طراحی نانوکامپوزیت‌های ضدباکتری برای بسته‌بندی مواد غذایی

به گزارش خبرگزاری مهر، به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، با توجه به هزینه‌ بالای تولید و تهیه‌ 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.

سعیده ابراهیمی اصل یکی از محققان این طرح گفت: به هنگام استفاده از مواد نگهدارنده، مجبور به اضافه کردن 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.

وی ادامه داد: بنابراین بهترین روش برای حفاظت از فساد مواد غذایی استفاده از بسته‌بندی‌های اصولی و بهداشتی است که در این طرح، نانوکامپوزیتی طراحی شده است که می‌تواند در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی استفاده شود.

وی درباره خصوصیات نانوکامپوزیت آزمایشگاهی سنتز شده در این طرح افزود: نانوکامپوزیت سنتز شده ترکیبی از نانوذرات مس و پلیمرهای مورد استفاده در صنایع بسته بندی است که 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 به شمار می رود.

ابراهیمی اصل با بیان اینکه از طرفی ساده بودن روش تولید از دیگر برتری‌های این طرح است، افزود: در واقع بر خلاف سایر روش‌های تولید که از روش‌هایی مانند لایه نشانی به وسیله‌ 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.

وی با بیان اینکه  مس یکی از عناصر لازم برای متابولیسم سلولی و همچنین یکی از عناصر مهم برای ارتباط میان نرون‌های عصبی است،  ادامه داد: با توجه به این نکات و در نظر گرفتن اینکه وجود آن در رژیم غذایی با استانداردهای مجاز جهانی در حدود ۲ تا ۱۰ میلی گرم است، می‌تواند به عنوان یک ماده‌ ضد میکروبی با خواص بهتر و اثرات سمی کمتر جایگزین نانو مواد دیگر از جمله نقره شود.

ابراهیمی اصل درخصوص نحوه‌ 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.

وی عنوان کرد: این ذرات دارای ابعادی کمتر از ۱۰۰ 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.

وی افوزد: 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.

ابراهیمی اصل گفت: علاوه بر این، انعطاف، شکل پذیری و مقاومت مکانیکی مواد مورد استفاده در بسته‌بندی از دیگر دغدغه‌های مهم و قابل مطالعه است. همچنین 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.

به گفته وی، 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 ۳۲ روز بدون افزودن هیچ گونه ماده‌ی نگهدارنده شده است.

این مطالعات حاصل همکاری دکتر سعیده ابراهیمی اصل، عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهر و عطا رجب پور،  دانشجوی کارشناسی ارشد شیمی این دانشگاه است که نتایج آن در مجله‌ Journal of Food Science and Technology (جلد۵۲، شماره ۹، سال ۲۰۱۵، صفحات ۵۹۸۲ تا ۵۹۸۸) به چاپ رسیده است.