الکتروریسی سینامالدهید در نانوالیاف کیتوزان/پلی ‌کاپرولاکتون: بررسی ویژگی های فیزیکومکانیکی، ساختاری و ضد میکروبی جهت اهداف بسته ‌بندی زیستی مواد غذایی

توسعه نانوالیاف‌های الکتروریسی ضدمیکروبی یکی از جدیدترین رویکردها در زمینه بسته‌بندی زیستی مواد غذایی است. در مطالعه حاضر، نانوالیاف‌های ضدمیکروبی جدید بر پایه کیتوزان (cs)/پلی ‌کاپرولاکتون (pcl) حاوی سینامالدهید (cin) در سه سطح مختلف (3، 5 و 10%، وزنی/وزنی) از طریق روش الکتروریسی ساخته شده و ویژگی‌های محلول‌های الکتروریسی و نانوالیاف‌های حاصله مورد بررسی قرار گرفت. میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی، fe - sem، نشان داد نانوالیاف‌های cs/pcl دارای جهت‌گیری خوب، بدون گره و دارای سطح صاف با قطر یکنواخت در طول خود بودند. فعل و انفعالات فیزیکی و پیوند هیدروژنی بین cs/pcl و cin توسط طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه، ftir، تایید شد. این نانوالیاف‌های هیبریدی جدید استحکام مکانیکی عالی حداکثر تا 0.93 ± 11.76 مگاپاسکال (cs/cin(10%)/pcl) را نشان دادند و عملکرد مطلوبی در مقابل بخار آب، wvp، به نمایش گذاشتند. بررسی الگوی رهایش cin در محیط برون ‌تنی نیز نشان داد که در پایان 96 ساعت، بیشترcin موجود در نانوالیاف‌هایcs/pcl بدون رهایش باقی ماند (78/1 - 73/2%)، که نشان‌دهنده دوام اسانس در نانوالیاف‌های الکتروریسی می‌باشد. به‌علاوه، نانوالیاف‌های الکتروریسی حاوی بیشترین غلظت cin (cs/cin(10%)/pcl) فعالیت ضدباکتریایی متمایزی را نسبت به باکتری‌های گرم‌مثبت لیستریا مونوسیتوژنز و گرم‌منفی اشرشیاکلی نشان دادند. این مطالعه بینش‌هایی را به منظور طراحی مواد ضدمیکروبی جدید مبتنی بر نانوالیاف‌ها جهت کاربردهای بسته‌بندی مواد غذایی ارائه می‌دهد.

Electrospinning of cinnamaldehyde in chitosan/poly(ε-caprolactone) hybrid nanofibers: the investigation of physicomechanical, structural, and antimicrobial properties for food biopackaging exploits

The development of antimicrobial electrospun nanofibrous mats is one of the most recent trends in the field of food biopackaging. Herein, novel antimicrobial fibrous mats consisting of blend electrospun chitosan (CS)/poly(εcaprolactone) (PCL) embedded with cinnamaldehyde (CIN) were fabricated via an electrospinning approach and investigated. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) manifested that asspun fibers were welloriented with uniform diameters along their lengths. The physical interactions and hydrogen bonding between CS/PCL and CIN were verified by Fouriertransform infrared (FTIR) spectroscopy. This novel hybrid mat demonstrated excellent mechanical strength of 11.7 ± 0.93 MPa (CS/CIN(10%)/PCL) and achieved good water vapor barrier (WVP) performance. In vitro release assay also revealed that most of CIN loaded fiber mats were remained (73.278.1%) after 96h, demonstrating their durability. Furthermore, the electrospun nanofibrous mats containing the highest amount of CIN (CS/CIN(10%)/PCL) exhibited distinctive antibacterial activity towards Grampositive Listeria monocytogenes and Gramnegative Escherichia coli bacteria. This study gives insights to design new fiberbased antimicrobial nanomaterials of interest in food packaging exploits.