پژوهشگران دانشگاه علوم پزشکی تبریز، در تحقیقات خود موفق شده‌اند نانوکامپوزیتی طراحی کنند که بتواند به عنوان بسته‌بندی‌ فعال و به منظور افزایش زمان ماندگاری گوشت قرمز به‌کار گرفته شود. این نانوکامپوزیت از ترکیباتی کاملاً طبیعی, زیستی و دارای ارزش تغذیه‌ای ساخته شده تا در حفظ محیط زیست و سلامتی انسان‌ها اثرگذار باشد. نتایج این طرح در صنعت ببسته‌بندی‌ مواد غذایی، جهت کاهش بار میکروبی و جلوگیری از اکسیداسیون و فساد آن‌ها نیز قابل استفاده خواهد بود.
امروزه مواد مورد استفاده در بسته‌بندیی‌های معمولی و رایج مواد غذایی، عمدتاً مواد سنتزی و مشتق شده از فراورده‌های نفتی هستند. این مواد علاوه بر آلودگی‌های زیست محیطی، ممکن است سلامتی انسان را نیز به خطر بیاندازند. به همین دلیل در سال‌های اخیر استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در صنعت بسته‌بندی‌ مواد غذایی، توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است.
محمود علیزاده ثانی- دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد رشته علوم و صنایع غذایی (گرایش کنترل کیفی مواد غذایی)- در تبین اهداف این مطالعه‌ گفت: «مهم‌ترین هدف افزایش زمان ماندگاری گوشت قرمز طی نگهداری در یخچال، به کمک نانوکامپوزیتی ضدمیکروبی بود. بدین منظور بسته بندی‌ای تحت عنوان بسته بندی‌های خوراکی بیو نانوکامپوزیت (بسته بندی ترکیب شده از چند ماده) از موادی کاملاً طبیعی و زیستی؛ همانند پروتئین آب پنیر، نانوفیبر سلولز، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و اسانس رزماری طراحی شده است.»
به گفته‌ی علیزاده ثانی باتوجه به نتایج حاصل از این مطالعه، استفاده از این بسته‌بندی‌های خوراکی بیونانوکامپوزیت حاوی مواد آنتی اکسیدان و ضد میکروبی، باعث افزایش زمان ماندگاری گوشت و بهبود خصوصیات حسی و کیفی محصول در طی مدت زمان نگهداری شده است. لذا این بسته‌بندی می‌تواند علاوه بر گوشت، برای سایر مواد غذایی فساد پذیر نیز مورد استفاده قرار گیرد.
این محقق در ادامه عنوان کرد: «مهمترین نتیجه‌ی این طرح کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از بسته‌بندی‌های سنتزی و معمولی است که علاوه برآن سلامتی انسان را نیز به مخاطره نمی‌اندازد. همچنین به دلیل افزایش زمان ماندگاری محصول، هزینه‌های اقتصادی ناشی از فساد مواد غذایی را نیز کاهش می‌دهد. از طرفی به دلیل عدم نیاز به تجهیزات گران قیمت، باعث کاهش قیمت تمام شده محصول نیز می‌گردد.»
علیزاده ثانی در خصوص ویژگی‌های بررسی شده برای بسته‌بندی‌ طراحی شده گفت: « در این طرح خواص بسته‌بندی‌ طراحی شده در با استفاده از آزمون‌های مختلف از جمله نفوذپذیری در برابر بخار آب و رطوبت (WVP), تعیین میزان حلالیت و در صد جذب رطوبت بسته‌بندی‌های خوراکی, آزمون کشش سنج برای بررسی خواص کششی و مقاومت بسته بندی (TS-YM-EB), آزمون پراش پرتو ایکس (XRD), آزمون طیف سنجی مادون قرمز فوریه (FTIR), استفاده از تصاویر میکروسکوپی الکترونی (SEM) و همچنین خواص ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی آن بررسی شده است. همچنین با کاربرد این بسته‌بندی‌ بر روی گوشت قرمز، و استفاده از آزمون‌های میکروبی، شیمیایی و حسی انجام شده, اثرات مهم آن در افزایش زمان ماندگاری محصول تأیید شده است.»
بر اساس نتایج به‌دست آمده از آزمون‌های صورت گرفته، بسته‌بندی‌ تولید شده در برابر بخار آب و سایر گازها ویژگی نفوذناپذیری بسیار خوبی از خود نشان داده است. از طرفی کاربرد نانوذرات و نانوفیبرسلولز باعث افزایش مقاومت بسته بندی در برابر کشش و پارگی و کاهش میزان نفوذپذیری در برابر بخار آب شده است. نتایج آزمون‌های میکروبی و شیمیایی و حسی نیز نشان داده‌اند که گوشت محافظت شده در این بسته‌بندی‌ زیستی قابلیت نگهداری به مدت ۱۳-۱۵ روز را دارد، در حالی که گوشت نگهداری شده در بسته بندی معمولی فقط برای ۴-۵ روز از کیفیت خوبی برخوردار است.
این محقق لزوم طراحی نانوبیوکامپوزیت‌ها جهت بسته‌بندی مواد غذایی را اینگونه شرح داد: «استفاده از نانوکامپوزیت‌ها در صنعت نگهداری گوشت در سال‌های اخیر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. از این میان استفاده از نانوذرات تیتانیوم دی اکسید به شکل وسیعی در صنعت بسته بندی مواد غذایی استفاده شده است. معمولاً برای به حداقل رساندن میزان مهاجرت و یا آزاد سازی کنترل شده, این نانوذرات روی مجموعه‌ای از پلیمرها همپوشانی می‌شوند. از آنجایی که پلیمرهای سنتزی نه تنها می‌توانند باعث مهاجرت به داخل مواد غذایی شوند، بلکه یکی از عوامل آلودگی‌های محیطی به حساب می‌آیند. لذا استفاده از بیوپلیمرهایی که قابلیت زیست تخریب پذیری بالایی دارند و جزو مواد خوراکی به‌حساب می‌آیند، می‌تواند جایگزینی مناسب برای پلیمرهای سنتزی باشند. این ساختارهای زیست تخریب پذیر نه تنها قابلیت حمل نانوذرات مورد استفاده در افزایش نگهداری مواد غذایی را دارند، بلکه می‌توانند حامل خوبی برای ترکیبات آنتی‌اکسیدان و ضد میکروبی طبیعی مانند اسانس رزماری باشند تا با القای یک فعالیت سینرژیست توانایی این نانویبوکامپوزیت‌ها را در نگهداری مواد غذایی به حداکثر برساند.»
محمود علیزاده ثانی– دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد رشته علوم و صنایع غذایی دانشگاه علوم پزشکی تبریز- دکتر علی احسانی – عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی تبریز- و دکتر محمد هاشمی– عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی مشهد- در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی International Journal of Food Microbiology با ضریب تأثیر ۳/۳۴ (جلد ۲۵۱، سال ۲۰۱۷، صفحات ۸ تا ۱۴) منتتشر شده است.