• صنایع غذایی

    کاربرد پلیمر ها در صنایع غذایی


    پوشش های خوراکی لایه های نازکی از مواد هستند که سدی در مقابل انتقال رطوبت - اکسیژن و مواد حل شده در غذا ایجاد می کنند و می توانند توسط مصرف کننده خورده شوند.
    کاهش عمده در کیفیت و کمیت میوه جات تازه بین برداشت و مصرف رخ می دهد. با فهم بهتر فرایند تنفس میوه جات تازه چندین تکنیک برای افزایش قابلیت ماندگاری وجود دارد. انبار اتمسفر کنترل شده برای نگهداری میوه جات به وسیله کاهش تغییرات کیفی آن ها و کاهش کمیت در طول نگهداری مصرف می شوند. پوشش های خوراکی روی میوه جات تازه یک روش جایگزین برای انبار اتمسفر اصلاح شده به وسیله دادن تغییرات کیفی و کاهش کمیت از طریق اصلاح و کنترل اتمسفر داخلی میوه جات می تواند استفاده شود.

     
    انواع پوشش های خوراکی

    الف- پوشش های پلی ساکاریدی
    ب- پوشش های پروتئینی
    ج- پوشش های لیپیدی
    د- پوشش های مرکب 

    پوشش های پلی ساکاریدی


    1) آلژینات
    2) پکتین
    3) کاراگینان
    4) نشاسته
    5) دکسترین ها
    6) مشتقات سلولز
    7) صمغ های میکروبی
     

    آلژینات
     

    آل‍‍‍‍ژینات از جلبک قهوه ای استخراج می گردد. در تشکیل فیلم آلژینات غلظت کاتیون های چند ظرفیتی (به ویژه کلسیم) ، سرعت افزودن و زمان تماس آن، pH و حضور سایر ترکیبات (مثل هیدروکلوئیدها ، پرکننده ها و...) موثر هستند. پوشش های آلژینات برای قطعات گوشت گوساله ، خوک ، طیور ، ماهی و لاشه کامل بره طی یک روش دو مرحله ای به کار می روند.
     

    پکتین


    پکتین پلی ساکاریدی ساختمانی است و واحد های سازنده آن اسید گالاکتورونیک نوع D با درجات مختلف از متیل استر تشکیل شده است.

    روش تولید ، خواص و کاربرد یا مصرف آن مانند آلژینات است. فیلم ها بدون بو ، درخشنده ، ترد و کمی شور هستند. از آنجایی که قابلیت نفوذ بخار آب در 25 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 50 درصد نسبتا زیاد است ، استفاده از پوشش محافظ لیپیدی می توانند سبب افزایش کارایی این فیلم ها گردد. 

    کاراگینان


    کاراگینان عصاره جلبک قرمز است و جز پلی ساکاریدهای سولفاته می باشد. به محض سرد کردن محلول آبی گرم پلیمر، ژل تشکیل می گردد. تشکیل ژل احتمالاً به علت تبدیل ساختمان مارپیچ مضاعف به شبکه پلیمری سه بعدی می باشد. پوشش ژل کاراگینان سبب به تاخیر انداختن کاهش رطوبت غذا می گردد. 

    نشاسته


    اتری کردن بخشی از نشاسته حاوی سطح بالای آمیلوز با اکسید پروپیلن ، مشتقاتی با حلالیت بیشتر در آب می دهد که قابل انعطاف ، شفاف ، ضد چسبندگی و قابل دوخت هستند. در رطوبت نسبی بالا (بیش از 78 درصد) هیدراته می شوند. و در نتیجه مقاومت در برابر انتقال اکسیژن کاهش می یابد.
     

    دکسترین ها


    ترکیبات حاصل از هیدرولیز نشاسته می باشند که به عنوان پوشش محافظ پیشنهاد شده اند. اگرچه آبدوست هستند ولی در برابر انتقال رطوبت ، مقاومت محدودی از خود نشان می دهند. 

    مشتقات سلولز


    سلولز به علت شکل ساختمانی اش در آب قابل حل نمی باشد.
    پوشش های مشتقات سلولز ، نسبتاً مقاوم در برابر نفوذ آب هستند و تحت تاثیر روغن ها و چربی ها و اغلب حلال های آلی غیر قطبی قرار نمی گیرند. 

    صمغ های میکروبی


    از این گروه ترکیبات می توان دکستران ، اسکلرو گلوکان ، کاردلان و پلولان را نام برد. پوشش دکستران از کاهش رطوبت بسیاری از غذاها مانند میگو ، گوشت ها ، میوه های خشک ، پنیر ، کره و غذاهای منجمد جلوگیری می کند.
    اسکلروگلوکان نیز کاربرد بالقوه ای به عنوان یک پوشش دهنده دارد.
     اشکال عمده ، قیمت بالای آن ها است و این که برخی قوانین مانند قوانین جامعه اقتصادی اروپا استفاده از آن ها را مجاز نمی دانند.

    پوشش های پروتئینی


    1) زئین
    2) گلوتن
    3) کازئین
    4) پروتئین های آب پنیر
    5) ژلاتین
    6) پروتئین پنبه دانه 

    زئین


    بخش پروتئینی ذرت است که در الکل محلول می باشد. فیلم ها ی زئین مقاوم در برابر آب هستند. زئین در فرمولاسیون پوشش های خوراکی قرص ها ، فرآورده های قنادی و برش های میوه به کار می رود. فیلم بوسیله اسپری محلول آن بر سطح محصول یا غوطه ور نمودن محصول در آن تولید می شود. حاوی یک نرم کننده مجاز مانند گلیسیرین ، آنتی اکسیدان و رنگ است که پس از تبخیر حلال بر سطح محصول تشکیل می گردد.  

    گلوتن


    گلوتن پروتئین غیر محلول در آب آرد گندم است.
    فیلم های تهیه شده از گلوتن خالص و شفاف هستند ولی گلوتن تجارتی ، به علت ژلاتینه شدن نشاسته موجود ، فیلمی مات تولید می نماید. فیلم های حاصل از گلیادین شفاف و قابل ارتجاع می باشند ولی فیلم حاصل از گلوتنین شکننده و غیر قابل ارتجاع است.
    فیلم های گلوتن ، مانع خوبی در برابر اکسیژن و دی اکسید کربن هستند. بزرگترین مانع برای بهره برداری این فیلم ها قابلیت نفوذ آب بالای آن ها است. از گلوتن برای پوشش بادام زمینی و کپسوله کردن رنگ ها و طعم دهنده ها استفاده می شود. میکروکپسوله کردن اسیدهای چرب غیر اشباع به وسیله پودر گلیادین خشک شده به روش افشان سبب کاهش اکسیداسیون و تولید کمترین میزان پراکسید در مقایسه با سایر نمونه ها می شود. 

    کازئین


    کازئین ها گروه خاصی از پروتئین های شیر با مشخصاتی ؛ نظیر پیوندهای استری فسفات ، مقادیر بالای پرولین ، میزان سیستئین پایین و حلالیت کم در pH4تا 5 می باشند. از کازئین نیز جهت تهیه فیلم خوراکی استفاده می شود. فیلم های حاصل چسبنده ، تیره ، قابل حل در قلیا و مقاوم نسبت به نفوذ آب هستند.
     

    پروتئین های آب پنیر


    خواص مناسب پروتئین های شیر موجب شده است که ماده اولیه خوبی برای تهیه فیلم خوراکی باشند. پروتئین های شیر اولاً ارزش تغذیه ای خوب و ثانیاً خواص عمل کنندگی متعدد دارند که جهت ساخت فیلم بسیار حائز اهمیت است.


    ژلاتین


    ژلاتین ترکیب پروتئینی مشتق شده از کلاژن است که حاوی 18 نوع اسید آمینه می باشد. ژلاتین در اثر حرارت ژل های برگشت پذیر تولید می نماید. هنگامی که محلول های سوسپانسیون آبی پلی پپتید سرد شوند ، ژل تشکیل می گردد. فیلم های ژلاتین قوی و شفاف هستند و پس از خشک شدن ژل ، شکل می گیرند.
     

    پوشش های لیپیدی    

      1) استو گلیسیرید ها
      ۲) موم ها
      3) ترکیبات فعال کننده سطح
     

    فیلم های لیپیدی


    استفاده از پوشش چربی در مورد فرآورده های غذایی سابقه طولانی دارد ، به ویژه در مورد محصولات قنادی و محصلات تازه (پوشش میوه). انواع ترکیبات لیپیدی مورد استفاده به عنوان پوشش های محافظ شامل منوگلیسریدهای استیله شده ، موم های طبیعی و ترکیبات فعال کننده سطح می باشند. به دلیل این که این ترکیبات قطبیت کمی دارند ، عمل عمده این پوشش ها عموما جلوگیری از انتقال رطوبت است.  
        

    استو گلیسیریدها


    گلیسرول منو استئارات را با اسید استیک بدون آب واکنش داده و آن را استیله می کنند. استو گلیسیریدها در فاز جامد به شکل آلفا پلی مورفیک وجود دارند که سبب قابلیت انعطاف این ترکیبات می گردد. نسبت به اکسیژن نفوذ ناپذیر هستند و مقاومت آن ها در برابر انتقال  رطوبت به میزان زیادی به گرادیان فشار بخار آب در سرتا سر فیلم بستگی دارد. این ترکیبات برای قطعات گوشت و طیور ، پنیر ، کشمش ، مغزها ، آجیل و آب نبات و تکه های شکلات به منظور جلوگیری از دهیدراسیون در طول نگهداری به کار می روند.   

    موم ها


    اکثر موم ها از نظر انتقال رطوبت ، نسبت به سایر فیلم های لیپیدی و غیر لیپیدی بسیار مقاوم هستند. اگر به صورت فیلمی بر روی فیلم های خشک شده پکتینات مصرف شوند مانع خروج رطوبت می گردند. خاصیت مقاومت زیاد در برابر نفوذ آب به ساختمان مولکولی این ترکیبات مربوط می شود.      
              

    ترکیبات فعال کننده سطح


    این ترکیبات فعالیت آبی سطحی و اتلاف رطوبت به وسیله تبخیر را کاهش می دهند و به عبارتی مهار کننده تبخیر هستند. رشد میکروبی به علت کاهش فعالیت آبی با به کار گیری ترکیبات فعال کننده سطح به تاخیر می افتد به عنوان مثال با استفاده از پوشش توین سبز شدن غده های سیب زمینی مهار می گردد زیرا به علت تجمع دی اکسید کربن در بافت از سنتز کلروفیل جلوگیری می شود.
     

    پوشش های مرکب


    فیلم های مرکب می توانند شامل مخلوطی از فیلم های پلی سکاریدی - پروتئینی و لیپیدی باشند. به منظور غلبه بر تاثیر منفی یکی از ترکیبات مذکور و یا بهره مندی از ویژگی های کاربردی هر یک از آن ها از فیلم های مرکب یا چند ترکیبی استفاده می شود.
    فیلم های مرکب همانند سایر فیلم های مذکور دارای ویژگی ممانعت در برابر عبور رطوبت - گاز و مواد حل شده می باشند. به عنوان مثال استفاده از پوشش آلژینات سدیم حاوی دکسترین و محلول کربوکسی متیل سلولز برای محافظت گوشت - طیور و ماهی خام از تغییر رنگ و از دست دادن آب در حین نگهداری در سردخانه پیشنهاد گردیده است.

     

    انواع ظروف پلیمری یك‌بار مصرف:
     


    1) ظروف پلی‌اتیلن از نوع (HDPE) برای بسته‌بندی و نگهداری روغن، سركه و فرآورده‌های لبنی (شیر، دوغ و ماست) و غذایی با دمای بالا مناسب است.

     
    2) ظروف پلی‌اتيلن ترفتالات (PET) برای استفاده به عنوان بطری آب، نوشابه و روغن كاربرد دارد.

     
    3) ظروف‌ یك‌بار مصرف پلی‌استایرن (PS)، فقط برای فرآورده‌های غذایی در دمای عادی (زیر 70 درجه) توصیه می‌شود و نمی‌توان از آن برای نوشیدنی‌های داغ (چای، شیر كاكائو و قهوه)، فرآورده‌های غذایی با دمای بالا و فرآورده‌های خوراكی چرب مانند: كره، مارگارین و... استفاده كرد.


    4) ظروف پلی‌پروپیلن (PP) برای بسته‌بندی فرآورده‌های لبنی (ماست، خامه، پنیر) و غذایی با دمای بالا و مرطوب مجاز است.


    5) ظروف پلی‌وینیل‌كلراید (PVC)برای نگهداری و بسته‌بندی مستقیم هر نوع فرآورده‌ غذایی (خشك و تر) ممنوع است.