بررسی خواص فیلم‏های بسته‌بندی نانوکامپوزیتی فعال ضدمیکروبی حاوی نانوذرات خاک ‌رس اصلاح‌شدۀ آلی

فصیح‏نیا, سیده‌هما; پیغمبردوست, سیدهادی; پیغمبردوست, سیدجمال الدین

doi:10.22059/ijbse.2015.54339

بررسی خواص فیلم‏های بسته‌بندی نانوکامپوزیتی فعال ضدمیکروبی حاوی نانوذرات خاک ‌رس اصلاح‌شدۀ آلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز

² دانشیار گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تبریز، تبریز

³ استادیار علوم و تکنولوژی پلیمر، دانشکدۀ مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز

10.22059/ijbse.2015.54339

چکیده

در این تحقیق، نانوکامپوزیت‏های پلیمری با افزودن نانوذرات خاک‌ رس اصلاح‌شدۀ آلی به‏صورت فیلم بسته‏بندی تهیه شدند. خواص فیزیکی، مورفولوژی سطحی، و خواص مکانیکی فیلم‏های تولیدشده به‌ترتیب با آزمون‏های پراش اشعۀ ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، مقاومت کششی (TS)، و ازدیاد طول تا نقطۀ شکست (E) بررسی شدند. برای بررسی فعالیت ضدمیکروبی فیلم‌ها از روش شمارش کلنی استفاده شد. نتایج آزمون میکروسکوپی الکترونی نحوۀ پخش نانوذرات خاک رس در بستر پلیمری را به‌صورت مناسب و یکنواخت نشان داد و تجمع نانوذرات خاک رس در مناطق گوناگون سطح شکست مشاهده نشد. نتایج آزمون مکانیکی فیلم‏ها نشان داد که افزودن نانوذرات باعث بهبود جزئی در خواص مکانیکی فیلم‏ها گردید اما اثر بهبوددهندگی معنی‌داری در استحکام و ازدیاد طول تا نقطۀ شکست مشاهده نشد. آزمون میکروبی نشان داد که دو نوع خاک رسCloisite 15A و 20A در غلظت 6درصد فعالیت ضدمیکروبی در مقابل استافیلوکوکوس اورئوس داشتند. در زمینۀ باکتری اشریشیا کلی همۀ انواع با مقادیر متفاوت از خاک رس خاصیت ضدمیکروبی داشتند. خاک رس نوع Cloisite 30B در برابر استافیلوکوکوس اورئوس بی‏تأثیر بود، ولی همۀ مقادیر آن بیش از دو نوع دیگر در برابراشریشیا کلی فعالیت ضدمیکروبی داشت.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20084803.1394.46.1.10.4

موضوعات

صنایع غذایی

عنوان مقاله [English]

Investigating different properties of anti-microbial nanocomposite packaging films containing organically modified nanoclays

نویسندگان [English]

Seyedeh Homa Fasihnia ¹
Seyed Hadi Peighambardoust ²
Seyed Jamaladdin Peighambardoust ³

¹ Department of Food Science, College of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, IRAN

² Department of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, IRAN

³ Department of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, IRAN

چکیده [English]

Low density polyethylene films incorporating different types of organically modified nanoclays were prepared. Physical, surface morphology and mechanical properties of the films were analyzed by x-ray diffraction pattern, scanning electron microscopy and tensile strength (TS) and length increase until fracture point (E) parameters, respectively. Colony counting method was used to investigate anti-microbial activity of the resulting films. X-ray diffraction pattern showed layered structures for the most of the produced films. It was found that Cloisite 20A nanoclay produce a smooth and uniform surface in the films due to a good compatibility with low density poly ethylene matrix. Mechanical properties of the films were not significantly influenced by the addition of nanoclays into the polymeric matrix, although there was a little improvement. Microbial results showed that Cloisite 15A and 20A films at concentrations of 6% exhibited a good anti-microbial activity. All nanoclays at any concentrations tested in this study showed anti-microbial activity against E. coli.

کلیدواژه‌ها [English]

Active packaging
LDPE
clay
antimicrobial properties

مراجع

Arora A., Padua G.W. (2010). Review: Nanocomposites in food packaging. Journal of Food Science, Vol. 75(1), 43-49.

Arunvisut S., Phummanee S., Somwangthanaroj A., (2007). Effect of clay on mechanical and gas barrier properties of blown film LDPE/clay nanocomposites. Applied Polymer Science, 106, 2210–2217.

Azeredo H. M.C de. (2009). Nanocomposites for food packaging applications. Food Research International, 42, 1240–1253.

Dadfar S.M.A., Alemzadeh I, Dadfar S.M.R., Vosoughi M. (2011). Studies on the oxygen barrier and mechanical properties of low density polyethylene/organo clay nanocomposite films in the presence of ethylene vinyl acetate copolymer as a new type of compatibilizer. Materials and Design, 32, 1806–1813.

Hong S., Rhim J.W. (2012). Preparation and properties of melt-intercalated linear low density polyethylene/clay nanocomposite films prepared by blow extrusion. LWT - Food Science and Technology, 48, 43-51.

Hotta S, Paul D.R, (2004). ‘Nanocomposites formed from linear low density polyethylene and Organoclays’. Polymer 45, 7639–7654.

Marini J., Branciforti M.C., Vercelino Alves R.M, Suman Bretas R.E. (2010). Effect of EVA as compatibilizer on the mechanical properties, permeability characteristics, lamellae orientation, and long period of blown films of HDPE/clay nanocomposites. Journal of Applied Polymer Science 118, 3340–3350.

Nigmatullin R.,Gao F., Konovalova V. (2008). Polymer-layered silicate nanocomposites in the design of antimicrobial materials. Master Science, 43, 5728-5733.

Nguyen Q. T., Baird D. G. (2006). Preparation of Polymer–Clay Nanocomposites and Their Properties. Advances in Polymer Technology, Vol 25(4), 270–285.

Peacock A.J., (2000). ‘Handbook of polyethylene: Structures, properties, and applications’. Marcel Dekker, 1-6.

Rhim J.W. (2009). Biopolymer-based antimicrobal nanocomposite films. Food Science and Technology, 612–617.

Sothornvit R., Rhim J.W., Hong S. (2009). Effect of nano-clay type on the physical and antimicrobial properties of whey protein isolate/clay composite films. Journal of Food Engineering, 91, 468–473.

Tewari G. and Juneja V.K. (2007). Advances in Thermal and Non-Thermal Food Preservation. Blackwell Publishing, 169-185.

Zhong Y., Janes D., Zheng Y., Hetzer M., Kee D., (2007). Mechanical and oxygen barrier properties of organoclay-polyethylene nanocomposite films. Polymer Engineering and Science, 1101-1107.