۱-۵- اهداف تحقیق

هدف اصلی از این پژوهش تهیه فیلم­های ترکیبی نشاسته کاساوا/ SSPS، غنی شده با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم می باشد. همچنین با توجه به نقصان در جذب عنصر روی مواد غذایی توسط بدن و عوارض ناشی از کمبود آن، این فیلم­ها می ­تواند تا حدی در جبران این مشکل مؤثر باشند. زیست تخریب پذیر بودن و شکل پذیری خوب نشاسته کاساوا و خواص مکانیکی خوب فیلم­های SSPS، موجب اهمیت کاربرد آن در تهیه فیلم­های خوراکی جهت بسته بندی مواد غذایی و داروها می­باشد.

۱-۶- محدودیت­های تحقیق

در این پژوهش حداکثر غلظت ترکیب نانو به عنوان یک محدود کننده مطرح می­گردد. بیشتر از ۵% ترکیب نانو باعث هتروژن نمودن فیلم می­شد.

۱-۷- نمودار تحقیق

شکل ۱-۱ نمودار تحقیق را برای این پژوهش نشان می­دهد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ۱-۱: نمودار فرایند پژوهشی

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های پیشین

۲-۱- معرفی نشاسته و نشاسته کاساوا

نشاسته نوعی پلی­ساکارید است که در شرایط عادی در آب نامحلول است اما در آب داغ دانه های تشکیل­دهنده آن تا ۱۵ برابر وزن خود آب جذب کرده، متورم شده و سرانجام پاره یا متلاشی می­ شود. در این فرایند توده­ای با ویسکوزیته بالا تولید می­ شود که آن را خمیر نشاسته و این پدیده را ژلاتینه­شدن نشاسته می‌نامند. نشاسته از ترکیب گلوکز با خارج شدن مولکول آب حاصل می­گردد و درواقع نوعی ماکرومولکول است که طی مراحل رشد گیاه گندم بصورت ذرات ریز یا گرانول در دانه ذخیره می­ شود و ممکن است تا حدود ۶۵ درصد وزن آن را تشکیل دهد.گرانول­ها از لحاظ شکل ممکن است به صورت های کروی یا بیضی باشند که با میکروسکوپ قابل بررسی هستند. گرانول­های نشاسته از دو قسمت آمیلوز که خطی است، ۲۳ تا ۲۷ درصد وزن نشاسته را تشکیل می­دهد و مرکب از حدود ۵۰۰۰ واحد گلوکز است و آمیلو پکتین که بصورت زنجیر انشعابی به میزان حدود ۷۳ تا ۷۷ درصد وزن نشاسته را تشکیل می­دهد و مرکب از حدود یک میلیون واحد گلوکز است تشکیل شده، آمیلوز به صورت خالص به مقدار کم در آب داغ حل می­ شود و اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم دوباره رسوب می­ کند، برعکس آمیلوپکتین در آب داغ به آسانی حل می­ شود و اگر محلول را در جای آرام قرار دهیم به صورت ژل درنیامده و رسوب نمی‌کند (پایان، ۱۳۸۰).
در گروه مواد تجدید شدنی بر پایه ی مواد پلیمری زیست تخریب پذیر، نشاسته یکی از قابل توجه ترین مواد بود به دلیل این که به آسانی در دسترس است و می ­تواند محصولات نهایی موثری ایجاد کند. نشاسته فرم اصلی کربوهیدرات در گیاهان است. نشاسته یک پلیمر نیمه بلورین تشکیل شده از یک مخلوطی از آمیلوز یک پلی ساکارید خطی وآمیلوپکتین یک پلی ساکارید منشعب می­باشد. نسبت مقدار آمیلوز و آمیلوپکتین به منبع گیاهی بستگی دارد. در کاربرد های بسته بندی، مواد برپایه نشاسته ، به دلیل زیست تخریب پذیری، به طور گسترده در دسترس بودن و هزینه ی کم مورد توجه زیاد واقع شده اند( زپا^[۳۹] و همکاران، ۲۰۰۸).
نشاسته در بین بیو پلیمرها مقاوم ترین فیلم را تولید می­ کند و خواص مکانیکی آن در مقایسه با سایر فیلم­های پلی ساکاریدی و هم چنین فیلم­های پروتئینی نسبتا بهتر می­باشد. خواص مکانیکی فیلم­های نشاسته ای تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد به عنوان مثال نسبت آمیلوز به آمیلو پکتین در نشاسته نقش تعیین کننده ­ای در خواص مکانیکی فیلم دارد یکی از عوامل موثر در خواص مکانیکی فیلم­های نشاسته­ای سایر ترکیباتی است که در فرمولاسیون محلول تشکیل دهنده فیلم مورد استفاده قرار می­گیرند و مهم­ترین عامل از این نظر میزان نرم کننده می­باشد که استفاده بیش از حد از آن می ­تواند باعث تضعیف بیشتر خواص مکانیکی فیلم شده و کاربرد­های فیلم نهایی را محدود سازد (امینی، ۱۳۹۱).
نشاسته فیلم­های شفاف، نیمه شفاف، بی طعم و بی مزه و بی­رنگ تولید می­ کند ( میلارینن^[۴۰]،۲۰۰۲). نشاسته به دلیل فراوانی در طبیعت ( دومین بایو پلیمر فراوان در طبیعت است)، ارزان بودن و قابلیت ترمو پلاستیک شدن به عنوان ماده بسته بندی مورد توجه زیادی قرار دارد. هرچند نشاسته به تنهایی، دارای معایبی مانند آبدوستی بالا و ویژگی مکانیکی ضعیف (شکنندگی) می­باشد ( قنبرزاده،۲۰۰۷؛ لی و همکاران^[۴۱]، ۲۰۰۹)
عموما پلاستی سایزرها برای فیلم های خوراکی بر پایه نشاسته برای غلبه بر شکنندگی فیلم مورد استفاده قرار می­گیرند. معمولا پلاستی سایزر هایی که برای فیلم های نشاسته ای استفاده می­ شود سوربیتول و گلیسرول است .یکی از معایب عمده فیلم­های نشاسته مقاومت پائین آن­ها به رطوبت است (مالی، ۲۰۰۵).
فیلم هایی که بر پایه نشاسته تهیه می­گردند نسبت به رطوبت نسبی محیط پیرامون حساس می­باشند؛ به همین دلیل رطوبت نسبی محیط باعث تغییر ویژگی های مکانیکی و مقاومت نسبت به نفوذ گاز ها می­گردد ( شی^[۴۲]، ۲۰۰۷)
نشاسته به دلیل ماهیت پلیمری قابلیت فیلم سازی دارد. به علاوه به دلیل قیمت مناسب و در دسترس بودن توجه زیادی به آن می­ شود ( بمیلر، ۲۰۰۹). یکی از معایب فیلم­های نشاسته، مقاومت پایین آن­ها به رطوبت است ( آهویناینن^[۴۳]، ۲۰۰۳). برای حل این مشکل می­توان از چربی ها یا پلیمر های زیست تخریب پذیر مقاوم به رطوبت استفاده کرد (کاتر^[۴۴]، ۲۰۰۶).

۲-۱-۱- نشاسته کاساوا

کاساوا مانیهوت اسکولنتا Manihot esculenta، یوکا یا مانیوت هم نامیده می­ شود گیاهی است چوبی از تیره فرفیون (خانواده فرفیون) بومی آمریکای جنوبی است که به طور گسترده به عنوان یک محصول هر ساله در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری برای ریشه غده ای نشاسته ای آن کشت شده است که عمده ترین منبع کربوهیدرات هستند. آرد تولید شده از ریشه تاپیوکا نامیده می­ شود. کاساوا سومین منبع بزرگ کربوهیدرتها برای غذای انسان در جهان است. و محصولی کم هزینه برای جمعیت ساکن در مناطق مرطوب استوایی می­باشد. شواهد مستقیم نشان می­دهد که ۱۴۰۰ سال پیش کشت کاساوا در السالوادور صورت گرفته است. نشاسته کاساوا نشات گرفته از منبع متفاوتی نسبت به نشاسته­های رایج مانند غلات (برنج، ذرت)، غده ای (سیب زمینی )، ریشه­ای (تاپیوکا ) و (نخود و لوبیا) است نام گذاری این گیاه تا حدی زیادی بستگی به منطقه ای که در آن رشد می­ کند دارد مانند ( آمریکای مرکزی (yucca anioca M یاMadioca در برزیل و Tapioca در هند و مالزی و در آفریقا و آسیای جنوبی Cassada یا Cassava) (محمدی و همکاران، ۲۰۱۱ ؛ ماریا و همکاران، ۲۰۰۹).
شکل ۲-۱: ریشه کاساوا
جدول ۲- ۱: گیاه شناسی گیاه کاساوا

طبقه بندی علمی

رده

دولپه ای­ها

راسته

مالپیگیالس

خانواده

تیره فرفیون

زیرخانواده

کروتنوییده

نژاد

مانیهوته