توصيفگر ها :
پلي¬لاكتيك اسيد , گاودانه , آنتوسيانين , بتاسيانين , نانوذره مس , كاغذ صافي , نشانگر تازگي
چكيده فارسي :
توسعه فيلم¬هاي بسته¬بندي فعال-هوشمند جهت حفظ و نظارت بر تازگي غذاهاي گوشتي به منظور اطمينان از ايمن بودن موادغذايي بسيار مطلوب است. در بخش اول اين پژوهش جهت تهيه فيلم¬هاي دولايه زيست¬تخريب¬پذير، از پلي¬لاكتيك اسيد (PLA) در سه سطح 1، 5/1 و 2 درصد و ايزوله پروتئين گاودانه (BVSP) در سطوح 5/2، 3 و 5/3 درصد و روش تبخير حلال استفاده شد. خواص فيزيكي، مكانيكي، حرارتي، شيميايي و مورفولوژي فيلم¬هاي دولايه حاصل مورد بررسي قرار گرفت. براساس نتايج به دست آمده كه از مهم¬ترين آن¬ها مي¬توان به خواص مكانيكي و نفوذپذيري به بخار آب اشاره نمود، فيلم دولايه حاصل از 2 درصد پلي¬لاكتيك اسيد و 3 درصد ايزوله پروتئين گاودانه به عنوان فيلم بهينه بخش اول انتخاب و جهت تهيه فيلم-هاي فعال در بخش دوم مورد استفاده قرار گرفت. در بخش دوم از عصاره پسته كوهي (بنه) و نانوذرات مس سنتزشده، به صورت جداگانه در طراحي فيلم¬هاي فعال ضدميكروبي استفاده شد و مجددا خواص مختلف فيلم¬هاي دولايه فعال مورد بررسي قرار گرفت. فيلم¬هاي فعال بر پايه عصاره بنه و نانوذرات مس محتواي رطوبتي، حلاليت در آب و نفوذپذيري به بخار آب كمتري در مقايسه با فيلم¬هاي دولايه شاهد داشتند كه مزيت مهمي به حساب مي¬آيد. خواص مكانيكي و مقاومت حرارتي فيلم-هاي فعال نيز در مقايسه با فيلم دولايه شاهد بهبود يافت. ضمن آنكه تصاوير ميكروسكوپي توزيع مناسب تركيبات فعال (عصاره بنه و نانوذرات مس) را در بستر فيلم دولايه شاهد نشان دادند. نتايج به دست آمده از طيف مادون¬قرمز تبديل فوريه فيلم¬هاي فعال نشان داد كه افزودن تركيبات فعال به ساختار فيلم دولايه موجب برهمكنش فيزيكي ميان تركيبات فعال و فيلم دولايه شد، به طوري¬كه مهم¬ترين برهمكنش ميان عصاره بنه و نانوذرات مس با ساختار فيلم دولايه به ترتيب پيوند هيدروژني و برهمكنش¬هاي الكترواستاتيك بود. همچنين، فيلم¬هاي فعال خواص آنتي¬اكسيداني قابل¬توجهي را نسبت به فيلم دولايه شاهد نشان دادند، اما در رابطه با خاصيت ضدميكروبي مشخص شد كه فيلم¬هاي فعال بر پايه عصاره بنه برخلاف فيلم¬هاي فعال بر پايه نانوذرات مس فاقد خاصيت ضدميكروبي مشخصي بودند و به همين دليل فيلم¬هاي فعال بر پايه نانوذرات مس جهت بسته¬بندي نهايي فيله¬هاي ماهي مورد استفاده قرار گرفتند. در بخش سوم پژوهش، نشانگرهاي تازگي بر پايه آنتوسيانين گلبرگ زعفران، بتاسيانين ميوه كاكتوس و نانوذرات مس طراحي شدند كه بستر جامد اين نشانگرها ماده در دسترس و ارزان¬قيمت كاغذ صافي بود. نتايج طيف مادون-قرمز تبديل فوريه نشانگرهاي طراحي¬شده نشان داد كه آنتوسيانين گلبرگ زعفران، بتاسيانين ميوه كاكتوس و نانوذرات مس به خوبي بر روي كاغذ صافي تثبيت شده¬اند. آزمون¬هاي مختلفي بر روي نشانگرهاي طراحي¬شده انجام شد و نتايج به دست آمده نشان داد كه نشانگرهاي حاصل حساسيت خوبي به گاز هيدروژن سولفيد و نيز پايداري خوبي طي زمان و دماهاي مختلف نگهداري داشتند. در نهايت از نانوذرات مس در تهيه بسته¬بندي فعال و هوشمند ماهي استفاده شد. نتايج به دست آمده از آزمون-هاي مورد استفاده در تشخيص تازگي ماهي (تركيبات ازت فرار كل و شمارش كلي ميكروبي) نشان داد كه فيلم فعال بر پايه نانوذرات مس موجب افزايش عمر ماندگاري فيله¬هاي ماهي قزل¬آلا از 7 روز به 10 روز شد و نشانگرهاي تازگي طراحي¬شده نيز توانستند وضعيت تازگي فيله¬هاي ماهي بسته¬بندي¬شده را به خوبي از طريق تغيير رنگ قابل¬مشاهده با چشم نمايش دهند.
چكيده انگليسي :
Abstract
In this research, polylactic acid (PLA) at three levels 1, 1.5, and 2% and bitter vetch seed protein (BVSP) at 2.5, 3, and 3.5% levels were used to prepare biodegradable bilayer films by solvent casting method. The physical, mechanical, thermal, chemical and morphological properties of bilayer films were investigated. Based on obtained results like mechanical properties and permeability to water vapor, bilayer film with 2% PLA and 3% BVSP was selected as optimum film and used to prepare the active films of the second stage. In the second stage, pistacia terebinthus extract (PTE) and synthesized copper nanoparticles (CuNPs) were separately used in designing antimicrobial active films, and various properties of active bilayer films were investigated. Active films based on PTE and CuNPs had lower moisture content, solubility in water and water vapor permeability (WVP) in comparison to control bilayer film which are considered as important advantages. Thermal stability of the active films were also improved compared to the control bilayer film. In addition, the micrographs showed suitable distribution of the active compounds (PTE and CuNPs) in the matrix of the control bilayer film. The Attenuated total reflection Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy results of the active films showed that the addition of active compounds to the structure of the bilayer films caused a physical interaction between the active compounds and the bilayer films, so that the most important interaction between the PTE and CuNPs with bilayer film were hydrogen bonds and electrostatic interactions, respectively. The active films also showed significant antioxidant properties compared to the control bilayer film. Results of antimicrobial test showed that the active films based on PTE, unlike the active films based on CuNPs, did not have significant antimicrobial properties. Therefore, active films based on CuNPs were used for the final packaging of fish fillets. In the third step of the research, freshness indicators were designed based on saffron petal anthocyanins (SPA), prickly pear fruit betacyanins (PFB), and CuNPs which the solid matrix of these indicators was filter paper that is an available and inexpensive material. Various tests were performed on the designed indicators and the results showed that designed freshness indicators had good sensitivity to hydrogen sulfide gas and also showed good stability against different storage times and temperatures. The ATR-FTIR results of the designed indicators showed that SPA, PFB and CuNPs were well fixed on filter paper. The obtained results from total volatile basic nitrogen (TVB-N) and total viable count (TVC) tests showed that the active film based on filter paper increased the shelf life of trout fillets from 7 to 10 days and the designed freshness indicators were also able to detect the freshness of the packaged fish fillets by a visible color changes.
Key words: Polylactic acid, Bitter vetch, Anthocyanins, Betacyanins, Copper nanoparticles, Filter paper, Freshness indicator.
