این نمونهها با تکان خوردنهای دائمی به مدت 24 ساعت در دمای اتاق به هم زده شدند. سپس مخلوط فیلم و آب بر روی یک کاغذ صافی که قبلاً به وزن ثابت رسیده و دقیقاً توزین شده بود صاف شد. کاغذ صافی به همراه نمونه تا رسیدن به وزن ثابت در دمای40 درجه سانتیگراد قرار داده شد. درصد حلالیت فیلمها در آب از رابطه زیر محاسبه گردید (شکل 3-3).

100×(فیلم اولیه شده خشک وزن –فیلم نهایی شده خشک وزن)/(فیلم اولیه شده خشک وزن)= درصد حلالیت

شکل 3-3 : نمونه فیلم های کنترل، 10، 20 و 30 درصد اسانس مرزه حین اندازه گیری حلالیت

3-4-5- ظرفیت جذب آب (70WAC)
برای بررسی میزان ظرفیت جذب آب تکه هایی از فیلم (2×3 cm) بریده و در دسیکاتور که زیر آن کلرید کلسیم (برای صفر شدن رطوبت) قرار داشت به مدت 2 روز قرار داشت. نمونه ها با ترازویی با دقت 0001/0 توزین گردید، درون دسیکاتوری که زیر آن آب قرار دارد، گذاشته میشود (شکل 3-4). و بعد از 24 ساعت نمونهها توزین شدند و از طریق فرمول زیر میزان جذب آب بدست آمد:

وزن خشک فیلم/وزن آب جذب شده =WAC

شکل 3-4 : نمونه فیلم های کنترل، 10، 20 و 30 درصد اسانس مرزه حین اندازه گیری WAC

3-4-6- خاصیت ضد میکروبی
کارآیی ضد میکروبی فیلم آماده با استفاده از ارزیابی روش لرزش فلاسک توسط اپندینی و هاچکیس (2002) مورد بررسی قرار گرفت. برای روش لرزش فلاسک هشت نمونه ( cm 5/1 × 2) از فیلمهای نانو کامپوزیت در ml 100 از محیط کشت استریل نوترینت براث برای باکتری 150 دور در دقیقه غوطه ور شد و سپس در انکوباتور دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. مدارک و شواهد حاکی از رشد میکروبی بود (شکل 3-5). مدارک و شواهد از رشد میکروبی با خواندن تغییرات جذب در 600 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در فواصل منظم (2 ساعت) به دست آمد (هان و همکاران، 2007؛ جوکار و همکاران71، 2012). جذب دادهها با استفاده از معادله گامپرتز که تغییر افت هاست توسط زوئیترینگ و همکاران (1990) ارائه شده، مدل شد.

برای تخمین پارامترهای سنتیک رشد میکروبی از رابطه زیر استفاده می شود :

X = غلظت سلولی میکروارگانیسم در محیط کشت
X= مقدار اولیه جذب t= زمان λ= فاز تاخیر
A= حداکثر غلظت باکتریایی بدست آمده در فاز ثابت و مقدار اولیه آن است
µmax= حداکثر سرعت رشد ویژه (h-1).

شکل 3-5 : سمت راست شاتی که سوش میکروبی استافیلوکوکوس ارئوس در آن کشت داده شده و سمت چپ پلیت مربوط به آن است.

تجزیه و تحلیل آماری
از آزمون های آنووا یک طرفه و توکی (یا دانکن) برای ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، وپارامترهای مختلف در میان انواع مختلف فیلم در سطح معنی دار %5 به کار برده شد.تجزیه و تحلیل با استفاده از گراف پد پریزم 6، انجام شد. برای انجام مدل سازی از تکنیک کمینه کردن مجموع مربعات اختلاف داده های تئوری و عملی به کمک افزونه Solver در نرم افزار اکسل 2010 استفاده شد.

فصل چهارم
نتایج و بحث

ارزیابی کیفی فیلم های خوراکی
4-1-1- بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص ظاهری فیلمهای نشاسته سیب زمینی
همه فیلمهای تولید شده دارای انعطاف پذیری خوب، سطوح صاف و شفاف بودند. فیلمهای بدست آمده ضخامت کمی داشته و به آسانی از سطح پلیتها جدا شدند. برای اندازهگیری ضخامت فیلمها از ریزسنج دستی استفاده شد. ضخامت فیلمها بین 10/0 تا 12/0 میلیمتر متغییر بود (جدول 4-1) و با افزایش غلظت اسانس ضخامت فیلم افزایش یافت البته این اثر معنیدار نبود (05/0<р). رنگ فیلمهای شاهد نشاسته سیب زمینی بیرنگ و در حالی که با افزایش غلظت اسانس مرزه رو به زردی و قرمزی افزایش رنگ داشتند (شکل 4-1).
شکل 4- 1: رنگ فیلمهای نشاسته سیب زمینی با غلظت های مختلف اسانس مرزه (از راست به چپ: کنترل، 10، 20 و 30 درصد اسانس).
جدول 4- 1: میانگین ضخامت فیلمهای شاهد و نمونههای حاوی اسانس مرزه.
ضخامت
نوع نمونه
a 01/0 ± 10/0
0% ( نمونه شاهد)
a 02/0 ± 10/0
10% اسانس مرزه
a 02/0 ± 11/0
20% اسانس مرزه
a 01/0 ± 12/0
30% اسانس مرزه
داده ها بیانگر میانگین ± انحراف معیار میباشد. مشابه بودن حروف لاتین بیانگر عدم وجود اختلاف معنیدار بین میانگینها در سطح احتمال 5% میباشد.

بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص مکانیکی فیلمهای نشاسته سیب زمینی
نیروهای درون مولکولی سبب تردی و شکنندگی فیلمها میشود و با اضافه کردن نرم کنندهها این نیروها کاهش مییابد و همچنین سیالیت زنجیره های پلیمری افزایش مییابد و در نتیجه انعطاف پذیری و قابلیت انبساط فیلمها افزایش مییابد. نرمکننده ها حجم آزاد ساختارهای پلیمری یا سیالیت مولکولی، مولکولهای پلیمر را افزایش میدهند. اضافه کردن نرمکننده ها بر مدول الاستیکی و سایر ویژگیهای مکانیکی اثر دارند. مولکولهای نرمکننده با فیلم نشاسته تداخل ایجاد کرده، واکنش بین مولکولی را کاهش و سیالیت پلیمر را افزایش داد که اینها باعث افزایش در درصد ازدیاد طول و کاهش در نیروی کششی و مدول الاستیکی شد (گالدآنوو همکاران72،2009؛ تالجاو همکاران73، 2008).
نتایج خواص مکانیکی بدست آمده از دستگاه بافت سنج در نمودارهای زیر (4-1، 4-2 و 4-3) نشان داده شده است. نتایج نشان داد هنگامی که غلظتهای اسانس مرزه در فیلم نشاسته سیب زمینی از 0% تا 30% افزایش مییابد، مقاومت به کشش مربوط به این فیلمها از 86/16 تا 95/13 مگاپاسکال، به صورت معنی داری (05/0 <р) کاهش یافت. کاهش مقاومت کششی به علت تخریب شبکه فیلم در نتیجه افزودن اسانس مرزه بود . به نظرمیرسد اسانس سبب بهم خوردن تراكم ساختاری و عدم يكنواختی ماتريكس فيلم شده، پيوندهای بين زنجيرههای پليمری را تضعيف نموده و نقاط گسيختگی ايجاد مینمايد در نتيجه مقاومت نمونههای حاوی اسانس در برابر كشش كاهش مييابد (کچی چیان74 و همکاران، 2010). افزودن اسانس مرزه باعث کاهش واکنش بین مولکولی در بین مولکولهای نشاسته میشود و افزودن آن به ماتریکس فیلم، چگالی را کاهش میدهد و باعث کاهش مقاومت کششی میشود. افزودن اسانس منجر به افزایش درصد افزایش طول فیلم در لحظه پاره شدن گردید. میزان درصد کشیدگی با افزایش غلظت اسانس (از 0% تا 30%)، از 70/23 تا 93/31 درصد به صورت معنیداری (05/0>р) افزایش یافت. بنابراین الاستیسیته فیلمها افزایش یافت. پلیساری75 و همکاران (2009) دليل اين افزايش را كاهش واكنش بين مولكولي در ساختار فيلم و افزايش سياليت پليمر در نتيجه تداخل مولكولهای اسانس با فيلم نشاسته بيان کردهاند. مقدار مدول یانگ (نسبت تنش به کرنش در ناحیه خطی) نیز با افزایش غلظت اسانس مرزه در فیلم نشاسته کاساوا، از 25/1095 تا 55/922 مگاپاسکال به صورت معنی داری (05/0 <р) کاهش یافته بود در نتیجه سختی فیلم کم میشود با توجه به طبیعت هیدروفیلیک فیلمها به علت نشاسته و گلیسرول فرآیند جذب آب اتفاق میافتد و در خواص فیلمها با یک خواص پلاستی سایزری تأثیر میگذارد در واقع اسانس در ماتریکس فیلم باعث دانسیته پایین میشود و حرکت شاخههای پلیمری و انعطافپذیری فیلمها را بهبود میبخشد (پلیساری و همكاران، 2009). معمولاً یانگ مدول به صورت معنیدار با مقاومت به کشش رابطه مستقیم دارد این نتایج با نتایج (کچی چیان76و همکاران، 2010 ؛ حسینی و همکاران، 1388 ؛ مایزورا77 و همکاران، 2007 ؛پلیساری و همكاران، 2009) مطابقت دارد. نمودار 4-1: اثر اسانس مرزه بر مقاومت به کشش فیلمهای نشاسته سیب زمینی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

نمودار 4- 2: اثر اسانس مرزه بر کش آمدگی تا نقطه شکست فیلمهای نشاسته سیب زمینی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

نمودار 4- 3: اثر اسانس مرزه بر مدول یانگ فیلمهای نشاسته سیب زمینی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم های نشاسته سیب زمینی
4-3-1- اندازه گیری حلالیت
نتایج حلالیت و محتوی رطوبت فیلمهای بدست آمده در نمودارهای 4-4 و 4-5 نشان داده شده است. با توجه به نمودارهای 4-4 و 4-5 هنگامی که غلظتهای اسانس مرزه در فیلم نشاسته سیب زمینی از 0% تا 30 % افزایش مییابد، حلالیت مربوط به این فیلمها از 24/21 تا 92/13 درصد به صورت معنی داری (05/0>р) کاهش یافت. محتوای رطوبت مربوط به این فیلمها نیز از 9/3 تا 44/3 درصد کاهش یافت که البته معنیدار نبوده است. کاهش حلالیت و محتوای رطوبت فیلمها به علت خاصیت آبگریز بودن اسانس مرزه مورد استفاده میباشد. پیوند داخل مولکولی پلی ساکارید باترکیبات فنولیکی باوزن مولکولی بالا که باعث شکستن بعضی ازقسمتهای فیلم درطی حلالیت شده است. این علت واضح است که خواص مولکولی ترکیبات فنولیک به رویکشش ماتریکس فیلمها اثرمیگذارد ( پی لانگ78 و همکاران، 2006). این نتایج با نتایج (حسینی و همکاران، 1388 ؛ مایزورا و همکاران، 2007) مطابقت دارد.

نمودار 4- 4: اثر غلظت اسانس مرزه بر میزان حلالیت فیلمهای نشاسته سیب زمینی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

نمودار 4- 5: اثر غلظت اسانس مرزه بر محتوای رطوبت فیلمهای نشاسته سیب زمینی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

4-3-2- اندازه گیری میزان جذب آب (WAC)
نتایج میزان جذب آب فیلمهای بدست آمده در نمودار 4-6 نشان داده شده است. با توجه به نمودار 4-6 هنگامی که غلظتهای اسانس مرزه در فیلم نشاسته سیب زمینی از 0% تا 30% افزایش مییابد، میزان جذب آب مربوط به این فیلمها از 81/3 تا 59/ 1 (گرم آب به ازای هر گرم ماده خشک)، به صورت معنی داری (05/0>р) کاهش یافت. جذب رطوبت به دلیل گروههای هیدروکسیل موجود در نشاسته است که با آب پیوند برقرارمیکنند. دراین پژوهش با افزودن اسانس آبگریز درماتریکس بایوپلیمر گروههای هیدروکسیل قابل دسترس برای مولکولهای آب کاهش پیدا میکنند. در نتبجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلمهای نشاسته ای میشوند.

نمودار 4- 6:اثر غلظت اسانس مرزه بر قابلیت جذب آب فیلمهای نشاسته سیب زمینی.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

بررسی اثر اسانس مرزه بر خواص ممانعتی فیلمهای نشاسته سیب زمینی
4-4-1- تعیین میزان نفوذ پذیری به بخار آب ((WVP
وجود رطوبت و بخار آب یکی از مهمترین دلایل واکنشهای مولد فساد در مواد غذایی میباشد. نفوذ پذیری به بخار آب(WVP) یکی از مهمترین ویژگیهای پلیمرهای بسته بندی غذایی به خصوص بیوپلیمرها میباشد. نتایج میزان نفوذ پذیری به بخار آب فیلمهای بدست آمده در نمودار 4-7 نشان داده شده است. با توجه به نمودار 4-7 افزایش غلظت اسانس مرزه از 0 % تا 30 % در ماتریکس پلیمر، میزان نفوذپذیری به بخارآب را از 94/4 تا 54/2 (g/m.s.Pa10-10×) کاهش داد. ترکیبات موجود در اسانس مرزه ساختار منظم زنجیرههای پلیمری فیلمهای
سیب زمینی را بر هم زده است. این پدیده نرخ عبور بخار آب از میان فیلمهای خوراکی را به صورت معنی داری (05/0>р) کاهش داد. کاهش نفوذپذیری به بخار آب در اثر افزودن اسانس مرزه احتمالاً به دلیل پیوندهای کووالانسی و هیدروژنی بین شبکه نشاسته سیب زمینی و ترکیبات فنولیک که دسترسی گروههای هیدروژنی برای تشکیل پیوند ترکیبات هیدروفیلیک با آب را کاهش میدهد و سپس باعث کاهش پیوستگی فیلم با آب میشود میباشد. این نتایج با نتایج به دست آمده قبلی (سیریپاتراوان79 و همکاران، 2010 ؛ حسینی و همکاران، 1388 ؛ مایزورا و همکاران، 2007) مطابقت دارد.

نمودار 4- 7: اثر اسانس مرزه بر نفوذپذیری فیلم های نشاسته سیب زمینی نسبت به بخار آب.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

4-4-2- نفوذپذیری نسبت به بخار اکسیژن
جهت محافظت ماده غذایی در برابر اکسیداسیون، جلوگیری از تندی و ممانعت از افت ویتامین ها، باید از موادی استفاده کرد که نسبت به نفوذ اکسیژن مقاومت مناسبی داشته باشند اما برای سبزی ها و میوه های تازه می باید ماده تا حدی به اکسیژن و بخصوص دی اکسید کربن، نفوذ پذیر باشد. بعضی از بستهبندی ها که بخش عمده آنها را بیوپلیمرها تشکیل میدهند از ویژگی بازدارندگی خوبی در مقابل اکسیژن برخوردارند. نتایج میزان نفوذ پذیری به اکسیژن فیلمهای بدست آمده در نمودار 4-8 نشان داده شده است. با توجه به نمودار 4-8 افزایش غلظت اسانس مرزه از 0% تا 30% در ماتریکس پلیمر، میزان نفوذپذیری به اکسیژن را از 45/4 تا 89/3 cc-mil [m2. Day]به صورت معنیداری (05/0 >р) کاهش داد.

نمودار 4- 8: اثر اسانس مرزه بر نفوذپذیری فیلم های نشاسته سیب زمینی نسبت به اکسیژن.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد( 05/0>р).

مشخصه های رنگی
رنگ و شفافیت فیلمهای خوراکی یکی از شاخصهای بسیار مهم در افزایش میزان بازار پسندی محصول است که به طور کلی امروزه از آنها به عنوان یکی از فاکتورهای اصلی در بسته بندیهای محصولات غذایی مختلف یاد میشود. رنگ نتیجه فرآیندی پیچیده شامل پدیدههای فیزیکی انتقال، تجزیه، جذب و پراکنش است. مراحل اصلی ایجاد رنگ فیزیکی است اما مراحل بعدی آن علائم شیمیایی را در بر میگیرد که به پاسخهای عصبی تغییر شکل یافته و توسط مغز به شکل رنگ تفسیر خواهد شد از اینرو، با توجه به اهمیت بسیار زیاد رنگ به خصوص در فرآوردههای غذایی و در افزایش میزان بازار پسندی محصول ضروری به نظر میرسد (مشکانی و همکاران، 1389).
نتایج رنگ فیلمهای بدست آمده در جدول زیر (4-2) نشان داده شده است. با توجه به جدول 4-2 نتایج نشان داد، هنگامی که غلظتهای اسانس مرزه در فیلم نشاسته سیب زمینی از 0% تا 30% افزایش مییابد. شفافیت ( فاکتور L* ) فیلمهای نشاسته سیب زمینی حاوی اسانس مرزه با افزایش غلظت اسانس مرزه از (0% تا 30%)، از 01/97 تا 37/94، به صورت معنیداری (05/0>р) کاهش یافت. رنگ فیلمهای نشاسته سیب زمینی حاوی اسانس مرزه، با افزایش غلظت اسانس مرزه به صورت معنیداری (05/0>р) رو به قرمزی ( فاکتورa*) و زردی (فاکتور b* ) افزایش داشتند.


دیدگاهتان را بنویسید