طراحی نانوکامپوزیت‌های ضدباکتری به منظور بسته‌بندی مواد غذایی

با توجه به هزینه‌ی بالای تولید و تهیه‌ی منابع سالم و کافی غذایی، افزایش زمان ماندگاری مواد غذایی امری بسیار ضروری و مهم است. اهمیت این موضوع به منظور تولید مواد با کمترین هزینه و بیشترین ارزش غذایی است. راه‌های مختلفی برای جلوگیری از فساد مواد غذایی وجود دارد که از آن جمله می‌توان به استفاده از مواد نگهدارنده و همچنین بسته بندی مواد غذایی اشاره کرد.

 

دکتر سعیده ابراهیمی اصل در مقایسه‌ی دو روش ذکر شده در حفاظت از مواد غذایی عنوان کرد: «به هنگام استفاده از مواد نگهدارنده، مجبور به اضافه نمودن مواد شیمیایی به مواد غذایی هستیم تا مانع از رشد میکروارگانیسم‌ها شویم. اما همین مواد خود باعث پایین آمدن ارزش غذایی و در دراز مدت موجب فساد آن می‌شوند. بنابراین بهترین روش برای حفاظت از فساد مواد غذایی استفاده از بسته‌بندی‌های اصولی و بهداشتی است.» به گفته‌ی این محقق، در این طرح، نانوکامپوزیتی طراحی شده است که می‌تواند در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی استفاده شود.

 

وی در ادامه در توضیح نانوکامپوزیت آزمایشگاهی سنتز شده و خصوصیات آن افزود: «نانوکامپوزیت سنتز شده ترکیبی از نانوذرات مس و پلیمرهای مورد استفاده در صنایع بسته بندی است. طولانی کردن مدت زمان نگهداری و سالم ماندن مواد غذایی در این نوع بسته‌بندی نسبت به بسته بندی‌های معمولی از مهم‌ترین مزیت‌های استفاده از این نانوکامپوزیت است. از طرفی ساده بودن روش تولید از دیگر برتری‌های آن است. در واقع بر خلاف سایر روش‌های تولید که از روش‌هایی مانند لایه نشانی به وسیله‌ی دستگاه‌های پیشرفته بر روی سطح نایلون استفاده می‌کنند، با روش پیشنهادی در این طرح به راحتی و با دستگاه‌های موجود تولید پلاستیک می‌توان اقدام به تولید این نایلون‌های ضد باکتری‌ در هر کارگاه بسته بندی نمود و نیازی به خرید تجهیزات گران قیمت و متحمل شدن هزینه‌های گزاف نیست.»
لازم به توضیح است که مس یکی از عناصر لازم برای متابولیسم سلولی و همچنین یکی از عناصر مهم برای ارتباط میان نرون‌های عصبی است. با توجه به این نکات و در نظر گرفتن اینکه وجود آن در رژیم غذایی با استانداردهای مجاز جهانی در حدود 2 تا 10 میلی گرم است، می‌تواند به عنوان یک ماده‌ی ضد میکروبی با خواص بهتر و اثرات سمی کمتر جایگزین نانو مواد دیگر از جمله نقره گردد.

 

ابراهیمی اصل درخصوص نحوه‌ی انجام آزمایش‌های صورت گرفته عنوان کرد: «در آزمایش‌های صورت گرفته به روش ساده و ارزان احیای شیمیایی، نانوذرات مس درون ماتریس پلیمری زمینه ( هیدوکسی پروپیل متیل سلولز که یک پلیمر آبدوست است) قرار گرفته‌اند. این ذرات دارای ابعادی کمتر از 100 نانومترند و به طور یکنواخت درون ماتریس پلیمر پراکنده می‌شوند. بررسی خواص میکروبی به روش مولر هینتون آگار انجام شده است. از طرفی برای مطالعه میزان مقاومت مکانیکی از دستگاه تنسایل استفاده شده است.»

 

طبق بررسی‌های صورت گرفته، این نانوکامپوزیت خواص ضدمیکروبی خوبی در مقابل دسته‌ای از باکتری‌های بیماری‌زای گرم مثبت یا گرم منفی از خود نشان می‌دهد. لذا با کاربرد این نانوکامپوزیت ارزش غذایی مواد غذایی و داروها بدون نیاز به نگهدارنده‌های شیمیایی مضر حفظ خواهد شد. علاوه بر این، انعطاف، شکل پذیری و مقاومت مکانیکی مواد مورد استفاده در بسته‌بندی از دیگر دغدغه‌های مهم و قابل مطالعه است.

 

بررسی خاصیت مقاومت مکانیکی این نانوکامپوزیت نیز حاکی از بالاتر بودن این ویژگی در نمونه‌های سنتز شده در مقایسه با پلیمر خالص است. ضمن اینکه به دلیل استفاده از مواد با منشاء سلولزی، استفاده از این مواد در بسته بندی مواد غذایی زیست سازگاری خوبی با ارگانیسم‌های بدن نشان می‌دهد.
همچنین استفاده از این نانوذرات در بسته بندی شیر با خصلت آنتی باکتریال و ضد قارچی این نانو ذرات موجب افزایش عمر ماندگاری این فراورده تا 32 روز بدون افزودن هیچ گونه ماده‌ی نگهدارنده شده است.

 

به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این مطالعات حاصل همکاری دکتر سعیده ابراهیمی اصل- عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر- و عطا رجب پور- دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی این دانشگاه- است که نتایج آن در مجله‌ی Journal of Food Science and Technology (جلد52، شماره 9، سال 2015، صفحات 5982 تا 5988) به چاپ رسیده است.