طراحي بسته بندي نانوكامپوزيت برپايه بيوپليمر ژلاتين حاوي نانوذره دي اكسيد تيتانيوم و عصاره زعفران به منظور كاربرد در بسته بندي مواد غذايي

Design of nanocomposite packaging based on gelatin biopolymer containing titanium dioxide nanoparticles and saffron extract for use in food packaging

در اين مطالعه بسته بندي زيست تخريب پذير برپايه بيوپليمر ژلاتين (در غلظت 3 درصد وزني-وزني) حاوي نانو ذره دي اكسيد تيتانيوم (در غلظت 1 درصد وزني-وزني) و عصاره زعفران (در غلظت 2 درصد حجمي-حجمي) با روش تبخير-حلال سنتز شد. در اين پژوهش خصوصيات فيزيكي (ضخامت، شفافيت، محتواب رطوبتي، ميزان حلاليت و نفوذپذيري به بخار آب)، مكانيكي، خصوصيات ضد ميكروبي و آنتي اكسيداني، خصوصيات ساختاري و ظاهري فيلم ها مورد بررسي قرار گرفت. پس از آناليز داده ها، نتايج نشان داد كه تاثير عصاره زعفران و نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم بر تمام خصوصيات مورد بررسي معني دار (P<0.05) بود. افزودن نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم و عصاره زعفران باعث افزايش ضخامت، و بهبود خصوصيات مكانيكي و كاهش محتواي رطوبتي، نفوذپذيري به بخار، شفافيت، و حلاليت شد. همچنين فيلم هاي نانوكامپوزيت حاوي نانوذرات دي اكسيد تيتانيوم و عصاره زعفران خصوصيات آنتي اكسيداني (80%~) و اثرات ضد ميكروبي قابل قبولي به ويژه بر عليه باكتري گرم مثبت استافيلوكوكوس اوريوس را نشان دادند. با توجه به نتايج بدست آمده از اين مطالعه، اين نوع بسته بندي مي تواند به عنوان جايگزين مناسب براي بسته بندي هاي سنتزي پيشنهاد گردد.

In this study, biodegradable packaging based on gelatin biopolymer (at a concentration of 3% w/w) containing nanoparticles of titanium dioxide (at a concentration of 1% w/w) and saffron extract (at a concentration of 2% v) by evaporation method was synthesized. In this study, physical properties (thickness, transparency, moisture content, solubility and water vapor permeability), mechanical, antimicrobial and antioxidant properties, structural and transparency properties of films were investigated. After analyzing the data, the results showed that the effect of saffron extract and titanium dioxide nanoparticles on all the studied properties was significant (P <0.05). Addition of titanium dioxide nanoparticles and saffron extract increased the thickness, improved the mechanical properties and reduced the moisture content, water vapor permeability, transparency, and solubility. Also, nanocomposite films containing titanium dioxide nanoparticles and saffron extract showed antioxidant properties (% 80%) and acceptable antimicrobial effects, especially against gram-positive Staphylococcus aureus bacteria. According to the results of this study, this type of packaging can be suggested as a suitable alternative to synthetic packaging