3-1- مواد45
3-2- تهيه فيلمها45
3-3 – ضخامت فيلم46
3-4- آناليز فيلم46
3-4-1- ويژگي هاي مکانيکي46
3-4-2- رنگ سنجي48
3-4-3- نفوذ پذيري بخار آب (WVP)49
3-4-4- حلاليت فيلم ها49
3-4-5- ظرفيت جذب آب (WAC)50
3-4-6- نفوذ پذيري به اکسيژن50
3-4-7- خاصيت ضد ميکروبي51
3-9- تجزيه و تحليل آماري52
فصل چهارم- نتايج و بحث53
4-1- ارزيابي کيفي فيلمهاي خوراکي53
4-1-1- بررسي اثر اسانس زيره سبز بر خواص ظاهري فيلمهاي ژلاتين گاوي53
4-2- بررسي اثر اسانس زيره سبز بر خواص فيزيکوشيميايي فيلمهاي ژلاتين گاوي55
4-2-1- اندازه گيري حلاليت55
4-2-2- اندازه گيري ميزان جذب آب (WAC)56
4-3- بررسي اثر اسانس زيره سبز بر خواص ممانعتي فيلمهاي ژلاتين گاوي57
4-3-1- تعيين ميزان نفوذ پذيري به بخار آب57
4-3-2- نفوذپذيري نسبت به بخار اکسيژن59
4-4- بررسي اثر اسانس زيره سبز بر خواص مکانيکي فيلمهاي ژلاتين گاوي60
4-5- مشخصه هاي رنگي63
4-6- بررسي اثر اسانس زيره سبز بر خواص ضد ميکروبي فيلمهاي ژلاتين گاوي64
فصل پنجم- نتيجه گيري و پيشنهادات68
5-1- نتيجه گيري69
5-2- پيشنهادات69
منابع و مراجع71
English abstract86
فهرست اشکال
شکل 1- 1: نمودار فرآيند تحقيق13
شکل 2- 1: گياه زيره سبز.20
شکل 2- 2: ساختمان ژلاتين.27
شکل 4- 1: فيلم هاي ژلاتين گاوي54
شکل 4- 2: اثر غلظت اسانس زيره سبز بر ميزان حلاليت فيلمهاي ژلاتين گاوي.56
شکل 4- 3: اثر غلظت اسانس زيره سبز بر قابليت جذب آب فيلمهاي ژلاتين گاوي.57
شکل 4- 4: اثر اسانس زيره سبز بر نفوذپذيري فيلم هاي ژلاتين گاوي نسبت به بخار آب.59
شکل 4- 5: اثر اسانس رزيره سبز بر نفوذپذيري فيلم هاي ژلاتين گاوي نسبت به اکسيژن.60
شکل 4- 6: اثر اسانس زيره سبز بر مقاومت به کشش فيلمهاي ژلاتين گاوي.62
شکل 4- 7: اثر اسانس زيره سبز بر کش آمدگي تا نقطه شکست فيلمهاي ژلاتين گاوي.62
شکل 4- 8: اثر اسانس زيره سبز بر مدول يانگ فيلمهاي ژلاتين گاوي.63
شکل 4- 9: اثر اسانس زيره سبز بر سنتيک رشد ميکروبي (استافيلو کوکوس اورئوس ) فيلمهاي ژلاتين گاوي.67

فهرست جداول
جدول 4- 1: ميانگين ضخامت فيلمهاي شاهد ژلاتين گاوي و نمونه هاي حاوي اسانس زيره سبز.54
جدول 4- 2: پارامترهاي رنگ سنجي از فيلم ژلاتين گاوي با غلظت هاي مختلف اسانس زيره سبز.64
چکيده
امروزه تمايل به استفاده از بسته بندي هاي زيست تخريب پذير شامل پوششها و فيلمهاي خوراکي به دليل عاري بودن از مواد شيميايي سنتزي و عدم ايجاد آلودگيهاي زيست محيطي، در صنعت روز به روز در حال افزايش است. در اين راستا به کارگيري ترکيبات ضد ميکروبي طبيعي نظير انواع اسانسهاي گياهي ميتواند کارايي اين نوع بسته بندي را تا حد زيادي بهبود بخشد. در اين کار پژوهشي توليد و ارزيابي ويژگيهاي فيلمهاي خوراکي بر پايه ژلاتين گاوي حاوي اسانس زيره سبز مورد ارزيابي قرار گرفت. بدين منظور اسانس زيره سبز در نسبتهاي (0%، 10%، 20% و 30%) و پلاستيسايزر40% به 4 گرم ژلاتين گاوي اضافه شده و فيلمهاي ژلاتيني به روش کاستينگ تحت شرايط کنترل شده تهيه شد. خواص مکانيکي، فيزيکوشيميايي، ممانعتي، و ضد ميکروبي فيلمها تحت شرايط استاندارد مورد ارزيابي قرار گرفت. آزمون مکانيکي فيلمهاي ژلاتين گاوي حاوي اسانس زيره سبز نشان داد که استحکام کششي و مدول يانگ کاهش و درصد کشيدگي اين فيلمها افزايش معني داري داشت. ميزان جذب آب، حلاليت، ميزان نفوذ پذيري به بخار آب و ميزان نفوذيذيري به اکسيژن فيلمهاي ژلاتين گاوي حاوي اسانس زيره سبز، با افزايش غلظت اسانس، کاهش يافت. اسانس تهيه شده به دليل وجود ترکيبات معطر و فنلي از خود خاصيت ضد ميکروبي نشان داده است. بنابراين ميتوان از اين فيلم بدست آمده در بسته بندي فعال در پوششهاي خوراکي و بسته بندي محصولات غذايي و کشاورزي استفاده کرد.
واژگان کليدي: فيلم خوراکي، ژلاتين گاوي، اسانس زيره سبز، خواص ممانعتي، خواص فيزيکوشيميايي، خواص مکانيکي و خواص ضد ميکروبي.
فصل اول
کليات
1-1- مقدمه
استفاده از بيوپليمرهاي زيست تخريب پذير براي بسته بندي يا پوشش دادن مواد غذايي ساليان طولاني است که مورد توجه محققين بوده است. توليد و کاربرد اين بيوپليمرها در صنايع بستهبندي ميتواند مزاياي زير را داشته باشد.
چون بخش عمدهايي از اين بيوپليمرها منشاء کشاورزي دارند و معمولا از محصولات گياهي يا حيواني بدست مي آيند مي توان با توليد و استخراج آنها ارزش افزوده محصولات کشاورزي را بالا برد.

اين بيوپليمرها از منابع تجديدپذير بدست ميآيند بنابراين توليد آنها ميتواند موجب حفظ منابع تجديدپذير براي نسلهاي آينده گردد.
بيوپليمرهاي حاصل از فراوردهاي کشاورزي قابليت برگشت به طبيعت را دارند و توسط ميکروارگانيسمها در طي فرايند کمپوست به محصولات طبيعي مانند دياکسيدکربن آب متان و تودهي زيستي (بيومس) تبديل ميشوند بنابراين اين بيوپليمرها زيست فروپاشنده هستند و موجب آلودگي محيطزيست نميگردند. ]75 و 76[.
اخيراً به دليل نگراني‌هاي زيست محيطي در ارتباط با پسماند بسته‌بندي‌هاي پلاستيکي مصنوعي، تلاش‌هاي بسياري براي تهيه مواد بسته‌بندي زيست تجزيه‌پذير از پليمرهاي طبيعي است ]53[.
تغييرات شيميايي ترکيب غذا در حين حمل و نقل و انبارسازي کيفيت محصول کاهش مي‌دهد. به طور کلي، براي حفظ کيفيت غذا به بسته‌بندي نياز است. به طور سنتي حفاظت از غذا با فراهم آوردن سدي خنثي در برابر محيط بيرون صورت مي‌گرفته است ]42[.
نوع بسته‌بندي عامل مهمي جهت افزايش زمان نگهداري و حفاظت از غذاهاي فاسدشدني است، به ويژه در مورادي که تخريب اکسايشي و ميکروبيولوژيکي در آنها رخ مي‌دهد. پيشتر اکثر مواد بسته‌بندي ريشه مصنوعي داشتند، اما امروزه به دلايل زيست محيطي، تلاش‌هاي روزافزوني جهت يافتن مواد خوراکي زيست‌تجزيه‌پذير صورت مي‌گيرد، که اين مواد نيز درصورت امکان حاصل بازيابي صنايع و منابع تجديدپذير هستند. حساسيت مشابهي را مي‌توان در تحقيقات علمي اخير مشاهده نمود که تمرکزشان بر فيلم‌هاي زيست‌تجزيه‌پذير و يا خوراکي، و مراجع و مآخذ بسياري در ارتباط ژلاتين خالص يا مخلوط شده با ساير مواد بيو پليمري دارند ]54[.
آلودگي ناشي از مواد بستهبندي توليد شده از مشتقات نفتي و مشکلات ناشي از روشهاي مختلف حذف اين مواد توجه پژوهشگران را در طي سالهاي اخير به يافتن جايگزينهاي مناسب براي اين نوع مواد بستهبندي معطوف کرده است ]35[.
به لحاظ مشكلات زيست محيطي بسياري از مواد بسته بندي، توجه ويژه اي به پليمرهاي زيستي و تجزيه پذير به منظور توسعه مواد بسته بندي غذايي دوست دار طبيعت معطوف شده است ]48[. از طرفي استفاده از محصولات جنبي (By-products) كشاورزي و صنعت غذايي به منظور توسعه مواد زيست تخريب پذير براي جايگزيني پليمرهاي بر پايه نفت در كاربردهاي بسته بندي علاقه مندي روبه رشدي را در پي داشته است ]33[. استفاده از فيلم هايي با منشا طبيعي(نشاسته-پروتئين و …)به دليل پتانسيل اين مواد در جايگزيني پليمرهاي رايج در بسته بندي موادغذايي و به علت مقاومت آنها در برابر نفوذ گازها ،رطوبت، و مواد محلول ازدهه قبل رايج شده است ]39[.
هدف صنعت بستهبندي حفظ مواد غذايي به موثرترين شکل و با کمترين هزينه ميباشد، به طوري که مصرفکننده و توليدکننده بيشترين رضايت را داشته باشند و ماده غذايي ايمن مانده و مشکلات زيست محيطي نيز به حداقل برسد. تقاضا براي توليد محصولات غذايي تازه، ايمن و با حداقل فرآيند درحال حاضر از جمله مهمترين چالشهايي ميباشد که امروزه صنعت بسته بندي مواد غذايي با آن مواجه ميباشد و همواره به دنبال راهکاري براي حفظ کيفيت و ايمني غذا در زمينه بستهبندي بوده است. انتخاب صحيح مواد و روش مناسب بستهبندي باعث حفظ کيفيت محصول ميشود ]17[.
امروزه بخش بزرگي از مواد استفاده شده در صنعت بسته بندي از فرآوردهاي نفتي و پتروشيمي به دست ميآيند که غير قابل تجزيه در طبيعت بوده و مشکل زيست محيطي ايجاد ميکنند. از اين رو محققين همواره به دنبال راه حلهايي براي اين موضوع ميباشند. رشد روز افزون محصولات زيستي و توسعه تکنولوژيهاي نوين سبب کاهش وابستگي به استفاده از سوختهاي فسيلي گرديده است. در چند دهه اخير ميزان توجه و علاقه افراد به استفاده از بيوپليمرها به دليل افزايش بيشتر آگاهي مصرف کنندگان، افزايش قيمت نفت خام، افزايش آلودگيهاي زيست محيطي و تجزيه ناپذير بودن پليمرهاي نفتي و توجه به گرماي جهاني افزايش يافته است و سبب شده تلاشهاي فراواني در جهت توليد مواد بستهبندي با منشا طبيعي(پروتئين،چربي و کربوهيدرات) به صورت فيلم يا پوشش صورت گيرد. اينگونه بيوپليمرها در مقايسه با استفاده از پلاستيکها اثرات مخرب کمتري بر محيط زيست دارند ]61[.
لايه خوراکي، لايه نازکي از ماده زيستي است که صنايع بسته بندي را به خود جلب کرده است، چون مانع از رطوبت، اکسيژن و حرکت محلول مواد غذايي مي شود.از ميان لايه هاي خوراکي بر مبناي پروتئين، لايه ژلاتين به خاطر فرآورده هاي خوراکي و دارويي مانند اجزاي روکش کپسول، گوشت و سوسيس مورد توجه قرار گرفته است ]49[.
ساليان طولاني است که از پوششهاي خوراکي جهت نگهداري بهتر محصولات غذايي و افزايش جذابيت ظاهري آنها استفاده ميشود، به عنوان مثال از دوران باستان چينيها پرتقال و ليموهاي تازه را با لايهي نازکي از موم ميپوشاندند تا خشک شدن آنهابهتعويق بيافتد. استفاده از فيلمهاي خوراکي در بستهبندي موادغذايي اولين بار در سال 1895 توسط ماريس و پارکر انجام گرفت. آنها از فيلمهاي ژلاتيني براي نگهداري گوشت استفاده کردند. از سال 1930 استفاده از مومهاي پارافينه مذاب براي پوشش دادن مرکبات تجاري شد و در اواخر دهه 1950 امولسيونهاي روغن در آب جهت پوششدادن ميوهها و سبزيها بکار رفت ]43[.
در حال حاضر تحقيقات گستردهاي براي استفاده از فيلمهاو پوششهاي خوراکي در صنايع غذايي و دارويي در حال انجام است که موجب بهبود کيفيت و افزايش کاربردهاي آن ميشود ]38[.
فيلمها و پوششهاي بيوپليمري ممکن است خوراکي بوده و يا تنها زيستتخريبپذير باشند که اين به فرمولاسيون، روش توليد و تيمارهاي اصلاحکننده بستگي دارد. اگر بيوپليمر از نوع خوراکي باشد و افزودنيهاي خوراکي در ساختار فيلم و پوشش استفاده شود فيلم يا پوشش حاصله خوراکي خواهد بود. هنگاميکه بيوپليمر با ساير مواد شيميايي، قبل يا در طول تشکيل فيلم و پوشش وارد واکنش شود يا ترکيبات غير خوراکي به فيلم يا پوشش اضافه شود، قابليت خوراکي بودن را از دست ميدهد. فيلمها و پوششهاي خوراکي که براي بستهبندي مواد غذايي استفاده ميشوند بايد ايمن و مطمئن بوده و بعد از پايان دورهي مورد نظر زيستتخربپذيرباشند. زيستتخريبپذيري، يعني فيلم يا پوشش در فرآيند کمپوست کردن به طور کامل توسط ميکروارگانيسمها تجزيه شده و دياکسيدکربن، آب، متان و مقداري بيومس توليد شود ]14[.
فيلمهاي خوراکي که در ارتباط با مواد غذايي کاربرد دارند زيستتخريبپذير هستند، يعني قابليت تجزيه شدن به عناصر سازنده را به وسيلهي موجودات ذرهبيني خاک دارند ]37[.
1-2- اهميت موضوع
هر ساله ميليونها تن ضايعات پلاستيکي از جمله کيسهها پاکتهاي پلاستيکي و مواد بستهبندي وارد محيطزيست گرديده و به علت برگشتناپذير بودن به چرخه محيطزيست مشکل ايجاد مينمايند و در نتيجه نياز به پلاستيکهاي قابل تجزيه در طبيعت روز به روز در حال افزايش است]59[. ويژگي منحصر به فرد از پروتئين براي تشکيل شبکه و وادار کردن به انعطافپذيري و کشش مفيد در تهيه مواد بستهبندي مبتني بر پليمرهاي زيستي در نظر گرفته ميشوند. در اين راستا، ژلاتينهاي ارزان گاو و ماهي مي تواند به عنوان يک ماده خام اساسي براي توسعه فيلمهاي بسته بندي مواد غذايي استفاده شود ]80[.
استفاده از فيلمهاي خوراکي در بستهبندي مواد غذايي اولين بار در سال 1985 توسط موريس و پارکت انجام گرفت. آنها از فيلمهاي ژلاتيني براي نگهداري گوشت استفاده کردند ]76 و 77[.
فيلمهاي خوراکي ميتوانند حاوي آنتياکسيدان و مواد ضد ميکروبي باشند و اين در حالي است که بسته بنديهاي مرسوم قادر به رقابت در اين زمينه با فيلمهاي خوراکي نمي باشند ]78[. امروزه آلودگيهاي ناشي از پليمرهاي سنتزي توجه همگان را به استفاده از مواد اوليه زيستتخريبپذير معطوف کرده است و در طي دو دههي اخير مطالعه بر روي مواد زيستتخريبپذير حاصل از پروتئينها و کربوهيدراتها گسترش وسيعي يافتهاست.اين ماکرومولوکولها به طور بالقوه مي توانند جايگزيني مناسب براي پليمرهاي سنتزي حاصل از مشتقات نفتي بشمار روند ]79[.
بر خلاف فيلمها و پوششهاي خوراکي استفاده از فيلمها و پوششهاي زيستتخريبپذير با هدف جايگزيني کامل با مواد بسته بندي سنتزي صورت ميگيرد. فيلمها و پوششهاي زيستتخريبپذير نيز داراي قابليت بازدارندگي مقابل رطوبت اکسيژن مواد طعمي آروما روغن بوده و کيفيت غذا يا دارو را حفظ مي کنند. همچنين مي توان به آنها مواد آنتياکسيداني و ضدميکروبي نيز افزود. فيلمها و پوششهاي زيستتخريبپذير ويژگيهاي ظاهري مانند رنگ جلا و شفافيت محصول را بهبود ميبخشند ]76[.
لايه هاي خوراکي پليمر هاي طبيعي زيست تجربه پذير هستند که از محصولات کشاورزي بدست مي آيند. آن ها براي محيط زيست ايمن هستند و مازاد بسته بندي مربوط به محصولات بسته بندي شده را کاهش ميدهند ]60[.
لايه هاي خوراکي و زيست تجزيه پذيري که از منابع مختلف به دست مي آيند توجه زيادي به خود جلب کرده اند.مصرف کنندگان و پردازشگرهاي نظير به کاهش مشکلات محيطي مربوط به ضايعات بسته بندي مصنوعي اقدام کرده اند.در دهه گذشته، درباره لايه هاي بسته بندي خوراکي و زيست تجزيه پذير، به خاطر مزاياي فراواني که در مقايسه با لايه هاي بسته بندي مصنوعي دارند تحقيقات زيادي انجام شده است.گر چه جايگزيني کامل لايه هاي بسته بندي مصنوعي آناً ممکن نيست، لايه هاي خوراکي و زيست تجزيه پذير پتانسيل کاهش و جايگزيني لايه هاي مصنوعي شيميايي را در بعضي از کاربردهاي آتي خواهند داشت.موادي که براي تشکيل لايه ها و روکش ها در دسترس هستند جزو دسته هاي پروتئينها، پلي ساکاريد ها، ليپيدها و رزين ها هستند.از ميان اين مواد، پروتئين ها بعلت وفور نسبي، توانايي در شکل دهي لايه ها و کيفيت هاي تغذيه اي بطور گسترده اي مورد مطالعه قرار گرفتند ]47[.
مشتريها غذاهايي ماندگارتر و با کيفيت بالاتر را تقاضا ميکنند، در عين حالي که آسيب پذپري بسته بندي کمتر باشد و قابليت بازيافت افزايش يابد. اين گونه تقاضاها باعث افزايش علاقه به فيلمهاي خوراکي و قابل تجزيه به لحاظ زيستي يا موادي شدهاند که براي گسترش عمر مواد غذايي و توسعه کيفيت به کار برده ميشوند. اين گونه فيلمها داراي توانايي کاهش ميزان مواد بسته بندي پليمر سنتزي مرسوم غير قابل تجديد هستند و نيز استفاده از ترکيبات محصولات کشاورزي فيلمهاي خوراکي ميتوانند از پروتئين، پلي ساکاريدها، ليپيدها يا ترکيبي از اين مواد آماده شوند. فيلمهاي پروتئين يا پلي ساکاريدها خصوصيات مکانيکي و نوري خوبي دارند اما بسيار حساس به رطوبت هستند ]24[.
توسعه مواد بيوپليمري به چند دليل اهميت دارد: اول اينكه بخش عمدهاي از پليمرهاي طبيعي منشاء كشاورزي دارند و معمولاً از محصولات گياهي و جانوري بدست ميآيند لذا اين مواد برخلاف پليمرهاي سنتتيك كه از مواد نفتي بدست مي آيند زيست تجزيه پذير هستند (در اثر تجزيه دي اكسيد كربن، آب، متان و … توليد مي‌كنند)، بنابراين مواد آلوده كننده محيط زيست به شمار نميآيند. از سوي ديگر مواد بيوپليمري به وسيله موجودات زنده ساخته ميشوند و در نتيجه در چرخه ساخت و تجزيه مواد بيولوژيكي قرار مي‌گيرند پس هيچگاه منابع آنها محدود و تمام شدني نيست در حاليكه مواد پليمري و پلاستيكي امروزي از سوختهاي فسيلي ساخته ميشوند كه منابع آن محدود و تمام شدني است. مزيت ديگر بيوپليمرها اقتصادي بودن اين مواد است زيرا توليد بيوپليمر نياز به كارخانه و صنعت پيشرفته ندارد و با حداقل امكانات مي‌توان به توليد آنها مبادرت ورزيد همچنين مواد اوليه آنها ارزان است زيرا از زبالههاي مواد اوليه كشاورزي تجديد شونده يا صنايع فرآوري مواد غذايي دريايي بدست ميآيند ] 14، 45 و 46[.
پوشش‌هاي فيلمي عمدتاً به عمل کردن به عنوان سدي در مقابل آب، نور و اکسيژن زمان و کيفيت نگهداري را بهبود مي‌بخشند ]53[.
سايرمزاياي فيلمهاي خوراکي نسبت به مواد بستهبندي پليمري مصنوعي را ميتوان به صورت زير خلاصه کرد :
1- مصرف توام فيلمها با محصول بستهبندي شده بدون اينکه باقيماندهاي دور ريخته شود.
2- فيلمها باعث افزايش خواص ارگانولپتيک مواد بستهبندي ميشوند، بدين ترتيب، ترکيبات مختلف نظير طعمدهندهها، رنگها و شيرينکنندهها، به همراه آنها منتقل ميشوند و ميتوانند به عنوان انتقال دهنده مواد ضدميکروبي و آنتياکسيدان بهکار روند.
3- از مهاجرت آروما، طعم و رنگ مادهي غذايي به محيط و بين اجزاي موادغذايي جلوگيري ميکنند.
4- فيلمها ميتوانند به عنوان مکمل ارزش تغذيهاي مواد غذايي باشند.
5- فيلمها باعث کاهش تبادل گازهاي تنفسي بين محيط و مادهي غذايي ميگردند.
6- ميتوانند بهمنظور جلوگيري از حذف رطوبت و مهاجرت مواد محلول در مواد غذايي طراحي شوند.
7- فيلمها ميتوانند بهآساني براي توليد ميکروکپسولهاي طعم دهنده مواد غذايي و عوامل تخمير کننده بکار روند ]62[.
پوشش مواد غذايي با فيلم هاي خوراکي داراي مزاياي زيادي است از جمله سلامتي ويژگي هاي حسي و اقتصادي بودن و اينکه خود پوشش نيز داراي ارزش تغذيه اي است مانع فساد وآلودگي ميکروبي ميشوند و باعث استحکام و يکپارچگي مواد غذايي هستند ]34، 58 و 59[.
ژلاتين يكي از رايج ترين پليمرهاي زيستي است كه بيشتر به جهت فرآواني و زيست تخريب پذيري آن، به عنوان فيلم هاي خوراكي مورد توجه قرار گرفته است ]55[. ژلاتين گاوي عبارتست از يک پلي پپتيد با وزن مولکولي بالا که از کلاژن بافت هاي پيوندي، پوست، استخوان و تاندون هاي گاو مشتق گرفته مي شود ]103[.
گياه زيره سبز با نام علمي کومينوم سيمينوم، گياهي کوچک، علفي و يکساله از خانواده آپياسه ميباشد و ميوه آن بسيار معطر است، منشأ آن مناطق شرقي مديترانه است ]2، 8، 16 و 18[. زيره سبز به عنوان يکي از مهمترين گياهان معطر و دارويي اهلي کشور ما شناخته شده است ]16[. زيره داراي تانن، روغن زرين و اسانس است ]10[. ترکيبات اصلي در زيره سبز، کومين آلدئيد- گاما ترپن- سافرنال- پاراسمين است]11[.
1-3- اهداف پژوهش
1-3-1- هدف اصلي
هدف از اين بررسي، امکان تهيه فيلم هاي تجزيه پذير و زيست سازگار با محيط ژلاتين گاوي ترکيب شده با اسانس زيره سبز جهت استفاده در بسته بندي مواد غذايي به جاي کاربرد اوليه شيميايي غير قابل تجزيه و بازيافت است. افزايش نگرانيها در مورد ماهيت غير قابل تجزيه و مشکلات جدي دفع زباله در سراسر جهان منجر به افزايش ميل جهان براي کشف يک جايگزين سازگار با محيط زيست بجاي پلاستيک شده است.
1-3-2- اهداف اختصاصي
بررسي ويژگيهاي مکانيکي فيلم خوراکي ژلاتين گاوي ترکيب شده با اسانس زيره سبز.
بررسي ويژگيهاي فيزيکوشيميايي فيلم خوراکي ژلاتين گاوي ترکيب شده با اسانس زيره سبز.
بررسي ويژگيهاي ممانعتي فيلم خوراکي ژلاتين گاوي ترکيب شده با اسانس زيره سبز.
بررسي اثر اسانس زيره سبز بر پارامترهاي رشد ميکروبي باکتري استافيلو کوکوس در فيلمهاي خوراکي ژلاتين گاوي.
پرسشهاي تحقيق
آيا افزودن اسانس زيره سبز بر خواص فيزيکوشيميايي فيلم ژلاتين گاوي تأثيري دارد؟
آيا افزودن اسانس زيره سبز بر خواص ممانعتي فيلم ژلاتين گاوي تأثيري دارد؟
آيا افزودن اسانس زيره سبز بر پارامترهاي رشد ميکروبي باکتري استافيلو کوکوس در فيلم ژلاتين گاوي تأثيري دارد؟
آيا افزودن اسانس زيره سبز بر روي خواص مکانيکي فيلم ژلاتين گاوي تأثيري دارد؟
1-5- محدوديتهاي تحقيق
همان طور که اشاره شد، در کنار خصوصيات مناسب فيلمهاي ژلاتين گاوي همچون زيست تخريب پذير بودن آنها امکان استفاده از غلظت هاي بالاي اسانس در فيلم وجود ندارد. يکي از راهکارهاي مهم براي دست يابي به خصوصيات ضد ميکروبي، شيميايي، مکانيکي و زيستي بهتر اين فيلمها، بکار بردن اسانسهاي گياهي در ساختار آنها ميباشد تا با ايجاد دستهاي تغييرات شيميايي و اصلاحات فيزيکي از جمله خاصيت ضد ميکروبي بيشتر، ماندگاري بالاتر، نفوذ پذيري مناسبتر، افزايش شفافيت و بهبود ميزان کشش، بتوان به خصوصيات مطلوبتري دست يافت در اين بين اسانس زيره سبز به دليل دارا بودن ترکيبات فنلي از خود خاصيت ضد ميکروبي1 نشان ميدهد که بسيار حائز اهميت ميباشد.
1-6- نمودار تحقيق
شکل 1-1 نمودار تحقيق را براي اين پژوهش نشان مي دهد.
شکل 1- 1: نمودار فرآيند تحقيق
فصل دوم
مروري بر پژوهشهاي پيشين
2-1- گياهان دارويي
گياهان دارويي ميراثهاي بومي هستند كه از اهميت فراگير و جهاني بر خوردار ميباشند و در همين راستا نتايج بررسيها نشان داده است كه در حدود 70 هزار گونه گياهي از گلسنگها گرفته تا درختان و درختچهها حداقل يك بار در جهت اهداف پزشكي و درمان انسانها به كار گرفته شدهاند. تعداد گونههاي گياهي دارويي حدود 52000 گونه برآورد شده است که 8 درصد آنها يعني چيزي حدود 4160 گونه دارويي در معرض خطر انقراض هستند ]2 [.
11 اقليم از ?? اقليم شناخته شده جهان، برخورداري از ??? روز آفتابي در سال و اختلاف دماي ?? تا ?? درجه سلسيوس ميان سردترين و گرمترين نقطه در كشور، شرايط مساعدي براي كشور پهناور ايران به لحاظ بهره مندي از يك اكولوژيك منحصر به فرد فراهم كرده است، اين شرايط زمينه رشد و نمو گياهان وحشي و دارويي را در كشور مساعد كرده است، به طوري كه هم اكنون بيش از ?? درصد گونه هاي گياهي جهان در ايران وجود دارد و همين امر كشورمان را در زمره مستعدترين كشورهاي جهان براي توليد گياهان دارويي قرار داده است ] 5[.
استفاده از گياهان دارويي در قالب طب سنتي براي درمان بيماريها و مصارف ديگر در صنايع غذايي، آرايشي و بهداشتي از دير باز مورد توجه بوده است، ولي در چند ساله اخير با گرايش مردم به استفاده از داروهايي با منشأ گياهي به دليل عوارض جانبي و سوء داروهاي شيميايي توجه جهانيان به اين بحث بيشتر شده است. از سوي ديگر، تأكيد سازمان بهداشت جهاني (WHO) در جايگزيني تدريجي مواد طبيعي به جاي مواد شيميايي موجب شده تا كشورهاي مختلف جهان نسبت به سرمايه گذاري، برنامه ريزي كشت و توليد انبوه گياهان دارويي در سطوح صنعتي و استفاده از آن در صنايع دارويي، بهداشتي و غذايي اقدام كنند ]14[.
2-1-1- مزاياي استفاده از گياهان دارويي
استفاده از گياهان دارويي و داروهاي گياهي همانند استفاده از داروهاي شيميايي داراي مزايا و معايبي مي باشد. از مهمترين مزاياي داروهاي گياهي ارزش اقتصادي و کمي هزينه دستيابي به آنها است. از مزاياي ديگر داروهاي گياهي اثرات زيست محيطي و اکولوژيکي کاربرد آنها است، که ميتوان آن را نوعي تعامل و دوستي بين انسان با محيط زيست دانست. همچنين استفاده از داروهاي گياهي اثرات تخريبي کمتري بر منابع طبيعي نظير خاک، آب، هوا و انرژي دارد. علاوه بر اين مي تواند موجب ايجاد باغ ها و مزارع توليد و پرورش گياهان دارويي شود و به دنبال آن اثرات مثبتي بر افزايش تنوع زيستي در محيط زيست و کاهش آلودگي هاي زيست محيطي خواهد داشت. البته بايستي به اين نکته توجه نمود که برداشت افراطي گياهان دارويي از منابع طبيعي منجر به انقراض و نابودي گونههاي نادر و ارزشمند ميشود. برتري ديگر داروهاي گياهي کاهش عوارض ناشي از داروهاي شيميايي و جلوگيري از مقاومت نسبي عوامل بيماريزا است. اغلب عوامل بيماريزا در برابر مصرف مداوم داروهاي شيميايي جهش ژنتيکي يافته و در برابر داروها از خود مقاومت نسبي نشان ميدهند و از اثر بخشي آنها کاسته ميشود ]15[.
2-1-2- معايب استفاده از گياهان دارويي
يکي از معايب استفاده از داروهاي گياهي محدوديت دسترسي به برخي گونههاي گياهي در همه فصول سال است و در صورت نگهداري ممکن است با فساد و کاهش اثرات مفيد آن همراه باشد. از ديگر معايب اين دسته داروها اين است که زمان درمان با داروهاي گياهي بسيار طولاني بوده و در حال حاضر تيمار با اين منابع دارويي جهت کنترل بيماريهاي اپيدميک مؤثر نمي باشد ]15[.
2-1-3- اسانسهاي گياهي
اثر گياهان معطر و ادويهها در نگهداري و پيشگيري از فساد مواد غذايي از دوران باستان براي انسان به خوبي شناخته شده بود به طوري كه براي بهبود عطر و طعم غذاها و حفظ و نگهداري آنها به مدت طولاني از مقادير زياد ادويه همراه با نمك استفاده ميشده است. تا قبل از قرن 19 ميلادي استفاده از منابع طبيعي و عمدتاً گياهان از راههاي اصلي درمان بيماري بودهاست. ادويه ها، گياهان دارويي و اسانسها و عصارههاي آنها درجات متنوعي از فعاليت زيستي را دارا ميباشد. از ميان 70 ادويهاي كه رسماً به عنوان افزودنيهاي غذايي شناخته شدهاند، فعاليت ضد ميكروبي تعداد زيادي از آنها به اثبات رسيده است و معمولاً غلظت تركيبات ضدميكروبي ادويههاي مورد استفاده به حدي است كه تاثيري روي ويژگيهاي حسي مواد غذايي نميگذارد ]67[.
2-1-3-1- مكانيسم عمل اسانسها در جلوگيري از رشد ميكروارگانيسمها
اگر چه مطالعات زيادي بر خصوصيات ضد ميكروبي اسانسها و تركيباتشان انجام شدهاست اما جزئيات مكانيسم عمل آنها به طور كامل مورد بررسي قرار نگرفتهاست.ساختمان شيميايي هر يك از تركيبات اسانسها بر نحوه عمل و فعاليت ضد ميكروبي آنها تاثير ميگذارد.از زماني كه مشخص شد ترپنهاي موجود در اسانسهاي گياهي عوامل ضدميكروبي اوليه هستند، مكانيسم عملي مشابه به اين تركيبات به آنها نسبت داده شد. بسياري از ترپنهاي بسيار فعال مانند اوژنول، تيمول، كارواكرول و… بطور طبيعي ساختمان فنلي دارند، بنابراين معقول به نظر ميرسد كه نحوه فعاليت آنها مرتبط با ساختمان فنلي شان باشد. اهميت حضور گروههاي هيدروكسيل در تركيبات فنلي به اثبات رسيده است.بهطور كلي ميزان بازدارندگي اسانسها را ميتوان به حضور يك حلقه آروماتيك متصل به يك گروه قطبي نسبت داد.وجود گروه هيدروكسي فعال باعث شدهاست كه اين ماده بتواند به آساني با جايگاههاي فعال آنزيمها، باندهاي هيدروژني تشكيل دهد ]68، 69، 70 و 71[.
به طور كلي روش عمل اسانس به غلظت آن وابسته است. غلظتهاي پايين از فعاليت آنزيمهاي مربوط به توليد انرژي ممانعت ميكند در حالي كه مقادير بالاي اسانس موجب رسوب پروتئينها ميگردد.با اين وجود نامشخص است كه آيا تخريب ديواره سلولي مربوط به مقدار تركيبات ضدميكروبي است كه سلول در معرض آنها قرار ميگيرد و يا تاثير اسانسها در ابتدا موجب يك تخريب كوچك ميگردد و سپس تخريب ديواره سلولي ايجادميشود ]71[.
يكي از خواص مهم اسانسها و تركيبات آنها خاصيت آبگريزي ميباشد كه آنها را قادر ميسازد ديواره سلولي باكتريها يا ديواره ميتوكندريها را تجزيه كنند و باعث تخريب سلولي و نفوذپذيري بيشتر سلولها شود.مهاجرت يونها و ديگر محتويات سلولي نيز ميتواند اتفاق بيفتد و كم شدن زياد محتويات سلول باكتري و يا خروج مواد حساس و يونها منجر به مرگ باكتري خواهد شد ]68[.
معمولاً اسانسهايي كه قويترين خاصيت ضدباكتريايي را در برابر ميكروارگانيسمهاي عامل مسموميت غذايي دارند شامل درصد زيادي از تركيباتفنلي هستند. لذا به نظر ميرسد كه مكانيسم عمل آنها مشابه ديگر تركيبات فنلي باشد. اين تركيبات معمولاً موجب اختلال در غشاء سيتوپلاسمي، شكستن و از هم گسيختن نيروي حركتي پروتون، جريان الكتروني و انتقال فعال و منعقد شدن محتويات سلول ميشود ]68 و 69[.
اجزاء اسانسها همچنين روي پروتئينهاي موجود در غشاء سيتوپلاسمي اثر ميگذارند.آنزيمها از قبيل آتپاز2در غشاي سيتوپلاسمي جاي گرفتهاند و به وسيله مولكولهاي چربي در مرز غشاء وارد شده اند. دو طريق پيشنهاد شده است كه به وسيله آن هيدروكربنهاي حلقوي ميتوانند عمل كنند. در ابتدا مولكولهاي هيدروكربن چربي دوست ميتوانند در يك لايه درون چربي تجمع پيدا كنند و واكنش چربي – پروتئين را از شكل طبيعي خارج كنند پس واكنش مستقيم تركيبات چربي دوست با قسمتهاي آب گريز پروتئين ها ممكن ميگرد. براي مثال مشخص شده است که نعناع و ترکيبات آن فعاليت آنزيم دکربوکسيلاز را در باکتري Enterobacter aerogenes مختل مينمايد که مکانيسم عمل اين ترکيب اتصال به پروتئينهاي موجود در جايگاه فعال آنزيم ميباشد ]68[.
اسانسهاي گياهان يکي از بزرگ ترين و مهم ترين ترکيبات بيوشيمي ثانويه در گياهان دارويي، ادويه اي به ويژه معطر ميباشند. از مهم ترين اهداف اکولوژيکي توليد اين ترکيبات ثانويه در برخي گياهان ميتوان به دفع آفات افزايش تحمل نسبي به برخي شرايط نامساعد محيطي و جذب حشرات گرده افشان اشاره نمود ]15[.
اسانسها3 موسوم به ترپن ها هستند و يا منشأ ترپني دارند. معمولاً بو و مزه تندي دارند و وزن مخصوص آن ها غالبأ از آب کم تر است. اسانسها در سلو‌لها و کرکهاي ترشحي منفرد يا مجتمع، غده هاي ترشحي، مجاري ترشحي و در قسمتهاي سطحي و دروني اندامهاي مختلف گياهان وجود دارند ]2[.
2-1-4- زيره سبز
زيره سبز با نام علمى L. Cuminum cyminum گياهي است از خانواده apiaceae، معطر، بدون کرک (جز ميوه)، ساقه علفي با انشعابات دو تايى و گاهى سه تايى، ساقه گياه شياردار بوده و داراى بافت كلانشيم محيطي است. گياهي کوچک، علفي به ارتفاع 15 تا 50 سانتي متر و داراي ريشه دراز باريک به رنگ سفيد و ساقه اي راست و منشعب به تقسيمات دو تايي است منشأ اوليه آن ناحيه علياي مصر و سواحل نيل بوده است ولي امروزه به حالت نيمه وحشي در منطقه وسيعي از مديترانه ، عربستان ، ايران، و نواحي مختلف مي رويد و يا در اين نواحي پرورش مي يابد. برگهاي آن متناوب، شفاف، بي کرك، منقسم به بريدگيهاي بسيار نازك و ظريف ولي دراز و نخي شکل است. گلهائي کوچک ، سفيد يا صورتي رنگ و مجتمع به صورت چتر مرکب دارد. ميوه آن بيضوي کشيده، باريک در دو انتها، بسيار معطر ، به طول 6 ميلي متر، به قطر 1/5 ميلي متر و پوشيده از تارهاي خشن است. بعضي از واريته هاي اين گياه ميوه هاي عاري از تار دارند. رنگ ميوه بر حسب واريته هاي مختلف گياه ممکن است زرد تيره يا خرمائي مايل به سبز و يا خاکستري باشد (گل آذين از نوع چتر مرکب مي باشد و هر چتر مرکب به سه تا شش چترك ختم مي شود. و هر چترك داراي سه تا چهار گل مي باشد. براکته هاي گشيده و خطي در زير چتر مرکب به صورت حلقه اي مجتمع شده و گريبان ناميده مي شود. براکته هاي قاعده هر گل نيز در قاعده چترك ها به صورت حلقوي وجود داشته و گريبانک ناميده مي شود. ميوه دوکي شکل بوده و در دو سر باريک مي باشد و از نوع دو فندقه شيزوکارپ است که شامل دو مريکارپ ميباشد . جنين دانه کوچک بوده و در البومين محصور است و به شدت به جدار مريکارپ فشرده است ]92[.
شکل 2- 1: گياه زيره سبز ]10[.
گياه زيره سبز با نام علمي کومينوم يک گياه آروماتيک (Cuminum cyminum) سيمينوم است که عضو خانواده آپياسه مي باشد و براي طعم بخشي به غذاها، در تهيه عطرها و براي موارد پزشکي استفاده مي شود. از زيره سبز در طب سنتي در چندين مورد استفاده شده است. نشان داده شده که در درمان بيماري هاي دستگاه گوارش، به ع نوان ضد نفخ و تسهيل کننده هضم غذا عمل مي نمايد و همچنين از زيره سبز در بيماري هاي ريوي براي درمان سرفه استفاده شده است ]83[.
اين گياه، بومي خاورميانه به ويژه جنوب شرقي ايران است. از ترکيبات مهم و عمده آن مي توان به سابينن، فلاونوئيدها، پلي ساکاريدها، کومارين، کومين آلدئيد، پينن و ترپينن اشاره نمود ]84[. زيره سبز گياهي كوچك و علفي از خانواده آپياسه مي باشد ]20[ و ميوه آن بسيار معطر است. مصرف زيره سبز به عنوان چاشني در ايران و بسياري از كشورها مرسوم مي باشد، در آلمان با نان و در هلند با پنير مخلوط مي شود ]21[. گزارش هايي از فعاليت ضد باكتريايي و ضد قارچي آن در علم پزشكي وجود دارد ]91[. ساليان درازي است كه در طب سنتي و تجربي به عنوان گياه دارويي، به ويژه براي رفع نفخ و دل درد استفاده مي شود. اسانس زيره سبز جز بسياري از فرآورده هاي دارويي گياهي ضد نفخ موجود در بازار دارويي دنيا مي باشد.
زيره داراي تانن ، روغن زرين و اسانس است . اسانس زيره را از تقطير ميوه له شده تحت اثر بخار آب بدست مي آورند . اين اسانس مايعي است بي رنگ که در اثر ماندن ابتدا به رنگ زرد و سپس قهو ه اي رنگ مي شود . بوي زيره مربوط به آلدئيدي بنام کومينول است . مقدار کومينول در زيره بسته به محل کشت آن بين 30 تا 50 درصد است . ضد تشنج است. براي برطرف کردن بيماري صرع مفيد است. فعاليت ضد ميکروبي اسانس زيره سبز بر روي پاتوژنهاي غذا زاد از جمله ليستريا مونوسيتوژنز و اشرشياکلي به خوبي نشان داده شده است ]93[.
زيره گياهي است علفي، آروماتيک و معطر از تيره چتريان، بوتهاي، پايا و چند ساله، که به طور عمده به صورت مستقيم بعنوان غذا و يا در چاشني، نوشابههاي الکلي، عطرسازي و مواد آرايشي استفاده ميشود. دانهها، برگها و گل گياه داراي اسانس و خاصيت دارويي ميباشد. عامل اصلي و خاصيت دارويي در زيره اسانس يا روغن فرار محسوب ميشود که شامل اترهاي فنلي ميباشد. ترکيبات تشکيل دهندهي زيره عبارتند از: پروتئين، کربوهيدرات، ترکيبات فيبري، کلسيم، ترکيبات فسفر، آهن، ويتامينها و اسانس ( 5/2 تا 4 درصد). مادهي اصلي اسانس زيره سبز، آلدئيد کومينيک يا کومينول ميباشد. به علاوه داراي مواد فلاندرون، کارون و الکل کومينيک است ]1 [.
امروزه اسانس زيره سبز به عنوان يک آنتي باکتريال طبيعي موضوع بررسيهاي متعدد است. اصلي ترين و عمده ترين ترکيب موجود در اسانس زيره سبز، آلدئيدي بنام کومينال يا کومين آلدئيد ميباشد که حداکثر تا 63 درصد از کل ميزان اسانس را تشکيل ميدهد ]22[.

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

بررسي فعاليت ضد ميکروبي اسانس زيره سبز روي چهار نوع باکتري گرم مثبت، سه نوع باکتري گرم منفي، يک نوع باکتري اسيد دوست و يک نوع مخمر نشان داد که هر دو نوع باکتري تحت تاثير اسانس زيره سبز قرار گرفتند، اما حساسيت باکترهاي گرم مثبت بيشتر بود که ممکن است به خاطر وجود غشاي خارجي در ساختمان ديواره سلوليشان باشد ]90[.


پاسخ دهید