مواد بسته‌بندی هالوکرومیک چندمنظوره: ماتریس‌های نانوالیاف کیتوزان/متیل سلولز حاوی آنتوسیانین گلبرگ زعفران

برای بهبود کیفیت، ایمنی، ارزش غذایی، طول عمر و پایداری مواد غذایی، نیاز به نسل جدیدی از مواد بسته‌بندی دوستدار محیط زیست وجود دارد. در این مطالعه، یک ماده بسته‌بندی هالوکرومیک چندمنظوره و نوآورانه با تثبیت آنتوسیانین‌های گلبرگ زعفران در داخل یک ماتریس بیوپلیمر شامل نانوالیاف کیتوزان و سلولز متیل تولید شد. سپس خواص مانع گاز، محافظت در برابر نور، ویژگی‌های فیزیکومکانیکی و اپتیکی فیلم‌ها مورد شناسایی قرار گرفت.

رنگ فیلم‌های چندمنظوره بسته به میزان pH و سطح گاز آمونیاک تغییر می‌کرد که ناشی از تغییرات در ساختار مولکولی آنتوسیانین‌ها بود. با افزایش pH از 1 تا 14، رنگ فیلم‌ها از قرمز/صورتی به بنفش، سپس به سبز و در نهایت به زرد تغییر می‌کرد و با افزایش غلظت بخار آمونیاک، رنگ‌ها از بنفش به سبز/زرد تغییر می‌کرد.ادغام آنتوسیانین‌ها در فیلم‌ها همچنین باعث افزایش مقاومت کششی، خاصیت ضد نور، فعالیت ضدمیکروبی (E. coli و S. aureus) و فعالیت آنتی‌اکسیدانی (خنثی‌سازی رادیکال DPPH) آنها شد.

تحلیل ریزساختار و خواص طیف‌سنجی فیلم‌ها نشان داد که آنتوسیانین‌ها با ماتریکس بیوپلیمر اطراف سازگار هستند. در نهایت، ما نشان دادیم که فیلم‌های حاوی آنتوسیانین می‌توانند به عنوان مواد بسته‌بندی هوشمند برای نظارت بر تغییرات تازگی یک محصول گوشت نمونه (بره) در طول نگهداری استفاده شوند.

A new generation of eco-friendly packaging materials is required to improve food quality, safety, nutritional value, shelf-life, and sustainability. In this study, a novel multifunctional halochromic packaging material was fabricated by immobilizing saffron petal anthocyanins within a biopolymer matrix consisting of chitosan nanofibers and methyl cellulose. The gas barrier, light screening, physico-mechanical, and optical properties of the films were then characterized.

The color of the multifunctional films depended on pH and ammonia gas levels as a result of changes in the molecular structure of the anthocyanins. The films changed from reddish/pink to violet to green to yellow as the pH was increased from 1 to 14, and went from violet to green/yellow when the ammonia vapor concentration was increased. Incorporation of the anthocyanins into the films also increased their tensile strength, light screening properties, antimicrobial activity (E. coli & S. aureus), and antioxidant activity (DPPH radical scavenging).

Analysis of the microstructure and spectroscopic properties of the films showed that the anthocyanins were compatible with the surrounding biopolymer matrix. Finally, we showed that the anthocyanin-loaded films could be used as smart packaging materials for monitoring changes in the freshness of a model meat product (lamb) during storage.