توصيفگر ها :
اسطوخودوس , بيوكامپوزيت , پوست¬گردو , ضايعات¬كشاورزي
چكيده فارسي :
گوجه فرنگي (Lycopersicon esculentum Mill) محصولي است كه به طور گسترده در جهان به عنوان ميوه اي تازه مصرف مي¬شود. گوجه فرنگي حاوي آنتي اكسيدان¬هاي طبيعي ازجمله كاروتنوئيدها (به ويژه ليكوپن)، تركيبات فنولي و ويتامينها است. قارچ¬هايي مانندآسپرژيلوس نايجر، فوزاريوم و پني سيليوم عامل اصلي آسيب به ميوه گوجه فرنگي هستند. علاوه بر اين، قارچ¬ها منبع مايكوتوكسين هاي قوي هستند كه سبب ايجاد طيف گسترده اي از بيماري¬ها مي¬شوند. پوشش¬ها و بسته¬هاي توليد شده از تركيبات زيست سازگار با توجه به اثرگذاري قابل توجه بر كنترل كاهش وزن، كاهش كيفيت و سازگار بودن با محيط زيست يكي از بهترين روش¬هاي نگهداري محسوب مي¬شوند. باتوجه به منابع ارزان و فراوان سلولز و كارايي ويژه نانوكريستال سلولزحاصل از آن، اخيرا بطور گسترده¬اي مورد توجه قرار گرفته است. هدف از اين پژوهش استخراج سلولز و نانو سلولز از پوست سخت گردو وتوليد بيوكامپوزيت سلولزي با استفاده از سلولز خالص استخراج شده و افزودن خاصيت آنتي باكتريالي توسط نانوانكپسولاسيون اسانس اسطوخودوس است. در اين پژوهش از پوست سخت گردو با استفاده از هيدروليز قليايي، سلولز خالص¬سازي شد و به واسطه فرآيند هيدروليز اسيدي با استفاده از هيدروكلريدريك اسيد با درصدهاي 1، 2، 3 مولار و بازه¬هاي زماني 1، 2 و3 ساعت نانوكريستال سلولز توليد شد. نمونه نانوكريستال سلولز بهينه با درجه كريستالي 74%، پتانسيل زتا 0/42- و اندازه 13 نانومتر انتخاب شد. نتايج حاصل از آزمون¬هاي طيف¬سنجي مادون قرمز، پراش اشعه ايكس، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري و وزن¬سنجي حرارتي نشان دادكه تركيبات غيرسلولزي حذف شدند و تيمارهاي مورد استفاده در توليد سلولز خالص و نانوكريستال سلولز اثر گذار بودند. نتايج حاصل از آزمون¬هاي ظرفيت بارگذاري و ميزان بازدهي در مرحله ريزپوشاني اسانس اسطوخودوس در نانوكريستال سلولز نشان داد كه با افزايش اسانس از 10 به 50 درصد وزني/وزني بازدهي از 21 به 65/93% و ظرفيت بارگذاري از1/2.به 87/31% تغيير يافت. صحت ريزپوشاني اسانس در نانوكريستال سلولز با بازدهي بالا و بررسي نتايج آزمون مادون قرمز تبديل فوريه اثبات شد و با بررسي آزمون پراش اشعه ايكس، ثابت ماندن ساختاركريستالي نانوكريستال سلولز بعد از ريزپوشاني نشان داده شد. بيوكامپوزيت موردنظر از تركيب درصدهاي مختلف نشاسته، اسيدسيتريك و سلولز خالص سازي شده تحت دماهاي مختلف پرس گرم ساخته شدند. نمونه بهينه حاوي 20 % نشاسته، 80 % اسيدسيتريك بود و تحت دماي 160 درجه سلسيوس پرس شد. جهت افزودن خاصيت ضد ميكروبي و كپكي، از اسانس و اسانس ريزپوشاني شده اسطوخودوس استفاده شد. نتايج آزمون مادون قرمز تبديل فوريه و وزن¬سنجي نشان داد تركيبات حاصله ساختار شيميايي سلولز خالص استفاده شده را تغيير ندادند و در آزمون بررسي زيست تخريب¬پذيري نمونه بيوكامپوزيت كاهش وزن مناسبي را نشان داد. جهت بررسي اثر گذاري بسته¬هاي بيوكامپوزيتي بر افزايش زمان ماندگاري گوجه¬گيلاسي، از آزمون¬هاي تغييرات pH، وزن، رنگ، سفتي بافت و شمارش كپك و مخمر و باكتري طي 8 روز انبارداري استفاده شد. نتايج اندازه¬گيري خصوصيات فيزيكوشيميايي نشان داد كه بسته¬هاي بيوكامپوزيت حاوي اسانس اسطوخودوس ريزپوشاني شده بيشترين اثر را بر كنترل تغييرات pH ، رنگ، وزن و تغييرات بافت داشتند. همچنين نسبت به ساير نمونه¬ها بهترين عملكرد را در كنترل رشد باكتري و كپك و مخمر نشان دادند. باتوجه به استفاده از ضايعات و كارايي قابل توجه بسته¬هاي بيوكامپوزيتي، مي¬توان به عنوان جايگزين ارزان قيمت و زيست سازگار جهت نگهداري سبزي و يا ميوه¬ها پيشنهاد شود
چكيده انگليسي :
Abstract
Tomato (Lycopersicon esculentum Mill) is an agricutral product that is widely consumed in the world as a fresh fruit. Due to its content, which includes natural antioxidants such as carotenoids (especially lycopene), phenolic compounds and vitamins, it has various beneficial effects on human health. Fungi such as Aspergillus niger, Fusarium and Penicillium are the main causes of damage to tomato fruit. In addition, fungi are a source of strong mycotoxins that cause a wide range of diseases that can even be fatal. Coating and packaging using biocompatible compounds are considered one as the best storage methods due to their significant effect on weight loss control, quality reduction, and compatibility with the environment. Due to the cheap and abundant sources of cellulose and the special efficiency of cellulose nanocrystals, it has recently been widely considered. In this research, cellulose was purified from the hard shell of walnut by alkaline hydrolysis, and cellulose nanocrystals were produced by acid hydrolysis process using hydrochloric acid (1, 2, 3 molar) and time intervals of 1, 2, and 3 hours. The optimal cellulose nanocrystal sample with 74% crystal degree, zeta potential of -42 and size of 13 nm was selected. The results of infrared spectroscopy, X-ray diffraction, transmission electron microscope images and thermal gravimetry showed that non-cellulosic compounds were removed and the treatments used in the production of pure cellulose and nanocrystalline cellulose were effective. The intended biocomposite was made by pressing different percentages of starch, citric acid and purified cellulose under different temperatures. The optimal sample contained 20% starch, 80% citric acid and was pressed under a temperature of 160 °C. In order to add anti-microbial and anti-fungal properties, lavender essential oil and encapsulated essential oil were used. Lavender essential oil was encapsulated with ratios of 10 to 50% w/w and nanocarriers with 50% w/w were found to be the optimal nanocarriers. In order to investigate the effect of biocomposite packages on increasing the shelf life of cherry-tomatoes, the tests of changes in pH, weight, acidity, color, texture firmness were studied and the results of the effect of biocomposite packages containing encapsulated essential oil on increasing the shelf life proved the durability of the samples. Due to the use of waste and the remarkable efficiency of biocomposite packages, it can be used as a low cost and biocompatible material for preserving cherry tomatoes
