بررسی اثر گلیسرول و پلی ونیل الکل در تولید فیلم های ضدباکتری از نانوکریستال سلولز

بیان مساله و اهداف: امروزه سهم قابل توجهی از بسته بندی مواد غذایی مربوط به پلاستیک های مبتنی بر نفت می باشد که با هزینه کم در دسترس هستند اما موادی غیرقابل تجزیه زیستی هستند. پلیمرهای زیست تخریب پذیر اگرچه زیست سازگار هستند اما به دلیل هزینه بالای تولید و ویژگی های مقاومتی و ممانعتی ضعیف قابلیت استفاده گسترده در صنعت بسته بندی را ندارند. در میان پلی­ساکاریدهای زیست تخریب پذیر، سلولز فراوان­ترین زیست پلیمر روی زمین می باشد که به­راحتی قابل تغییر و اصلاح است. نانوکریستال سلولز (CNC) به دلیل تشکیل فیلم های شکننده در مقایسه با سایر مواد نانوسلولزی محدودیت بیشتری در توسعه بسته بندی غذایی داشته است. استفاده از برخی مواد نظیر نرم کننده ها، عوامل اتصال عرضی و همچنین عوامل دارای ویژگی های ضدمیکروب در ساختار این فیلم ها می تواند قابلیت کاربرد وسیع آن ها را میسر کند. از این رو در این پژوهش با هدف دستیابی به فیلم های برپای CNC با ویژگی های ممانعتی و مقاومتی بهینه و قابل کاربرد در صنعت بسته بندی تاثیر دو نرم کننده پلی ونیل الکل (PVA) و گلیسرول (Gly)، عامل اتصال عرضی اسیدسیتریک و عصاره پوست انار (PPE) به عنوان عامل ایجاد کننده اثر ضدمیکروبی در دو روش ترکیبی و لایه به لایه مورد بررسی قرار گرفتند.مواد و روشها: برای این منظور فیلم های برپای CNC در ترکیب با ۲۰% وزنی پلی ونیل الکل (PVA) و یا گلیسرول (Gly)، نسبت ۱:۱ اسیدسیتریک: CNC و ۳ سطح مصرف ۱، ۲ و ۴% PPE نسبت به ترکیب پایه، با دو روش ترکیبی و لایه به لایه (LBL) تهیه شدند. ویژگی ساختاری فیلم ها با استفاده از آنالیز FTIR و تصاویر FESEM مورد بررسی قرار گرفتند. ویژگی­های ممانعتی، فیزیکی و مکانیکی فیلم های تهیه شده نیز مورد بررسی قرار گرفتند.نتایج: نتایج FTIR نشان دادند که پیوندهای شیمیایی قابل توجهی بین اجزای فیلم ها صورت گرفته بود. در بررسی نتایج ضد میکروب مشخص شد که فیلم ها فعالیت ضدمیکروب قابل توجهی داشتند، در روش ترکیبی این اثر بر روی هردو باکتری گرم منفی اشریشیاکلی و گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس قوی تر اما در روش LBL این اثر ضدمیکروب طولانی تر بود. نتایج نشان دادند که فیلم های ترکیبی CNC با عامل اتصال عرضی اسیدسیتریک، نرم کننده PVA و ۲% و ۴% PPE میزان عبور بخار آب، جذب آب، رطوبت، مدول الاستیسیته و اثر ضدباکتری بهتری را نسبت به سایر فیلم ها نشان داد و Gly عملکرد ضعیف تری را در ترکیب با فیلم ها ارائه کرد. به استثنای مدول الاستیسیته و عملکرد ضدمیکروب طولانی تر در زمان سایر ویژگی ها در روش LBL ضعیف تر از روش ترکیبی بود.نتیجه ­گیری: بر اساس نتایج به دست آمده با در نظر گرفتن ویژگی های فیزیکی و مکانیکی فیلم ها و همچنین هزینه تولید این مواد و با توجه به اینکه در اکثر ویژگی های اختلاف ایجادشده بین فیلم های ترکیب CNC/PVA/۲%PPE و CNC/PVA/۴%PPE در یک گروه آماری قرار داشتند، فیلم های ساخته شده از ترکیب CNC/PVA/۲%PPE که به دلیل داشتن عصاره پوست انار کمتر هزینه تمام شده کمتری را نیز در پی دارد به عنوان گزینه ای مناسب برای جایگزینی پلاستیک در بسته بندی مواد غذایی نیازمند به ویژگی های ضدمیکروب معرفی می گردد.

کلیدواژه ها:

نانوکریستال سلولز ، فیلم زیست تخریب پذیر ، گلیسرول ، پلی ونیل الکل ، عصاره پوست انار ، فیلم ضدباکتری