محققان دانشگاه تهران، امکان مهاجرت نانوذرات از بطری‌های نانوکامپوزیتی به محصولات غذایی را مورد بررسی قرار دادند. این بطری‌ها از جنس نانوکامپوزیت پلیمر/ رس تهیه شده است. با توجه به کاربرد بطری‌های نانوکامپوزیتی در مواد بسته‌بندی، نتایج این کار می‌تواند در صنایع بسیاری نظیر صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی قابل استفاده باشد.
امکان مهاجرت نانوذرات از بسته‌بندی مواد غذایی به محصول
محققان دانشگاه تهران، امکان مهاجرت نانوذرات از بطری‌های نانوکامپوزیتی به محصولات غذایی را مورد بررسی قرار دادند. این بطری‌ها از جنس نانوکامپوزیت پلیمر/ رس تهیه شده است. با توجه به کاربرد بطری‌های نانوکامپوزیتی در مواد بسته‌بندی، نتایج این کار می‌تواند در صنایع بسیاری نظیر صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی قابل استفاده باشد.
تولیدکنندگان نوشیدنی‌ها، سال‌هاست به دنبال موادی بسته‌بندی هستند که علاوه بر حفظ گاز CO2 برای مدت زمان طولانی، مقاومت آن‌ها را در برابر فرایندهای حرارتی مثل پاستوریزه کردن و یا پرکردن داغ بهبود دهد. بهره‌گیری از بسته‌بندی‌های نانوکامپوزیتی، به لحاظ خواص مکانیکی و حرارتی بهبودیافته، می‌تواند به عنوان راه حلی نوین به کار رود. از آنجا که ممکن است در طول دوره نگهداری، نانوذرات به داخل ماده غذایی نفوذ کرده و در معرض تماس با مصرف کننده قرار گیرد؛ لذا یکی از مسائل عمده این طرح پژوهشی بررسی احتمال مهاجرت نانوذرات از مواد بسته‌بندی به ماده غذایی بود.
دکتر مهدی فرهودی، فارغ‌التحصیل رشته علوم و مهندسی صنایع غذایی از دانشگاه تهران، با ذکر اینکه هر فناوری جدید زمانی مورد قبول جامعه واقع می‌شود که اثرات آن بر روی سلامتی آزمایش و نتایج آن ارائه شده باشد؛ افزود: «با توجه به اینکه ترکیبات مهاجرت کننده (شامل ترکیبات خود ماده بسته‌بندی و نانوذرات افزوده شده) ممکن است از لحاظ زهرشناسی ترکیبات سمی بوده و برای سلامت مصرف کننده مضر باشند، نتایج این تحقیق هم به لحاظ ایمنی و هم به لحاظ کیفی حائز اهمیت است.»
بنابر مطالعات صورت گرفته در این پژوهش، نانوذرات رس به کار رفته در ساخت بطری‌های نانوکامپوزیتی، با گذشت زمان به به درون محصولات غذایی وارد می‌شوند. افزایش غلظت نانوذرات در تولید بطری، گذشت زمان و افزایش دما، میزان ماده منتقل شده به ماده غذایی را افزایش می‌‌دهد. با این حال، با کنترل شرایط ساخت این بطری‌ها و ایجاد ساختارهای مناسب می‌توان از ورود نانوذرات به محصول غذایی جلوگیری به عمل آورد.
این محققان در ادامه این کار به دنبال استفاده از نانوذرات مختلف و تغییر شرایط ساخت بطری هستند تا بتوان بطری‌های نانوکامپوزیتی با ایمنی بیشتر تولید نمود.
فرهودی در ادامه افزود: «امید است به کمک بکارگیری روش به کار رفته در این طرح بتوان از ایمن بودن مواد بسته‌بندی نانوکامپوزیتی اطمینان حاصل کرده و پذیرش عمومی این فناوری را از دیدگاه مصرف‌کننده مواد غذایی گسترش داد.»
وی با ذکر اینکه عناصر کربن، اکسیژن، سیلیس و آلومینیوم مهمترین اجزاء موجود در ساختار نانوذرات رس اصلاح شده هستند، مراحل انجام این تحقیق را اینگونه توصیف کرد: «در این بررسی، ابتدا بطری‌های نانوکامپوزیتی با استفاده از روش مخلوط کردن مذاب پلی‌اتیلن ترفتالات(PET) و نانوذرات رس تهیه شدند. سپس ساختار نانوکامپوزیت به کمک دستگاه‌های پراش پرتو ایکس(XRD) و نیز میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) مشخصه‌یابی شد. همچنین جهت تعیین میزان مهاجرت عناصر سیلیس و آلومینیوم از بطری‌های نانوکامپوزیتی به محلول مدل غذایی اسیداستیک از روش طیف‌سنجی پلاسمای جفت شده القایی (ICP) استفاده شد.»
سل مهاجرت مورد استفاده برای بررسی مهاجرت سیلیس و آلومینیوم به محلول مدل اسیدی
با توجه به نتایج TEM و AFM، در ساخت این بطری‌ها، دو ساختار لایه لایه و میان افزوده در نانوکامپوزیت‌های رسPET/ تشکیل می‌شود. به نظر می‌رسد شکل میان افزوده، با افزایش برهم‌کنش بین سطح نانوذرات و زنجیرهای پلیمری، منجر به کاهش مهاجرت نانوذرات به محلول در تماس با پلیمر می‌شود. در واقع این ساختار، تحرک زنجیره‌های پلیمری و لایه‌های رس نزدیک به سطح مشترک پلیمر- رس را محدود می‌کند.
نتایج این پژوهش که به دست دکتر مهدی فرهودی و با همکاری دکتر سید محمد موسوی، دکتر رحمت ستوده قره باغ، دکتر زهرا امام جمعه(اعضای هیئت علمی دانشگاه تهران) و دکتر عبدالرسول ارومیه‌ای(عضو هیئت علمی پژوهشکده پلیمر و پتروشیمی ایران) صورت گرفته است در مجله Packaging Technology Science (جلد ۲۷، شماره ۲، ماه فوریه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۱۶۱ تا ۱۶۸) منتشر شده است.
