تولید و ارزیابی فیلم نانوکامپوزیتی کیتوزان-‌مونت‌موریلونیت حاوی اسانس مرزه (Satureja hortensis)

نشریه پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 4، دوره 13، شماره 6 - شماره پیاپی 48، بهمن و اسفند 1396، صفحه 131-143   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی لاتین

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.v1396i13.64248

نویسندگان

وحید علیزاده؛ حسن برزگر^* ؛ بهزاد ناصحی؛ وحید سماواتی

گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان، خوزستان، ایران.

چکیده

در تحقیق حاضر، خصوصیات فیزیکوشیمیایی و ضدمیکروبی فیلم‌های فعال نانوکامپوزیتی کیتوزان-نانورس حاوی مقادیر مختلف اسانس مرزه (5/0، 1 و 2 درصد حجمی/حجمی) موردارزیابی قرار گرفت. با افزودن اسانس به فیلم‌ها، مقاومت به کشش، کاهش و کشش‌پذیری فیلم‌ها، به‌طور معنی‌داری افزایش پیدا کرد. نتایج نشان داد که از بین نمونه‌های فیلم موردآزمون، فیلم شاهد دارای کمترین میزان نفوذپذیری نسبت به عبور بخار آب بود. همچنین با افزایش غلظت اسانس، حلالیت در آب و شفافیت فیلم‌ها کاهش یافت. نتایج آزمون گرما وزن‌سنجی (TGA) نشان داد که فیلم‌های حاوی اسانس مرزه نسبت به فیلم شاهد دارای دمای تخریب بالاتری هستند. در ادامه خصوصیات ساختاری و مورفولوژیکی فیلم‌های نانوکامپوزیتی، به‌وسیله روش پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) موردبررسی قرار گرفت. فیلم‌های حاوی اسانس مرزه، روی باکتری‌های گرم مثبت ( Bacillus cereus و  Staphylococcus aureus) نسبت به باکتری‌های گرم منفی (Escherichia coli و Salmonella typhimurium) تأثیر بازدارندگی بیشتری داشتند. درنهایت نتایج نشان داد که اسانس مرزه می‌تواند به‌عنوان یک ماده ضدباکتری طبیعی در ساخت فیلم‌های زیست‌تخریب‌پذیر ضدمیکروب مورداستفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

فیلم نانوکامپوزیتی؛ کیتوزان؛ مرزه؛ روغن اساسی؛ ضدمیکروب

مراجع

Abdollahi, M., Rezaei, M., & Farzi, G. (2012). A novel active bionanocomposite film incorporating rosemary essential oil and nanoclay into chitosan. Journal of Food Engineering, 111(2), 343-350.

Ahmad, M., Benjakul, S., Prodpran, T., & Agustini, T. W. (2012). Physico-mechanical and antimicrobial properties of gelatin film from the skin of unicorn leatherjacket incorporated with essential oils. Food Hydrocolloids, 28(1), 189-199.

Alexandre, M., & Dubois, P. (2000). Polymer-layered silicate nanocomposites: preparation, properties and uses of a new class of materials. Materials Science and Engineering: R: Reports, 28(1), 1-63.

Almasi, H., Ghanbarzadeh, B., & Entezami, A. A. (2010). Physicochemical properties of starch–CMC–nanoclay biodegradable films. International Journal of Biological Macromolecules, 46(1), 1-5.

ASTM. (2002). Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting. In Annual book of ASTM standards designation D882. Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials.

Atef, M., Rezaei, M., & Behrooz, R. (2015). Characterization of physical, mechanical, and antibacterial properties of agar-cellulose bionanocomposite films incorporated with savory essential oil. Food Hydrocolloids, 45, 150-157.

Avella, M., De Vlieger, J. J., Errico, M. E., Fischer, S., Vacca, P., & Volpe, M. G. (2005). Biodegradable starch/clay nanocomposite films for food packaging applications. Food Chemistry, 93(3), 467-474.

Benavides, S., Villalobos-Carvajal, R., & Reyes, J. E. (2012). Physical, mechanical and antibacterial properties of alginate film: effect of the crosslinking degree and oregano essential oil concentration. Journal of Food Engineering, 110(2), 232-239.

Bonilla, J., Atares, L., Vargas, M., & Chiralt, A. (2012). Effect of essential oils and homogenization conditions on properties of chitosan-based films. Food Hydrocolloids, 26(1), 9-16.

Burt, S. (2004). Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review. International Journal of Food Microbiology, 94(3), 223-253.

Coma, V., Martial‐Gros, A., Garreau, S., Copinet, A., Salin, F., & Deschamps, A. (2002). Edible antimicrobial films based on chitosan matrix. Journal of Food Science, 67(3), 1162-1169.

Dashipour, A., Razavilar, V., Hosseini, H., Shojaee-Aliabadi, S., German, J. B., Ghanati, K., ... & Khaksar, R. (2015). Antioxidant and antimicrobial carboxymethyl cellulose films containing Zataria multiflora essential oil. International ournal of Biological Macromolecules, 72, 606-613.

Fisher, K., & Phillips, C. A. (2006). The effect of lemon, orange and bergamot essential oils and their components on the survival of Campylobacter jejuni, Escherichia coli O157, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus and Staphylococcus aureus in vitro and in food systems. Journal of Applied Microbiology, 101(6), 1232-1240.

Gennadios, A., Hanna, M. A., & Kurth, L. B. (1997). Application of edible coatings on meats, poultry and seafoods: a review. LWT-Food Science and Technology, 30(4), 337-350.

Ghasemlou, M., Khodaiyan, F., & Oromiehie, A. (2011). Physical, mechanical, barrier, and thermal properties of polyol-plasticized biodegradable edible film made from kefiran. Carbohydrate Polymers, 84(1), 477-483.

Hadian, J., Ebrahimi, S. N., & Salehi, P. (2010). Variability of morphological and phytochemical characteristics among Satureja hortensis L. accessions of Iran. Industrial Crops and Products, 32(1), 62-69.

Hosseini, M. H., Razavi, S. H., & Mousavi, M. A. (2009). Antimicrobial, physical and mechanical properties of chitosan‐based films incorporated with thyme, clove and cinnamon essential oils. Journal of Food Processing and Preservation, 33(6), 727-743.

Hosseini, S. F., Rezaei, M., Zandi, M., & Farahmandghavi, F. (2015). Bio-based composite edible films containing Origanumvulgare L. essential oil. Industrial Crops and Products, 67, 403-413.

Jouki, M., Yazdi, F. T., Mortazavi, S. A., & Koocheki, A. (2014). Quince seed mucilage films incorporated with oregano essential oil: physical, thermal, barrier, antioxidant and antibacterial properties. Food Hydrocolloids, 36, 9-19.

Lavorgna, M., Piscitelli, F., Mangiacapra, P., & Buonocore, G. G. (2010). Study of the combined effect of both clay and glycerol plasticizer on the properties of chitosan films. Carbohydrate Polymers, 82(2), 291-298.

Peng, Y., & Li, Y. (2014). Combined effects of two kinds of essential oils on physical, mechanical and structural properties of chitosan films. Food Hydrocolloids, 36, 287-293.

Salarbashi, D., Tajik, S., Shojaee-Aliabadi, S., Ghasemlou, M., Moayyed, H., Khaksar, R., & Noghabi, M. S. (2014). Development of new active packaging film made from a soluble soybean polysaccharide incorporated Zataria multiflora Boiss and Mentha pulegium essential oils. Food Chemistry, 146, 614-622.

Sanchez-Gonzalez, L., Gonzalez-Martinez, C., Chiralt, A., & Chafer, M. (2010). Physical and antimicrobial properties of chitosan–tea tree essential oil composite films. Journal of Food Engineering, 98(4), 443-452.

Sefidkon, F., Abbasi, K., & Khaniki, G. B. (2006). Influence of drying and extraction methods on yield and chemical composition of the essential oil of Satureja hortensis. Food Chemistry, 99(1), 19-23.

Shen, Z., & Kamdem, D. P. (2015). Development and characterization of biodegradable chitosan films containing two essential oils. International Journal of Biological Macromolecules, 74, 289-296.

Shojaee-Aliabadi, S., Hosseini, H., Mohammadifar, M. A., Mohammadi, A., Ghasemlou, M., Ojagh, S. M., & Khaksar, R. (2013). Characterization of antioxidant-antimicrobial κ-carrageenan films containing Satureja hortensis essential oil. International Journal of Biological Macromolecules, 52, 116-124.

Wang, S. F., Shen, L., Tong, Y. J., Chen, L., Phang, I. Y., Lim, P. Q., & Liu, T. X. (2005). Biopolymer chitosan/montmorillonite nanocomposites: preparation and characterization. Polymer Degradation and Stability, 90(1), 123-131.

Xu, Y., Ren, X., & Hanna, M. A. (2006). Chitosan/clay nanocomposite film preparation and characterization. Journal of Applied Polymer Science, 99(4), 1684-1691.

Zolfi, M., Khodaiyan, F., Mousavi, M., & Hashemi, M. (2014). The improvement of characteristics of biodegradable films made from kefiran–whey protein by nanoparticle incorporation. Carbohydrate polymers, 109, 118-125