شماره مدرك :
20312
شماره راهنما :
2339 دكتري
پديد آورنده :
حسيني كاكلكي، فرشته السادات
عنوان :

توليد آيروژل زيست فعال بر پايه موسيلاژ دانه شاهي حاوي اسانس ميخك و كاربرد آن در بسته سينه مرغ

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
مهندسي علوم و صنايع غذايي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1404
صفحه شمار :
نوزده، 143ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
آيروژل , اسانس ميخك , پد جاذب ضد باكتريايي , پلي وينيل الكل , موسيلاژ دانه شاهي , مرغ
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/03/26
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي علوم و صنايع غذايي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/03/31
كد ايرانداك :
23140924
چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير، رويكردهاي نوين بسته‌بندي فعال در صنعت مواد غذايي با هدف ارتقاي كيفيت، ايمني و افزايش ماندگاري محصولات، جايگاه ويژه‌اي پيدا كرده‌اند. ازجمله اين نوآوري‌ها، استفاده از آيروژل‌ها به‌عنوان يك ماده متخلخل با دانسيته كم در بسته‌بندي مواد غذايي توجه بسياري را به خود جلب كرده است. در اين زمينه، بيوآيروژل‌ها كه از منابع طبيعي تهيه مي‌شوند، به‌عنوان جايگزيني سازگار با محيط‌زيست براي آيروژل‌هاي سنتزي مطرح شده‌اند. در اين پژوهش از موسيلاژ دانه شاهي (CSM)، پلي وينيل الكل (PVA) و اسيدسيتريك (CA) به ترتيب به‌عنوان منبع پلي-ساكاريدي، پليمر كمكي و عامل اتصال‌دهنده عرضي براي سنتز بيوآيروژل استفاده شد. اثر نسبت موسيلاژ دانه شاهي به پلي وينيل الكل (3-1، 1-1 و 1-3) و همچنين اثر غلظت اسيدسيتريك (20،10 و 30% وزني/وزني) بر ويژگي‌هاي بيوآيروژل ازجمله دانسيته، نسبت تورم، تخلخل، ويژگي‌هاي مكانيكي، مورفولوژي و هدايت حرارتي بررسي شد. آزمون FTIR تشكيل پيوندهاي استري بين ماتريس آيروژل و CA را تأييد كرد. افزودن پلي وينيل الكل به موسيلاژ دانه شاهي باعث بهبود جذب آب و خواص مكانيكي آيروژل‌ها شد. با افزايش غلظت CA، تغييرات معني‌داري (05/0p<) در دانسيته و تخلخل مشاهده شد، به‌طوري‌كه دانسيته كاهش و تخلخل افزايش يافت. خواص مكانيكي (سختي و فنريت) آيروژل‌ها با افزايش غلظت CA بهبود يافت. نتايج آناليزهاي DSC و TGA افزايش پايداري حرارتي آيروژل‌ها را با افزودن پليمر كمكي و اتصال‌دهنده عرضي نشان داد. با افزودن CA سطح ويژه آيروژل‌ افزايش و اندازه منافذ كاهش يافت. در ادامه پدهاي بيواكتيو با استفاده از آيروژل (موسيلاژ دانه شاهي- پلي وينيل الكل- اسيدسيتريك 30%-1-1) و اسانس ميخك (CEO) به عنوان يك عامل آنتي‌اكسيدان و ضد باكتري طبيعي در غلظت‌هاي مختلف (10-20-30 و 40%) تهيه شدند. خصوصيات مورفولوژي، دانسيته، تخلخل و خصوصيات آنتي‌اكسيداني و ضد باكتريايي آن عليه اشرشيا كلي و استافيلوكوكوس اورئوس بررسي شد. با افزايش غلظت اسانس ميخك راندمان ريزپوشاني، ظرفيت بارگذاري، فعاليت آنتي‌اكسيداني و فعاليت ضد باكتريايي افزايش يافت. اسانس ميخك ريزپوشاني شده در آيروژل پايداري حرارتي بالاتري نسبت به شكل آزاد آن نشان داد. سينتيك رهايش اسانس ميخك در محيط‌هاي بافري شبيه‌سازي‌شده معده–روده، بزاق و محصول (سينه مرغ) مورد بررسي قرار گرفت و مدل‌سازي رياضي انجام شد. مدل بهينه براي محيط معده-روده ريتگر-پپاس، پپاس-ساهلين و كوپچا، براي روده و بزاق مدل پپاس-ساهلين و براي محصول مدل هيگوچي بود. در مرحله بعد، اثر پد بيواكتيو تهيه‌شده در بسته‌بندي بر ماندگاري سينه مرغ نگهداري شده در يخچال مورد ارزيابي قرار گرفت. طي زمان نگهداري آزمايش‌هاي شيميايي (pH، عدد تيوباربيتوريك اسيد و محتواي نيتروژن بازي فرار، آزمون‌هاي ميكروبي (شمارش كلي باكتري‌هاي مزوفيل هوازي، سرمادوست‌ها، اسيدلاكتيك باكتري‌ها، انتروباكترياسه و كپك و مخمر) و ارزيابي ويژگي‌هاي رنگ و بافت در فواصل زماني 3 روز بر روي سينه مرغ نگهداري شده در يخچال انجام شد. سينه مرغ در بسته‌بندي حاوي پد بيواكتيو در مقايسه با بسته‌هاي حاوي آيروژل و اسانس ميخك آزاد در پايان دوره نگهداري كارايي ضد ميكروبي بالاتري در مقابل باكتري‌هاي مزوفيل، سرمادوست، انتروباكترياسه و همچنين كپك و مخمر نشان دادند. به‌طور خاص سينه مرغ در بسته‌بندي حاوي پد بيواكتيو كمترين شمارش كلي باكتريايي و نيز كمترين مقادير نيتروژن بازي فرار و تيوباربيتوريك اسيد را طي نگهداري نشان داد. همچنين پدهاي بيواكتيو تهيه‌شده با جذب خونابه و رطوبت موجود در بسته‌بندي و فعاليت آنتي‌اكسيداني خود توانست به افزايش كيفيت سينه مرغ و نگهداري آن كمك كند. اين مطالعه نشان داد كه بيوآيروژل‌هاي تهيه‌شده مي‌توانند به‌عنوان راهكاري مؤثر در بسته‌بندي مواد غذايي مورداستفاده قرار گيرند.
چكيده انگليسي :
In recent years, innovative active packaging technologies have attracted increasing interest in the food industry, aiming to enhance product quality, safety, and shelf life. Among these, aerogels-ultralight materials with high porosity and surface area-have emerged as promising candidates for advanced food packaging applications. Bioaerogels derived from natural polymers offer a sustainable alternative to conventional synthetic counterparts. In this study, a novel bioactive aerogel was developed using cress seed mucilage (CSM), polyvinyl alcohol (PVA), and citric acid (CA) as the biopolymer, co-polymer, and crosslinking agent, respectively. The influence of varying CSM:PVA ratios (3:1, 1:1, and 1:3) and CA concentrations (10%, 20%, and 30% w/w) on the physicochemical properties of the aerogels-including density, swelling capacity, porosity, mechanical properties, morphology, and thermal behavior was systematically eva‎luated. FTIR spectroscopy confirmed ester bond formation within the aerogel matrix. Incorporation of PVA enhanced water uptake and mechanical properties, while higher CA levels significantly (p < 0.05) reduced density, increased porosity, and improved hardness and springiness. DSC and TGA analyses indicated increased thermal stability with the inclusion of both PVA and CA. Furthermore, elevated CA content contributed to greater surface area and smaller pore sizes. Based on the selective formulation (CSM–PVA-CA 1-1-30%), bioactive absorbent pads were fabricated and loaded with clove essential oil (CEO) at various concentrations (10–40%) as a natural antioxidant and antimicrobial agent. The resulting pads were eva‎luated for morphology, density, porosity, antioxidant activity, and antimicrobial performance against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Higher CEO content significantly improved encapsulation efficiency, antioxidant capacity, and antibacterial efficacy. Encapsulated CEO demonstrated higher thermal stability compared to its free form. CEO release behavior was studied in simulated gastric–intestinal fluids, saliva, and a food matrix (chicken breast), followed by kinetic modeling. The best-fitting models were Ritger–Peppas, Peppas–Sahlin, and Kopcha for the digestive medium, Peppas–Sahlin for saliva, and Higuchi for the meat matrix. Finally, the impact of the bioactive pads on the shelf life of refrigerated chicken breast was assessed over time. At three-day intervals, samples were analyzed for chemical indices (pH, TBA and TVB-N), microbial load (aerobic mesophiles, psychrotrophs, lactic acid bacteria, Enterobacteriaceae, yeasts, molds), and sensory attributes (color and texture). Compared to samples containing free CEO or plain aerogels, those packed with CEO-loaded bioaerogel pads showed significantly reduced spoilage indicators and microbial growth. Additionally, the pads effectively absorbed drip loss and retained moisture, helping to preserve the quality and extend the shelf life of the meat. These results demonstrate the potential of eco-friendly bioaerogels as an efficient and sustainable solution for active food packaging.
استاد راهنما :
ميلاد فتحي
استاد مشاور :
صبيحه سليمانيان زاد , نفيسه سلطاني زاده
استاد داور :
بابك قنبرزاده , احمد ميره اي , هاجر شكرچي زاده
لينک به اين مدرک :

بازگشت