تولید بسته بندی فعال ضدمیکروبی بر پایه سیستم سوئیچ بیولوژیک و بررسی کارایی آن در برابر میکروارگانیسم های منتخب

سیستم سوئیچ بیولوژیک از جمله نوآوری های ایجاد شده در زمینه بسته بندی های فعال با هدف افزایش مدت نگهداری مواد غذایی و همزمان حفظ کیفیت ممتاز و مطلوب فراورده غذایی است. در این پژوهش امکان استفاده از رنگدانه¬های طبیعی کورکومین، بیکسین و نوربیکسین به عنوان نگهدارنده های ایمن و طبیعی در تولید بسته بندی فعال ضدمیکروبی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا کورکومین از ریزوم زردچوبه و بیکسین از دانه آناتو استخراج شد و نوربیکسین از صابونی کردن بیکسین به دست آمد. پس از انجام آزمون های شناسایی، اثر ضد-میکروبی کورکومین، بیکسین و نوربیکسین در برابر میکروارگانیسم های استافیلوکوکوس اورئوس، اشرشیاکولی و لیستریا اینوکوا به روش تعیین قطر هاله بازدارنده و اندازه¬گیری میزان mic و mbc بررسی شده و وجود اثرات سینرژیستی احتمالی بین آن ها، به روش تعیین fici و ترسیم ایزوبولوگرام مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور حفاظت ماده نگهدارنده در برابر اکسیداسیون، نور و فعل و انفعالات نابهنگام با دیگر عناصر، از تکنیک سوئیچ بیولوژیک برای تولید بسته بندی استفاده شد. برای تولید فیلم پایه، فیلم های تک جزئی از نشاسته های مختلف اصلاح شده، فیلم های دوجزئی از ترکیب نشاسته با زئین، کندر و pva و در نهایت فیلم های سه جزئی نشاسته/زئین/pva ساخته شدند. پس از مقایسه کلیه ویژگی های فیزیکی، مکانیکی، اپتیکی و آزمون حساسیت آنزیمی، فرمولاسیون بهینه کامپوزیت تعیین شد. در ادامه، بیکسین در کامپوزیت پلیمرها پوشش داده شده و کارایی ضدمیکروبی فیلم های تولید شده و حساسیت آن در برابر سویه های مورد آزمون مورد ارزیابی قرار گرفت. درنهایت کامپوزیت موردنظر با فیلم بسته بندی صنعتی از جنس پلی اتیلن با دانسیته پایین، مخلوط و بسته بندی نهایی تولید شد. آزمون های تکمیلی شامل طیف سنجی مادون قرمز (ftir)، آنالیز رفتار حرارتی (tga)، بررسی پراش پرتو ایکس (xrd) و بررسی ریزساختار با استفاده از sem، بر روی فیلم کامپوزیت بهینه و فیلم¬های نهایی انجام شد. در مجموع مطابق نتایج به دست آمده در میان سه ترکیب طبیعی مورد آزمون، بیکسین در برابر میکروارگانیسم های منتخب، تاثیر بازدارندگی بیشتری نسبت به دو ماده دیگر داشت. بیکسین و کورکومین بر روی دو باکتری اشرشیاکولی و لیستریا اینوکوا اثرات بازدارندگی یکدیگر را تضعیف نموده و حالت آنتاگونیستی نشان دادند (4fici ) ، اما حضور هم زمان آن ها در محیط کشت، اثرات هم افزایی بازدارندگی بر باکتری استافیلوکوکوس-اورئوس داشت (5/0fici ). در میان فیلم¬های مختلف نشاسته، فیلم نشاسته معمولی به دلیل پایداری بالاتر در آب و محلول های اسیدی و قلیایی و نیز ویژگی های مکانیکی قوی¬تر عملکرد بهتری داشت. افزودن pva به نشاسته، سبب بهبود ویژگی های مکانیکی و افزودن زئین به آن، سبب کاهش حلالیت در آب فیلم های حاصل می¬شود. فرمولاسیون بهینه کامپوزیت سه جزئی به صورت 85%نشاسته، 10% زئین و 5% pva با میزان مطلوبیت معادل 98% تعیین شد. فرمولاسیون بیوسوئیچ طراحی شده، کارایی مناسبی در خصوص انتشار ماده ضدمیکروب داشت و فیلم های تهیه شده با غلظت ppm200 بیکسین، هاله بازدارنده موثر در برابر هر سه میکروارگانیسم تشکیل دادند. فیلم نهایی فرموله شده با ldpe در برابر استافیلوکوکوس اورئوس موثر عمل کرده و اثرات ضدمیکروبی نشان داد.