بررسي خواص ضد ميكروبي و مهار كنندگي امواج فرابنفش فيلم اروژل اگار حاوي گرافن كوانتوم دات

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

كارشناسي ارشد

بسته¬بندي مواد¬ غذايي به عنوان يك فرآيند اصلي براي حفظ كيفيت محصولات غذايي از زمان توليد تا مصرف، نقش اساسي در صنايع غذايي مدرن ايفا مي¬كند. فن‌آوري‌هاي جديد بسته‌بندي مواد ¬غذايي با تركيبات طبيعي (مانند پلي-ساكاريدها) در حال توسعه هستند كه با استفاده از عواملي مصنوعي/شيميايي همچون ضد پرتوي فرابنفش، ضد ¬ميكروب و آنتي¬اكسيدان فرموله مي‌شوند تا انتظارات مصرف‌كنندگان را براي غذاي سالم برآورده كنند. علاوه بر اين، مواد بسته-بندي زيست تخريب¬پذير در مواجهه با نگراني¬هاي زيست محيطي فزاينده در مورد آلودگي پلاستيك، توجه زيادي را به خود جلب كرده اند. هدف از اين پژوهش، تهيه¬ي فيلم اروژل آگار حاوي نانو ذرات گرافن كوانتوم دات است كه داراي خاصيت ضد پرتوي فرابنفش، ضد ميكروب و آنتي¬‌اكسيداني باشد و درعين حال زيست تخريب‌پذير بوده و موجب افزايش ماندگاري مواد غذايي و كاهش ضايعات بشود. گرافن كوانتوم دات دوپ شده با كلر (Cl-GQDs) با روش هيدروترمال و پيش¬ساز¬هاي فروكتوز بعنوان منبع كربن و اسيد كلريدريك بعنوان منبع كلر سنتز شدند. تصاوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري با وضوح بالا (HR-TEM) مشخص¬ نمود كه گرافن كوانتوم دات بصورت كروي و تكي هستند، ميانگين قطر آن¬ها 1/1±42/12 نانومتر است و پارامتر شبكه در اين نانو ذرات 24/0 نانومتر مي¬باشد. نتايج پراش پرتو ايكس (XRD) بيانگر فاصله¬ي بين صفحات گرافني 402/0 نانومتر بود. حضور اتم كلر در نتايج آناليز رامان و طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) تاييدي بر دوپينگ موثر كلر در ساختار گرافن كوانتوم دات سنتز شده بود. ارزيابي فعاليت ضد ميكروب Cl-GQDsبا آزمون MIC و MBC در مقابل باكتري¬هاي اشرشياكلي و استافيلوكوكوس اورئوس انجام گرفت. مشخص شد بدليل اينكه Cl-GQDs در معرض نور آبي قرار نگرفته، سميت نوري نداشته و قابليت افزايش ROS درون مولكولي را ندارد. در نتيجه ميزان فعاليت ضد ميكروب در آن در مقايسه با آنتي¬بيوتيك آمپي¬سيلين بسياركم (بالاتر از 1000 ميكروگرم بر ميلي¬ليتر) مي¬باشد. اين در حالي است كه Cl-GQDs، فعاليت آنتي¬اكسيداني و ضد UV بسيار خوبي را نشان داد. در مرحله بعد فيلم¬هاي اروژل آگار حاوي درصد¬هاي 0، 1، 5، 10 و 20 درصد Cl-GQD با روش خشك كردن انجمادي سنتز شدند. نتايج FTIR و XRD، حضور Cl-GQD را در ساختار فيلم¬هاي اروژل تاييد نمود. مورفولوژي فيلم¬ها با آزمون ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) بررسي شد. ارزيابي حفرات داخل فيلم¬ها با آزمون BET انجام گرفت و مشخص نمود با افزايش درصد Cl-GQDs در ساختار فيلم، ميزان حفرات و تخلخل ساختار افزايش يافته و خواص مكانيكي فيلم به شدت تضعيف شده بود. خواص ضد پرتوي فرابنفش فيلم¬هاي اروژل آگار تهيه شده با اسپكتروفتومتر بررسي شد. خواص آنتي¬اكسيداني Cl-GQDs نيز با روش مهار راديكال آزاد DPPH مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه حضور Cl-GQD در ساختار فيلم¬هاي اروژل آگار، خواص ضد پرتوي فرابنفش و آنتي¬اكسيدان فيلم¬ها را به شدت افزايش داده است. در نهايت، فيلم اروژل آگار حاوي 5% Cl-GQD به عنوان فيلم بهينه مشخص شد. اين فيلم، خواص مكانيكي مناسب¬تري داشت. همچنين داراي خاصيت آنتي¬اكسيداني نزديك به 20% و جذب پرتوي فرابنفش بالاي 95% بود. بدين جهت قابليت مناسبي براي كاربرد در بسته¬بندي مواد را غذايي دارد.

214678

مهندسي صنايع غذايي (فناوري مواد غذايي)

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

صبيحه سليمانيان زاد، مهرنوش جعفري

هاجر شكرچي زاده