بررسی خصوصیات فیزیکی و مکانیکی فیلم زیست تخریب پذیر تهیه شده از صمغ جاوشیر

نویسندگان
الناز رجایی
هاجر شکرچی زاده
گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران، 8415683111
چکیده
رهدف این تحقیق ، تهیه فیلم زیست تخریب پذیر از منبعی جدید به نام صمغ جاوشیر و بررسی ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن بود. به این منظور ابتدا صمغ جاوشیر بعد از دو مرحله استخراج، خالص سازی شد و سپس فیلم با تهیه محلول 4 درصد از صمغ استخراج شده و 5/2 درصد گلیسرول در آب دیونیزه تهیه شد. ویسکوزیته ظاهری محلول فیلم ساز نشان دهنده رفتار غیرنیوتنی غلیظ شونده با برش محلول بود. نسبت انقباض بدست آمده از فیلم صمغ جاوشیر، 095/0 ± 267/0 – بود. قابلیت نفوذپذیری به بخار آب فیلم جاوشیر، 623/0 ± 059/25 بود. استحکام کششی بدست آمده برای فیلم صمغ جاوشیر، 124/0 ± 376/0 مگاپاسکال و درصد کشیدگی در نقطه شکست، 599/108 ± 625/350 بود. کدورت فیلم، 404/0 ± 633/15 بدست آمد که نشان دهنده شفافیت مطلوب این فیلم است. میانگین زاویه تماس برای فیلم، 992/1 ± 618/34 بدست آمد که بر اساس آن می توان گفت این فیلم، به صورت نسبی نم پذیر است. طیف سنج پراش اشعه ایکس نشان داد، این فیلم دارای ساختار نیمه کریستالی است. در نمودار حاصل از آزمون گرماسنج روبشی تفاضلی فیلم، دو پیک گرماگیر و دو پیک گرماده مشاهده شد. آنالیز حرارتی فیلم نیز 4 افت وزنی را نشان داد. ساختار فیلم با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی بررسی شد. طیف FTIR نشان داد که جزء غالب فیلم تهیه شده پلی­ساکارید می­باشد. مجموع نتایج بدست آمده از آزمایش های مختلف نشان داد که صمغ جاوشیر قابلیت تشکیل فیلم را دارد. با اینحال فیلم تهیه شده از صمغ جاوشیر، به دلیل ضخامت بالا، حلالیت بسیار زیاد در آب، نفوذپذیری بالا به بخار آب و خواص مکانیکی ضعیف، به تنهایی برای تولید فیلم خوراکی مطلوب نیست. لذا می تواند گزینه ای مناسب برای تلفیق با سایر ترکیبات فیلم ساز باشد تا سبب افزایش زیست تخریب پذیری فیلم حاصل شود.
کلیدواژه‌ها
صمغ
جاوشیر
فیلم خوراکی
نفوذپذیری به بخار آب
آنالیز حرارتی

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of physical and mechanical properties of edible film prepared from opopanax gum (Commiphora guidottii)

نویسندگان English

Elnaz Rajaei
Hajar Shekarchizadeh
Department of Food Science and Technology, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156–83111, Iran
چکیده English

The purpose of this study was to investigate the possibility of producing a biodegradable film from a new source known as opopanax gum and investigating its physical and mechanical properties. Opopanax gum was purified after two extraction steps and the film was prepared with 4% gum solution and 2.5% glycerol in deionized water. The apparent viscosity of the film solution showed the non-Newtonian shear thickening behavior of the solution. The contraction ratio obtained from opopanax gum film was -0.267 ± 0.095. Water vapor permeability (WVP) of opopanax film was 25.059 ± 0.623. The tensile strength and the elongation percentage at break point obtained for opopanax gum film were 0.376 ± 0.124 MPa and 350.625±108.599, respectively. The opacity percentage of the film was 15.633 ± 0.404, which indicates the desirable clarity of the film. The average contact angle for the film was 34.618 ± 1.992, which can be said that the film is relatively sensitive to humidity. The X-ray diffraction spectrometer pattern showed the semi-crystalline structure of the film. Two endothermic peaks and two exothermic peaks were observed in the DSC thermograms. The thermal analysis of the film also showed 4 mass losses. The structure of the film was investigated using Atomic Force Microscopy. The FTIR test showed that the main part of the film is polysaccharide. The total results from different experiments showed that opopanax gum has the ability to form film. However, opopanax gum is not alone desirable to produce edible film due to its high thickness, high solubility in water, high permeability to water vapor and poor mechanical properties. Therefore, it could be an appropriate option for combining with other films to enhance biodegradability of the films.

کلیدواژه‌ها English

Gum
opopanax
Edible film
Water vapor permeability
thermal analysis
[1] Vermeiren, L., Devlieghere, F., Van Bees, M., de Kruijf, N. and Debevere, J. 1999. Developments in the active packaging of foods. Trends Food Sci. Technol. 10: 77-86.
[2] Restuccia, D., Spizzirri, U. G., Parisi, O. I., Cirillo, G., Curcio, M., Iemma, F., Puoci, F., Vinci, G. and Picci, N. 2010. New EU regulation aspects and global market of active and intelligent packaging for food industry application. Food Control, 21: 1425-1435.
[3] Kumar, P. 2009. Development of bio-nanocomposite films with enhanced mechanical and barrier properties using extraction processing. K. P. Sandeep and V. D. Truong., North Carolina.
[4] Gennadios, A. 2002. In: Gennadios, A. (Ed.), Protein-Based Films and Coatings. CRC Press LLC, Boca Raton, Florida, USA.
[5] Fatemi, H. 1390. Chemistry of Food Science. Enteshar Corporation Company.
[6] Aghili Moghaddam, H. S., Emadi, B., Hosseini, F. and Sadr Nia, H. 2013. Production of biodegradable edible films from Tragacanth and investigation of their physical and mechanical properties. The 8th National Congress on Agriculture Machinery Eng. (Biosystem) and Mechanization. Sep 10. Mashhad.
[7] Rodrigues, D. C., Cunha, A. P., Brito, E. S., Azeredo, H. M. C. and Gallao. M. I., 2016. Mesquite seed gum and palm fruit oil emulsion edible films: Influence of oil content and sonication. Food Hydrocoll. 56: 227-235.
[8] Emamjome, Z. and Ekrami, M. 2013. Investigation of physical, mechanical, permeability, and thermal properties of edible film prepared from salab. 21th National Congress of Food Science and Technology. Shiraz.
[9] Khalighi, S. and Abbasi, S. 2011. Possility of edible film forming from zedo gum. 20th National Congress of Food Science and Technology. Tehran.
[10] Shahnazar, Sh. and Mohammadi Nafchi, A. 2014. Use of prepared hydrocolloid from ghodome shirazi gum as a new source for edible film forming in order to increase food safety. 3rd |National Conference on Food Science and Technology. Ghoochan.
[11] Seyedi, S., Koockek, A., Mohebbi, M. and Zahedi. Y. 2014. Lepidium perfoliatum seed gum: A new source of carbohydrate to make a biodegradable film. Carbohydrate Polymers 101: 349-358.
[12] Ryu, S., Rhim, J., Roh, H. and Kim, S. 2002. Preparation and physical properties of zein coated high-amylose corn starch film. LWT-Food Science and Technology 35: 680-686.
[13] Bertan, L. C., Tanada-Palmu, P .S., Siani, A. C. and Grosso, C. R. F. 2005. Effect of fatty acids and Brazilian elemi on composite films based on gelatin. Food Hydrocolloids 19: 73-82.
[14] Zamani, A., Kashaninejad, M., Aalami, M. and Salehi, F. 2014. Effect of freezing on rheological and textural properties of basol seed gum. Journal of Food Research (Agricultural Science) 1:23-38.
[15] Rezaei Taghiabadi, M., Maftoonazad, N., Badii, F. and Hosseini, S. F.2010. Evaluation of factors affecting barrier, mechanical and optical properties of tragacanth gum-based edible films using Response surface methodology. FSCT. 9 (37):123-134.
[16] Hosseini, F., Oromiehie, A. and Habibi Najafi, M. B. 2011. Investigation of physical and mechanical properties of prepared edible film from oxidized corn starch. National Conference of Food Science. Ghoochan.
[17] Hosseini, F., Habibi Najafi, M.B., Oromiehie, A., Nasiri Mahalati, M. and Yavarmanesh, M. 2013. Production of biodegradable edible films from corn based products and investigation of their physical and mechanical peoperties. . Journal of Food Research (Agricultural Science) 2: 323-325.
[18] oliaei, A., Moayedi, A., Poorsani, P. and Khatamian, M. 2015. Preparation and characterization of nanostructural and physicochemical properties of starch-TiO2 Biocomposite Films. JIFT. 8: 87-101.
[19] Ghanbarzadeh, B., and A. R. Oromiehi, 2008. Biodegradable biocomposite films based on whey protein and zein: Barrier, mechanical properties and AFM analysis. International Journal of Biological Macromolecules 43: 209-215.
[20] Rabeea, M. A. D., Aarif, H. E., M. Misni, A. H. Elfatih and E.O. Mohammed. 2016. Characterization and functional properties of some natural Acasia gums. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences 17(3): 241-249.