การพัฒนาฟิล์มย่อยสลายได้โดยใช้ไคโตซาน อุดมด้วยน้ำมันหอมระเหยไทม์และสารเติมแต่ง

ขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.comเวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS ที่จำกัดเพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดใช้งานโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer)ในระหว่างนี้ เพื่อให้แน่ใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
ในการศึกษานี้ ฟิล์มที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพได้รับการพัฒนาโดยใช้ไคโตซาน (CH) ที่อุดมด้วยน้ำมันหอมระเหยไธม์ (TEO) พร้อมสารเติมแต่งต่างๆ รวมถึงซิงค์ออกไซด์ (ZnO) โพลิเอทิลีนไกลคอล (PEG) นาโนเคลย์ (NC) และแคลเซียมคลอไรด์ (CaCl2) และเพื่อกำหนดคุณลักษณะของคะน้าหลังการเก็บเกี่ยวเมื่อแช่เย็นผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการรวม ZnO/PEG/NC/CaCl2 เข้ากับฟิล์มที่มี CH3 ช่วยลดอัตราการส่งผ่านไอน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญ เพิ่มความต้านทานแรงดึง และละลายน้ำได้และย่อยสลายได้ในธรรมชาตินอกจากนี้ ฟิล์มที่อิงจาก CH-TEO ร่วมกับ ZnO/PEG/NC/CaCl2 มีประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญในการลดการสูญเสียน้ำหนักทางสรีรวิทยา รักษาของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมด ความเป็นกรดที่ไทเทรตได้ และรักษาปริมาณคลอโรฟิลล์ และมีค่า a* ที่ต่ำกว่า ยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ลักษณะและคุณภาพทางประสาทสัมผัสของกะหล่ำปลีจะถูกเก็บรักษาไว้เป็นเวลา 24 วันเมื่อเทียบกับ LDPE และฟิล์มที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอื่นๆผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าฟิล์มที่มี CH อุดมด้วย TEO และสารเติมแต่ง เช่น ZnO/CaCl2/NC/PEG เป็นทางเลือกที่ยั่งยืน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีประสิทธิภาพในการรักษาอายุการเก็บรักษากะหล่ำปลีเมื่อแช่เย็น
วัสดุบรรจุภัณฑ์โพลิเมอร์สังเคราะห์ที่ได้จากปิโตรเลียมถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารมาอย่างยาวนาน เพื่อรับรองคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์อาหารต่างๆข้อดีของวัสดุแบบดั้งเดิมนั้นเห็นได้ชัดเนื่องจากความง่ายในการผลิต ต้นทุนต่ำ และคุณสมบัติการกั้นที่ดีเยี่ยมอย่างไรก็ตาม การใช้และการกำจัดจำนวนมากของสารที่ไม่สามารถย่อยสลายได้เหล่านี้จะทำให้วิกฤตมลพิษทางสิ่งแวดล้อมรุนแรงขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในกรณีนี้ การพัฒนาวัสดุบรรจุภัณฑ์ธรรมชาติเพื่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมเป็นไปอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาฟิล์มใหม่เหล่านี้ไม่เป็นพิษ ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ยั่งยืน และเข้ากันได้ทางชีวภาพ1นอกจากจะไม่เป็นพิษและเข้ากันได้ทางชีวภาพแล้ว ฟิล์มเหล่านี้ที่ทำจากโพลิเมอร์ชีวภาพตามธรรมชาติสามารถมีสารต้านอนุมูลอิสระ ดังนั้นจึงไม่ก่อให้เกิดการปนเปื้อนในอาหารตามธรรมชาติ รวมถึงการชะล้างสารเติมแต่ง เช่น พทาเลตดังนั้น พื้นผิวเหล่านี้จึงสามารถใช้เป็นทางเลือกแทนพลาสติกจากปิโตรเลียมแบบดั้งเดิม เนื่องจากมีคุณสมบัติการทำงานที่คล้ายคลึงกันในบรรจุภัณฑ์อาหาร3ปัจจุบัน พอลิเมอร์ชีวภาพที่ได้จากโปรตีน ลิพิด และพอลิแซ็กคาไรด์ได้รับการพัฒนาจนประสบความสำเร็จ ซึ่งเป็นวัสดุบรรจุภัณฑ์ชนิดใหม่ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไคโตซาน (CH) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อาหาร รวมถึงโพลีแซคคาไรด์ เช่น เซลลูโลสและแป้ง เนื่องจากความสามารถในการสร้างฟิล์มได้ง่าย ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ การซึมผ่านของออกซิเจนและไอน้ำได้ดีกว่า และระดับความแข็งแรงเชิงกลที่ดีของโมเลกุลขนาดใหญ่ตามธรรมชาติทั่วไป,5.อย่างไรก็ตาม สารต้านอนุมูลอิสระและศักยภาพในการต้านแบคทีเรียที่ต่ำของฟิล์ม CH ซึ่งเป็นเกณฑ์สำคัญสำหรับฟิล์มบรรจุภัณฑ์อาหารที่ใช้งานอยู่นั้นจำกัดศักยภาพของฟิล์มเหล่านี้ ดังนั้น จึงมีการเพิ่มโมเลกุลเพิ่มเติมเข้าไปในฟิล์ม CH เพื่อสร้างสปีชีส์ใหม่ที่เหมาะสม
น้ำมันหอมระเหยที่ได้จากพืชสามารถรวมเข้ากับฟิล์มโพลิเมอร์ชีวภาพและสามารถให้คุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระหรือต้านแบคทีเรียแก่ระบบบรรจุภัณฑ์ ซึ่งมีประโยชน์ในการยืดอายุการเก็บรักษาอาหารน้ำมันหอมระเหยไทม์เป็นน้ำมันหอมระเหยที่ได้รับการศึกษาและใช้มากที่สุด เนื่องจากมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย ต้านการอักเสบ และต้านเชื้อราตามองค์ประกอบของน้ำมันหอมระเหย มีการระบุคีโมไทป์ต่างๆ ของไทม์ ได้แก่ ไทมอล (23-60%), พี-ซีโมล (8-44%), แกมมา-เทอร์พีนีน (18-50%), ลินาลูล (3-4% ).%) และคาร์วาครอล (2-8%)9 อย่างไรก็ตาม ไทมอลมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรียที่แรงที่สุดเนื่องจากเนื้อหาของฟีนอลในนั้น10น่าเสียดายที่การรวมน้ำมันหอมระเหยจากพืชหรือส่วนผสมที่ออกฤทธิ์ในเมทริกซ์โพลิเมอร์ชีวภาพทำให้ความแข็งแรงเชิงกลของฟิล์มคอมโพสิตชีวภาพที่ได้รับลดลงอย่างมาก11,12ซึ่งหมายความว่าวัสดุบรรจุภัณฑ์และฟิล์มพลาสติกที่มีน้ำมันหอมระเหยจากพืชจะต้องได้รับการชุบแข็งเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของบรรจุภัณฑ์อาหาร