ساخت ظروف بسته بندی بر پایه پلی ساکاریدهای طبیعی
دانش آموزان در پروژه حاضر درصدد یافتن راه هایی برای پیشگیری از فساد زود هنگام میوه ها بر پایه کیتوسان بودند.
پروژه های دانش آموزی-مهدی رحمانی
دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید اما کار ما هنوز تمام نشده است! این دوره نیز همچون سال های گذشته دوستان بسیاری با ثبت طرح ها و ایده های خلاقانه خود در منوی "پیشنهاد موضوع" ما را در ارتقای تنوع پروژه ها یاری نموده اند. هم چون گذشته بر آن شدیم تا با گردآوری این ایده های جالب ، علاوه بر قدر دانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم. فراموش نکنید که ما همیشه منتظر طرح های جدید شما عزیزان هستیم.
نام ایده: ساخت ظروف بسته بندی بر پایه پلی ساکاریدهای طبیعی با قابلیت ماندگاری بالا
نام ارائه دهنده/دهند گان: ملیکا رسولی فر و الهه قادری
زمینه و نوع پروژه: علوم زیستی
درجه سختی: متوسط
نام مدرسه: فرزانگان 3
مقدمه
امروزه فاسد شدن زودهنگام مواد غذایی مانند میوه ها باعث اتلاف منابع طبیعی و ضررهای اقتصادی زیادی می شود. نگهداری مواد غذایی معمولا از طریق جلوگیری از رشد باکتری ها، قارچ ها و سایر میکروارگانیسم ها و همچنین اکسیداسیون چربی ها که باعث ترشیدگی می شوند، صورت می پذیرد. از برخی مواد طبیعی و خوراکی که قابلیت تغییرات بیولوژی دارند می توان برای نگه داری مواد غذایی تازه مانند میوه و سبزیجات استفاده کرد. یکی از این مواد پلیمر طبیعی کیتوسان است. درحال حاضر کیتوسان از استیل زدایی کیتین که یکی از انواع پلی ساکاریدهای طبیعی می باشد، به دست می آید. این پلی ساکاریدها به دلیل غیر سمی بودن، امکان تجزیه در طبیعت، مقرون به صرفه بودن، سازگاری با محیط زیست و خاصیت ضدعفونی کنندگی مورد توجه می باشد. پژوهش‌ها نشان داده است استفاده از کیتوسان، فاکتورهای تازگی میوه مانند رنگ، کلروفیل و ویتامین های میوه را افزایش می دهد. همچنین اسپری کردن میوه با کیتوسان، موجب افزایش زمان نگهداری و پیشگیری از فساد زود هنگام محصول از طریق کاهش سرعت تنفس، ممانعت از فساد میکروبی، کاهش اتیلن و به تأخیر انداختن رسیدن، سبب افزایش ماندگاری میوه می شود.
هدف
دانش آموزان در پروژه حاضر درصدد یافتن راه هایی برای پیشگیری از فساد زود هنگام میوه ها بر پایه کیتوسان بودند. از آنجا که کیتوسان به عنوان ماده جلوگیری کننده از فساد مواد غذایی با طولانی کردن قابلیت نگهداری محصولات غذایی می باشد، بنابراین به نظر می رسد ساخت ظروف بسته بندی میوه بر پایه کیتوسان می تواند موجب افزایش ماندگاری میوه شود.
از دلایل مهم ضرورت انجام این پروژه، کاهش هزینه های نگهداری و ذخیره میوه است چراکه بی توجهی به فاسد شدن زود هنگام میوه ها موجب اتلاف منابع می گردد، هم چنین باعث ضرر و زیان اقتصادی در انبارهای ذخیره سازی و نگهداری میوه ها نیز می شود، از طرفی کیتوسان به دلیل فراوانی، سازگاری با محیط زیست و مقرون به صرفه بودن از نظر اقتصادی می تواند به عنوان ماده جلوگیری کننده از فساد زود هنگام میوه ها استفاده شود. همچنین این ماده قابل تولید در آزمایشگاه می باشد و به نظر میرسد با استفاده از آن می توان ظروفی برای بسته بندی میوه ها تهیه کرد. بنابراین توضیحات، پژوهشگران بر آن شدند تا به تهیه ظروف بسته بندی میوه بر پایه کیتوسان با قابلیت ماندگاری بالا بپردازند. در صورت نتیجه دادن این طرح پژوهشی، این ظروف می توانند در اندازه های مختلف تولید شده و در میوه فروشی ها، انبارها و... مورد استفاده قرار گیرد.
روش
ابتدا برای سنتز کیتوسان باید فرایند استیل زدایی، با اضافه کردن محلول سدیم هیدروکسید غلیظ گرم، گروه‌های استیل آمین در کیتین به عامل های آمین تبدیل شوند که باعث ایجاد پلیمر با درجه استیل زدایی بیش از ۵۰ درصد می گردد، به این ماده کیتوسان می گویند. از کیتوسان تهیه شده به روش فوق جهت آزمایش بر روی مدت زمان ماندگاری انواع میوه ها به شرح ذیل استفاده می گردد:
میوه ها در دو گروه شاهد و مداخله قرار دارند. برای بسته بندی میوه ها دو ظرف که یکی آغشته به کیتوسان است وجود دارد که گروه مداخله در ظرف کیتوسان دار مورد آزمایش قرار می گیرد بعد از بررسی روند تاثیر کیتوسان در جلوگیری از فساد زود هنگام میوه های گروه مداخله، از تمام مراحل فوق مستند تصویری تهیه می گردد. شرایط نگهداری هر دو گروه (دما، رطوبت و نور) یکسان می باشد. پس از ایجاد اولین نشانه فساد در دو گروه، میوه ها از نظر میزان کپک زدگی مورد مقایسه قرار گرفتند و اثر کیتوسان بر میزان فساد میوه ها مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین با تغییر شرایط محیطی نگهداری میوه ها، فاکتور اثر محیط بر عملکرد کیتوسان بررسی شد. در صورت مثبت بودن نتایج آزمایش ها، استفاده از این ظروف سبب کاهش هدر رفت میوه ها شده، هم چنین با توجه به عدم تماس ماده نگهدارنده با میوه ها، مشکلات استفاده از واکس میوه ها نیز برطرف می شود.
مهارت های کسب شده
1. روش ایده یابی (بارش مغزی)
2. مهارت کار در آزمایشگاه (رعایت نکات ایمنی)
3. آشنایی با مهارت کاربرد ابزار و وسایل مورد نیاز
4. آشنایی با پروپوزال نویسی
5. آَشنایی با مقاله نویسی
6. آشنایی با تهیه پاورپوینت
7. آشنایی با نحوه جستجوی اطلاعات
8. آشنایی نحوه فیش برداری
9. مهارت ساخت پوستر علمی
10. مهارت انجام کارگروهی
11. آشنایی با انواع پلی ساکاریدهای طبیعی
12. آشنایی با کیتوسان و نحوه بسته بندی غذاها
تنظیم کننده: محبوبه همت
