تهيه فيلم‌هاي فعال بر پايه كربوكسي متيل سلولز-كيتوزان-اسيد اولئيك حاوي اسانس زنجبيل و تعيين ويژگي‌هاي فيزيكي، ضد‌كپكي و ضد‌اكسايشي

Preparation of active films based on carboxymethyl cellulose-chitosan-oleic acid containing ginger essential oils and investigation of physical, antifungal and antioxidant properties

هدف از اين پژوهش توليد فيلم هاي ضد ­ميكروب بر پايه كربوكسي متيل سلولز-كيتوزان- اسيد اولئيك و بررسي اثر افزودن اسانس زنجبيل بر ويژگي­هاي مختلف فيزيكي، ضد­اكسايشي و ضد ­كپكي فيلم­ها مي­باشد. نتايج طيف سنجي مادون قرمز برقراري اتصالات هيدروژني بين اسانس زنجبيل و بستر پليمر را اثبات نمود. افزودن اسانس زنجبيل باعث كاهش معني دار (۰/۰۵ > P) ميزان نفوذ پذيري نسبت به بخار آب فيلم خالص از 7-10× 5/28 به 7-10× 0/99 g/m.h.Pa در فيلم حاوي بالاترين غلظت اسانس زنجبيل شد. بر اساس نتايج بدست آمده در آزمون­ هاي نفوذ پذيري نسبت به بخار آب، زاويه تماس و همچنين طيف سنجي مادون قرمز مي­توان عنوان نمود كه افزودن اسانس زنجبيل با ويژگي آب گريزي به فيلم­ها، منجر به بهبود خواص بازدارندگي نسبت به رطوبت فيلم ­ها شده است. نتايج آزمون مكانيكي افزايش ازدياد طول تا نقطه شكست و كاهش استحكام كششي فيلم­هاي حاوي اسانس زنجبيل را نشان داد (0/05 > P). نتايج آزمون­ رنگ نشان داد افزودن اسانس زنجبيل و افزايش غلظت آن باعث افزايش شدت رنگ فيلم­ها مي­شود. فعاليت ضد اكسايش فيلم­ها با اندازه گيري محتواي تركيبات فنولي و بازداري راديكال آزاد DPPH، وجود رابطه مستقيم بين محتواي تركيبات فنولي و فعاليت ضد اكسايشي فيلم­هاي حاوي اسانس زنجبيل را نشان داد به طوري كه فعاليت ضد اكسايش در فيلم­ خالص و فيلم حاوي بالاترين درصد اسانس از 12/45 به طور معني داري (0/05 > P) به 34/18 % افزايش يافت. نتايج آزمون انتشار ديسك خواص ضد كپكي كليه فيلم ­ها بر روي كپك آسپرژيلوس نايجر را نشان داد. به طور كلي نتايج اين پژوهش فيلم كربوكسي متيل سلولز-كيتوزان- اسيد اولئيك حاوي اسانس زنجبيل را به دليل نشان دادن ويژگي­ هاي ضد كپكي و ضد اكسايشي، گزينه مناسبي در توليد بسته بندي مواد غذايي معرفي مي­ نمايد.

The aim of this study was to produce antimicrobial films based on carboxymethyl cellulose- chitosan-oleic acid (CMC-CH-OL) containing different concentrations of ginger essential oil (GEO) in order to study the structural, physical, antioxidant, and antifungal properties of the films. The results of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) confirmed some hydrogen bonding formation between film matrix and GEO. Water vapor permeability (WVP) of the CMC-CH-OL film decreased from 5.28 ×10-7 to 0.99 ×10-7 g/m.h.Pa in the film incorporated with the highest concentration of GEO (GEO3). Based on the obtained results from WVP, contact angle and FTIR, it can be concluded that the addition of GEO with hydrophobic nature, led to an improvement in water barrier properties of films. The results of mechanical test revealed an increase in elongation at break (EB) and a decrease in tensile strength (TS) for the films containing GEO (p<0.05). Color test results showed that GEO led to an increase in the intensity of color in all films, especially at the highest concentration of GEO (GEO3). Antioxidant activity of the films was evaluated by measuring the content of total phenolic compounds and DPPH scavenging activity showed a positive relationship between the content of phenolic compounds and antioxidant activity of the films containing GEO, while the DPPH scavenging activity of pure CMC-CH-OL film increased significantly (p<0.05) from 12.45 to 18.34% for CMC-CH-OL-GEO3. The results of disk diffusion test represented antifungal properties for CMC-CH-OL-GEO films against Aspergillus niger, also antifungal activity increased with increasing the GEO content (P<0.05). Generally, due to demonstrating good antifungal and antioxidant properties, CMC-CH-OL-GEO film is a good alternative in food packaging application.