طراحی بسته بندی بیوکامپوزیت هوشمند رنگ سنجی بر پایه پلیمرهای ژلاتین و کیتوزان حاوی عصاره های زرشک و زعفران
Design of colorimetric intelligent biocomposite packaging based on gelatin and chitosan polymers containing barberry and saffron extracts
مجریان: میلاد توسلی
خلاصه روش اجرا: 1) آماده سازی فیلم ها: محلول آبی فیلم ژلاتین در غلظت سه درصد آماده می شود و کیتوزان به مقدار 3 درصد در محلول اسید استیک تهیه شده و به محلول اصلی اضافه می شود و با یکدیگر مخلوط می شوند؛ این عمل به مدت دو ساعت و با ایجاد حرارت 60 درجه سانتی گراد انجام می پذیرد( نمونه شاهد ژلاتین و کیتوزان خواهد بود). در ادامه محلول گلیسرول به نسبت 30 درصد ماده خشک ژلاتین به عنوان نرم کننده فیلم های نهایی اضافه می شود. برای انجام خاصیت آنتی اکسیدانی از عصاره زرشک و زعفران استفاده می شود و به محلول فیلم شاهد افزوده شده و محلول فیلم ها به روش قالب ریزی به روش کستینگ در دمای اتاق خشک خواهد شد. 2) ارزیابی خصوصیات فیلم ها: خواص فیزیکو مکانیکی فیلم ها از نظر آزمون کشش، خصوصیات شکل شناختی و توزیع مناسب رنگدانه ها با استفاده از عکس برداری SEM و XRD,AFM, TGA, بررسی پیوندها توسط ,FTIR، حساسیت به رطوبت ( نفوذ پذیری نسبت به بخار آب, درصد حلالیت, محتوای رطوبتی) و شفافیت و خواص ضد میکروبی ارزیابی خواهد شد. و برای خاصیت آنتی اکسیدانی از محلول DPPH استفاده می شود.
اطلاعات کلی طرح 
| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا |
| کد طرح | 67574 |
| عنوان فارسی طرح | طراحی بسته بندی بیوکامپوزیت هوشمند رنگ سنجی بر پایه پلیمرهای ژلاتین و کیتوزان حاوی عصاره های زرشک و زعفران |
| عنوان لاتین طرح | Design of colorimetric intelligent biocomposite packaging based on gelatin and chitosan polymers containing barberry and saffron extracts |
| نوع طرح | طرح تحقیقاتی |
| اولویت طرح | ارتقاء و امنیت غذایی |
| نوع مطالعه | مطالعات غیر مداخله ای (همبستگی - توصیفی) |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 10 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | امروزه مصرف کنندگان از مشکلات زیست محیطی ناشی از بسته بندی های سنتزی آگاه هستند. ترکیبات قابل تخریب پذیر بیوپلیمری می تواند جایگزین ترکیبات پلیمرهای مصنوعی برای بسته بندی مواد غذایی شود ، زیرا آنها فراوان و تجدید پذیر هستند. علاوه بر این ، این پلیمرها خوراکی هستند و می توانند مستقیماً به عنوان روکش مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین ، آنها می توانند مانع خوبی در برابر رطوبت و اکسیژن ایجاد کنند (1). اخیراً به دلیل روشهای دسترسی راحت ، وجود ترکیبات طبیعی فعال و پلیمرهای قابل تخریب پذیر در محیط زیست ، توجه به غذاهای بسته بندی شده هوشمند مورد توجه قرار گرفته است. به طور کلی دو رویکرد برای بسته بندی هوشمند پیشرفته وجود دارد: بسته بندی فعال برای بسته بندی های آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی و هوشمند که باعث ایجاد یک شاخص در ماتریس مواد بسته بندی می شود. بسته بندی هوشمند همچنین ماندگاری محصول ، ایمنی ، طراوت ، درجه حرارت ذخیره سازی ، تغییر رنگ بسته بندی ، pH ، نفوذپذیری بخار آب را ارزیابی و ارائه میکند(2-6). یک سیستم بسته بندی هوشمند در بسته بندی نهایی می تواند با وارد کردن تعدادی پارامتر از جمله شاخص های کیفیت مواد غذایی ، بارکد و شناسایی آلودگی ، توزیع ، ذخیره سازی و قابلیت ردیابی و حسگرهای مواد غذایی تحلیلی ، وضعیت مواد غذایی را کنترل کند. شاخص ها در بسته بندی هوشمند بسیار مفید هستند. به طور کلی ، آنها اطلاعاتی در مورد وجود ، عدم حضور یا غلظت ماده دیگر یا میزان واکنش بین دو یا چند ماده ارائه می دهند که می توانند به عنوان pH ، گاز ، دما ، زمان و شاخص های تازگی محصول طبقه بندی شوند (5, 7, 8). اطلاعاتی از قبیل تغییر رنگ بسته بندی که توسط یک شاخص یا تغییرات دما و pH محصول تعیین می شود. این گزینه به عنوان یک تغییر بصری عمل می کند و می تواند مصرف کننده را از وضعیت محصول آگاه سازد. بنابراین ، مصرف کننده می تواند به دلیل تفاوت رنگ بصری و بدون باز کردن بسته بندی ، بین غذای تازه و غذای فاسد شده تمایز قائل شود. این شاخص ها به دلیل سادگی ، کم هزینه و کارآیی آنها ، در طراحی ، نظارت و ارزیابی محصولات ذخیره سازی درجه حرارت برای بسیاری از محصولات غذایی یخچال و فریزر از جمله محصولات گوشتی و غذاهای دریایی کاربرد گسترده ای دارند (1, 6, 9). ممکن است در تهیه و استفاده از شاخص های رنگ سنجی مانند پایداری رنگ مشکلی ایجاد شود. در بعضی موارد ، فیلم قادر به تغییر رنگ مورد نیاز برای تشخیص مرحله از بین رفتن مواد غذایی نیست. این نقص ها می تواند به دلیل نوع و ویژگی های رنگ طبیعی نشانگر و همچنین نوع و روش استفاده از پشتیبانی از شاخص باشد (7, 10, 11). مواد اولیه بیوپلیمرها باید دارای خواص خاصی مانند تجزیه پذیری ، تجزیه بیولوژیکی و غیر سمی باشند. از پلیمرهای مختلف طبیعی مانند نشاسته ، کیتوزان ، پکتین، ژلاتین و رنگدانه های طبیعی در بسته بندی مواد غذایی استفاده شده است (6, 8) بنابراین هدف از مطالعۀ حاضر طراحی بسته بندی بیوکامپوزیت هوشمند رنگ سنجی بر پایه پلیمرهای ژلاتین و کیتوزان حاوی عصاره های زرشک و زعفران است. |
| اهداف اختصاصی | هدف اختصاصی اول: تولید فیلم های بیوکامپوزیت برپایه ژلاتین- کیتوزان حاوی عصاره های زرشک و ارزیابی خصوصیات آنها -تولید فیلم های بیوکامپوزیت برپایه ژلاتین- کیتوزان حاوی عصاره های زرشک و ارزیابی خصوصیات آنها -تعیین اثرات ضدمیکروبی فیلم بیو کامپوزیت با استفاده از روش انتشار آگار - تعیین اثرات آنتی اکسیدانی فیلم بیوکامپوزیت |
| چکیده انگلیسی طرح | 1) Preparation of films: Aqueous solution of gelatin film is prepared in a concentration of 3% and chitosan is prepared in the amount of 3% in acetic acid solution and added to the main solution and mixed together. This operation is performed for two hours by creating a temperature of 60 degrees Celsius. Then 30% glycerol solution is added to the dry matter of gelatin as a softener for the final films. To perform antioxidant properties, barberry and saffron extracts are used and added to the control film solution, and the film solution will be dried by molding by casting at room temperature. 2) Evaluation of film properties: Physico-mechanical properties of films in terms of tensile test, morphological properties and proper distribution of pigments using SEM and XRD imaging, AFM, TGA, examination of bonds by FTIR, moisture sensitivity (permeability Water vapor, solubility percentage, moisture content) and transparency and antimicrobial properties will be evaluated. DPPH solution is used for its antioxidant properties. |
| کلمات کلیدی | خواص مکانیکی فیلم: تعیین مقاومت فیلم های بیوکامپوزیتی در مقابل نیروهای خارجی که با استفاده از دستگاه های کشش انجام می شود(34). خواص رطوبتی فیلم: تعیین میزان حلالیت در آب و تعیین میزان نفوذ پذیری نسبت به بخار آب در فیلم ها را گویند (29). ضد میکروبی فیلم: میزان ارزیابی ممانعت فیلم های بسته بندی مواد غذایی در برابر میکروب ها را نشان می دهد (35). TGA(Termogravimetry Analyses): روش تجزیه ای می باشد که در آن ماده تحت یک برنامه دمایی کنترل شده قرار می¬گیرد و خاصیت فیزیکی ماده یا محصولات واکنش به صورت تابعی از دما رسم می شود (6, 36). SEM (Scanning electron microscope) : میکروسکوپ الکترونی است که قابلیت عکسبرداری از سطوح با بزرگنمایی ۱۰ تا ۵۰۰۰۰۰ برابر با قدرت تفکیکی کمتر از ۱ تا ۲۰ نانومتر (بسته به نوع نمونه) را انجام می دهد (23). XRD(X-ray powder diffraction) برای بررسی خصوصیات کریستالها در فیلم ها می باشد. در این روش از پراش اشعه ایکس توسط نمونه جهت بررسی ویژگیهای نمونه استفاده می شود (37). FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) : به وسیله¬ی این تکنیک می توان خواص و ترکیبات تشکیل دهنده فیلم را از لحاظ ترکیبات تشکیل دهنده انجام داد همچنین بر اساس اندازهگیری همدوسی منبع تابشی، طیف انجام می شود (38). فراورده هاي دارويي و گياهي |
| ذینفعان نتایج طرح | صنعت . جامعه |
اطلاعات مجری و همکاران
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| میلاد توسلی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| علی احسانی | مجری دانشجویی(کمیته تحقیقات دانشجویی) |
| محمود علیزاده ثانی | همکار اصلی |
| کیهان محمدی | همکار اصلی |
| آرزو خضرلو | همکار اصلی |
| رضا عابدی فیروزجاه | همکار اصلی |
اطلاعات تفضیلی
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر بسته بندی هوشمند رنگ سنجی تولید شده امکان اطلاع رسانی وضعیت تازگی و فساد و امکان افزایش عمر ماندگاری ماهی را دارد.متن خبر اهمیت موضوع: استفاده از مواد پلاستیکی در صنعت مواد غذایی به دلیل خطراتی که برای انسان و محیط زیست دارد نگرانی هایی را ایجاد کرده است. بهمین منظور استفاده از بسته بندی بندی خوراکی که از مواد زیستی و طبیعی تهیه می شود، می تواند جایگزین مناسبی برای بسته بندی های سنتتیک باشد. این مواد به دلیل طبیعی بودنشان خطری برای انسان و محیط زیست ندارند. علاوه بر این موارد تولید بسته های خوارکی هوشمند که می تواند باعث افزایش عمر ماندگاری محصول شوند و این مزیت بسیار مهمی نسبت به بسته بندی های معمولی می باشد. از عصاره های گیاهی زرشک و زعفران که هر دو حاوی آنتوسیانین بودند به عنوان شاخص pH در بسته بندی های موادغذایی برای کنترل میزان فساد ماهی استفاده شد.
مهمترین دستاوردها و یافته ها: این آنتوسیانین ها فعالیت آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی از خود نشان دادند، و توانستند در حین فساد ماهی با تغییر رنگ به صورت بصری مصرف کننده را از وضعیت محصول آگاه کنند.
پیشنهادات: آنتوسیانین های طبیعی می توانند هم به عنوان شاخص تازگی و هم به عنوان نگهدارنده در مواد بسته بندی نانوکامپوزیتی مبتنی بر پلیمرهای زیستی مورد استفاده قرار گیرند. در نتیجه سازگاری با محیط زیست و پایداری عرضه مواد غذایی را بهبود می بخشند. |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر متن خبر |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر متن خبر |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |
