*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
شکل ۴- ۳: نمودار درصد کشیدگی فیلم­های نشاسته تاپیوکا با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
^*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
شکل ۴- ۴: نمودار مدول یانگ فیلم­های نشاسته تاپیوکا با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
^*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
۴-۳- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم­های تاپیوکا
۴-۳-۱- قابلیت میزان جذب آب
شکل­ ۴-۵ ، قابلیت میزان جذب آب را برای فیلم­های نشاسته تاپیوکا حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم را نشان می دهد. با توجه به نتایج شکل­ ۴-۵، با اضافه کردن نانو ذرات در فیلم­های نشاسته تاپیوکا میزان جذب آب از ۶۴/۴ تا ۱۸/۲ (گرم آب به ازای هر گرم ماده خشک)، به طور معنی داری (۰۵/۰p<) کاهش می­یابد. در این تحقیق نانو ذرات به دلیل اندازه خیلی کوچک­شان به آسانی می­توانند فضاهای خالی ماتریکس فیلم خلل و فرج دار را پر کنند لذا پخش آسان آب یا رطوبت مشکل می­ شود، در نتیجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های نشاسته تاپیوکا، می­ شود. بر اساس مطالعات گزارش شده، که افزایش محتوی نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم در فیلم سبب افزایش باندهای هیدروژن بین دی اکسید تیتانیوم و اجزای ماتریکس است بنابراین، مولکول­های آب آزاد، در تعامل شدید با اجزای فیلم­های نانو بایو کامپوزیت نیستند ]۲۹[. محمدی نافچی و همکاران در سال ۲۰۱۲، نیز برای فیلم ژلاتین یا نشاسته با افزودن نانو دی اکسید روی کاهش جذب آب را نتیجه گرفتند، زیرا نتایج تجربی بیانگر آنست، زمانی که نانو ذرات (اکسید روی) به محتوای فیلم افزوده شد، پیوند هیدروژنی بین ZnO و اجزای ماتریس تشکیل گردید ]۷۲[.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت nefo.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

شکل ۴- ۵: میزان جذب آب فیلم­های نشاسته تاپیوکا، با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
۴-۳-۲- حلالیت در آب
حلالیت در آب یک فاکتور مهم در تعریف کاربردهای ممکن برای فیلم های بایو پلیمر کامپوزیت است. بیشتر بایو پلیمرها در حالت طبیعی خود به رطوبت حساس و محلول در آب هستند که می­توان با روش­های مختلف مانند گنجانده شدن اجزای چربی از منشاء خوراکی در فیلم، کامپوزیت پروتئین– چربی، استفاده از نانو ذرات با ایجاد پیوند های عرضی حلالیت را کاهش داد ]۷۶[.
همان گونه که از نتایج شکل ۴- ۶، مشخص است با اضافه کردن ذرات نانو دی اکسید تیتانیوم در فیلم­های نشاسته تاپیوکا، حلالیت فیلم­ها از ۷۵/۲۴ تا ۱۲/۱۱ درصد به طور معنی داری (۰۵/۰p<) کاهش می­یابد. جذب رطوبت به دلیل گروه ­های هیدروکسیل موجود در نشاسته است که با آب پیوند برقرار می­ کند. در این تحقیق با افزودن نانو ذرات در ماتریکس بایوپلیمر گروه ­های هیدروکسیل قابل دسترس برای مولکول های آب کاهش پیدا می­ کنند. در نتبجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های نشاسته تاپیوکا می­شوند.
تانگ^[۳۰] و همکارانش (۲۰۰۷) پیشرفت­های اساسی در مقاومت آب نشاسته / فیلم­های قابل تجزیه زیستی نانو Sio2 / PVOH گزارش داده­اند که نتایج حاصل از این پژوهش نیز با نتایج آن­ها کاملا مشابه است. انحلال­پذیری پایین آب ویژگی مطلوبی برای بسته­بندی مواد غذایی است. چون فیلم­های بسته­بندی با چنین ویژگی می­توانند در برابر شرایط با رطوبت بالا مقاوم باشند. در این تحقیق با افزودن نانو دی اکسید تیتانیوم در ماتریکس پلیمر گروه های هیدروکسیل قابل دسترس برای مولکول­های آب کاهش پیدا می­ کنند در نتیجه سبب کاهش خاصیت آبدوستی فیلم­های نشاسته تاپیوکا می­ شود ] ۹۹[.
شکل ۴- ۶: میزان حلالیت در آب فیلم­های نشاسته تاپیوکا، با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
۴-۴- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص ممانعتی فیلم­های تاپیوکا
۴-۳-۱- تعیین میزان نفوذ پذیری به بخار آب
یکی از مهمترین عملکرد­های بسته بندی غذا، جلوگیری و یا به حداقل رساندن انتقال رطوبت بین غذا و محیط اطراف است. سپس نفوذ پذیری بخارآب باید به کمترین حد ممکن برسد، تا محیط بسته بندی غذا بهینه سازی شده و عمر بالقوه محصول غذایی بر روی قفسه­ی مغازه­ها افزایش یابد ]۴۲[. شکل­ ۴-۷، نشان دهنده نفوذپذیری نسبت به بخار آب فیلم­های تاپیوکا، با درصدهای مختلف از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم 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 مولکول­های آب را ایجاد می­ کند ]۱۰۳[. این کاهش نفوذ در فیلم های نشاسته تاپیوکا ساپورت شده با نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم را می­توان بر اساس مدل نیلسن^[۳۱] (۱۹۶۷)، مسیرهای پیچشی و غیر مستقیم توضیح داد. بازدارندگی ضعیف نسبت به بخار آب از عیب­های اساسی فیلم­های پلی ساکاریدی به حساب می ­آید به علت ماهیت آبدوست پلی­ساکارید­ها، فیلم­های حاصل از آن نفوذ پذیری بالایی نسبت به بخار آب دارد این حساسیت نسبت به رطوبت باعث ایجاد تغییر در خواص کاربردی فیلم پلی ساکاریدی در شرایط محیطی مختلف شده و در نتیجه کاربرد فیلم­های پلی ساکاریدی در شرایط مختلف (به ویژه در رطوبت­های نسبی بالاتر) را محدود می­سازد ] ۶ و ۷۸[. 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 ﺛلن بیان شد ]۱۰۱[.
همان طور که در شکل­ ۴-۷، مشاهده می­کنیم خاصیت نفوذپذیری با افزایش غلظت نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم از ۳۷/۶ تا ۹۵/۲ ، کاهش یافت. نانو ذرات به دلیل اندازه خیلی کوچکشان به آسانی می­توانند فضاهای خالی ماتریکس فیلم خلل وفرج دار را پر کنند لذا پخش آسان آب یا رطوبت مشکل می­ شود ]۳۱ و ۱۰۰[. ضمن این که مسیر پیچ در پیچ اطراف لایه های نانو، مولکول های نفوذ کننده را وادار می­ کند که از یک مسیر طولانی از میان فیلم عبور کنند ]۹۳[.
شکل ۴- ۷: میزان نفوذ پذیری به بخار آب فیلم­های تاپیوکا با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
۴-۴-۲- نفوذ پذیری نسبت به بخار اکسیژن
نفوذپذیری نسبت به گاز و ترکیبات فرار آروما در فیلم های پلی ساکاریدی تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد: نسبت نواحی­کریستالی به نواحی­آمورف، میزان تحریک زنجیره­های پلیمری و میزان برهم­کنش­ها بین­گروه ­های­ عملگرای ­پلیمر ­و ­مولکول­های ­گاز­ و ­ترکیبات ­فرار­ در ­نواحی ­آمورف ]۴۹[. فیلم­های بایوپلیمری 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 میسرمی­سازد
در این تحقیق همانطور که در شکل ۴-۸، نشان داده شده است در فیلم های نشاسته تاپیوکا ساپورت شده با نانوذرات، با افزایش غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم، میزان نفوذپذیری به اکسیژن(OP) از ۴۵/۴ تا ۳۸/۱، [cm³μm/(m² -day)]، کاهش معنی دار پیدا می­ کند. این نتیجه با نتیجه به دست آمده از کار زپا^[۳۲] و همکاران در سال ۲۰۰۹، مطابقت داشت. آن ها 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 نفوذپذیری اکسیژن در رطوبت نسبی ۵۰% درفیلم ها با پلاستیسایرز بالاتر است نسبت به فیلم خالص. که این روند را به افزایش در تحرک زنجیره­ای پلیمری درحضور پلاستیسایزر نسبت دادند. از طرفی مشاهده کردند با افزایش نانو رس در ماتریکس نفوذپذیری به اکسیژن کاهش پیدا می­ کند. پرکننده ها می توانند 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 ]۱۰۴[.
شکل ۴- ۸: میزان نفوذ پذیری به اکسیژن فیلم­های تاپیوکا با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستون­ها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح ۵% احتمال می­باشد ( ۰۵/۰ >р).
۴-۵- مشخصه­های رنگی
مشخصه­های رنگی مربوط به فیلم­های نشاسته تاپیوکا بدون نانو و حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم در جدول ۴-۲، آمده است. همانگونه که از ظاهر فیلم ها نیز مشخص بود با اضافه شدن ذرات نانو به بافت فیلم­ها روشنایی(L*) آن­ها به صورت معنی داری (۰۵/۰ > р) کاهش می­یابد. همچنین اضافه شدن این نانو ذرات شاخص زردی(b*) را به میزان قابل توجهی افزوده ولی تاثیر زیادی بر شاخص قرمزی-سبزی (a*) ندارد. با افزایش غلظت نانو ذرات، رنگ فیلم­های نشاسته تاپیوکا حاوی نانو ذرات به صورت معنی داری (۰۵/۰ > р) رو به قرمزی ( فاکتور a* ) و زردی ( فاکتور b* ) افزایش داشتند.
جدول ۴- ۲: پارامترهای رنگ سنجی از فیلم نشاسته تاپیوکا با غلظت­های مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.

b^*

a*

L*

درصد حضور نانو

۴/۲۱ ± ۰/۴۲^d

۰/۶۷ ± ۰/۰۶^d

۹۷/۰۱ ± ۰/۴۵^a

۰%

۱۳/۵۱ ± ۰/۰۶^c

۲/۳۴ ± ۰/۰۱^c

۸۶/۱۳ ± ۰/۱۴^b

۱%

۱۶/۱۲ ± ۰/۰۶^b

۳/۶۲ ± ۰/۰۱^b

۶۵/۰۹± ۰/۱۹^c