تحقیقات آزمایشگاهی دامپزشکی

تحقیقات آزمایشگاهی دامپزشکی

[چالش‌ها و راهکارهای ارتقای خواص ممانعتی و مکانیکی در فیلم‌های خوراکی نشاسته‌ای: مروری بر روش‌های اصلاح فیزیکوشیمیایی و نانوکامپوزیتی]

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 1. دانشجوی کارشناسی ارشد گروه آموزشی بهداشت مواد غذایی دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.
2 2. دانشجوی دکتری گروه آموزشی علوم و مهندسی صنایع غذایی گرایش فناوری دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.
3 سمنان
4 استادیار گروه شیمی آلی دانشکده شیمی دارویی، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
5 گروه فناوری غذایی، دانشگاه ساینس مالزی، USM، ۱۱۸۰۰، پنانگ، مالزی
10.22075/jvlr.2026.41450.1225
چکیده
افزایش نگرانی‌های زیست‌محیطی ناشی از مصرف گسترده پلاستیک‌های بر پایه نفت‌ در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی، توجه پژوهشگران را به توسعه مواد زیست‌تخریب‌پذیر جلب کرده است. در این میان، نشاسته به دلیل فراوانی، تجدیدپذیری، زیست‌سازگاری و قابلیت تجزیه زیستی، یکی از امیدبخش‌ترین پلیمرهای طبیعی برای تولید فیلم‌ها و پوشش‌های بسته‌بندی محسوب می‌شود. با این حال، فیلم‌های بر پایه نشاسته دارای محدودیت‌هایی نظیر حساسیت بالا به رطوبت، نفوذپذیری زیاد به بخار آب، استحکام مکانیکی پایین و شکنندگی هستند که کاربرد صنعتی آن‌ها را محدود می‌کند. در این مقاله مروری، ابتدا ساختار و ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی نشاسته و نقش اجزای اصلی آن شامل آمیلوز و آمیلوپکتین در تشکیل و عملکرد فیلم‌ها بررسی می‌شود. سپس مهم‌ترین روش‌های اصلاح نشاسته با هدف بهبود خواص عملکردی فیلم‌ها مورد بحث قرار می‌گیرد. این روش‌ها شامل اصلاحات فیزیکی مانند ژلاتینه‌سازی و تیمارهای حرارتی، اصلاحات شیمیایی نظیر کراس‌لینکینگ، استری‌سازی و اکسیداسیون، و همچنین استفاده از ترکیبات زیست‌پایه، نانوذرات و نرم‌کننده‌ها در قالب سامانه‌های کامپوزیتی است. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که نوع منبع نشاسته و روش اصلاح به طور قابل توجهی بر ویژگی‌هایی مانند استحکام مکانیکی، پایداری حرارتی، شفافیت و خواص ممانعت کنندگی فیلم‌ها تأثیر می‌گذارد. به طور کلی، اصلاح هدفمند نشاسته می‌تواند نقش مهمی در توسعه فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر کارآمد و پایدار برای کاربردهای بسته‌بندی مواد غذایی ایفا کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

[A Review of the Structural and Functional Properties of Starch-Based Biodegradable Films in Food Packaging]

نویسندگان English

Zahra Miri Rekavandi 1
Mohammadkazem Heydarian 2
Ashkan jebellija 3
Marjan jebelli javan 4
Abdorreza Mohammadi Nafchi 5
1 MSc Student, Department of Food Hygiene, Semnan University, Semnan, Iran.
2 PhD Student, Department of Food Science and Technology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
3 Semnan
4 Assistant Professor, Faculty of pharmaceutical Chemistry, Tehran Medical Sciences (IAU), Tehran, Iran.
5 Department of Food Technology, Universiti Sains Malaysia, USM, 11800, Penang, Malaysia
چکیده English

The increasing environmental concerns caused by the widespread use of petroleum-based plastics in the food packaging industry have attracted the attention of researchers to the development of biodegradable materials. Among them, starch is considered one of the most promising natural polymers for the production of packaging films and coatings due to its abundance, renewability, biocompatibility and biodegradability. However, starch-based films have limitations such as high sensitivity to moisture, high permeability to water vapor, low mechanical strength and brittleness, which limit their industrial application. In this review article, the structure and physicochemical properties of starch and the role of its main components, including amylose and amylopectin, in the formation and performance of films are first reviewed. Then, the most important methods of starch modification with the aim of improving the functional properties of films are discussed. These methods include physical modifications such as gelatinization and heat treatments, chemical modifications such as crosslinking, esterification and oxidation, as well as the use of biobased compounds, nanoparticles and plasticizers in the form of composite systems. The results of the studies show that the type of starch source and the modification method significantly affect the properties such as mechanical strength, thermal stability, transparency and barrier properties of the films. Overall, targeted starch modification can play an important role in the development of efficient and sustainable biodegradable films for food packaging applications.

کلیدواژه‌ها English

Sustainable packaging
physicochemical modification of starch
barrier properties
biodegradability
food packaging

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 02 شهریور 1405