با توجه به رشد روز افزون جمعیت در ایران، تقاضا برای مواد غذایی روز به روز افزایش می‌یابد. به همین دلیل در بسیاری از نقاط برای تولید بیشتر در واحد سطح استفاده بی‌رویه از کودهای شیمیایی و آلی بسیار رایج شده است. در برخی مناطق مقدار کودهای مصرفی برای هر گیاه حدود 5 تا 8 برابر نیاز واقعی گیاه است(ملکوتی، 1375)

 

استفاده بی رویه از مواد شیمیایی می‌تواند از نظر اقتصادی و زیست محیطی مشکلات فراوانی ایجاد کندازت پر مصرف‌ترین عنصر مورد نیاز گیاه می‌باشد که در کشاورزی از آن به مقدار زیاد استفاده می‌شود. استفاده بی رویه از کودهای ازته ممکن است باعث آلودگی آب‌های زیر زمینی و جذب زیاد نیترات بوسیله گیاه شود. مصرف این آب‌ها و گیاهان باعث ورود مقادیر زیاد نیترات به بدن شده و مسبب بروز بیماری‌های متعددی در انسان شود. یکی از بیماری‌ها مت‌هموگلوبین[1] است که بیشتر در کودکان شایع است. (graun et al، 1981).

 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

نیترات یک ماده شیمیایی به فرمول NO3- است. نیترات اکسیده‌ترین شکل نیتروژن است که در سیستم‌های طبیعی یافت می‌شود.

 

پیامد مصرف زیاد ازت رشد بیش از حد گیاه و رنگ سبز تیره برگ‌ها است. مقدار زیاد نیتروژن خاک در صورت کم بودن سایر عناصر، دوره رشد گیاه را طولانی‌تر کرده و رسیدن محصول را به تاخیر می‌اندازد. غلظت نیتروژن در گیاه و اندام‌های مختلف آن متفاوت ولی میانگین آن در ماده خشک گیاه حدود2 درصد است.

 

همچنین غلظت نیتروژن در گیاه بستگی به عوامل مختلف از جمله نیتروژن موجود در خاک، نوع گیاه، اندام گیاه و مرحله رشد گیاه دارد(ملکوتی، 1375).

 

نیترات برای انسان سمی نیست اما وقتی در بدن بوسیله باکتری‌ها به نیتریت تبدیل و جذب شود باعث بروز بیماری مت‌هموگلوبین و در نتیجه کمبود اکسیژن در بدن می‌شود. در این ارتباط شیرخواران در معرض خطر بیشتری قرار دارند زیر بالا بودنpH شیره معده آنها محیطی مناسب برای رشد باکتری‌های تبدیل کننده نیترات به نیتریت فراهم می‌کند (moramoto، 1999).

 

همچنین نیترات ممکن است با آمین‌های آلی ثانویه ترکیب شده و نیتروزآمین را تشکیل دهد که در مطالعات بروی حیوانات سرطان‌زایی آن به اثبات رسیده است. بعضی مطالعات خطر ناهنجاری‌های مادر زادی در کودکانی را که غلظت نیترات آب آشامیدنی مصرفی مادرانشان در دوران بارداری بیش از 5 میلی گرم در لیتر بوده نشان می‌دهد dorsch et al)، 1984).

خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و ضد میکروبی فیلم­های نشاسته سیب زمینی حاوی 4 غلظت (0، 15، 25 و 35%) مورد مطاله قرار گرفت. در این تحقیق فیلم­های نشاسته سیب زمینی حاوی غلظت های مختلف عصاره آبی گیاه مریم نخودی تولید و خصوصیات آنها شامل مقاومت به کشش، کشش در نقطه پارگی، مدول یانگ، ضخامت، نفوذ پذیری به بخار آب و اکسیژن، حلالیت، فاکتورهای رنگ سنجی، طیف الکترو مغناطیس و خصوصیات ضد میکروبی علیه باکتری اشرشیا کلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که افزودن عصاره آبی مریم نخودی به طور معنی داری تاثیر بر ضخامت فیلم­های نشاسته سیب زمینی نداشته در حالی که باعث افزایش حلالیت، نفوذپذیری به بخار آب و اکسیژن، کشش در نقطه پارگی و فاکتور b گردیده است. مقاومت به کشش، مدول یانگ، فاکتور L و a رنگ سنجی فیلم­های مختلف نشاسته سیب زمینی کاهش پیدا کرد. بررسی طیف FT-IR فیلم­های نشاسته نشان داد که هیچ گروه عاملی جدیدی بعد از به کاربردن عصاره مریم نخودی ظاهر نشده است که نشان می دهد تنها تعامل فیزیکی بین عصاره و ماتریکس فیلم رخ می دهد.

 

کلیات تحقیق

 

امنیت مواد غدایی یک مسئله در سطح جهانی است که همه انسان­ها درگیر آن هستند. بسیاری از مواد غذایی فساد پذیرند و برای رسیدن به یک عمر انبار داری مناسب نیاز به مراقبت در مراحل تولید، انبار و پخش در برابر میکروب­های فسادزا و بیماری­زا هستند. مصرف غذاهای آلوده به میکروب­های بیماری زا سالیانه حدود 30 درصد مردم دنیا را گرفتار می­کند. تخمین زده شده که 30 درصد از مردم کشور­های صنعتی سالیانه دچار بیماری ­هایی با منشآ غذایی می­شوند و در سال 2000 حدود 2 میلیون نفر از بیماری­های گوارشی و اسهال در سراسر دنیا مرده­اند. به رغم پیشرفت­های جدید در روش­های تولید مواد غذایی، ایمنی مواد غذایی موضوعی است که به طور فزاینده­ای مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین هنوز نیاز به روش­های جدید برای کاهش و از بین بردن میکرواورگانیسم­های بیماری زا ­(احتمالا روش­های ترکیبی) در مواد غذایی احساس می­گردد. امروزه تمایل به استفاده از نگهدارنده­های شیمیایی و موادی که بر روی سلامت انسان و محیط زیست اثر 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  منفی دارند در صنعت مواد غذایی از طرف مصرف کنندگان و تولید کنندگان مواد غذایی کاهش یافته است.

 

استفاده از گیاهان دارویی از زمان­های بسیار قدیم برای بهبود عطر و طعم غذا، استفاده­های دارویی و درمان بسیاری از بیماری­ها کاربرد داشته است. بیش از 2000 سال قبل در مصر، هند و ایران باستان روش تقطیر برای استخراج اسانس و عصاره گیاهان دارویی به کار رفته است. از گیاهان دارویی پر استفاده، می­توان به چوب درخت عرعر، میخک، جوز، رازیانه، فلفل و دارچین اشاره کرد (15 و 27).

 

بسیاری از فراورده­های غدایی به صورت طبیعی فاسد شدنی هستند، در نتیجه برای افزایش ماندگاری در طول فرایند تولید، انبارداری و توزیع احتیاج به نگهداری و محافظت دارند. در صنعت تولید مواد غذایی برای افزایش ماندگاری از مواد و نگهدارند­ه­های شیمیایی استفاده می­شود.این مواد از طریق کاهش یا ممانعت از رشد میکروب­ها باعث افزایش عمر انباری مواد غذایی می­شوند. لازم به ذکر است که در حال حاضر مصرف کنندگان در رابطه با استفاده از افزودنی های شیمیایی و سنتزی آگاهی و نگرانی بیشتری دارند. بنابراین مواد غذایی فرایند شده با نگهدارند­های طبیعی روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می­گیرند. اسانس و عصاره­های حاصل از متابولیت ­های ثانویه گیاهان دارویی به دلیل خواص بیولوژیک مناسب به ویژه خواص ضد میکروبی و همچنین ایجاد عطر و طعم مطبوع برای جایگزینی نگهدارند­ه­های شیمیایی بسیار مناسب می­باشند(22، 33، 45 و 46).

 

نگهداری مواد غذایی یک مبارزه مداوم   با میکروب­های فسادزا و بیماری زاست. معولآ فرایند­های نگهداری و محافظت از مواد غذایی مانند حرارت دهی، سردکردن، و افزودن مواد ضد میکروبی باعث تغییرات نامطلوب در خواص حسی مواد غذایی و کاهش ارزش تغذیه ای آن­ها می­شود. تحقیقات زیادی برای جایگزینی روش­های سنتی نگهداری مواد غذایی با روش­های جدید برای بهبود مزه، ارزش غدایی و حالت طبیعی ماده غدایی انجام شده است. در سال­های اخیر مصرف کنندگان حساسیت­های بیشتری را نسبت به فرایند تولید مواد غذایی که مصرف می­کنند نشان می­دهند. نگهدارند­های شیمیایی که سال­ها برای نگهداری مواد غذایی مورد استفاده قرار می­گرفته­اند ممکن است اثرات منفی بر ویژگی­های ماده غدایی و سلامت انسان داشته باشد. بنابراین توجه و گرایش به سمت نگهدارنده­های طبیعی مانند اسانس و عصاره­های گیاهان دارویی روز به روز بیشتر می­شود (42).

 

عفونت و مسمومیت غذایی باعث بیماری­های زیادی در سراسر دنیا می­شود. میکروب­های موجود در مواد غذایی به دلایل مختلفی مانند فرایند نامناسب باعث بیماری­های مختلفی می­شوند. گونه­های سالمونلا، استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیاکلی از معمول­ترین میکروب­های بیماری زا در مواد غذایی هستند که به طور گسترده­ای از مواد غذایی جداسازی شده­اند. میکروارگانسم­های بیماری­زا و فسادزا باعث فساد و کاهش کیفیت و مقبولیت مواد غذایی می­شود. این میکروب­ها باعث کاهش عمر انبار داری مواد غذایی می­شوند که یک مسئله بسیار مهم در صنعت غذاست(37 و 56).

 

اسانس­ها به علت طبیعی بودن و به طور کلی خواص ضد میکروبی و بیولوژیکی مناسب، بسیار مورد قبول مصرف کننده­ها هستند. کاهش بیماری­ها، کاهش مشکلات زیست محیطی، و کاهش مقاومت میکروب­ها به نگهدارنده­های شیمیایی و مزیت­های دیگر باعث افزایش کاربرد اسانس­ها در صنعت غذا و بسته بندی مواد غذایی می­شود (11).

 

 

 

 

1-1- زمینه تحقیق

 

به سیستم‌هایی مانند شبکه­های توزیع آب که در هنگام حوادث طبیعی مانند زلزله‌ دارای حساسیت و اهمیت زیادی می‌باشند و در واقع نجات جان انسان‌ها و كاهش خسارات مالی و برگشت به زندگی عادی و خدمت‌رسانی جامعه به آنها وابستگی شدیدی دارد، شریان حیاتی گفته می‌شود. بازگرداندن هر چه سریع‌تر شریانهای حیاتی به حالت عادی نیازمند برنامه‌ریزی دقیق است. برنامه‌ریزی دقیق در شرایط بحرانی مستلزم شناخت كافی از وضعیت سیستم، تحلیل سیستم، تعیین پارامترهای اجزاء سالم و یا آسیب دیده سیستم است. تعمیرات و بازسازی بر مبنای نتایج حاصل از تحلیل جامع سیستم و با رعایت اولویت‌ها می‌تواند انجام گیرد که در بازگشت سریع جامعه به حالت عادی بسیار حائز اهمیت می‌باشد. از این رو تعیین وضعیت کنونی شریان‌های حیاتی و بیان آن به صورت قابل لمس برای تصمیم‌گیرندگان کلان کشور از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است تا آنها بتوانند تصمیمی صحیح، سریع و اقتصادی بگیرند. شاخص قابلیت اعتماد یکی از بهترین ابزارها برای این منظور می‌باشد. اما محاسبه قابلیت اعتماد سیستم‌های بزرگ مقیاس مانند شریان‌های حیاتی کاری بسیار دشوار است بطوری که بسیاری از پژوهشگران به دنبال یافتن راهی برای ساده کردن این مسئله می‌باشند و یکی از این روش‌ها برای ارزیابی میزان ایمنی سیستم‌های شریان حیاتی شاخص نامعینی است. در ادبیات فنی برای بیان شاخص نامعینی از مفهومی ریاضی به نام آنتروپی اطلاعات استفاده می­شود.

برای شبکه‌های توزیع آب معمولاً قابلیت اعتماد به دو شکل محاسبه می‌شود: قابلیت اعتماد مکانیکی و قابلیت اعتماد هیدرولیکی. در قابلیت اعتماد مکانیکی، احتمال متصل ماندن گره­های تقاضا  به گره چشمه بررسی می‌شود. در قابلیت اعتماد هیدرولیکی، این احتمال برآورد می‌‌شود که هر یک از گره‌های تقاضای موجود در شبکه، آب را با فشاری از قبل تعیین شده دریافت کند، حتی اگر تعدادی از خطوط لوله نیز از عملکرد خارج شده باشند. در ادبیات فنی کمتر قابلیت اعتماد هیدرولیکی و مکانیکی به طور همزمان مطالعه شده است. در این پروژه هدف تعیین میزان قابلیت اعتماد شبکه توزیع آب به کمک مفهوم تئوری آنتروپی اطلاعات می­باشد که بطور همزمان پارامترهای هیدرولیکی و مکانیکی لحاظ گردد.

 

یکی از مهم‌ترین شاخه‌های تحقیق بر روی شبکه‌های توزیع آب در دهه‌های اخیر، کمّی نمودن میزان قابلیت اعتماد این شبکه‌ها در شرایط 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  مختلف بوده است. یکی از روش‌های پذیرفته شده برای مطالعه میزان اطمینان به این شبکه‌ها، استفاده از تئوری آنتروپی اطلاعات و تعیین درجه افزونگی این شبکه­ها می‌باشد. کارهای انجام شده در ادبیات فنی بر روی قابلیت اعتماد شبکه­های توزیع آب معمولاً یا تنها به بررسی قابلیت اعتماد هیدرولیکی شبکه می­پردازد و یا به بررسی قابلیت اعتماد مکانیکی سیستم می­پردازد و به­طور همزمان پارامترهای هیدرولیکی و مکانیکی لحاظ نمی­شوند. بررسی همزمان پارامترهای هیدرولیکی و مکانیکی برای تعیین میزان ریسک شبکه بعد از وقوع حادثه­ای مانند زلزله حائز اهمیت می­باشد. بررسی قابلیت اعتماد هیدرولیکی یک شبکه بدون در نظر گرفتن این نکته که بعضی از خطوط بعد از حادثه از سرویس­دهی خارج می­شوند و همچنین مقداری از آب آن‌ها هدر می­رود، نمی­تواند تصویری جامع از وضعیت شبکه به ما بدهد. از سوی دیگر بررسی قابلیت اعتماد شبکه به صورت مکانیکی بدون در نظر گرفتن میزان تقاضای هیدرولیکی گره­ها که مشخصاً قبل، هنگام و بعد از حادثه متفاوت می­باشد، نمی­تواند دید مناسبی به تصمیم­گیرندگان برای مدیریت وضعیت بحرانی بدهد. تعیین قابلیت اعتماد شبکه با رویکرد مکانیکی- هیدرولیکی به ما این اجازه را می­دهد که قسمت‌های با ریسک بالا را در شبکه شناسایی و آنها را تقویت کنیم و در صورت نیاز حتی با اضافه کردن درجه افزونگی این نواحی از میزان ریسک شبکه برای حوادثی مانند زلزله بکاهیم.

 

از دستاوردهای مورد انتظار این پروژه می­توان به توسعه روشی جهت محاسبه قابلیت اعتماد شبکه توزیع آب با در نظر گرفتن اثرات پارامترهای هیدرولیکی و مکانیکی برای ارزیابی شبکه شهری تحت پوشش یک مخزن در وضعیت موجود و در وضعیت بعد از حادثه و همچنین استفاده از این روش جهت توسعه شبکه­های جدید اشاره نمود.

 

1-2- بیان مسئله

 

گزارشات ناشی از وقوع حوادث غیرمترقبه نشان می‌دهند که شریان‌های حیاتی در معرض مخاطرات ناشی از پدیده‌های تحت‌الارضی و فوق‌الارضی قرار دارند. به علت گسترده بودن شریان‌های حیاتی و تأثیرگذاری آنها به مجموعه شهری دو معیار اساسی ایمن بودن و قابل اعتماد بودن آنها در برابر حوادث غیرمترقبه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

 

سیستم‌های شریان حیاتی نه تنها باید در برابر هر عاملی مقاوم باشند، بلكه در شرایط اضطراری مانند زمان بعد از زلزله كه وظیفه دسترسی و كمك‌رسانی به آسیب‌دیدگان را نیز به عهده دارند باید قابل بهره‌برداری باقی بمانند. به علت وابستگی بین شریانهای حیاتی، در صورت آسیب‌دیدگی یكی از آنها، دیگر شریان‌های حیاتی وابسته و مرتبط نیز از كار افتاده و متعاقباً ممكن است باعث تشدید عوامل دیگر از قبیل قطع ارتباطات، اختلال در حمل و نقل، توسعه آتش‌سوزی‌ها و انفجارات و غیره گردد و در نتیجه فعالیت سیستم شهری مختل و فلج گردد. برای مثال در اثر خرابی سیستم حمل‌ و نقل، دسترسی به آسیب‌دیدگان و كمك‌رسانی با مشكل جدی مواجه می‌شود و یا در اثر آسیب‌دیدگی سیستم مخابرات، عدم اطلاع‌رسانی و ارتباطات به موقع و یا در اثر خرابی سیستم‌های انتقال گاز، گسترش غیر قابل كنترل آتش‌سوزی را در پی خواهد داشت.

 

كشورهای مختلف و به ویژه کشورهای پیشرفته توجه زیادی به شریان‌های حیاتی و برگشت سریع جامعه به حالت عادی و كاهش خسارات جانی و مالی دارند. بعضی تیم‌های پژوهشی در فكر تهیه نرم‌افزاری هستند كه پس از وقوع زلزله، برگشت به حالت عادی از چه شریانی و با چه الویتی شروع شود تا عملیات بهینه باشد. البته در سال‌های اخیر با توجه به اهمیت شریان‌های حیاتی مسئولین کشور ما نیز به مفهومی مانند پدافند غیرعامل اهمیت زیادی می‌دهند و در حقیقت آن را جزء اولیت‌های کاری خود قرار داده‌اند.

 

در مهندسی كلان لازم است با شناخت كافی از وضعیت تمام شریان‌های حیاتی هر شهر و میزان اهمیت هر کدام از آنها و وابستگی و ارتباطات و اثرات متقابل و اندركنشی آنها در مدیریت شهری و به ویژه در سطح مدیریت كلان استانی و كشوری، برنامه‌ریزی دقیقی صورت گیرد و قبل از وقوع حوادث تلخ و فاجعه‌بار آنها را مورد بررسی قرار داد. البته این موضوع باید بیشتر مورد توجه مسئولین كلیدی کشور قرار گیرد.

 

در دنیای امروز با گسترش نظام اجتماعی شهری و گسترش شهرها، مناطق مدرن شهری بسیار بیشتر از سابق بر شریان‌های حیاتی تكیه كرده‌اند وگسترش شریان‌های حیاتی تنها راه بالا بردن كارایی فعالیت افراد جامعه در فضا و زمان می‌باشد. تلاش‌های زیاد برای بالا بردن ایمنی ساختمان‌ها در برابر زلزله، مناطق شهری را نسبت به گذشته ایمن‌تر كرده است. حال اگر شریان‌های حیاتی یك شهر از هم گسیخته شوند، خسارات قابل توجهی ایجاد می‌كنند و فعالیت شهری با سازه‌های ایمن را فلج می‌نمایند. خرابی شریان‌های حیاتی در هنگام زلزله بحران‌های زیادی از جمله عدم دسترسی به آسیب‌دیدگان و كمك‌رسانی به آنها (خرابی سیستم حمل ‌و نقل)، عدم اطلاع‌رسانی و ارتباطات به موقع و درست (خرابی مخابرات)، همه‌گیر شدن بیماری‌های واگیردار (خرابی سیستم‌های جمع‌آوری فاضلاب)، گسترش غیر قابل كنترل آتش‌سوزی (خرابی سیستم‌های آب) و عدم تأمین انرژی لازم برای خدمات مختلف (خرابی سیستم‌های تأمین انرژی) را باعث می‌شود. خرابی بعضی از شریان‌های حیاتی مانند خطوط انتقال گاز و نفت علاوه بر قطع خدمات‌رسانی در موقع نیاز، باعث ایجاد آتش‌سوزی‌های وسیع می‌شود، به طوری كه گاهی خسارات ناشی از این آتش‌سوزی‌ها چندین برابر خسارت ابتدایی زلزله می‌گردد.

 

بازگرداندن هر چه سریع‌تر شریان‌های حیاتی به حالت عادی نیازمند برنامه‌ریزی دقیق است. برنامه‌ریزی دقیق در شرایط بحرانی مستلزم شناخت كافی از وضعیت سیستم، تحلیل سیستم، پارامترهای سالم و آسیب دیده اجزا سیستم است. از گام‌های اساسی در سیستم‌ها، تعیین اولویت‌هاست  و این کار فقط زمانی محقق می‌شود که امتیاز فوریت کلیه سیستم‌ها مشخص شده و به ترتیب امتیاز بالاتر آنها اولویت‌بندی شوند. تحلیل سیستم در وضعیت بحرانی نیز مهم‌ترین مرحله عملیات است. تحلیل سیستم با مشخص کردن اولویت‌ها، بطور چشم‌گیری از هدر رفتن زمان، بی‌نظمی و هزینه‌های اضافی در انجام عملیات بازسازی جلوگیری می‌کند. تعمیرات و بازسازی بر مبنای نتایج حاصل از تحلیل جامع سیستم و با رعایت اولویت‌ها می‌تواند انجام گیرد که در بازگشت سریع جامعه به حالت عادی بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

مواد استفاده شده برای بسته بندی که از سوخت های فسیلی تولید شده اند عملاً تجزیه ناپذیر می باشند. به همین دلیل مواد بسته بندی غذاها نیز مانند سایر مواد بسته بندی مشکلات جدی رااز لحاظ محیط زیست ایجاد می کنند. در نتیجه مطالعاتی جهت استفاده از بسته بندی های زیست پایه تخریب پذیر انجام گرفته است. حدود 125 میلیون تن سالانه در جهان پلاستیک تولید می شود که حدود 30 میلیون تن آن در بخش بسته بندی مصرف می شود ( مارینیلو[4] و همکاران، 2003؛ لین[5] و همکاران، 2005). به منظور کاهش ضایعات بسته بندی پلاستیکی زیست تخریب ناپذیر استفاده از پلاستیک های زیست پایه تخریب پذیر مانند نشاسته، سلولز، PLA، ژلاتین و… ضروری می­باشد  ( الماسی[6] و همکاران، 2009؛ ویلهلم[7] و همکاران، 2003).

 

بسته یا پوشش غذا نقش منحصر به فردی در سلامت غذا و در نتیجه مصرف کننده ایفا می کند. مسلم است که بیشتر فرآورده های غذایی با نوعی روش بسته بندی به مصرف کننده می رسد و در نتیجه بسته بندی بخش مهمی در زنجیره غذایی می باشد ( کیم[8] و همکاران، 2003). اما مواد بسته بندی قدیمی که از مواد نفتی مشتق شده بودند هیچ یک زیست تخریب پذیر نبوده و از لحاظ زیست محیطی قابل تحمل نیستند و خطرات سلامتی را تحمیل می کنند؛ برای مثال مهاجرت افزودنی های مضر به غذا. زیست تخریب پذیری مواد پلاستیکی سنتزی حاصل از مشتقات نفتی بسیار کند بوده و تجزیه کامل آن­ها چندین سال به طول می انجامد و این امر باعث افزایش آلودگی های زیست محیطی می­گردد. لذا طی سال های اخیر یافتن جایگزینی مناسب برای پلاستیک های سنتزی به طوریکه زیست تخریب پذیری بالایی داشته و آلودگی زیست محیطی کمتری بر جای بگذارد توجه محققین را به خود را جلب کرده است. بیوپلیمرهای خوراکی با زیست تخریب پذیری بالا که از منابع قابل تجدید کشاورزی حاصل می­شوند گزینه ای مناسب در این زمینه به شمار می روند. با وجود مزایای مسلم زیست محیطی و پایداری پلیمرهای زیستی این قیمت رو به رشد نفت خام و گاز طبیعی است که عامل محرکه برای سرمایه گذاری اقتصادی در این زمینه است. این موضوع و دو عامل محرکه تلاش برای بازیافت بیشتر ضایعات و همچنین ثبات محیط زیست و مدیریت کشاورزی این ضرورت را ایجاد می­کند که تغییری به سمت پلاستیک­های زیستی صورت گیرد.

 

 

1-2- پیش زمینه

 

بسته ­بندی پوششی است كه سلامت كالای محتوی خودرا­پس ازتولید تا مرحله­ی مصرف حفظ می­نماید وبا ایجاد یك مانع فیزیكی بین محصولات غذایی ومحیط خارج بهداشت محصول راتضمین می­كند و عمر كالای فاسد شونده را افزایش می­دهد. درسا­ل­های اخیربه علت افزایش مصرف پلاستیک­ها و با توجه به طول عمربالای آن­ها و تقریبا زیست تخریب­پذیر1 نبودن آن­ها، سنتز پلیمر­های زیست ­تخریب ­پذیرافزایش یافته است (قنبرزاده و همکاران، 1388).

 

در بسته ­بندی مواد غذایی از مواد مختلفی نظیر شیشه، پلاستیک­های سخت و نیمه سخت، فلزات سخت (قوطی­ها) استفاده می­شود این مواد در اکثر موارد توسط مصرف کننده دور ریخته می­شوند (بدیعی و همکاران، 1387). مواد بسته بندی پلیمری که کاربرد گسترده­ای در صنعت بسته­بندی دارند، غیر­قابل تجزیه و غیر قابل برگشت به محیط زیست هستند و به همین دلیل، از مهمترین آلاینده­های طبیعت محسوب می­شوند ( الماسی، 1388 و ایران منش، 1388). از ویژگی­های مطلوب برای هر بسته­بندی، بازیافت آسان آن و ایجاد كمترین خسارت به محیط زیست است. هرساله بالغ بر چند میلیون تن ضایعات پلاستیكی از جمله كیسه­ها، پاكت­های پلاستیكی و مواد بسته بندی وارد محیط زیست گردید و به علت عدم بازگشت به چرخه زیست محیطی باعث ایجاد مشكلات فراوان برای محیط زیست می­شوند. تولید فیلم­های تجزیه­پذیر طبیعی وجایگزین نمودن آن­ها به جای پلاستیك­های سنتزی راه حلی برای به حداقل رساندن آثار نامطلوب و زیان­آور زباله­های حاصل از مواد سنتزی است (دارائی وهمكاران، 1388).

 

تولید بیوپلیمر­هایی که از منابع تجدیدپذیر بدست می­آیند بر خلاف پلیمر­های سنتزی که بیشتر منشا نفتی دارند در محیط طبیعی تجزیه پذیر هستند و موجب حفظ منابع تجدید ناپذیر می­گردد. این بیوپلیمر­ها که قابلیت برگشت به طبیعت را دارند از محصولات کشاورزی بدست آمده و موجب آلودگی محیط زیست نمی­شوند و در فرآیند کمپوست توسط میکروارگانیسم ها به محصولات طبیعی مانند آب، متان، دی اکسید کربن، و توده زیستی تبدیل می­شوند. پلیمر­هایی که پس از فرایند تجزیه توسط میکروارگانیسم ها ­ کاملا به محصولات طبیعی تبدیل می­شوند زیست تخریب پذیر نامیده می­شوند (قنبرزاده و همکاران، 1388).

 

بسته بندی­های زیستی حاصل از بیوپلیمر­های خالص دارای سرعت زیست تخریب پذیری بالاتری نسبت به فیلم­های آلیاژ شده می­باشند ولی کیفیت مکانیکی و نفوذپذیری آن­ها به نسبت پایین تر است (قنبرزاده و همکاران، 1388).

 

دلایل استفاده از این نوع بسته بندی عبارتند از: جلوگیری از انتقال رطوبت، جلوگیری از خروج ترکیبات فرار موجود در ماده غذایی، کاهش دهنده سرعت تنفس، به تاخیر انداختن تغییرات در بافت ماده غذایی، مانعی بسیار عالی در برابر عبور چربیها  و روغن ها، عبوردهی بسیار انتخابی گازهایی نظیر اکسیژن و دی اکسیدکربن (ایران منش، 1388). 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

 

 

 

1-3- بیان مسئله

 

استفاده از نانو تکنولوژی در این پلیمرها ممکن است امکانات جدیدی را برای بهبود نه تنها ویژگی­ها بلکه به طور همزمان بهبود ارزش، قیمت و راندمان را سبب شود. اندازه نانو ذرات موجب پراکندگی و توزیع خوب آن­ها می­شود. این نانو کامپوزیت­ها می­توانند به طور قابل توجهی ویژگی­های مکانیکی، حرارتی، ممانعتی و فیزیکوشیمیایی بهبود یافته ای در مقایسه با پلیمرهای اولیه و کامپوزیت های میکرو سایز مرسوم نشان دهند ( آل حسن[10] و همکاران، 2012). رشد میکروب ها روی سطح مواد غذایی دلیل اصلی فساد مواد غذایی و بیماریزایی در مصرف کننده می باشد. به این دلیل تلاش های زیادی برای تیمار این سطوح به روش های گوناگون مانند اسپری یا غوطه ور کردن در مواد نگهدارنده مختلف صورت گرفته است. فیلم­های خوراکی به تنهایی و یا همراه با مواد ضد میکروبی، موجب مهار رشد باکتری­ها در سطح مواد غذایی و در نتیجه فساد آن­ها می­شوند. فناوری نانو می تواند در مواردی مانند افزایش مقاومت به نفوذ در پوشش ها، افز ایش ویژگی های ممانعتی، افزایش مقاومت در برابر گرما، گسترش ضد میکروب های فعال و سطوح ضد قارچ کارساز باشد ( آل حسن و همکاران، 2012). گروه تحقیقاتی دانشگاه انگلیسی لیدز دریافتند که نانو ذرات اکسید روی و اکسید منیزیم باعث از بین بردن میکروارگانیسم ها می شوند که می توانند کاربرد زیادی در بسته بندی مواد غذایی داشته باشند. این شیوه می تواند افزودن مقدار زیاد ضد میکروب ها به درون توده غذا را کاهش دهد. آزاد شدن کنترل شده ضد میکروب ها به سطح غذا امتیازات زیادی نسبت به روش های دیگر مانند فروبری و اسپری کردن دارد (محمدی[11] و همکاران، 2012). در این دو فرآیند اخیر ماده ضد میکروبی به سرعت از سطح ماده غذایی به داخل آن نفوذ می کند (منتشر می شود) و در نتیجه خاصیت ضد میکروبی در سطح کاهش می­یابد. مواد ضد میکروبی باقی مانده، در تماس با مواد فعال موجود در سطح خنثی می شوند و میکروب های آسیب دیده ممکن است دوباره فعال گردند. برای مثال ثابت شده است که امولسیفایرها و اسیدهای چرب با نایسین واکنش داده و خواص آن را کاهش می­دهند.

 

بسته بندی فعال، یک روش بسته­بندی جدید غذا در پاسخ به تقاضای مصرف کننده برای سالم بودن است که فعالیت ترکیبات بیولوژیکی مانند عوامل آنتی میکروبی آنتی اکسیدانی، ویتامین­ها، عوامل طعم­دهنده در ترکیبات بسته­بندی زیست تخریب­پذیر ترکیب می­شود ( کارمن[12] و همکاران، 2010). در واقع استفاده از بسته­بندی فعال، روش نوینی برای نگهداری این نوع ماده غذایی می­باشند. بسته­بندی فعال به صورت زیر تعریف شده است:

 

نوعی بسته­بندی که علاوه برداشتن خواص بازدارندگی اصلی بسته­بندی­های معمولی (بازدارندگی در مقابل گازها و بخار آب و خواص مکانیکی) با تغییر شرایط بسته­بندی، ایمنی، ماندگاری و یا ویژگی­های حسی ماده غذایی را بهبود می­بخشد و در عین حال کیفیت ماده غذایی حفظ می­گردد. تکنولوژی بسته­بندی فعال شامل بر هم کنش­هایی بین غذا، ماده بسته­بندی و اتمسفر گازی داخل بسته می­باشد که بایستی در عین حال که کیفیت و امنیت محصول را حفظ می­کند، قادر به افزایش ماندگاری آن نیز باشد ( لابوزا و برن[13]، 1988)

 

 

 

1-4- اهمیت موضوع

 

بسته­بندی­های زیست سازگار بر پایه فیلم­های خوراكی، كه عمدتاً از پلی ساكاریدها، پروتئین­ها، چربی­ها و یا تركیبی از آن­ها ساخته می­شوند، به دلیل دارا بودن مواد طبیعی، قابلیت تجدیدپذیری و عدم ایجاد آلودگی­های زیست محیطی روز به روز از اهمیت خاصی برخوردار می­شوند (آهوناینن[18] و همکاران 2003). از دهه­های گذشته، علم نانو و دیگر تکنولوژی های مرتبط، تبدیل به تکنولوژی شده اند(نارایانامورتی[19]،٢۰۰٦). تکنولوژی- های کامپوزیت، با علم نانو ترکیب شدند و منجر به توسعه ی علم و تکنولوژی نانو گردیدند (هاسین و همکاران[20]، ٢۰۰٦). تلفیق نانو ذرات به داخل مواد کامپوزیت، توجهات زیادی را به سمت خود جلب نمود که به دلیل قابلیت آن، در بهبود خصوصیات پلیمر، مانند؛ خصوصیات حرارتی، مکانیکی و ممانعت کنندگی گازها می باشد (کوریان و همکاران[21]، ٢۰۰٦). اخیرا، مواد غیرآلی مانند فلز و اکسید فلزات، در پژوهش تکنولوژی نانو، مورد توجه قرار گرفته اند، که این به دلیل توانایی آن ها در مقاومت در شرایط ناملایم می باشد (فو و همکاران[22]، ٢۰۰٥). در بین اکسید فلزات ZnO، TiO2، MgO و CaO، بیشتر مورد توجه می باشد، زیرا برای انسان و حیوانات ایمن است (لین و همکاران[23]، b٢۰۰٩؛ استومیتاو و همکاران[24]، ٢۰۰٢).

 

بیونانوکامپوزیت ها، تولید جدید نانوکامپوزیت ها را به نمایش می گذارند و شامل ترکیب بیوپلیمرها و یک ماده ی غیرآلی می باشند که حداقل، یک بُعد نانو دارند. بیونانوکامپوزیت ها، یک گروه از مواد دو جزئی با ساختار نانو هستند که مابین تکنولوژی نانو، علم ماده و علم زندگی قرار دارند (اُزین و همکاران[25]، ٢۰۰٩؛ داردِر و همکاران[26]، ٢۰۰٧).

 

پُر کننده­های نانو، واکنش های داخلی عالی ای با انشعابات پلیمری برقرار می­کنند، که این به دلیل مساحت سطحی زیاد و سطح بالای انرژی آن­ها می­باشد. بنابراین، بطور معنا داری باعث بهبود خصوصیات پلیمری می­گردند (کوواسویک و همکاران، ٢۰۰٨).

 

اندازه، مورفولوژی، بلورینگی، ترکیب و شکل ذرات، پارامترهای بحرانی برای خصوصیات اصلی نانو ذرات می باشند (شهرام و عبداله، ٢۰۰٦؛ یاماموتو، ٢۰۰١). لین و همکارانش (a٢۰۰٩) گزارش کردند که نانومیله های اکسید روی، مانع فعالیت نوری جذب UV می شوند. با اینکه، گزارش شده است که تلفیق نانو ذرات به داخل فیلم نشاسته، باعث بهبود برخی خصوصیات می­گردد (ما و همکاران، ٢۰۰٩؛ یو و همکاران، ٢۰۰٩).

 

 

 

1-5- اهداف پژوهش

 

1-5-1- هدف اصلی

 

هدف اصلی از این پژوهش، تهیه و ارزیابی فیلم خوراکی بر پایه هیدروکلوئید استخراج شده از صمغ قدومه شیرازی و پیشنهاد یک منبع جدید برای تهیه فیلم های خوراکی و همچنین  تهیه و ارزیابی فیلم خوراکی ترکیبی از این صمغ و نانو ذرات اکسید روی می باشد.

 

 

 

1-5-2- اهداف اختصاصی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص مکانیکی فیلم­های قدومه شیرازی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم­های قدومه شیرازی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر خواص ضد میکروبی فیلم­های قدومه شیرازی

 

• بررسی اثر نانو اکسید روی بر ایزوترم جذب تعادلی رطوبت فیلم­های قدومه شیرازی

 

 

1-6- پرسش­های تحقیق

 

• آیا نانو اکسید روی می­تواند بر خواص مکانیکی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

• آیا نانو اکسید روی می­تواند بر خواص فیزیکوشیمیایی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

• آیا نانو اکسید روی می­تواند بر ایزوترم جذب تعادلی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

• آیا نانو اکسید روی می­تواند بر خواص ضد میکروبی فیلم قدومه شیرازی تاثیر داشته باشد؟

 

 

1-7- محدودیت های تحقیق

 

 

 

1-8- نمودار تحقیق

تنش های محیطی زیادی بر رشد و نمو و تولید محصول در گیاهان اثر می گذارند. از این عوامل می توان به خشکی، سرما، گرما، عناصر سمی و شوری اشاره کرد (سایرام[1] وهمکاران،2005). شوری یکی از عوامل مهم کاهش دهنده رشد گیاهان در بسیاری از مناطق جهان است .تنش شوری یکی از مهمترین تنش­های غیر زیستی بوده وآثارمنفی آن بر رشد گیاهان زراعی باعث افزایش تحقیقات در زمینه تحمل به شوری باهدف بهبود تحمل گیاهان شده است(ژو[2]،2003).

 

ایران در منطقه خشک و نیمه خشک و در غرب آسیا در بین عرض جغرافیایی 25-40 درجه شمالی قرار گرفته است. قسمت زیادی از اراضی ایران کوهستانی است. به طور کلی 65% مساحت کشور زیر پوشش اقلیم خشک و 20% زیر پوشش اقلیم نیمه خشک قرار دارد. در این مناطق به علت تبخیر زیاد (حدود 2000 میلی متر در سال) و بارندگی کم ( حدود 250 میلی متر در سال) و وجود آبهای زیر زمینی با کیفیت نامناسب خاک ها به سمت شور شدن تکامل می یابند. کل وسعت اراضی ایران 164.8 میلیون هکتار زیر کشت آبی و 8.5 میلیون هکتار زیر کشت دیم قرار دارد. حدود 50% از اراضی کشت آبی به درجات مختلف  به شوری می باشد. وسعت خاکهای شور در ایران معادل 15% از اراضی کشاورزی کشور می باشد (سزابولیک[3]،1992؛ جعفری ، 1373).

 

در شرایط تنش­های محیطی نظیر کم آبی و شوری،کاهش ماده خشک می­تواند به دلیل کاهش سطح برگ گیاه،کاهش فشار آماس سلول و کاهش میزان فتوسنتز باشد. شوری باعث ایجاد تنش اسمزی در ریشه گیاه می­شود. گیاهان نیاز دارند که پتانسیل آب درونی را پائین­تر از محیط اطراف ریشه نگه­دارند تا فشار و جذب آب برای رشد تداوم داشته باشد. بنابراین وقتی صدمه اسمزی به ریشه وارد می­شود که افزایش در فشاراسمزی محلول اطراف ریشه به وجود آید و در نتیجه پتانسیل آب خارجی کاهش یابد. در این مورد اثر ناشی از تنش آب باعث می­شود غلظت نمک محیط اطراف ریشه بیشتر از غلظت نمک درون ریشه شود و پژمردگی و نهایتا کاهش شادابی و رشد را به دنبال دارد.مقدار کاهش رشد گیاه در شرایط شوری بسته به نوع نمک ،غلظت نمک،مرحله فیزیولوژیکی گیاه،مدت زمانی که در معرض شوری قرار می­گیرد و همچنین گونه گیاهی متفاوت است. شوری سبب کاهش بازده گیاهان زراعی می­شود که این امور در مقیاس وسیع به کشاورزی و اقتصاد کشور صدمه وارد می­سازد. گیاه در محیط شور از دو مسئله رنج می­برد،اول منفی­تر شدن پتانسیل اسمزی محلول خاک که جذب آب را دشوار می­کند،دوم جذب انباشتگی یونهای سمی که اثرات نامطلوبی بر بسیاری از فرایندهای حیاتی گیاه دارد. در ابتدای تنش شوری،تنش خشکی که در اثر کاهش پتانیسل آب محیط حادث می­شود،عامل اصلی کاهش رشد است ولی بتدریج غلظت املاح در بافت گیاهی به حد سمیت رسیده،خسارت ناشی ازسمیت باعث کاهش رشد و مرگ گیاه می­شود(مانز[4]،1993).

تنش شوری یکی از مهمترین تنش­های غیر زیستی است و در خاک­های شور اثرات زیانباری بر بقاء،تولید ماده زنده و بازده محصولات گیاهی دارند. فرایند­هایی نظیر جوانه زنی،رشد دانه رست­ها، رشدرویشی،  گلدهی ومیوه دهی  شدیدا تحت تاثیر شوری قرار می­گیرند.  شوری از طریق زیر منجر به کاهش رشد و صدمه به گیاه می­شود:­

 

• استرس اسمزی (کاهش آب قابل دسترس گیاه )

 

• اثر ات سمی یون­ها (مخصوصا اثر ات نا شی از سدیم، کلروسولفات)

 

• برهم خوردن تعادل و جذب مواد مغذی ضروری

افزایش شوری بیومس ریشه، برگ و اندام­ها را کاهش داده و متعاقب آ ن از طول ریشه و فتوسنتزی گیاه می­شود .(سینگ و پراساد[5]، 2009). البته در هر اندام گیاهی، گستره­­ای از انواع مختلف سلول­ها، با سنین متفاوت وجود دارد . لذا عملکرد­های متابولیکی و پاسخ­های متفاوت به محرک­های محیطی مورد انتظار است . گیاهانی که در معرض شوری قرار می­گیرند نه تنها کوچکترند بلکه دارای تغیراتی در پارامترها­ی فیزیولوژیکی و بیوشیمیا ی نیز هستند(هیلال[6]، 1998).

 

1-1 تعریف شوری :

 

از نقطه نظر کشاورزی به تجمع نمک های معدنی محلول در خاک به مقدار زیاد،که باعث محدود کردن رشد گیاه شود، شوری می گویند( گورهام[7] و همکاران، 1992).

 

بر اساس تعریف  )شانون و گریو[8]،1999) شوری عبارت است ازحضور بیش از اندازه نمک­های قابل حل و عناصرمعدنی ،که انحلال آنها با مشکل روبرو می­شود. قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع خاک یک شاخص مهم در ارزیابی شوری خاک می باشد. خاک شور، خاکی است که قابلیت هدایت الکتریکی عصاره اشباع آن در دمایºc25 بیشتر از 2 دسی زیمنس در متر و درصد سدیم تبادلی آن کمتر از 15باشد. درتنش شوری ،نوع تنش،میزان مقاومت گیاه،مراحل مختلف رشدی ، نوع بافت و اندام گیاهی متفاوت می­باشد. شوری خاک یکی از عواملی است که توزیع و قابلیت تولید بسیاری از گیاهان زراعی مهم را دچار محدودیت می­کند(اشرف وفولاد،2005).

 

 

 

1-2 انواع شوری و علل آن

 

شوری اولیه (طبیعی)

 

شوری اولیه پیامدی از انباشته شدن نمک در خاک ویا آبهای زیرزمینی از طریق فرایند­های طبیعی در دوره­های طولانی است که توسط فرایند­های زیر صورت می­گیرد.

 

– فرایند­ هوازدگی: این فرایند موجب شکسته شدن سنگها و آزاد شدن انواع نمکهای محلول،عمدتا کلر و سدیم و دیگر نمکها مانند کلسیم و منیزیم و تا حدی کمتر سولفاتها و کربناتها می­شود.

 

– رسوب  نمک اقیانوسها: توسط عواملی همچون باد، این نمکها که عمدتا کلرید سدیم است جابجا می­شوند(قاسمی و همکاران،1995).

 

شوری ثانویه

 

یکی از دلایل عمده شوری ثانویه پاکسازی زمین و جایگزینی گیاهان یکساله بجای پوشش گیاهی پایا است. در آب و هوای خشک و نیمه خشک آب استفاده شده توسط پوشش گیاهی بومی منطقه،در تبادل با بارندگی سالیانه است. ریشه­های عمیق گیاهان بومی نشان دهنده پایین بودن سطح سفره­های آبی می­باشند.پاکسازی و آبیاری این توازن را بر هم می­زند،بطوری که بارندگی از یک سو و آبیاری از سوی دیگر،آب را به میزانی بیش از نیاز گیاه فراهم کرده و این فزونی آب ،سفره­های آب را بالا کشیده و نمکهایی را که قبلا در قسمت­های عمیق خاک ذخیره شده بودند حرکت داده و آنها را تا منطقه ریشه بالا می­آورد. با استفاده گیاهان از آب، نمک در خاک باقی مانده لذا در مصارف بعدی، آب موجود در خاک شورتر می­شود.  سفره­های آب همچنان به سمت بالا و نزدیک سطح زمین کشیده می­شوند و با تبخیر آب،نمکها در سطح زمین باقی می مانند و این نمکها می­توانند وارد جریان آب شده و شوری را افزایش دهند (میرمحمد میبدی ،1381).

 

شوری خاک مشکل جدی در تمام جهان است و به طور قابل توجهی باعث کاهش بهره برداری در زراعت می­شود(داسیلوا[9] و همکاران،2008).  تخمین زده می­شود بیش از 800 میلیون ­هکتار از اراضی جهان تحت تاثیر شوری واقع شده است(فائو[10]،2008). وحدود0.020 از زمین­های شورناشی از سیستم­های نامناسب آبیاری می­باشند(میاک[11] و همکاران،2006). از آنجایی که تنش شوری یک تهدید بزرگ زیست محیطی برای کشاورزی محسوب می­شود،  لذا درک پاسخهای پایه فیزیولوژیکی و بیوشیمیای گیاهان به تنش­ها،در افزایش بهره وری کشاورزی امری حیاتی است.

 

1-3 شوری و گیاه

 

بر اساس توانایی رشد درمحیط­های با غلظت­های متفاوت نمک، گیاهان به گلیکوفیت­ها(شیرین رست ­ها) و هالوفیت­ها (شور رست­ها) تقسیم بندی می­شوند. اکثرگیاهان گلیکوفیت هستند و نسبت به استرس نمک بردبار نیستند(سایرام و تایگی[12]،2004). وبالعکس هالوفیت­ها در غلظت 100تا200 میلی مولار کلرید سدیم قادر به کامل کردن  چرخه زندگیشان می باشند(زالبا و پین من[13]، 1998).

 

هالوفیت­ها به دو گروه اجباری و اختیاری تقسیم می­شوند:

 

گروه اول در محیط غیر شور قادر به رشد نیستند در حالی که گروه دوم  در محیط شور و غیر شور به خوبی رشد می­کنند.  مکانیزم ایجاد مقاومت در هالوفیت­ها براین اساس است که گیاهان املاحی نظیر سدیم و کلر را از طریق ریشه جذب و به قسمتهای هوایی انتقال داده و در واکول سلول­هایشان نگهداری می­کنند و به این طریق پتانسل اسمزی سلولهای خود را تنظیم می­کنند. در حالی که گلیکوفیت­ها که اغلب گیاهان زراعی را شامل می­شوند فاقد چنین مکانیسمی هستند(سرمدنیا،1374).

 

در طی هجوم و پیشرفت استرس نمک در درون گیاه، فرایند­های مهمی نظیر فتوسنتز، سنتز پروتین و متابولیسم لیپید تحت تاثیر قرار می­گیرد. نخستین پاسخ گیاه، کاهش در سرعت توسعه سطح برگ و متعاقبا با تشدید استرس توسعه برگ متوقف می­شود و چنانچه استرس فرونشیند، گیاه مجددا رشد خود را از سرمی­گیرد(پاریدا و داس[14]، 2004). مکانیزم­هایی که برای ایجاد بردباری نسبت به اثرات خاص شوری در گیاهان روی می­دهد در دو گروه مهم جای دارند، دسته­ای از آنها ورود نمک را به داخل گیاه محدود می­کنند و دسته­ای دیگر غلظت نمک را در سیتوپلاسم کاهش می­دهند(مودگال[15] وهمکاران،2010).

 

گیاه در طی استرس، ممکن است برابر آن استقامت کند و توسط مکانیزم­هایی از آن موقعیت رهایی یابد این بردباری درسطح سلولی روی می­دهد و پاسخ گیاه به جنس، ژنوتیب، طول مدت و شدت استرس، سن و مرحله نموی نوع سلول و اندام سلولی بستگی دارد.  یکی از سازگارهایی که در سطح سلول روی می­دهد، سازگاری اسمزی است بدین معنی که پتانسیل اسمزی سلول پایین آورده می­شود به طوری که برای ابقاء تورژسانس گیاه به حد مطلوب برسد(یوکی[16] و همکاران،2002).

 

1-4 مکانیسم اثر شوری

 

جایگزینی پتاسیم به وسیله سدیم در واکنشهای بیوشیمیایی و تغییرات ساختاری و عدم عملکرد پروتئینها در نتیجه نفوذ سدیم و کلر و تداخل با واکنشهای  غیر کووالانسی بین اسیدهای آمینه،عوامل ایجاد سمیت یونی می­باشند(دودما و مهاسنه[19]،1986). نسبت بالای 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  سدیم به پتاسیم در سیتوسول،برای همه فعالیتهای طبیعی سلول گیاهی ضروری است(جشک و ولف[20]، 1985). سدیم با جذب پتاسیم از طریق ناقلان همبر رقابت می­کند،همچنین ناقلین همبر ویژه پتاسیم را در سلول ریشه بلوکه می­کند. این امر سبب می­شود در درجات سمی سدیم، غلظت پتاسیم برای واکنشهای آنزیمی و تنظیم اسمزی کافی نباشد. عدم توازن متابولیکی ایجاد شده به وسیله سمیت یونی،تنش اسمزی و کمبود عناصر غذایی تحت شوری،همچنین ممکن است به تنش اکسیداتیو منجر گردد(بای و سوی[21]، 2006).

 

در تنش شوری ،یونهای سدیم از طریق کانالها یا ناقلان کاتیونی وارد سیتوسول ریشه می­شوند و یا از طریق یک مسیر آپوپلاستی وارد جریان شیره خام در آوند های چوبی می­شوند،وبستگی به گونه گیاهی دارد(نیو [22]و همکاران،1995).

 

با توجه به رفتار سیستم ریشه­ای، گیاهان مقاوم به شوری به دو گروه ion-inclusive وion-exclusive تقسیم می­شوند.

 

گروه اول دارای مکانیسمهای سازشی متنوعی هستند که رسیدن نمک به بخشهای هوایی به جز در مقادیرخیلی کم را،محدود می­کنند.این مکانیسم ها شامل جذب بعضی یونهای خاص توسط ریشه،تجمع کلرید سدیم در ریشه و ترشح یونها از داخل ریشه به خارج است. در مقابل،گروه دوم نمک را به مقدار زیادی جذب کرده و در ساقه ها و برگهای خود ذخیره می­کنند. در این حالت،سازشهای اصلی بر اساس دور نگه داشتن سدیم و کلر از سیتوسول به وسیله ذخیره در واکوئول یا دور نگهداشتن این یونها از خود سلول است(گرین وی و مونز[23]،1980).

 

1-6 قارچ های مایکوریز

 

واژه میکوریز از دو کلمه (Mykes) به معنای قارچ و (Rhiza) به معنای ریشه گرفته شده است و برای اولین بار در سال 1885 میلادی معرفی گردید. این ارتباط نوعی همزیستی متقابل است که بین برخی از قارچ های بازیدیو مایست ها، زیگو مایست ها، آسکو مایست ها و گلومرومایست ها و گیاهان ایجاد می شود و هر دو شریک از این همزیستی بهره می برند(موکرجی، 1996). در این همزیستی، گیاهان عالی از مواد جذب شده به وسیله قارچ ها استفاده کرده و از سوی دیگر قارچ ها مواد غذایی مورد نیاز خود را از محصولات فتوسنتزی و هیدرات کربن گیاهان عالی تامین نموده و رشد و نمو می یابند(شارما، 1995).

 

ریشه گیاهان زیستگاه مناسبی برای میکرو ارگانیسم های خاک است و به طور طبیعی بیشتر گیاهان در طبیعت با قارچ های همزیست ریشه رابطه برقرار می کنند. میکوریز نوعی همزیست ارتباط بین برخی از قارچ ها با ریشه گیاهان می باشد. میکوریزها در طبیعت در تامین نیازهای آبی و تغذیه ای گیاهان نقش موثری دارند. قارچ های میکوریز به وسیله تشکیل هیف های منفرد و توسعه یافته شبکه ای، کمک به جذب منابع سیال و غیر سیال می کنند. هیف های شبکه ای عموما دریافت منابع غذایی سیال را در بعضی از گیاهان افزایش می دهند و به روش های مختلفی در رشد گیاهان موثر بوده و در مقابل با فرستادن اندامک مکنده خود به داخل سلول میزبان، به خصوص در ناحیه زیر اپیدرم(کورتکس)، مواد مورد نیاز خود را دریافت می کنند( عامریان،1371).

 

قارچ های میکوریز در حقیقت عوامل عمده افزایش دهنده جذب عناصر جذب عناصر از خاک هستند. تفاوت اساسی ارتباط میکوریزایی و ارتباط عمومی جانداران و گیاهان در این است که نه تنها سطح ریشه ها(ریزوسفر) با قارچ های میکوریز ارتباط نزدیک دارند، بلکه در این قارچ ها نفوذ درون بافتی نیز دارند. ولی تفاوت اساسی میکوریز با عوامل بیماریزا در این است که در این رابطه هم میزبان و هم شریک قارچی حالت طبیعی خود را حفظ می کنند(عامریان،1371).

 

ارتباط میکوریزایی معمولا در تمام مناطق آب و هوایی خشک و مرطوب صورت می گیرد. قارچهای میکوریز در خاک مناطق مرطوب شمالی، مناطق خشک قطب جنوب، جنگل های پرباران مناطق گرمسیری، مناطق خیلی گرم و حتی در مرداب ها نیز یافت می شوند. در اکوسیستم های طبیعی بیشتر سیستم های ریشه ای می توانند با قارچهای میکوریز همزیست شوند و وجود میکوریز برای پایداری رشد برخی از گونه های گیاهی مثل ارکیده ها ضروری است.بسیاری از خانواده های گیاهی در شرایط میکوریزایی، رشد بهتری را بخصوص در شرایط کمبود عناصری چون فسفر و روی نشان می دهند. تخمین زده شده که حدود 95درصد از گونه های گیاهان آوندی دارای رابطه میکوریزایی می باشند و تقریبا تمام بازدانگان و در حدود 85درصد نهاندانگان قادر به تشکیل این همزیستی هستند. بنابراین بازدانگان برای بقاء خود در طبیعت به قارچ های میکوریز محتاج می باشند(تراپ،1997).

 

با مطالعه بر روی مورفولوژی گیاهان فسیلی، مشخص شد که قارچ های میکوریز آربوسکولار در دوره تریاسیک(Teriassic) به خوبی توسعه یافته اند و اجزای ساختمانی بسیاری از قارچ های میکوریز نیز در دوره دونین (Devonian) دیده شده است. تیپ های دیگر میکوریز بعد از تکامل آسکومیست ها و بازیدیومیست ها نمو یافتند و تیپ های مختلف همزیستی در گیاهان مختلف توسط قارچ های مختلف به وجود آمد(تراپ،1997). اطلاعات به دست آمده از واکنش های مولکولی میکوریزای همزیست هنوز قابل بحث است. مشخص شده است که سیگنال های مولکولی بین گیاه و قارچ مبادله می شود و این سیگنال ها از سیگنال هایی که باعث ایجاد واکنش های بیماریزایی می شوند قابل تشخیص می باشند. این سیگنال ها ممکن است شامل موادی چون لکتین ها و یا ترکیبات القاکننده  مترشحه توسط قارچ ها باشند که باعث ایجاد واکنش در میزبان در حضور قارچ میکوریز و نیز سایر میکروارگانیسم های مهاجم می شوند(تراپ،1997).

 

 

 

1-7 گشنیز

 

شکل( 1- 1 ) گشنیز

 

گشنیز گیاه بومی جنوب اروپا و مناطق مدیترانه است و در بیشتر نقاط ایران نیز می روید. از زمان های قدیم وجود داشته و حتی مورد مصرف مصری ها بوده است. بقراط این گیاه را می شناخته و برای درمان بیماری های مختلف از آن استفاده می کرده است. در قرون وسطی ضعف جنسی را با گشنیز درمان می کردند. پزشکان قدیم عقیده داشتند گشنیز از سرایت امراض جلوگیری می کند، از این رو به افراد مبتلا به آبله دستور می دادند که آب گشنیز را به دور چشم هایشان بمالند تا میکروب آبله به چشم ها سرایت نکند.                       

 

ساختار شیمیایی

 

میوه گشنیز دارای 75درصد آب و 13 تا 20درصد مواد چرب(مرکب از گلیسریدهای اسید اولئیک، اسید پالمتیک، اسید پترو سلینیک، اسید لینولئیک) است. مقدار کلی اسانس در انواع مرغوب میوه ها به یک درصد می رسد. اسانس میوه دارای 50درصد ترکیب لینالول[24](Linalool) می باشد. محتوای ساختار دانه گشنیز در جدول 2-1 آورده شده است. حضور آلدهیدها منجر به ایجاد عطر و بو در دانه گشنیز می شود. افزایش بوی شیرین در این گیاه به دلیل حضور لینالول است(تراپ،1997). دانه گشنیز حاوی 03/0 تا 6/2درصد روغن فرار و 9/9 تا 7/27 درصد اسید چرب می باشد.

 

ویژگی درمانی

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ترکیب شیمیایی	مقدار (بر حسب گرم)
آب	37/11
پروتئین خام	49/11
چربی	15/19
فیبر خام	43/28
نشاسته	53/10
پنتوزان	29/10
شکر	92/1
مواد معدنی	98/4
روغن فرار	84/0

جدول (1-1) محتوای شیمیایی دانه گشنیز