy burger. One advantage of optimum point in nanocomposite films No.1 and No. 3 is reduction or remove of Ag-NP and its replacement with safter one such as CuO-NP and ZnO-NP. In addition, in SPSS 17.0 software and one-way ANOVA ( p< 0.05), optimum points were valid and pure LDPE did not have antimicrobial effect. Migration amount with food stimulant were well within those allowed by law. It seems antimicrobial nature of these nanocomposite films depends on kinds of nanoparticles and the nature of food, and they can be a suitable replacer for synthetic polyethylene films