بررسی ویژگی‌های فیزیکو مکانیکی، شیمیایی و آنتی اکسیدانی فیلم زیست تخریب‌پذیر بر پایه کیتوزان حاوی نانولیپوزوم‌های حامل عصاره پوست سبز پسته

سابقه و هدف: در دهه اخیر تولید فیلم‌های فعال زیستی حاوی ضایعات ارزان قیمت کشاورزی بدلایل ملاحظات محیطی، اقتصادی و سلامتی مورد توجه محققان بسیاری قرار گرفته است. در این تحقیق علاوه بر تولید یک فیلم طبیعی زیست سازگار بر پایه کیتوزان، تاثیر دو نحوه متفاوت نشاندن لیپوزم حاوی عصاره پوست سبز پسته بر ویژگی‌های فیزیکومکانیکی، شیمیایی و آنتی اکسیدانی و نحوه رهایش ترکیبات آنتی اکسیدان مورد مطالعه قرار گرفته است. مواد و روش‌ها: ترکیبات فنلی پوست سبز پسته پس از استخراج و خالص سازی در لیپوزوم‌ها ریزپوشانی شد. ده نمونه فیلم بر پایه کیتوزان حاوی درصدهای مختلف (2 و 1.5، 1، 0) نانولیپوزوم‌ حاوی ppm1000 عصاره پوست سبز پسته تولید شد. نانولیپوزوم ها به‌دو صورت لایه‌ای و آمیخته در بافت فیلم تلقیح شدند. محتوای فنل تام عصاره، ابعاد لیپووزم، کارآیی ریزپوشانی و مقاومت مکانیکی، مدول الاستیسیته، خواص نوری، ظرفیت آنتی‌اکسیدانی، طیف سنجی مادون قرمز و نحوه رهایش عصاره پوست سبز پسته از نمونه‌های فیلم مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد با این‌که کلیه نمونه فیلم‌های تولید شده دارای مقاومت مکانیکی مطلوبی بودند اما فیلم‌های دارای 1.5 و 2 درصد لیپوزوم‌ خصوصا فیلمی که لیپوزوم‌ها به روش آمیخته تلقیح شده بودند، دارای قدرت مکانیکی معنی‌دار بالاتری بود. نتایج بررسی ظرفیت آنتی‌اکسیدانی نشان داد که فیلم های حاوی 1.5 و 2 درصد لیپوزوم‌ دارای بالاترین قدرت آنتی اکسیدانی وابسته به غلظت بودند. بررسی و مقایسه پیک‌های طیف تبدیل فوریه مادون قرمز ftir نشان داد پیک‌های حاصله با پیک‌های اختصاصی ترکیبات سازنده فیلم مطابقت داشته همچنین پیوند الکتروستاتیک کیتوزان و کربوکسی متیل سلولز قابل تشخیص بود. مقایسه پیک فیلم دارای لیپوزوم و فیلم شاهد نشان دهنده عدم برهم‌کنش میان ترکیبات فیلم‌ و لیپوزوم بود. در داده‌های نوری هیچ تفاوت معنی داری دیده نشد که بیانگر عدم کاهش شفافیت فیلم با افزایش درصد لیپوزوم‌ها به بافت آن بود. آزمون رهایش، تشابه نسبی کینتیک رهایش فیلم حاوی عصاره آزاد و فیلم دارای لیپوزوم‌های سطحی را نشان داد که این امر تاییدی بر رهایش ترکیبات فعال بدون تاخیر و درگیر شدن در رشته‌های پلیمری بود.نتیجه‌گیری: به‌طور کلی می‌توان نتیجه گرفت با وجود این‌که نمونه فیلم حاوی 2 درصد لیپوزوم تلقیح شده در هر دو روش لایه‌ای و آمیخته دارای بالاترین ظرفیت آنتی‌اکسیدانی و مقاومت مکانیکی بودند، اما نمونه فیلم حاوی لیپوزوم‌های سطحی دارای کینتیک رهایش بدون تاخیر و کارآمدتر آنتی‌اکسیدان‌ها بود. بنابراین روش بررسی شده در این تحقیق می‌تواند برای تولید یک فیلم فعال زیست تخریب پذیر پیشنهاد و به‌کار گرفته شود.

Characterization of physicomechanical, chemical and antioxidant properties of chitosan based film incorporated with PGHE nanoliposome

Background and objective: In recent decade, developing natural biodegradable films carrying bio active material extracted from cheap agricultural wastes have fostered many attentions. This is due to increasing economic and environmental and health conservations. The purpose of this study first, is the production of an active biodegradable film based on chitosan and carboxymethyl cellulose and second, is the investigation of two different ways of incorporating nanoliposomes loaded with Pistachio green hall extract into the film on its physicomechanical, chemical, antioxidant capacity and release properties. Materials and methods: Phenolic component of Pistachio green hall were extracted and purified and encapsulated into nanoliposomes. 10 film samples based on chitosan, carboxymethyl cellulose and glycerol as plasticizer incorporated with 0, 1, 1.5, %2 w/w layered and dispersed nanoliposome carrying 1000 ppm PGHE were developed. Total phenol content of PGHE, liposome dimension, loading efficiency, and mechanical resistance, optical property, antioxidant capacity and release property of extract of film samples were studied. Also FTIR analysis of the film samples was studied to search about probable interactions among film ingredients and liposomes. Results: All film samples showed desirable mechanical properties. However, film samples with 1.5 to 2% w/w liposome especially the sample containing dispersed liposomes significantly presented higher mechanical strength and the percentage of elongation. Also, the film samples with 1.5 to 2% w/w liposome demonstrated a high and concentration dependent antioxidant potential. The FTIR studies showed the specific peaks of the blank film components, indicating no probable interactions among the film ingredients and liposomes. Also, and electrostatic interaction of chitosan and carboxymethyl cellulose was detectable. The spectra of two both film samples containing liposome were similar to blank film sample, indicated no probable interactions among the film ingredients and liposomes. There was no significant difference among optical data showing that incorporating liposomes had no effect on the clarity of film samples. The release test showed the similar release kinetic between the sample with layered and the film sample incorporated with free extract. This finding cleared that antioxidant components could release without any delay and struggling with film polymer strands. Conclusion: Although all prepared film samples had notable optical, mechanical and tensile strength and antioxidant features, the film samples with %2 layered liposome besides exhibiting desire physicomechanical, optical and antioxidant activity showed more efficient release kinetic of antioxidants. So, it could be concluded that the proposed method in this research could be a promising way for developing active biodegradable films.