| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,932 |
| تعداد مقالات | 33,093 |
| تعداد مشاهده مقاله | 43,742,831 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 20,254,639 |
خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و ضدمیکروبی فیلم نانومرکب فعال حاوی عصاره سیر (Allium sativum L.) | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 18 فروردین 1404 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2025.365297.3432 | ||
| نویسندگان | ||
| داریوش خادمی شورمستی* 1؛ فاطمه نورکامی2 | ||
| 1دکتری تغذیه طیور، گروه کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سوادکوه، سوادکوه، ایران | ||
| 2گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: سیر (Allium sativum L.) با دارا بودن ترکیبات آلی گوگردی مانند تیوسولفات‌ها به‌خصوص آلیسین فعالیت ضدمیکروبی دارد. با توجه به مخاطرات زیست‌محیطی و نیز نگرانی خطر بالقوه افزودنی‌های سنتزی، ساخت و بکارگیری بسته‌بندی‌های زیست تخریب‌پذیر فعال حاوی اسانس و عصاره‌های گیاهی به‌صورت فیلم و پوشش چندسازه‌ای 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 غلظت‌های 2 و 4 درصد عصاره سیر جهت کاربردهای آینده‌نگر آن در بسته‌بندی مواد غذایی بود. مواد و روش‌ها: ابتدا محلول‌های پلی‌وینیل الکل (5 درصد)، کیتوزان (2 درصد) و نانورس (4 درصد) و عصاره آبی سیر آماده شدند. سپس فیلم‌ها با استفاده از روش ریخته‌گری بر اساس تیمارهای آزمایشی شامل فیلم پلی‌وینیل الکل، فیلم پلی وینیل‌الکل / کیتوزان، فیلم پلی-وینیل الکل / کیتوزان / نانو رس و فیلم‌های پلی‌وینیل الکل / کیتوزان / نانو رس (مونت‌موریلونیت) حاوی غلظت‌های 2 و 4 درصد عصاره سیر (در مجموع 5 تیمار) ساخته شدند. خصوصیات مکانیکی فیلم‌ها شامل استحکام کششی (TS)، ازدیاد طول در نقطه شکست (EB)، مدول یانگ (YM)، با استفاده از دستگاه بافت‌سنج، خصوصیات فیزیکی شامل ضخامت با استفاده از ریزسنج، حلالیت (WS)، جذب رطوبت (WAC)، نفوذپذیری در برابر بخار آب (WVP) با روش‌های استاندارد ASTM، کدورت با استفاده از اسپکتروفتومتر و خصوصیات ضدمیکروبی فیلم علیه باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس (S. aureus) و اشرشیا کلی (E. coli) با روش انتشار از دیسک بر روی محیط کشت مولرهینتون آگار مورد ارزیابی قرار گرفت. اختلاف قطر هاله‌های تشکیل شده پیرامون دیسک‌ها به‌عنوان شاخص فعالیت ضدمیکروبی فیلم‌ها در نظر گرفته شد. در قالب طرح کاملاً تصادفی با 5 تیمار و 3 تکرار، داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار آماری SPSS به روش تجزیه واریانس یک‌طرفه تجزیه و تحلیل شدند و میانگین‌ها در سطح معنی‌داری 5 درصد با استفاده از آزمون دانکن مقایسه شدند. نتایج: خصوصیات مکانیکی، فیزیکی و ضدمیکروبی فیلم‌های ساخته شده تحت تأثیر اجزای سازه‌ای فیلم‌ها و غلظت عصاره سیر قرار گرفت. استحکام کششی و مدول یانگ (به‌ترتیب حدود 30 مگاپاسکال و 14/0 مگاپاسکال) در فیلم‌های کامپوزیت سه‌سازه‌ای فعال حاوی عصاره سیر بیشتر بود، در حالی‌که این فیلم‌ها کمترین درصد ازدیاد طول در نقطه شکست را داشتند. افزوده شدن کیتوزان و نانو مونت‌موریلونیت به پلی‌وینیل الکل و ساخت فیلم‌های کامپوزیت موجب افزایش ضخامت فیلم‌ها شد، چنانکه فیلم‌های کامپوزیت سه سازه‌ای ضخیم‌تر (17/0 میلی‌متر) و در عین حال کدر تر بودند. کمترین درصد جذب آب و حلالیت و نیز نفوذپذیری در برابر بخار آب در فیلم‌های کامپوزیت سه سازه‌ای فعال دیده شد. بر خلاف اغلب خصوصیات مکانیکی و فیزیکی فیلم‌ها، اثر ضدمیکروبی فیلم‌های کامپوزیت فعال تحت تأثیر معنی‌دار و مستقیم غلظت عصاره سیر مورد استفاده بود. به‌طور کلی 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 4 درصد اثر بخشی ضدمیکروبی بالاتری داشت. در غلظت‌های 2 و 4 درصد عصاره سیر قطر هاله عدم رشد باکتری استافیلوکوکوس اورئوس به ترتیب 6/21 و 55/26 میلی‌متر و باکتری اشریشیا کلی به ترتیب 5/16 و 1/19 میلی‌متر بود. نتیجه‌گیری: فیلم سه سازه‌ای (پلی‌وینیل الکل/کیتوزان/مونت‌موریلونیت) فعال حاوی 4 درصد عصاره سیر با دارا بودن WVP کمتر، TS، TM و ضخامت بیشتر می‌تواند ضمن جلوگیری از تبادل رطوبت مواد غذایی و حفظ یکپارچگی محصول بسته‌بندی شده، فرآیند فساد محصولات را به تأخیر انداخته و ماندگاری محصولات را افزایش دهد. بنابراین، غنی‌سازی فیلم زیست تخریب‌پذیر سه‌سازه‌ای پلی‌وینیل الکل/ کیتوزان/ نانو رس با عصاره سیر می‌تواند آن را به یک گزینه بالقوه قابل توصیه برای بسته‌بندی‌های جدید جهت ذخیره‌سازی طولانی‌مدت‌تر مواد غذایی تبدیل کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پلی وینیل الکل؛ سیر؛ فیلم کامپوزیت؛ کیتوزان؛ نانو رس | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The physical, mechanical, and antimicrobial characteristics of a nano-composite film included garlic (Allium sativum L.) extract | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Dariush Khademi Shurmasti1؛ Fatemeh Nourkami2 | ||
| 1Department of Agriculture, Islamic Azad University, Savadkooh branch, Savadkooh, Iran | ||
| 2Department of Agriculture, Savadkooh branch, Islamic Azad University, Savadkooh, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and objectives: Garlic (Allium sativum L.) has antimicrobial activity due to organic sulfur compounds such as thiosulfates, especially allicin. Considering the environmental hazards and the concern of the potential risk of synthetic additives, the fabrication and use of active biodegradable packaging containing herbal essential oils and extracts in the form of composite films and coatings in the food industry are considered. This study aimed to fabricate and evaluate the mechanical, physical and antimicrobial properties of an active composite film based on polyvinyl-alcohol/chitosan/nanoclay with 2% and 4% concentrations of garlic extract for its prospective applications in food packaging. Methodology: First, solutions of polyvinyl alcohol (5%), chitosan (2%), nanoclay (4%) through the dissolution of a certain amount of material in solvents, as well as an aqueous extract of garlic, were separately prepared. Then, the films were fabricated using the casting method based on experimental treatments including films based on polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol/chitosan, polyvinyl alcohol /chitosan/nanoclay and polyvinyl alcohol/chitosan /nano clay (montmorillonite) containing concentrations of 2% and 4% garlic extract (5 treatments in total). The mechanical properties of the films include tensile strength (TS), elongation at break (EB), and Young's modulus (YM), which were determined using a texture analyzer, physical properties including thickness were measured using a digital micrometer, and solubility (WS), absorption humidity (WAC), water vapor permeability (WVP) were determined using ASTM standard assay, opacity using a spectrophotometer as well as antimicrobial properties of the film against S. aureus and E. coli using the diffusion disc method was evaluated on mullerhinton agar culture medium. The diameter of the inhibitory zone of bacterial growth was measured and considered as an indicator of the antimicrobial activity of the films. In a completely randomized design with 5 treatments and 3 replications, the data were analyzed using SPSS statistical software by one-way ANOVA. The means were compared using the test Duncan (p<0.05). Results: The mechanical, physical and antimicrobial properties of the fabricated films were affected by the structural components of the films as well as the concentration of garlic extract. Tensile strength and Young's modulus (about 30 MPa and 0.14 MPa, respectively) were higher in active triple composite films containing garlic extract, at the same time, these films had the lowest value of elongation at break. The addition of chitosan and nano montmorillonite to polyvinyl alcohol-based film and fabricating composite film increased the thickness of the films, such that the triple composite films were thicker (0.17 mm) and more opacity. The lowest value of water absorption and solubility as well as water vapor permeability was seen in active triple composite films. Unlike most of the mechanical and physical properties of films, the antimicrobial effect of active composite films was directly affected by the concentration of garlic extract used. In general, the antimicrobial effect of garlic extract against gram-positive bacteria (S. aureus) was greater than gram-negative bacteria (E. coli). In concentrations of 2% and 4% of garlic extract, the diameter of the inhibitory zone of bacterial growth of Staphylococcus aureus was 21.6 and 26.55 mm, respectively, and Escherichia coli was 16.5 and 19.1 mm, respectively. Conclusion: Active triple composite film (polyvinyl alcohol/chitosan/montmorillonite) containing 4% garlic extract with lower WVP value, and higher value of TS, TM, and thickness can prevent moisture exchange of food, maintaining the integrity of the packaged product, delaying the spoilage process, thereby, extend the shelf life of the products. Therefore, the enrichment of polyvinyl alcohol/chitosan/nanoclay triple composite biodegradable film with garlic extract can make it a potentially recommendable option for new food packaging with longer storage. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| polyvinyl alcohol (PVA), garlic (Allium sativum L.), composite film, chitosan, nanoclay | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 73 |
||