در این پژوهش تاثیر غلظت های نانوذرات رس (2 تا 6 درصد)، دمای نگهداری (10 تا 40 درجه سانتیگراد) و رطوبت نسبی محیط نگهداری (30 تا 75 درصد) بر روی نفوذپذیری نانوکامپوزیت های پلی اتیلن سبک – خاک رس، تغییرات خصوصیات کیفی، ماندگاری، حسی و پردازش تصویر نان بربری بررسی گردید و توسط طرح مرکب چرخش پذیر و با استفاده از روش سطح پاسخ مورد بهینه یابی قرار گرفت. بررسی نتایج آنالیز آماری نشان دهنده تاثیر معنی دار (05/0 >p) نوع بسته بندی و شرایط نگهداری بر ویژگیهای کیفی، حسی و ماندگاری نان بربری بود. بررسی ضرایب مدل های موجود نشان داد دمای نگهداری، غلظت نانوذرات و رطوبت نسبی محیط تاثیر معنی داری بر نفوذپذیری نانوکامپوزیت ها به اکسیژن و بخار آب، تغییرات رطوبت و فعالیت آبی نان، سفتی بافت نان، ویژگیهای حسی و کیفی نان و مولفه های l*، a* وb* پوسته نان دارد. مدل های ارائه شده در این پژوهش از ضریب همبستگی بالا و بسیار معنی داری برخوردار هستند که می توان از آنها در پیشگویی شرایط بسته بندی و نگهداری مورد بررسی، استفاده کرد. نتایج بهینه سازی با طرح مرکب مرکزی نشان داد که بهترین شرایط بسته بندی و نگهداری نان بربری زمانی حاصل می گردد که غلظت نانوذرات رس 98/5 درصد، رطوبت نسبی محیط نگهداری 44/68 درصد و دمای نگهداری 10 درجه سانتیگراد باشد.