Phát triển màng phân hủy sinh học dựa trên chitosan, được làm giàu với tinh dầu và chất phụ gia

Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com. Phiên bản trình duyệt bạn đang sử dụng có hỗ trợ CSS giới hạn. Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt được cập nhật (hoặc vô hiệu hóa chế độ tương thích trong Internet Explorer). Trong khi đó, để đảm bảo hỗ trợ liên tục, chúng tôi sẽ hiển thị trang web mà không cần Styles và JavaScript.
Trong nghiên cứu này, các màng phân hủy sinh học được phát triển dựa trên chitosan (CH) được làm giàu bằng tinh dầu húng tây (TEO) với các chất phụ gia khác nhau bao gồm oxit kẽm (ZnO), polyetylen glycol (PEG), nanoclay (NC) và canxi. Clorua (CaCl2) và để mô tả chất lượng cải xoăn sau thu hoạch khi làm lạnh. Kết quả cho thấy sự kết hợp của ZnO/PEG/NC/CaCl2 vào các màng dựa trên CH làm giảm đáng kể tốc độ truyền hơi nước, tăng cường độ kéo và hòa tan trong nước và phân hủy sinh học trong tự nhiên. Ngoài ra, các màng dựa trên CH-TEO kết hợp với ZnO/PEG/NC/CaCL2 có hiệu quả đáng kể trong việc giảm giảm cân sinh lý, duy trì tổng chất rắn hòa tan, độ axit chuẩn độ và duy trì hàm lượng chất diệp lục và cho thấy A*thấp hơn, ức chế tăng trưởng vi sinh vật. , sự xuất hiện và chất lượng tổ chức của bắp cải được bảo tồn trong 24 ngày so với LDPE và các bộ phim phân hủy sinh học khác. Kết quả của chúng tôi cho thấy các bộ phim dựa trên CH được làm giàu với TEO và các chất phụ gia như ZnO/CaCl2/NC/PEG là một giải pháp thay thế bền vững, thân thiện với môi trường và hiệu quả để bảo tồn thời hạn sử dụng của bắp cải khi làm lạnh.
Vật liệu bao bì polymer tổng hợp có nguồn gốc từ dầu mỏ từ lâu đã được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm để đảm bảo chất lượng và sự an toàn của các sản phẩm thực phẩm khác nhau. Ưu điểm của các vật liệu truyền thống như vậy là rõ ràng do dễ sản xuất, chi phí thấp và các đặc tính rào cản tuyệt vời. Tuy nhiên, việc sử dụng lớn và xử lý các chất không phân hủy này chắc chắn sẽ làm trầm trọng thêm một cuộc khủng hoảng ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Trong trường hợp này, sự phát triển của vật liệu đóng gói tự nhiên bảo vệ môi trường đã nhanh chóng trong những năm gần đây. Những bộ phim mới này không độc hại, phân hủy sinh học, bền vững và tương thích sinh học1. Ngoài việc không độc hại và tương thích sinh học, những bộ phim này dựa trên các chất sinh học tự nhiên có thể mang chất chống oxy hóa và do đó không gây ô nhiễm thực phẩm tự nhiên, bao gồm cả việc lọc các chất phụ gia như phthalates. Do đó, các chất nền này có thể được sử dụng như một sự thay thế khả thi cho nhựa truyền thống dựa trên dầu mỏ vì chúng có các chức năng tương tự trong bao bì thực phẩm3. Ngày nay, biopolyme có nguồn gốc từ protein, lipid và polysacarit đã được phát triển thành công, đây là một loạt các vật liệu đóng gói thân thiện với môi trường mới. Chitosan (CH) được sử dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm, bao gồm các polysacarit như cellulose và tinh bột, do khả năng hình thành màng dễ dàng của nó, khả năng phân hủy sinh học, oxy tốt hơn và độ không thấm nước, và lớp cường độ cơ học tốt của các đại phân tử tự nhiên phổ biến. , 5. Tuy nhiên, tiềm năng chống oxy hóa và kháng khuẩn thấp của màng CH, là tiêu chí chính cho màng đóng gói thực phẩm hoạt động, hạn chế tiềm năng của chúng6, do đó, các phân tử bổ sung đã được đưa vào màng CH để tạo ra các loài mới với khả năng ứng dụng thích hợp.
Các loại tinh dầu có nguồn gốc từ thực vật có thể được kết hợp vào màng sinh học và có thể truyền các đặc tính chống oxy hóa hoặc kháng khuẩn vào các hệ thống đóng gói, rất hữu ích cho việc kéo dài thời hạn sử dụng của thực phẩm. Tinh dầu xạ hương cho đến nay là tinh dầu được nghiên cứu và sử dụng nhiều nhất do các đặc tính kháng khuẩn, chống viêm và kháng nấm của nó. Theo thành phần của tinh dầu, các kiểu hóa học tuyến ức khác nhau đã được xác định, bao gồm thymol (23-60%), p-cymol (8-44%), gamma-terpinene (18-50%), linalool (3-4%). %) và Carvacrol (2-8%) 9, tuy nhiên, thymol có tác dụng kháng khuẩn mạnh nhất do hàm lượng phenol trong IT10. Thật không may, việc bao gồm các loại tinh dầu thực vật hoặc các thành phần hoạt động của chúng trong ma trận biopolymer làm giảm đáng kể cường độ cơ học của màng sinh học thu được11,12. Điều này có nghĩa là vật liệu đóng gói và màng dẻo có chứa tinh dầu thực vật phải được xử lý cứng thêm để cải thiện các tính chất cơ học của bao bì thực phẩm của chúng.


Thời gian đăng: ngày 25 tháng 10-2022