Физические, механические и кислородобарьерные свойства антимикробной активной упаковки на основе полиэтиленовой пленки низкой плотности с добавлением сорбиновой кислоты.

Нефтехимическая промышленность
Благодаря своим физическим свойствам, исключительной прочности и барьерным свойствам, полиэтилен низкой плотности, основанный на пластике, таком как полиэтилен низкой плотности, привлек большое внимание в упаковочной технологии для защиты пищевых продуктов от микробных загрязнений [j]2].
В целом, пластиковая упаковка имеет ряд преимуществ в упаковке продуктов питания, таких как малый вес, низкая стоимость, значительная прочность, хорошая маслостойкость и химическая стойкость по сравнению с другими упаковочными материалами, отличные барьерные свойства для газов и водяного пара при термосварке, стабильная температура, легкость повторного использования и переработки [7].
Однако эта традиционная упаковка используется только для механической поддержки и защиты продуктов питания от внешних загрязнений, и, поскольку она обеспечивает безопасность при контакте с продуктами питания, она считается пассивной защитой, чтобы максимально сохранить инерцию14].
Поэтому в последнее десятилетие для решения этой проблемы были разработаны новые полимерные упаковочные материалы для пищевых продуктов.
С точки зрения безопасности, промышленное производство продуктов питания сместилось в сторону свежих и обработанных химикатами продуктов высочайшего качества с увеличенным сроком хранения.
Кроме того, тенденция глобализации рынка привела к увеличению протяженности образа жизни потребителей в сфере продуктов питания, что также является движущей силой развития и совершенствования упаковки с целью расширения ее функциональных возможностей.
Фактически, полимерная упаковка в настоящее время превращает защиту из пенопласта в активный инструмент улучшения качества пищевых продуктов.
В последние годы полимерные упаковочные пленки в сочетании с антибактериальными препаратами достигли значительного развития в улучшении сохранности упакованных продуктов питания.
Эти пленки потенциально могут улучшить микробную стабильность пищевых продуктов, воздействуя на их поверхность [1,12].
Модификация полимерной структуры пластмассовых материалов может быть достигнута традиционными химическими методами, а также ионизирующим излучением от радиоактивных источников или сильно ускоренными электронами.
Среди них, радиационная прививка считается универсальным и экологически чистым методом благодаря высокой степени проникновения в полимерную матрицу, быстрому и равномерному формированию активных центров для запуска прививки по всей матрице, что полезно для разработки новых материалов с уникальными свойствами. Радиационная прививка
В своей простейшей форме процесс прививки включает в себя гетерогенные системы, в качестве подложки используется пленка, волокно или даже порошок, а мономер, прививаемый к подложке, может представлять собой жидкость, пар или раствор.
Полимеры часто подвергаются облучению для изменения химических и физических свойств, и особый интерес вызывает достижение конкретных желаемых свойств.
При соответствующих экспериментальных условиях модификация свойств полимера может быть произведена не только на поверхности, но и по всей внутренней фазе полимера [3].
Прививка полиэтилена поляризованными функциональными группами — очень эффективный способ получения новых материалов со специальными физическими свойствами.
Химические свойства.
Включение поляризующих функциональных оснований, таких как карбонилы (C=O).
Полимерообразующие цепи обеспечивают специфические участки для взаимодействия, такие как водородные и связанные связи, что улучшает совместимость полимеров с другими материалами [8].
Кроме того, присоединение связующего вещества обеспечивает длительную химическую стабильность за счет введения цепи по сравнению с физически покрытой полимерной цепью [1]9]. Сорбиновая кислота (2,4-
(Винная кислота)
Считается добавкой, признанной безопасной для употребления (GRAS), используется в напитках, переработанных фруктах и ​​овощах, обычно используется в качестве модельной добавки в исследовании высвобождения [5,6].
Кроме того, эффективное обогащение, как правило, не меняет вкус или запах пищи и считается безвредным [15].
Недавно радиация
Индуцированное прививание антимикробных агентов на полимерные пленки, x-
Сообщается, что [присутствуют гамма-лучи или ультрафиолетовые лучи]13,10,4].
Однако до настоящего времени сообщений о радиационном облучении не поступало.
Прививка сорбиновой кислоты была осуществлена ​​на пленку из полиэтилена низкой плотности.
Таким образом, целью данного исследования является оценка свойств кислородной проницаемости, прочности на разрыв, относительного удлинения при разрыве, угла смачивания водой и морфологии поверхности антибактериальной пленки из полиэтилена низкой плотности, модифицированной сорбиновой кислотой.
Метод: материал: пленка из полиэтилена низкой плотности (
(толщина около 50 мкм)
Экструзия методом выдувания пленки.
Сорбиновую кислоту закупают у компании Sigma-.
Получил и использовал продукцию Aldrich.
Растворители и химические реагенты находятся на лабораторном уровне и могут использоваться без дополнительной очистки. Радиация-
Индукционная прививка: Предварительная
С помощью прививки сорбиновой кислоты (SA) методом облучения
В пленке из полиэтилена низкой плотности (ПНД).
Поместите 10 см x 10 см² полиэтиленовой пленки низкой плотности в пакет с застежкой-молнией, запечатайте после промывки азотом и отполируйте электронным ускорителем при температуре сухого льда. EPS 3000 можно приобрести в Agensi nuk.
Облученная мембрана непосредственно используется для реакции прививки.
Реакцию прививки проводили в анпоу, облученные образцы помещали в анпоу и выдерживали при температуре 60°C [в течение 3 часов в растворе сорбиновой кислоты с концентрацией 2%, 5% и 10%].
Затем образец извлекают из раствора и очищают ультразвуком в дистиллированной воде в течение 1 часа, после чего многократно промывают дистиллированной водой до тех пор, пока последующий вес не перестанет снижаться.
Представление фильма: с использованием постоянной
Система измерения давления и расходомер мыльной пены.
Проведите тест на проникновение под углом [25] градусов.
C. Давление подаваемого газа составляет 5 бар избытка.
Повторите измерения для каждого образца три раза.
Рассчитайте проницаемость чистого газа, используя уравнение (1): P = l/A[DELTA]p dv/dt (1)
Здесь P — коэффициент проникновения, [DELTA]
P — это разница давлений на мембране (Па).
А — эффективная площадь поверхности (12,5 х 10⁻⁴ [м²]).
L — толщина пленки (м).
T — время проникновения (с)
V — это объем газа, проходящего через пленку ([m. sup. 3](СТП)).
Проведите измерение прочностных характеристик на разрывной машине SHIDMADZU Autograph TensileTest модели
G согласно ASTM D1822L.
Была установлена ​​скорость поперечного сечения 30 мм, а скорость 1 мм/мин. Испытания проводились при температуре 25 ± 3°C.
Анализ закономерностей изменения морфологии привитой мембраны проводился с помощью атомно-силового микроскопа (Shimadzu SPM-9500J2).
Точка контакта воды с поверхностью образца измеряется методом капли с использованием статического контактного угла.
Три раза на анализ каждого образца).
Результаты: Обсуждение: как показано в таблице 3.
1. Кислородная проницаемость (КП)
Значения контрольной пленки и пленки с сорбиновой кислотой (SA)
Было проведено сравнение эффективности прививки при различных концентрациях.
Эффект прививки сорбиновой кислоты к мембране толуола играет важную роль в улучшении ОП.
Согласно полученным результатам, наименьший ОП наблюдался при использовании полиэтилена низкой плотности + 10% SA и 3,07 x [10 −16][м −3]м/[м −2]
Спа, который сильно отличается от других фильмов.
Значение ОП для 2% и 5% привитого полиэтилена низкой плотности SA составляет 3,34 х [10⁻¹⁶] и 3,21 х [10⁻¹⁶][m³]м/[m²]
Пленка SPa имеет самое высокое значение OP, равное значению для полиэтилена низкой плотности + 2%, что указывает на то, что она не обеспечивает надлежащую защиту от кислорода по сравнению с другими пленками.
При добавлении SA оптическая плотность пленки уменьшается, что может быть связано с ограниченной текучестью межмолекулярных цепей, а свободный объем пленки уменьшается с уменьшением оптической плотности.
Этот результат показывает наличие l-g-
Использование пленки SA в качестве антибактериальной упаковки может предотвратить порчу продуктов питания.
Тонкие пленки с низкой кислородной проницаемостью подходят для кондитерских изделий, выпечки, орехов и других продуктов, которые легко окисляются [11].
Предел прочности на растяжение (ПТ)
И разрыв удлинения (EAB)
В таблице 3 представлены пленки из полиэтилена низкой плотности, модифицированные различными концентрациями SA. 1.
Добавление SA значительно улучшило показатели TS и EAB.
Контрольная пленка демонстрирует более низкую прочность на разрыв (20,48 МПа) и более низкий коэффициент электростатического сопротивления (193,25%).
В отличие от тех фильмов, где использовались чужие идеи.
Значение TS также увеличилось с 31 при увеличении концентрации SA с 2% до 10%. 25 МПа до 32,61 МПа.
С другой стороны, показатель EAB антибактериальной пленки значительно увеличился с 201 по сравнению с контрольной пленкой на 10% до 254.
При концентрации SA 47% ее содержание увеличилось с 2% до 10%.
Однако прочность на разрыв (TS) и электростатическая активность (EAB) пленки с 2% и 5% сорбиновой кислоты ниже, чем у пленки с 10% сорбиновой кислоты, что указывает на превосходные показатели прочности на разрыв и электростатической активности при использовании 10% сорбиновой кислоты.
Улучшение механических свойств привитой пленки может быть обусловлено прививкой салициловой кислоты (SA) к основной цепи пленки из полиэтилена низкой плотности, что повышает гибкость полимерной цепи.
Результаты испытаний на растяжение показывают, что добавление сорбиновой кислоты методом радиационной прививки может улучшить прочностные характеристики полиэтилена низкой плотности g-SAfilm.
Измерения краевого угла смачивания проводились для получения информации о краевом угле воды на поверхности полиэтилена низкой плотности и полиэтилена низкой плотности g-SA.
Как показано на рисунке 3.
1. В нормальных условиях все точки контакта для прививки сорбиновой кислоты на пленку из полиэтилена низкой плотности находятся под углом более 90 градусов.
Это означает, что пленка имеет гидрофобную поверхность.
Перед прививкой краевой угол смачивания контрольной пленки из полиэтилена низкой плотности составлял примерно 86,42 градуса.
Это означает, что поверхность материала является гидрофильной.
Для мембран, полученных методом прививки, угол смачивания водой увеличивается до 105,25°.
Это указывает на то, что прививка сорбиновой кислоты привела к снижению поверхностной влажности привитой пленки по сравнению с исходным полиэтиленом низкой плотности.
Улучшение свойств полиэтилена низкой плотности
Химический состав и морфология поверхности материала определяют его влагостойкие свойства, которые, в свою очередь, зависят от шероховатости поверхности материала.
Эти результаты хорошо коррелируют с микроскопическими наблюдениями с помощью АСМ, которые показывают прикрепление сдопидной кислоты к поверхности пленки. Рисунок 3.
Два показывают три-
Изображения, полученные методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) по размерам, взяты из исходного образца пленки и пленки с привитыми клетками.
Из полученных результатов ясно, что модифицированный образец имеет относительно шероховатую поверхность, что подтверждает предварительные результаты, представленные на рисунке 3.1.
На изображениях образцов с небольшими новыми шипами видно, что эффект прививки на топологическую структуру может проявляться в значительно большей площади поверхности прививки по сравнению с непривитой пленкой из полиэтилена низкой плотности.
Вывод: Данное исследование показывает, что сорбиновая кислота (СК)
Это оказывает важное влияние на характеристики пленки. LDPE-g-
Пленка SA продемонстрировала значительное улучшение как прочности на разрыв, так и относительного удлинения при разрыве, что является результатом повышения гибкости полимерной цепи, влияющей на морфологию пленки и приводящей к увеличению шероховатости ее поверхности.
В точке контакта привитой пленки наблюдается уменьшение поверхностной влажности, что означает наличие у пленки гидрофобной поверхности.
В целом, использование салициловой кислоты в качестве активного вещества открывает большие возможности для разработки антимикробных активных пленок для упаковки пищевых продуктов.
Поэтому будущие исследования в этой области должны быть сосредоточены на применении этой антибактериальной пленки в пищевых продуктах для оценки эффективности ее антибактериальных свойств.
Информация о статье История статьи: пересмотрена 28 февраля 2014 г., получена 25 мая 2014 г., получена 6 июня 2014 г., получена онлайн, получена 20 июня 2014 г. Автор выражает благодарность Международному агентству по атомной энергии (МАГАТЭ).
Скоординированная исследовательская программа (СИП)
Финансирование в рамках избирательного номера Rc17457. ССЫЛКИ [1] Ча, Д.С., Дж.Х. Чой, М.С. Чиннан и Х.Дж. Парк. 2002.
Антибактериальная пленка на основе альгината натрия и [каппа]-каррагинана. LWT--
Пищевые технологии, 35: 715-719. [2] Кьеллини, Э., 2008.
Упаковка пищевых продуктов, совместимая с окружающей средой, опубликовано издательством Woodhead. [3] Хмелевский, А.Г., М. Хаджи-Саид и С. Ахмед, 2005.
Достижения в области радиационной обработки полимеров.
Физика. Часть B: взаимодействие с пучками материалов и атомов, 236: 44-54. [4] Ферраз, К.К., Г.Х.К. Варка, Дж.К. Руис, П.С. Лопес, М.Б. Матор, А.Б. Лугао и Э. Бусио, 2014. Излучение-
Горячая прививка и pH-чувствительный сбор (N-)
Винилгексамин-со-акриловая кислота)
Силиконовое волокно и полипропиленовая пленка для биомедицинских целей.
Физика и химия излучения, 97: 298-303. [5]Флорес, С., А. Хаэдо, К. Кампос и Л.
Гершенсон, 2007
Антибактериальные свойства порошка сладкого картофеля, начиненного съедобной пленкой и содержащего калий из горной груши.
Европейский центр исследований и технологий пищевых продуктов, 225: 375-384. [6] Гийяр, В., В. Иссупов, А. Редл и Н. Гонтард, 2009.
Снизьте содержание пищевых консервантов, контролируя выделение сорбиновой кислоты в поверхностном покрытии.
Инновационная пищевая наука и новые технологии, 10: 108-115. [7] Хан, Дж. Х., 2014.
Инновации в пищевой упаковке (2-е издание), Elsevier. [8] Хартли, Ф.Р., 1985.
Поддерживаемые металлокомплексы: новое поколение катализаторов. Рейдель Камель, С., 2012.
Быстрый синтез антибактериальной бумаги под воздействием микроволнового излучения.
Углеводный полимер, 90: 1538-1542. [9] Като, К., Э. Учида, Э.Т. Канг, Ю. Уяма и Ю. Икада. 2003.
Поверхность полимера с привитой цепью.
Прогресс полимерной науки 28:209-259. [10] Хан, А., Т. Хук, Р.А. Хан, Д. Дюссо, С. Сальмиери и М. Лакруа, 2012.
Влияние гамма-излучения на механические и барьерные свойства пленок на основе HEMA, модифицированных оболочкой из сахара и амина.
Физика и химия излучения, 81: 941-944. [11] МакХью, Т.Х., К.К. Хаксолл и Дж.М. Крохта, 1996.
Проницаемость съедобной пленки из фруктовой грязи.
Журнал пищевой науки, 61: 88-91. [12]Оджаг, С.М., М. Резаи, С.Х. Разави и С.М.Х. Хоссейни, 2010.
Разработка и оценка новой биоразлагаемой мембраны, изготовленной из небольшого количества сахара и эфирного масла корицы, обладающих низкой водопоглощающей способностью.
Пищевая химия, 122: 161-166. [13]Пин, С., М. Ван и Г. Сюэву, 2011.
Собираться (
ПЭТ-пленка (ПЭТ) гамма-излучением
Трансплантация полиакриловой кислоты под воздействием рентгеновского излучения
И его применение в антибактериальных гибридных мембранах.
Радиационная физика и химия, 80: 567-572. [14] Рестучча, Д., У. Г. Спиццирри, О. И. Паризи, Г. Чирилло, М. Курчо, Ф. Иемма, Ф. Пуочи, Г. Винчи и Н. Пиччи, 2010.
Пищевая промышленность применяет активную и интеллектуальную упаковку в соответствии с новыми нормативными требованиями ЕС и требованиями мировых рынков.
Контроль за продуктами питания, 21: 1425-1435. [15]Терон, М.М. и Дж.Ф.Р. Люс, 2010.
Тейлор и Фрэнсис, органические кислоты и консервация продуктов питания. (1,2)
Не Азвин Шукри, (1)
Зулькафли Газали, (1)
Это не Азилла Фатима (1)
Мухаммад (2)
Пад Узир жди (1)
Агентство по атомной энергии Малайзии, технология радиационной обработки, Бани, 43000, Каджанг, Селангор, Малайзия. (2)
Университет Малайзии, Центр композитных материалов, Джохор, Шин Шан, Малайзия, 81310.
Автор: Агентство по атомной энергии Малайзии, технология радиационной обработки, Банги, 43000, Каджанг, Селангор, Малайзия.