خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و ضدمیکروبی فیلم نانومرکب فعال حاوی عصاره سیر (Allium sativum L.)

سابقه و هدف: سیر (Allium sativum L.) با دارا بودن ترکیبات آلی گوگردی مانند تیوسولفات ها به ویژه آلیسین فعالیت ضدمیکروبی دارد. با توجه به مخاطرات زیست محیطی و نیز نگرانی خطر بالقوه افزودنی های سنتزی، ساخت و بکارگیری بسته بندی های زیست تخریب پذیر فعال حاوی اسانس و عصاره های گیاهی به صورت فیلم و پوشش چندسازه ای در صنعت غذا مورد توجه قرار گرفته است. هدف از اجرای این تحقیق، ساخت و ارزیابی خصوصیات مکانیکی، فیزیکی و ضدمیکروبی فیلم کامپوزیت فعال بر پایه پلی وینیل الکل/ کیتوزان/ نانورس همراه با غلظت های ۲ و ۴ درصد عصاره سیر برای کاربردهای آینده نگر آن در بسته بندی مواد غذایی بود. مواد و روش ها: ابتدا محلول های پلی وینیل الکل (۵ درصد)، کیتوزان (۲ درصد) و نانورس (۴ درصد) و عصاره آبی سیر آماده شدند. سپس فیلم ها با استفاده از روش ریخته گری براساس تیمارهای آزمایشی شامل فیلم پلی وینیل الکل، فیلم پلی وینیل الکل/کیتوزان، فیلم پلی وینیل الکل/کیتوزان/ نانو رس و فیلم های پلی وینیل الکل/ کیتوزان/ نانو رس (مونت موریلونیت) حاوی غلظت های ۲ و ۴ درصد عصاره سیر (در مجموع ۵ تیمار) ساخته شدند. خصوصیات مکانیکی فیلم ها شامل استحکام کششی (TS)، ازدیاد طول در نقطه شکست (EB) و مدول یانگ (YM) با استفاده از دستگاه بافت سنج، خصوصیات فیزیکی شامل ضخامت با استفاده از ریزسنج، حلالیت (WS)، جذب رطوبت (WAC)، نفوذپذیری در برابر بخار آب (WVP) با روش های استاندارد ASTM، کدورت با استفاده از اسپکتروفتومتر و خصوصیات ضدمیکروبی فیلم علیه باکتری های استافیلوکوکوس اورئوس (Staphylococcus aureus) و اشرشیا کلی (Escherichia coli) با روش انتشار از دیسک بر روی محیط کشت مولرهینتون آگار ارزیابی شد. اختلاف قطر هاله های تشکیل شده پیرامون دیسک ها به عنوان شاخص فعالیت ضدمیکروبی فیلم ها در نظر گرفته شد. در قالب طرح کاملا تصادفی با ۵ تیمار و ۳ تکرار، داده ها با استفاده از نرم افزار آماری SPSS به روش تجزیه واریانس یک طرفه تجزیه وتحلیل و میانگین ها در سطح معنی داری ۵ درصد با استفاده از آزمون دانکن مقایسه شدند.نتایج: خصوصیات مکانیکی، فیزیکی و ضدمیکروبی فیلم های ساخته شده تحت تاثیر اجزای سازه ای فیلم ها و غلظت عصاره سیر قرار گرفت. استحکام کششی و مدول یانگ (به ترتیب حدود ۳۰ مگاپاسکال و ۰.۱۴ مگاپاسکال) در فیلم های کامپوزیت سه سازه ای فعال حاوی عصاره سیر بیشتر بود، در حالی که این فیلم ها کمترین درصد ازدیاد طول در نقطه شکست را داشتند. افزوده شدن کیتوزان و نانو مونت موریلونیت به پلی وینیل الکل و ساخت فیلم های کامپوزیت موجب افزایش ضخامت فیلم ها شد، به طوری که فیلم های کامپوزیت سه سازه ای ضخیم تر (۰.۱۷ میلی متر) و در عین حال کدرتر بودند. کمترین درصد جذب آب و حلالیت و نیز نفوذپذیری در برابر بخار آب در فیلم های کامپوزیت سه سازه ای فعال دیده شد. بر خلاف اغلب خصوصیات مکانیکی و فیزیکی فیلم ها، اثر ضدمیکروبی فیلم های کامپوزیت فعال تحت تاثیر معنی دار و مستقیم غلظت عصاره سیر مورد استفاده بود. به طورکلی اثر ضدمیکروبی عصاره سیر در برابر باکتری گرم مثبت (استافیلوکوکوس اورئوس) بیش از باکتری گرم منفی (اشریشیا کلی) بود، در عین حال در مورد هر دو باکتری، عصاره سیر در غلظت ۴ درصد اثربخشی ضدمیکروبی بالاتری داشت. در غلظت های ۲ و ۴ درصد عصاره سیر قطر هاله عدم رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس به ترتیب ۲۱.۶ و ۲۶.۵۵ میلی متر و باکتری اشریشیا کلی به ترتیب ۱۶.۵ و ۱۹.۱ میلی متر بود.نتیجه گیری: فیلم سه سازه ای (پلی وینیل الکل/کیتوزان/مونت موریلونیت) فعال حاوی ۴ درصد عصاره سیر با دارا بودن WVP کمتر، TS، TM و ضخامت بیشتر می تواند ضمن جلوگیری از تبادل رطوبت مواد غذایی و حفظ یکپارچگی محصول بسته بندی شده، فرایند فساد محصولات را به تاخیر انداخته و ماندگاری محصولات را افزایش دهد. بنابراین، غنی سازی فیلم زیست تخریب پذیر سه سازه ای پلی وینیل الکل/ کیتوزان/ نانو رس با عصاره سیر می تواند آن را به یک گزینه بالقوه قابل توصیه برای بسته بندی های جدید برای ذخیره سازی طولانی مدت تر مواد غذایی تبدیل کند.

کلیدواژه ها:

پلی وینیل الکل ، سیر ، فیلم کامپوزیت ، کیتوزان ، نانو رس