تهیه فیلم آنتی‌اکسیدانی و آنتی‌باکتریایی برپایه موسیلاژ گل پنیرک اصلاح شده با ریشه شیرین بیان و نانو ذرات سولفات مس

نویسندگان
اکرم خاکپور
محمود رضازاد باری
سجاد پیرسا
فاطمه خاکپور
دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
10.22034/FSCT.21.148.127
چکیده
هدف از این پژوهش تولید فیلم بر پایه موسیلاژ گل پنیرک اصلاح شده با ریشه شیرین بیان و نانوذرات سولفات مس بود. طرح آماری D-optimal برای مطالعه خواص آنتی اکسیدانی، ضدمیکروبی، پراش اشعه ایکس (XRD)، فوریه مادون قرمز (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM) و تجزیه حرارتی (DSC) فیلم‌ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش شیرین بیان و نانوذرات سولفات مس فعالیت آنتی اکسیدانی فیلم به طور معنی دار (05/0>p) افزایش می یابد. نتایج فعالیت ضد-میکروبی فیلم های تهیه شده نشان داد که افزودن شیرین بیان و نانوذرات سولفات مس باعث فعالیت ضد میکروبی فیلم بر علیه اشریشیا کلی و استافیلوکوکوس اورئوس گردید. تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس نشان می دهد که نانوذرات سولفات مس با پلیمر موسیلاژ گل پنیرک به طور فیزیکی ترکیب می شود و باعث کاهش ساختار کریستالی می شود. نتایج تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) حضور فیزیکی نانوذرات سولفات مس در ماتریس پلیمری را تایید می کند با شبکه پلیمری هم برهمکنش الکترواستاتیکی داشته. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نشان می دهد که سطح فیلم های حاوی نانوذره سولفات مس ریشه شیرین بیان نسبت به موسیلاژ گل پنیرک ناهمگن تر هستند. شیرین بیان و نانوذرات سولفات مس توانستند تجزیه حرارتی موسیلاژ گل پنیرک را به تاخیر بیاندازند و باعث افزایش پایداری حرارتی فیلم موسیلاژ گردند. نتیجه گیری: افزودن نانوذرات سولفات مس و ریشه شیرین بیان به فیلم‌های خوراکی بر پایه موسیلاژ گل پنیرک سبب بهبود ضدمیکروبی، آنتی‌اکسیدانی، DSCو SEM گردید.
کلیدواژه‌ها
فیلم خوراکی
موسیلاژ
شیرین‌بیان و نانوذرات سولفات مس

موضوعات

عنوان مقاله English

Preparation of antioxidant and antibacterial film based on mucilage of Panerak flower modified with licorice root and copper sulfate nanoparticles.

نویسندگان English

akram khakpour
mahmud rezazadehbari
sajad pirsa
fatemeh khakpour
university
چکیده English

The aim of this research was to produce a film based on mucilage of the flower of Paneerak modified with licorice root and copper sulfate nanoparticles. The D-optimal statistical scheme was used to study the antioxidant, antimicrobial, X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and thermal decomposition (DSC) properties of the films. The results showed that with the increase of licorice and copper sulfate nanoparticles, the antioxidant activity of the film increases significantly (p<0.05). The results of the antimicrobial activity of the prepared films showed that the addition of licorice and copper sulfate nanoparticles caused the antimicrobial activity of the film against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. X-ray diffraction analysis shows that copper sulfate nanoparticles are physically combined with the mucilage polymer of Paneerak flower and it reduces the crystal structure. The results of Fourier transform infrared (FTIR) confirm the physical presence of copper sulfate nanoparticles in the polymer matrix and have electrostatic interaction with the polymer network. The results of the scanning electron microscope (SEM) show that the surface of films containing licorice root copper sulfate nanoparticles are more heterogeneous than the mucilage of Paneerak flower. Licorice and copper sulfate nanoparticles were able to delay the thermal decomposition of the mucilage of Paneerak flower and increase the thermal stability of the mucilage film. Conclusion: Addition of nanoparticles of copper sulfate and licorice root to edible films based on mucilage of Paneerak flower improved antimicrobial, antioxidant, DSC and SEM.

کلیدواژه‌ها English

Edible film
Mucilage
sweets and copper sulfate nanoparticles
(1) Eghbaljoo, H., Sani, I. k., Sani, M, A., Rahati, S., MANSUIRI, E., Molaee, -Aghaee, E., & Jafari, S.M. (2022). Advances in plant gum polysaccharide; Sources, techno-functional propertics, and applications in the food industry-A review. International Journal of Biological Macromolocules.
(2) Pirsa S, Farshchi E, Roufegarinejad L (2020) Antioxidant/antimicrobial flm based on carboxym ethyl cellulose/gelatin/TiO 2–Ag nano-composite. J Polym Environ 28(12):3154–3163 5.
(3) Pirsa S (2020) Biodegradable flm based on pectin/Nano-clay/methylene blue: Structural and physi cal properties and sensing ability for measurement of vitamin C. Int J Biol Macromol 163:666–675 6.
(4)Pirsa S, Aghbolagh Sharif K (2020) A review of the applications of bioproteins in the preparation of biodegradable flms and polymers. J Chem Lett 1(2):47–58 7.
(5) Sani, I. K., Aminoleslami, L., Mirtalebi, S. S., Sani, M. A., Mansowi, e., Eghbaljoo, H., & Kazemzadeh, B. (2023). Cold plasma technology: Applications in improving edible films and food packaging. Food Packaging and Shelf Life, 37,101087.
(6) Hassani, D., Sani, I.K., & Pirsa, S. (2023). Nanocomposite Film of Potato Starch and Gum Arabic Containing Boron Oxide Nanoparticles and Anise Hyssop (Agastache foeniculum ) Essential Oil: Investigation of Physicochemical.
(7) Chavoshizadeh S, Pirsa S, Mohtarami F (2020) Sesame oil oxidation control by active and smart packaging system using wheat gluten/chlorophyll flm to increase shelf life and detecting expiration date. Eur J Lipid Sci Technol 122(3):1900385 8239 1 3 Polymer Bulletin (2022) 79:8217–8240 8.
(8) S. Pirsa and S. Chavoshizadeh,(2018). Design of an optical sensor for ethylene based on nanofiber bacterial cellulose film and its application for determination of banana storage time, Polym Adv Technol 29 1385–1393.
(9) Mohammadi B, Pirsa S, Alizadeh M (2019) Preparing chitosan–polyaniline nanocomposite flm and examining its mechanical, electrical, and antimicrobial properties. Polym Polym Compos 27(8):507–517 4.
(10)Asdagh A, Pirsa S (2020) Bacterial and oxidative control of local butter with smart/active flm based on pectin/nanoclay/Carum copticum essential oils/β-carotene. Int J Biol Macromol 165:156–168.
(11) Khakpour, F.; Pirsa, S.; Amiri, S. (2023). Modifed Starch/CrO/Lycopene/Gum Arabic Nanocomposite Film: Preparation, Investigation of Physicochemical Properties and Ability to Use as Nitrite Kit. Journal of Polymers and the Environment.
(12) Pirsa S, Asadi S (2021) Innovative smart and biodegradable packaging for margarine based on a nano composite polylactic acid/lycopene flm. Food Additives Contamin A 38(5):856–869 13.

(13) Hosseini SN, Pirsa S, Farzi J. (2021). Biodegradable nano composite film based on modified starch-albumin/ MgO; antibacterial, antioxidant and structural properties. Polymer Testing 97 107182.
(14) Jiang, J., Zhang , X., True, A. D., Zhou, L., and Xiong, Y. L. (2013)." Inhibition of lipid oxidation and rancidity in precooked pork patties by radical-scavenging licorice (Glycyrrhiza glabra) extract." Journal of Food Science, 78:1686-1694.
(15) Fortner J D, Lyon D Y, Sayes C M, Boyd A M, Falkner J C, Hotze E M, et al. (2005). Nanocrystal formation and microbial response. Environ. Sci Technol. 39:4307-4316.
(16) Pranoto, Y, Rakshit, SK, & Salokhe, VM. (2005). Enhancing antimicrobial activity of chitosan films by incorporating garlic oil, potassium sorbate and nisin. LWT-Food Science and Technology, 38(8), 859-865 .

(17) Meydanju N, Pirsa S, Farzi J. (2022). Biodegradable film based on lemon peel powder containing xanthan gum and TiO2–Ag nanoparticles: Investigation of physicochemical and antibacterial properties. Polymer Testing 106 107445.
(18) Martel S. (2005). Method and system for controlling micro-objects or micro-particles. United States patent US 20100215785. Appl. 11/145,007.
(19) Karimi Sani I, Piri Geshlaghi S, Pirsa S, Asdagh A. (2021). Composite film based on potato starch/apple peel pectin/ZrO2 nanoparticles/ microencapsulated Zataria multiflora essential oil; investigation of physicochemical properties and use in quail meat packaging . Food Hydrocolloids 117 106719.
(20) kuang H, Xia YK, (2013). Separation and Quantification of Component Monosaccharides of cold water-soluble Polysaccharides from Ephedra sinica by MECC with photodiode array detector. Recent advances in theories and practice of Chinese medicine. 24: 461- 472.
(21)Swaroop, C. & Shukla, M. (2019). Development of blown polylactic acid-Mg nanocomposite films for food packaging Composites Part A: Applied Science and Manufacturing , 124, 105482.
(22) Cao, X., Chen, Y., Chang, P.R., Stumborg, M. & Huneault, M.A. (2008). Green composites reinforced with hemp nanocrystals in plasticized starch. Journal of Applied Polymer Science, 109(6), 3804- 3810.
(23) Swaroop, C. & Shukla, M. (2019). Development of blown polylactic acid-Mg nanocomposite films for food packaging Composites Part A: Applied Science and Manufacturing , 124, 105482.