بررسي خواص خودترميم‌شوندگي، مكانيكي و فيزيكوشيميايي فيلم كامپوزيتي ژلاتين/وانيلين حاوي نانوذرات سيليكا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي صنايع غذايي

كارشناسي ارشد

بسته‌بندي مواد غذايي از گذشته تا به امروز دچار دگرگوني‌هاي فراواني شده كه اين مهم، نتيجه پژوهش‌هاي انجام شده در اين زمينه مي‌باشد. بسته‌بندي خودترميم‌شونده ازجمله پژوهش‌هاي نوين در عرصه بسته‌بندي مواد غذايي به شمار مي‌رود كه هدف از اين بررسي‌ها، دستيابي به بسته‌بندي با قابليت ترميم خودكار آسيب‌هاي احتمالي است؛ كه افزايش ماندگاري و كاهش اتلاف فرآورده‌هاي غذايي را به دنبال خواهد داشت. در اين پژوهش از ژلاتين، وانيلين و تانيك اسيد به‌عنوان مواد با خاستگاه طبيعي، همراه با نانوذره‌هاي سيليكا در تهيه فيلم با قابليت خودترميم‌شوندگي استفاده شد. همچنين در اين پژوهش، اثر افزودن نانوذره‌هاي سيليكا بر ويژگي‌هاي فيلم تهيه شده مورد ارزيابي قرار گرفت؛ به همين منظور، دو نوع فيلم ژلاتين/وانيلين/تانيك اسيد (G) و ژلاتين/وانيلين/تانيك اسيد/نانوذره‌هاي سيليكا (SG) تهيه شد. در ابتدا، با توجه به هدف اصلي پژوهش، ويژگي خودترميم‌شوندگي فيلم‌هاي ساخته ‌شده، مورد ارزيابي قرار گرفت. به‌منظور حصول اطمينان از ويژگي خودترميم‌شوندگي فيلم‌هاي تهيه شده از ميكروسكوپ نوري استفاده شد و پس از تأييد اين ويژگي، آزمون‌هاي مورد نياز براي بررسي ساير ويژگي‌هاي فيلم‌ها انجام شد. تصاوير تهيه شده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي نشان‌ دادند كه ناحيه خراش خورده به طور كامل ترميم شده بود. ساختار شيميايي فيلم‌هاي تهيه شده، به‌وسيله آزمون طيف‌سنجي مادون‌قرمز تبديل فوريه-بازتاب كلي تضعيف شده (FTIR-ATR) مورد بررسي قرار گرفت و نشان‌دهنده نقش پيوند هيدروژني در ترميم فيلم‌ها بود. در بررسي ساختار بلوري فيلم‌هاي تهيه شده، مشخص شد كه فيلم‌هاي تهيه شده داراي ساختار بي‌شكل هستند. در فيلم‌ حاوي نانوذره‌هاي سيليكا، ميزان شكاف انرژي محاسبه شد كه مقدار آن برابر با 2/66 الكترون‌ولت به‌دست آمد.‌ اندازه‌گيري كارايي خودترميم‌شوندگي با استفاده از آزمون مكانيكي براي فيلم‌هاي G و SG به ترتيب 52/30 و 90/51درصد محاسبه شد. در بررسي‌ قابليت مسدودسازي پرتو فرابنفش به‌وسيله فيلم‌ها، مشخص شد كه فيلم‌هاي سالم و ترميم‌شده توانايي بالايي در مسدود كردن پرتو فرابنفش در ناحيه UV-C و UV-B دارند؛ اما اين توانايي در ناحيه UV-A كاهش يافت. شفافيت/كدورت فيلم‌ها به‌وسيله طيف‌سنجي UV-Vis مورد ارزيابي قرار گرفت و مشخص شد فيلم‌هاي ترميم‌شده، شفافيت كمتري نسبت به فيلم‌هاي سالم داشتند. در بررسي ويژگي‌هاي ممانعت در برابر نفوذ بخار آب و اكسيژن فيلم‌هاي سالم و ترميم‌شده، مشخص شد كه افزودن نانوذرههاي سيليكا و فرآيند ترميم باعث كاهش نفوذپذيري به اكسيژن شدند، درحالي‌كه فرآيند ترميم و افزودن نانوذره‌هاي سيليكا بر نفوذپذيري به بخار آب تأثير معناداري نداشتند. در ارزيابي ميزان رطوبت، مشخص شد كه ميزان رطوبت فيلم‌هاي ترميم‌شده بيشتر از فيلم‌هاي سالم هستند. در بررسي زاويه تماس فيلم‌هاي سالم و ترميم‌شده، مشخص شد كه همه فيلم‌ها داراي ويژگي آب‌دوستي هستند. ويژگي ضد مه بودن فيلم‌هاي تهيه شده مورد بررسي قرار گرفت و مشخص شد فيلم‌هاي سالم و ترميم‌شده داراي اين ويژگي هستند. ارزيابي تخريب‌پذيري فيلم‌ها در محيط‌زيست، تخريب كامل فيلم‌ها پس از گذشت 14 روز را نشان داد. ويژگي‌هاي ضدميكروبي و آنتي‌اكسيداني فيلم‌ها نيز مورد ارزيابي قرار گرفتند و ويژگي ضدميكروبي و آنتي‌اكسيداني فيلم‌هاي G و SG تأييد شد. فيلم‌هاي بسته‌بندي ساخته شده در اين پژوهش، علاوه بر داشتن ويژگي خودترميم‌شوندگي، توانستند ويژگي‌هاي فيزيكي، مكانيكي و عملكردي مطلوبي را از خود نشان دهند؛ به‌طوري‌كه حتي پس از ترميم، اين ويژگي‌ها حفظ شدند.

234523

فناوري مواد غذايي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان