برای اطلاع از آخرین مقالات علمی و اخبار کرونا(COVID-19) کلیک کنید

مشخصات

عنوان:

بررسی امکان تولید فیلم های پلیمری فعال گیرنده اکسیژن بر پایه نمک فلزی آسکوربات و اتیلن وینیل الکل جهت بسته بندی مواد غذایی



گروه تخصصی:  کشاورزی و منابع طبیعی

سازمان مجری:  پژوهشکده علوم و صنایع غذایی 

گروه پژوهشی: 

پژوهشگران: 
تاریخ خاتمه:  شهریور 1393

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 

نشانی سازمان مجری: 
 

چکیده:

در این پژوهش، فیلم های پلی اتیلن سبک (LDPE) حاوی گیرنده اکسیژن بر پایه آسکوربات سدیم (SA-LDPE) و همچنین اتیلن وینیل الکل (EVOH-LDPE) در غلظت های 5، 10 و 15 درصد به روش اکستروژن تولید شدند. جهت بررسی اثر اندازه ذرات آسکوربات سدیم، فیلم های حاوی نانوذرات آن نیز (NSA-LDPE) تولید شدند. همچنین به منظور بررسی اثر افزایش ضخامت یا تعداد لایه های فیلم LDPE، ضخامت های 7.5، 15، 30 و 45 میکرومتر و همچنین فیلم های LDPE تک لایه، دو لایه، سه لایه و چهار لایه (ضخامت هر لایه 7.5 میکرومتر) به روش اکستروژن تولید شدند. آزمون های مختلف شامل نفوذپذیری به اکسیژن و رطوبت، تنش کششی، رهایش آسکوربات سدیم و اندازه گیری فعالیت آنتی اکسیدانی، پایداری حرارتی، عکسبرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه روی فیلم های مختلف تولید شده انجام گرفت. همچنین کارایی فیلم های تولید شده در جلوگیری از اکسایش بادام زمینی های بسته بندی شده طی نگهداری در دمای 40 درجه سانتیگراد به مدت یک ماه مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از طرح فاکتوریل به روش کاملا تصادفی ساده و همچنین میانگین ها بر اساس آزمون Bonferoni در سطح احتمال 95 درصد مقایسه شدند. نتایج حاکی از رهایش بالاتر آسکوربات سدیم از فیلم های فعال به داخل مدل غذایی آبی و درنتیجه فعالیت آنتی اکسیدانی بالاتر آن در مقایسه با مدل اتانولی بر اساس آزمون های DPPH و ABTS بود. میزان نفوذپذیری اکسیژن در فیلم های EVOH-LDPE، به طور قابل توجهی بالاتر از فیلم های فعال حاوی آسکوربات و LDPE خالص بود (0.05>P). افزایش تعداد لایه ها و ضخامت فیلم LDPE منجر به کاهش قابل توجه و معنی دار میزان نفوذپذیری به اکسیژن شد (0.05>P). افزودن سدیم آسکوربات به ماتریکس پلیمر LDPE به نفوذ پذیری بالاتر آن به بخار آب در مقایسه با فیلم خالص منتهی شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ذرات آسکوربات سدیم اغلب به فرم کروی و به صورت لکه های روشن تر در ماتریکس LDPE توزیع شده و افزایش درصد آن منجر به کاهش یکنواختی موفولوژی سطحی فیلم ها شد. نتایج طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه نشانگر وجود پیک های جذبی گروه کتونی در فیلم های فعال حاوی آسکوربات سدیم بود که به دلیل مهاجرت این ذرات به مدل آبی طی زمان از غلظت این پیک ها کاسته شد. در بین فیلم های فعال کمترین شاخص روشنی، شاخص زردی، شاخص قرمزی و اختلاف کلی رنگ به ترتیب به فیلم EVOH-LDPE حاوی 5 درصد EVOH، LDPE خالص، SA-LDPE حاوی 5 درصد آسکوربات سدیم و EVOH-LDPE حاوی 5 درصد EVOH مربوط بود. نتایج بررسی پایداری حرارتی فیلم های فعال حاوی غلظت های مختلف آسکوربات سدیم، بیانگر تخریب حرارتی این ترکیب در محدوده 251 تا 257 درجه سانتیگراد بود. نتایج حاکی از کاهش معنی دار تنش کششی در جهت طولی در فیلم های فعال SA-LDPE، NSA-LDPE و EVOH-LDPE در تمامی غلظت ها بود (0.05>P). افزایش ضخامت یا تعداد لایه های فیلم LDPE به افزایش قابل توجه و معنی دار تنش کششی در جهت طولی و عرضی منتهی شد (0.05>P). نتایج همچنین حاکی از کارامد بودن فیلم های فعال SA-LDPE، NSA-LDPE و EVOH-LDPE در به تاخیر انداختن اکسایش در بادام زمینی های بسته بندی شده بود. افزایش تعداد لایه های فیلم های بسته بندی تاثیر بسیار قابل توجهی در کاهش عدد پراکسید و دی ان مزدوج نمونه های بادام زمینی داشت. با توجه به نتایج آزمون فیلم EVOH-LDPE بهترین ممانعت کننده در برابر آلودگی به کپک و مخمر طی نگهداری بادام زمینی بود.



کلیدواژگان:

 
 
Title:

Production of Active oxygen scavenger Polymeric Films Based on Metal Ascorbate Salt and Ethylenevinylalcohol for Food Packaging



Abstract:

In this project, Low density Polyethylene (LDPE) containing oxygen scavenger based on sodium ascorbate (SA-LDPE) and ethylene vinyl alcohol (EVOH) at concentration 5, 10 and 15% were produced by extrogen method. To investigate the effect of size of sodium ascorbate, active films containing its nanoparticle (NSA-LDPE) were produced too. Also LDPE films with different thickness including 7.5, 15, 30 and 45 mm and different layers including monolayer, bilayer, three layers and four layers (thickness of each layer was 7.5 mm) were manufactured. the oxygen and water vapor permeability, tensile stress, sodium ascorbate migration and antioxidant activity, thermal stability, scan electron microscopy (SEM) and FT-IR of films were measured. Also, the performance of produced films to prevent of oxidation of packed peanuts during storage at temperature 40oC for a month was studied. Statistical analysis was performed using a completely random factorial design method and means were compared according to Bonferoni test (P<0.05). Results indicate that higher sodium ascorbate was released from active films into aqueous food model and therefore led to higher antioxidant activity in comparison with ethanolic model according to DPPH and ABTS methods. Oxygen permeability in EVOH-LDPE films were significantly higher than active films containing ascorbate as well as pure LDPE (P<0.05). Increasing the number of layer and thickness of LDPE films led to significant reduction of oxygen permeability (p<0.05). Addition of sodium ascorbate into LDPE polymer matrix resulted in higher water vapor permeability in comparison with pure film. The photo of SEM showed that sodium ascorbate often distributed spherical particles and brighter spots in LDPE matrix and uniformity of surface morphology of active films decreased as the concentration of sodium ascorbate increased. The results of Fourier-transform infrared spectra analysis showed that distinguished absorption bands corresponding to ketone and C=C groups were found in spectrum of active films containing sodium ascorbate which the intensity decreased due to migration of these particles into aqueous model. Among the active films the least lightness, yellowness, redness indexes and total color difference (ΔE) related to EVOH-LDPE film at 5%, pure LDPE, SA-LDPE at 5% and EVOH-LDPE at 5%. The results of the thermal stability of the active films containing different concentrations of sodium ascorbate, indicated that thermal degradation of this compound was occurred in the range of 251 to 257 0C. Results showed a significant reduction in tensile stress in the longitudinal direction of the SA-LDPE, NSA-LDPE and EVOH-LDPE films at all levels. Increasing the thickness or number of layers of LDPE film led to remarkable increase in tensile stress in the longitudinal and transverse direction (P<0.05). The results also showed the efficiency of the SA-LDPE, NSA-LDPE and EVOH-LDPE active films in oxidation retarding in packed peanuts. Increasing the number of layers of packaging films significantly reduced the peroxide value and conjugated diene value of peanuts. According to results, EVOH-LDPE film was best barrier against mold and yeast contamination during storage of peanuts.



Keyword(s):