نانوكامپوزيت هاي برپايه نشاسته ترموپلاستيك - نانوذرات نقره - نانورس: بررسي اثرات ضد باكتريايي روي اشرشياكلي، ويژگي هاي مكانيكي و نفوذپذيري

Thermoplastic starch-nanosilver-nanoclay nanocomposites: investigation of anti-bacterial effect against Escherichia coli, mechanical and permeability properties

بسته بندي هاي برپايه پليمرهاي زيستيِ حاوي نانوذرات نقره، انواع جديدي از بسته بندي هاي فعال هستند كه علاوه بر برخورداري از ويژگي زيست تخريب پذيري، مي توانند موجب كاهش خطر ناشي از آلودگي هاي ميكروبي در مواد غذايي تازه و فرايند شده گردند. در اين پژوهش، براي بهبود ويژگي هاي مكانيكي و نفوذپذيري فيلم هاي پليمري زيستي نشاسته ترموپلاستيك و توليد نانوكامپوزيت زيستي، از نانورس (مونت موريلونت) و براي توليد فيلم فعال و ايجاد ويژگي هاي ضدميكروبي عليه باكتري اشرشياكلي، از نانوذرات نقره استفاده شد. مطابق نتايج آزمون ضد ميكروبي، نانولايه هاي رس نه تنها ويژگي هاي ضد ميكروبي نداشتند بلكه موجب كاهش خاصيت ضدميكروبي در فيلم هاي حاوي نانوذرات نقره گرديدند. افزودن هر دو نوع نانوذره و مخلوط آن ها باعث بهبود ويژگي هاي بازدارندگي فيلم هاي نشاسته-اي در برابر آب شد؛ بطوري كه حلاليت در آب و نفوذپذيري در فيلم هاي نشاسته نرم شده - نانوذرات نقره – نانورس نسبت به نمونه شاهد، به ترتيب 93/30 و 43/75 درصد، كاهش پيدا كرد. نتايج حاصل از آزمون ويژگي هاي مكانيكي نشان داد كه در فيلم هاي حاوي نانورس با افزايش غلظت نانوذرات نقره، استحكام كشش نهايي تا مقدار 38/5 مگاپاسكال افزايش و كرنش تا نقطه شكست تا مقدار 23/41 درصد كاهش پيدا كرد. با افزايش غلظت نانوذرات نقره در فيلم هاي حاوي نانورس، درصد عبور پرتوهاي نور UV به طور معني داري كاهش يافت و مطابق نتايج رنگ سنجي، با افزودن نانونقره، كدورت و زردي فيلم ها افزايش يافت.

The biopolymers based packaging materials containing nano-silver are new types of active packaging that are biodegradable and in addition, they can reduce the risk of microbial contamination in fresh and processed foods. In this research, clay (MMT) nanofillers were used for improving the mechanical properties and water vapor permeability (WVP) of the thermoplastic starch (PS) films and producing nanobiocomposites. In addition, nanosilver (AgNP) was applied for producing active antimicrobial film against Escherichia coli. According to the results of the antimicrobial test, the MMT not only did not show any antimicrobial activity but also reduced it in the films containing nano-silver. AgNP and MMT and their mixture improved barrier properties of the PS based films; In comparison to the control film, the water solubility and permeability of the PS-AgNP-MMT films were reduced about30.93 and 75.43 percent, respectively. The results of mechanical tests showed that in the films containing MMT, increasing concentration of AgNP, increased ultimate tensile strength to 5.38 MPa and reduced strain to break to 41.23 percent. Furthermore, increasing concentration of AgNP in the films containing MMT reduced UV light transmittance significantly however, increased yellowness and turbidity.