ایمنی مواد غذایی با بطریهای نانوکامپوزیتی محققان ایرانی
محققان دانشگاه تهران، با تولید بطریهایی از جنس نانوکامپوزیت پلیمر/رس، امکان مهاجرت نانوذرات از این بطریهای نانوکامپوزیتی را به محصولات غذایی مورد بررسی قرار دادند.
به گزارش ایسنا، دکتر مهدی فرهودی، فارغالتحصیل رشته علوم و مهندسی صنایع غذایی از دانشگاه تهران و محقق طرح در این باره گفت: تولیدکنندگان نوشیدنیها، سالهاست به دنبال مواد بستهبندی هستند که علاوه بر حفظ گاز CO2 برای مدت زمان طولانی، مقاومت آنها را در برابر فرایندهای حرارتی نظیر پاستوریزهکردن یا پرکردن داغ بهبود دهد. بهرهگیری از بستهبندیهای نانوکامپوزیتی، به لحاظ خواص مکانیکی و حرارتی بهبود یافته، میتواند به عنوان راهحلی نوین به کار رود.
وی افزود: از آنجا که ممکن است در طول دوره نگهداری، نانوذرات به داخل ماده غذایی نفوذ کرده و در معرض تماس با مصرفکننده قرار گیرد؛ لذا یکی از مسائل عمده این طرح پژوهشی بررسی احتمال مهاجرت نانوذرات از مواد بستهبندی به ماده غذایی بود.
این پژوهشگر با بیان اینکه هر فناوری جدید زمانی مورد قبول جامعه واقع میشود که اثرات آن بر روی سلامتی آزمایش و نتایج آن ارائه شده باشد، گفت: با توجه به اینکه ترکیبات مهاجرت کننده شامل ترکیبات خود ماده بستهبندی و نانوذرات افزوده شده، ممکن است از لحاظ زهرشناسی ترکیبات سمی باشد. نتایج این تحقیق هم به لحاظ ایمنی و هم به لحاظ کیفی حائز اهمیت است.
وی تصریح کرد: بنابر مطالعات انجام شده در این پژوهش، نانوذرات رس به کار رفته در ساخت بطریهای نانوکامپوزیتی، با گذشت زمان به درون محصولات غذایی وارد میشوند. افزایش غلظت نانوذرات در تولید بطری، گذشت زمان و افزایش دما، میزان ماده منتقل شده به مادهغذایی را افزایش میدهد. با این حال، با کنترل شرایط ساخت این بطریها و ایجاد ساختارهای مناسب میتوان از ورود نانوذرات به محصول غذایی جلوگیری به عمل آورد.
این محققان در ادامه این کار به دنبال استفاده از نانوذرات مختلف و تغییر شرایط ساخت بطری هستند تا بتوان بطریهای نانوکامپوزیتی با ایمنی بیشتر تولید کرد.
فرهودی در ادامه اظهار امیدواری کرد به کمک بکارگیری روش به کار رفته در این طرح بتوان از ایمن بودن مواد بستهبندی نانوکامپوزیتی اطمینان حاصل کرد و پذیرش عمومی این فناوری را از دیدگاه مصرفکننده مواد غذایی گسترش داد.
وی با بیان این که عناصر کربن، اکسیژن، سیلیس و آلومینیوم مهمترین اجزای موجود در ساختار نانوذرات رس اصلاح شده هستند، در مورد مراحل انجام این تحقیق گفت: دراین بررسی، ابتدا بطریهای نانوکامپوزیتی بااستفاده از روش مخلوط کردن مذاب پلیاتیلن ترفتالات (PET) و نانو ذرات رس تهیه شدند. سپس ساختار نانوکامپوزیت به کمک دستگاههای پراش پرتوایکس (XRD) و نیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مشخصهیابی شد.
فرهودی افزود: همچنین برای تعیین میزان مهاجرت عناصر سیلیس و آلومینیوم از بطریهای نانوکامپوزیتی به محلول مدل غذایی اسیداستیک از روش طیف سنجی پلاسمای جفتشده القایی(ICP) استفاده شد.
محقق طرح خاطرنشان کرد: با توجه به نتایج TEM و AFM، در ساخت این بطریها، دو ساختار لایه لایه و میان افزوده در نانوکامپوزیتهای رس PET/ تشکیل میشود. به نظر میرسد شکل میان افزوده، با افزایش برهم کنش بین سطح نانوذرات و زنجیرهای پلیمری، منجر به کاهش مهاجرت نانوذرات به محلول در تماس با پلیمر میشود. در واقع این ساختار، تحرک زنجیرههای پلیمری و لایههای رس نزدیک به سطح مشترک پلیمر-رس را محدود میکند.
وی یادآور شد: با توجه به کاربرد بطریهای نانوکامپوزیتی در موادبستهبندی، نتایج این کار میتواند در صنایع بسیاری نظیر صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی قابل استفاده باشد.
نتایج این پژوهش در مجله Packaging Technology Science منتشر شده است.
وی افزود: از آنجا که ممکن است در طول دوره نگهداری، نانوذرات به داخل ماده غذایی نفوذ کرده و در معرض تماس با مصرفکننده قرار گیرد؛ لذا یکی از مسائل عمده این طرح پژوهشی بررسی احتمال مهاجرت نانوذرات از مواد بستهبندی به ماده غذایی بود.
این پژوهشگر با بیان اینکه هر فناوری جدید زمانی مورد قبول جامعه واقع میشود که اثرات آن بر روی سلامتی آزمایش و نتایج آن ارائه شده باشد، گفت: با توجه به اینکه ترکیبات مهاجرت کننده شامل ترکیبات خود ماده بستهبندی و نانوذرات افزوده شده، ممکن است از لحاظ زهرشناسی ترکیبات سمی باشد. نتایج این تحقیق هم به لحاظ ایمنی و هم به لحاظ کیفی حائز اهمیت است.
وی تصریح کرد: بنابر مطالعات انجام شده در این پژوهش، نانوذرات رس به کار رفته در ساخت بطریهای نانوکامپوزیتی، با گذشت زمان به درون محصولات غذایی وارد میشوند. افزایش غلظت نانوذرات در تولید بطری، گذشت زمان و افزایش دما، میزان ماده منتقل شده به مادهغذایی را افزایش میدهد. با این حال، با کنترل شرایط ساخت این بطریها و ایجاد ساختارهای مناسب میتوان از ورود نانوذرات به محصول غذایی جلوگیری به عمل آورد.
این محققان در ادامه این کار به دنبال استفاده از نانوذرات مختلف و تغییر شرایط ساخت بطری هستند تا بتوان بطریهای نانوکامپوزیتی با ایمنی بیشتر تولید کرد.
فرهودی در ادامه اظهار امیدواری کرد به کمک بکارگیری روش به کار رفته در این طرح بتوان از ایمن بودن مواد بستهبندی نانوکامپوزیتی اطمینان حاصل کرد و پذیرش عمومی این فناوری را از دیدگاه مصرفکننده مواد غذایی گسترش داد.
وی با بیان این که عناصر کربن، اکسیژن، سیلیس و آلومینیوم مهمترین اجزای موجود در ساختار نانوذرات رس اصلاح شده هستند، در مورد مراحل انجام این تحقیق گفت: دراین بررسی، ابتدا بطریهای نانوکامپوزیتی بااستفاده از روش مخلوط کردن مذاب پلیاتیلن ترفتالات (PET) و نانو ذرات رس تهیه شدند. سپس ساختار نانوکامپوزیت به کمک دستگاههای پراش پرتوایکس (XRD) و نیز میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مشخصهیابی شد.
فرهودی افزود: همچنین برای تعیین میزان مهاجرت عناصر سیلیس و آلومینیوم از بطریهای نانوکامپوزیتی به محلول مدل غذایی اسیداستیک از روش طیف سنجی پلاسمای جفتشده القایی(ICP) استفاده شد.
محقق طرح خاطرنشان کرد: با توجه به نتایج TEM و AFM، در ساخت این بطریها، دو ساختار لایه لایه و میان افزوده در نانوکامپوزیتهای رس PET/ تشکیل میشود. به نظر میرسد شکل میان افزوده، با افزایش برهم کنش بین سطح نانوذرات و زنجیرهای پلیمری، منجر به کاهش مهاجرت نانوذرات به محلول در تماس با پلیمر میشود. در واقع این ساختار، تحرک زنجیرههای پلیمری و لایههای رس نزدیک به سطح مشترک پلیمر-رس را محدود میکند.
وی یادآور شد: با توجه به کاربرد بطریهای نانوکامپوزیتی در موادبستهبندی، نتایج این کار میتواند در صنایع بسیاری نظیر صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی قابل استفاده باشد.
نتایج این پژوهش در مجله Packaging Technology Science منتشر شده است.