استفاده از گیاهان دارویی در قالب طب سنتی برای درمان بیماری­ها و مصارف دیگر در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی از دیر باز مورد توجه بوده است، ولی در چند ساله اخیر با گرایش مردم به استفاده از داروهایی با منشأ گیاهی به دلیل عوارض جانبی و سوء داروهای شیمیایی توجه جهانیان به این بحث بیشتر شده است. از سوی دیگر، تأکید سازمان بهداشت جهانی (WHO) در جایگزینی تدریجی مواد طبیعی به جای مواد شیمیایی موجب شده تا کشورهای مختلف جهان نسبت به سرمایه گذاری، برنامه ریزی کشت و تولید انبوه گیاهان دارویی در سطوح صنعتی و استفاده از آن در صنایع دارویی، بهداشتی و غذایی اقدام کنند ]۱۴[.

۲-۱-۱- مزایای استفاده از گیاهان دارویی
استفاده از گیاهان دارویی و داروهای گیاهی همانند استفاده از داروهای شیمیایی دارای مزایا و معایبی می باشد. از مهم­ترین مزایای داروهای گیاهی ارزش اقتصادی و کمی هزینه دستیابی به آن­ها است. از مزایای دیگر داروهای گیاهی اثرات زیست محیطی و اکولوژیکی کاربرد آن­ها است، که می­توان آن را نوعی تعامل و دوستی بین انسان با محیط زیست دانست. همچنین استفاده از داروهای گیاهی اثرات تخریبی کمتری بر منابع طبیعی نظیر خاک، آب، هوا و انرژی دارد. علاوه بر این می تواند موجب ایجاد باغ ها و مزارع تولید و پرورش گیاهان دارویی شود و به دنبال آن اثرات مثبتی بر افزایش تنوع زیستی در محیط زیست و کاهش آلودگی های زیست محیطی خواهد داشت. البته بایستی به این نکته توجه نمود که برداشت افراطی گیاهان دارویی از منابع طبیعی منجر به انقراض و نابودی گونه­ های نادر و ارزشمند می­ شود. برتری دیگر داروهای گیاهی کاهش عوارض ناشی از داروهای شیمیایی و جلوگیری از مقاومت نسبی عوامل بیماری­زا است. اغلب عوامل بیماری­زا در برابر مصرف مداوم داروهای شیمیایی جهش ژنتیکی یافته و در برابر داروها از خود مقاومت نسبی نشان می­ دهند و از اثر بخشی آن­ها کاسته می­ شود ]۱۵[.
۲-۱-۲- معایب استفاده از گیاهان دارویی
یکی از معایب استفاده از داروهای گیاهی محدودیت دسترسی به برخی گونه­ های گیاهی در همه فصول سال است و در صورت نگهداری ممکن است با فساد و کاهش اثرات مفید آن همراه باشد. از دیگر معایب این دسته داروها این است که زمان درمان با داروهای گیاهی بسیار طولانی بوده و در حال حاضر تیمار با این منابع دارویی جهت کنترل بیماری­های اپیدمیک مؤثر نمی باشد ]۱۵[.
۲-۱-۳- اسانس ­های گیاهی
اثر گیاهان معطر و ادویه­ها در نگهداری و پیشگیری از فساد مواد غذایی از دوران باستان برای انسان به خوبی شناخته شده بود به طوری که برای بهبود عطر و طعم غذاها و حفظ و نگهداری آن­ها به مدت طولانی از مقادیر زیاد ادویه همراه با نمک استفاده می­شده­ است. تا قبل از قرن ۱۹ میلادی استفاده از منابع طبیعی و عمدتاً گیاهان از راه­های اصلی درمان بیماری بوده ­است. ادویه ها، گیاهان دارویی و اسانس ­ها و عصاره­های آن­ها درجات متنوعی از فعالیت زیستی را دارا می­باشد. از میان ۷۰ ادویه­ای که رسماً به عنوان افزودنی­های غذایی شناخته شده ­اند، فعالیت ضد­ میکروبی تعداد زیادی از آن­ها به اثبات رسیده است و معمولاً غلظت ترکیبات ضد­میکروبی ادویه­های مورد استفاده به حدی است که تاثیری روی ویژگی­های حسی مواد غذایی نمی­گذارد ]۶۷[.
۲-۱-۳-۱- مکانیسم عمل اسانس ­ها در جلوگیری از رشد میکروارگانیسم­ها
اگر چه مطالعات زیادی بر خصوصیات ضد ­میکروبی اسانس ­ها و ترکیباتشان انجام شده­است اما جزئیات مکانیسم عمل آن­ها به طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته­است.ساختمان شیمیایی هر یک از ترکیبات اسانس ­ها بر نحوه عمل و فعالیت ضد میکروبی آن­ها تاثیر می­گذارد.از زمانی که مشخص شد ترپن­های موجود در اسانس ­های گیاهی عوامل ضدمیکروبی اولیه هستند، مکانیسم عملی مشابه به این ترکیبات به آن­ها نسبت داده شد. بسیاری از ترپن­های بسیار فعال مانند اوژنول، تیمول، کارواکرول و… بطور طبیعی ساختمان فنلی دارند، بنابراین معقول به نظر می­رسد که نحوه فعالیت آن­ها مرتبط با ساختمان فنلی شان باشد. اهمیت حضور گروه ­های هیدروکسیل در ترکیبات فنلی به اثبات رسیده است.به­ طور کلی میزان بازدارندگی اسانس ­ها را می­توان به حضور یک حلقه آروماتیک متصل به یک گروه قطبی نسبت داد.وجود گروه هیدروکسی فعال باعث شده­است که این ماده بتواند به آسانی با جایگاه­های فعال آنزیم­ها، باندهای هیدروژنی تشکیل دهد ]۶۸، ۶۹، ۷۰ و ۷۱[.
به طور کلی روش عمل اسانس به غلظت آن وابسته است. غلظت­های پایین از فعالیت آنزیم­ های مربوط به تولید انرژی ممانعت می­ کند در حالی که مقادیر بالای اسانس موجب رسوب پروتئین­ها می­گردد.با این وجود نامشخص است که آیا تخریب دیواره سلولی مربوط به مقدار ترکیبات ضد­میکروبی است که سلول در معرض آن­ها قرار می­گیرد و یا تاثیر اسانس ­ها در ابتدا موجب یک تخریب کوچک می­گردد و سپس تخریب دیواره سلولی ایجادمی­شود ]۷۱[.
یکی از خواص مهم اسانس ­ها و ترکیبات آن­ها خاصیت آبگریزی می­باشد که آن­ها را قادر می­سازد دیواره سلولی باکتری­ ها یا دیواره میتوکندری­ها را تجزیه کنند و باعث تخریب سلولی و نفوذ­پذیری بیشتر سلول­ها شود.مهاجرت یون­ها و دیگر محتویات سلولی نیز می ­تواند اتفاق بیفتد و کم شدن زیاد محتویات سلول باکتری و یا خروج مواد حساس و یون­ها منجر به مرگ باکتری خواهد شد ]۶۸[.
معمولاً اسانس ­هایی که قوی­ترین خاصیت ضد­باکتریایی را در برابر میکروارگانیسم­های عامل مسمومیت غذایی دارند شامل درصد زیادی از ترکیبات­فنلی هستند. لذا به نظر می­رسد که مکانیسم عمل آن­ها مشابه دیگر ترکیبات فنلی باشد. این ترکیبات معمولاً موجب اختلال در غشاء سیتوپلاسمی، شکستن و از هم گسیختن نیروی حرکتی پروتون، جریان الکترونی و انتقال فعال و منعقد شدن محتویات سلول می­ شود ]۶۸ و ۶۹[.
اجزاء اسانس ­ها همچنین روی پروتئین­های موجود در غشاء سیتوپلاسمی اثر می­گذارند.آنزیم­ها از قبیل آتپاز^[۲]در غشای سیتوپلاسمی جای گرفته­اند و به وسیله مولکول­های چربی در مرز غشاء وارد شده اند. دو طریق پیشنهاد شده است که به وسیله آن هیدرو­کربن­های حلقوی می­توانند عمل کنند. در ابتدا مولکول­های هیدروکربن چربی دوست می­توانند در یک لایه درون چربی تجمع پیدا کنند و واکنش چربی – پروتئین را از شکل طبیعی خارج کنند پس واکنش مستقیم ترکیبات چربی دوست با قسمت­ های آب گریز پروتئین ها ممکن می­گرد. برای مثال مشخص شده است که نعناع و ترکیبات آن فعالیت آنزیم دکربوکسیلاز را در باکتری Enterobacter aerogenes مختل می­نماید که مکانیسم عمل این ترکیب اتصال به پروتئین­های موجود در جایگاه فعال آنزیم می­باشد ]۶۸[.
اسانس ­ها­ی گیاهان یکی از بزرگ ترین و مهم ترین ترکیبات بیوشیمی ثانویه در گیاهان دارویی، ادویه ای به ویژه معطر می­باشند. از مهم ترین اهداف اکولوژیکی تولید این ترکیبات ثانویه در برخی گیاهان می­توان به دفع آفات افزایش تحمل نسبی به برخی شرایط نامساعد محیطی و جذب حشرات گرده افشان اشاره نمود ]۱۵[.
اسانس ­ها^[۳] موسوم به ترپن ها هستند و یا منشأ ترپنی دارند. معمولاً بو و مزه تندی دارند و وزن مخصوص آن ها غالبأ از آب کم تر است. اسانس ­ها در سلو‌ل­ها و کرک­های ترشحی منفرد یا مجتمع، غده های ترشحی، مجاری ترشحی و در قسمت­ های سطحی و درونی اندام­های مختلف گیاهان وجود دارند ]۲[.
۲-۱-۴- زیره سبز
زیره سبز با نام علمى L. Cuminum cyminum گیاهی است از خانواده apiaceae، معطر، بدون کرک (جز میوه)، ساقه علفی با انشعابات دو تایى و گاهى سه تایى، ساقه گیاه شیاردار بوده و داراى بافت کلانشیم محیطی است. گیاهی کوچک، علفی به ارتفاع ۱۵ تا ۵۰ سانتی متر و دارای ریشه دراز باریک به رنگ سفید و ساقه ای راست و منشعب به تقسیمات دو تایی است منشأ اولیه آن ناحیه علیای مصر و سواحل نیل بوده است ولی امروزه به حالت نیمه وحشی در منطقه وسیعی از مدیترانه ، عربستان ، ایران، و نواحی مختلف می روید و یا در این نواحی پرورش می یابد. برگهای آن متناوب، شفاف، بی کرک، منقسم به بریدگیهای بسیار نازک و ظریف ولی دراز و نخی شکل است. گلهائی کوچک ، سفید یا صورتی رنگ و مجتمع به صورت چتر مرکب دارد. میوه آن بیضوی کشیده، باریک در دو انتها، بسیار معطر ، به طول ۶ میلی متر، به قطر ۱/۵ میلی متر و پوشیده از تارهای خشن است. بعضی از واریته های این گیاه میوه های عاری از تار دارند. رنگ میوه بر حسب واریته های مختلف گیاه ممکن است زرد تیره یا خرمائی مایل به سبز و یا خاکستری باشد (گل آذین از نوع چتر مرکب می باشد و هر چتر مرکب به سه تا شش چترک ختم می شود. و هر چترک دارای سه تا چهار گل می باشد. براکته های گشیده و خطی در زیر چتر مرکب به صورت حلقه ای مجتمع شده و گریبان نامیده می شود. براکته های قاعده هر گل نیز در قاعده چترک ها به صورت حلقوی وجود داشته و گریبانک نامیده می شود. میوه دوکی شکل بوده و در دو سر باریک می باشد و از نوع دو فندقه شیزوکارپ است که شامل دو مریکارپ میباشد . جنین دانه کوچک بوده و در البومین محصور است و به شدت به جدار مریکارپ فشرده است ]۹۲[.

شکل ۲- ۱: گیاه زیره سبز ]۱۰[.
گیاه زیره سبز با نام علمی کومینوم یک گیاه آروماتیک (Cuminum cyminum) سیمینوم است که عضو خانواده آپیاسه می باشد و برای طعم بخشی به غذاها، در تهیه عطرها و برای موارد پزشکی استفاده می شود. از زیره سبز در طب سنتی در چندین مورد استفاده شده است. نشان داده شده که در درمان بیماری های دستگاه گوارش، به ع نوان ضد نفخ و تسهیل کننده هضم غذا عمل می نماید و همچنین از زیره سبز در بیماری های ریوی برای درمان سرفه استفاده شده است ]۸۳[.
این گیاه، بومی خاورمیانه به ویژه جنوب شرقی ایران است. از ترکیبات مهم و عمده آن می توان به سابینن، فلاونوئیدها، پلی ساکاریدها، کومارین، کومین آلدئید، پینن و ترپینن اشاره نمود ]۸۴[. زیره سبز گیاهی کوچک و علفی از خانواده آپیاسه می باشد ]۲۰[ و میوه آن بسیار معطر است. مصرف زیره سبز به عنوان چاشنی در ایران و بسیاری از کشورها مرسوم می باشد، در آلمان با نان و در هلند با پنیر مخلوط می شود ]۲۱[. گزارش هایی از فعالیت ضد باکتریایی و ضد قارچی آن در علم پزشکی وجود دارد ]۹۱[. سالیان درازی است که در طب سنتی و تجربی به عنوان گیاه دارویی، به ویژه برای رفع نفخ و دل درد استفاده می شود. اسانس زیره سبز جز بسیاری از فرآورده های دارویی گیاهی ضد نفخ موجود در بازار دارویی دنیا می باشد.
زیره دارای تانن ، روغن زرین و اسانس است . اسانس زیره را از تقطیر میوه له شده تحت اثر بخار آب بدست می آورند . این اسانس مایعی است بی رنگ که در اثر ماندن ابتدا به رنگ زرد و سپس قهو ه ای رنگ می شود . بوی زیره مربوط به آلدئیدی بنام کومینول است . مقدار کومینول در زیره بسته به محل کشت آن بین ۳۰ تا ۵۰ درصد است . ضد تشنج است. برای برطرف کردن بیماری صرع مفید است. فعالیت ضد میکروبی اسانس زیره سبز بر روی پاتوژنهای غذا زاد از جمله لیستریا مونوسیتوژنز و اشرشیاکلی به خوبی نشان داده شده است ]۹۳[.
زیره گیاهی است علفی، آروماتیک و معطر از تیره چتریان، بوته­ای، پایا و چند ساله، که به طور عمده به صورت مستقیم بعنوان غذا و یا در چاشنی، نوشابه­های الکلی، عطرسازی و مواد آرایشی استفاده می­ شود. دانه­ها، برگ­ها و گل گیاه دارای اسانس و خاصیت دارویی می­باشد. عامل اصلی و خاصیت دارویی در زیره اسانس یا روغن فرار محسوب می­ شود که شامل اتر­های فنلی می­باشد. ترکیبات تشکیل دهنده زیره عبارتند از: پروتئین، کربوهیدرات، ترکیبات فیبری، کلسیم، ترکیبات فسفر، آهن، ویتامین­ها و اسانس ( ۵/۲ تا ۴ درصد). ماده­ اصلی اسانس زیره سبز، آلدئید کومینیک یا کومینول می­باشد. به علاوه دارای مواد فلاندرون، کارون و الکل کومینیک است ]۱ [.
امروزه اسانس زیره سبز به عنوان یک آنتی باکتریال طبیعی موضوع بررسی­های متعدد است. اصلی ترین و عمده ترین ترکیب موجود در اسانس زیره سبز، آلدئیدی بنام کومینال یا کومین آلدئید می­باشد که حداکثر تا ۶۳ درصد از کل میزان اسانس را تشکیل می­دهد ]۲۲[.
بررسی فعالیت ضد میکروبی اسانس زیره سبز روی چهار نوع باکتری گرم مثبت، سه نوع باکتری گرم منفی، یک نوع باکتری اسید دوست و یک نوع مخمر نشان داد که هر دو نوع باکتری تحت تاثیر اسانس زیره سبز قرار گرفتند، اما حساسیت باکتر­های گرم مثبت بیشتر بود که ممکن است به خاطر وجود غشای خارجی در ساختمان دیواره سلولی­شان باشد ]۹۰[.
در مورد اثر ضد میکروبی اسانس گیاه زیره سبز گزارش هایی صورت گرفته است. طی مطالعه ای اثر عصاره های آبی و متانلی زیره سبز بر روی هلیکوباکتر پیلوری مورد ارزیابی قرار گرفت که نشان داده شد این ترکیب رشد هلیکوباکتر را در شرایط آزمایشگاهی مهار می کند]۸۵[. مطالعه ای دیگر نشان داد که اسانس زیره اثر ضد میکروبی قابل قبولی را نسبت به سویه های اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس نشان داده است ]۸۶[. لاکوبلیس و همکاران نشان دادند، حضور میزان بالای کومین آلدهید ( ۱/۱۶ درصد) در اسانس زیره سبز میتواند دارای فعالیت ضد باکتریایی در مقابل برخی از باکتری های گرم منفی و مثبت باشد ]۸۷[. در پژوهشی دیگر، اثر ضد میکروبی زیره سبز بر علیه باکتری های اشریشیا کلی و سالمونلا تیفی موریوم بررسی و اثبات شده است ]۸۸[. رنجبریان و همکاران طی مطالعه ای اثر ضد باکتریایی چهار عصاره گیاهی از جمله زیره را بر هلیکوباکتر پیلوری به روش انتشار از دیسک بررسی کردند و نشان دادند عصاره زیره رشد این باکتری را مهار می کند ]۸۹[.
دانشمندی و همکارانش در سال ۱۳۸۹، در پژوهشی اثرات متقابل دارویی و فعالیت ضد باکتریایی اسانس زیره سبز را مورد مطالعه قرار دادند. در این مطالعه فعالیت ضد باکتریایی اسانس زیره سبز را بر ضد سویه های شیگلا فلکسنری، سودوموناس آئروژینوزا، انتر وکوکوس فکالیس، باسیلوس سرئوس، سالمونلا تیفی موریوم، باسیلوس سوبتیلیس، استافیلوکوکوس اورئوس و اشریشیا کلی را ارزیابی کردند. نتایج نشان دهنده فعالیت ضد باکتریایی خوب این اسانس بر ضد سویه های مورد آزمایش بود . بر اساس تست انتشار از دیسک در آگار بزرگ ترین هاله عدم رشد مربوط به باسیلوس سرئوس با قطر۴۴ میلی متر و بعد از آن بیشترین قطر هاله عدم رشد به ترتیب مربوط به باسیلوس سوبتیلیس، استافیلوکوکوس اورئوس، شیگلا فلکسنری و اشریشیا کلی بود و برای انتروکوکوس فکالیس، سودوموناس آئروژینوزا و سالمونلا تیفی موریوم کمترین قطر هاله عدم رشد مشاهده گردید بررسی نتایج MBC و MIC نشان داد که اسانس زیره سبز بیشترین اثر مهار کنندگی و کشندگی را بر روی اشریشیا کلی دارد ]۸[.
صبوری راد و همکارانش در سال ۱۳۹۰، اثرات آنتی باکتریال اسانس زیره سبز بر سه نوع باکتری گرم منفی را بررسی کردند. نتایج نشان داد با افزایش غلظت اسانس، قطرهاله عدم رشد افزایش یافته، به طورى که در غلظت ۲۰۰۰ میکرولیتر بالاترین قدرت مهار رشد با قطرهاله ۱۷ میلى متر در E.coli مشاهده شد. بر اساس قطرهاله عدم رشد اندازه گیرى شده، حداقل غلظت ممانعت کننده از رشد در دو باکترى K. pneumonia و P.aeruginosa غلظت ۱۲۵ میکرولیتر تعیین گردید. در حالى که حداقل غلظت ممانعت کننده رشد در E.coli غلظت ۲۵۰ میکرولیتر بود. همچنین بر اساس نتایج، بزرگترین قطرهاله عدم رشد، مربوط به تیمار شاهد بر روى باکترى K. pneumonia بوده است ]۲۳[.
بنیادیان و کریم در سال ۱۳۸۱، در پژوهشی تاثیر روغن­های فرار برخی گیاهان ( پونه، نعناع، ترخان، زیره و آویشن) بر روی باکتری­ های E.coli و S.aureus در محیط کشت مایع را بررسی کردند. بر اساس نتایج بدست آمده از این پژوهش حداقل غلظت ممانعت کننده بر روی باکتری­ های E.coli و S.aureus برای اسانس زیره به ترتیب ۴/۰ و ۱/۰ درصد وحداقل غلظت کشنده باکتری­ های E.coli و S.aureus برای اسانس زیره به ترتیب ۵/۰ ۲/۰ درصد است. روغن­های فرار این اسانس بر روی باکتر­های گرم مثبت تاثیر بیشتری نسبت به باکتری­ های گرم منفی دارا می­باشند ]۶[.
۲-۲- ژلاتین
نام ژلاتین که از حدود سال­های۱۷۰۰ میلادی متداول شده از ریشه لاتین ژلاتوس به معنی سفت یا یخ­زده مشتق شده است هرچندکه اصطلاح ژلاتین گاهی اوقات برای سایر ترکیبات تولیدکننده ژل نیز مورد استفاده قرار می­گیرد اما بهتر است فقط برای مواد پروتئینی مشتق شده از کلاژن به کار برود ]۳۲[.
ژلاتین یک ماده پروتئینی کلوئیدی و قدیمی­ترین ماکرومولکولی است که از هیدرولیز کلاژن موجود در پوست، استخوان و بافت پیوندی حیوانات از جمله دام، طیور و آبزیان بدست می ­آید. کلاژن بخش اصلی بافت پیوندی است که قسمت اعظم پروتئین­های پوست، رگ­ها، بافت­های پیوندی و پروتئین­های استخوان و غضروف را تشکیل می­دهد. این مواد در آب جوش و بخار آب گرم حل شده و تولید ژلاتین می­نمایند ]۵۱[.
از میان لایه های خوراکی بر مبنای پروتئین، لایه ژلاتین به خاطر فرآورده های خوراکی و دارویی مانند اجزای روکش کپسول، گوشت و سوسیس مورد توجه قرار گرفته است. زیرا ژلاتین در میان هیدروکلوئیدها از لحاظ تشکیل ژل­های برگشت پذیر حرارتی با نقطه ذوب نزدیک به دمای بدن منحصر به فرد است. خواص لایه ژلاتین به چندین عامل بستگی دارد، مانند منبع ژلاتین و فرایند لایه سازی ژلاتین. منابع ژلاتین غیر گاوی به ویژه گونه های دریایی، در پاسخ به بحران آنسفالوپاتی اسفنج مانند گاوی (BSE) به تازگی توجه زیادی به خود جلب کرده اند ]۴۹[.
ژلاتین بیوپلیمر مهمی است که در صنایع غذایی، دارو و عکس برداری کاربرد زیادی دارد. اکثر ژلاتین­ها از استخوان و پوست پستانداران ( به ویژه گوشت گاو و گوشت خوک ) بدست می­آیند ]۶۳[. ژلاتین یک پروتئین با دامنه گسترده‌ای از خواص کارکردی و کاربردها، مانند قابلیت تشکیل فیلم است، که به وسیله تجزیه آبی کلاژن بدست می‌آید. خواص و قابلیت تشکیل فیلم ژلاتین‌ها ارتباط مستقیمی با وزن مولکولی دارد، به عبارت دیگر، هر چه میانگین وزن مولکولی بیشتر باشد، کیفیت ژلاتین بهتر خواهد بود. توزیع وزن مولکولی عمدتاً به میزان اتصال عرضی کلاژن و رویه استخراج بستگی دارد. البته، خواص فیزیکی ژلاتین‌ها علاوه بر توزیع وزن مولکولی به ترکیب اسید آمینه نیز بستگی دارد. ژلاتین‌های پستاندارن معمولاً خواص فیزیکی بهتری نسبت به ژلاتین‌های اکثر ماهی‌ها دارند. که این امر عمدتاً با مقدار بیشتر اسید آمینه آن­ها بستگی دارد. که باعث ایجا پیکربندی مارپیچ سه‌گانه در دمای پایین می‌شود. در بسیاری از تحقیقات به خواص فیزیکی و شیمیایی فیلم‌های ژلاتینی پستانداران پرداخته شده است ]۵۳[.
کیفیت یک ژلاتین خوراکی تا حد زیادی به خواص رئولوژیکی^[۴] آن (بیش از همه استحکام ژل و گرانروی آن) بستگی دارد، اما این امر، همچنین تابعی از سایر ویژگی‌های آن مانند شفافیت، عدم وجود رنگ و طعم و نیز حل‌پذیری آسان می‌باشد. به دلیل همین خواص، ژلاتین یکی از اولین موادی است که به عنوان ماتریس ترکیب‌های بیواکتیو مورد استفاده قرار گرفته است، که البته این بیوپلیمر (زیست بسپار) همچنان مود توجه است، که دلیل این امر فراوانی، قیمت نسبتاً پایین و خواص کارکردی بسیار عالی است. اخیراً نیز علاقه روز افزونی در رابطه با ظرفیت و کاربرد پذیری آن به عنوان ماده بسته‌بندی غذا به وجود آمده است ]۵۴[.
۲-۲-۱- ویژگی­های ژلاتین
ژلاتین معمولا بصورت پودر یا گرانول تولید می­ شود، رنگ آن زرد متمایل به قهوه­ای و تقریبا بی بو و بدون مزه می­باشد که از نظر فیزیکی تقریبا شفاف و شکننده می­باشد. ژلاتین در آب گرم، گلیسرول و اسید استیک محلول و در حلال­های ارگانیک غیر محلول می­باشد. ژلاتین در دمای حدود ۳۰ تا ۳۵ درجه حدود ۵ تا ۱۰ برابر وزن خود آب جذب می­ کند و به یک ژل آبکی تبدیل می­ شود. نقطه ژله­ای شدن ژلاتینی که از ماهی گرفته می­ شود پائین­تر از نقطه ژله­ای شدن ژلاتین تهیه شده از گاو و خوک می­باشد. ژلاتین یک ماده آمفوتریک است بدین معنا که نه اسیدی است و نه قلیایی ]۳۰[.
نقطه­ی ایزوالکتریک ژلاتین به نوع فرایند تولید آن بستگی دارد. ژلاتین تولیدی با روش اسیدی دارای نقطه­ی ایزوالکتریک بین ۹-۵/۶ است وژلاتین تهیه شده با روش قلیایی دارای نقطه­ی ایزوالکتریک در حدود ۵-۸/۴ می­باشد ]۴۱[.
ژلاتین با آب تشکیل ژلی می­دهد که تحت تأثیر حرارت، برگشت­پذیر می­باشد. ژلاتین در آب سرد خیلی کم حل می­ شود ولی حلالیت آن در آب جوش خیلی زیاد است و محلول به­دست آمده مایعی است که پس از سرد شدن، ژل شفافی می­دهد که درجه شفافیت آن با غلظت ژلاتین نسبت عکس دارد ]۳۰[.
۲-۲-۲- ساختار ژلاتین
اسید آمینه­ی کوچک گلایسین و اسید آمینه­های حلقوی پرولین و هیدروکسی پرولین مهم­ترین اسید آمینه­های آن را تشکیل می­ دهند ]۳۶[.
شکل ۲- ۲: ساختمان ژلاتین ]۱۹[.
ترکیبات اصلی ژلاتین شامل ۹۰-۸۴ درصد، پروتئین ۲-۱ درصد ، نمک­های معدنی و ۱۵-۸ درصد، آب می­باشد. ساختار فنری آمینواسیدهای ژلاتین با پیوندهای پپتیدی به هم متصل شده ­اند. اکثر آمینواسیدهای مورد نیاز سلول­های بدن در ژلاتین موجود است. و تنها آمینو اسیدهای حاوی سولفور در ژلاتین وجود ]۶۳[.
۲-۲-۳- کاربردهای ژلاتین
مهمترین مصارف ژلاتین در صنایع غذایی، داروئی و شیمیایی است. به ویژه در صنایع غذایی در تهیه مارمالادها و ژله­ها، شیرینی­جات و بستنی­ها کاربرد داشته، به آسانی در بدن جذب شده و حتی به هضم سایر مواد غذایی از طریق تشکیل امولسیون کمک می­نماید. در صنایع غذایی از ژلاتین بعنوان ایجاد کننده ارزش پروتئینی، قوام دهنده مایعات غذایی، پایدارکننده بعضی از محصولات غذایی در صنایع عکاسی و در صنایع داروسازی جهت تولید کپسول­های ژلاتینی و … استفاده می­ شود ]۶۶[.
۲-۲-۴- ژلاتین گاوی