عصاره گیری از گیاهان دارویی به روشهای مختلفی انجام می شود. در عصاره گیری علاوه بر روش از حلالهای مختلفی نیز استفاده شود، بدیهی است که با توجه به روش عصاره گیری و حلال استفاده شده، عصارههای تولید شده خواص متفاوتی را از خود نشان می دهند. خیساندن پودر خشک گیاه و سپس پالایش آن از روشهای معمول عصاره گیری است. آب، اتانول، متانول، هگزان و استون از حلالهای رایج در عصاره گیری هستند (۴۴). حلالهای آلی ترکیبات کمتر قطبی را استخراج می کنند در حالی که آب ترکیبات قطبیتر را استخراج می کند.
شیمی اسانس ها و عصارهها
به طور کلی در اسانس ها و عصارههای گیاهی ۲۰ تا ۶۰ ترکیب با مقادیر مختلف وجود دارد که به ۳ گروه اصلی ترپن ها، فنیل پروپانوئیدها و ترپنوئیدها تفکیک میشوند. ترپنها متشکل از واحدهای ۵ کربنی به نام ایزوپرن هستند. همی ترپن، مونوترپن، سسکوئی ترپن و دای ترپن به ترتیب دارای ۴،۳،۲،۱ ایزوپرن هستند. خواص ضدمیکروبی اسانس ها عمدتآ مربوط به مونوترپنها است. از مونوترپنهای مهم می توان به تیمول، کارواکرول، لینالول و جرانیول اشاره کرد. فنیل پروپانوئیدها به مقدار کمتری از ترپنها در اسانس ها و عصارههای مختلف وجود دارند و از فنیل پروپان مشتق می شوند. هیدرکسی سینامیک اسید، اوژینول، کاویکول و استراگول جزء این گروه اند. ترپنوئیدها شامل مشتقات نیتروژن و سولفور دار است که عمدتآ بصورت گلوکوزینولات یا ایزوتیوسیانات هستند (۱۳).
ترکیبات موجود در اسانس ها و عصارهها
مواد موثر در گیاهان دارویی دو نوع هستند اول ترکیبات حاصل از سوخت و ساز اولیه و یا مواد مورد نیاز حیاتی که در همه گیاهان سبز با عمل فتوسنتز بوجود می آید. نوع دوم مواد حاصل از سوخت و ساز ثانویه که دراثر جذب ازت توسط گیاه تولید میشوند. اثرات درمانی این ترکیبات بسیار قابل توجه است.
مهمترین ترکیبات زیست فعال گیاهان، آنتیاکسیدانها هستند و عموما در گیاهان حاوی ترکیبات فنلی وجود دارند.ترکیبات فنلی آنتیاکسیدانهای قوی هستند که بعلت ویژگیهای ساختاری خود توانایی احیا کردن هیدروژن برای مهار رادیکالهای آزاد را دارند. فنلها ترکیبات هیدروکسیل آروماتیک هستند و دارای یک یا چند حلقه آروماتیک یا یک یا چند گروه هیدروکسیل هستند. این ترکیبات از تعداد زیادی زیر گروه شامل فلاوونوئیدها، فنولیکاسید فنلها ترکیبات هیدروکسیل آروماتیک هستند و دارای یک یا چند حلقه آروماتیک یا یک یا چند گروه هیدروکسیل هستند. این ترکیبات از تعداد زیادی زیر گروه شامل فلاوونوئیدها، فنولیکاسید، تانینها و… تشکیل شده اند.
فلاوونوئیدها
متابولیتهای ثانویه گیاهان هستند و اغلب در بخشهای در حال رشد گیاه یافت میشوند. فلاوونوئیدها از رنگدانههای فراوان گیاه هستند مانند کلروفیل و کارتنوئید. اسکلت پایهای ساختار فلاوونوئیدها، هسته فلاوان است. هسته فلاوان (۱،۳- دی متیل پروپان) از دو حلقه آروماتیک تشکیل شده است که توسط سه کربن بهم متصل شده اند.
مهمترین گروه های فلاوونوئیدها بر اساس فراوانی در مواد غذایی شامل فلاوونول و فلاوون، ایزوفلاوون، فلاوونون، فلاواندیاول، آنتوسیانین و پرونتوسیانیدین و کاتشین میباشد. تنوع ساختاری که منجر به تنوع در خواص فیزیکی و شیمیایی میگردد.بین گروه های مختلف و در درون آنها، به درجه و الگوی هیدروکسیلاسیون، منوکسیلاسیون و گلیکولیزاسیون بستگی دارد. منبع عمومی فلاوونوئیدها گیاهان هستند اما فلاوونول و فلاوون در جلبک و قارچ هم وجود دارند. بخشهای هوایی بویژه لایه های بیرونی غنی از فلاوونوئید هستند و این موضوع بیانگر این است که سنتز فلاوونوئیدها رابطهای با نور خورشید دارد.
چون فلاوونوئیدها در لایه های سطحی قرار دارند. در طول نگهداری و تکنیکهای فرآوری، میزان فلاوونوئیدها کاهش مییابد. بنابراین در فرایندهای پوستگیر، تیمارگرمایی، غوطهوری و استخراج آبمیوه، میزان آنها به شدت کاهش مییابد. سنتز یا استخراج فلاوونوئیدها از منابع طبیعی و استفاده از آنها برای غنیسازی مواد غذایی فرایند شده، ممکن است روش مناسبی برای جبران فلاوونوئیدهی از دست رفته باشد.
خواص بیولوژیک اسانس ها و عصارهها
تحقیقات زیادی در مورد خواص بیولوژیکی بسیاری از عصارهها انجام شده و استفاده از آنها به عنوان دارو در تعدادی از کشورها در علم پزشکی جدید پایهریزی شده است. از خواص عمده عصارهها میتوان به خاصیت ضداکسایشی، ضدسرطانی، ضدویروسی، ضدورم و… اشاره کرد.
مکانیسم اثر ضداکسایشی عصاره
استرسهای اکسیداتیو یکی از فاکتورهای مهم در پیدایش بیماریهاست که در اثر تولید رادیکالهای آزاد ایجاد می شود. رادیکالهای آزاد مولکولهای بسیار واکنشپذیری هستند که در غشا خارجی خود الکترونختی جفت نشده دارند و قادر به اکسید کردن مولکولهای زیستی هستند.آسیبهای ناشی از آن نقش مهمی در پیری، سرطان، بیماریهای قلبی، فشار خون، بیماریهای عصبی و جهش دارند. تنها راه برای محافت بدن در مقابل پیآمد استرسهای اکسیداتیو، بهبود تغذیهی آنتیاکسیدانی است. میوه ها و سبزیجات منبع غنی از ترکیبات فنلی هستند، که آنتیاکسیدانهای بسیار قوی هستند. ترکیبات فنلی توسط مکانیسمهای زیر از اکسیداسیون مولکولهای زیستی جلوگیری می کنند.
مهار رادیکالهای آزاد با دادن اتم هیدروژن یا الکترون، اتصال با پروتئینها و آنزیم های موثر در ایجاد رادیکالهای فعال اکسیژن، مهار یونهای فلزی که قادر به تولید رادیکالهای فعال اکسیژن هستند.
امروزه سمی و خطرناک بودن مصرف آنتیاکسیدانهای مصنوعی به یک نگرانی مهم تبدیل شده است بنابراین توجهات به استفاده ازآنتیاکسیدانهای طبیعی برای حفاظت از آسیبهای اکسیداتیو معطوف شده است.تحقیقات علمی نشان داده است که فعالیت ترکیبی از آنتیاکسیدانها بعلت همافزایی تاثیر یکدیگر، بهتر از فعالیت یک آنتیاکسیدان منفرد است و آنتیاکسیدانهای طبیعی زیست فراهمی بالاتری نسبت به انواع مصنوعی دارند.
بستهبندی مواد غذایی و اهمیت آن
بستهبندی در تعریف عبارت است از محافظی که سلامت محتوی خود را از مرحله انتهایی تولید تا مصرف حفظ می کند. مهمترین ماموریت یک بستهبندی غذایی مناسب علاوه بر حفاظت غذا در برابر عوامل محیطی، توانایی کاهش و یا به حداقل رساندن رشد میکروارگانیسمهای نا مطلوب غذایی است.
هدف از بستهبندی مواد غذایی به تاخیر انداختن فساد، حفظ اثرات مثبت فرایند روی غذا، افزایش طول عمر انبارمانی، نگهداری و یا افزایش کیفیت و ایمنی غذایی است. علاوه بر این بستهبندی نقش حفاظت از غذا در برابر عوامل شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیک بیرونی را به عهده دارد.
با این حال، کماکان نوآوری و بکارگیری جنبه های جدید در این زمینه کاملا معمول و رایج میباشد. مهمترین عوامل موثر در ایجاد نوآوری در قسمت بستهبندی غذا، افزایش در خواست مشتری برای غذاهای با حداقل فرایند، جهانی شدن و در نتیجه تغییر در عملیات فروش و سیستم توزیع غذایی، گرایشهای جدید در نحوه توزیع و الزامات سختگیرانه مرتبط با سلامت و ایمنی مشتری میباشد. امروزه استفاده از نوآوری در صنعت بستهبندی با بکارگیری انواع فناوریها به ویژه در عرصه بستهبندیهای فعال و هوشمند گسترش بسیاری یافته است.
تاریخچه بسته بندی
تاریخچه نگهداری (بسته بندی یک روش نگهداری است) مواد غذایی به ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح میرسد چنانچه در سواحل خلیج فارس از روش نمک زدن و خشک کردن استفاده می کردند. در ابتدای تمدن بشری نیازی به بسته بندی مواد غذایی نبوده، بلکه مردم برای بدست آوردن غذا از محلی به محل دیگر می رفتند، اما زمانی که پناهگاههای دایمی برای خود پیدا کردند. در چنین شرایطی غذا را از محل های مختلف جمع آوری میکردند و به محل سکونت خود می بردند. این نیاز باعث شد که اولین انواع بسته بندی نظیر کدوهای خشک شده، صدف ها، برگها، پوست حیوانات و دیگر مواد طبیعی مورد استفاده قرار بگیرند. برای انتقال آب، شیر، ماست، روغن یا دوغ از پوست حیوانات استفاده می شد. از شاخ حیوانات برای حمل و نقل و ذخیره غذا و محصولات کشاورزی استفاده کردند. در دوره پیش از صنعتی شدن جوامع نیز، بسته بندی مواد و محصولات برای مدت های طولانی مورد استفاده قرار داده می شده است و از این روش برای نگهداری مواد و محصولات غذایی در خانه یا حمل و نقل آنها از مزرعه یا محل تولید به مغازه ها یا بازار های محلی استفاده می شده است . نمونه ای از این موارد بسته بندی غلات و آرد در کیسه یا ظرف های و جعبه های چوبی و یا بسته بندی مواد روغنی در شیشه ها بوده است.منشا بسته بندی و کنسرو های مدرن روش های اولیه بسته بندی شامل استفاده از کاغذ موم ، چرم ، پوست و یاچوب پنبه بوده اند. ظهور انقلاب صنعتی به راستی تحول اساسی در نظام تولید کالایی ایجاد کرد. انقلاب صنعتی، جهان را با فوران کالاهای گوناگون صنعتی روبرو کرد. تنوع کالاها و رقابت فشرده میان تولید کنندگان و بازرگانان به تدریج هنر را نیز علاوه بر علوم دیگر وارد مجموعه سیستم بسته بندی کرد. با پیشرفت بیشتر، علوم دیگری نظیر روانشناسی فردی، اجتماعی به این مجموعه اضافه شد. توسعه بسته بندی سبب مستقل شدن این صنعت از مجموعه صنایع دیگر شد و رقابت و نیاز سبب گردید که صنایع بسته بندی سهمی قابل توجه از بودجه های شرکتهای تولیدی را به خود اختصاص دهد. امروزه صنایع بسته بندی تبدیل به یک تکنولوژی قدرتمند شده است.
بسته بندی پلاستیکی
مواد اولیه بسته بندی پلاستیکی
بطور کلی پلاستیکها پلیمرهایی هستند که از سنتز مواد اولیهای به نام مونومر تهیه می شوند. مونومرها موادی سمی و برای سلامت انسان مضر هستند. در حالی که پلیمرها خنثی هستند و مشکلی ندارند. اما اشکال کاراینجاست که معمولا"در فرایند تهیه پلیمرها مقداری مونومر باقی می ماند برای همین در استفاده از پلاستیکها بعنوان ظروف غذا باید بسیار محتاط بود . اغلب پلیمرهایی که در بسته بندی مواد غذا یی استفاده می شوند ترموپلاستیک ها هستند. این مواد دردرجه حرارت بالا نرم می گردند ودر اثر سرد کردن مجدداً سخت می شوند بدون این که ترکیب شیمیایی آنها تغییر کند.
فیلم
اصطلاحا به لفافهای پلاستیکی حداکثر با ضخامت ۰۱/۰ اینچ فیلم گفته می شود.
Sheet
ورقه های پلاستیکی با ضخامت بیش از ۰۱/۰ اینچ را گویند.
لمینیت
به لفافهای پلاستیکی که از دو یا چند لایه فیلم های مختلف که با بهره گرفتن از چسب به یکدیگر متصل شده اند اطلاق می شود.
فیلمهای مرکب
هر گاه دو یا چند لایه پلاستیکی به طور همزمان تولید شوند اصطلاحا فیلم مرکب نامیده می شوند.
موارد استفاده بسته بندی پلاستیکی
بسته بندی پلاستیکی برای بسته بندی بسیاری از نوشیدنی ها و مواد غذایی از جمله فراورده های گوشتی و لبنی مورد استفاده قرار میگیرد.
جایگزین هایی جدید برای پلاستیک در صنعت بسته بندی
بیوپلاستیک ها ، فیبروکامپوزیت ها ازجمله پلاستیک های دوست دار محیط زیست محسوب می شوند ولیکن در همه مواد نمی توانند جایگزین های مناسبی برای پلاستیک های کنونی باشند. به عنوان مثال PLA و برخی فیبرها در شرایط سرمای شدید و فریز کردن، بسیار شکننده و نامقاوم هستند و البته پیشترفت های چشم گیری در این زمینه در حال انجام می باشد.
فیلمهای خوراکی
فیلم پوششی یکنواخت و یکپارچه با ضخامت کمتر از ۰۱/۰ اینچ است. فیلم های خوراکی که در ارتباط با مواد غذایی کاربرد دارند، زیست کافت هستند. یعنی قابلیت تجزیه شدن به عناصر ساده سازنده را به وسیله موجودات ذره بینی و ریز زنده های خاک دارند. به عبارت دیگر، با چرخه های زیستی طبیعی واپاسیده می شوند این فیلم ها ممکن است تجزیه پذیر یا تجزیه ناپذیر باشند. ترکیبات سلولزی، پکتین ، کیتوزان از جمله مواد خوراکی هضم ناپذیر به شمار می آیند. فیلم های خوراکی در اثر گستردن محلول های فیلم ساز روی سطح و خشک کردن آن پدید می آیند. پوشش های خوراکی در اثر غوطه ور کردن موادغذایی در محلول های سازنده یا پاشیدن محلول سازنده بر سطح آن ها و در نتیجه، آغشته شدن سطح مواد غذایی ایجاد می شوند. فیلم ها و پوشش های خوراکی از پلی ساکاریدها، پروتئین ها، چربی ها و یا مخلوطی از آنها تولید می شوند. در اکثر موارد آنها برای جایگزینی کامل بسته بندی های سنتی بکار نمی روند بلکه برای کمک به افزایش ماندگاری مواد غذایی بهمراه بسپار پلیمر سنتزی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها می توانند مهاجرت رطوبت، گازها، لیپیدها و رشد میکروبها را کنترل کنند و همچنین حامل مواد افزودنی مانند مواد ضد میکروبی، آنتی اکسیدان ها، مواد گیرنده اکسیژن و حتی مواد مغذی و طعمی باشند. افزودن مواد ضد میکروبی به محلول، توانایی فیلم و پوشش نهایی را در کنترل میکروبها را به شدت افزایش می دهدیکی از مشتقات مهم سلولز، کربوکسی متیل سلولز است که از طریق واکنش سلولز با هیدروکسید سدیم و اسید کلرواستیک تولید می شود. سلولز به علت ساختار شیمیایی خاص خود، بسیار کریستالی و نامحلول است اما کربوکسی متیل سلولز محلول در آب بوده و به تنهایی فیلم های انعطاف پذیر و مستحکمی را تشکیل می دهد همچنین کربوکسی متیل سلولز یکی از ارزان ترین بسپارهای زیستی بیوپلیمراست که بصورت صنعتی تولید می شود
نشاسته و مشتقات آن، سلولز و مشتقات آن، آرابینوزیلانها، گالاکتومانانها، آلژینات، ژلان، لوبیای خرنوب، پکتین، کیتوزان، کاراگینان، کلاژن، ژلاتین، گلوتن گندم، زئین ذرت، پروتئینهای میوفیبریلی گوشت، پروتئینهای سویا، پروتئینهای شیر، پروتئین بادامزمینی، پروتئین پنبهدانه و فیلمهای با پایه لیپید از مهمترین مواد مورد استفاده در تهیه فیلم های خوراکی هستند پوشش محصولات غذایی با فیلم های خوراکی و پوشش های خوراکی، آنها را از مزایای گوناگون از نقطه نظر جنبه های سلامتبخش، حسی و اقتصادی برخوردار میسازد. برخی از مهمترین این مزایا به شرح زیر هستند:
به سبب زیستکافت بودن، بر خلاف فیلمهای سنتزی باعث آلودگی محیط زیست نمیشوند خود، از ارزش تغذیهای نیز برخوردار هستند مانع فساد و آلودگی میکروبی میشوند. فساد و پلاسیدگی میوه ها و سبزیها را طی انبارداری به تعویق میاندازند؛ ظاهر یا جلوه غذا را به نحو مطلوب حفظ می کنند؛ مانع جذب رطوبت یا آبگیری مواد غذایی با رطوبت کم و تبعات منفی ناشی ازآن همچون بد بافتی حاصل از تبلور قندها در فرآورده، بد رنگی و جلوگیری از کلوحه شدن پودرها میگردد؛ مانع از دست رفتن رایحه غذا می شود.
مواد ضد میکروبی در فیلم های خوراکی
در سیستم های بسته بندی غیرخوراکی می توان از هر نوع ماده نگهدارنده ای استفاده نمود. موادی نظیر اسیدهای آلی و نمک های آنها، قارچ کش ها، باکتریوسین ها، آنتی بیوتی کها، آنزیم ها، الکل ها، تیول ها، آنتی اکسیدان ها، فلزات و گازهای ضدعفونی کنند. اما در مورد فیل مها و پوشش های خوراکی انتخاب نوع ماده ضد میکروبی تنها به ترکیبات خوراکی محدود می شود. زیرا از آنجا که این مواد همراه ماده بسته بندی و ماده غذایی مصرف می شوند، خوراکی بودن و ایمنی آنها امری ضروری است. مواد ضدمیکروبی که مستقیماً وارد پلیمر می شوند را می توان به گروه های زیر طبقه بندی کرد :
اسیدهای آلی و نمک های آنها : این اسیدها شامل اسید · پروپیونیک، بنزوئیک، سوربیک، استیک، لاکتیک و مالیک هستند. اغلب این اسید ها در گیاهان یا محصولات تخمیری وجود دارند . با این وجود آنها عمدتاً به روش شیمیایی سنتز شده و در دستۀ مواد نگهدارنده شیمیایی قرار م یگیرند
آنزیم ها: تاکنون لیزوزیم و گلوکز اکسیداز رای ج ترین · آنزیم های مورد استفاده در تحقیقات مربوط به بسته بندی ضدمیکروبی بوده اند . لیزوزیم آنزیمی است که باعث شکستن پیوندهای گلیکوزیدی موجود در دیواره سلولی باکتری ه ای گرم مثبت م یشود. بنابراین می تواند بطور بالقوه برطیف وسیعی از باکتری های گرم مثبت شامل لاک توباسیلوس ها، میکروکوکوس ها و باسیل ها مؤثر باشد . اما وجود غشای خارجی از جنس لیپید بر روی پپتیدوگلیکان دیواره سلولی باکتری های گرم منفی باعث محدودیت فعالیت ضدمیکروبی این آنزیم در مقابل باکتری های گرم منفی می شود .اگرچه لیزوزیم را می توان از منابع مختلفی همچون اشک پستاندارن،
شیر، سرم و تخم ماکیان ایزوله کرد ؛ اما لیزوزیم تخم مرغ مهمترین و عمده ترین منبعی است که برای کاربرد های غذایی مورد استفاده قرار م ی گیرد. البته غیر از دو آنزیم ذکرشده امکان استفاده از آنزیم های دیگر مانند لاکتوپراکسیداز و لاکتوفرین نیز وجود دارد که باید مطالعات بیشتری روی آنها انجام شود
فلزات: شاخص ترین فلز دارای فعالیت ضدمیکروبی نقره · می باشد. البته مس نیز خواص ضد میکروبی و ضد و یروسی دارد ولی به علت سمی بودن تماس مستقیم آن با مواد غذایی مجاز نیست و همچنین ک اتالیست قوی اکسیداسیون چربی ها و می باشد. بر خ لاف مس یون های نقره به آسانی رها C ویتامین نمی شوند و در صورت تماس نیز خاصیت سمی ندارند . زئولیت هایی که در آنها یون نقره جایگزین سدیم شده اند بصورت گسترده و به ویژه در ژاپن در بسته بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گرفته اند. یون نقره دارای فعالیت ضدمیکروبی علیه طیف وسیعی از باکتری ها، کپک ها و مخمرها می باشد ولی بر اسپورهای مقاوم به حرارت اثر ندارد و از فعالیت بسیاری از آنزیم های سلول ه ای میکروبی نیز جلوگیری به عمل می آورد
باکتریوسین ها: ترکیبا تی هستند که طی تخمیر توسط ·میکروب ها تولید م ی شوند و بیشتر از جنس پپتید هستند . رایج ترین باکتر یوسین های مورد استفاده در بسته بندی های فعال ، نایسین، پیوسین و لاکتی سین می باشند
فلاونوئیدها و عصاره های گیاهی : بسیاری ازفلاوونوئیدها و · عصاره های گیاهی موجود در گیاهان ویژگی ضدمیکروبی دارند. فلاوونوئیدهایی مانند اسیدهای سینامیک، کافئیک و پاراکوماریک، کاتچین و عصاره هایی مانند تیمول، عصاره لیمو و دانه گریپ فرویت و پودر بامبو خواص ضد میکروبی دارند.
