ویژگی های بسته بندی خوراکی با گلیسرول و سوربیتول

لایه خوراکی نیمه تصفیه شده بر اساس کاپا کاراگینان (SRC) که با گلیسرول یا سوربیتول در ۲۰، ۲۵ و ۳۰ درصد (وزنی / وزنی) پلاستیک شده تهیه و مشخص شد. لایه های SRC حاوی نرم کننده ها در شکست از مقاومت کششی و کشیدگی بیشتری نسبت به لایه SRC کنترل (بدون پلاستیک) برخوردار بودند. افزایش محتوای رطوبت، حلالیت در آب و نفوذ پذیری بخار آب در لایه های پلاستیکی شده با ۳۰-۳۰٪ گلیسرول و ۳۰٪ سوربیتول در مقایسه با لایه SRC یافت شد.

تجزیه و تحلیل خصوصیات فیدینگ بسته بندی خوراکی کاپا کاراژیان پلاستیک با گلیسرول و سوربیتول

سینتیک جذب آب نشان داد که همه لایه های پلاستیکی شده به سرعت تعادل رسیده اند. لایه ها شفاف تر بودند و مقاومت مهر و موم آنها به طور قابل توجهی افزایش می یابد، در حالی که وقتی غلظت نرم کننده ها از ۲۰-۳۰٪ افزایش می یابد، نفوذ پذیری روغن آنها کاهش می یابد. لایه های پلاستیکی شده با سوربیتول موانع اکسیژن موثرتری نسبت به لایه های پلاستیکی شده با گلیسرول بودند.

میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که لایه های SRC که با سوربیتول پلاستیک شده اند از لایه کنترل SRC همگن و نرم تر هستند. این مطالعه نشان داد که SRC ارزان قیمت یک ماده بسته بندی امیدوار کننده است و پتانسیل خوبی برای استفاده به عنوان یک ماده پلی ساکارید جایگزین برای تولید لایه های بسته بندی زیست تخریب پذیر خوراکی با خواص مکانیکی و مانع بهبود یافته دارد.

معرفی پلیمرهای مصنوعی با گلیسرول و سوربیتول

از پلیمرهای مصنوعی (پلاستیک) پایه نفتی که از پلیمرهای غیر قابل تجزیه بیولوژیکی هستند، به دلیل کم هزینه بودن، دوام و مقاومت در برابر آب، در بسته بندی مواد غذایی بسیار مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال، نگرانی در مورد دفع این مواد بسته بندی پلاستیکی غیر قابل تجزیه، زیست محیطی در حال رشد و مسائل ایمنی باعث افزایش علاقه به تولید مواد زیست تخریب پذیر و سازگار با محیط زیست برای استفاده در بسته بندی مواد غذایی شده است. در تولید مواد خوراکی و تجزیه پذیر، کاراگینان ها به دلیل قابلیت پردازش و فراوانی زیاد، از مهمترین بیوپلیمرها هستند. کاراژیان ها پلی ساکاریدهای سولفاته طبیعی و محلول در آب هستند که از جلبک های دریایی از خانواده Rhodophyceae استخراج می شوند. آنها از ۳ پیوند β-ᴅ-گالاکتوپیرانوز و ۴ پیوند α-ᴅ-گالاکتوپیرانوز یا ۴ پیوند ۳،۶-انیدرو-α-ᴅ-گالاکتوپیرانوز (DA-) تشکیل شده اند.

این پلی ساکاریدهای سولفاته شده با توجه به وجود یا عدم وجود ۳،۶-انیدروبرید در بقایای ۴ پیوند گالاکتوز و موقعیت و تعداد گروه های سولفات گروه بندی می شوند. بر اساس این طبقه بندی، سه نوع اصلی از این پلی ساکاریدهای سولفاته شده وجود دارد که در مقیاس تجاری مورد بهره برداری قرار می گیرند از جمله: کارپینا کاپا (مونو سولفات)، یوتا (دی سولفات) و لامبدا (سه سولفات).

تفاوت در ساختار شیمیایی گلیسرول و سوربیتول

این تفاوت ها در ساختار شیمیایی کاراگینان ها برای خصوصیات فیزیکوشیمیایی و تشکیل مارپیچ آنها که منجر به کاربردهای متنوعی می شود، ضروری است. در بین این کاراژیان ها، κ- و ι- کاراگینان دارای پتانسیل قوی برای تشکیل یک ژل هستند. با این حال، ژل های به دست آمده از نظر خواص متنوع هستند. به طور معمول، κ-کاراگینان ژل های سخت، قوی و شکننده ایجاد می کند، در حالی که ι-کاراگینان ژل های الاستیک، نرم و ضعیف تشکیل می دهد. بنابراین، قدرت ژل سازی κ-کاراگینان توانایی شکل گیری لایه خوب آن را افزایش می دهد. بسته به روند تولید صنعتی، کاراگینان از گونه های جلبک دریایی خام Eucheuma cottonii (Kappaphycus alvarezii) یا Eucheuma spinosum (Eucheuma denticulatum) استخراج می شود و توسط دو فرآیند مشخص تولید می شود: فرآیند تصفیه شده و فرآیند نیمه تصفیه شده. در فرآیند تصفیه شده، کاراگینان کاملاً از ماتریس سلولزی جلبک دریایی حل می شود و یک محصول کاملاً تمیز و شفاف ایجاد می کند. روند نیمه تصفیه شده سلولز را دست نخورده باقی می گذارد، بنابراین قدرت ژل کاراژیان را در داخل جلبک دریایی افزایش می دهد. محصول نیمه تصفیه شده نهایی دارای خاصیت ژل زنی و اتصال با هزینه کمتری است  اما ژلی را تشکیل می دهد که شفافیت کمتری نسبت به محصول تصفیه شده دارد.

نتایج به دست آمده فیدینگ بسته بندی خوراکی مبتنی بر نیمه تصفیه شده کاپا کاراژیان پلاستیک با گلیسرول و سوربیتول

نتایج به دست آمده راجب خصوصیات فیدینگ بسته بندی خوراکی مبتنی بر نیمه تصفیه شده کاپا کاراژیان پلاستیک با گلیسرول و سوربیتول

ظاهر لایه، ضخامت و رطوبت تمام لایه های SRC با غلظت های مختلف گلیسرول و سوربیتول پلاستیک شده دارای سطح صاف با ظاهر خوب، انعطاف پذیر و شفاف بودند. تمام لایه های SRC به راحتی از صفحات ریخته گری جدا می شدند. با این حال لایه کنترل SRC نسبت به لایه های پلاستیکی شده با گلیسرول و سوربیتول کمی مات و انعطاف پذیر نبود. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نرم کننده، ضخامت لایه ها به طور قابل توجهی افزایش می یابد (۰۵/۰> p). لایه کنترل SRC به طور قابل توجهی کمترین ضخامت را داشت. در حالی که لایه SRC-30G به طور قابل توجهی (۰۵/۰> p) بیشترین ضخامت را نسبت به سایر لایه های تولید شده داشت.