تولید و بهینه سازی ویژگی های نانوکامپوزیت زیست تخریب پذیر کیتوزان /نانوفیبرآلی حاوی اسانس های مرزنجوش بخارایی و زنیان و کاربرد آن بر پایداری اکسیداتیو روغن کلزا

در پژوهش حاضر به طراحی و تولید یک بسته بندی فعال آنتی اکسیدانی/ ضدمیکروبی بر پایه بیوپلیمر کیتوزان پرداخته شد که در آن از نانوفیبرلیگنوسلولز (LCNF) و نانوفیبرسلولز (CNF) در غلظت ۴% به عنوان تقویت کننده ویژگی های بیوپلیمر و همچنین به منظور کنترل رهایش ترکیبات اسانس مرزنجوش و زنیان در غلظت ۵% (به عنوان ماده آنتی اکسیدان/ ضدمیکروبی) از ماده بسته بندی به داخل ماده غذایی، استفاده شد. نتایج نشان داد افزودن اسانس ها به صورت ترکیبی تاثیر قابل توجهی بر تغییرات بلورینگی و خواص حرارتی فیلم ها نداشت، در حالیکه نانوتقویت کننده های آلی سبب افزایش خاصیت کریستالی و افزایش مقاومت حرارتی فیلم های نانوکامپوزیت گردید. با به کار بردن اسانس و نانوتقویت کننده های CNF و LCNF در ساختار فیلم ها، شفافیت و در نتیجه میزان عبور نور از فیلم های فعال نسبت به نمونه کنترل کاهش یافت. افزودن اسانس ها به طور جداگانه و ترکیبی و همچنین نانوتقویت کننده های آلی در ساختار فیلم ها، سبب کاهش معنی داری در میزان حلالیت و نفوذپذیری کامپوزیت ها نسبت به فیلم خالص کیتوزان گردید. با افزودن حالت ترکیبی دو اسانس با نسبت ۵۰:۵۰، استحکام کششی (UTS) و کرنش تا نقطه شکست (STB) افزایش یافت، در حالیکه نانوفیبرهای آلی منجر به افزایش UTS و کاهش قابل توجهی در مقدار STB نانوکامپوزیت ها گردید. همچنین مشخص شد که فیلم های فعال حاوی نسبت های مختلف اسانس دارای فعالیت آنتی اکسیدانی قابل توجهی بوده و خاصیت ضدمیکروبی بالایی علیه باکتری های اشریشیاکلی O۱۵۷:H و باسیلوس سرئوس داشتند که با افزودن CNF و LCNF به دلیل نقش کنترل کنندگی توسط نانوفیبرها، از این ویژگی هاکاسته شد. با بهینه سازی عددی نرم افزار، مقدار بهینه برای اسانس های زنیان و مرزنجوش به ترتیب ۲۹/۲ و ۷۱/۲ درصد (مخلوط ۵%) در ترکیب با نانوتقویت کننده LCNF به دست آمد. نتایج پایداری اکسایشی روغن کلزا نشان داد که نانوکامپوزیت بهینه و کامپوزیت فعال آن، به طور قابل توجهی قادر بودند تازگی روغن را در طول نگهداری در دمای محیط حفظ کنند و اکسیداسیواسیون روغن را به تاخیر اندازند.

کلیدواژه ها:

نانوکامپوزیت ، زنیان ، مرزنجوش ، روغن کلزا ، نانوفیبرلیگنوسلولز