بررسي اثر افزودن كربوكسي‌متيل‌سلولز بر روي خواص مكانيكي فيلم‌هاي خوراكي زيست‌تخريب‌پذير ژلاتين ماهي سرد‌آبي

Evaluation mechanical properties of Cold Water Fish Gelatin Biodegradable Edible Films by adding carboxy methyl cellulose

در اين پژوهش از ژلاتين ماهي سردآبي و كربوكسي‌متيل‌سلولز در تهيه فيلم استفاده گرديد. ژلاتين ماهي سردآبي به‌دليل دارا بودن ويژگي­هاي منحصر به فرد، هم‌چون با صرفه بودن از نظر اقتصادي، در دسترس بودن و قابليت زيست‌تخريب‌پذيري جايگاه ويژه در بين بسته‌بندي‌هاي خوراكي دارد. اين پژوهش براي اولين بار به اصلاح و بهبود خواص مكانيكي فيلم‌هاي ژلاتين ماهي سرد‌آبي در تركيب با كربوكسي‌متيل‌سلولز مي‌پردازد. فيلم‌هاي ژلاتين ماهي سرد‌آبي به همراه كربوكسي‌متيل‌سلولز در غلظت‌هاي 5/0، 10، 15 و 20 درصد با استفاده از روش كاستينگ تهيه شد. خواص مكانيكي به روش استاندارد ملي آمريكا ASTM D88210 انجام شد. در آزمون مكانيكي فيلم‌هاي تركيبي با افزايش غلظت كربوكسي‌متيل‌سلولز استحكام كششي (TS) از 04/21 به 74/27 (MPa) و مدول يانگ از 83/1372 تا 87/1842 (كيلوگرم بر مترمكعب)، به‌طور معني‌داري افزايش يافت و درصد كشيدگي از 69/17 تا 39/15 كاهش معني‌داري نشان نداد. با بررسي ايزوترم جذب فيلم‌هاي تركيبي حاصل، مشخص شد كه مقدار رطوبت آب تك‌لايه كم‌تر شده و باعث كاهش رطوبت تعادلي اين فيلم‌ها مي‌شود. با توجه به زيست‌تخريب‌پذير بودن فيلم‌ها و بهبود خواص مكانيكي آن توسط كربوكسي‌متيل‌سلولز، مي‌توان از اين نوع بسته‌بندي در صنايع مختلف به‌ويژه صنعت غذا و به‌عنوان پوشش خوراكي براي بسته‌بندي مواد غذايي و محصولات كشاورزي استفاده نمود.

In the present study, cold water fish gelatin with carboxy methyl cellulose was used to produce films. Because of its unique properties such as cost-effectiveness, availability, and biodegradability, cold water fish gelatin has earned a special place in food packaging. In this research, improving mechanical properties of cold water fish gelatin films combined with carboxy methyl cellulose was investigated for the first time. Gelatin films of cold water fish with carboxy methyl cellulose at concentrations of 5%, 10%, 15% and 20% were prepared by a casting method. Mechanical properties were assessed according to the American National Standard ASTM D88210. Films were tested for mechanical properties, and the results showed that increasing concentrations of carboxy methyl cellulose significantly increased Tensile Strength (TS) from 21.04MPa to 27.74MPa and significantly increased Young's Modulus from 1372.83 kg/m2 to 1842.87 kg/m2, but insignificantly decreased percentage elongation from 17.69 to 15.39. Examining absorption isotherm of the resulting composite films showed a reduction in single-layer moisture content, which had led to reduced equilibrium moisture of these films. Given biodegradability of these films and their improved mechanical properties by carboxy methyl cellulose, this kind of packaging can be used in various industries, especially food industry, as food covering in packaging foods and agricultural produce.