مبانی نظری و پیشینه تحقیق برای فصل دوم پایان نامه بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص فیزیکو شیمیایی، عبوردهی و معادلات رشد میکروبی باکتری اشریشیا کلی بر بستر ترکیبی پلی ساکارید سویا(SSPS) و نشاسته کاساوا

مبانی نظری و پیشینه تحقیق برای فصل دوم پایان نامه بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص فیزیکو شیمیایی، عبوردهی و معادلات رشد میکروبی باکتری اشریشیا کلی بر بستر ترکیبی پلی ساکارید سویا(SSPS) و نشاسته کاساوا

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های پیشین

۲-۱- معرفی نشاسته و نشاسته کاساوا

نشاسته نوعي پلي­ساكاريد است كه در شرايط عادي در آب نامحلول است اما در آب داغ دانه هاي تشكيل­دهنده آن تا ۱۵ برابر وزن خود آب جذب كرده، متورم شده و سرانجام پاره يا متلاشي مي­شود. در اين فرآيند توده­اي با ويسكوزيته بالا توليد مي­شود كه آن را خمير نشاسته و اين پديده را ژلاتينه­شدن نشاسته مي‌نامند. نشاسته از تركيب گلوكز با خارج شدن مولكول آب حاصل مي­گردد و درواقع نوعی ماكرومولكول است كه طي مراحل رشد گياه گندم بصورت ذرات ريز يا گرانول در دانه ذخيره مي­شود و ممكن است تا حدود ۶۵ درصد وزن آن را تشكيل دهد.گرانول­ها از لحاظ شكل ممكن است به صورت هاي كروي يا بيضي باشند كه با ميكروسكوپ قابل بررسي هستند. گرانول­هاي نشاسته از دو  قسمت آميلوز كه خطي است، ۲۳ تا ۲۷ درصد وزن نشاسته را تشكيل مي­دهد و مركب از حدود ۵۰۰۰ واحد گلوكز است و آميلو پكتين كه بصورت زنجير انشعابي به ميزان حدود ۷۳ تا ۷۷ درصد وزن نشاسته را تشكيل مي­دهد و مركب از حدود يك ميليون واحد گلوكز است تشكيل شده، آميلوز به صورت خالص به مقدار كم در آب داغ حل مي­شود و اگر محلول را در جاي آرام قرار دهيم دوباره رسوب مي­كند، برعكس آميلوپكتين در آب داغ به آساني حل مي­شود و اگر محلول را در جاي آرام قرار دهيم به صورت ژل درنيامده و رسوب نمي‌كند (پايان، ۱۳۸۰).

در گروه مواد تجدید شدنی بر پایه ی مواد پلیمری زیست تخریب پذیر، نشاسته یکی از قابل توجه ترین مواد بود به دلیل این که به آسانی در دسترس است و می­تواند محصولات نهایی موثری ایجاد کند. نشاسته فرم اصلی کربوهیدرات در گیاهان است. نشاسته یک پلیمر نیمه بلورین تشکیل شده از یک مخلوطی از آمیلوز یک پلی ساکارید خطی وآمیلوپکتین یک پلی ساکارید منشعب می­باشد. نسبت مقدار آمیلوز و آمیلوپکتین به منبع گیاهی بستگی دارد. در کاربرد های بسته بندی، مواد برپایه نشاسته ، به دلیل زیست تخریب پذیری، به طور گسترده در دسترس بودن و هزینه ی کم مورد توجه زیاد واقع شده اند( زپا^[۱] و همکاران، ۲۰۱۸).

نشاسته در بین بیو پلیمرها مقاوم ترین فیلم را تولید می­کند و خواص مکانیکی آن در مقایسه با سایر فیلم­های پلی ساکاریدی و هم چنین فیلم­های پروتئینی نسبتا بهتر می­باشد. خواص مکانیکی فیلم­های نشاسته ای تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد به عنوان مثال نسبت آمیلوز به آمیلو پکتین در نشاسته نقش تعیین کننده­ای در خواص مکانیکی فیلم دارد یکی از عوامل موثر در خواص مکانیکی فیلم­های نشاسته­ای سایر ترکیباتی است که در فرمولاسیون محلول تشکیل دهنده فیلم مورد استفاده قرار می­گیرند و مهم­ترین عامل از این نظر میزان نرم کننده می­باشد که استفاده بیش از حد از آن می­تواند باعث تضعیف بیشتر خواص مکانیکی فیلم شده و کاربرد­های فیلم نهایی را محدود سازد (امینی، ۱۳۹۱).

نشاسته فیلم­های شفاف، نیمه شفاف، بی طعم و بی مزه و بی­رنگ تولید می­کند ( میلارینن^[۲]،۲۰۱۶). نشاسته به دلیل فراوانی در طبیعت ( دومین بایو پلیمر فراوان در طبیعت است)، ارزان بودن و قابلیت ترمو پلاستیک شدن به عنوان ماده بسته بندی مورد توجه زیادی قرار دارد. هرچند نشاسته به تنهایی، دارای معایبی مانند آبدوستی بالا و ویژگی مکانیکی ضعیف (شکنندگی) می­باشد ( قنبرزاده،۲۰۱۸؛ لی و همکاران^[۳]، ۲۰۱۸)

عموما پلاستی سایزرها برای فیلم های خوراکی بر پایه نشاسته برای غلبه بر شکنندگی فیلم مورد استفاده قرار می­گیرند. معمولا پلاستی سایزر هایی که برای فیلم های نشاسته ای استفاده می­شود سوربیتول و گلیسرول است .یکی از معایب عمده فیلم­های نشاسته مقاومت پائین آن­ها به رطوبت است (مالی، ۲۰۱۷).

فیلم هایی که بر پایه نشاسته تهیه می­گردند نسبت به رطوبت نسبی محیط پیرامون حساس می­باشند؛ به همین دلیل رطوبت نسبی محیط باعث تغییر ویژگی های مکانیکی و مقاومت نسبت به نفوذ گاز ها می­گردد ( شی^[۴]، ۲۰۱۸)

نشاسته به دلیل ماهیت پلیمری قابلیت فیلم سازی دارد. به علاوه به دلیل قیمت مناسب و در دسترس بودن توجه زیادی به آن می­شود ( بمیلر، ۲۰۱۸). یکی از معایب فیلم­های نشاسته، مقاومت پایین آن­ها به رطوبت است ( آهویناینن^[۵]، ۲۰۱۷). برای حل این مشکل می­توان از چربی ها یا پلیمر های زیست تخریب پذیر مقاوم به رطوبت استفاده کرد  (کاتر^[۶]، ۲۰۱۸).

….

….