در حال پالایش مطالب میباشیم تا اطلاع ثانوی مطلب قرار نخواهد گرفت.
    توجه : تمامی مطالب این سایت از سایت های دیگر جمع آوری شده است. در صورت مشاهده مطالب مغایر قوانین جمهوری اسلامی ایران یا عدم رضایت مدیر سایت مطالب کپی شده توسط ایدی موجود در بخش تماس با ما بالای سایت یا ساماندهی به ما اطلاع داده تا مطلب و سایت شما کاملا از لیست و سایت حذف شود. به امید ظهور مهدی (ع).

    ماده غذایی فوق العاده مفید با روند ساخت و تولید بسیار جالب توسط یک حشره

    1 بازدید

    ماده غذایی فوق العاده مفید با روند ساخت و تولید بسیار جالب توسط یک حشره را از سایت نکس درجه دریافت کنید.

    حشرات(تنوع حشرات)

    حشرات(تنوع حشرات)

    حشرات

    حشرات

    حشرات یا شش پایان ساکن خشکی هستند و بعضی بطور ثانویه آبزی شده‌اند.سر حشرات 6 قطعه وسینه حشرات 3 قطعه است که معمولا دارای 3 جفت پا و دو جفت بال است.شکم حشرات اصولا 11 قطعه بدون زواید حرکتی دارد.چشمها مرکب و ساده‌اند.بیش از 800 هزار گونه دارند.

    حدود یک میلیون گونه از حشرات شناسایی شده و شاید چندین برابر این مقدار گونه های ناشناخته از حشرات وجود داشته باشد،حشرات به عنوان بخش اکثریت گونه های جانوری روی زمین به شمار می روند.حشرات تقریباً در تمام زیستگاه های خاکی و وابسته به آب شیرین یافت می شوند، از خشک ترین بیابان ها تا دریاچه های آب شیرین، از تاج پوشش گیاهان در یک جنگل بارانی منطقه استوایی (که در آنجا تنوع آنها به طرز باورنکردنی زیاد است) تا مناطق دور افتاده قطب شمال.حتی تعدادی از گونه‏ های حشرات در دریا یافت می شوند. بدین ترتیب عادت های غذایی حشرات نیز گوناگون است؛تقریباً هر ماده ای که ارزش غذایی داشته باشد توسط گروهی از حشرات برای تغذیه استفاده می شود.

    حشرات

    نوع حشرات

    تنوع حشرات در شکل نیز بسیار گسترده است. تقریباً تنها حالتی که درحشرات دیده نمی شود داشتن ابعاد خیلی بزرگ است. با این حال، حشرات در شمار زیادی از ویژگی ها با هم اشتراک دارند. علاوه بر مشخصه های کلی uniramian ها، اینها یک بدنه متشکل از سه قسمت شامل سر، قفسه سینه و شکم می شوند، یک جفت چشم مرکب (compound eyes) نسبتاً بزرگ و معمولاً سه چشم ساده (ocelli) که روی سر قرار گرفته اند؛ یک جفت شاخک، که آنها هم روی سر حشرات قرار دارند؛ زائده هایی نزدیک دهان حشرات شامل یک جزء لب مانند (labrum)، یک جفت اندام آرواره مانند بالایی برای گاز زدن (mandibles)، یک جفت اندام آرواره مانند پایینی (maxillae)، یک لب زیرین (labium) و قسمت زبان مانند کف دهان (hypopharynx)؛ دو جفت بال که از روی بدنه خارجی آنها رشد کرده اند (برخلاف مهره داران)؛ و سه جفت پا برای راه رفتن.

    حشرات دارای سیستم گوارش کامل و پیچیده ای هستند. زائده دهانی حشرات، به ویژه، انواع گوناگونی دارد که به شکل پیچیده ای به عادت غذایی آنها مربوط می شود.

    حشرات از طریق یک سیستم نایی، با دریچه های خارجی به نام اسپیراکل (spiracles) و لوله های بسیار ریز و ظریف شاخه ای، برای رساندن دقیق گازها به بافت های ویژه ی متابولیسم، " نفس می کشند ".اشکال آبزی حشرات ممکن است از طریق پوست خود گازها را با محیط مبادله کنند یا ممکن است انواع مختلفی از آبشش داشته باشند. دفع ضایعات نیتروژن دار از طریق لوله های مالپیگی (Malpighian tubules) انجام می شود.سیستم عصبی حشرات پیچیده است و تعدادی گره عصبی و دو رشته عصبی شکمی را شامل می شود.گره ها در عملکردشان از یکدیگر کاملاً مستقل می باشند؛برای مثال،اگر قفسه سینه از بقیه قسمت‏های بدن جدا شود، می تواند به صورت مجزا راه برود. این در حالی است که گره ها از خروجی های حسی (sensory output) نیز استفاده می کنند. یک ملخ حتی با از دست دادن یک بال می تواند با استفاده از ورودی‏های حسی (sensory output) از مغزش، این عیب را تصحیح کرده و به پرواز خود ادامه دهد. اندام های حس بسیار حساس و پیچیده هستند. علاوه بر چشم های ساده و چشم های مرکب،برخی از حشرات نسبت به صدا کاملاً حساس بوده و قدرت پاسخ دهی آنها در برابر محرک های شیمیایی بسیار شگفت آور است.

    حشرات

    حشرات مضر

    حشرات دو جنسی هستند و لقاح حشرات اغلب داخلی است. البته روش های جفت گیری در حشرات به طور غیر قابل باوری متغیر است. مطالعه این تغییر پذیری توسط زیست شناسان تکاملی، درک ما را نسبت به مسئله تکامل رفتار، تکامل اجتماعی و ویژگی هایی نظیر اندازه اولیه حشرات و الگوهای رشد گسترش داده است.در تولید مثل حشرات، معمولاً یک حشره نر از طریق مواد شیمیایی (فرومون) که از جنس ماده آزاد می شود به دنبال ماده دریافت کننده می گردد. در بیشتر گونه های حشرات، حشره های ماده، اسپرم را در یک حفره خاص در شکمشان (receptacle) ذخیره می کنند؛ حتی آن دسته از حشراتی که تعداد خیلی زیادی تخم می گذارند (مثلاً تعداد تخم ها در مورد زنبورهای عسل ممکن است بیش از یک میلیون باشد)؛ زنبورهای ماده تنها یکبار جفت گیری می کنند و تا پایان عمرشان  از اسپرم های ذخیره شده حاصل از همان جفت گیری استفاده می کنند.

    نحوه رشد حشرات یکی از مشخصه های مهم و منحصر به فرد حشرات است.در برخی از گونه ها، حشرات وقتی از تخم بیرون می آیند شکلی مینیاتوری از حشرات بالغ هستند و اسکلت خارجی آنها (پوشش محافظ خارجی) باید در روندی به نام پوست اندازی  رشد کند.

    با این حال نزدیک به 90% از گونه های حشرات، وقتی از تخم بیرون می آیند شکل کاملاً متفاوتی نسبت به ظاهر پس از نمو خود دارند. این فرم کرمی شکل حشرات معمولاً در زیستگاه های مختلفی زندگی می کنند،غذاهای متفاوتی می خورند،و شکل اندام آنها با اندام پدر و مادرشان کاملاً فرق دارد.حشره کرمی شکل (لارو) غذا می خورد، رشد می کند و بدنش به صورت دوره ای پوست اندازی می کند.در یک زمان معینی،رشد حشره کرمی شکل کامل می شود و حشره تغذیه خود را متوقف کرده و در اطراف خود یک حفاظ یا پیله می سازد. این وضعیت که حشره در آن تغذیه نمی کند شفیره نام دارد. وقتی حشرات کرمی شکل در پیله هستند به طور کامل دچار تغییر شکل یا "دگردیسی" شده و به شکل کاملاً بالغ ظاهر می شوند. حشراتی که این سیر کامل تغییرات را طی می کنند، حشرات با دگردیسی کامل (holometabolous) نامیده می شوند، گونه های دیگر حشرات که در آنها  حشرات تازه از تخم بیرون آمده به شکل بالغ خود شباهت بیشتری دارند و تنها اندازه آنها کوچکتر بوده و بدون بال می باشند، از نظر جنسی نابالغ بوده و ممکن است از جهات دیگر متفاوت باشند. شکل نابالغ این حشرات نمف (nymph) نامیده می شوند و سیکل زندگی این حشرات بر اساس فرآیند "نیمه دگردیسی" (hemimetabolous) است.

    حشرات

    حشرات مضر

    حشرات برای انسان بسیار مهم هستند.معمولاً ما نسبت به حشرات احساس مثبت و خوبی نداریم. حشرات غذای ما را می خورند، از خون و پوست ما تغذیه می کنند، محل سکونت ما را آلوده کرده و بیماری های خطرناک را منتقل می کنند. اما بدون وجود حشرات، ما قادر به زندگی نیستیم.آنها نقش مهم و اساسی در اکوسیستم ما دارند.

    فهرست خلاصه و ناقصی از فواید و نقش های مثبت حشرات عبارتند از:

    گرده افشانی اغلب گیاهان آوندی؛ تجزیه مواد آلی، تسهیل در چرخه کربن، نیتروژن و سایر مواد غذایی ضروری؛ کنترل جمعیت گونه های مضر بی مهره گان (شامل سایر حشرات)؛ تولید مستقیم برخی از مواد غذایی (برای مثال عسل)؛ و ساختن محصولات مفیدی نظیر ابریشم و شالاک (لاک شفاف).

    تا کنون هیچ توافق کلی در مورد جزئیات نحوه ارتباط گروهای مختلف حشرات با هم صورت نگرفته است.

    منبع:سایت تنوع حیوانات

    منبع مطلب : www.beytoote.com

    مدیر محترم سایت www.beytoote.com لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    بسته بندی مواد غذایی (Food packaging)(7)

    بسته بندی مواد غذایی (Food packaging)(7)

    همه ی ما در زندگی روزمره مان با بسته بندی سروکار داریم. در استاندارد بریتانیا واژه ی بسته بندی به عنوان هنر یا عملیات مورد استفاده در آماده سازی کالا برای حمل، نگهداری و یا تحویل به مشتری تعریف شده است و در تعریفی ساده تر می توان بسته بندی را به ظرفی گفت که مظروفی را در خود جای می دهد لیکن بهترین تعریف برای واژه ی بسته بندی توسط پین در 1962داده شده است که امروزه نیز این تعریف به عنوان کامل ترین تعریف برای بسته بندی کاربرد دارد. به گفته ی آقای پین بسته بندی عبارتست از :

        1. یک سیستم که زمان تهیه ی کالا را جهت انتقال، توزیع، ذخیره، خرده فروشی و مصرف کاهش می دهد.

        2. یک مفهوم تضمین کننده برای تحویل مطمئن کالا به آخرین مصرف کننده در شرایط مطلوب و با حداقل هزینه است.

        بسته بندی یک عمل فنی اقتصادی است که هزینه ی تحویل کالا را به حداقل می رساند، در حالی که فروش و در نتیجه سود حاصل از آن را به بالاترین حد افزایش می دهد و در تعریفی ساده تر بسته بندی را می توان پوششی از یک سیستم که اصطلاحا کالا نامیده می شود دانست.

        بسته بندی نقش های زیادی علاوه بر نگهداری انجام می دهد. یکی از زمینه های پویا و دینامیک این رشته، به فروش رسیدن مواد غذایی در بازار رقابت و تجارت است.امروزه در بسته بندی موادغذایی از مواد مختلف استفاده می شود. فلزات سخت مانند قوطی و بشکه، فلزات انعطاف پذیر از قبیل آلومینیوم و قلع، .شیشه مانند شیشه های دهانه گشاد و بطری، پلاستیکهای نیمه سخت و سخت به شکل ظرف ها و بطری های قابل فشردن، پاکت های انعطاف پذیر، فیلم های خوراکی، کارتن های سخت کاغذی و فرآورده های بسته بندی چوبی مانند جعبه و کاغذهای انعطاف پذیر مانند چندلایه ها که از ترکیب کاغذ، پلاستیک و فویل ساخته می شوند.

        این بسته ها در بسیاری موارد باید در مقابل عملیات فرآیند از قبیل استرلیزاسیون، انجماد و ذوب کردن مواد غذایی منجمد و حتی طباخی نهایی مقاوم باشند.

    We are what we eat" " یک ضرب المثل قدیمی است که می گوید: وضعیت تغذیه، سلامتی و وضعیت جسمی و روحی بستگی به غذایی که ما می خوریم و چگونگی آن دارد. دستیابی به کیفیت مواد غذایی از مهمترین اهداف بشر از دیر باز بوده است و ایمنی لازمه کیفیت آنهاست. ایمنی مواد غذایی اشاره دارد به فقدان یا وجود مقدار قابل قبول آلودگی و تقلب و ایجاد سموم طبیعی یا بعضی موادی که ممکن است برای سلامتی انسان مضر باشند. کیفیت ماده غذایی می تواند ارزش و پذیرفتگی آن را نزد مصرف کننده تعیین کند. گذشته از این، ایمنی و خواص کیفی شامل: ارزش غذایی، پیدایش خواص اورگانولپتیکی ، رنگ و بافت می باشد.

       سیستم های غذایی در کشورهای در حال توسعه همیشه به خوبی سازمان نیافته است ولی در جهان صنعتی، توسعه داده شده. به هر حال مشکلات رشد جمعیت شهر ی، کمبود منابع کافی با ضایعات قبل و بعد از تولید و برداشت، مشکلات محیطی و بهداشت مواد غذایی عواملی هستند که برای سیستم های غذایی در کشور های در حال توسعه مسئله دار در کشور های در حال توسعه مردم ریسک کیفیت و ایمنی مواد غذایی را در تیررس و محدوده ریسک بالا قرار می دهند. این مقاله مشکلات خاص کیفیت و ایمنی مواد غذایی در کشورهای در حال توسعه راههای درست برخورد با آنها را مطرح می کند.

        به طور کلی باید گفت که صنعت بسته بندی یک عرصه ی وسیع فرصت ها را پیش رو دارد و در سال های آینده تلاش های گسترده شروع خواهد شد. بر خلاف گذشته مصرف کنندگان و عرضه کنندگان بسته بندی باید در توسعه ی آن تشریک مساعی کنند. باید توجه داشت که نیازهای مصرف کننده برای بسته های راحت موادغذایی باید با ملاحظات زیست محیطی شدیدا در توازن باشند، جنبه های ایمنی مورد توجه قرار گرفته و بطور کلی بسته بندی نقش بزرگتر و قوی تر در نگهداری و حفاظت و توزیع موادغذایی در کشور را بازی کند.

        

        بایستی روش هایی نشان داده شود که پول بیشتری ذخیره شده، از کیفیت خوب محصولات اطمینان حاصل شده و از هزینه های اضافی غیر ضروری جلوگیری شود

    تاریخچه

    تاریخ نشان داده است که در ابتدای تمدن بشری نیازی به بسته بندی مواد غذایی نبود، بلکه مردم برای بدست آوردن غذا از محلی به محل دیگر می رفتند تا زمانی که پناهگاههای دایمی برای خود پیدا کردند. در چنین شرایطی ناچار بودند غذا را از محل های مختلف جمع آوری کنند و به محل سکونت خود بیاورند. این نیاز باعث شد که اولین انواع بسته بندی نظیر کدوهای خشک شده، صدف ها، برگها، پوسن 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 (هنوز در مناطق استوایی از بامبو برای ذخیره سازی مواد غذایی استفاده می شود)

    بطور کلی 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 هند را نیز علاوه بر علوم دیگر وارد مجموعه سیستم بسته بندی کرد. با پیشرفت بیشتر، علوم دیگری نظیر روانشناسی فردی، اجتماعی و ارگونومی 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 مواد غذایی

    پلاستیکها:

    سلوفان: این فیلم اولین فیلم شفاف برای بسته بندی مواد غذایی است.شفافیت این فیلم نیز به خشک شدن سریع آن بعد از لاک اندود کردن کمک میکند. مهمترین نوع سلوفان نیتروسلوفان Ne)) است که باچند لایه PVDCپوشانده شده است.سلوفان دارای خواص ویژه ای است که مهمترین آنها نفوذپذیری نسبت به رطوبت است که برای بسته بندی مواد غذایی مانند پیراشکی ونان مناسب است.

    لازم به ذکر است که 70% شکلاتهای تولیدی توسط سلوفان بسته بندی میشود.

      فیلم  بدون پوشش سلوفان به ضخامت cm 23.6 _22 ووزن Gr/cm3 1.45غیرقابل نفوذ به روغن بوده وبه آسانی توسط دستگاه بسته بندی می شود.امتزاج سلوفان بایک لایه LDPE باعث افزایش مقاومت آن ونیز غیرقابل نفوذ نسبت به اکسیژن و رطوبت می شود.اگر بایک لایه PVCDلاک اندود شود از آن برای بسته بندی کالباس ‌،سوسیس،پنیر،بادام زمینی ومایونز استفاده می شود.

    پلی اولفین ها: پلاستیک هایی که حاوی یکسری هیدروکربن های غیراشباع باشدو دارای یک پیوند دوگانه در مولکول باشندرا پلی اولفین می گویند. پلی اولفین در برابر نفوذ رطوبت وبخار آب مقاوم است. دوختها در ظروف پلی اولفین با المنت حرارتی است،اما پلی اولفین ها در برابر نفوذ گازها ومواد معظر   مقاومت کمی دارند.اولین فیلم پلاستیکی تولید شده LDPE پلی اولفین بود.

    LDPE: این پلی اتیلن 0.91_0.925 است که مقاومت خوبی در برابر کشش و نفوذ پذیری بخار آب دارد؛نفوذ پذیری آن ازبخار آب Gr/m2 1 در روز در ضخامت 12آµm'>100  و حرارت ċ23 و رطوبت85% است. امادر برابر روغن مقاومت کمی دارد. شکل پذیری LDPE در مقایسه با کاغذ چندان مطلوب نیست.

    موارد استفاده از LDPE عبارتند از:

    کیسه های نایلونی بزرگ، فیلم باریک برای تولید ساک های پلاستیکی در مصارف گوناگون و کیف های حمل ونقل از LDPE با ضخامت mµ40 برای بسته بندی با سیستم خلا ،با ضخامت µm60 برای مواد غذایی مایع و نیمه جامد و ضخامتµm90 به صورت کیسه های پلاستیکی برای بسته بندی شیر استفاده می شود.

    HDPE: وزن مخصوص HDPE Gr/cm3 0.965 _0.925  و نقطه ی ذوب آن ċ129 است. چگالی بالای این نوع پلی اتیلن ویژگی های خاصی به آن می بخشد ازجمله:

    1_مقاومت آن در برابر کشش بیشتر شده و استقامت آن هم افزایش یافته.

    2_کریستالیزاسیون آن افزایش می یابد.

    3_مقاومت آن در برابر اصطکاک افزایش می یابد.

    4_مهاجرت  در آنها افزایش می یابد.

    5_نفوذ پذیری بخار آب کاهش می یابد.

    6_میزان نفوذ پذیری اکسیژن در فیلم HDPE کاهش می یابد.

    7_مقاومت آن نسبت به حرارت افزایش می یابد .

    8_دوختHDPE  در دمای 125تا ċ150 امکان پذیر است در حالی که برای دوخت فیلم پلاستیکی دمای 50تا 100 متداول است.

    کاربرد:

    کیسه پلاستیکی برای بسته بندی برنج ومواذ غذایی منجمد شده، بطری پلاستیکی شیر ومایه ظرفشویی  ،ظروف حمل ونقل بشکه پلاستیکی وتانکر ذخیره

    پلی پروپیلن(P.P):  وزن  مخصوص حدود gr/cm3 (  )_0.9 دارد ویکی از مهمترین مواد پلاستیکی در بسته بندی به شمار میرود. مزیای در مقایسه با HDPE  شفاقیت و استحکام آن است. نقطه ی ذوب ċ170_160 دارد.نفوذ پذیری بخار آب و اکسیژن در آن شبیه HDPE است وغیرقابل نفوذ نسبت به روغن بوده واستقامت آن در مقابل کشش وضربه دوبرابر کمتر از HDPE است.

    موارد استفاده : کیسه پلاستیکی در بسته بندی ها_در بخش نساجی_

    یکی ازمعایب PP شکنندگی آن در دمای پایین است

    PP اصلاح شده(OPP): در اصلاح نمودن PP انعطاف پذیری و مقاومت آن افزایش می یابد. فیلم پلاستیکی OPP به صورت نوار های بسته  بندی یا نوارریسندگی مورد استفاده قرار می گیرد ، از فیلم OPP اغلب در بستن بسته بندی ثانویه استفاده میشود. نوار OPP در مقابل فشار ودمای ċ50-0 مقاوم است. از OPP در بسته بندی نمودن ثانویه شکلات، چیپس وماکارونی استفاده میشود.

    P.S: دارای وزن مخصوص 0.95 gr/cm3 است. ان پلاستیک  از (   )پذیری خوبی برخوردار است.

    انواع مختلفP.S  عبارتند از:

    1_ P.S استاندارد که بسیار سخت، محکم و شفاف بوده ودر تولید لیوان از روش تزریقی استفاده میشود.

    2_ ترکیبی از  P.S با پلی مریزات مانند یوکادین بدست می اید که باعث افزایش مقاومت آن دربرابر ضربه وسرما است.

    3_ ترکیبی از  P.Sوپلیمریزات است که مقاومت حرارتی بالایی دارد ودر آمریکا، انگلستان و فنلاند از این مواد برای بسته بندی مارگارین استفاده می شود.

    4_ P.S به شکل چیپس که از آن برای مواد حساس به ضربه مثل تخم مرغ استفاده میشود.

    P.V.C: وزن مخصوص gr/cm31.45_ 1.35 و دارای مزایای زیر است:

    1مزه ان خنثی است،2_بسیار شفاف ،نرم ومحکم است.

    فیلم P.V.C با ضخامت های مختلف برای تولید ارزانترین سیستم بسته بندی استفاده می شود زیرا از نفوذ گازها ، بخر آب وترکیبات آروماتیکی جلوگیری میکند وتغییر شکل نمیدهد. از P.V.C در دو شکل نرم شده (انعطاف پذیروشفاف) ونرم نشده (سخت و غیرقابل انعطاف) در صنعت بسته بندی استفاده میشود. از P.V.C نرم شده برای بسته بندی گوشت و سبزیجات با ماندگاری کوتاه مدت استفاده می شودو به دلیل خاصیت چروک شدن  در سیستم های شرینگ استفاده میشود.

    در سال 1975 دربطری های P.V.C الکل بسته بندی شده بود بدلیل امکان مهاجرت ونیل کلراید در محصول وبروز سرطان کبد استفاده از آن در بسته بندی این نوع محصولات ممنوع شد. به طور کلی از P.V.C برای بسته بندی شکلات ، بیسکویت ، قهوه ، ترشیجات ، روغن نباتی جامد ، مارگارین و فراورده های لبنی استفادهمی شود.

    P.V.D.C: وزن مخصوص P.V.D.C gr/cm31.75_1.68 است. P.V.D.C مطلقا غیرقابل نفوذ به گازها ،بخار آب ، مواد معطر وچربی بوده ودر مقابل حلال های معدنی مقاوم است واز شفافیت خاصی برخوردار است .میزان نرم کنندهایی که به آن اضافه میکنند 8% است .از P.V.D.C برای بسته بندی گوشت تازه ، گوشت منجمد شده ،پنیر قالب گیری شده ومرغ منجمد استفاده میشود .    

    :P.E.T پلی استر در مقابل کشش ومواد شیمیایی مقاومت خوبی دارد. در تولیید آنها ازنرم کننده استفاده نمیشود،شفاف وگرات قیمت اند. از فیلم et .P بدلیل نفوذ پذیری کم به گازها برای بسته بندی های با سیستم خلأ با گاز خنثی استفاده میشود.

    P.E.T.f: استفاده ازP.E.T روزبه روز درحال افزایش است. این نوع فیلم در مقابل کشش وضربه بسیار محکم ودر مقابل بخار آب غیرقابل نفوذ بوده وقادر به تحمل دمای ċ051تا 50می باشد. از این فیلم فقط در دمای ċ 20 ورطوبت 85% با ضخامت 100µm مقدار gr/cm2 2 درهرروز بخار آب نفوذ میکند. این ماده ی پلاستیکی به دلیل ضخامتش بسیار گران است. از معایب آن میتوان عدم دوخت آسان با المنت حرارتی نام برد که این مشکل نیز باامتزاج آن باLDPE مرتفع میشود. برای بسته بندی گوشت تازه یا تخمیر شده PET را با فویل آلومینیم و LDPE  امتزاج می نمایند. در امریکا و انگلستان از بطری های PET برای بسته بندی نوشابه های گازدار ودر ژاپن برای بسته بندی سس سویا استفاده می شود.

    از PET با پوشش کاغذی به عنوان قالب شیرینی استفاده می شودکه می توانند حرارت 220ċ را تحمل کند . اگر PET بایک لایه آلومینیم امتزاج شود خاصیت Barier در مقابل نور را پیدا می کند از آن برای پوشش خارجی کباب کردن گوشت در اجاق برقی و گازی بادمای 260ċ استفاده می شود.

    P.C (پلی کربنات): دارای وزن مخصوص 1.12gr/cm3 است. بسیار شفاف است وازقابلیت دوخت بسیار بالا برخوردار است ومیتوانند دمای180_200ċ راتحمل کند. برای درپوش زدن بطری های P.C می توان از نوار آلومینیم استفاده کرد. نفوذپذیری اکسیژن از آنها20بار کمتر وCo2 40بار کمتر از   P.V.D.C  است. نقطه ذوب حدود 135ċ ودرمقابل روغن غیر قابل نفوذ است. اغلب با مواد دیگر مثل  PVDCیا PA/PE امتزاج می شود. از آن برای بسته بندی بطری های چند بار مصرف، مایع ظرفشویی و... اسفاده می شود ولی به علت گرانی این ماده در بسته بندی مواد غذایی به ندرت از آن استفاده می شود.

    P.A پلی آمید: پلی آمید برحسب تعداد اتم کربن در ساختار زنجیره ای مونومرها مشخص می شود. اغلب ازفیلم PA برای سبک PA=12,PA=11,PA=6 که فرم پذیرند استفاده می شود.وزن مخصوص آن 1.04_1.12gr/cm3 است، نقطه ذوب PA=6 ،220ċ است ودرجه حرارت استریلزاسیون 145_150ċ رانیز می توانند تحمل کند. نفوذ روغن، موادمعطر وگازها ازآن بسیار مشکل صورت میگیرد. یکی از معایب PA در درجه حرارت های بالا (180_190 )بهم می چسبد. ازPA=6 میتوان نوار پلاستیکی (تسمه) تولید کردچون مقاومت آن در مقابل کشش زیاد بوده واستحکام آن در مقایسه با نوارهای پلاستیکی دیگر 3برابر بیشتر است.

    PA یکی ازگرانترین فیلم های پلاستیکی است که به همین دلیل از آن برای موارد خاص بسته بندی مقرون به صرفه است استفاده می کنند.از امتزاج PAبا) (HDPEبرای تولید کیسه های پلاستیکی پلی آمیدی جهت بسته بندی کالباس وبه صورت کیسه پخت برنج وکیسه پلاستیکی جهت تولید گوشت تخمیری استفاده میشود .

    اگر5لایه فیلم PA/PE/PE/PA/PE باهم امتزاج شوند ازآن برای بسته بندی پنیر و گوشت تخمیر شده استفاده می شود.

    فیلم های مرکب

    استفاده از این فیلم ها از سال 1950 میلادی شروع و امروزه در بسته بندی مواد غذایی در سیستم خلأ ، سیستم MAP واسپتیک استفاده میشود. علت اصلی استفاده از این فیلم ها خواص ویژه ی آنهاست که عبارتست از: 1-این فیلم از شفافیت خاصی وچاپ پذیری مطلوبی برخوردار است. 2- مقاومت آنها نسبت به نفوذ گازها، رطوبت ونور بالا است. 3- از قابلیت دوخت حرارتی مطلوبی برخوردارندوبه راحتی به بسته های مورد نظر در ماشین های FFS تبدیل میشوند.

    فیلم های مرکب به دو گروه تقسیم میشوند:

    1-        فیلم های پلاستیکی پوشش داده شده

    2-        wrapped film-فیلم ها ی چند لایه (Laminated film )

    1_ساده ترین فیلم مرکب از یک فیلم حامل ویک لایه PE که خاصیت دوخت حرارتی به آن می دهد ساخته شده است. پلاستیک هایی که اغلب به عنوان مواد پوشش دهنده استفاده میشوند عبارتند از: 1-LDPE  2- EVA 3- آینومرها 4- PVC,PVDC

    2_چند لایه ها: متدهای ساخت لفافهای چند لایه برای پلاستیک ها و غیر پلاستیک ها مشابه است به جز اکستروژن که فقط برای ترمو پلاستیک ها استفاده  می شود. امروزه درتهیه چند لایه ها از روش های متفاوتی استفاده می شود: 1_ استفاده از چسب های مایع ومحلول وچسب های با نقطه ذوب بالا 2_ استفاده از پوشش های ترمو پلاستیک 3_ استفاده از پوشش های اکستروژن و کو اکستروژن

    قدیمی ترین فیلم مرکب فیلم سلولز آغشته به پوشش نیترو سلولز است. پس از چندی فیلم سلولز با پوشش PVDC به بازار عرضه شد. امروزه فیلم سلولزی سه لایه که حاوی لایه های پلی اتیلن ،آلومینیم وسلوفان می باشد. که در تولید وبسته بندی آبمیوه در سیستم های دوی پک مورد استفاده قرار می گیرد .

    استفاده از فیلم های مرکب:

    1_تولید کیسه 

    2_قوطی های آلومینیم

    3_کارتن ها

    4_ظروف Bag in Box

    5_ظروف مرکب قالب گیری شده

    6_بطری ها ی مرکب

    7_ کیسه های اتو کلاوی

    بسته بندی های سخت از نوع Form/Fill/Seal  :اولین بار که این بسته بندی که با نام تتراپک در سوئد به کار گرفته شد از مقوا/ فویل آلومینیم / پلی اتیلن/ تشکیل شده بود وبرای بسته بندی شیر و آبمیوه به کار میرفت.

    بسته بندی های مرکب : بعضی بسته های قابل انعطاف پلاستیکی  با مواد دیگر به صورت ترکیب عرضه میگردند نظیر کی پاک یا دیو پاک که توسط شرکت ایرفیکس تولید می شود. این بسته ها از صفحات صاف تشکیل شده که می توانند اشکال مختلفی را به خود بگیرند. مهمترین کاربرد این قبیل بسته بندی ها برای محصولات گوشتی خشک می باشدکه در هنگام مصرف درون بسته آماده می شوند.

    نوعی بسته بندی جدید بنام let pack که از بدنه اکسترود شده ی pp ساخته شده است نیز جز بسته بندی های مرکب است ،این بدنه روی ماشین ساخت توسط رشته هایی از مواد بامشارکت فویل آلومینیم که قبلا تزئین وچاپ شده پوشانده می شود ودرب وکف آنها تئسط صفحات از پیش قالب شده سوار میگردد . کاربرد آنها بیشتر جهت فراوردهای گوشت می باشد.

    تولید وساخت  ظروف پلاستیکی :

    امروزه تکنولوژی ساخت ظروف پلاستیکی از تعدادی روش ها نظیر قالب گیری بادی ،قالب گیری تزریقی ،ترموفورمینگ و قالب گیری تراکمی بدین منظور استفاده می شود.

    1_قالب گیری تزریقی :

     این روش بانرم کردن ماده اولیه در یک سیلندر نرم کننده آغاز وسپس با تزریق مواد سیال تحت فشار به قالب نسبتا سرد ادامه می یابد. براثرتماس مواد سیال با دیواره ی قالب مواد سخت شده و ظروف مورد نظر شکل می گیرد. ظروف  قالب شده بااستفاده از سوزن پران وهوای فشرده ویا بعضی وسایل دیگر خارج میکنند. به علت کوتاه بودن عمر مفید قالب ها این روش در مجموع اقتصادی نیست.   

    2_قالب گیری بادی:

    اصول تکنیک قالب گیری بادی از صنعت شیشه گری الهام گرفته شده است، بدین طریق که هوا تحت فشار برتوده مذاب پلاستیک محبوس در قالب با دیواره خنک و شکل دلخواه دمیده می شود فشار هوا باعث می شود تا توده مذاب منبسط شده ووقتی بر دیواره ی سرد قالب برسد پلاستیک توسط تماس بابدنه خنک می شود. قالب راپس از این مرحله باز کرده وظرف تهیه شده را خارج می کنند.

    بطری بادی از نوع FFS : امروزه فرایندی جهت ساختن بطری بادی بکار گرفته می شود که تمام مراحل ساخت بطری، پر کردن ودرب بندی آن همکی در حالی انجام می گیرد که بطری هنوز در داخل قالب بوده و از آن خارج نگردیده است . بدیهی است یکی از منافع این فرایند امکان پرکردن مواد غذای مایع در ظروف بسته بندی در شرایط اسپتیک می باشد. کاربرد عمده ی این بطری ها در بسته بندی شیر است.

    3_ترموفورمینگ :

     دراین روش صفحات پلاستیکی از مولدهای حرارتی عبور نموده تانرم شود سپس با قرار دادن آن در فالب ظروف به شکل قالب ساخته میشود. در عمل سه روش عمده برای تولید این ظروف وجود دارد:1- فرم دادن کششی 2- فرم دادن فشاری 3- فرم دادن به روش درهم رفتن

    الف_ فرم دادن کششی :این روش ساده ترین نوع فرایند ترموفورمینگ است که عبارت است از ثابت نگه داشتن صفه پلاستیکی بر روی یک جسم سخت که به جعبه قالب وصل می گردد سپس جعبه راتا زمان به دست آمدن حالت نیمه جامد حرارت می دهند و مقاومت ان در فضای میان قالب و صفحه خلأ ایجاد می شود .فشاراتمسفر روی صفحه موجب می گردد تا صفحه به داخل قالب کشیده شود شئ تا زمان خنک شدن به شکل قالب در آن باقی می ماند.

    ب_ فرم دادن فشاری :این روش مشابه کششی است باستثنای اینکه همزمان با ایجاد خلأ هوای فشرده نیز از بالای صفحه به کار گرفته می شود.

    ج_ فرم دادن به روش درهم رفتن: در این فرایند صفحه گرم شده با فشار میان قالب نرومادگی محبوس شده و بدین صورت ظروف شکل می گیرد در روش ها گرم کردن صفحه باستفاده از اشعه مادون قرمز انجام می شود.

    امروزه روش ترموفور مینگ به طور وسیعی در تهیه ظروف بسته بندی مواد غذایی بکار گرفته می شود نظیر ظروف مخصوص برای بسته بندی ماست، خامه، مارگارین، گوشت تازه، محصولات باغی، شکلات و بیسکویت.

    4_ قالب گیری تراکمی :

     این روش یکی از روشهای قدیمی شناخته شده ای است که جهت قالب نمودن پلیمر بکار گرفته می شود و بعنوان مهمترین فرایند رزین های ترموست در بسته بندی مواد غذایی جهت تولید دربهای پیچی برای بطری ها مطرح بوده و ماده ی اولیه آن هم عموما اوره و فرمالدئید می باشد.  روش عمل بدین صورت است که ابتدا وزن و حجم معینی از پودر رزین را درحفره یک قالب باز واز پیش گرم شده ریخته و قالب را می بندند سپس پرس تراکمی توسط فشار هیرولیکی به قالب اعمال شده و همزمان  با آن قالب را حرارت می دهند که این عمل موجب ذوب شدن پودر رزین ترموست وجریان یافتن توده مذاب در سطح قالب می گردد پس از خشک شدن قالب آن را باز کرده وشئ قالب زده شده راکه سخت گردیده خارج می کنند.

    جایگزین هایی جدید برای پلاستیک در صنعت بسته بندی:

    بیوپلاستیک ها و فیبر-کامپوزیت ها گرچه ازجمله پلاستیک های دوست دار محیط زیست محسوب می شوند، 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.

    انواع پلاستیک های پایدار و دوست دار محیط زیست:

    · Polylactide Acid (PLA) Plastics

    · Bagasse - Sugar Cane Pulp

    · Palm Fiber

    · Biomass Fiber Composite - AgroResin

    · Reed Fiber - a Japanese Innovation

    · PlasTerra - Biodegradable Plastic

    . Polylactide Acid (PLA) Plastics


    PLA که نوعی پلاستیک شفاف است که از مواد طبیعی ساخته شده است (مثل نشاسته ذرت.


     Bagasse از فیبرهایی تشکیل شده که به رنگ طبیعی عاجی هستند. وقتی شیره نیشکر را از آن میگیرند ماده ای باقی می ماند که همان bagasse است.


    Palm Fiber از مواد باقی مانده از روغن گیری خرما تولید می شود. این ماده بسیار شبیه bagasse می باشد و هر دوی این مواد برای تولید بسته بندی هایی نظیر ظروف یکبار مصرف مناسب می باشند.

    Biomass Fiber Composite - AgroResin از مواد تجزیه پذیر و قابلیت کود شدن و تبدیل پذیری به مواد آلی برای مصارف کشاورزی biomass ساخته شده است و در واقع ریشه طبیعی دارد و مصارفی مشابه با palm fiber در صنعت بسته بندی دارد.


    Reed Fiber فیبرهای برگرفته از ساقه های نی که رشد سریع و چشم گیری داستند. آنها می توانند به مواد آلی دیگر تبدیل شوند و به چرخه بازیافت مواد بازگردند. این مواد در مناطق ساحلی و کنار دریاها یا بستر رودخانه ها رشد پیدا می کنند. این مواد هیچ گونه ارزش خوراکی ای نداشتند و تنها برای تولید این نوع پلاستیک در ژاپن تولید می شوند.


    PlasTerra یک نوع پلاستیک تجزیه پذیر است که از bioresinهای متفاوتی با قابلیت تجزیه زیاد مانند نشاسته،PLA، و سایر انواع فیبر تشکیل یافته است.

    نمونه هایی از بسته بندی های پایدار (sustainable packaging)

    .1 استفاده از مواد با قابلیت بازیافت بالا (طراحی بطری قابلیت بازیافت % 100 )

    .2 کاهش مواد شیمیایی و چسب ها در صنعت چاپ و همچنین اتصالات بسته بندی (لیبل های با جنبه های دکوراتیو بالا و کاهش و یا حذف مواد شیمیایی به ویژه چسب ها)

    .3 افزایش دفعات استفاده از بسته بندی محصول: 


    استفاده از کیسه های پارچه ای با قابلیت استفاده مجدد به عنوان جایگزین کیسه های نایلونی

    .4استفاده از عناصر طبیعی مانند فلز به عنوان یک ماده دوست دار محیط زیست با قابلیت بازیافت بالا: 

    .5 بسته بندی خلاقه با مواد طبیعی برگ های موز دارای خواص خوبی در صنعت مواد غذایی هستند آنها دارای یک سطح چرب ضخیم هستند که چربی و رطوبت مواد را به خوبی در خود ذخیره می دارند. همچنین این برگ ها نرم و منعطف هستند و از این رو می توانند در روش های مختلف بسته بندی شکل پذیر باشند. برای باز کردن بسته بندی هایی که با این برگ ها شکل گرفته اند به سادگی و به کمک یک سوراخ ساده می توان از آنها استفاده نمود.

    .6بسته بندی به مثابه یک عامل بازدارنده آلودگی های محیط زیست باتری ها یکی از آلوده کننده ترین محصولات تولید بشر می باشند و خطری که از آمیختگی این زباله های مرگ آفرین با سایر زباله های شهری پدید می آید بسیار شایع می باشد. از این رو دقت در نحوی توزیع، استفاده و دور ریختن باتری ها را می توان در روند طراحی ما طراحان بسیار پر اهمیت دانست.

    فناوری نانو و بسته بندی مواد غذایی:

    نانو تکنولوژی یک تکنولوژی قدرتمند در بکارگیری طبیعت در سطح اتم و مولکول بوده و بر روی خصوصیات ، سنتز و دستکاری ساختار زیستی و غیر زیستی کمتر از 100 نانومتر متمرکز شده است. درصنعت غذا، بسته بندی یکی از عوامل موثر در حفظ کیفیت و ایمنی غذا می باشد. استفاده از نانو کامپوزیتها در ساختار پلیمر های بسته بندی غذایی موجب بهبود خواص نگهدارندگی پلیمرها می شود. کارایی بالای نانو ذرات و نانو لوله ها زمینه بکارگیری پلیمرهای زیست تجزیه پذیر را در صنعت بسته بندی مواد غذایی فراهم نموده است. در این مقاله سعی شده است به نقش فناوری نانو در صنعت غذا وبسته بندی به خصوص بسته بندی های زیست تجزیه پذیر و خصوصیات فیزیکی آنها اشاره شود.

    برگزاری همایش هایی با موضوع فناوری نانو، راه اندازی کنسرسیوم هایی برای مواد غذایی بهتر و سالم تر، همچنین بالا بردن آگاهی مردم از طریق رسانه ها، مؤید تأثیرگذاری فناوری نانو بر صنایع غذایی است. انواع کاربردهای نانو در این زمینه شامل بسته بندی های هوشمند، مواد نگهدارنده و مواد خوراکی تعاملی (interactive) است، که به مصرف کنندگان اجازه می دهد موادغذایی را با توجه به ذائقه و نیازغذایی مورد نظرشان تغییر دهند.

    بیشتر غول های تولید کننده موادغذایی مانند Nestle،Kraft،Heinz و Unilever برنامه های تحقیقاتی مشخصی در این زمینه دارند تا بتوانند سهم بازار خود را در دهه های آینده حفظ کنند. این بدان معنا نیست که مواد غذایی به طور اتمی تغییر پیدا کنند و یا با نانوماشین ها تولید شوند، زیرا آرزوی تولید غذاهای مولکولی با کمک نانو ماشین ها فعلاً عملی نیست.

    با علم به قابلیت های فناوری نانو امید است، بتوان سیستم های فعلی فراوری مواد غذایی را تغییر داده، محصولاتی مطابق با فرهنگ تغذیه سالم به بازار عرضه کرد. محققان همچنین امیدوارند بتوانند با استفاده از مواد افزودنی، کیفیت مواد غذایی و هضم و جذب غذا را در بدن افزایش دهند. اگر چه بعضی از این اهداف دور از انتظار به نظر می رسد، اما امروزه صنایع بسته بندی از فناوری نانو در محصولات خود کمک می گیرند.

    بسته بندی و سلامت مواد غذایی:

    پیشرفت در بسته بندی هوشمند برای افزایش عمر مفید محصولات غذایی، هدف بسیاری از شرکت هاست. این سیستم های بسته بندی قادر خواهند بود پارگی ها و سوراخ های کوچک را با توجه به شرایط محیطی (مانند تغییرات دما و رطوبت) ترمیم و مصرف کننده را از فساد ماده غذایی آگاه سازند. فناوری نانو می تواند در مواردی مانند افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها، افزایش ویژگی های دیواره (مکانیکی، حرارتی، شیمیایی و میکروبی)، افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد. چشم اندازهای مالی فناوری نانو، صنایع بسته بندی را پررونق نشان می دهد. سهم بازار این صنعت در حال حاضر حدود 1.1 میلیارد دلار است و پیش بینی می شود تا سال 2010 به 7.3 میلیارد دلار برسد. با این وجود، صنعت بسته بندی هوشمند از آنچه پیش بینی شده بود جلوتر رفته و نشانه های تکامل آن به خوبی پیداست.

    تحقیقات سازمان مالی Frost and Sullivan نشان داد که علاقه مشتریان به مواد غذایی سالم و تازه در بسته بندی های مناسب، موجب پیشرفت این صنعت شده است. سازمان های زیادی وجود دارند که در زمینه سیستم های بسته بندی هوشمند فعالیت می کنند، ازجمله شرکت تولیدکننده مواد غذایی Kraft که با همکاری دانشگاه راتگرز در حال فعالیت روی پروژه زبان الکترونیکی (electronic tongue) است تا آن را به بسته بندی ها اضافه کند. این نوع بسته بندی شامل رشته ای از نانو حسگرهاست که نسبت به گازهایی که از مواد غذایی آزاد و موجب فساد آنها می شوند، به شدت حساس بوده و تغییر رنگ می دهند که این تغییر رنگ، علامت واضحی از سلامت یا فساد ماده غذایی است.

    شرکت Bayer Polymer کیسه ای پلاستیکی با نام Durethan KU2-2601 تولید کرده است که از محصولات موجود در بازار سبک تر و محکم تر است، همچنین مقاومت بیشتری در برابر گرما از خود نشان می دهد. هدف اولیه از تولید پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی، جلوگیری از خشک شدن محتویات آنها و محافظت در مقابل رطوبت و اکسیژن است. پوشش جدید غنی از نانوذرات سیلیکات است. این نانوذرات تا حد زیادی از نفوذ اکسیژن، گازهای دیگر و رطوبت جلوگیری می کنند و فساد مواد غذایی را به تعویق می اندازند. سازمان های دیگر به کمک فناوری نانو در حال یافتن راهی برای تشخیص فساد مواد غذایی هستند. به عنوان مثال شرکت AgroMicron، افشانه تشخیص دهنده نانوبیولومینسانس را ساخته که شامل پروتئین لومینسانت است. در این طرح، افشانه سطح میکروب هایی مانند Salmonella و E.coli را پوشانده، و از خود نوری ساطع می کند و به این روش فساد مواد غذایی تشخیص داده می شود. این شرکت امیدوار است بتواند محصول مورد نظر را با نام BioMark وارد بازار کند. در حال حاضر این شرکت در حال ساخت افشانه هایی با روش های جدید است تا بتواند از آنها در حمل و نقل دریایی استفاده کند.

    در راهبرد مشابه، برای اطمینان از سلامت مواد غذایی، محققان اتحادیه اروپا در پروژه Good Food از نانوحسگرهای قابل حمل برای یافتن مواد شیمیایی مضر، پاتوژن ها و سم ها در مواد غذایی استفاده می کنند. با این کار، دیگر نیازی به فرستادن نمونه های مواد غذایی به آزمایشگاه برای تشخیص سلامت و کیفیت محصولات در کشتزارها و کشتارگاه ها نیست. همچنین این پروژه، در حال توسعه به کارگیری زیست تراشه های DNA برای کشف پاتوژن هاست. این روش می تواند در تشخیص باکتری های مضر و متفاوت موجود در گوشت یا ماهی و یا قارچ های میوه مؤثر باشد. این پروژه در نظر دارد با گسترش میکروحسگرهای رشته ا ی، بتواند آفت کش های میوه و سبزیجات را به همان خوبی که شرایط محیطی کشتزارها را کنترل می کند تشخیص دهد. این نوآوری به نام حسگرهای Good Food نامیده می شود.

    پروژه سرمایه گذاری شده اتحادیه اروپا به نام BioFinger که هدف آن، ساخت ابزارهای ارزان با توان تشخیص آسان در سلامت محیط زیست است، فعالیت دیگری در زمینه آنالیز مواد غذایی دارد. در ابزارهایی که از حامل (cantilever) استفاده می کنند، روش بدین صورت است که تیرک (Tip) با ماده شیمیایی پوشانده شده و در برخورد با مولکول های خاصی، سیگنال ایجاد می کنند. BioFinger با استفاده از این حامل ها که به یک میکروتراشه متصل است کوچک تر و قابل حمل می شود.

    ارتش آمریکا در حال ساخت حسگرهای فوق العاده ای است که از آنها در مقابل حمله کننده ها به مواد غذایی استفاده می شود. در سیستم های کنونی چندین روز طول می کشد تا وجود پاتوژن ها در مواد غذایی تشخیص داده شود. تشخیص سریع پاتوژن ها به وسیله این حسگرها به زودی باعث فراگیر شدن این فناوری در صنعت مواد غذایی خواهد شد. محققان دانشگاه بُن در حال ساخت پوشش های دفع کننده آلودگی برای بسته بندی ها با استفاده از اثر لوتوس (نیلوفر آبی) (قطره آب از سطح برگ های نیلوفر آبی می لغزد و در نتیجه هرم های موم مانند نانومقیاس، سطح برگ را می پوشاند) هستند. کشتارگاه ها و محل های فرآوری گوشت نیز می توانند از این فناوری استفاده کنند. گروه تحقیقاتی دانشگاه انگلیسی لیدز دریافتند که نانوذرات اکسید منیزیم و اکسید روی باعث از بین بردن میکروارگانیزم ها می شوند. استفاده از این مواد بسیار ارزان تر از نانوذرات نقره است و می توانند کاربرد زیادی در بسته بندی مواد غذایی داشته باشند.

    فناوری شناخت فرکانس های رادیویی (RFID) در بیش از 50 سال پیش توسعه یافت، ولی امروزه این فناوری راه خود را برای کنترل مواد غذایی در مغازه ها پیدا کرده است. در این فناوری با استفاده از میکروپردازشگر ها می توان داده ها را به گیرنده های بی سیم ارسال کرد. امروزه می توان از این روش برای کنترل اقلام غذایی از انبار تا دست مصرف کننده بهره گرفت. برخلاف بارکدها که نیاز به اسکن دستی و خواندن یک به یک دارند، برچسب های RFID نیازی به خوانده شدن خطی نداشته و امکان خواندن تعداد زیادی از آنها در یک ثانیه وجود دارد. فروشگاه های زنجیره ای مانند Wal Mart، Home Depot گروه Metro و Tsco در حال آزمایش این فناوری هستند. ضعف اصلی این روش، افزایش هزینه تولید است که نتیجه ساخت سیلیکونی آن می باشد. با ترکیب فناوری نانو و الکترونیک (نانوترونیک) این برچسب ها ارزان تر و کاراتر شده، همچنین پیاده سازی آنها آسان تر می شود.

    گروهی از دانشمندان شمال اروپا، کنسرسیوم نانوغذایی را با هدف توسعه کاربردهای فناوری نانو دراین صنعت و با تأکید بر مواد غذایی سالم و مطمئن تشکیل داده اند. این مجمع، متشکل از شرکت های Arla Foods، Danisco A/S، Ar hus United A/S، Danish Crown amba و مرکز میان رشته ای نانوعلوم است.

    با تأکید بر فراهم آوردن مواد غذایی سالم برای مشتریان، اولویت های این کنسرسیوم عبارت از توسعه حسگرهایی که قادر به تشخیص سریع سم در ترکیبات و یا باکتری های مضر در نمونه های غذایی باشند، گسترش سطوح ضد باکتری برای ماشین هایی که در تولید مواد غذایی به کار می روند، گسترش ساخت پوشش های محکم تر و ارزان تر، تولید مواد غذایی با ترکیبات خوراکی سالم تر می باشد. تحقیقات مرکز دانمارک در بخش پژوهش های پیشرفته غذایی (LMC) که از همبستگی مؤسسات دانمارکی فعال در زمینه علوم غذایی تشکیل شده اند، برنامه های خود را در چارچوب هفتمین برنامه خود به صورت زیر اعلام می دارد: 

    - درک پایه ای از مواد غذایی و تغذیه حیوانات برای نوآوری هوشمند؛ 

    - سیستم های زیست شناسی در تحقیقات غذایی؛ 

    - بازنگری زیستی در بخش محصولات غذایی؛

    - پیشرفت های فناوری؛

    - علم مواد خوراکی؛

    - نوآوری هایی بر اساس نیاز مشتری و ارتباطات غذایی.

    آنها معتقدند تمرکز روی این برنامه ها می تواند موجب دستیابی کامل و چند جانبه در تحقیقات و توسعه مواد غذایی در اروپا شود. همچنین امیدوارند از نانوموادی با ویژگی های کاربردی به منظور استفاده در نانوحسگرها و فناوری نانوسیالات در صنایع غذایی استفاده کنند. پیشرفت در مواد بسته بندی هوشمند، امکان کنترل شرایط محصولات در طول حمل و نقل و استفاده از روش های بسته بندی مبتنی بر زیست شناسی را برای ما مهیا می سازد.

    معجزه نانو در ماندگاری موادغذایی بسته بندی شده

    در تحقیقاتی که در مصر باستان انجام پذیرفت، مشخص شد که نوع رنگ به کار رفته بر روی ظروف سفالی یافته شده، از نوعی ذرات نانویی تشکیل شده است.

    در تحقیقاتی که در مصر باستان انجام پذیرفت، مشخص شد که نوع رنگ به کار رفته بر روی ظروف سفالی یافته شده، از نوعی ذرات نانویی تشکیل شده است.

    این نوع رنگ را بر روی شیشه هایی که در برخی از ساختمان های باستانی به کار رفته بود نیز پیدا کرده اند. فن آوری نانو را می توان به عنوان یاری رسان آینده صنایع بسته بندی به خصوص در دو زمینه بسته بندی مواد غذایی و کشاورزی به حساب آورد. فن آوری نانو این توانایی را به بشر بخشیده است تا عمق ذرات، تا حد مولکول، اتم و حتی ذرات کوچک تر از اتم را بشناسد و قادر باشد با انجام تغییراتی در این ذرات غیرقابل دسترسی، آنها را به صورت دلخواه خود تغییر داده و مورد استفاده قرار دهد.

    نکته ای که این فن آوری را برای دانشمندان امروزی جالب توجه کرده و آن را به عنوان مرکز جدید توجه دانشمندان مختلف درآورده است، کاربرد فوق العاده وسیع این فن آوری در تمامی صنایع و حیطه های فعالیت خلق شده توسط بشر است. شاید باور این موضوع کمی برای مردم عادی و حتی برخی از دست اندرکاران این علم سخت و یا حتی غیر ممکن باشد ولی از فن آوری نانو حتی می توان در زمینه ساخت لوازم موسیقی نیز کمک گرفت. اخیرا دانشمندان اسپانیایی نانو موفق شده اند، گیتاری طراحی کرده و بسازند که در آن از فن آوری نانو کمک گرفته شده است تا این نیاز ملی اسپانیایی ها را به مجموعه تولیدات این فن آوری افزون نمایند.

    نانوکامپوزیت ها بسیار سبک هستند و به دلیل خواص ممانعت کنندگی شان، برای بسته بندی ماءالشعیر بسیار مناسب هستند. از نانوکامپوزیت های خاک رسی نیز می توان برای تولید مواد اولیه بطری های ماءالشعیر استفاده کرد. مهم ترین خصوصیت این مواد، بازدارندگی آنان از خروج گاز CO2 در این نوشیدنی هاست. استفاده از فن آوری نانو خروج دی اکسید کربن را دراین نوشیدنی ها به حداقل می رساند. قابل توجه است که تولیدکنندگان ماءالشعیر و نوشیدنی های تخمیری سال هاست به دنبال ممانعت کننده ای می گردند که این گاز را در داخل بطری ها برای مدت زمان طولانی نگهداری نماید.

    یکی دیگر از موارد استفاده نانو در صنعت تولید نوشیدنی ها که می توان آن را یک معجزه بزرگ نام نهاد، تسترهای نانو هستند که می توان از آن ها در تست طعم و مزه انواع نوشیدنی ها سود برد. در حقیقت این وسیله یک زبان الکترونیکی است. البته نانو هدایای دیگری نیز برای صنعت بسته بندی مواد غذایی به همراه داشته است که شاید مهم ترین آنها فیلم های نانو باشد. این فیلم ها قادرند باعث افزایش زمان ماندگاری محصول تولید شده شوند و به این ترتیب به محیط زیست نیز کمک می کنند چرا که محصول با زمان ماندگاری بیشتر یعنی هدر رفت کمتر مواد. به علاوه به دلیل ضخامت اندک این فیلم ها، از انعطاف پذیری بالاتری نسبت به فیلم های معمولی برخوردارند. این نازکی در شفافیت این فیلم ها نیز موثر بوده و به زیبایی محصول نیز کمک می کنند. البته نازکی فیلم های نانو، به این معنی نیست که آنها از مقاومت و استحکام مناسبی برخوردار نیستند بلکه از فیلم های معمولی نیز محکم تر هستند. این فیلم های نانویی در برابر گرمای محیط ، مقاومت بالاتری داشته و برای پرکنی داغ نیز بسیار مناسب هستند.

    از دیگر مزایای این فیلم ها مقاومت در برابر ضربه است. واضح است که همین فیلم ها به تنهایی موفق شده اند بسیاری از خواسته های دست اندرکاران بسته بندی را یک جا برآورده سازند و حتی از آن نیز فراتر رفته و به نگرانی های زیست محیطی نیز پاسخ داده است و در صرفه جویی در مصرف انرژی نیز نقش مهمی ایفا نموده است. یکی دیگر از موارد کاربرد نانو در ممانعت کنندگی استفاده از پوشش های اکسید آلومینیوم در مقیاس های نانو است که بسیار شبیه به اکسید سیلیس بوده اما از ممانعت کنندگی بهتری برخوردار است.

    از دیگر هدایای نانو، برای صنعت بسته بندی می توان به انواع حس گرهای تولیدی این صنعت اشاره نمود. یکی از معروف ترین و کارآمدترین این حس گرها، حس گرهای RFID هستند که کمک بسیار زیادی به جلوگیری از فاسد شدن مواد غذایی بر روی قفسه فروشگاه ها و داخل یخچال منازل می کند. فیلم های متالایز از دیگر دست آوردهای نانو است. این فیلم ها با این که از چند لایه مختلف و در نهایت از یک لایه فلز تشکیل شده اند، تنها 40 تا 50 نانومتر ضخامت دارند و به راحتی می توان از آنها به عنوان جایگزین فیلم ها و ورقه های فویل آلومینیوم استفاده کرد. این فیلم های متالایز از خواص ممانعت کنندگی بسیار مطلوبی برخوردارند و می توان آنها را در بسته بندی موادی که به اکسیژن حساس هستند، به کار برد. یکی از دست آوردهای نانو که پیش تر اشاره کوتاهی به آن داشتیم، Nanoclayها هستند. این نوع خاک رس به راحتی در بخش های مختلف تولید فیلم قابل استفاده است و از آن می توان به عنوان یک بازدارنده بسیار مطلوب در صنایع نوشیدنی سودبرد. راندمان بالای Nanoclayها شاید بارزترین ویژگی آن باشد. اگر تنها 10 درصد از مواد تشکیل دهنده یک فیلم از Nanoclayها باشد تا 75 درصد خاصیت بازدارندگی در آن محصول ایجاد می نماید. به علاوه از سختی مناسبی نیز برخوردار است.

    یکی از شاهکارهای Nanoclayها ، خاصیت اشتعال ناپذیری آن می باشد. همان طور که می دانیم، پلاستیک از اشتعال پذیری بالایی برخوردار است که با استفاده از Nanoclay ها به عنوان یک لایه پوشش دهنده، می توان این خاصیت را از پلاستیک گرفت و ایمنی آن را تا حد بسیار بالایی افزایش داد. از Nanoclayها می توان حتی در تولید درب پوش ها نیز استفاده نمود چرا که این مواد از EVOH ساخته شده اند و برای انواع مایعات نوشیدنی و غیر نوشیدنی مناسب می باشد. کاربرد نانو در بسته بندی های اکتیو (فعال) نیز کاملا مشهود است چرا که در این بسته بندی ها، مهم ترین نگرانی در مورد جذب و مصرف اکسیژن است. به علاوه خاصیت ضدمیکروبی نیز برای این نوع بسته بندی بسیار مهم است که محصولات نانو به خوبی به این نیاز پاسخ می دهند. حتما به یاد دارید که پیش تر در همین مقاله، به انواع حس گرهای نانو اشاره کردیم و مهم ترین آنها یعنی RFID را مثال زدیم. حال می خواهیم به چند نمونه دیگر از این حس گرها بپردازیم. همان طور که می دانیم، مهم ترین نگرانی موجود در صنعت بسته بندی، نگرانی های زیست محیطی است.

    حس گرهای دمایی و اکسیژن برای رفع چنین نگرانی هایی طراحی شده اند. حس گرهایی نیز برای اعلام فساد باکتریایی و یا سمی، طراحی و تولید شده اند. این حس گرها را می توان مانند برچسب های RFID به صورت مجزا از بسته بندی تولید نمود و یا آنها را داخل فیلم های مختلف بسته بندی و به عنوان بخشی از فیلم تولید کرد. این فیلم ها با تغییرات اسیدی رخ داده در غذا، تغییر رنگ داده و فساد محصول را اعلام می نمایند. این نوع حس گرها را می توان بر روی انواع بسته بندی و حتی بسته بندی های کاغذی و فلزی چاپ نمود. رنگ، پس از فاسدشدن محتوی بسته بندی، قابل تغیر است. از دیگر حس گرها که برای اعلام فساد از آنها استفاده نمی شود، حس گرهای رسیدگی انواع میوه جاتی است که به صورت نارس بسته بندی می شوند تا وقتی به دست مصرف کننده می رسد، رسیده باشد و زود فاسد نشود. حس گرهای RFID دو نوع هستند. یک نوع از این برچسب ها خود دارای باتری بوده و فرستنده امواج دارند که البته بسیار گران قیمت هستند و به نوع Active مشهور هستند ولی نوع Passive آنها انرژی را از محیط می گیرد و نیاز به باتری ندارد به همین دلیل از قیمت پایین تری برخوردار است. مواد چسبی تولید شده با استفاده از فن آوری نانو از خاصیت خشک شوندگی سریعی برخوردارند و ثبات بیشتری در برابر مایعات دارند. میزان چسب مورد استفاده بسیار ناچیز است و ضخامت چسب مصرفی در حدود 50 نانومتر است.

    تولیدکنندگان اصلی Nanoclay در ایالات متحده: شرکت Nanocor که محصولات خود را با نام Nanomer عرضه می کند، از رزین های نایلون و پلی اولفین (مستربچ های NanoMax) برای تولید آن استفاده می نماید.

    شرکت تولیدی Southern Clay دومین شرکت بزرگ محصولات نانویی با نام تجاری Colisite می باشد. هر دوی این شرکت ها قادر به تولید محصولاتی تا قطر 1000 نانومتر هستند.

    شرکت Glaskin از پوشش های اکسید سیلیس با ظرفیت های مختلف با ضخامت 40 تا 60 نانومتر به عنوان ممانعت کننده های نانویی در بطری های PET نوشیدنی استفاده می کند.

    شرکت Sidel از لایه های ممانعت کننده داخلی برای بطری های PET تولیدی خود استفاده می نماید. ضخامت این لایه های ممانعت کننده 20 تا 200 نانومتر است و برای این کار از گاز Acetylene استفاده می کند.

    شرکت ژاپنی Kirin & Mitsubishi از محافظ های پلاسمایی نانو که از گازهای یونیزه و کربن بدون شکل با ضخامت 20 تا 40 نانومتر تولید می شود، برای حفاظت محصولات خود، استفاده می کند.

    شرکت صنایع شیمیایی میتسوبیشی Nanoclay هایی تحت نام Imprem N تولید می کند. بطری های PET، فیلم ها و ظروف شکل دهی حرارتی شده از دیگر محصولات این شرکت است.

    شرکت PolyOne با استفاده از Nanoclayهای شرکت Nanocor ترکیبات مختلفی برای افزایش خواص فیزیکی محصولات خود تولید می کند.

    شرکت Alcoa CSI از لاینرهای ممانعت کننده EVOH نانویی برای تولید درب بطری، استفاده می نماید.

    شرکت کره ای LC Chem برای بسته بندی هیدروکربن های غیرغذایی از Nanoclay استفاده می کند.

    شرکت Nanova تولیدکننده نانوکالک با ترکیبات 20 نانومتری کربنات کلسیم و نانوتالک با ترکیبات سیلیکات منیزیم تولید می کند.

    شرکت ژاپنی Kuraray فیلم های PET با پوشش نانوکامپوزیت های پلیمری تولید می کند. این فیلم ها شامل، لایه ممانعت کننده با ضخامت یک میکرون با قابلیت استریلیزه شدن می باشد، شفافیت و قابیلت چاپ بسیار بالایی داشته و قابل استفاده در ماکروویو است. از دیگر محصولات این شرکت ژاپنی می توان به نانوفیلم های نایلونی پوشش داده شده با نانوکامپوزیت ها اشاره کرد.

    شرکت Honeywell از بطری های 6 لایه Nanoclay برای بسته بندی عسل سود می برد و آن را با نام Agies به بازار عرضه می نماید. بطری های PET و فیلم ها نیز از تولیدات این شرکت است.

    شرکت Tritan system در حیطه های نظامی با دولت های مختلف و NASA همکاری دارد. این شرکت با تولید بسته بندی های چند لایه با استفاده از Nanoclay های Cloisite با لایه EVOH برای افزایش ماندگاری محصول، استفاده می کند.

    معجزه نانو روکش ها در بسته بندی:

    بیشتر پوشش هایی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، اصطلاحا <خاموش> هستند، یعنی تنها قابلیت اعمال خاصیت اولیه خود را دارند، بدون این که توانایی سازگاری با محیط و اصلاح خواص در اثر تغییر شرایط محیط را داشته و یا بتوانند عیب ها و نقایص بالقوه مانند مشکلات خوردگی را به کاربر اطلاع دهند. پوشش هایی مبتنی بر فن آوری نانو، امکان دسترسی به قابلیت های چندمنظوره را فراهم می نمایند؛ بدین معنی که می توانند حداقل دو ویژگی همزمان مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و آب گریزی یا ابرآب گریزی (در زوایای تماس 100 تا 170) را داشته باشند.

    محصولات نانوکامپوزیتی عموما به شکل پرکننده هایی در شبکه های پلیمری همانند پلی پروپیلن، پلی آمیدها، پلی استایرن، پلی متیل متاکریلات، SEBS و پلی آنیلین در صنایع بسته بندی به کار می روند. پرکننده های نانوکامپوزیتی موجود در بازار شامل موارد زیر هستند:

    ▪ Laporte (Laponite)

    ▪ Rockwood Specialities Group (Nanofil)

    ▪ Sud Chemie (Optigel)

    ▪ Lucentite) Unicoop / CBC-Japan (Somasif

    ▪ Kunimine Industries (Sumecton Kunipia)

    ▪ (Suplite) FCC-China

    ▪ Germany (Pural) Sasol -

    نانوکامپوزیت ها به دلیل خواص حرارتی، مقاومت و رسانایی بهبود یافته، در حال حاضر برای بسته بندی نوشابه های غیرالکلی، مواد غذایی مورد استفاده قرار می گیرند. نانو مواد مقاوم کننده مانند نانولوله ها، کربن سیاه با ابعاد نانومتری، سیلیکا، کربنات کلسیم، اکسیدها، الیاف کربنی و تالک به عنوان افزودنی در مخلوط های پلیمری به کار می روند. کامپوزیت های ساخته شده مبتنی بر نانومواد رسی به عنوان مقاوم های حرارتی و لایه های عایق گاز در بسته بندی مواد غذایی و نوشیدنی کاربرد دارند. نانوکامپوزیت های رسی جالب ترین زمینه نوآوری در عرصه کامپوزیت ها بوده و احتمالا طی 10 تا 15 سال آینده بیشترین سهم بازار را در اختیار خواهند داشت.

    برچسب زنی هوشمند و کاربردهای مشابه برای صنایع غذایی و بسته بندی می تواند استقبال مشتری، رتبه و کیفیت محصول را افزایش داده و برای فروش آن لاین مفید واقع شود. فن آوری نانو همچنین می تواند برای پیاده سازی پروتکل های رهگیری به منظور ارتقای کیفیت و سلامت صنایع غذایی مورد استفاده قرار گیرد. هم اکنون فن آوری نانو در حوزه وسیع و در حال گسترشی از کاربردها به کار گرفته شده است.

    پیش بینی می شود حجم بازار صنعت چاپ رنگی در سطح جهان بیش از 300 میلیارد دلار باشد و به نظر می رسد با کنار گذاشتن تکنیک های مرسوم چاپ بتوان ارزش این بازار را بالاتر برد. برای تولید عکس های با کیفیت، لازم است نقاط رنگی دارای اندازه های 50 میکرومتر و یکنواختی کمتر از 2+ - درصد باشند. دقت مطلق باید از 20بهتر باشد و این امر وقتی اتفاق می افتد که حجم هر قطره جوهر به اندازه 3 پیکولیتر

    (3*01- 21Lit) و جرم آن 10 نانوگرم باشد، در غیر این صورت شاهد بعضی تصاویر غیرحقیقی خواهیم بود. اکثر چاپگرها از روش های الکترونیکی و نرم افزاری گوناگونی استفاده می کنند و پیچیدگی آنها به قدری زیاد است که به هوشمندترین ابزارهای افشانه ای در سطح جهان تبدیل شده اند.

    امید خیلی زیادی برای تولید مواد بسیار ریز (نه فقط جوهر) برای ترسیم روی سطوح وجود دارد که در صورت عملی شدن منجر به تولید طیف گسترده ای از محصولات و ابزارهایی (از باطری های خورشیدی گرفته تا قرص های دارویی) خواهد شد که تا امروز به ویژه با قیمت های مشابه با هیچ روش دیگری قابل حصول نبوده اند. با کسب موفقیت در چاپگرهای جوهرافشان روزی فرا خواهدرسید که ابزارهای جوهرافشان همتراز با سایر کاربردها مخصوصا در صنعت الکترونیک قرار خواهند گرفت. با انجام تحقیقات وسیع برای فهم بهتر رازهای شیمیایی و فیزیکی قطره های جوهرافشان، در آینده عرصه های تحت تاثیر این فن آوری، صرفا محدود به تصور دانشمندان و مهندسان خواهد شد.

    ● کاهش قیمت نانومواد

    تمایل به کاهش قیمت نانومواد باعث افزایش اقبال عمومی به کاربردهای فن آوری نانو خواهد شد. در حال حاضر تولید نانومواد و نانولوله ها کاملا گران است. علاوه بر این، دسترسی به تمام خواص یک نانوماده به آن سادگی که محققان ادعا کرده اند، نیست. تاکنون دسترسی به 60 درصد خواص مورد نظر از بهترین نتایج علمی بوده است.

    همچنین جوهرهای هوشمند کاربردهای مختلفی در بسته بندی پلاستیکی دارند. جوهرهای هوشمند بعد از چاپ و خشک شدن، اطلاعاتی درباره بسته بندی و محتوای آن به ما خواهند داد. آنها می توانند هم به صورت بیرونی، مثلا برای دادن اطلاعاتی در مورد دمای بستر (جوهرهای ترموکرومیک) و هم به صورت درونی، مثلا برای دادن اطلاعاتی در مورد گاز موجود در بسته بندی (MAP) استفاده شوند.

    دانشمندان دانشگاه استراد کلاید انگلستان نیز توانسته اند جوهر آبی رنگی بسازند که بر پایه حلالی بازگشت ناپذیر است. این جوهر چنانچه در معرض نور ماورای بنفش (UV) قرار گیرد، تمام رنگ خود را از دست داده، نسبت به اکسیژن حساس می شود. این جوهر تنها زمانی رنگ اصلی خود را بازمی یابد که در معرض اکسیژن قرار گیرد. این پدیده در تصمیم گیری به خریداران کمک می کند و آنها را متوجه تازه بودن یا نبودن بسته بندی مواد غذایی می نماید.

    این جوهر آشکارساز و بازگشت ناپذیر اکسیژن که بر پایه حلال است، از نانوذرات نیمه هادی فوتوکاتالیست، رنگ احیاکننده و محلول در حلال، افزودنی احیاکننده با قدرت متوسط و پلیمر تشکیل شده است.

    ● روکش های انسدادی موانع انتشار

    نوشیدنی های خاصی همانند ماءالشعیر سال های متمادی در بطری های پلی اتیلن عرضه نمی شدند. نفوذپذیری بالای این مواد نسبت به اکسیژن منجر به کاهش عمر قفسه ای این نوشیدنی ها می شد. سیلیکای لایه ای (SiOx) می تواند نفوذ اکسیژن را تا حد زیادی کاهش دهد.

    ● استحکام کششی/ استحکام ضربه ای

    افزودن اجزای نانومقیاس به کامپوزیت ها استحکام کششی و ضربه ای آنها را افزایش می دهد. تاکنون بیشترین مقاومت کششی در نانولوله های کربنی مشاهده شده است. بنابراین انتظار می رود این مواد اهمیت بسیار زیادی در آینده داشته باشند.

    ● مقاومت در برابر آتش

    ثابت شده است که افزودنی های نانو همچون نانوذرات می توانند به عنوان عوامل ضد آتش در پلیمرها به کار رفته و یا عملکرد عوامل ضد آتش فعلی را بهبود بخشند.

    ● محافظت در برابر آتش

    روکش هایی از فیلم هایی که مانعی قوی در برابر نفوذ گاز ایجاد کرده، انعطاف پذیر و شفاف بوده و در مقابل ترک خوردگی مقاوم باشند، اولویت بالایی برای بسته بندی های پلاستیکی محسوب می شوند.

    ● حفاظت در برابر اشعه ماورای بنفش

    یکی از خطرات بالقوه مهم برای ارگانیسم ها، مواد آلی و سیستم های رنگی، قرار گرفتن در معرض تابش های پرانرژی ماورای بنفش A و B است. در نتیجه جاذب های ماورای بنفش مبتنی بر ذرات ریز دی اکسید تیتانیوم ارایه شده و کارایی خود را نشان داده اند. هم خود رنگدانه های معدنی و هم روکش آلی، تاییدهای قانونی لازم را دارا بوده و در نتیجه این محصولات می توانند بدون هیچ مشکلی در بسته بندی های مواد غذایی مورد استفاده قرار بگیرند.

    ● روکش های ضد باکتری، ضد کثیفی

    برای حل مشکلات روزافزون سلامتی و عمر قفسه ای غذا و حفاظت از عناصر حساس مدارهای نمایشگرها، یک روکش انسدادی چندمنظوره روی فیلم های پلاستیکی مورد نیاز است. برای ایجاد ویژگی های سدی (نفوذپذیری پایین تر در برابر اکسیژن و آب)، فعالیت ضد میکروبی و ویژگی های مکانیکی و اپتیکی بهبودیافته، روکش ها باید عملکرد بهتری از خود نشان دهند. می توان از تغییر سطحی و یا روکش های نانوکامپوزیتی برای ایجاد سطوح نچسبی که می توانند ذرات خاص را هدف گیری کنند، استفاده کرد. فن آوری روکش های انسدادی موجود روی فیلم های پلیمری را می توان به طور تقریبی به دو دسته طبقه بندی کرد: مبتنی بر فشار اتمسفر، و مبتنی بر خلا.

    فن آوری های اتمسفری شامل اعمال یک رنگ لاکی روی سطح و سپس پخت آن توسط حرارت، اشعه ماورای بنفش یا اشعه الکترونی می باشد. روکش های مبتنی بر خلاء را می توان از آلومینیوم یا (برای بسته بندی های شفاف) از اکسیدهای فلزی معدنی تولید کرد. روکش های پیچیده تر به طور معمول ترکیبی از این دو نوع روکش هستند.

    حدود 50 درصد از بازار بسته بندی غذایی پلی پروپیلنی، از روکش های پلی وینیلیدین کلراید (PVdC) شفاف استفاده می کنند. این ترموپلاستیک شفاف و تقریبا بی رنگ نفوذپذیری بسیار پایینی در برابر گازها داشته و در نتیجه بو و طعم را خیلی بهتر از نوع قبلی خود (PVC) محافظت می کند. با این حال نگرانی های زیست محیطی PVdC موجب شده است که مواد دیگری همچون ترکیبات چندلایه از رنگ های لاکی و روکش های اکسید فلزی توسعه یابند؛ اما این فن آوری ها پیچیده بوده و تولید آنها گران است.

    ● کاهش ضایعات بسته بندی با استفاده از فن آوری نانو

    شرکت فرانسوی دانون که در زمینه مواد غذایی و نوشیدنی فعالیت می کند، در یک پروژه تحقیقاتی که می تواند به تولید پلاستیک های محکم تر و کاهش ضایعات کمک نماید، مشارکت می کند. هدف این پروژه که با همکاری دانشگاه Queen و بلفاست و سرمایه گذاری 5/2 میلیون یورویی دولت انگلیس آغاز شده است، کاهش استفاده از مواد خام و بهبود عملکرد پلیمرهاست. محققان امیدوارند از طریق فن آوری نانو به این کارکردها دست یابند.

    هدف اصلی این پروژه تجاری سازی نمونه تولید شده و استفاده از آن در صنعت است. در حال حاضر صنعت پلیمر سالانه در حدود 18 میلیارد یورو برای اقتصاد انگلیس درآمد ایجاد می کند و نانوکامپوزیت ها در سال های اخیر رویکرد کاملا جدیدی را در این حوزه ایجاد کرده اند.

    ● چشم انداز بازار آینده بسته بندی مبتنی بر فن آوری نانو

    سه سال قبل کمتر از 40 محصول بسته بندی مبتنی بر نانو در بازار وجود داشت، ولی این میزان در حال حاضر به بیش از 400 محصول افزایش یافته است. طبق این مطالعه در حال حاضر روندهای عمده بازار شامل بهبود کیفیت بسته بندی ها برای افزایش دوام مواد غذایی، کارکردهای آنتی باکتریال و هوشمند ساختن بسته بندی هاست. حجم بازار محصولات بسته بندی مبتنی بر فن آوری نانو از 150 میلیون دلار در سال 2002 به 980 میلیون دلار در سال 2006 افزایش یافته است. صنعت بسته بندی مواد غذایی به طور فزاینده ای در حال توسعه بوده و به سمت کارکردهای چندگانه حرکت می کند.

    نانوحسگرهای استفاده شده در بسته بندی، مصرف کننده را قادر می سازد تا از کیفیت مواد غذایی داخل بسته ها آگاه شود. حسگرها، اطلاعاتی درباره وضعیت محتویات داخل بسته ها از جمله فاسد شدن آنها در اختیار مصرف کننده قرار می دهند. کشورهای چین و تایوان بخش قابل توجهی از بازار بسته بندی مبتنی بر فن آوری نانو را به خود اختصاص داده و رقبای خود را در این عرصه با چالش مواجه کرده اند.

    ● راهکارهای فن آوری نانو برای رفع ضایعات بسته بندی

    متخصصان مواد در دانشگاه شفیلد هالام با همکاری 35 سازمان تحقیقاتی و دانشگاه هایی از 13 کشور اروپایی در حال انجام پروژه ای موسوم به Sustainpack برای کاهش اثرات زیست محیطی ضایعات بسته بندی هستند.

    این پروژه که در نوع خود یکی از بزرگ ترین پروژه های تحقیقاتی این حوزه به شمار می رود، یک برنامه تحقیقاتی چهارساله و با بودجه تقریبی 36 میلیون یورو است که هدف آن توسعه عناصر بسته بندی کاملا زیست سازگار است. این پروژه به دنبال توسعه بسته بندی های مبتنی بر الیاف است. برای تحقق این هدف از کاربردها و راهکارهای فن آوری نانو و زیست فن آوری برای ایجاد ارزش افزوده به مشتریان و مصرف کنندگان استفاده می شود.

    Sustainpack به دنبال تشویق استفاده گسترده از محصولات بسته بندی طبیعی سنتی با تولید عناصر بسته بندی کاملا تجزیه پذیر و قابل بازیافت با استفاده از پلیمرهای زیستی و کاغذ است. افزایش استفاده از مواد طبیعی برای تولید بسته بندی های ضد آب منجر به کاهش چشمگیر میزان انرژی مورد نیاز برای تولید بسته ها از طریق کاهش تولید بسته بندی های مبتنی بر محصولات پتروشیمی می شود.

    پیش بینی می شود که پروژه Sustainpack به مواد بسته بندی قابل بازیافت مبتنی براستانداردهای صنعت، تا سال 2015 دست یابد.

    ● دستیابی به کاربردهای جدیدی از فیلم های پلیمری اوپال

    تصور کنید به هنگام تمیز کردن یخچال خود، بتوانید با یک نگاه به بسته بندی از تغییر رنگ بسته های مواد غذایی فاسد بودنشان را تشخیص دهید، یا اینکه با دست کشیدن روی اسکناس و تغییر رنگ آن به تقلبی بودن آن پی ببرید.

    اینها تنها دو مورد از کاربردهای تجاری نویدبخش نوعی فیلم پلاستیکی انعطاف پذیر جدید از نوع بلورهای فوتونیکی است که گروهی از دانشمندان انگلیسی و آلمانی موفق به تولید آن شده اند و ترکیبی از بهترین خواص نوری طبیعی و مصنوعی را با هم دارند. آنها همانند دیگر اوپال های مصنوعی از ساختارهایی خودآرا برخوردار هستند.

    ● رفع مشکلات بسته بندی مواد غذایی

    همه ما از مشکلات بسته بندی سس های گوجه فرنگی و مایونز آگاهی داریم. هنگام استفاده از این مواد غذایی، گاهی اوقات تا 20 درصد محتویات داخل قوطی ها و بطری ها در داخل آنها باقی می ماند. این امر نه تنها برای مصرف کنندگان، بلکه برای بازیافت آنها نیز مشکلاتی ایجاد می کند. زیرا برای بازیافت آنها ابتدا باید باقیمانده بسته بندی ها برطرف شوند که این امر پرهزینه و زمان بر بوده و آب زیادی مصرف می کند.

    موسسه فران هوفر آلمان و موسسه IGB در اشتوتگارت به همراه دانشگاه فن آوری مونیخ و تعدادی از شرکای صنعتی که به وسیله وزارت آموزش و تحقیقات این کشور حمایت می شوند، از طریق یک پروژه مشترک به دنبال حل این معضل هستند. در چارچوب این پروژه، موادی برای استفاده در بسته بندی ها توسعه خواهند یافت که میزان بازمانده های بسته بندی های مواد غذایی را تا نصف و حتی بیشتر کاهش خواهد داد.

    محققان این پروژه از فیلم های نازک که ضخامت آنها کمتر از 20 نانومتر است، در داخل سطوح بسته بندی ها استفاده می کنند.

    در این پوشاننده ها از پلاسما استفاده شده و این فرایند از طریق جایگذاری پلاستیک در داخل یک خلا انجام می شود. محققان این موسسه معتقدند از پوشاننده های مختلف با ویژگی های خاص در سطوح بسته بندی ها استفاده می شود.

    بسته بندی زیست فعال، تبدیل مواد غذایی به غذاهای سالم تر

    ژیم غذایی به عنوان کانون اصلی در تدبیر سلامت عمومی برای دستیابی سلامتی در طول زندگی، از هجوم سریع بیماری های مزمن مانند ناهماهنگی های گوارشی، بیماری های قلبی - عروقی، سرطان، بیماری های استخوانی جلوگیری کرده و به خوبی زندگی سالم تری را فراهم می کند. با وجود این، ارتباط تنگاتنگ میان غذا و سلامتی هنوز به طور کامل درک نشده است ولی تحقیقات اخیر سخن از دستیابی به پیشرفت هایی در این مورد دارد.

    افزایش آگاهی از سلامت مصرف کنندگان و بیشتر شدن تقاضا برای غذاهای سالم تر، نوآوری و توسعه محصولات جدید تولید بین المللی مواد غذایی را سبب شده است. در کل، اینگونه بیان می شود که یک ماده غذایی هنگامی وظیفه خود را انجام می دهد که، علاوه بر سود مغذی ذاتی، ثابت شود که یک یا چند وظیفه مورد نظر در بدن مرتبط با سلامتی یا کاهش خطر بیماری ها را ایفا می کند. پیشرفت غذاهای عملگر جدید فرصت خوبی برای توسعه کیفیت غذاهای در دسترس مصرف کنندگان برای سود رسانی در سلامتی و سالم بودن ایجاد می کند، و این تولیدات غذایی که ارزش بیشتری دارند باعث رشد صنعت و جامعه در جوامع مدرن می باشند. باید تمام مصرف کنندگان از عدم تعادل جدی در مواد غذایی خود آگاه باشند.

    در طی چندین بررسی در اروپا بیان شده است که چندین زیر گروه مقدار رژیم غذایی لازم را به طور بین المللی (RDAS) دریافت نمی کنند. بیش از این، در بیشتر موارد، اختلاف بین مواد خوراکی حقیقی و مورد تقاضا قابل توجه است علاوه بر آن رواج مواد غذایی غیر مطلوب افزایش یافته است، بنابراین توسعه چنین غذاهای جدیدی بسیار مطلوب است. در یک کار گروهی که توسط مؤسسه علمی سلامت بین الملل در اروپا (ILSI Europe) اداره می شد، متخصصان دانشگاهی، نمایندگی های تنظیم کننده، صنعتگران و مصرف کنندگان از کشورهای کلیدی اروپا به این نتیجه رسیدند که افزودن مواد مغذی به غذا نتیجه مؤثر و مطمئن در توسعه مواد خوراکی مغذی دریافتی، توسط ذخیره مقداری را که از دست داده اند، یعنی فراهم کردن مواد غذایی کلیدی در غذاها می باشند. از طرف دیگر، جمعیت مبتلا به اضافه وزن در اکثر کشورهای اروپا ( سوئد، نیوزلند، بلژیک، دانمارک، انگلیس، ایتالیا ) در طی دوره 1998 تا 2000 به طور میانگین 20% افزایش یافته است. در نتیجه، غذاهای عملگر فروش عمده و افزایش اندک فرصت ها را به دنبال دارد.

    سود افزایش غذاهایی که وظیفه خاصی بر عهده دارند 5 مرتبه بیشتر از حد بالای کنونی در طی چندین سال آینده در مقایسه با کل غذاهای بسته بندی شده بوده است. در اکثر غذاهای عملگر تجاری مقداری از ترکیبات زیست فعال که برای سلامت انسان مفید شناخته شده اند اضافه می شود. دیدگاه مهم این غذاهای عملگر فراهم کردن مقدار مناسبی از این اجزای زیست فعال برای داشتن سود وحذف اثرات سمی و مضر بر روی سلامت انسان است.

    سود صنعتی: اخیراً در مورد اکثریت غذاهای عملگر که با ترکیبات زیست فعال سازگار با مواد غذایی ارائه می شوند، نظراتی وجود دارد که محدودیت و پیچیدگی هایی در طول مراحل تولید را تحمیل می کند. در توسعه تولید غذاهای عملگر در صنعت بعضی از تکنیک ها با مشکلاتی مواجه می شوند. کمبود وابستگی محصول در طی مراحل ذخیره یا تجارت وجود دارد. برای مثال تعداد باکتری های پروبیوتیک اساساً در طی تولید و ذخیره سازی محصولات، توسط اکسیداسیون و همچنین در طی عبور از مراحل گوارش کاهش می یابد. مواد عملگر معمولاً با محل پیدایش مواد خوراکی سازگاری ندارد. مثلاً در این رابطه می توان ناسازگاری ویتامین های محلول در چربی را در غذاهای آبدار را ذکر کرد. ترکیبات زیست فعال اضافه شده برای تولید یک محصول قابل قبول از نظر تجاری باید کنترل شده باشند. نیاز برای تنظیم خط تولید برای ماده ای جدید که تغییرات اساسی را در پارامترهای مراحل به همراه دارد ذکر می شود.

    تغییرات مورد نیاز شامل سرمایه گذاری مالی قابل توجه معمولاً توسط گروه های بزرگ می باشد. در مورد دیگر، آنزیم ها با توجه به حساسیت در طی مراحل و در مقدار ماده تولیدی می توانند باعث تحریک در انسان شوند. آنزیم های نامحلول ممکن است عمر عملکرد کوتاهی داشته باشند یا بی اثر شوند. امروزه، معروفترین غذاهای عملگر آنهایی هستند که شامل پرو / پری بیوتیک می باشند ولی محدوده کاربرد آنها برای غذاهای مشخصی محدود است، که بیشتر شامل فرآورده های تخمیری شیر می باشد. که به دلیل مانع حقیق تکنولوژیکی مراحل تولید، این مواد زیست فعال، مورد توجه قرار گرفته است. با این حال در بیشتر فرآورده های ساخته شده، بررسی ها نشان می دهد که در تولید ماست، نوسانات بسیار و توانایی زیستی ضعیف باکتری های پروبیوتیک و به ویژه بیفیدوباکتری ها در طول انبار کردن فراورده یا در طی مراحل جذب بعد از مصرف مشاهده شده است.

    اخیراً تقاضا برای بهبود تکنولوژی از نظر پایداری ترکیبات زیست فعال مواد غذایی همچنان باقی است. در این راه، تکنولوژی های جدید مانند میکرو و نانوکپسوله کردن به منظور اطمینان از بهبود ایجاد شده است. با وجود این، توسعه این گونه تکنولوژی ها هنوز در مرحله تحقیقات است و دور از مراحل نهایی مطلوب برای تولید تجاری می باشد. از طرف دیگر، در شاخه زیست دارویی توسعه برای کنترل تولید داروها و مواد زیست فعال هدف تحقیقات کنونی است. این دانش وسیع در شاخه های دارویی و درمانی برای توسعه غذاهای عملگر جدید قابل بهره برداری است.

    دیدگاه بسته بندی زیست فعال از دیدگاه ما تکنولوژی های قدیمی بسته بندی مواد غذای دوباره طرح ریزی شده اند بنابراین درکل تکنولوژی جدیدی که می توان آن را به طور کلی بسته بندی زیست فعال نامید به وجود آمده است.

    ماده بسته بندی زیست فعال قادر به نگهداری ترکیبات مورد نظر در شرایط مطلوب تا زمان استفاده احتمالی آن در فرآورده غذایی یا در طی انبار داری، یا دقیقاً قبل از مصرف می باشد و آن را تبدیل به غذای مفید یا به خصوصی برای رفع احتیاجات می نماید.

    بهتر است تفاوت بین بسته بندی فعال و زیست فعال را نیز متذکر شویم. تفاوت اصلی بین بسته بندی فعال و زیست فعال این است که، تکنولوژی بسته بندی فعال اولیه با افزایش کیفیت و امنیت و عمر فرآورده بسته بندی شده ارتباط دارد و بسته بندی زیست فعال پیوستگی مستقیمی با سلامت مصرف کننده، توسط تولید غذاهای سالمتر بسته بندی شده دارد. بنابراین، هدف کار ارائه شده جمع آوری پایه و اساس روش هایی برای دستیابی به این تکنولوژی جدید که در آن نوآوری در بسته بندی مفید و یافتن راه حلی برای سدها و محدودیت های کنونی در تولید غذاهای عملگر مورد نظر است. در نظر گرفتن توسعه این دیدگاه جدید توسط موارد ذیل الذکر، منافع خود را در بهبود سلامتی در طی تبدیل به ترکیبات غذایی عملگر نشان می دهد.

    الف (کنترل و یکپارچگی تولید اجزای زیست فعال یا نانویی از سیستم های بسته بندی دربردارنده 

    ب) کپسوله کردن به روش میکرو و نانوی این مواد فعال در فیلم های خوراکی 

    پ) بسته بندی به همراه آنزیم ها

    پیشرفت چنین غذاهای هیبریدی مفیدی که شامل پروبیوتیک، پری بیوتیک، مواد فتوشیمیایی، روغن های دریایی، غذاهای فاقد لاکتوز، کپسوله کردن ویتامین ها و.. می شود، سود بیشتری و در بعضی موارد به معنای صنعتی مواد غذایی را فراهم می کند که ارتباط نزدیکی با افزایش سلامتی انسان در طی مصرف را دارد. تکمیل و کنترل پخش در میان مواد مفیدی که برای مصرف در دیواره های بسته بندی استفاده می شوند. مناسب ترین آنها مواد فتوشیمیایی، ویتامین ها، مواد غیر فیبری و پری بیوتیک ها می باشند.

    دلایل این نتایج به صورتی که شرح داده خواهد شد خلاصه شده است. فتو شیمیایی ها، گیاهانی شیمیایی و غیرخوراکی هستند که دارای ترکیبات محافظتی و ضد بیماری می باشند. بیش از 900 فتو شیمیایی مختلف به عنوان اجزای مواد خوراکی شناخته شده اند و فتوشیمیایی های بیشتری امروزه کشف می شوند. آنها با درمان یا جلوگیری از مرگ در حداقل 4 مورد از عوامل مرگ در ایالات متحده مرتبط هستند که عبارتند از: سرطان، دیابت، بیماری های قلبی - عروقی و فشار خون. آنها در طی مراحلی از تخریب سلول ها جلوگیری می کنند، در کاهش سطح کلسترول و همانند سازی سلول های سرطانی دخالت دارند. بیشتر فتوشمیکال ها ترکیبات پلی فنولی با فعالیت ضد سمیت می باشند. این اثر ضد سمیت مربوط به اثر غیر مسقیم ناشی از ژلاتین پراکسیدان یون های فلزی است.

    پلی فنول های زیادی در دانه های روغنی یافت شده است اما در طی مراحل خالص کردن، بی رنگ کردن و بوگیری بسیاری از این فتوشیمیکال ها از بین می روند. چندین تحقیق نشان می دهد که اجزای مشخصی از مواد خوراکی که معمولاً طی مراحل رنگبری و یا تصفیه دور ریخته می شوند و یا از بین می روند، برای حفظ سلامت انسان و جلوگیری از بروز بیماری ها مفید می باشند. ویتامین ها برای حفظ سلامتی ضروری هستند. مواد خوراکی می توانند تمام ویتامین های مورد نیاز بدن را در صورت متعادل و مناسب بودن رژیم غذایی تأمین کنند.

    مشاور غذایی کانادا دریافت روزانه مصرف 5-4 وعده میوه یا سبزیجات، که حداقل 2 وعده باید سبزیجات باشد، 5-3 وعده غلات یا نان غنی شده، 4-2 وعده شیر و فرآورده شیری و 2 وعده منابع پروتئینی مانند گوشت، ماهی، مرغ یا دیگر منابع پروتئینی، را پیشنهاد می کند. با این حال پیشرفت سریع زندگی مدرن و کاهش اعضای خانواده و یکی بودن والدین در خانواده های امروزه، تغییراتی در فرآوری غذ، عادات غذایی مصرف کنندگان به وجود آورده که منجر به ایجاد رژیم غذایی نامتعادل می گردد.

    فیبرهای غذایی شامل پلی ساکاریدها و لیگنین های ذخیره ای و ساختمانی موجود در گیاهان می باشند. که در معده و روده کوچک انسان قابل هضم نیستند. فیبرهای غذایی برای حفظ سلامت انسان و جلوگیری از بروز بیماری ها و به عنوان یک جزء غذایی درمانی سودمند می باشند. دریافت روزانه 35-20 گرم برای یک فرد سالم بالغ و روزانه 5 گرم برای کودکان پیشنهاد می شود که به علت دریافت مقدار اندک منابع غذایی فیبر نظیر میوه جات، سبزیجات و غلات پر فیبر و خانواده لگوم ها این مقدار مطلوب مشاهده نشده است. دیدگاه استفاده از پری بیوتیک ها از مشاهداتی که نشان دهنده تحریک کنندگی انتخابی اینولین و فروکتوالیگوساکارید بر روی رشد بیفیدوباکتری ها که به طور قابل توجهی برای سلامت انسان مفیدند، منشاء گرفته است.

    پری بیوتیک به عنوان یک جزء خوراکی محسوب می شود که در روده کوچک هضم نمی شود و وارد قولون گشته و برای رشد باکتری های روده ای مفید می باشد. پری بیوتیک ها کربوهیدرات های غیر قابل هضم حاوی لاکتوز، اینولین و مقداری الیگوساکارید می باشند که تأمین کننده منابع کربوهیدراتی قابل تخمیر برای باکتری های مفید قولون هستند. بعضی از مواد نشاسته ای نیز در روده کوچک هضم نمی شوند و به قولون می رسند و به عنوان منابع کربوهیدراتی قابل تخمیر در دسترس باکتری های سودمند قولون قرار می گیرند. پلیمر زیستی دیگری مانند چیتوسان می توانند به عنوان یک پری بیوتیک در طی مراحل ساختن کپسول های کوچک از فیبرها مورد استفاده قرار بگیرد.

    انتخاب موادی که به عنوان بسته بندی یا پوشش مورد استفاده قرار می گیرند بسیار مشکل است. مراحل تولید فیلم باید با محدودیت های تکنولوژی سازگار شوند برای مثال برای مواد حساس به دماهای بالا (مانند بعضی ویتامین ها)، و مراحل تحت دمای پائین برای مواد ارزشمند و یا خارج کردن مواد. تولید مواد می تواند توسط چندین عامل، فعال و کنترل شود مانند رطوبت ( بسیاری از پلیمرها در حضور رطوبت خاصیت پلاستیکی پیدا می کنند، این رطوبت ممکن است به خاطر مواد خوراکی ایجاد شود ) و )PH  بعضی پلی پپتیدها که از میکروارگانیسم ها به دست می آیند می توانند تغییرات ساختمانی را در مواجه شدن با تغییرات شرایط PH تحمل کنند(.

    ر وش دیگر برای دستیابی که کنترل پخش مناسب توسط بسته بندی با موادی مانند حصیر با قرار دادن در قوطی های درب دار، یا با استفاده از بالشتک های چند لایه متصل به ساختمان به عنوان دیواره های بسته بندی است. ساختمان پوشش زیست فعال می تواند شامل سه لایه باشد برای مثال: لایه کنترل کننده / لایه منشاء (ماتریکس) / لایه مسدود کننده. لایه داخلی، لایه کنترل کننده است که برای دستیابی به ماده فعال توسط کنترل سریع انتشار زیست فعال یا اعمال عملگر، محدودیت برای حفاظت زیست فعال از تماس با رطوبت در غذاهای بسته بندی شده می باشد. لایه منشاء که دربردارنده مواد عملگر در محلی امن و عمر ماندگاری طولانی، و لایه مسدود کننده از انتقال عوامل به بیرون بسته بندی یا تماس با سختمان قبلی جلوگیری می کند.

    بزرگترین محدودیت این تکنولوژِی این است که مواد عملگر که برای این بسته بندی ها پیشنهاد شده اند ترکیباتی غیر فرار هستند که به طور مستقیم در تماس بین بسته بندی و غذا قرار می گیرند. بنابراین، در مواد غذایی جامد، این تکنولوژی به شکل فیلم های خوراکی می تواند به کار رود. فیلم های خوراکی قرن ها برای بسته بندی غذاها کاربرد داشته اند. این فیلم ها از جابجایی مواد از یک ماده به اجزای ماده خوراکی جلوگیری می کنند، ظاهر میوه ها و سبزی ها را قابل مشاهده می نماید، و شامل دیگر ترکیباتی می باشند که اثر حشرات، میکروارگانیسم ها، عوامل اکسیداسیون و دیگر عوامل دخالت کننده که ممکن است باعث فساد محصول شوند را به تأخیر می اندازد.

    ا خیراً تحقیقات نشان می دهد که استفاده از بعضی مواد ضد میکروبی مثلاً نوعی ورقه نازک پلاستیکی در بسته بندی پنیر برای حفظ اجزای مفید آنها موفقیت آمیز است. همچنین این فیلم های خوراکی می توانند به شکل پلی ساکارید ( نشاسته، چیتوسان، آلژینات و... )، پروتئین ( ژلاتین، پروتئین های لوبیا، گلوتن گندم و.... ) و لیپید ( موم، تری گلیسرید، اسیدهای چرب و...) باشند که برای مواد خوراکی مختلف استفاده می شوند.

    میکرو و نانو کپسوله کردن کپسوله کردن به روش میکرو، تکنولوژی جدیدی برای بسته بندی مواد جامد، مایع یا گازی در کپسول های بسیار کوچک شناور در آب است که محتویات آنها می توانند به روش های خاص تحت شرایطی کنترل شود. کپسوله کردن شامل مشارکت اجزاء مواد خوراکی، آنزیم ها، سلول ها یا دیگر موارد در پوششی کوچک است. کاربرد این روش به خاطر اینکه مواد در پوشش قرار داده شده از رطوبت، گرما یا دیگر شرایط حفاظت می شوند، افزایش یافته است. روش های مختلفی برای شکل گیری کپسول به کار گرفته می شود که شامل خشک کردن پاششی، سرد کردن پاششی و پوشاندن توسط لیپوزوم می باشد. چربی ها، نشاسته، دکسترین، آلژینات، پروتئین و لیپیدها می توانند به عنوان موادی که در پوشش قرار می گیرند باشند.

    روش های مختلفی برای توزیع اجزای کپسول ها وجود دارد مانند مراحل خاص یا تشخیص آنها با تغییرات PH، دما، پرتو افکنی یا شوک اسمزی. در صنایع غذایی، معمول ترین روش استخراج با حلال می باشد. مثلاً اضافه کردن آب به نوشیدنی های خشک نمونه ای از این روش می باشد. با وجود اینکه هر ماده ای می تواند در پوشش قرار داده شود، این روش ارزان نیست و بنابراین از دیدگاه اقتصادی برای بعضی از اجزاء مانند پروبیوتیک، پری بیوتیک، سینبیوتیک و روغن های دریایی که موجب افزودن ارزش غذایی محصولات می شوند، استفاده می گردند.

    بسته بندی آنزیمی: در ابتدا تثبیت آنزیم ها در مواد در خطوط تولید مواد غذایی کاربرد داشت ولی پیشرفت تکنولوژی استفاده از آنزیم های آزاد از قبیل توانایی استفاده مجدد، افزایش پایداری حرارتی، مقاومت در برابر پروتئازها و دیگر ترکیباتی که باعث تغییر شکل آنها می شوند و بهبود فعالیت آنها را در بر داشته است. به هر حال، اخیراً این روشها در بسته بندی ها مورد توجه قرار گرفته است.

    هدف این مواد زیست فعال کاتالیز کردن یک واکنش که از دیدگاه تغذیه ای سودمند است می باشد. به عنوان مثال، کاهش غلظت ترکیبات نامطلوب مواد غذایی، یا تولید مواد خوراکی سودمند برای سلامت بدن. اخیراً آزمایش هایی که در آنها آنزیم ها در آنها سیالیت خود را از دست می دهند گزارش شده است. استفاده از این گونه بسته بندی ها، ارزش مواد غذایی را در طی مراحل تولید زیاد می کند. برای مثال، شیر UHT که طی مراحل مرسوم تولید می شود، می تواند در پوشش زیست فعال بتا-گالاکتوزیداز بسته بندی شود و در طول انبارداری فرآورده به شیر کم لاکتوز یا بدون لاکتوز تبدیل گردد. روش های جدید که برای تثبیت آنزیم ها یا تمام سلول ها استفاده می شود به 5 مرحله تقسیم می شود: جذب سطحی، پیوند یونی، اتصال کووالانسی، اتصالات عرضی، و کپسوله کردن

    با توجه به اینکه روش های تثبیت، اتصالات کووالانسی و عرضی شامل جداسازی سطوح پلیمر یا استفاده از مواد شیمیایی سمی مانند گلوتارآلدهید می باشد، معمولاً برای استفاده در مواد غذایی مناسب نیستند. برای مقابله با این نقیصه، مواد معدنی حمایت کننده می توانند به مواد پلیمری اضافه شوند که علاوه بر توسعه مکانیکی، در پیوند با آنزیم ها بسیار سودمند هستند. روش کپسوله کردن که توسط اندرسون و همکاران در سال 2002 استفاده می شد برای تولید ورقه های خورنده اکسیژن بر پایه آنزیمی بود. آنزیم های محلول، شامل افزودنی های مختلف بود که بر روی یک کاغذ حامل که بین دو ورقه پلی اتیلن قرار داشت به کار می رفت. سپس ورقه ها تحت فشار گرما داده می شدند و موفقیت آمیز بودن آنها و نداشتن کمبود و یا نقصی در آنها مشاهده و ثابت می گشت. احتمالاً این روش آسان در دیواره های پوشش بسته بندی می تواند برای دیگر آنزیم ها با عملکردهای زیست فعال به کار رود. با این وجود واضح است، با تغییر شکل اجزای مواد غذایی، محصول باید قادر باشد در تماس با آنزیم تثبیتی و کل سلول قرار بگیرد، بنابراین آسان تر این است که در تماس مستقیم با دیواره های خوراک قرار بگیرند.

    منبع مطلب : masood98.blogfa.com

    مدیر محترم سایت masood98.blogfa.com لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    تغذیه در بندپایان

    تغذیه NUTRITION

    تغذیه عبارت است از عناصر شیمیایی مورد نیاز برای موجود زنده برای رشد ، بقا و نگهداری بافت ها تولیدمثل و فراهم نمودن انرژی برای انجام موارد مذکور است . بیشتر این مواد شیمیایی بوسیله غذا تامین می شوند اما سایر موارد توسط خود حشره سنتز می شوند . در بعضی حشرات میکرو ارگانیسیم هایی در تامین برخی از مواد مزبور سهیم اند .

    1 – احتیاجات غذایی

    بیشتر حشرات از لحاظ کیفی نیازهای غذایی مشابهی دارند زیرا ترکیبات شیمیایی بافت ها و واکنشهای متابولیکی آنها تقربا مشابه است . بیشتر این احتیاجات بوسیله غذا تامین می شود . بعضی از ترکیبات شیمیایی نیز توسط غذا تامین می شوند که در آنها غذاهای ضروری گفته می شود که در ( جدول 1-4 ) آمده است . سایر موارد نیز ممکن است بوسیله خود حشره از ترکیبات غذا سنتز شود . احتیاجات غذایی و ترکیبات شیمیایی یک گونه ممکن است بعضی اوقات از مراحل یا فصلهای قبل تامین شود . علیرغم تشابهات زیاد اختلاافات عمده ای نیز در احتیاجات غذایی دیده می شود ، که آنها نتیجه بررسی های تغذیه روی مواد شیمیایی با کمیت و کیفیت متفاوت است .

    1 – 1 - اسیدهای آمینه

    اسیدهای آمینه برای تولید پروتئین ضروری بوده و برای ساختمان اختصاصی آنزیمها و انتقال و ذخیره و همچنین مولکولهای گیرنده است . بعلاوه بعضی اسیدهای آمینه در morphogenesis نقش ایفا می کنند tyrosine برای اسکلرتیزاسیون کوتیکول ضروری بوده و tryptophan برای سنتز رنگدانه های بینایی کاربرد دارد . سایر موارد از جمله y-amino butric acid و glutamate جزء انتقال دهنده های عصبی neuro transmitters می باشند . proline در بعضی بافتها و برخی حشرات یک منبع مهم انرژی می باشد .

    اسیدهای آمینه معمولا در جیره غذایی به عنوان پروتئین وجود دارد و ارزش هر پروتئین برای یک حشره بستگی به اسیدهای آمینه آن و قابلیت هضم آن توسط حشره دارد . اندازه پروتئین ها بطور قابل ملاحظه ای به قدرت یا توانایی هضم آنها توسط حشره بستگی دارد . اگرچه پروتئین ها شامل 20 اسید آمینه مختلف می باشند ولی معمولا فقط 10 تا از آنها برای حشره ضروری می باشند . آنها در جدول و شکل 1 – 4 لیست شده اند . در صورت فقدان هر یک از اسیدهای آمینه رشد متوقف می شود . در بعضی از حشرات اسیدهای آمینه جز نیازهای ضروری می باشند . اسیدهای آمینه پرولین برای پشه ( Culex ) و چند گونه از دوبالان و نیز کرم ابریشم ( bombyx ) ضروری می باشد . اسید اسپارتیک یا گلوتامیک اسید برای مگس Phormia و کرم ابریشم ضروری می باشد . اگر چه بعضی اسیدهای آمینه ضروری نبوده ولی بر آنها ضروری می باشند . زیرا که سنتز یا تبدیل آنها به اسیدهای آمینه ضروری مستلزم صرف انرژی و دفع مواد مازاد دارد . بنابراین علاوه بر اسیدهای آمینه ضروری alanine و glycine یا serine برای رشد مناسب کرم ابریشم ضروری هستند . این اسید آمینه های غیر ضروری شامل بیش از 50% کل اسیدهای آمینه مورد نیاز برای رشد مناسب در یک جیره غذایی می باشد . ( شکل 1-4 ) سنتز وسیع اسیدهای آمینه غیر ضروری توسط تعداد محدودی حشرات انجام می شود . تریوزین یک اسید آمینه کلیدی برای فرآیند اسکلروتیزاسیون کوتیکول می باشند . اما حشرات نمی توانند حلقه های آروماتیک را سنتز کنند . بنابراین سنتزیتریوزین فقط از طریق سنتز ترکیباتی که دارای ساختمان مشترک هستند انجام می شود . Phenylalanine یک اسید آمینه آرماتیک دیگر همچون اسید پروتوکاتکوئیک ( Protocatechuic acid ) و Gallic acid در اسکلروتیزاسیون کوتیکول استفاده کنند . همچنین فنیل آلانین و تریوزین برای سنتزهای پروتئین نگهداری می شوند ، این ترکیبات غیر مغذی بوده و برای سایر حشرات مضر می باشند . Sulfur شامل اسیدهای آمینه ای است که فقط از دیگر اسیدهای آمینه شامل Sulfur تولید می شوند . در نتیجه Cystine و Cysteine می تواند از methionine که در جیره غذایی غیر ضروری بوده تولید شوند ، اگر متیونین فراوان باشد . اگر چه سنتز اسیدهای آمینه ابتدا در اجسام چربی بوده ولی در دیگر بافتها نیز اتفاق می افتد . مولکولهای اسکلتی ممکن است ناشی از گلوکز یا استات شامل ترکیباتی که در گلیکولیز یا در سیکل تری کربوکسیلیک اسید باشند . این ترکیبات اسیدهای آمینه که با افزایش آمینی یا بوسیله انتقال یک گروه آمینی به اسید آمینه قبلی ( Transamination ) می باشند . گلوتامین اغلب نقش اصلی را در این واکنشها که مثل ورود نیتروژن به سیستم و پراکنده شدن در بین اسیدهای آمینه مختلف می باشد . ترانس آمیناسیون یک پدیده مشترک در کرم ابریشم است که 19 تا از اسیدهای آمینه شناخته شده در واکنشهای گروه آمینی ترانس آمیناسیون شرکت می کنند .

    آنزیم شناسی:

    موجودات زنده به واسطه وقوع انواع گوناگون واکنشهای بیوشیمیایی توانایی ادامه حیات را کسب نموده اند. تقریباً تمامی این واکنشها به وسیله گروهی از مواد حیاتی موسوم به آنزیمها انجام می شوند. آنزیمها کاتالیزورهای زیستی هستند.

    آنزیمولوژی دانش مطالعه آنزیمهاست و قدمتی برابر با اولین روزهای ظهور دانش بیوشیمی دارد. این علم از اوایل قرن دهم در جریان توجه به فرآیندهای تخمیر و هضم، پا به عرضه وجود نهاد . در آغاز با مشاهده انجام نشدن واکنشهای بیوشیمیایی در آزمایشگاه، لوئی پاستور و سایر دانشمندان تصور نمودند که سیستمهای زنده تحت تاثیر نیروی حیاتی هستند که به آنها اجازه عدول از قوانین طبیعی حاکم بر مواد بی جان را می دهد. برخی محققین از جمله Justus Von Leibig پیشنهاد نمودند که فرآیندهای حیاتی تحت تاثیر مواد شیمیایی که در ابتدا (فرمانت) خوانده می شدند انجام می شوند.

    در واقع کلمه آنزیم از لغت یونانی en به معنای (در) و Zyme به معنای (مخمر) در سال 1878 و به منظور تاکید بر وجود عاملی در مخمر، غیر از خود مخمر، که فرآیند تخمیر را انجام می داد اقتباس گردید. بعدها Edward Buchner نشان داد که شیره عاری از سلولهای مخمر می تواند سنتز اتانل از گلوکز را انجام دهد(تخمیر الکلی)

    این فرایند شیمیایی عملاً طی یازده مرحله کاتالیز آنزیمی انجام می شود. ترکیب شیمیایی آنزیمها تا سال 1926 به درستی مشخص نشده بود تا اینکه Summer آنزیم اوره آز که واکنش هیدرولیز اوره به آمونیاک و دی اکسید کربن را کاتالیز می نماید به شکل متبلور به دست آورد و ثابت نمود که بلورهای مذکور ماهیت پروتئینی دارند. از آن زمان به بعد مطالعات آنزیمولوژی به وفور مشخص نمود که اغلب آنزیمها از جنس پروتئین هستند( برخی گونه های RNA نیز خصوصیت کاتالیتیکی دارند. )

    1-1- خصوصیات کلی آنزیمها :

    به طور کلی آنزیمها تابع همان قوانین حاکم بر رفتار سایر مواد هستند، به علاوه آنزیمها در مقایسه با کاتالیزورهای شیمیایی دارای ویژگیهایی اختصاصی می باشند که به برخی از آنها اشاره می شود.

    1-1-1- سرعت واکنشهای آنزیمی بیشتر است.

    سرعت واکنشهایی که توسط آنزیمها کاتالیز می شوند عموماً******** مرتبه بیشتر از واکنشهای معادل فاقد کاتالیزور است وحداقل چندین برابر بیش از واکنشهای مشابهی است که توسط کاتالیزورهای شیمیایی کاتالیز می شوند.

    2-1-1- شرایط واکنشهای آنزیمی ملایم تر است.

    واکنشهای آنزیمی معمولاً در شرایط نسبتاً ملایم مانند دمای نه چندان بالا، فشار اتمسفری و PH نزدیک به خنثی انجام می شوند، در حالیکه کاتالیزورهای قوی شیمیایی بر خلاف آنزیم ها اغلب به دما و فشار بالا و PH اسیدی و بازی قوی نیاز دارند.

    3-1-1- آنزیمها نسبت به واکنشهایی که کاتالیز می کنند ویژگی بیشتری دارند.

    آنزیمها در مقایسه با کاتالیزورهای شیمیایی، ویژگی فوق العاده بالاتری نسبت به ماهیت سوبسترا (ماده واکنش دهنده) و فرآورده های واکنش نشان می دهند، این بدان معناست که واکنشهای آنزیمی به ندرت دارای فرآورده های جانبی ناخواسته هستند.

    4-1-1- آنزیمها قابلیت تنظیم دارند.

    فعالیت کاتالیتیکی بسیاری از آنزیمها نسبت به تغییرات غلظت موادی به جز سوبسترا ، حساس است. مکانیسمهای این نوع فرآیندهای تنظیمی شامل کنترل آلوستریکی، تغییرات کووالان در ساختار آنزیمها و تغییر در میزان سنتز آنها می باشد.

    طبقه بندی آنزیمها بر حسب نوع واکنش :

    طبقه بندی نوع واکنش

    1- اکسیدارودکتاز واکنشهای اکسیداسن – احیاء

    2- ترانسفرازها واکنشهای انتقال گروههای عاملی

    3- هیدرولازها واکنشهای هیدرولیز کننده

    4- لیپازها واکنشهای حذف گروهها با ایجاد پیوند دوگانه

    5- ایزومرازها واکنشهای ایزومریزاسیون

    6- لیگازها واکنشهای سنتز یا الحاق دو مولکول همراه با مصرف انرژی

    - ویژگی فوق العاده آنزیمها نسبت به سوبسترا:

    ماهیت نیروهای غیر کووالانی که به کمک آنها سوبسترا و سایر مولکولها به آنزیم متصل می شوند، مشابه نیروهایی است که ساختار سه بعدی پروتئینها را شکل می دهند. این نیروها شامل بر هم کنشهای واندروالسی، پیوندهای هیدروژنی و نیروهای هیدروفوبیک(آبگریز) هستند.

    به طور کلی محل اتصال سوبسترا به صورت حفره یا شیاری در سطح مولکول آنزیم تعبیه شده و مکمل شکل هندسی سوبسترا است.

    به علاوه واحدهای اسیدهای آمینه مستقر در این جایگاه آن چنان تنظیم شده اند که به گونه ای اختصاصی حداکثر جاذبه را با سوبسترا برقرار می نمایند. مولکولهایی که از لحاظ شکل و یا گروههای عاملی با سوبسترا تفاوت دارند، نمی توانند به طور موثر با آنزیم وارد واکنش شوند. مطالعات پرتو ایکس نشان می دهد که جایگاه اتصال سوبسترا در بیشتر آنزیمها تا حد زیادی در ساختار آنزیم از قبل تعبیه شده است. لیکن به هنگام نزدیکی و اتصال با سوبسترا تغییرات اندکی در ساختار فضایی جایگاه اتصال پدید می آید، این پدیده به قالب القایی موسوم است.

    به منظور درک راهکار کاتالیز سریع و ویژگی واکنشهای آنزیمی توجه به موارد زیر دارای اهمیت است:

    1- جایگاه فعال آنزیم در مقایسه با حجم کل آنزیم فضای بسیار کوچکی است.

    2-جایگاه فعال دارای ساختار سه بعدی است- اسیدهای آمینه و کوفاکتورها در جایگاه فعال در آرایش دقیق و صحصح نسبت به یکدیگر و هم چنین مولکول سوبسترا قرار دارند. شکل گیری ساختار سه بعدی جایگاه فعال آنزیم نتیجه تشکیل ساختار سه بعدی مولکول آنزیم است.

    3- بر همکنشهای اولیه بین آنزیم – سوبسترا اغلب از نوع غیر کووالانی هستند و اتصال از طریق پیوند هیدروژنی، الکتروستاتیک، برهم کنشهای هیدروفوب(آب گریز) و نیروهای واندروالس انجام می شود.

    4- موقعیت جایگاه فعال آنزیم در ساختار پروتئین عموماً سطحی و به صورت حفره یا شیارمی باشد.

    5- ویژگی استفاده از سوبسترا و ابسته به آرایش اتمها در جایگاه فعال آنزیم و مکمل بودن آن با مشکل سوبسترا است.

    - اکنون این پرسش مطرح می شود که اهمیت استفاده از آنزیمها در کاتالیز یک واکنش شیمیایی چیست؟ در پاسخ به این پرسش باید گفت که آنزیمها ، همانند اکثر کاتالیزورهای شیمیایی و فیزیکی، سرعت رسیدن به تعادل را افزایش می دهند و به عبارت دیگر، آنزیمها سرعت واکنشهای شیمیایی را افزایش می دهند. افزایش سرعت نکته کلیدی استفاده از آنزیمها در مسیرهای متابولیکی است و بدون دخالت آنزیمها تعدادی از واکنشهای متابولیکی به قدری کند انجام می شوند که تداوم حیات عملی نخواهد بود. همچنین استفاده از آنزیمها برای انجام واکنشهای آنزیمی وابسته به میزان افزایش سرعت توسط آنها می باشد و به علاوه ویژگی سوبسترایی نیز توسط کاتالیز آنزیمی ایجاد می شود. بنابراین اهمیت اسامی آنزیمها هم بر ای سیستم های بولوژیک و هم در استفاده های تجاری تولید مقادیر زیاد محصول در یک زمان کوتاه است.

    - مجاورت سوبسترا:

    چندین عامل در ارتباط با تسریع واکنش، پس از اتصال سوبسترا به جایگاه فعال آنزیم وجود دارد. یکی از مشخص ترین این عوامل، تماس نزدیک مولکولهای سوبسترا با گروههای فعال موجود در جایگاه فعال آنزیم می باشد. هنگامیکه مولکولهای سوبسترا در مناطق مشخص درجایگاه فعال آنزیم قرار گیرند، غلظت موثر آنها د رمقایسه با حالت آزاد افزایش می یابد.

    یک جنبه مهم دیگر از اثر مجاورت سوبسترا ها این است که ساختار جایگاه فعال آنزیم به گونه ای طراحی شده که مولکولهای سوبسترا در آرایش مطلوب برای واکنش قرار گیرند.

    آنزیم های گوارشی در حشرات

    آنزیمهای هضم در دستگاه گوارش به سه دسته تقسیم می شوند.

    1- آنزیم های هضم کربوهیدرات ها (Carbohydrate digesting enzymes)

    2- آنزیم های هضم چربی چربی ها ( Lipid digesting enzymes)

    ۳- آنزیم های هضم پرو تئین ها (Proteine digesting enzymes)

    آنزیمهای هضم کربوهیدراتی به وسیله غدد بزاقی یا اپی تلیوم معده میانی ترشح میشوند . رژیم غذایی نشاسته و ترکیبات کربوهیدارتی به جز سلولز که اکثر حشرات نمی توانند آن راهضم کنند توسط حشرات گیاهخوار بلعیده می شود و گلیکوژن نیز که باز یک ترکیب کربوهیدرای است به وسیله حشرات گوشتخوار مورد تغذیه قرار می گیرد.

    ۲- آنزیم های هضم چربی چربی ها ( Lipid digesting enzymes)

    اغلب چربیهای خورده شده توسط یک حشره شامل تری آسیل گلیسرولها است.

    لیپاز از معده میانی ترشح می شود و در برخی حشرات احتمالاً از همزیستهایی که از اسیدهای چرب و تری آسیل گلیسرول تغذیه کرده اند ترشح می شود. در تعدادی از حشرات مورد مطالعه هیدرولیز تری آسیل گلیسرول به آهستگی صورت می گیرد

    تری آسیل گلیسرول طبیعی اغلب در مخلوط کمپلکس اسیدهای چرب طویل ، زنجیری استری همراه با گلیسرول است. در نتیجه در مطالعات آزمایشگاهی سنجش آنزیمی سوبسترای آن اغلب triolein یا tripalitin است.

    که در هر سه اسید چرب به ترتیب اولئیک یا پالمیتیک است.

    عوامل امولسیون شدن که قادر است آنزیمهای آبدوست را با سطح آبگریزتری آسیل گلیسرول تماس دهد در هضم لیپیدها خیلی مهم است.

    عوامل امولسیون شدن طبیعی به طور گسترده در معده حشرات هنوز ناشناخته است . امام آمینو اسیدها،‌ پروتئینها و کمپلکسهای آسیل آمین چرب به عنوان امولسیون کننده در بعضی حشرات عمل می کنند.

    اجزاء ترکیب کننده سطح glycocalyx در معده ممکن است در امولسیون شدن چربیها و در بیشتر کردن تماس بین لیپازها و تری آسیل گلیسرولها کمک کند.

    3-آنزیمهای هضم پروتئین

    هضم پروتئین درحشرات به وسیله گروههایی از آنزیمهای هضم پروتئین انجام می شود. برخی از اینها آزادانه در لومن معده هستند درحالیکه برخی دیگر به غشاء باند شده اند.

    به طور کلی آنزیمهایی که روی پیوندهای پپتیدی اثر می گذارند به دوگروه تقسیم می شوند.

    1- Endopeptidase = Endoprotease

    2-ٍExopeptidase = Exopreotease

    مشخصه ای که اختلاف بین این دو گروه را نمایان می کند این است که اندوپروتئازها به پروتئینهایی که بین اسید آمینه معینی اینکه شده اند حمله میکنند. و زنجیره پروتئینی را از وسط می شکند و آن را به پلی پپتیدها تجزیه می کند.

    در حالیکه اگزوپروتئازها به یکی از دو انتهای زنجیره پروتئینی حمله میکند و از ناحیه انتهایی آمینو اسید با عث قطع زنجیره می شود. (Barrett and Rawlings,1991) پروتئینازها به چهار دسته سرین، سیستئین، آسپارتیک اسید و متالوپروتیناز تقسیم می شوند . اندو پروتئازها را به عبارتی پروتئیناز هم می گویند که به گروههای کوچکتری تقسیم می شوند.

    روش‌های ترشح آنزیم‌های گوارشی در روده‌ی میانی حشرات :

    ترشح آنزیم‌های گوارشی به داخل لومن روده به دو روش انجام می‌شود. هنگامی که آنزیم‌ها به فاصله‌ی کمی بعد از سنتز شدن از سلول‌ها آزاد می‌شوند، این روش را ترشح طبیعی می‌نامند. در روش دوم که ترشح تنظیم شده نام دارد، آنزیم‌های سنتز شده اغلب تا رسیدن یک سیگنال رهاسازی، به شکل یک زایموژن (پروتئینی است دارای یک توالی پپتیدی که تا وقتی که این توالی وجودداشته باشد، از فعالیت آنزیمی جلوگیری می‌کند) ذخیره می‌شوند. در بیش‌تر حشراتی که تا به امروز مطالعه شده‌اند، ترشح طبیعی مشاهده گردیده است. دو تا از ویژگی‌های به خوبی مطالعه شده‌ی دستگاه گوارش مهره‌داران- ذخیره شدن آنزیم‌ها به شکل زایموژن‌های غیرفعال و تحریک شدن ترشح آنزیم‌ها توسط خود غذا- در حشرات نیز اتفاق می‌افتند.

    سیگنال‌های لازم برای ترشح آنزیم‌های گوارشی ممکن است ناشی از تحریک ایجاد شده توسط غذای خورده شده (که در این حالت کنترل پرندیال نامیده می‌شود)؛ ناشی از تحریک هورمونی؛ و ناشی از کنترل پاراکرین (آزاد شدن فاکتورهایی از سلول‌های درون‌ریز روده) باشند. تشخیص دقیق این سازوکارهای کنترل آنزیم‌ها در بررسی‌های آزمایشگاهی همیشه میسر نیست و ممکن است بین سازوکارهای یاد شده همپوشانی اندکی وجود داشته باشد. به طور معمول، سازوکارهای کنترل پاراکرینی و پرندیانی ترشح آنزیم‌ها در حشرات عمومیت بیش‌تری دارند. پروتئین‌های موجود در غذا در بسیاری از حشرات، محرک ترشح آنزیم‌های گوارشی هستند. این که آیا این پروتئین‌ها مستقیما بر روی سلول‌های ترشح کننده‌ی آنزیم‌ها تاثیر می‌گذارند (سازوکار پرندیال) و یا از طریق تاثیر بر روی سلول‌های درون‌ریز موجود در روده‌ی بسیاری از حشرات عمل می‌کنند (سازوکار پاراکرین) عمل می‌کنند، به خوبی معلوم نشده است.

    سلول‌های روده‌ی میانی آنزیم‌ها را به سه روش ترشح می‌کنند. در معمول‌ترین روش ترشح آنزیم‌ها که ترشح مروکرین یا اگزوسایتوزیس نام دارد، آنزیم‌ها در داخل دستگاه گلژی سلول‌های ستونی، فراوری و تولید می‌شوند و در داخل وزیکول‌های کوچکی بسته‌بندی می‌گردند. این وزیکول‌های حاوی آنزیم، با غشای پلاسمایی سلول یکی (آمیخته) می‌شوند و آنزیم‌ها به داخل لومن روده رهاسازی می‌گردند. در روش دیگر که ترشح هولوکرین نامیده می‌شود و احتمالا هزینه‌برتر و بنابراین شکل کم‌تر معمول ترشح می‌باشد، کل سلول روده‌ی میانی تخریب و محتویات سیتوپلاسمی آن به داخل لومن روده تخلیه می‌شود. در حالت تغییر یافته‌ی این روش که ترشح آپوکرین نام دارد، تنها قسمتی از سلول، و به طور معمول فقط غشاهای ریزپرزها، کنده و وارد لومن روده می‌شود. روش بیش‌تر تغییر یافته‌ی ترشح آپوکرین، ترشح میکروآپوکرین است که درآن، وزیکول‌های کوچک تک یا دوغشایی از ریزپرزهای سلول کنده می‌شوند. روش‌های ترشح آپوکرین و میکروآپوکرین ویژگی‌های قسمت جلویی روده‌ی میانی هستند در حالی که اگزوسایتوزیس اغلب در قسمت عقبی روده‌ی میانی اتفاق می‌افتد. سازوکار ترشح آنزیم‌ها ممکن است مرتبط با ناحیه‌ی خاصی از روده و عملکرد خاص آن قسمت باشد. به عنوان مثال، قسمت جلویی روده‌ی میانی اغلب در جذب فراورده‌های گوارش یافته نقش دارد و ترشح آپوکرین یا میکروآپوکرین در این ناحیه ممکن است یک سازگاری در جهت انتشار محتویات وزیکول‌های ترشحی به داخل لومن روده‌ی میانی باشد، آن هم در ناحیه‌ای که در فرایندهای جذب مواد غذایی نقش دارد.

    2 - 1 - کربوهیدراتها

    کوتیکول حشرات شامل کتین و یک پلی ساکارید می باشد . کربوهیدراتها از غذای اصلی حشرات محسوب می شوند . آنها ممکن است به چربی یا اسید آمینه تبدیل شوند . اگر چه انها از ترکیبات مهم جیره غذایی بیشتر حشرات می باشند ولی آنها از عناصر غیر ضروری می باشند . زیرا که آنها می توانند از اسیدهای آمینه یا چربیها سنتز شوند . بعضی حشرات می توانند با جیره غذایی بدون کربوهیدراتها زندگی می کنند . برای مثال در مگس Galleria که روی بافتهای زنده جانوران تغذیه می کند و بوسیله Wax موجود در جیره جایگزین می شود . با وجود این بیشتر حشرات با جیره غذایی حاوی کربوهیدرات و پروتئین رشد بهتری را دارند . برای نمونه ملخ Schistocerca برای رشد خوب به حداقل 20% کربوهیدرات در جیره غذایی نیاز دارد . ( شکل 2 – 4 ) . رشد Tenebrio با کربوهیدرات حداقل 40% متوقف و با 70% کربوهیدرات رشد مناسبی را خواهد داشت . مصرف کربوهیدراتهای مختلف به توانایی حشرات به هیدرولیز کردن پلی ساکاریدها بستگی دارد . آمادگی هایی لازم است که با ترکیبات مختلف سیستم آنزیمی زمینه لازم را برای فرآیندهای متابولیکی فراهم گردد . بعضی از حشرات قادر هستند که طیف وسیعی از کربوهیدراتها را مصرف کنند . زیرا آنها قادر هستند که ترکیبات پیچیده را هضم کنند . برای مثال Tribolium می تواند نشاسته ، مانیتول الکل ، رافاینوز تری ساکارید ، ساکاروز دی ساکارید ، مالتوز سلوبیوز هم چنین مونو ساکاریدهای مختلف راهضم کند . حشرات دیگر از ذخایر تولیدی خود تغذیه کرده وبعضی حشرات گیاه خوار ازجمله ملخ های Schistocerca و Locusta طیف وسیعی ازکربو هیدرات ها را مصرف می کنند ، اما سایر حشرات کیاه خوار بسیار محدود می باشند . ملخ Melanoplus نمی تواند پلی ساکارید ها رامصرف کند ولاروهای مگس Chila فقط ساکاروز ، مالتوز ،فروکتوز وگلوکز را می تواند استفاده کند.اکثر حشرات قادر نیستند سلولز ودیگر پلیمرهای گیاهی را مصرف کنند . زیرا آنزیم های آنها در دستگاه گوارشی آن حشرات وجود ندارد. دربعضی گونه ها ، این توانایی بوسیله میکرو ارگانیسم ها بوجود می آید . قند های پنتوز تا وقتی که به مونوساکارید ها تبدیل نشده اند کاملا هضم نمی شوند . باوجود این ، عموما رشد را ساپروت نمی کنند وممکن است که بصورت ترکیب سمی فعّال در آیند . شاید که آن ها بصورت قند های دیگر جذب شوند . بین لارو وحشرات کامل توانایی مختلفی در استفاده از کربو هیدرات ها وجود دارد . برای نمونه لارو Aedes می تواند از نشاسته وگلیکوژن استفاده کند ولی بالغین وحشرات کامل آن نمی تواند .

    3 – 1 لیپید ها

    اسیدهای چرب ، فسفولیپید ها واسترول ها ترکیباتی هستند که در دیواره سلولی عمل خاصی را انجام می دهند . حشرات قادر هستند بیشتر اسید های چرب وفسفو لیپید ها راسنتز کنند ، اگر چه آن ها ترکیبات غیر ضروری هستند ، اما تعدادی از حشرات به غذایی از اسید های چرب اشباع نشده وکل حشرات به استرول ها نیاز دارند .

    اسید های چرب

    اسید های چرب از سری همولوگ های عمومی C2H2n + 1COOH می باشند . درحشرات ، آن ها به صورت دی گلیسرید و تری گلیسرید می باشند . اسید های چرب مختلف بسیاری در ساختن این ترکیبات مشارکت دارند . در Anthonomus برای مثال 23 اسید چرب تشخیص داده شده است که دارای 6 تا 20 اتم کربن هستند . اما Palmetic و اسید اولئیک بیش از 60درصد کل را تشکیل می دهند . عموما اسید های چرب اصلی در حشرات تری گلیسرید ها فسفولیپید ها با 16 و 18 اتم کربن هستند . پالمتیک ( C 16 ) پالمیتولیک (C 16 ) ویا جفت پیوند ، (C 18 ) Stearic ، (C 18: 2 ) Oleic، (C 18: 2 ) Linaleicو (C 18:3 ) Linolenic . اسید های چرب اشباع نشده ( اسید های چربی که دارای چندین پیوند دوگانه بوده ) با20 اتم کربن در زنجیره ، دربسیاری از گونه های حشرات که ممکن است وجود داشته باشد . درنتیجه اسید های چرب اشباع نشده یک eicosanoids بوده همراه با فسفولیپید ها ممکن است درتعیین میزان تخم ریزی زنجره ها ودر تولید مثل تمام حشرات ضروری باشد . آن ها ممکن است در تنظیم دما و تجهیز لیپیدی در واکنش دفاعی لارو ها به باکتری ها درهمولنف مهم باشند . برخی حشرات مانند Acheta , Cockroach , Periplanet , Criket وبعضی مگس ها قادر هستند که اسید های چرب اشباع نشده موجود در جیره غذایی خود را سنتز کنند . سنتز اسید های چرب اشباع نشده در امتداد ترکیباتی است که باجمع شدن ( خلاصه ) بخش های 2 کربنی تهیّه می شوند . این عمل ممکن است باتولید ترکیبات اشباع نشده با پیوند های دو گانه همراه باشد ، ازجمله اسید استارئیک برعکس اسید اولئیک می باشد . در سایر حشرات در جیره غذایشان به مقدار کمی اسید های چرب اشباع نشده وجود دارد . پروانه ها عموما در جیره غذایشان اسید لینولئیک وجود دارد . میزان کم ( کمبود ) اسید لینولئیک درجیره غذایی Ephestia باعث می شود که بال ها بدون پولک باشد ، زیرا که پولک ها از جلد کوتیکول شفیره جدا نمی شوند . برخی حشرات قادر هستند اسید هایی را از اسید های 18 کربنه سنتز کنند (Lino Lenic acid Linoleic ) اما به منابع غذایی دیگر نیز لازم می باشد . ( Stanley – samuelson etal 1992 ) . برای مثال لارو مگس ها یک منبعی از اسید های چرب 20 کربنه رالازم دارند ، بدون آن ها بالغین ظاهر شده ضعیف بوده وقادر به پرواز نمی باشند . وضعیّت پیوند دو گانه واقع در اسید های چرب برای تغذیه حشرات مهم می باشند ( Dadd , kleinjan Stanley 1987 ) زیرا که لارو مگس اسید های چرب با پیوند دو گانه در موقعیّت co6 را نیاز داشته ولی برای لارو ( Galleria ) در موقعیّت co3 مفید می باشند . (شکل 3 – 4 ) .

    استرولها

    حشرات قادر به سنتز استرول ها نیستند . از جمله ترکیبات ضروری در جیره ، یک استرول می باشد ، اگر چه ممکن است استرول هایی از میکرو ارگانیزم های هم زیست بدست آورند .در بیشتر گونه ها ی حشرات کلسترولدرسنتز های پوست اندازی ضروری می باشد . حشراتی که بطور مستقیم کلسترول رابا تغذیه از بافت های جانوری بدست می آورند ، آن ها از استرول های کیاهی قادر به استفاده نمی باشند . ( جدول 2 – 4 ) بعضی گیاهان مقداری کلسترول دارند ، ولی اکثرا فاقد آن می باشند . اصلی ترین پروسه حشراتی که از گیاهان مشابه از لحاظ استرول تغذیه می کنند تولید کلسترول می باشند . (شکل4 – 4 ) . هورمون پوست اندازی ، یک استرول از استرول های ضروری در ترکیبات پرده پایه سلولی می باشد . در این عمل ضرورت کلسترول کمتر شده وبرای سنتز پوست اندازی استرول های دیگر جایگزین کلسترول می شوند ، گفته می شود که کلسترول نقش ناچیزی در sparing دارد . تعداد کمی از حشرات که در زیستگاه های خاصی تغذیه دارند ترجیحا از سایر استرول ها استفاده می کنند . که این مربوط به فقدان کلسترول در غذای طبیعی آن هاست . Drosophila pachea روی کاکتوس تغذیه می کند ، Lophocerus schottii فقط از استرول های schottenolو lophenol که مفید بوده استفاده می کنند ، اما از دیگر استرول های گیاه قادر به استفاده نیستند . از جمله گونه های سوسک xyleborus و ambrosia از قارچ های هم زیست تغذیه می کنند ، که کلسترول نداشته ولی این به تنهایی برای سوسک ها کفایت نمی کند ، ترکیب توسعه یافته با ارگوسترول یا 7 دی هیدرو کلسترول ، استرول های قارچی ضروری می باشند .

    ویتامین های محلول در چربی

    B – Carotene ( Provitamin ) : بتا کاروتن احتمالا یکی از ضروریات جیره غذایی حشره می با شد ، زیرا که از اجزا تشکیل دهنده رنگدانه ها می باشند . شاید که نقش های دیگری نیز داشته باشد ، از جمله تخم های ملخ Schisterca معمولا دارای بتا کاروتن کافی برای رشد لاروی می باشند . اما در حشرات پرورشی که روی جیره دارای یک کاروتن تغذیه داشتند ، تخم ها دچار کمبود کاروتن شده ورشد وپوست اندازی آن ها باتاخیر همراه می باشد . بعلاوه این حشرات کوچکتر ودارای فعّالیّت کمتر از معمول می باشند . بتا کاروتن هم چنین در حشرات گیاه خوار ( برگ خوار ) بصورت طبیعی تامین می شود . بدون آن آن ها نمی توانند رنگ های زرد وسبز در ملانیزاسیون تکمیل کنند .

    ویتامین E ( a – tocopherol ) : برای تولید مثل در بیشتر حشرات ضروری می باشد . وجود آن در جفت گیری بعضی شب پره ها وسوسک ها لازم بوده وفقدان آن باعث توقف دراسپرماتوژنی در سوسری ها بعد از تشکیل اسپر ماتید هاست .

    4 – 1 – فاکتورهای رشد محلول در آب

    B –Vitamins : ویتامین B ماده ارگانیک بوده ،ارتباطی با دیگران نداشته وبه مقدار کمی در جیره لازم می باشد ، زیرا که آن را می توانند سنتز کنند . آن ها اغلب در قالب کوفاکتور آنزیم های کالیزور متابولیک انتقالی عمل می کنند .تمام حشرات یک منبعی از هفت ترکیب را لازم دارند . که در جیره یا توسط میکرو ارگانیزم ها تولید می شود . آن هفت تا عبارتند از تیامین ، ربیوفلاوین ،نیکوتینیک اسید ، پیریدوکسین ، پانتوتنیک اسید ، فولیک اسید و بیوتین می باشند . بعضی از این ترکیبات نقش ساختمانی نیز دارند . بطور مثال بیوتین اجزا تشکیل دهنده آنزیم پیروات کربوکسیداز در زنبور عسل و احتمالا در دیگر حشرات این گروه نیز می باشند ( Tug hogedor n , 1992 ) . فولیک اسید برای بیو سنتز اسید نوکلئیک ضروری می باشد . در این کار ، ویتامین ها می توانند ذخیره شوند ، بیوتین بصورت اسید اولئیک وفولیک اسید بصورت اسید نوکلئیک در می آیند . برخی حشرات از جمله Tenebrid علاوه بر هفت ویتامین قبلی سایر ویتامین های گروه B مثل کراتنین رالازم دارند .

    Lipogenic compounds ( ترکیبات لیپوتیک ) : myo – inosital و choline از اجزای اصلی بعضی فسفو لیپید ها می باشند ، که بطور نسبی شامل phosphatidy lionsitols و phosphatidylcholines ( یا lecitins ) می باشند . در این حالت آن ها مقدار زیادی از ویتامین ها را نیاز دارند . اگر چه در مقایسه با اجزا اصلی جیره کم می باشند .

    Phosphatidylcholines از فسفولیپیدهای عمده در حشرات بغیر از مگس ها ( Diptera ) می باشند . ویک منبع غذایی از کولین برای کل حشرات ضروری می باشد . درDrosophila ، کولین وظیفه پیوند Spermatogenesis ,Oogensis راداشته وبعلاوه دارای نقش ساختمانی در فسفولیپیدهارا می باشند . کولین هم چنین پایه واساس انتقال عصبی استیل کولین را آماده وفراهم می کند ولی phosphatidylcholines کمتر شایع می باشد ، اگر چه شاید تری فسفات اینوزیتول دردومین فرستنده پیام عصبی تمام حشرات یافت می شوند . بعضی حشرات ، از قبیل سوسری ها ، ملخ ها ، برخی پروانه ها وبعضی سوسک ها اینوزیتول رادر جیره غذایی خود لازم دارند وشاید که سایر حشرات نیز از گلوکز قادر به سنتز آن باشند .

    Ascorbic acid : وظایف اسید اسکوربیک بعضا شناخته شده نیست ، اما کمبود آن موجب غیر طبیعی شدن پوست اندازی می شود .

    حدس زده می شود که با برخی پروسه های اسکلروتیزاسیون کوتیکول ربط داشته باشد . بیشتر حشراتی که روی گیاهان زنده تغذیه می کنند ، نیاز به اسید اسکوربیک در جیره غذایی خود دارند . در واقه حشراتی که از تیپهای دیگر تغذیه دارند ، این نیاز را ندارند . این روشن نیست که آیا این حشرات قادر به سنتز اسید اسکوربیک هستند یا اینکه آنها نمی توانند از آن استفاده کنند .

    Nucleic acids ( اسیدهای نوکلئیک ) : بیشتر حشرات در جیره غذایی نیازی به اسید نوکلئیک ندارند اما بعضی مگسها از قبیل Drosophila ، Cochliomyia و Culexبه ان نیاز دارند ، گمان نمی رود که سایر مگسها جهت رشد سریع و کاهش مرگ و میر خود نیاز به اسید نوکلئیک در جیره غذایی خود داشته باشند . بعضی ترکیبات از نوکلئوتیدها مثل RNA فعالیت زیادی داشته ولی DNA اینطور نمی باشد .

    5 – 1 – ترکیبات معدنی

    سدیم ، پتاسیم ، کلسیم ، منیزیم ، کلراید و فسفات از عناصر ضروری برای فعالیتهای سلولی و از ترکیبات ضروری در جیره غذایی تمام حشرات محسوب می شوند . این عناصر تقریبا در هر جیره غذایی مصنوعی یافت می شود . آهن عناصر اصلی سیتوکرومها بوده و باید در غذای حشره قرار بگیرد . روی و منیزیم همچنین ضروری می باشند ، در بیشتر حشرات هر دو فلز در سختی کوتیکول و آرواره های بالا موثر می باشند .

    2 – تعادل در تغذیه

    رشد با سطوح مختلف تغذیه ایجاد می شود . ولی رشد مناسب نیازمند سطوح متعادلی از تغذیه می باشد . به دو دلیل :

    اول : یک بی تعادلی ممکن است در انجام واکنشهای متابولیکی مقدار زیادی از ترکیبات ضروری را که در جیره غذایی به مقدار کمی موجود هستند به مصرف برسانند .

    دوم : تغییرات داخلی یک ترکیب به دیگری از واکنشهای با اهمیت می باشد که تهیه آنها محدود است .

    تعادل ترکیبات اصلی از قبیل اسیدهای آمینه ، پروتئین ها و قندها عموما در غذاهای طبیعی وجود دارند . حشراتی که از دیگر جانوران تغذیه کرده نیاز کمتری به اسیدهای آمینه نسبت به کربوهیدرات دارد . در مقابل در بافت های جانوری نسبت پروتئین از حجم بالایی برخوردار است . گونه هایی که از گیاه تغذیه می کنند ، عموما نیاز یکسانی به اسیدهای آمینه و کربوهیدرات دارند . این در ملخ ها ، سوسک ها و پروانه ها دیده می شود . در حشراتی که در جیره غذایی آنها به میزان بالایی از کربوهیدرات وجود دارد از قبیل تغذیه کننده های ( Phloen) آبکشی و سوسک های غلات نیاز بالایی به پروتئین دارد . جدا از نیازهای اصلی ، یک تعادلی بین ترکیبات اختصاصی و ضروری وجود دارد ، ملخ Shistocerca gregaria به خوبی روی کاهو رشد می کند و بطور متوسط در مدت سنین آخر لاروی افزایش 82% رشد دارد . در ضمن کاهو با داشتن یک میلیگرم در روز فنیل آلانین باعث افزایش 130% وزن این حشرات می شوند ( شکل 6 – 4 ) . حشراتی که از ترکیبات مشابه بالغ جمع شده و احتمالا با تریوزین جهت اسکلروتیزه کوتیکول جدید بکار گرفته می شود ( Bernays & Woodhead 1984 ) .

    نمونه دیگر از تاثیر اسید آمینه کاربرد پروتئین در Oogenesis مگسهای خونخوار می باشد . در اینجا ایزولوسین یک اسید آمینه ضروری می باشد . مگسهای ماده Aedes که از خون تغذیه می کنند ، حجم بالایی از ایزولوسیون را دریافت می کنند . برای تولید 35 تخم نیاز به 1 میلی گرم خون دارند . موقعی که از خون انسان تغذیه می کند ترکیباتی از اسیدهای آمینه بجز غلظت کمی از ایزولوسین دریافت می کند ، که فقط 24 تخم با 1 میلی گرم خون تولید می کنند . the former فقط 34% از اسیدهای آمینه مصرفی خود را وقتی که از خون انسان تغذیه می کند بدست می آورد ( Briegel 1995) . در ترکیبات کوچکتر غذایی نیز نیاز به تعادل می باشد . نیاز به RNA برای رشد مناسب مگس Drosophila کافی نباشد نیاز دوبرابر می شود . ولی اگر فولیک اسید موجود نباشد کازئین از 4% به 7% و دوبرابر شدن غلظت نیکوتنیک اسید و پانتوتنیک اسید و افزایش 6 برابر اسید فولیک برای رشد مناسب می باشد . مواد مغذی روی مواد شیمیایی غیر مغذی در جیره اثرات متقابل دارند . برای نمونه ترکیبات فنولیک که ترکیبات مشترکی در برگها می باشد ممکن است که قابلیت هضم پروتئینی در لاروها را کاهش دهند . بهرحال ممکن است اثرات متفاوتی روی حشرات مختلف بگذارند که بستگی به جایگاههای تغذیه ای آنها دارد . از طرف دیگر تانیک اسید برای ملخ ها مضر بوده ولی ممکن است توسط سایر حشرات مصرف شود . تانیک اسید و گالیک اسید می توانند توسط ملخ خای ( Anacridium) به عنوان فنیل آلانین در اسکلروتیزه کوتیکول تبدیل شوند .

    1 – 2 – تغییرات در تعادل تغذیه ها

    نیازهای تغذیه ای با تغییرات در تعادل تغذیه در یک حشره همزمان می باشد . زیرا که مطالبات مختلف برای رشد ، تولیدمثل ، دیاپوز و مهاجرت می باشد . درلارو حشرات عموما حجم نیتروژن در سنین پایین بیشتر از سنین بالاتر می باشد ، حداقل مقدار در قسمتی از مراحل آخر تجمع پیدا می کند . از ذخایر چربی برای زنده مانی ، رشد و تولید مثل استفاده می شود . لاروهای ابریشم باف ناجور در یک جیره مصنوعی با سطوح مختلفی از پروتئین ها و چربیها قرار داده شد . بعد جیره ای با سطح بالایی از چربی انتخاب گردید ( شکل A7 – 4 ) شاید دارای تغییرات مشترکی داشته باشد . ممکن است درون یک مرحله یک سری تغییرات انجام شود . برای مثال ، سوسری ( Supella ) کربوهیدرات زیادی نسبت به پروتئین که ابتدا نصف مقدار سن یک لاروی بوده نیاز دارد ( Cohen et al 1997) . از جمله حشرات هولومتابول که بالغین تغذیه ای ندارند ، جنسها در مراحل لاروی جیره مختلفی را انتخاب می کنند . لارو ماده شب پره ابریشم باف ناجور بیشتر از نر ، جیره با سطوح بالایی از پروتئین و نیتروژن را انتخاب کرده که برای رشد بعدی آن مفید می باشد ( شکل 7 – 4 ) . همچنین بالغین ، ماده ها نسبت به نرها نیاز بیشتری به پروتئین جهت تولید تخمها دارند . این حالت بیشتر در مگسها و دیگر حشرات خونخوار که ماده ها از خون و نرها از نکتار تغذیه می نمایند دیده می شوند ، بالغین هر دو جنس ملخ ( Oedoleus) تمایل به تغذیه از دانه های غلات بیشتر از برگ های آن دارد . این تمایل با یک دوره رشد بدنی که ماهیچه های پرواز فعالیت بالایی داشته همراه می باشد . آن ناشی از حجم بالای پروتئین دانه غلات نسبت به برگ هاست . همچنین در تکامل تخمدان ها ، ماده ها ترجیح زیادی برای دانه های غلات داشته ولی در نرها این ترجیح کمتر بوده و برای آن برگ ها و دانه غلات اهمیت یکسانی دارد ( Boys , 1978 ) . بعضی مگسها ماده تخمریزی نکرده تا اینکه آنها ابتدا از خون تغذیه داشته باشند که به آنها anautogenousگویند . سایر حشرات که autogenous هستند ابتدا بدون تغذیه از خون قادر به تخم ریزی می باشند . پروتئین لازم جهت تشکیل زرده تخم از پروتئین ذخیره شده در ماهیچه های پرواز بدست می آید . مگسهای anautogenous بیشترین پروتئین را از خون بی مهرگان بدست می آورند . مراحل بعدی سیکل Oogensis بستگی به گونه های خونخوار autogenous و anautogenous دارد . شکل های مختلفی از تغذیه ممکن است انجام شود در سایر گونه ها که بصورت شکلهای مجزا از Oogensis و vitellogenesis میزان پروتئین کاهش یافته و بعد از تخم ریزی دوباره افزایش می یابد . میزان قند باقی مانده کم و بیش ثابت می باشد ، اما بعضی اوقات میزان قند عکس میزان پروتئین است . تغییرات مشابه در ملخ ها رخ می دهد .

    روده به منزله‌ی یک هدف بالقوه برای مدیریت جمعیت حشرات و کنترل انتشار بیمارگرهای گیاهان و جانوران

    بسیاری از حشره‌شناسان و متخصصان ناقلین بیماری‌ها، روده و به ویژه روده‌ی میانی را نقطه‌ی بالقوه‌ای می‌دانند که برای کنترل جمعیت حشرات و یا کنترل انتقال بیمارگرها می‌توان آن را مورد حمله قرار داد. روده‌ی میانی یکی از نقاط اصلی ورود توکسین‌ها، ویروس‌ها، هورمون‌ها، باکتری‌ها و سایر عوامل بالقوه‌ای است که می‌توان از آن‌ها در جهت کنترل حشرات استفاده کرد. به عنوان مثال، یکی از توکسین‌هایی که بر روده‌ی میانی تاثیر می‌گذارد، توسط باکتری Bacillus thuringiensis تولید می‌شود. استرین‌های مختلف این باکتری برای حشرات مختلف، سمیت‌های متفاوتی دارند و برخی از آن‌ها از جمله حشرات مفید، مورد حمله‌یBt قرار نمی‌گیرند. استرین‌های بیماری‌زایی شناخته شده‌اند که برای کنترل برخی از بالپولکداران، دوبالان و سخت‌بالپوشان مفید هستند. پروتوکسین از مخلوطی از پروتئین‌های کریستالی شکل به نام دلتا- اندوتوکسین‌ها (δ-endotoxins) تشکیل شده است. کریستال‌های دلتا- اندوتوکسین در روده‌ی میانی حشرات حساس حل می‌شوند و توکسین‌های پروتئینی که اندازه‌ی آن‌ها از 27 تا 140 کیلو دالتون متغیر است، آزاد می‌گردند. پروتئینازهای خود حشره این توکسین‌های پروتئینی را به پلی‌پپتیدهای سمی کوچک‌تری تجزیه می‌کنند. بنابراین، حشره با عمل گوارش خود، خودش را در معرض انواع بسیار زیادی از توکسین‌ها قرار می‌دهد. در روده‌ی میانی شب‌پره‌ی کولی، دلتا- اندوتوکسین CryIA (C) باکتریB. thuringiensis به آمینوپپتیدازهای متصل به غشاهای ریزپرزها متصل می‌شود. چندین توکسین، یا همه‌ی آن‌ها، به گیرنده‌های واقع بر روی سطوح ریزپرزها متصل می‌شوند و منافذ نسبتا بزرگی را در غشاهای سلولی روده‌ی میانی ایجاد می‌کنند. در نتیجه، تعادل اسمزی سلول‌ها از بین می‌رود و سلول‌ها متورم و در نهایت تخریب می‌شوند. حتی حشرات حساس نیز توانسته‌اند در برابر توکسین‌های Bt مقاوم شوند و هنوز هم جستجو برای یافتن راهبردهای جدید در جهت به حداقل رساندن مقاومت آن‌ها ادامه دارد.

    روده‌ی میانی در انتقال انگل‌های Leishmania به انسان نقش دارد. انگلهای Leishmania از میزبان آلوده به حشره‌ی گزنده منتقل می‌شوند و همراه با غذای خونی، وارد روده‌ی میانی آن می‌گردند. در داخل روده‌ی میانی ممکن است شرایط برای تقسیم سلولی سریع انگل و وارد شدن آن به اولین مرحله‌ی نشوونمایی به نام Promastigote مناسب باشد. اگر حشره میزبان مناسبی نباشد، پروماستیگوت‌ها به زودی خواهند مرد و همراه با فضولات حشره از بدن آن دفع خواهند شد. در میزبان‌های حساس، مانند برخی از دوبالان خانواده‌ی Psychodidae، بر اثر تغییرات نشوونمایی خاص و تغییراتی در قندهای موجود در سطح پروماستیگوت‌ها، آن‌ها قادر می‌شوند تا به ریزپرزهای روده‌ی میانی متصل گردند. انگل‌های چسبیده پس از نشوونمای بیشتر و تغییرات دیگری که در قندهای سطحی آن‌ها به وجود می‌آید، دوباره به داخل روده‌ی میانی آزاد می‌شوند و ممکن است از طریق گزش یک پشه‌ی سالک، از روده‌ی میانی به یک میزبان جدید (که احتمال دارد انسان باشد)، منتقل ‌گردند. عواملی که بتوانند از اتصال پروماستیگوت‌ها به سطوح ریزپرزها جلوگیری کنند، ممکن است چرخه‌ی انتقال انگل را به انسان بشکنند.

    وارد کردن مهارکننده‌های پروتئینازها به گیاهان تجاری که در مقابل آفت خاصی موثر خواهند بود، در دست بررسی می‌باشد. با این که این کار از نظر تکنیکی امکان‌پذیر است، اما باید تحقیقات زیادی انجام شود تا میزان کنترل قابل حصول و سرعت مقاوم شدن آفات تعیین گردد

    منبع مطلب : www.acaropedia.blogfa.com

    مدیر محترم سایت www.acaropedia.blogfa.com لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    جواب کاربران در نظرات پایین سایت

    مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    میخواهید جواب یا ادامه مطلب را ببینید ؟
    Hossin 4 ماه قبل
    0

    میشه موم

    mobina 6 ماه قبل
    1

    موم

    mobina 6 ماه قبل
    0

    موم

    مهدی 10 ماه قبل
    1

    نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    برای ارسال نظر کلیک کنید