بخشی از مقاله
چکیده
در این پژوهش تاثیر اسانسهای آویشن و دارچین بر فعالیت ضدمیکروبی فیلمهای نانوکامپوزیتی متیلسلولز و پلیوینیلالکل بررسی شد. غلظتهای مختلف اسانس دارچین و آویشن برای فعال کردن نانوکامپوزیتهای متیلسلولز در غلظتهای 0/17 ml/gP، 0/33، 0/67 و 1 و پلیوینیلالکل در غلظتهای 0/125 ml/gP، 0/25، 0/5 و 0/75 به کار گرفته شدند.
تاثیر فعالیت ضدمیکروبی فیلمهای فعال بر شش ریزسازواره ها مهم در بهداشت و فساد مواد غذایی با روش انتشار در آگار و روش غیر تماسی ارزیابی گردید. تاثیر مقادیر مختلف اسانسهای دارچین و آویشن در هر دو نوع فیلم فعال بر کلیه ریزسازوارههای مورد آزمایش معنیدار بود . - p<0/05 - اسانس دارچین و آویشن کمترین تاثیر را بر E. coli و بیشترین ممانعت کنندگی را بر Penicillium spp. داشتند.
بهطور کلی تاثیر اسانس دارچین نسبت به آویشن بر کلیه ریزسازوارهها خیلی بیشتر بود. کشندگی هر دو اسانس به ترتیب بر قارچها، باکتری گرم مثبت و باکتری گرم منفی بیشتر بود. اثر ممانعت کنندگی غلطت ml/gP 0/17 از اسانسهای دارچین و آویشن در فیلم متیلسلولز و 0/13 ml/gP از اسانسها در فیلم پلیوینیلالکل در روش غیر تماسی تقریبا صفر بود. اما با افزایش غلظت اسانس تاثیر ممانعتکنندگی بسیار زیادی بین 70 تا 100 درصد نشان داد. فیلمهای فعال شده با اسانسهای دارچین و آویشن تاثیر ممانعت کنندگی بسیار زیادی بر کلیه ریزسازوارههای مورد آزمایش داشتند و میتوانند روش امیدوار کنندهای برای بستهبندی مواد غذایی باشند.
مقدمه
از سال 1970 تولید و استفاده از پلاستیکها به ویژه در بستهبندی مواد غذایی در جهان به طور گستردهای افزایش یافته است. چهل درصد از پلاستیکهای مصرفی در جهان برای بستهبندی مواد غذایی به کار میروند. امروزه آلودگیهای زیست محیطی ناشی از پسماندهای مواد بستهبندی بهویژه بسپارهای سنتزی که دارای چرخه عمر طولانی در طبیعت میباشند، یکی از نگرانیهای مهم در سطح جهانی و از عوامل آلاینده محیط زیست به شمار میروند. این مشکلها محققین را به تولید و گسترش استفاده از بسپارهای زیست تخریبپذیر که به سرعت در محیط تجزیه میشوند، ترغیب کرده است
مهمترین معایب استفاده از مواد طبیعی زیستتخریبپذیر به ویژه برای بستهبندی مواد غذایی، خواص مکانیکی ضعیف آنها و همچنین مقاومت کم آنها در برابر عبور رطوبت و گازها میباشد. یکی از روشهای رفع این معایب استفاده از مواد نانو به ویژه سیلیکاتهای لایهای یا نانورس و تولید نانوکامپوزیتها میباشد. مهمترین هدف استفاده از نانوذرات، تقویت و بهبود ویژگیهای کامپوزیتها با حذف عیوب ذرات در بعد ماکروسکوپی میباشد. با کاهش اندازه ابعاد فاز تقویتکننده، تغییرات مهمی صورت گرفته و سطح مخصوص از چند مترمربع بر گرم به چند صد متر مربع بر گرم افزایش مییابد
تمایل مصرف کنندگان به تهیه مواد غذایی تازه که کمترین فرآیند حرارتی را تحمل کرده و به راحتی با صرف زمان کم در منزل قابل مصرف باشند از یک طرف و از طرفی دیگر مسمومیتهای غذایی، نیاز به تحقیق و مطالعه در زمینه یافتن راهی نوین جهت جلوگیری از رشد میکروبها در مواد غذایی در کنار حفظ کیفیت، تازگی و ایمنی این محصولها را ضروری میکند .
بستهبندی ضدمیکروبی، به ویژه با به کار گرفتن اسانسهای گیاهان دارویی در آنها، یکی از روشهای نوین جهت جلوگیری از رشد ریزسازواره است. بستهبندی ضدمیکروبی یکی از انواع بستهبندیهای فعال میباشد که در آنها مواد بستهبندی با محصول یا فضای بین محصول و ماده بستهبندی واکنش داده و نتیجه مطلوب که همان افزایش مدت زمان نگهداری غذا از طریق کاهش سرعت رشد میکروبهاست، بهدست میآید
اسانسها ترکیبهای فرار، کمپلکس، معطر و طبیعی هستند که توسط گیاهان آروماتیک به عنوان متابولیتهای ثانویه برای دفاع در برابر فساد ریزسازوارهها تولید میشوند. اسانسها به عنوان مواد ضدمیکروبی بالقوه عمل کرده و توانایی کنترل باکتریهای بیماریزای مواد غذایی را دارند. این مواد به عنوان نگهدارنده مواد غذایی دارای خاصیت ضدمیکروبی، ضد قارچی، ضد ویروسی و ضد اکسایشی میباشند و در پزشکی به عنوان مواد تسکین دهنده، ضد التهاب، ضد اسپاسم و غیره به کار میروند
در سال 2014 کمپس و همکاران، گزارش دادند که فیلمهای حاوی ع صاره طبیعی ساقه میوه نوعی آلبالوی ترش1 از ر شد باکتریهای گرم مثبت و گرم منفی جلوگیری کردند. فیلمها دارای ساختار نرم و پیوستهتری بودند و از عبور نور فرابنفش نیز جلوگیری نمودند - Campos .D. et al. 2014 - در سال 2011 تونک و دومن گزارش دادند که اضافه کردن کارواکرول به نانوکامپوزیت فعال متیلسلولز منجر به کاهش کدورت و ضخامت فیلم گردید، در حالیکه افزودن مونتموریلونیت موجب افزایش این ویژگیها شد. مونتموریلونیت رهایش کارواکرول از فیلمها را کاهش داد. فیلمهای فعال به طور کامل از رشد E. coli و Staphylococcuse aureus ممانعت کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که رهایش کارواکرول از فیلمهای فعال ضدمیکروبی با مقدار مونتموریلونیت و دمای نگهداری قابل کنترل است
در سال 2015 جو و همکاران، فیلمهای بستهبندی ضد حشرات شامل اسانس ریزپوشانی شده با پلیوینیلالکل را برای دفع لارو شبپره هندی - Plodia interpunctella - تولید کردند. امول سیون ا سانس دارچین ریزپو شانی شده به عنوان یک مخلوط جوهر بر روی فیلمهای پلیپروپیلن چاپ شد. آنها اعلام کردند که پوششدهی فیلمها با اسانس دارچین به ویژه در غلظت 2 درصد منجر به کاهش تولید شفیره از لارو به میزان حداقل 40 در صد گردید . - Jo et al. 2015 - در سال 2014 کیم و همکاران فیلمهای ضد ح شره پلیوینیلالکل حاوی ا سانس دارچین ریزپوشانی شده را تولید و در محافظت از مواد غذایی در برابر شبپره هندی به کار گرفتند. مقدار سینامآلدئید موجود در فیلمها حدود 21 روز بالاتر از حداقل مقدار لازم برای دفع حشره بود .
متیلسلولز و پلیوینیلالکل دو بسپار زیستتخریبپذیر مناسب برای بستهبندی مواد غذایی هستند اما بهدلیل معایب عمومی بسپارهای زیستتخریبپذیر باید به صورت نانوکامپوزیت تولید شوند. در این تحقیق تاثیر دو اسانس آویشن باغی و دارچین بر ویژگیهای ضدمیکروبی نانوکامپوزیتهای متیلسلولز و پلیوینیلالکل بررسی میشود. قبلا گزارش در این مورد ثبت نشده است.
مواد و روشها
اسانس آویشن باغی - Thymus vulgaris - از شرکت گیاه اسانس و اسانس دارچین - Cinnamomum verum - از پژوهشکدهی گیاهان دارویی جهاد خریداری شدند. مواد تشکیل دهنده این اسانسها با گروماتوگرافی گازی–طیف سنج جرمی - GC-MS - تعیین شدند.
فیلمهای نانوکامپوزیتی متیلسلولز و پلیوینیلالکل با مقادیر بهینه نانورس - مونتموریلونیت - و گلیسرول با روش قالبریزی و طبق گزارش جوکار و همکاران - 1394 - تهیه شد؛ فقط نحوه فعال کردن آنها متفاوت بود که توضیح داده میشود: بعد از همزدن و مخلوط کردن بسپارها با گلیسرول و نانورس توسط همزن مغناطیسی و قبل از فراصوت کردن نهایی، محلول بسپاری تا دمای محیط سرد شد، اسانس لازم به آن اضافه و جهت پخش شدن مناسب و امولسیون کردن اسانس در محلول بسپاری از همگنساز استفاده گردید.
در ضمن برای ایجاد امولسیون مناسبتر و پایداری بیشتر اسانس در بسپار و فیلم به همراه اسانس 0/1 میلیلیتر تویین - Tween 80, Merck - 80 به محلول اضافه شد. همگنساز مورد استفاده ساخت شرکت WTW-Disper مدل D-8 از کشور آلمان بود. برای پلیوینیلالکل سرعت 10500 دور در دقیقه به مدت 1 دقیقه اما برای متیلسلولز سرعت 17800 و زمان 2 دقیقه استفاده شد. علت انتخاب سرعت و زمان بیشتر برای متیلسلولز غلظت بالای محلول بسپاری آن نسبت به پلیوینیلالکل بود. پس از اضافه کردن اسانس و همگن کردن آن در محلولهای بسپاری، محلولها طبق روشهای قبلی تحت فرآیند فراصوت قرار گرفته و بقیه مراحل مانند روش تولید فیلم معمولی بود
مقدار اسانسهای دارچین و آویشن برای متیلسلولز 0/17، 0/33، 0/67 و 1 میلیلیتر برای هر گرم از وزن بسپار - ml/gP - و برای پلیوینیلالکل 0/125 ml/gP، 0/25، 0/5 و 0/75 بود. فیلمهای فعال به طور جداگانه و تولید و ارزیابی شدند.
