طراحی بسته بندی نانوکامپوزیت برپایه بیوپلیمر ژلاتین حاوی نانوذره دی اکسید تیتانیوم و عصاره زعفران به منظور کاربرد در بسته بندی مواد غذایی

در این مطالعه بسته بندی زیست تخریب پذیر برپایه بیوپلیمر ژلاتین (در غلظت 3 درصد وزنی-وزنی) حاوی نانو ذره دی اکسید تیتانیوم (در غلظت 1 درصد وزنی-وزنی) و عصاره زعفران (در غلظت 2 درصد حجمی-حجمی) با روش تبخیر-حلال سنتز شد. در این پژوهش خصوصیات فیزیکی (ضخامت، شفافیت، محتواب رطوبتی، میزان حلالیت و نفوذپذیری به بخار آب)، مکانیکی، خصوصیات ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی، خصوصیات ساختاری و ظاهری فیلم ها مورد بررسی قرار گرفت. پس از آنالیز داده ها، نتایج نشان داد که تأثیر عصاره زعفران و نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر تمام خصوصیات مورد بررسی معنی‌دار (P<0.05) بود. افزودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم و عصاره زعفران باعث افزایش ضخامت، و بهبود خصوصیات مکانیکی و کاهش محتوای رطوبتی، نفوذپذیری به بخار، شفافیت، و حلالیت شد. همچنین فیلم های نانوکامپوزیت حاوی نانوذرات دی اکسید تیتانیوم و عصاره زعفران خصوصیات آنتی اکسیدانی (80%~) و اثرات ضد میکروبی قابل قبولی به ویژه بر علیه باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس را نشان دادند. با توجه به نتایج بدست آمده از این مطالعه، این نوع بسته بندی می تواند به عنوان جایگزین مناسب برای بسته بندی های سنتزی پیشنهاد گردد.

In this study, biodegradable packaging based on gelatin biopolymer (at a concentration of 3% w/w) containing nanoparticles of titanium dioxide (at a concentration of 1% w/w) and saffron extract (at a concentration of 2% v) by evaporation method was synthesized. In this study, physical properties (thickness, transparency, moisture content, solubility and water vapor permeability), mechanical, antimicrobial and antioxidant properties, structural and transparency properties of films were investigated. After analyzing the data, the results showed that the effect of saffron extract and titanium dioxide nanoparticles on all the studied properties was significant (P <0.05). Addition of titanium dioxide nanoparticles and saffron extract increased the thickness, improved the mechanical properties and reduced the moisture content, water vapor permeability, transparency, and solubility. Also, nanocomposite films containing titanium dioxide nanoparticles and saffron extract showed antioxidant properties (% 80%) and acceptable antimicrobial effects, especially against gram-positive Staphylococcus aureus bacteria. According to the results of this study, this type of packaging can be suggested as a suitable alternative to synthetic packaging.