تطوير فيلم قابل للتحلل الحيوي يعتمد على الشيتوزان ، المخصب بزيت الزعتر الأساسي والمواد المضافة

شكرًا لك على زيارة Nature.com.إصدار المتصفح الذي تستخدمه لديه دعم محدود لـ CSS.للحصول على أفضل تجربة ، نوصي باستخدام مستعرض محدث (أو تعطيل وضع التوافق في Internet Explorer).في غضون ذلك ، لضمان استمرار الدعم ، سنعرض الموقع بدون أنماط وجافا سكريبت.
في هذه الدراسة ، تم تطوير الأفلام القابلة للتحلل الحيوي على أساس الشيتوزان (CH) المخصب بزيت الزعتر الأساسي (TEO) مع إضافات مختلفة بما في ذلك أكسيد الزنك (ZnO) ، والبولي إيثيلين جلايكول (PEG) ، nanoclay (NC) والكالسيوم.الكلوريد (CaCl2) وتوصيف جودة اللفت بعد الحصاد عند تبريده.تظهر النتائج أن دمج ZnO / PEG / NC / CaCl2 في الأفلام القائمة على CH يقلل بشكل كبير من معدل انتقال بخار الماء ، ويزيد من قوة الشد ، وهو قابل للذوبان في الماء وقابل للتحلل البيولوجي بطبيعته.بالإضافة إلى ذلك ، كانت الأفلام القائمة على CH-TEO جنبًا إلى جنب مع ZnO / PEG / NC / CaCl2 فعالة بشكل كبير في تقليل فقدان الوزن الفسيولوجي ، والحفاظ على إجمالي المواد الصلبة القابلة للذوبان ، والحموضة القابلة للمعايرة ، والحفاظ على محتوى الكلوروفيل ، وأظهرت انخفاضًا * ، مما أدى إلى تثبيط نمو الميكروبات.يتم الحفاظ على المظهر والصفات الحسية للملفوف لمدة 24 يومًا مقارنة بـ LDPE والأغشية الأخرى القابلة للتحلل.تظهر نتائجنا أن الأفلام القائمة على CH المخصب بـ TEO والإضافات مثل ZnO / CaCl2 / NC / PEG هي بديل مستدام وصديق للبيئة وفعال للحفاظ على العمر الافتراضي للملفوف عند تبريده.
لطالما استخدمت مواد التعبئة والتغليف البوليمرية الاصطناعية المشتقة من البترول في صناعة المواد الغذائية لضمان جودة وسلامة المنتجات الغذائية المختلفة.تتضح مزايا هذه المواد التقليدية بسبب سهولة الإنتاج والتكلفة المنخفضة وخصائص الحاجز الممتازة.ومع ذلك ، فإن الاستخدام المكثف لهذه المواد غير القابلة للتحلل والتخلص منها سيؤدي حتمًا إلى تفاقم أزمة التلوث البيئي الخطيرة بشكل متزايد.في هذه الحالة ، كان تطوير مواد التغليف الطبيعية لحماية البيئة سريعًا في السنوات الأخيرة.هذه الأفلام الجديدة غير سامة وقابلة للتحلل الحيوي ومستدامة ومتوافقة مع الحياة 1.بالإضافة إلى كونها غير سامة ومتوافقة حيويًا ، يمكن لهذه الأفلام التي تعتمد على البوليمرات الحيوية الطبيعية أن تحمل مضادات الأكسدة وبالتالي لا تسبب أي تلوث غذائي طبيعي ، بما في ذلك ترشيح المواد المضافة مثل الفثالات.لذلك ، يمكن استخدام هذه الركائز كبديل عملي للبلاستيك التقليدي القائم على البترول حيث أن لها وظائف مماثلة في تغليف المواد الغذائية 3.اليوم ، تم تطوير البوليمرات الحيوية المشتقة من البروتينات والدهون والسكريات بنجاح ، وهي عبارة عن سلسلة من مواد التعبئة والتغليف الجديدة الصديقة للبيئة.يستخدم الشيتوزان (CH) على نطاق واسع في تغليف المواد الغذائية ، بما في ذلك السكريات مثل السليلوز والنشا ، نظرًا لقدرته على تشكيل الفيلم بسهولة ، وقابلية التحلل البيولوجي ، وعدم نفاذية الأكسجين وبخار الماء بشكل أفضل ، وفئة القوة الميكانيكية الجيدة للجزيئات الكبيرة الطبيعية الشائعة.، 5.ومع ذلك ، فإن الإمكانات المنخفضة المضادة للأكسدة والمضادة للبكتيريا لأغشية الميثان ، والتي تعد معايير أساسية لأغشية تغليف المواد الغذائية النشطة ، تحد من إمكاناتها 6 ، لذلك تم دمج جزيئات إضافية في أغشية الميثان لإنشاء أنواع جديدة مع إمكانية التطبيق المناسبة.
يمكن دمج الزيوت الأساسية المشتقة من النباتات في أغشية البوليمر الحيوي ويمكن أن تنقل خصائص مضادة للأكسدة أو للبكتيريا لأنظمة التعبئة والتغليف ، وهو أمر مفيد لإطالة العمر الافتراضي للأطعمة.يعتبر زيت الزعتر الأساسي هو الزيت الأساسي الأكثر دراسة واستخدامًا نظرًا لخصائصه المضادة للبكتيريا والالتهابات والفطريات.وفقًا لتركيب الزيت العطري ، تم تحديد أنماط كيميائية مختلفة من الزعتر ، بما في ذلك الثيمول (23-60٪) ، p-cymol (8-44٪) ، جاما تربينين (18-50٪) ، لينالول (3-4٪) ).٪) وكارفاكرول (2-8 ٪) 9 ، ومع ذلك ، فإن الثيمول له أقوى تأثير مضاد للجراثيم بسبب محتوى الفينولات فيه.لسوء الحظ ، فإن تضمين الزيوت العطرية النباتية أو مكوناتها النشطة في مصفوفات البوليمر الحيوي يقلل بشكل كبير من القوة الميكانيكية لأغشية المركبات الحيوية التي تم الحصول عليها.وهذا يعني أن مواد التعبئة والتغليف والأغشية البلاستيكية التي تحتوي على زيوت عطرية للنبات يجب أن تخضع إلى معالجة تقسية إضافية لتحسين الخواص الميكانيكية لتغليف المواد الغذائية.