نوع نمونه

۸/۹۴ ± ۰/۱۳^a

۲۲/۶۶ ± ۰/۸^a

۲/۳۳ ± ۰/۱۹^a

۰ % (نمونه شاهد)

۸/۵۷ ± ۰/۱۵^a

۲۱/۹۵ ± ۱/۱۴^b

۱/۹۹ ± ۰/۱۶^b

۱% نانو دی اکسید تیتانیوم

۷/۸۵ ± ۰/۱۹^b

۲۰/۰۲ ± ۱/۱۷^c

۱/۶۹ ± ۰/۱۱^b

۲ %نانو دی اکسید تیتانیوم

۷/۳۵ ± ۰/۱۱^b

۱۹/۷۶ ± ۰/۷۷^d

۱/۴۱ ± ۰/۰۸^bc

۳% نانو دی اکسید تیتانیوم

۶/۸۲ ± ۰/۱۱^c

۱۸/۵۱ ± ۰/۱۴^e

۱/۲۰ ±۰/۰۸^c

۵ % نانو دی اکسید تیتانیوم

داده ها نشان دهنده میانگین ± انحراف معیار می باشد. اختلاف در حروف لاتین بیانگر وجود اختلاف معنی دار بین میانگین ها در سطح احتمال ۵% می باشد.
۴-۳- بررسی اثر نانو ذرات بر خواص ممانعتی فیلم­های ترکیبی نشاسته ssps / ژلاتین
نفوذ پذیری نسبت به گاز و ترکیبات فرار آروما در فیلم­های پلی ساکاریدی تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد: نسبت نواحی­کریستالی به نواحی ­آمورف، میزان تحریک زنجیره­های پلیمری و میزان برهم­کنش­ها بین­گروه ­های­ عملگرای ­پلیمر ­و ­مولکول­های ­گاز­ و ­ترکیبات ­فرار­ در ­نواحی ­آمورف ( کومار و ساینق^[۱۵۳]، ۲۰۰۸). فیلم­های بایو پلیمری به دلیل وجود تراکم و فشردگی بالا بین زنجیره ها، وجود مقدار زیاد پیوندهای هیدروژنی، وجود حالت نیمه کریستالی، بازدارندگی عالی در مقابل اکسیژن دارند و همین امر استفاده از آن را در بسته بندی میوه ها و سبزی ها جهب کاهش سرعت تنفس و افزایش ماندگاری میسر می­سازد ( مانو^[۱۵۴] و همکاران، ۲۰۰۴).
در این تحقیق همان­ طور که در جدول ۴-۳ نشان داده شده است در فیلم­های ترکیبی ساپورت شده با نانو ذرات، با افزایش غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم ، میزان نفوذ پذیری به اکسیژن(OP) کاهش معنی دار پیدا می کند. این نتیجه با نتیجه به دست آمده از کار زپا^[۱۵۵] و همکاران در سال ۲۰۰۹، مطابقت داشت. آن­ها اثر پلاستیسایزر را را بر ویژگی ممانعتی گاز اکسیژن در فیلم زیست تخریب پذیر نشاسته به همراه نانو ذرات رس بررسی کردند و نشان دادند که نفوذ پذیری به اکسیژن در رطوبت نسبی ۵۰% در فیلم­ها با پلاستیسایرز نسبت به فیلم خالص بالاتر است. که این روند را به افزایش در تحرک زنجیره­ای پلیمری در حضور پلاستیسایزر نسبت دادند. از طرفی مشاهده کردند با افزایش نانو رس در ماتریکس نفوذ پذیری به اکسیژن کاهش پیدا می­ کند. پرکننده­ها می­توانند به عنوان موانع نفوذ ناپذیر در حرکت مولکول­های اکسیژن مطرح شوند. همچنین لایه های سیلیکات می­توانند به عنوان یک مانع نفوذ ناپذیر به حرکت ­مولکول­های-اکسیژن ­و ­همچنین­ اثر­ زیادی­ به­ ویژگی­های انتقال داشته باشد (زپا و همکاران، ۲۰۰۹).
عوامل مختلفی وجود دارد که OP فیلم های بایوپلیمری را تحت تاثیر خود قرار می دهد. یکی از مهمترین این عوامل نوع و میزان نرم کننده مورد استفاده است. در تعیین میزان OP فیلم های حاوی نرم کننده، عواملی نظیر حالت فیزیکی و وزن مولکولی نرم کننده، ایجاد تغییر در ساختار سطحی فیلم، واکنش شیمیایی بین نرم کننده و اکسیژن و توانایی مولکول های کوچک نرم کننده در پر کردن حفرات ماتریکس تاثیر گذار می باشند ( چیوارک^[۱۵۶] و همکاران، ۲۰۰۹ ؛ لوهاکنجیت^[۱۵۷] و همکاران، ۲۰۰۴). در این تحقیق همان گونه که از نتایج پیداست، با افزایش غلظت نانو ذرات میزان نفوذ پذیری به اکسیژن کاهش می­یابد.
در جایی که هدف بسته بندی مواد غذایی مد نظر باشد باید انتقال رطوبت بین مواد غذایی و محیط خارج بسته بندی را به حداقل برسانیم (هانگ چین وون^[۱۵۸] و همکاران در سال ۲۰۱۰). خاصیت نفوذ پذیری پلیمرها، ارتباط مستقیمی با خاصیت هیدروفیل یا هیدروفوب بودن ترکیبات تشکیل دهنده آن ها، فرایند و نحوه تولید پلیمر، نوع و مقدار افزودنی­ها به پلیمر، وجود منافذ و ترک خوردگی، انحنا پلیمر و در نهایت ساختار پلیمر دارد ( واسکونس^[۱۵۹] و همکاران، ۲۰۰۹). جدول ۴-۳، نشان دهنده نفوذپذیری فیلم­های ترکیبی با درصدهای مختلف از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم نسبت بخار آب و اکسیژن می­باشد. بعد از اضافه کردن نانو ذرات کاهش قابل توجه­ای در میزان نفوذ پذیری به بخار آب ایجاد شد که می­توان به مقاومت بیشتر از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در مقایسه با ماتریکس بایوکامپوزیت نسبت داد. بنابراین تلفیقی از نانو ذرات به ماتریکس یک مسیر غیر مستقیم برای عبور از میان مولکول های آب را ایجاد می­ کند (یو^[۱۶۰] و همکاران، ۲۰۰۴).

نتایج حاصل از این پژوهش پیرامون WVP با نتایج بدست آمده از تحقیقات سایر محققین کاملاً مطابقت داشت ( لی^[۱۶۱] و همکاران، ۲۰۱۰ ؛ زپا^[۱۶۲] و همکاران، ۲۰۰۹). این محققین نشان دادند که اضافه کردن نانو ذرات به پلیمرهای مختلف WVP را کاهش می دهد،­ که این کاهش با افزایش میزان نانو­ ذرات نسبت­ مستقیم ­دارد.­ نانو ­ذرات ­به علت ساختار­ ریز خود می­توانند به­ راحتی در ­فضاهای­ خالی­ از ماتریکس متخلخل فیلم پر شوند،­ در­نتیجه­ به سختی رطوبت­ یا­ آب را از ­دست می­ دهند (هانگ چین وون^[۱۶۳] و همکاران در سال ۲۰۱۰). هنگامی که نانو ذره در ماتریکس پلیمری وجود دارد، یک ملکول آب باید مسیر پیچیده تری را نسبت به ترکیب خالص پلیمر طی کند تئوری که توسط سلن بیان شد ( سلن^[۱۶۴] و همکاران، ۲۰۰۵). بنابراین فیلم های ساپورت شده با نانو دی اکسید تیتانیوم می­توانند مولکول های آب بیشتری را در سیستم بسته بندی نگه دارند و در نتیجه عمر مفید برخی مواد غذایی مانند میوجات و سبزیجات را افزایش دهند. ضعف اصلی فیلم­های خوراکی WVTR^[165] بالای آن ها است که در این تحقیقات مشخص شده که نرخ انتقال رطوبت نسبی در بسته بندی های نانو در مقایسه با بسته بندی های طبیعی کاهش می­یابد (زپا^[۱۶۶] و همکاران، ۲۰۰۹).
جدول ۴- ۳: اثر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر نفوذ پذیری فیلم­های ترکیبی نسبت به اکسیژن و بخار آب

Oxygen Permeability
[cm³μm/(m² -day)]

WVP × ۱۰^-۱۱

درصد حضور ترکیب نانو

۱۹۸/۱۲ ± ۰/۱۴^a

۵/۰۲ ± ۰/۱۱^a