بهینه‌سازی فیلم‌های نانوكامپوزیت ضد میکروب جدید بر پایه نشاسته کورم زعفران حاوی نانورس/ لیگنین/ عصاره با استفاده از روشولوژی سطح پاسخ

این مطالعه با هدف توسعه و بهینه‌سازی فیلم‌های نانوكامپوزیت برای بسته‌بندی مواد غذایی با استفاده از نشاسته کورم زعفران (SCS) ترکیب شده با نانورس و لیگنین یا عصاره کورم زعفران (SCE) انجام شد. از روشولوژی سطح پاسخ (RSM) با طراحی مرکزی وجه-محور برای بهینه‌سازی غلظت‌های رس، لیگنین و SCE استفاده شد. اثرات این متغیرها بر خواص فیزیکی (ضخامت، نفوذپذیری بخار آب، رنگ و حلالیت)، مکانیکی و مهاجرت ترکیبات فنولی فیلم‌ها ارزیابی شد. ریزساختار و خواص ضد قارچی فیلم‌های بهینه‌شده نیز تجزیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که همه پارامترها به جز ضخامت، به طور قابل توجهی بر خواص فیزیکی، مکانیکی و مهاجرت فیلم‌ها تأثیر گذاشتند. فرمولاسیون‌های بهینه به صورت 15.6% رس با 0.3% لیگنین و 16.9% رس با 0.3% SCE تعیین شدند. تجزیه و تحلیل FT-IR و SEM سازگاری قوی بین اجزا و یک ماتریس پلیمری همگن را تأیید کرد. فیلم‌ها حداقل 67% قابلیت تجزیه‌پذیری زیستی در محلول آنزیم آلفا-آمیلاز نشان دادند. لیگنین در مهار رشد قارچی علیه آسپرژیلوس پارازیتیکوس و آسپرژیلوس فلاووس موثرتر از SCE بود. این یافته‌ها پتانسیل فیلم‌های نانوكامپوزیت بر پایه SCS را برای افزایش ماندگاری میوه‌ها و سبزیجات در حالی که راه‌حل‌های بسته‌بندی پایدار و تجزیه‌پذیر زیستی برای صنایع غذایی ارائه می‌دهند، برجسته می‌کند.

This study aimed to develop and optimize nanocomposite films for food packaging using starch saffron corm starch (SCS) combined with nanoclay and either lignin or saffron corm extract (SCE). Response surface methodology (RSM) with a face-centered central design was used to optimize clay, lignin, and SCE concentrations. The effects of these variables on the films’ physical (thickness, water vapor permeability, color, and solubility), mechanical, and phenolic compound migration properties were evaluated. The microstructure and antifungal properties of the optimized films were also analyzed. Results showed that all parameters significantly influenced the films’ physical, mechanical, and migration properties, except for thickness. Optimal formulations were determined as 15.6 % clay with 0.3 % lignin and 16.9 % clay with 0.3 % SCE. FT-IR and SEM analyses confirmed strong compatibility among components and a homogeneous polymer matrix. The films exhibited at least 67 % biodegradability in α-amylase enzyme solution. Lignin was more effective than SCE in inhibiting fungal growth against aspergillus parasiticus and aspergillus flavus. These findings highlight the potential of SCS-based nanocomposite films for extending the shelf life of fruits and vegetables while offering sustainable and biodegradable packaging solutions for the food industry.