جستجو در تالارهای گفتگو

خلاصه نقره از جمله موادي است که امروزه توجه زيادي را به خود جلب نموده است . از جمله خواص برجسته نانونقره به توان بالاي ميکروب زدايي آن و حفظ اين توانايي براي مدت زمان طولاني و عدم ايجاد مقاومت در ریزجاندار مي توان اشاره نمود. استفاده از نانونقره در صنايع غذايي و بسته بندي از سه حيطه قابل بررسي است: 1- بوجود آوردن محیط پاکیزه در فرآيند توليد 2- توليد فيلم و ظروف میکروب زدا جهت بسته بندي مواد غذايي 3 - افزايش مدت زمان ماندگاري(shelf life) محصولات غذايي به مدت 2 الي 3 برابر در اين مقاله به بررسي روش هاي استفاده از نانونقره در بسته بندي که توسط محققان مختلف انجام گرفته است و هم چنين کاربردها و مزاياي استفاده از نانونقره در بسته بندي و سازوکار عملکرد نانو نقره پرداخته مي شود. واژه های کلیدی: نانونقره، ریزجانداران، میکروب زدا، فیلم زیستی مقدمه : نقره يکي از قديمي ترين فلزات مورد استفاده بشر بوده است. بر اساس مستندات تاريخي از مدت ها پيش مردم از خواص ميکروب کشي نقره استفاده مي کردند. يوناني ها و رومي ها آب را در ظروف نقره اي ذخيره کرده و در هنگام مصرف نیز از ظروف نقره اي استفاده مي کردند . آنها عقيده داشتند اين ظروف مايع را تازه نگه مي دارد. در اروپا نيز خانواده هاي ثروتمند غذا را در بشقاب هاي نقره اي مي خوردند، با اين اميد که نقره آنها را در برابر بيماري ها مصون مي دارد. جهان گرداني که به آمريکا سفر مي کردند ، قطعات نقره و مس را در ظروف آب يا شير خود قرار مي دادند براي اينکه از فساد اين مايعات جلوگيري کنند. بوميان استراليا نيز قاشق يا چنگال نقره اي در مخازن آب خود قرار مي دادند چه معتقد بودند اين کار آب را تميز و تازه نگه مي دارد. در واقع اين همان خاصيت ضد ميکروبي نقره است که علم امروز بشر آن را اثبات کرده است با رشد فناوری نانو ، اطلاع از خواص نانو ذرات و مقايسه آن با مواد توده اي ، امروزه توجه زيادي به ساخت نانوذرات نقره شده است . اين به دليل خواص منحصر به فرد نقره از جمله خاصيت ضد ميکروبي نقره در مقياس نانو ميباشد. نانو ذرات داراي سطح زيادي هستند. اين افزايش سطح باعث خواهد شد که يک گرم از نانو ذرات نقره براي ضد باکتري کردن يک صد متر مربع از سطح يک ماده کافي باشد. از آنجا که پوشش دادن وسايل مصرفي با نقره فلزي خالص براي ضد باکتري کردن آنها داراي قيمت تمام شده زيادي است، محققان گمان بردند که استفاده از نانو ذرات نقره يک راه عملي براي استفاده از خاصيت ميکروب کشي آن مي باشد. کاربردها و مزاياي نانونقره در بسته بندي: از جمله كاربردهاي نانومواد در صنايع غذايي مي توان به بسته بندي و از آن جمله فيلم ها و ظروف بسته بندي اشاره نمود. يك ظرف يا فيلم پلاستيكي كه در آن از نانوذرات نقره استفاده شده است، مواد غذايي را در طولاني مدت كاملاً تازه نگه مي دارد. اين كار ماحصل همكاري فناور نانو با صنعت بسته بندي است. از زماني كه محققان وعده حل معضل اصلي صنعت مواد غذايي را داده اند، فناوري نانو بسيار مورد توجه قرار گرفته است. تحقيق و توسعه در اين صنعت شامل مواردي از قبيل سامانه هاي توزيع مواد غذايي، روش هاي بهينه سازي ظاهر مواد غذايي مانند رنگ، بو، مزه و غيره است. در بخش بسته بندي غذا، با توجه به خواص ويژه حرارتي و مكانيكي نانومواد، تلاش شده تا با استفاده از نانو محافظت بهتر مواد غذايي از گزند عوامل خارجي مانند اثرات ميكروب شناختی،شيميايي،گرمايي و مكانيكي صورت گيرد. ظروف جديد كه داراي نانوذرات نقره اي است، ذاتاًخاصيت ضد باكتري دارد. در اين فرآيند مي توان از مواد نانونقره بصورت مستربچ نانونقره بصورت يک افزودني در فرایند توليد فيلم-ها و ظروف بسته بندي با اندازه مناسب استفاده کرد که با توجه به اينکه مواد نانونقره در فرایند توليد بکار رفته است مي توان مدت زمان ماندگاري خاصيت ميکروب زدائی 10 سال را براي آن تضمين کرد. با اجراي اين طرح، ظروف و فيلم هاي تهيه شده،مواد غذايي وابسته راتا چهار برابر تازه تر نسبت به حالت معمولي نگه مي دارند. هم چنين اين ظروف قادر هستند ميوه ها، سبزيجات، داروها، نان، پنير، گوشت و خشكبار را در طولاني مدت بدون تغيير رنگ، مزه و خواص غذايي شان نگهداري كنند. همان گونه كه ذكر شد،ن قره ذاتاً خاصيت ضد باكتري، ضد كپك و ضد قارچ دارد. با استفاده از اين ظروف در مقايسه با ظروف معمولي در 24 ساعت اوليه ميزان رشد باكتري ها 98 در صد كاهش يافته است. جهت حفظ بيشتر ارزش مواد غذايي به همراه بو و مزه آن و به تأخير انداختن و كاهش سرعت فساد مواد غذايي، اين ظروف داراي درپوش سيليكوني غير قابل نفوذ جهت سامانه بسته بندي است. بنابراين اين دسته از فراورده هاي فناوري نانو يعني فيلم هاي ضد باكتريايي و ظروف باكتری زدا و ويژگي هاي منحصر به فرد آن در جهت حفظ سلامت و در نتيجه افزايش ثروت و قدرت، باعث توسعه و افزايش كاربرد نانونقره شده است. بر كسي پوشيده نيست كه بسته بندي چهره کالاست و همراه مواردي مانند طرح و نام تجاري و کيفيت به نحوي باهم ترکيب مي شوند تا کالا به راحتي معرفي شود. بسته بندي در واقع اولين ارتباط مشتري با محصول است و تا حد زيادي وظيفه ارائه يک تصوير ذهني مطلوب از کالا را بر عهده دارد. بسته بندي محصول را از صدمات فيزيکي وآلودگي ها حفظ مي کند بنابراين باتوجه به ويژگي ميکروب زدای توليدات نانونقره، يکي از مهم ترين کاربردهاي اين فناوري در صنايع بسته بندي مي باشد. از اين رو توليد بسته بندي هائي با کارائي وسيع و موثر در برابر انواع ریزجانداران بوسيله فناوری نانونقره مي تواند باعث افزايش عمر مفيد و ماندگاري درازمدت محصولات شود. آمار نشان مي دهد فروش جهاني محصولات فناوري نانو در صنعت بسته بندي مواد غذاي و نوشيدني از رقم 150 ميليون دلار (120 ميليون يورو) در سال 2002 به 860 ميليون دلار (687/5 ميليون يورو) در سال 2004 رسيده است. پيش بيني مي شود كه فناوري نانو 25 درصد تجارت بسته بندي مواد غذايي در دهه آينده را تغيير خواهد داد و بازار آن به 30 ميليارد دلار (24 ميليارد يورو) در سال خواهد رسيد. مزاياي بسته بندي هاي ميکروب زدا: • از ايجاد ضايعات در حين حمل ونقل و نگهداري جلوگيري مي كند. • قرار گرفتن در بسته بندي هاي ميکروب زدا موجب ماندگاري هر چه بهتر محصولات مي شود. • فاقد عوارض سموم شيميايي و خطرناك مي باشد . • باعث افزايش ماندگاري محصول مي شود. به منظور عرضه هر چه مطلوب تر محصولات غذايي از جهت کيفيت و ماندگاري هر بهتر و بيشتر محصول مي توان از بسته-بندي هايي استفاده کرد که اهداف خواسته شده را به مرحله اجرا درآورد. بسته بندي ها و شرايط حمل و نگهداري نا مناسب از جمله مهمترين دلايل آلودگي به قارچ ها و باکتري ها مي باشد که اين خود عامل از دست دادن بخشي از بازار داخلي و خارجي به شمار مي آيد. حرارت و رطوبت دو عامل اصلي رشد و توليد قارچ سمي مي باشد. چنان چه از فيلم هاي پلاستيکي و ظروف بسته بندي يک و يا چند لايه که در آن نانونقره به عنوان يک افزودني، به کار رفته است، استفاده شود ، باعث غير قابل نفوذ بودن نسبت به اکسيژن و رطوبت و افزايش طول عمر يا زمان ماندگاري محصول،عدم وجود رشد باکتري و کپک بدون هيچگونه تغيير در ويژگي هاي ظاهري و فيزيکي مي شود. سازوکار فعاليت ضد ميکروبي نقره سازوکار دقيق عملکرد نقره بر روي رشد ميکروب ها بطور کامل مشخص نشده است ليکن چندين تحقيق سازوکارهاي مناسبي را که شامل برهمکنش يون هاي نقره با درشت مولکول هاي زیستی است نشان داده اند. بطور کلي فلزات سنگين معمولا سمي بوده و با پروتئين ها بسيار واکنش پذيرند . (5و4) اعتقاد بر اين است که اين مواد به مولکول هاي پروتئيني متصل شده و از سوخت و ساز سلولي جلوگيري کرده و باعث مرگ ریزجانداران مي شوند. توانايي رشد ریزجانداران در حضور محتويات فلزي ممکن است نتيجه ي سازوکار خاص مقاومتي آنها باشد(6). اين سازوکارها، تغيير ساختار شيميايي و يا سميت در اثر تغييرات در حالت اکسايش – کاهش يون هاي فلزي را شامل مي-شود. در حالي که نقره به عنوان ماده اي غير سمي شناخته شده است با اين وجود بسياري از ریزجانداران بيماري زاي متفاوت را مي کشد. اين عمل را به طرق زير انجام مي دهد: - يون هاي نقره زنجيره تنفسي باکتري در سيتوکروم اکسيداز و دهيدروژناز- سوکسينات –NADH را بلوکه مي-کنند. - يون هاي نقره وارد سلول شده و به DNA باکتري متصل مي شوند. اين عمل نقره منجر به پايداري افزايش يافته مارپيچ دوتايي و مانع از عمل مکمل سازي DNA ميشود. بنابراين هيچ گونه تکثيري رخ نمي دهد. اين عمل نقره هم چنين مانع از تشکيل فيلم زیستی مي شود. (7) - پیوندهاي دي سولفيدي (S-S-) نقش محافظتي مهمي براي باکتري در مقابل واکنش هاي اکسایش ايفا مي نمايند. ساختار آنزيم باکتري بوسيله عمل کاتاليستي نقره بهم مي خورد. نقره هم چنين به توليد اکسيژن فعال در هوا يا از آب کمک مي کند که اين موجب از بين رفتن غشاء سلولي باکتري مي گردد. اين عمل نقره مشابه ترکيبات کلراکس و يا هيدروژن پراکسيد ( باز قوي ) جهت از بين بردن باکتري ها مي باشد. (8) - در ديواره سلولي باکتري مقدار زيادي بار منفي وجود دارد. هنگامي که اين باکتري در مجاورت يک بسپار يا يک پلاستيک و يا يک بافت حاوي نقره قرار مي گيرد، يون-هاي با بار مثبت نقره از سطح بستر جدا شده و جذب بار منفي ديواره مي شوند و در نهايت موجب از بين رفتن باکتري مي گردد. (9) نتیجه گیری: بسته بندي ها و شرايط حمل و نگهداري نامناسب از جمله مهم-ترين دلايل آلودگي به قارچ ها و باکتري ها مي باشد که اين خود عامل از دست دادن بخشي از بازار داخلي و خارجي به شمار مي آيد. حرارت و رطوبت دو عامل اصلي رشد و توليد قارچ سمي مي باشد. چنان چه از فيلم هاي پلاستيکي و ظروف بسته-بندي يک و يا چند لايه که در آن نانونقره به عنوان يک افزودني، به کار رفته است، استفاده شود باعث غير قابل نفوذ بودن نسبت به اکسيژن و رطوبت و افزايش طول عمر يا زمان ماندگاري محصول، عدم وجود رشد باکتري و کپک بدون هيچ گونه تغيير در ويژگي هاي ظاهري و فيزيکي مي شود. تهيه کننده: نيلوفر چاوشي- مهندس صنايع پليمر (شرکت نانونصب پارس)