تعداد نشریات | 36 |
تعداد شمارهها | 1,175 |
تعداد مقالات | 8,464 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,422,943 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,657,996 |
بررسی خصوصیات فیزیکی، مکانیکی و ریختشناسی فیلم کیتوزان تهیه شده با سطح، وزن مولکولی و حلال مختلف | ||
علوم و فنون بستهبندی | ||
دوره 14، شماره 54، مرداد 1402، صفحه 9-19 اصل مقاله (1.47 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
پژمان ریاضی کرمانی1؛ داریوش خادمی شورمستی* 2؛ عبدالله علیزاده کارسالاری3 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه صنایع غذایی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران | ||
2استادیار، گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران | ||
3استادیار، گروه شیمی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران | ||
تاریخ دریافت: 02 اسفند 1401، تاریخ بازنگری: 31 اردیبهشت 1402، تاریخ پذیرش: 09 مرداد 1402 | ||
چکیده | ||
بکارگیری زیست پلیمر کیتوزان در قالب فیلم و پوشش خوراکی به عنوان ماده بسته بندی محصولات غذایی، توسعه یافته است. خواص فیزیکی و مکانیکی فیلم کیتوزان تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد. با هدف بررسی تأثیر عوامل مؤثر بر محلول تشکیل فیلم، آزمایش حاضر در قالب یک طرح کاملاً تصادفی بهروش فاکتوریل 23 شامل سطح (2 و 4 درصد)، وزن مولکولی (بالا و پایین) کیتوزان و نوع حلال (اسید استیک و اسید سیتریک) مورد استفاده در تهیه فیلم، در مجمع با 8 تیمار اجرا شد. فراسنجه های فیزیکی و مکانیکی و نیز ریزساختار فیلمها اندازه گیری و بررسی شد. نتایج نشان داد بیشترین استحکام کششی (MPa 01/0 ± 16/0)، مدول یانگ (MPa 55/0 ± 45/2) و ناتراوایی (10-8. g/msPa 09/0 ± 17/2) در فیلم کیتوزان 4 درصد در وزنهای مولکولی بالا و پایین با حلال اسید استیک و بیشترین کشیدگی در نقطه شکست (95/0 ± 33/54 درصد) در فیلم کیتوزان 4 درصد وزن مولکولی بالا و محلول در اسید سیتریک دیده شد (p<0.05). ضمن اینکه فیلم کیتوزان وزن مولکولی بالا و محلول در اسید استیک در مقایسه با اسید سیتریک شفافتر بود (p<0.05). تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و تجزیه و تحلیل طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) نتایج حاصله را تأئید کرد. بنابراین، عملکرد فیزیکی و مکانیکی فیلم کیتوزان تحت تأثیر سطح و وزن مولکولی و به خصوص نوع حلال اسیدی و نیز اثرات متقابل این عوامل قرار گرفت. در مجموع استفاده از سطح و وزن مولکولی بالاتر کیتوزان منجر به تولید فیلم کاراتر شده و اسید استیک نسبت به اسید سیتریک حلال مناسبتری است. | ||
کلیدواژهها | ||
اسید استیک؛ اسید سیتریک؛ استحکام کششی؛ کیتوزان؛ مدول یانگ؛ ناتراوایی | ||
مراجع | ||
[1] O. Catarina, C.A. Ferreira, N. I. Delgadillo, & J. A. Lopes-da-Silva, “Characterization of chitosan–whey protein films at acid pH. Food Res. Int.,” vol. 42, pp. 807-813, 2009. doi:10.1016/j.foodres.2009.03.005. [2] E. S. Abdou, K. S. A. Nagy, & M.Z. Elsabee, “Extraction and characterization of chitin and chitosan from local sources,” Bioresour. Technol., vol. 99 (5), pp. 1359-1367, 2008. doi:10.1016/j.biortech.2007.01.051. [3] M. Z. Elsabee, & E. S. Abdou, “Chitosan based edible films and coatings: A review,” Mater. Sci. Eng. C., vol, 33 (4), pp. 1819-1841, 2013. doi:10.1016/j.msec.2013.01.010. [4] J. P. Quiñones, H. Peniche, C. Peniche, “Chitosan based self-assembled nanoparticles in drug delivery,” Polymers (Basel), vol. 10 (3), p. 235, 2018. doi:10.3390/polym10030235. [5] Y. Zhong, C. Zhuang, W. Gu, &Y. Zhao, “Effect of molecular weight on the properties of chitosan films prepared using electrostatic spraying technique,” Carbohydr. Polym., vol. 212, pp. 197-205, 2019. doi:10.1016/j.carbpol.2019.02.048. [6] W. Zhang, J. Cao, & W. Jiang, “Analysis of film-forming properties of chitosan with different molecular weights and its adhesion properties with different postharvest fruit surfaces”, Food Chem., vol. 395, p. 133605, 2022. doi:10.1016/j.foodchem.2022.133605. [7] Y. Liu, Y. Yuan, S. Duan, C. Li, B. Hu, A. Liu, D. Wu, H. Cui, L. Lin, J. He, & W. Wu, “Preparation and characterization of chitosan films with three kinds of molecular weight for food packaging”, Int. J. Biol. Macromol., vol. 155, pp. 249-259, 2020. doi:10.1016/j.ijbiomac.2020.03.217. [8] S. Hikmet Mutasher, & H. Salman Al-Lami, “The effect of different molecular weight chitosan on the physical and mechanical properties of plasticized films” Eur. J. Chem., vol. 13 (4), pp. 460-467, 2022. doi:10.5155/eurjchem.13.4.460-467.2341. [9] L.S. Soares, R.B. Perim, E.S. Alvarenga, L.M. Guimarães, A.V.N.C. Teixeira, J.S.R. Coimbra, & E.B. Oliveira, “Insights on physicochemical aspects of chitosan dispersion in aqueous solutions of acetic, glycolic, propionic or lactic acid,” Int. J. Biol. Macromol., vol. 128, pp. 140-148, 2019. doi:10.1016/j.ijbiomac.2019.01.106. [10] A. Chenni, H. Djidjelli, A. Boukerrou, Y. Grohens, & B. Saulnier, “Thermomechanical and acidic treatments to improve plasticization and properties of chitosan films: A comparative study of acid types and glycerol effects,” Mater. Test., vol. 60, pp. 93-101, 2018. doi:10.3139/120.111122. [11] J. Khouri, A. Penlidis, & C. Moresoli, “Heterogeneous method of chitosan film preparation: Effect of multifunctional acid on film properties,” J. Appl. Polym. Sci., vol. 137, p. 48648, 2020. doi:10.1002/app.48648. [12] C. Qiao, X. Ma, X. Wang, & L. Liu, “Structure and properties of chitosan films: Effect of the type of solvent acid,” LWT - Food Sci. Technol., vol. 135, p. 109984, 2021. doi:10.1016/j.lwt.2020.109984. [13] O. Koga, N. Fujihara, & Y. Yoshimura, “Scanning electron micrograph of surface structures of soft-shelled eggs laid by regularly laying hens,” Poult. Sci., vol. 61, pp. 403-406, 1982. doi:10.3382/ps.0610403. [14] ASTM International, “ASTM E96, Standard test methods for water-vapor transmission of materials; ASTM International,” West Conshohocken, PA, USA, 2016. [15] ASTM International, “ASTM D5229/D5229M-14e1, Standard test method for moisture absorption properties and equilibrium conditioning of polymer matrix composite materials; ASTM International,” West Conshohocken, PA, USA, 2014. [16] P. B. Pathare, U. L. Opara, F. A. J. Al-Said, “Color measurement and analysis in fresh and processed foods: a review,” Food Bioproc Tech., vol. 6, pp. 36-60, 2013. doi:10.1007/s11947-012-0867-9. [17] ASTM International, “ASTM D882-18, Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting; ASTM International,” West Conshohocken, PA, USA, 2018. [18] S. Y. Park, K. S. Marsh, & J. W. Rhim, “Characteristics of different molecular weight chitosan films affected by the type of organic solvents,” J. Food Sci., vol. 67(1), pp. 194- 197, 2002. doi:10.1111/j.1365-2621. 2002.tb11382. x. [19] K. M. Kim, J. H. Son, S. K. Kim, C. L. Weller, & M. A. Hanna, “Properties of chitosan films as a function of pH and solvent type,” J. Food Sci., vol. 71(3), pp. E119- E124, 2006. doi:10.1111/j.1365-2621. 2006.tb15624. x. [20] J.L. Chen, and Y. Zhao, “Effect of molecular weight, acid, and plasticizer on the physicochemical and antibacterial properties of β-chitosan based films,” J. Food Sci., vol. 77(5), pp. E127-E136, 2012. doi:10.1111/j.1750-3841.2012. 02686.x. [21] A. P. Bizymis, V. Giannou, & C. Tzia, “Improved properties of composite edible films based on chitosan by using cellulose nanocrystals and beta-cyclodextrin,” Appl. Sci., 12: 8729, 2022. doi:10.3390/app12178729. [22] I. Aranaz, A. R. Alcántara, M.C. Civera, C. Arias, B. Elorza, A. Heras Caballero, & N. Acosta, “Chitosan: An overview of its properties and applications,” Polymers, vol. 13, p. 3256, 2021. doi:10.3390/polym13193256. [23] A. Tawakaltu, E.C. Egwim, S.S. Ochigbo, & P.C. Ossai, “Effect of acetic acid and citric acid modification on biodegradability of cassava starch nanocomposite films,” J. mater. sci. eng., vol. 5(9-10), pp. 372-379, 2015. doi:10.17265/2161-6221/2015.9-10.005. [24] J. Nunthanid, S. Puttipipatkhachorn, K. Yamamoto, & G. E. Peck, “Physical properties and molecular behavior of chitosan films,” Drug Dev. Ind. Pharm., vol. 27(2), pp. 143-157, 2001. doi:10.1081/ddc-100000481. [25] C. A. Kienzle-Sterzer, D. Rodriguez-Sanchez, & C. Rha, “Mechanical properties of chitosan films: effect of solvent acid,” Macromol. Chem. Phys., vol. 183, pp. 1353- 1359, 1982. doi:10.1002/macp.1982.021830528. [26] A. Bégin, & M. R. Van Calsteren, “Antimicrobial films produced from chitosan,” Int. J. Biol. Macromol., vol. 26(1), pp. 63-67, 1999. doi:10.1016/S0141-8130(99)00064-1. [27] S. N. Adila, N. E. Suyatma, A. S. Firlieyanti, & A. Bujang,“Antimicrobial and physical properties of chitosan film as affected by solvent types and glycerol as plasticizer,” Advanced Material Research, vol. 748, pp. 155-159, 2013. doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.748.155. [28] N. Sharmin, J. T. Rosnes, L. Prabhu, U. Böcker, & M. Sivertsvik, “Effect of citric acid cross linking on the mechanical, rheological and barrier properties of chitosan,” Molecules, vol. 27, p. 5118, 2022. doi:10.3390/molecules27165118. [29] M. Fallah Delavar, & N. Sedaghat, “A review of functional and antimicrobial properties of chitosan in food preservation,” Scientific Journal of Packaging Science and Art, vol. 11(41), pp. 16-25, 2021. (In Persian) [30] N. Kumar, Pratibha., A. Trajkovska Petkoska, E. Khojah, R. Sami, & A.A.M. Al-Mushhin, “Chitosan edible films enhanced with pomegranate peel extract: study on physical, biological, thermal, and barrier properties,” Materials, vol. 14, p. 3305, 2021. doi:10.3390/ma14123305. [31] S. Tripathi, G.K. Mehrotra, & P.K. Dutta,“ Physicochemical and bioactivity of cross-linked chitosan-PVA film for food packaging applications,” Int. J. Biol. Macromol., vol. 45, pp. 372-376, 2009. doi:10.1016/j.ijbiomac.2009.07.006. [32] E. Y. Wardhono, M. P. Pinem, S. Susilo, B. J. Siom, A. Sudrajad, A. Pramono, Y. Meliana, & E. Guénin,“ Modification of physio-mechanical properties of chitosan-based films via physical treatment approach,” Polymers, vol. 14, p. 5216, 2022. doi:10.3390/polym14235216. [33] E. Melro, F. E. Antunes, G. L. da Silva, I. Cruz, P.E. Ramos, F. Carvalho, & L. Alves, “Chitosan films in food applications. Tuning film properties by changing acidic dissolution conditions,” Polymers, vol. 13, p. 1, 2021. doi:10.3390/polym13010001. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 97 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 85 |