تهيه فيلم فعال با خاصيت آنتي اكسيداني با استفاده از رزين جاوشير حاوي كربن كوانتوم دات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

صنايع غذايي

كارشناسي ارشد

پلاستيك‌ها در سال‌‌هاي اخير بخش قابل توجهي از ضايعات و آلودگي‌هاي محيط زيستي را تشكيل داده‌اند. به همين دليل در جهت كاهش استفاده از فرآورده‌هاي نفتي و همجنين به حداقل رساندن مسائل زيست محيطي، پليمرهاي زيست تخريب پذير به عنوان جايگزين پلاستيك، تحت بررسي گسترده قرار گرفته‌اند. با اين حال اين پليمرها محدوديت‌هايي از جمله خواص مكانيكي و ممانعتي ضعيف دارا هستند كه استفاده از نانوذرات به عنوان راه حلي در جهت بهبود خواص و تقويت اين پليمرها پيشنهاد مي‌شود. از اين رو، هدف از اين پژوهش، تهيه فيلم جاوشير حاوي نانوذرات گرافن كوانتوم دات دوپ شده با نيتروژن بود كه داراي خصوصيات ضد اشعه فرابنفش، آنتي اكسيدان و ضد ميكروب بوده و موجب افزايش ماندگاري مواد غذايي مي شود. محلول حاوي گرافن كوانتوم دات دوپ شده با نيتروژن (N-GQD) با استفاده از پيش ساز فروكتوز به عنوان منبع كربن و نيتريك اسيد به عنوان منبع نيتروژن جهت تامين عنصر دوپانت كننده به منظور افزايش عملكرد گرافن كوانتوم دات‌ها به كمك روش هيدروترمال ساخته شد. طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) جهت بررسي گروه‌هاي عملكردي، تاييد سنتز گرافن كوانتوم دات‌ها و دوپينگ موثر نيتروژن در ساختار آنها انجام شد. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري با وضوح بالا (HR-TEM) نشان داد كه نانو ذرات گرافني بصورت كروي هستند و ميانگين قطر در آنها 2/7 ±5/6 نانومتر و فاصله شبكه درون صفحه‌اي 252/0 نانومتر است. طيف سنجي جذبي و سنجش مهار راديكال آزاد(DPPH) نشان داد كه محلول حاصل خاصيت جذب UV و آنتي اكسيداني زيادي دارد. بار سطحي ذرات توسط آناليز پتانسيل زتا mV 5/0 ± 6/8 اندازه گيري شد. در مرحله بعد فيلم جاوشير با استفاده از رزين جاوشير كه توسط روش تقطير كلدال با كمك اتانول استخراج شده بود، به همراه اتيل سلولز به عنوان هاردنر و حاوي محلول N-GQD با استفاده از روش ريخته گري تهيه شد. نتايج FTIR حضور گرافن كوانتوم دات دوپ شده با نيتروژن را در ساختار فيلم جاوشير تاييد نمود. مورفولوژي فيلم‌ها با آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FESEM) بررسي شد و پراكندگي همگن و يكنواخت N-GQD در ماتريس پليمر را نشان داد. خواص ضد پرتوي فرابنفش فيلم¬هاي جاوشير تهيه شده با اسپكتروفتومتر بررسي شد. خواص آنتي¬اكسيداني N-GQD نيز با روش مهار راديكال آزاد DPPH مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه حضور N-GQD در ساختار فيلم¬هاي جاوشير، خواص ضد پرتوي فرابنفش و آنتي¬اكسيدان فيلم¬ها را افزايش داده است. نتايج آزمون ضخامت، حلاليت درآب و رطوبت نشان داد كه مقادير اين سه پارامتر فيلم جاوشير در اثر افزودن N-GQD افزايش يافته در صورتي كه نفوذ پذيري به بخار آب و تورم فيلم تيمار شده كاهش داشته است. افزودن N-GQD به فيلم در خواص مكانيكي (مقاومت كششي و ازدياد طول در شكست) آن تغيير معني داري ايجاد نكرده و فيلم حاصل از انعطاف پذيري خوبي برخوردار است. با پوشش دهي ميوه نارنگي توسط محلول فيلم جاوشير و فيلم جاوشير حاوي N-GQD، ارزيابي اثر فيلم‌ها در ماندگاري مواد غذايي انجام شد و مشخص شد كه پس از گذشت مدت 15 روز از زمان نگهداري در دماي℃ 25 ميوه‌هاي پوشش داده شده نسبت به شاهد كه بدون پوشش بود هيچگونه رشد كپكي را نشان ندادند كه اين تاييدي بر وجود خاصيت ضد قارچي و ضد ميكروبي و آنتي اكسيداني فيلم جاوشير و N-GQD مي‌باشد. اما فيلم جاوشير از بازار پسندي پايين‌تري برخوردار بود. در نهايت مي توان گفت كه فيلم جاوشير حاوي N-GQD به دليل دارا بودن جذب فرابنفش و ظرفيت آنتي اكسيداني بالا و خواص فيزيكي و مكانيكي قابل قبول و ممانعت از رشد ميكروبي، قابليت مناسبي براي بسته بندي مواد غذايي دارد.

222427

فناوري

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان