مطالعه خواص ضدباکتری کاغذهای تیمار شده با عصاره‎های برگ، پوست و چوب دو گونه بلوط و اکالیپتوس

بیان مساله و اهداف: در این پژوهش، هدف بررسی خواص ضد باکتریایی کاغذهای آغشته به عصاره‌های گیاهی استخراج شده از برگ، پوست و چوب درختان بلوط و اکالیپتوس بود. با توجه به افزایش مقاومت باکتری‌ها نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها و همچنین نیاز روزافزون به بسته‌بندی‌های بهداشتی، کاربرد ترکیبات ضد باکتریایی طبیعی از منابع گیاهی می‌تواند راهکار مناسبی در صنایع غذایی و بهداشتی ارائه دهد. عصاره‌های گیاهی حاوی ترکیبات فعالی مانند فلاونوئیدها و تانن‌ها هستند که می‌توانند بر ساختار سلولی باکتری‌ها تاثیر بگذارند و از رشد آن‌ها جلوگیری کنند. در این مطالعه، عصاره‌ها به روش التراسونیک استخراج شدند تا بیشترین کارایی در استخراج ترکیبات فعال حاصل شود. کاغذ دست‌ساز با گراماژ 120 گرم بر مترمربع تهیه شد و سپس عصاره‌های استخراج شده به سطح کاغذ اسپری و خواص ضد باکتریایی و مکانیکی آن‌ها ارزیابی گردید.مواد و روشها: روش کار شامل آماده‌سازی خمیرکاغذ از کرافت الیاف بلند، تهیه عصاره گیاهی و ساخت کاغذ بود. عصاره‌گیری گیاهان به روش التراسونیک و با حلال استون انجام شد تا ترکیبات فعال در زمان کوتاه و با راندمان بالا استخراج شود. عصاره‌ها با دو دامنه آمپلی‌تود مختلف فراصوتی تیمار شدند. سپس کاغذهای تولید شده به عصاره‌ها آغشته و پس از خشک شدن، آزمون‌های مختلفی از جمله آزمون‌های ضد باکتریایی و مکانیکی بر روی آن‌ها انجام گرفت. خواص ضد باکتریایی عصاره‌ها از طریق اندازه‌گیری قطر هاله‌های عدم رشد باکتری‌های گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس و گرم منفی اشریشیاکلای مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، مقاومت‌های مکانیکی کاغذهای تیمار شده شامل آزمون کشش، پاره شدن و ترکیدن، طبق استانداردهای tappi اندازه‌گیری شد.نتایج: نتایج نشان داد که عصاره‌های برگ و پوست بلوط و اکالیپتوس خواص ضدباکتریایی قوی‌تری نسبت به عصاره‌های چوب دارند. استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به عصاره‌ها حساسیت بیشتری نشان داد و هاله‌های عدم رشد با قطرهای مختلف تشکیل شد. در بین عصاره‌ها، برگ و پوست بلوط با قطر هاله‌های 13 و 18 میلی‌متر در برابر اشریشیاکلای موثرتر بودند، در حالی که عصاره‌های چوب اثر کمتری داشتند. این تفاوت به ترکیبات فعال مانند فلاونوئیدها و تانن‌ها در برگ و پوست نسبت داده شد که نفوذ بهتری به دیواره سلولی باکتری‌ها دارند. آزمون‌های مکانیکی نشان داد افزودن عصاره‌ها باعث کاهش مقاومت مکانیکی کاغذ نسبت به نمونه شاهد شد، که علت آن تضعیف پیوندهای هیدروژنی بین الیاف سلولزی و وجود ترکیبات آب‌دوست در عصاره‌ها است.نتیجه گیری: در نتیجه‌گیری، این پژوهش نشان می‌دهد که عصاره‌های گیاهی برگ و پوست بلوط و اکالیپتوس می‌توانند به‌عنوان منابع طبیعی موثر برای تولید کاغذهای ضد باکتریایی استفاده شوند، اگرچه به دلیل تاثیر منفی بر خواص مکانیکی کاغذ، نیاز به استفاده از افزودنی‌های مقاومتی در کنار عصاره‌ها وجود دارد. این اقدام می‌تواند به توسعه محصولات کاغذی ضد باکتریایی برای بسته‌بندی‌های بهداشتی و مواد غذایی کمک کند و راهکاری پایدار و ایمن در جهت حفظ بهداشت و سلامت عمومی ارائه دهد.

studying the antibacterial properties of papers treated with extracts of leaves, bark and wood of two species of oak and eucalyptus

problem definition and objectives: this study aims to investigate the antibacterial properties of papers treated with plant extracts derived from the leaves, bark, and wood of oak and eucalyptus trees. given the growing bacterial resistance to antibiotics and the increasing demand for hygienic packaging, utilizing natural antibacterial compounds from plant sources can provide an effective solution for the food and healthcare industries. plant extracts contain active compounds such as flavonoids and tannins, which can disrupt bacterial cell structures and inhibit their growth. in this research, ultrasonic extraction was employed to maximize the efficiency of extracting bioactive compounds. handcrafted paper with a grammage of 120 g/m² was produced, and then the extracted solutions were sprayed onto the paper surface, followed by assessment of antibacterial and mechanical properties.methodology: the methodology involved preparing kraft pulp from long-fiber wood, extracting plant compounds, and producing paper. plant extraction was conducted using ultrasound in acetone as a solvent to ensure high-yield extraction in a shorter time. the extracts were treated at two different ultrasound amplitude levels, and the prepared paper samples were treated with the extracts and air-dried before undergoing various tests, including antibacterial and mechanical evaluations. the antibacterial properties were assessed by measuring the inhibition zones against gram-positive staphylococcus aureus a, escherichia coli b.results: the results showed that leaf and bark extracts of oak and eucalyptus exhibited stronger antibacterial activity compared to wood extracts. staphylococcus aureus was particularly sensitive, forming inhibition zones of varying diameters. among the extracts, oak leaf and bark were most effective against escherichia coli, with inhibition zones of 13 and 18 mm, respectively, while wood extracts showed lower activity. this difference was attributed to active compounds such as flavonoids and tannins in the leaves and bark, which can more effectively penetrate bacterial cell walls. mechanical tests revealed that adding the extracts led to a noticeable decrease in the mechanical strength of treated paper compared to the control. this reduction was mainly due to the weakening of hydrogen bonds between cellulose fibers and the presence of hydrophilic compounds in the extracts.conclusion: in conclusion, this research demonstrates that plant extracts from the leaves and bark of oak and eucalyptus trees can serve as potent natural sources for producing antibacterial papers. however, due to the adverse effects on paper’s mechanical properties, incorporating reinforcing additives alongside these extracts is recommended. this approach can foster the development of antibacterial paper products suitable for hygienic and food packaging applications, offering a sustainable and safe solution for maintaining public health and hygiene.