در پایداری، بافت و ظاهر محصولات غذایی از هیدروکلوئیدها به عنوان ماده افزودنی استفاده می شود، البته سهم حجم مواد تشکیل دهنده بستگی به امنیت در عرضه، کیفیت و قیمت نیز دارد. صمغ دانه ها از افزودنی های مهم در صنعت غذا است ( گلیکسمن^[17]، 1969). قدومه گیاهی است علفی با برگ هایی با بریدگی های نامنظم و گل های کوچک و زرد رنگ (صابری و صداقت، 1384) به ارتفاع 36-6 سانتی متر که توسط بذر تکثیر می شود. میوه این گیاه خورجینک، مدور به قطر 5 تا 7 میلی متر، با سطحی زبر و پوشیده از کرک های ستاره ای است. بذرها به رنگ قهوه ای، گرد و به قطر 75/1 تا 5/2 میلی متر می باشند (راشد محصل و همکارن، 1388). این گیاه بیشتر در نواحی معتدله اروپا و آسیا می روید. قدومه دارویی است لعاب دار که خیس کرده یا جوشانده آن تنها یا مخلوط با داروهای دیگر برای نرم کردن سینه و روده ها بکار می رود (صابری و صداقت، 1384). علاوه بر این غذاهای غنی شده با صمغ دانه قدومه به خوبی مورد استقبال مصرف کنندگان قرار گرفته است و دانش استفاده از این دانه ها برای مصارف دارویی در حال گسترش است (کوچکی و همکاران، 2008). به همین علت در این پژوهش سعی بر آن شده تا با توجه به ارزش و مزایای فیلم های خوراکی تهیه شده تا به امروز و کاربرد دارویی صمغ به دست آمده از بذر دانه قدومه شیرازی، فیلمی بر پایۀ این صمغ تهیه شود.

1-4- اهمیت موضوع

بسته­بندي­هاي زيست سازگار بر پايه فيلم­هاي خوراكي، كه عمدتاً از پلي ساكاريدها، پروتئين­ها، چربي­ها و يا تركيبي از آن­ها ساخته مي­شوند، به دليل دارا بودن مواد طبيعي، قابليت تجديدپذيري و عدم ايجاد آلودگي­هاي زيست محيطي روز به روز از اهميت خاصي برخوردار مي­شوند (آهوناینن^[18] و همکاران 2003). از دهه­های گذشته، علم نانو و دیگر تکنولوژی های مرتبط، تبدیل به تکنولوژی شده اند(نارایانامورتی^[19]،٢۰۰٦). تکنولوژی- های کامپوزیت، با علم نانو ترکیب شدند و منجر به توسعه ی علم و تکنولوژی نانو گردیدند (هاسین و همکاران^[20]، ٢۰۰٦). تلفیق نانو ذرات به داخل مواد کامپوزیت، توجهات زیادی را به سمت خود جلب نمود که به دلیل قابلیت آن، در بهبود خصوصیات پلیمر، مانند؛ خصوصیات حرارتی، مکانیکی و ممانعت کنندگی گازها می باشد (کوریان و همکاران^[21]، ٢۰۰٦). اخیرا، مواد غیرآلی مانند فلز و اکسید فلزات، در پژوهش تکنولوژی نانو، مورد توجه قرار گرفته اند، که این به دلیل توانایی آن ها در مقاومت در شرایط ناملایم می باشد (فو و همکاران^[22]، ٢۰۰٥). در بین اکسید فلزات ZnO، TiO₂، MgO و CaO، بیشتر مورد توجه می باشد، زیرا برای انسان و حیوانات ایمن است (لین و همکاران^[23]، b٢۰۰٩؛ استومیتاو و همکاران^[24]، ٢۰۰٢).
بیونانوکامپوزیت ها، تولید جدید نانوکامپوزیت ها را به نمایش می گذارند و شامل ترکیب بیوپلیمرها و یک ماده ی غیرآلی می باشند که حداقل، یک بُعد نانو دارند. بیونانوکامپوزیت ها، یک گروه از مواد دو جزئی با ساختار نانو هستند که مابین تکنولوژی نانو، علم ماده و علم زندگی قرار دارند (اُزین و همکاران^[25]، ٢۰۰٩؛ داردِر و همکاران^[26]، ٢۰۰٧).
پُر کننده­ های نانو، واکنش های داخلی عالی ای با انشعابات پلیمری برقرار می­ کنند، که این به دلیل مساحت سطحی زیاد و سطح بالای انرژی آن­ها می­باشد. بنابراین، بطور معنا داری باعث بهبود خصوصیات پلیمری می­گردند (کوواسویک و همکاران^[27]، ٢۰۰٨).
از اکسید روی، بطور وسیعی بعنوان پُر کننده ی عملگرا در جاذب های UV ، برای کاربرد در مواد دارویی، بهداشتی، مواد پوشش دهی و پیگمنت ها استفاده شده است (لی و همکاران^[28]، ٢۰۰٩؛ کومار و سینگ^[29]، ٢۰۰٨؛ یو و همکاران^[30]، ٢۰۰٤). علاوه بر این، استفاده از نانو ذرات اکسید روی، یک روش ماندنی برای جلوگیری از بیماری های عفونی، از طریق اثرات ضد میکروبی اکسید روی می­باشد (لی و همکاران، ٢۰۰٩و٢۰١۰؛ راجندرا و همکاران^[31]، ٢۰١۰؛ ژانگ و همکاران^[32]، ٢۰۰٨).
اندازه، مورفولوژی، بلورینگی، ترکیب و شکل ذرات، پارامترهای بحرانی برای خصوصیات اصلی نانو ذرات می باشند (شهرام و عبداله^[33]، ٢۰۰٦؛ یاماموتو^[34]، ٢۰۰١). لین و همکارانش (a٢۰۰٩) گزارش کردند که نانومیله های اکسید روی، مانع فعالیت نوری جذب UV می شوند. با اینکه، گزارش شده است که تلفیق نانو ذرات به داخل فیلم نشاسته، باعث بهبود برخی خصوصیات می­گردد (ما و همکاران، ٢۰۰٩؛ یو و همکاران، ٢۰۰٩).
تلاش­هایی در مورد توسعه بیونانوکامپوزیت های دارای خواص حرارتی، مکانیکی و عملگراییِ بهبود یافته، صورت گرفته است که به دلیل ماتریکس یا پُر کننده های نانو ذره می باشد (جیا و همکاران^[35]، ٢۰۰٦؛ چن و همکاران^[36]، ٢۰۰٤). علاوه بر این، مواد بیوپلیمری، بعنوان تکنولوژی سبز^[37] معروف هستند و زیست تخریب پذیر بوده و با محیط زیست سازگارند و در تکنولوژی های دارویی، بسته بندی غذایی و کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند (شاملی و همکاران^[38]، ٢۰١۰؛ ما و همکاران^[39]، ٢۰۰٩).

1-5- اهداف پژوهش

1-5-1- هدف اصلی

هدف اصلی از این پژوهش، تهیه و ارزیابی فیلم خوراکی بر پایه هیدروکلوئید استخراج شده از صمغ قدومه شیرازی و پیشنهاد یک منبع جدید برای تهیه فیلم های خوراکی و همچنین تهیه و ارزیابی فیلم خوراکی ترکیبی از این صمغ و نانو ذرات اکسید روی می باشد.

1-5-2- اهداف اختصاصی

• • بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص مکانیکی فیلم­های قدومه شیرازی

• • بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم­های قدومه شیرازی

• • بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص ضد میکروبی فیلم­های قدومه شیرازی

• • بررسی اثر نانو اکسید روی بر ایزوترم جذب تعادلی رطوبت فیلم­های قدومه شیرازی

1-6- پرسش­های تحقیق

• • آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر خواص مکانیکی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

• • آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

• • آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر ایزوترم جذب تعادلی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

• • آیا نانو اکسید روی می ­تواند بر خواص ضد میکروبی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

1-7- محدودیت های تحقیق

در این تحقیق حداکثر غلظت ترکیب نانو اکسید روی به عنوان یک محدود کننده مطرح می­گردد. بیشتر از 5 % ترکیب نانو باعث هتروژن نمودن فیلم می­شد.

1-8- نمودار تحقیق

شکل 1-1 نمودار تحقیق را برای این پژوهش نشان می دهد.
شکل 1- 1: نمودار فرایند پژوهش
فصل دوم:
مروری بر پژوهش­های پیشین

2-1- قدومه

Alyssum از کلمه یونانی a به معنی نه و lyssa به معنی بیماری های روانی اقتباس شده است. این جنس دارای گونه های علفی یکساله و چند ساله و نیمه درختچه ای با برگ های ساده و گل های کوچک است. پراکنش آن از مناطق مدیترانه تا سیبری است (امامی و حسینی، 1387).
قدومه گیاهی است یکساله و کوتاه از تیره شب بو (صابری و صداقت، 1384). ارتفاع قدومه 40-30 سانتی متر و بسیار پر شاخ و برگ هستند. برگ ها کرک دار و متقابل، گل ها انتهایی و به صورت چتر، میوه خورجینک، دو خانه ای با دو برگچه که دو کفه آن از قاعده میوه باز می شود. در این میوه چهار بذر گرد، پهن و نوک دار در دو قسمت جداگانه به صورت دوبه دو با پرده ای غشایی از هم جدا می شود (امامی و حسینی، 1387). ساقه آن منشعب و دارای کرک های ستاره ای است (راشدمحصل و همکاران، 1388). میوه قدومه از 30 تا 100 دانه تشکیل شده است، درشتی این دانه ها به اندازه یک نیمه عدس می باشد که پهن، گرد و سه قسم دارد: سرخ، زرد و سفید. سرخ رنگ آن را در اصفهان قدومه یا تودری سرخ می گویند. نارس این دانه ها سبز است که پس از رسیدن و خشک شدن به رنگ زرد خرمایی در می آید. قدومه با اسامی عمومی تودری، توذریج، قدامه، بذرالخمخم، بذرالهوه خوانده می شود اما نام علمی آن قدومه شیرازی و قدومه شهری است (صمصام شریعت، 1386). انتشار عمومی این گیاه در کشورهای مصر، عربستان، فلسطین، ایران، پاکستان و عراق است.
شکل 2- 1: نمایی از گیاه قدومه

2-1-1- عوامل محیطی

بذر قدومه در خاک های سبک و سنگریزه دار به خوبی سبز شده و در خاک های سنگین از درصد سبز کشتزار کاسته می شود. این گیاه به خشکی خاک و هوا متحمل است و در بارندگی به هنگام رسیدن حساس است. سله خاک از موقع سبز شدن گیاهچه ها خسارت زیادی می زند (امامی و حسینی، 1387).

2-1-2- کاشت

در تکثیر قدومه، رایج ترین روش استفاده از بذر است. در مناطق مختلف ایران در زمین های بایر تهران، قزوین، اصفهان و شیراز و در مناطق استپی و نیمه خشک می روید (کریمی، 1374). چنانچه تاریخ کشت در مهر ماه انتخاب شود طی 2 تا 3 روز گیاه سبز می شود و چنانچه در آذر ماه کشت صورت گیرد، طی 5 تا 6 روز گیاه از خاک بیرون می آید. بذر لازم برای کاشت، از 7 تا 30 کیلوگرم برای هر هکتار، بسته به شرایط آب و هوایی و خاک متفاوت است. کاشت بصورت کرتی (درهم یا ردیفی) انجام می شود و پس از آن با دو آبیاری به فاصله یک شبانه روز، گیاه سبز می شود، تا شروع پر شدن دانه ها (پس از گل دهی) نیازی به آبیاری نیست.

2-1-3- برداشت

گل دهی گیاه 3 ماه و رسیدن بذر حدود 6 ماه پس از کاشت است. تأخیر در برداشت موجب ریزش بذر می شود، بنابراین با رسیدن 20 درصد میوه ها، اقدام به برداشت می شود. رسیدن محصول قدومه، همزمان با برداشت جو در هر منطقه است. برداشت محصول به 15 کارگر در هکتار نیاز دارد و بارندگی در زمان برداشت خسارت زیادی به این محصول وارد می کند. محصول به دست آمده از هر هکتار حدود 1000 تا 1500 کیلوگرم است. برداشت بذر با ریشه کن کردن بوته ها و خشک کردن آنها بر روی سطح صاف یا پارچه انجام می شود (امامی و حسینی، 1387). بهترین زمان برداشت این محصول تیر و مرداد ماه می باشد (آخوند زاده و همکاران، 1379).

2-1-4- ترکیبات شیمیایی

در انواع قدومه، دانه دارای مواد روغنی به مقدار 30-15 درصد است. روغن مذکور از گلیسریدهای اسیدهای اولییک، پالمتیک، اروسیک و لینولئیک تشکیل شده است.

2-1-5- مواد موثر دارویی

موسیلاژ، پکتین، دکسترین، میروزین و به مقدار کم روغن فرار (صمصام شریعت، 1386).

2-1-6- موارد مصرف و خواص درمانی