افزایش ماندگاری سبزیجات با پوشش نانو روغن – جلسه چهارم
اهداف جلسه:
١- افزایش عمر میوه جات با نانو
٢- چرا سبزی ها و میوه ها در پوشش نانو ماندگاری بیشتری دارند؟
٣- روش میکروامولسیون آب - روغن
٤-١) افزایش عمر میوه جات با نانو
پژوهشگران ایرانی موفق شدند با استفاده از نانو عمر انبارداری میوه ها و سبزیجات را افزایش دهند، که این روش در حال حاضر در سرد خانه های برخی از شهرهای شمالی و کرج اجرا شده است.
در این پروژه سعی شده است روشی ارائه شود، تا میزان هورمون (اتیلن) در میوه ها و سبزی ها پس از برداشت کاهش داده شود تا عمر انبارمانی محصولات کشاورزی افزایش داده شود. به محض جدا شدن میوه از بوته، هورمون اتیلن شروع به ترشح می کند و باعث رسیدگی، پیری و از بین رفتن میوه می شود. (پرمنگنات پتاسیم) ماده ای است که با جذب این هورمون رسیدگی و پیری این میوه را به تاخیر می اندازد و نگهداری میوه را تا یک ماه و نیم افزایش می دهد.
مجری این طرح از کاربردی شدن این موضوع و روش بر روی کاهو و کلم هم خبر داد. وقتی کاهو برش داده می شود، صمغی ترشح می کند که در مجاورت هوا اکسید شده و باعث ایجاد حلقه های قهوه ای رنگ می شود. با استفاده از نانو جاذب پرمنگنات می توان از پیری و قهوه ای شدن این دو محصول جلوگیری کرد.
٤-٢) چرا سبزی ها و میوه ها در پوشش نانو ماندگاری بیشتری دارند؟
میوه ها و سبزی ها پس از برداشت هم چنان زنده اند و تنفس بافت زنده موجب می شود از میوه ها و سبزی ها بوی گاز اتیلن استشمام شود. بوی گاز اتیلین پلاسیدگی و هم چنین تغییر بافت و رنگ میوه را تشدید می کند و به این ترتیب حتی پس از برداشت هم بافت میوه تغییر می کند. این پوشش این فرایند را مدتی کنترل می کند و ماندگاری میوه تا حدی افزایش پیدا می کند. علاوه براین اکسیداسیون بافت میوه را نیز تحت کنترل قرار داده است. تنفس نوعی اکسیداسیون است، اکسیداسیون با تولید گرما همراه است که به بافت داخلی میوه آسیب می رساند. این کوشش با کنترل فرایند تنفس و اکسیداسیون در میوه ها و سبزیجات عمر آن ها را مانند شرایطی که میوه در سردخانه نگهداری می شود، افزایش می دهد. قارچ، باکتری ها و به طور کلی عوامل خارجی نیز با این پوشش نمی تواند به بافت میوه آسیب برساند. این پوشش تنفس میوه و سبزی را کنترل می کند. باتوجه به نوع میوه این پوشش 50 تا 90 درصد تنفس بی هوازی در میوه اتفاق می افتد که موجب می شود قند میوه از بین رفته و تلخ شود.
٤-٣) روش میکروامولسیون آب – روغن
نانو ذرات یکسان و با اندازه کنترل شده ی فلزی، نیمه رسانا و اکسید فلزی می تواند با میکروامولسیون های آب – روغن تولید شود. این روش هم چنین روش میسل معکوس نامیده می شود. در یک میکروامولسیون آب – روغن، قطرات آب نانو سایز به وسیله ی یک سورفکتانت پایدار می شوند و در داخل فاز روغنی پراکنده می شوند. قطرات آب نانو سایز به عنوان یک میکرو راکتور عمل می کنند و در داخل این میکرو راکتورها، ذره تشکیل می شود و کمک می کند تا اندازه ی ذرات کنترل شود.
یک ویژگی منحصر به فرد فرایند میسل معکوس این است که ذرات در این روش عموما نانوسایز و با پراکندگی مناسب هستند. این مسئله به دلیل این است که مولکول های سورفکتانت که در قطرات آب پراکنده شده اند، نیز بر روی سطح نانو ذره جذب می شوند. یک راه متداول برای انجام روش میسل معکوس، مخلوط کردن دو میکروامولسیون با واکنش دهنده های مناسب است. قطرات آب از دو امولسیون مختلف با همدیگر اختلاط می یابند و واکنش تشکیل ذره در داخل قطره ی آب رخ می دهد. سنتز نانو ذره در داخل میسل های معکوس با استفاده از یکی از دو واکنش زیر انجام می شود:
الف) هیدرولیز آلکوکسیدهای فلزی یا رسوب دهی نمک های فلزی با یک پایه (برای تولید نانو ذرات اکسید فلزی)
ب) کاهش نمک های فلزی با عوامل کاهنده مانند NaBH_4 ( برای تولید نانو ذرات فلزی)
ذرات به وسیله ی فیلتراسیون یا سانتریفیوژ جداسازی شده و سپس با استون و آب شستشو می شوند تا بدین صورت سورفکتانت ها و روغن های اضافی که بر روی نانو ذرات چسبیده اند، خارج سازی شوند. در نهایت پودر کلسینه شده و محصول نهایی تولید می شود.
برای ساخت نانوکپسول ها روش های مختلفی وجود دارد. امولسیون یکی از روش های تولید نانوکپسول ها به شمار می رود. به مخلوط ذرات مایع با ابعاد معین که در مایع امتزاج ناپذیر دیگر معلق هستند و روش تولید آن ها ام.لسیون می گویند.
همان طور که می دانیم مایعات طبیعت آب دوستی و آب گریزی (چربی) دارند. امولسیون معمولا تلفیق دو مایع با طبیعت آب دوستی مختلف است. یا ماده آبی در ماده روغنی به نانو ذره تبدیل می شود یا برعکس نانو ذرات چربی در ماده آبی شکل می گیرند. مواد فعال سطحی محلول در حلال های آلی، تجمع های کروی شکلی را تشکیل می دهند و سرقطبی و سر غیرقطبی گروه های فعال کننده سطحی با یک سر آب دوست و یک سر آب گریز به نام سورفکتانت به دو فاز آبی و روغنی کمک می کنند تا در داخل هم پراکنده و منتشر شوند. با تغییر دور همزن اختلاط فاز آبی و روغنی یا فشار فرایند آن کنترل ذرات امولسیون شده از ابعاد معمول 1 تا 10 میکرومتر به چند ده نانو متر امکان پذیر است. از یک امولسیون روغن در آب یا آب در روغن برای خلق نانوکپسول های روغنی یا آبی استفاده می شود.
ساخت نانوکپسول ها کار دشواری نیست و به همین علت از منظر زیست شناسی، جذابیت خاصی برای انتقال مواد حیاتی حساس دارند. زمانی که اندازه ذرات بیشتر از طول موج نور می شود، تا حد زیادی انعکاس و شکست نور به سمت نور آبی منحرف می گردد. هنگامی که اندازه ذرات کمتر از 100 نانومتر می شود، قسمت بزرگی از نور بدون هیچ گونه مانعی از داخل امولسیون عبور می کند و به آن ظاهری نیمه شفاف و مات می بخشد. در نهایت وقتی اندازه ذرات فاز پراکنده کمتر از 50 نانومتر می گردد، ذرات آن قدر کوچک هستند که هیچ گونه تداخلی با طول موج نور مرئی ندارند، در این نقطه امولسیون شفاف می شود.
زمینه کاربرد کپسول ها به نوع امولسیون مورد استفاده بستگی دارد، مثلا تزریق وریدی مستلزم استفاده از نانوکپسول های آبی است، بنابراین برای ساخت کپسول های مذکور بایستی از امولسیون آب در روغن استفاده شود. با این حال، طبیعت مواد کپسوله شده – یعنی آب دوست یا آب گریز بودن آن ها – نیز نوع نانوکپسول مورد نیاز را دیکته می کند، که ممکن است با کاربرد مورد نظر تطابق نداشته باشد. روکش دهی کپسول ها با لایه های دیگر ممکن است این مغایرت را رفع نماید. برای روکش دهی می توان از پروتئین ها، پلیمرها و دیگر مواد طبیعی و مصنوعی سود جست و آن ها را برحسب خواص گوناگونی به غیر از آب دوستی یا آب گریزی، نظیر چسبندگی، مقاومت در برابر محیط های مختلف و غیره انتخاب کرد.
هم چنین مولکول هایی وجود دارند که به خودی خود نانوکپسول به حساب می آیند، زیرا آن ها در یک طرف آب گریز و در طرف دیگر آب دوست هستند. در این حالت بخش های آب گریز مولکول درون آن جای می گیرند و آن را از تماس با آب حفظ می کند. برای ساخت این نوع کپسول ها از امولسیون آب و روغن استفاده می شود.
مطالب مرتبط:
افزایش ماندگاری سبزیجات با پوشش نانو روغن – جلسه اول
افزایش ماندگاری سبزیجات با پوشش نانو روغن – جلسه دوم
افزایش ماندگاری سبزیجات با پوشش نانو روغن – جلسه سوم
افزایش ماندگاری سبزیجات با پوشش نانو روغن – جلسه چهارم
افزایش ماندگاری سبزیجات با پوشش نانو روغن – جلسه پنجم
