فیلم خوراکی نانوکامپوزیتی ژلاتین پوست ماهی کوسه چانه سفید/نانوالیاف استات سلولز الکتروسپان محتوی عصاره گیاه اناریجه: تولید، ساختمان و ویژگی ها

هدف از این پژوهش بررسی پتانسیل عصاره گیاه اناریجه (Froriepia subpinnate)، نانوالیاف استات سلولز الکتروسپان (ECAN) و نانوالیاف استات سلولز الکتروسپان محتوی عصاره گیاه اناریجه در غلظت¬های مختلف عصاره انکپسوله (F1ECAN، F3ECAN و F5ECAN) در بهبود خواص مکانیکی، ممانعتی، فیزیکی، ظاهری، ریزساختار، پایداری حرارتی و فعالیت آنتی اکسیدانی فیلم خوراکی بر پایه ژلاتین پوست ماهی کوسه چانه سفید (Carcharhinus dussumieri) بوده است. در این راستا پس از استخراج ژلاتین از پوست ماهی کوسه چانه سفید در شرایط بهینه پیش¬فرآوری و بررسی خواص بیوفیزیکی بیوپلیمر ژلاتین (WSG)، بهترین شرایط فرمولاسیون فیلم ژلاتینی در مقادیر 33/3% ژلاتین و 3/19% گلیسرول تعیین شد. سپس با هدف بهبود خواص فیزیکی شیمیایی فیلم بهینه ژلاتین ماهی و نیز ایجاد خواص آنتی اکسیدانی فیلم¬های فعال ژلاتین پوست ماهی کوسه چانه سفید-عصاره استونی گیاه اناریجه (AWSGF) در 3 سطح عصاره (1%، 3% و 5% بر پایه وزن ژلاتین) تهیه گردیدند. بطور کلی نتایج خواص فیلم¬های AWSGF بهبود معنی¬دار در مقاومت کششی، کاهش درصد کشیدگی، افزایش کدورت و کاهش بیشتری را در تراوش پذیری به بخار آب و حلالیت در مقایسه با فیلم ژلاتینی فاقد عصاره نشان داده است. بر اساس نتایج FTIR استفاده از عصاره گیاه اناریجه در فرمولاسیون فیلم WSG بر تغییرات کنفورماسیون مارپیچ و ساختمان دوم فیلم¬های ژلاتینی اثر قابل توجهی داشته است. همچنین نتایج ریزنگاشت میکروسکوپ الکترونی روبشی ساختمان داخلی چگالتر با فشردگی بیشتر و کمی ناهمواری در سطح فیلم¬های AWSGF را در مقایسه با فیلم شاهد نشان داده که به افزایش معنی¬دار زبری سطح فیلم¬های AWSGF نیز منتج شده است. فعالیت آنتی¬اکسیدانی فیلم¬های AWSGF به¬ویژه در مورد توانایی مهار رادیکال DPPH و توانایی احیا کنندگی آهن به روش FRAP به ترتیب با حدود 4/11-34/8 و 17/11-15/3 برابر افزایش بالاتر از فعالیت آنتی اکسیدانی مشاهده شده برای فیلم شاهد بودند. با در نظر گرفتن نتایجTGA ، DSCو DMTA می¬توان اظهار داشت که فیلم¬های AWSGF به¬ویژه در غلظت 3% عصاره افزوده شده به ماتریکس ژلاتینی در مقایسه با فیلم شاهد شبکه قوی¬تری از فیلم با اجزای منظم¬تر ساختمانی را نشان داده¬اند و در نتیجه به آنتالپی بالاتری برای تخریب برهمکنش¬های بین مولکولی نیاز دارند. در بخش دیگری از تحقیق، بهینه¬یابی دومرحله¬ای شرایط تولید نانوالیاف استات سلولز الکتروسپان با استفاده از دستگاه الکتروریسندگی و بر اساس روش¬های آماری غربالگری پلاکت-برمن و مدل¬سازی سطح پاسخ انجام شد. بر اساس نتایج با تنظیم دبی جریان به 75/0 میلی¬لیتر بر ساعت، اعمال ولتاژ 17 کیلوولت و غلظت محلول استات سلولز 89/13% الیاف استات سلولز با مورفولوژی فاقد گویچه و میانگین قطر240 نانومتر به روش الکتروریسندگی تولید شدند. در عین حال تکنیک الکتروریسندگی به عنوان انکپسولاسیون تک مرحله¬ای عصاره استونی گیاه اناریجه با موفقیت انجام پذیرفت و به¬طور همزمان پتانسیل الیاف ساده و عملگر استات سلولز الکتروسپان به عنوان نانوپرکننده در تولید نانوکامپوزیت و نانواکتیو کامپوزیت¬های بر پایه ژلاتین پوست ماهی کوسه چانه سفید مورد ارزیابی قرار گرفت. صرف¬نظر از نوع نانوالیاف (ساده یا محتوی عصاره) با افزایش غلظت نانوپرکننده¬ها در ماتریکس ژلاتین تغییرات قابل توجهی در افزایش پایداری حرارتی، نقطه Tg، درجه بلورینگی، کاهش نرخ تراوش بخار آب و بهبود مقاومت کششی ایجاد شده است. همچنین بر اساس نتایج XRD نانوکامپوزیت¬های ژلاتین-الیاف ساده در مقابل نانواکتیوکامپوزیت ژلاتین- الیاف عملگر از درجه پراکنش بالاتری برخوردار بودند.