ارائه کنند، اما براي تعيين طول رشته کوچک فيبريلي نانوسلولز سخت تر است.گزارش شده است که سوسپانسيون نانوسلولزهمگن نيست زيرا که آنها از نانوالياف سلولزي با ابعاد مختلف تشکيل شده است.روش هاي بسياري به بررسي ابعاد نانوسلولزخشک استفاده مي شوند، کمترين ابعاد ضخامت حدود 4/0 نانومتر است، اعتقاد بر اين است که اين سايز ضخامت ورق سلولز تک لايه است. (Hentze, 2010).درجه تبلور و ساختار بلوري نانوسلولز مورد مطالعه قرار گرفته و به وضوح مي توان ديد که نانوسلولز داراي ساختار کريستالي I سلولز داشته و درجه تبلور آن در حدود 63?بود(Hentze, 2010).
رئولوژي منحصر به فرد ديسپرسيون نانوسلولزتوسط محققان به رسميت شناخته شده بود. ويسکوزيته ي بالا در غلظت کم اين ماده را به عنوان يک تثبيت کننده ي بدون کالري و عاليدر کاربردهاي غذايي مطرح مي کند.خواص رئولوژيکي ديناميک در جزئيات بيشتري بررسي شده اند و مشخص شده است که مدول هاي ذخيره سازي و اتلاف در تمام غلظت هاي نانوسلولزبين 125/0% تا 9/5% مستقل از فرکانس زاويه اي بودند (Hentze, 2010).سلولز کريستالي داراي خواص مکانيکي بسيار جالبي است.سختي سلولز کريستالي در حدود GPa 220-140 است. فيلم هاي ساخته شده از نانوسلولزداراي استحکام بالا (بيش از 200 مگاپاسکال)، سختي بالا(در حدود 20 گيگا پاسکال)و کشيدگى بالا (12?) بودند (Hentze, 2010). مناطق بلوري نانوسلولز، در پليمرهاي نيمه کريستالي نفوذ ناپذير به گاز هستند.با توجه به بلوريني نسبتا” بالا و توانايي نانوالياف جهت تشکيل يک شبکه متراکم با پيوند هاي قوي بين رشته هاي فيبريلي، پيشنهاد شده است که نانوسلولز ممکن است به عنوان يک ماده مانع(سدي) عمل کند.گزارشات، خواص نفوذپذيري بالاي اکسيژن را به فيلم نانوسلولز نسبت مي دهند، اگر چه تعداد مقادير گزارش شده ي نفوذپذيري اکسيژن محدود است. همچنين عامل دار کردن سطح نانوذرات سلولزي مي تواند نفوذپذيري فيلم هاي نانوسلولز را تحت تاثير بگذارد.فيلم هاي تشکيل شده از نانوويسکرهاي سلولزي داراي بار منفي مي توانند به طور مؤثري نفوذ يون هاي بار منفي را کاهش دهند، در حالي که يون هاي خنثي تقريبا” به صورت بي اثر ترک مي شوند.يون هاي با بار مثبت در غشاء تجمع مي يابند(Hentze, 2010).

1-29- انواع نانو سلولز
نانوسلولز ها بر اساس ابعاد، عملکرد و روش تهيه که به نوبه خود وابسته به منابع سلولزي وشرايط توليد است، عمدتاً در سه شاخه طبقه بندي مي شوند:

شکل 1-4: انواع نانوسلولز a)MFC و b)NCC وc)BNC(Hentze, 2010)

هر يک از خصوصيات ترکيبات نانو سلولزي توسط روش هاي دستگاهي خاص مورد مطالعه قرار مي گيرد که در زير آورده شده است:

1. قطر: ((Atomic Force Microscopy/(Transmission Electron Microscopy)/ (Scanning Electron Microscopy)
2. طول: ميکروسکوپ الکتروني
3. خواص سطح: IR (Infrared Spectroscopy) / NMR(Nuclear Magnetic Resonance و تيتراسيون
4. سطح مقطع: BET
5. تبلور: (WAXS(Wide Angle X-ray Scattering

خواصي از اين ترکيبات همچون ويسکوزيته بالا و سختي سلولز بلوري (220-140 گيگاپاسکال) نيز مورد بررسي قرار گرفته است. الياف نانوسلولزي به عنوان جايگزين براي کولار (Kevlar) و الياف شيشه اي جهت تقويت پلاستيک معرفي شده اند. فيلم هاي متشکل از الياف نانوسلولز، سدّي نفوذناپذير در برابر يون ها ايجاد مي نمايند. همچنين خصوصيات ترکيبات مي تواند با اضافه نمودن افزودني ها تغيير يابد که مواردي در جدول زير آورده شده است. به طور کلي فيبر هاي نانو سلولزي از پيش ماده هاي چوبي با استفاده از يک ماده همگن کننده (Hemogenizer) در فشار بالا تهيه مي شود. اين فرآيند منجر به ورقه ورقه شدن ديواره هاي سلولي الياف ها گياهي شده و فيبريل هاي سلولزي نانوساختار به صورت مجزا به دست مي آيند.حالت بلوري نانو سلولز توسط هيدروليز اسيدي (Acidic Hydrolysis) فيبر هاي سلولزي طبيعي با استفاده از محلول هاي غليظ نمک معدني و اسيد سولفوريک و اسيد هيدروکلريک بدست مي آيد. حالت آمورف سلولز طبيعي نيز از محصول هيدروليز شده، پس از زمان بندي دقيق و جداسازي از بخش هاي بلوري و مراحل شستشو قابل استحصال است

1-30- کاربرد هاي واقعي از استفاده نانوذرات
نانوسلولز به عنوان يکي از نانو مواد جديد با قابليت هاي بالا همچون پايداري مناسب، عامل دار شدن شيميايي و کنترل بر هم کنش هاي سطحي، و … بسيار قابل توجه است و کاربردهاي متعدد و قابل دسترسي پيدا کرده است.اهميّت موادي از اين دست، از ديدگاه علمي به دليل کاربرد مواد خام تجديد پذير و دوستدار محيط زيست است که باعث حرکت حياتي توسعه نانوسلولز ها در صنايع غذايي، نانوکامپوزيت ها و تجهيزات پزشکي شده است.خواص نانوسلولز (مانند خواص مکانيکي، خواص لايه نازک، ويسکوزيته و غيره) آن را ماده اي جالب براي بسياري از برنامه هاي کاربردي تبديل مي کند. در صنايع کاغذ و مقوا از نانوسلولز به دليل اثر تقويتي قوي بر روي مواد کاغذ بهره مي برند. در صنايع غذايي، پزشکي، آرايشي و دارويي اين مواد به دليل مصرف در ابرجاذب هاي آب و فيلم هاي ضد باکتري کاربرد دارند. از جمله ديگر کاربرد هاي اين مواد مي توان به ساخت کامپوزيت ها، تجهيزات الکترونيکي، صنايع چوب و مواد ساختماني، بازيافت نفت (در شکست زنجيره هاي هيدروکربني) و خودروسازي اشاره کرد. از کاربرد آن در صنايع غذايي مي توان به موارد زير اشاره کرد:
يک جايگزين کم کالري براي مکمل هاي کربوهيدرات
قوام دهنده
تثبيت کننده سوسپانسيون
براي محصولات نرم و له و به عنوان پر کننده چيپس ، ويفر ، سوپ ها ،سبزي ها و دسرها اشاره نمود.

1-31- كاربرد فناوري نانودر صنايع غذايي
نانو تكنولوژي، فناوري جديدي است كه همه دنيا را فرا گرفته است و به بياني دقيق تر مي توان گفت كه نانوتكنولوژي بخشي از آينده نيست بلكه همه آينده است. نانوتكنولوژي توانمندي توليد مواد، ابزارها و سيستم هاي جديد و در دست گرفتن كنترل اين سيستم ها در سطح مولكولي و اتمي و استفاده از خواص مواد توليدي در مقياس نانو است. هر چند آزمايش ها و تحقيقات فراواني پيرامون نانوتكنولوژي از اوايل قرن بيستم آغاز شده است و دانشمندان به طور مستمر در حال پيگيري اين مطالعات هستند اما اثرات عميق و معجزه آفرين نانوتكنولوژي در روند تحقيق و توسعه(Research & Development)سبب شده است كه نظر تمامي كشورها به سوي اين فناوري جديد جلب شود و فناوري نانو را به عنوان يكي از مهمترين اولويت هاي تحقيقاتي كشور خويش در قرن جاري نيز معرفي كنند. به عنوان نمونه كشور ژاپن رقم اختصاص يافته براي تحقيقات در زمينه فناوري نانو را در سال هاي اخير دو برابر افزايش داده و اين رقم در كشور آمريكا در حدود?‎/?بيليون دلار برآورد شده است. نانوتكنولوژي مي تواند براي توسعه مواد در اندازه هاي كوچك بهسازي، كنترل و انتقال محموله، شناسايي آلودگي و ابداع نانو ابزارهايي براي زيست شناسي سلولي و مولكولي مورد استفاده واقع شود. اين تكنولوژي شامل ابداع، استفاده از مواد آلي و غيرآلي در مقياس نانو است. نانو تكنولوژي نويد بخش روش هايي براي طراحي نانو مواد است و مواد ساخته شده با استفاده از فناوري نانو سازگار با ويژگي هاي فيزيكي، شيميايي و بيولوژيکي هستند و توسط ساختارهاي مولكولي و ديناميكي مشخص و از پيش تعيين شده اي كنترل مي شوند، دراين تكنيك ها قبل از تشكيل فرآورده ژن ها دچار تغيير مي شوند. دستكاري در پليمرهاي غذايي و مجموعه هاي پليمري باعث بهبود كيفيت غذا و سلامتي بيشتر مصرف كنندگان مي شود. نانوتكنولوژي مي تواند موادي با ويژگي هاي خود جمع كن، خود التيام بخش و خودنگهدارنده توليد كند. صنعت لبنيات ،آبميوه وصنايع ديگري که در حوزه ي صنايع غذايي قرار ميگيرند ،يکي ديگر از مصرف کنندگان اصلي فرايند فيلتراسيون محسوب مي شوند بطور مثال ،سيستم هاي اولترافيلتراسيون در توليد پنير استفاده مي شود .هم چنين از سيستم هاي فيلتراسيون در پاستوريزاسيون وهموژنيزاسيون نيز استفاده مي شود. غذاهاي نانو (Nano Food) يكي از مهمترين كاربردهاي نانوتكنولوژي در صنايع غذايي است كه براساس پيشرفت هايي كه در سال هاي اخير در اين رشته حاصل شده است به وجود آمده. در اين غذاها با استفاده از توانمندي نانوربات ها در توليد غذا براي انسان از طريق اكسيژن ، كربن و هيدروژن موجود در آب يا هوا بهره گرفته مي شود و ديگر براي توليد غذا نيازي به مزارع كشاورزي و دامپروري نخواهد بود. اين نانو غذاها با گردش خون در بدن به حركت درآمده و عروق خوني را از بقاياي چربي ها پاك مي كند و اين خود يكي از دلايل كاهش التهاب شرائين در بدن شده و احتمال بروز سكته هاي قلبي را بشدت كاهش مي دهد. همچنين نانو غذاها اين توانمند ي را دارند كه با توجه به شخصيت مصرف كننده غذا، رنگ، طعم و مواد مغذي غذا را تغيير دهند. با استفاده از فناوري نانو انسان قادر خواهد بود كه رشد گياهان را بدون محدوديت خاك، مزرعه و آب انجام دهد و دنياي بدون قحطي و كمبود مواد غذايي را براي همه فراهم كند. نانو تكنولوژي بيش از ??? نوع كاربرد در صنايع غذايي دارد. معمولاً نانوتكنولوژي به عنوان روشي مدرن براي دستكاري در مواد غذايي مورد توجه واقع مي شود، اين دستكاري در مواد غذايي علاوه بر مزاياي ياد شده فوق، داراي مضراتي نيز هست. به عنوان مثال بر اساس فرضيهGorg Gooاين احتمال وجود دارد كه اين نانوفناوري ها زماني خارج از كنترل انسان درآيد(Augustin et al., 2009).

كاربردهاي فناوري نانو در غذا و صنايع غذايي را مي توان به ? گروه تقسيم كرد:
1- فرآيندهاي غذايي
?- سلامت غذا
?- توليد غذا
?- بسته بندي
?- نگه داري غذا
6- بهبود طعم و رنگ غذا

در بخش نگهداري غذا، فناوري نانو مي تواند با جابه جا كردن سطح پوشش مواد از ورود هر نوع ميكروارگانيسم يا ميكروب به غذا جلوگيري كرده و سبب ضد عفوني شدن سطوح غذاها شود، به علاوه با استفاده از نانو حفره ها مي توان از خراب شدن مواد بي ثباتي مانند آنتي اكسيدان هاي حساس از جمله ويتامين هايA، D، E، K و “امگا ?” جلوگيري به عمل آورد و همچنين در شناسايي و طراحي ساختمان آنزيم ها، كنترل متابوليسم آنزيم ها توسط تغيير در ساختمان و افزودن ذرات فعال به مواد غذايي از آن بهره گرفت. در بخش توليد مي توان هم در صنعت كشاورزي و هم در ابداع روش هاي جديد براي توليد غذا مانند به كارگيري نانوسنسورها در شناسايي آفت ها، آنتي بيوتيك ها و ژن هاي مختلف گياهان و همچنين توليد آفت كش هاي بي خطر و نيز كاهش اثرات منفي آفت كش هاي موجود از اين فناوري بهره گرفت، به علاوه مي توان با سنتز مواد تغذيه اي در گروه هاي غذايي مورد نياز طعم دهي، تركيبات و پيوند آنزيم ها را به هم ريخته و به توليد مواد جديد غذايي با طعم ها و رنگ هاي مختلف دست يافت.هم اكنون برخي از شركت ها در حال كار بر روي طراحي زبان الكترونيكي هستند كه شامل آرايه اي از حسگرهاي مايع به همراه فناوري تشخيص الگويي است كه قادر به تشخيص طعم هاي ويژه و مجزا مي باشد. از مهم ترين كاربردهاي اين زبان، آزمون چشايي نوشيدني ها، چشيدن مواد شيميايي در حد مولكول است. اين حسگر در بسته بندي گوشت و فرآورده هاي گوشتي به كار گرفته مي شود و قادر به تشخيص اولين نشانه هاي فساد در مواد غذايي است و با تغيير رنگ، فساد ماده غذايي را هشدار مي دهد.
از ديگر نمونه هاي توليدي اين حسگرها، نانوباركدها هستند كه مدل مولكولي باركدهاي سنتي است و شامل نانوذرات فلزي مي باشد كه اثر انگشت شيميايي قابل شناسايي و خاصي دارد و مي تواند از طريق ماشين هايي كه براي اين منظور طراحي شده است، تشخيص داده شود. اين قبيل از باركدها مي تواند

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید