تهیه بسته بندی های آنتی باکتریال و زیست تخریب پذیر بر پایه پلی لاکتیک اسید

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد-گروه مهندسی پلیمر- دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب

2 دانشیار پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران- خاتم پلیمر

چکیده

بسته بندی های ضد میکروبی به دلیل توانایی در مهار میکروارگانیسم های آلوده کننده غذا و در نتیجه حفظ کیفیت محصول علاوه بر افزایش زمان ماندگاری در تأمین نیازهای مشتری بسیار موفق بوده و مورد توجّه قرار گرفته اند. در این پروژه، فیلم های ضد میکروبی و زیست تخریب پذیر بر پایه پلی اتیلن سبک خطی / پلی اتیلن سبک /  پلی لاکتیک اسید حاوی پتاسیم سوربات به روش فیلم دمشی تهیه شدند. ابتدا آمیزه پلی اتیلن سبک خطی/ پلی اتیلن سبک به همراه درصدهای مختلفی از پلی لاکتیک اسید (10و20و30٪) و 3جزء درصد سازگارکننده پلی اتیلن مالئیک انیدرید تهیه و بر اساس نتایج حاصل از آزمون خواص مکانیکی نمونه حاوی 20 درصد پلی لاکتیک اسید به عنوان بهینه انتخاب شد. در مرحله بعدی از 4 جزء درصد پتاسیم سوربات به عنوان عامل ضد میکروب برای تهیه فیلم های زیست تخریب پذیر و ضد میکروب استفاده و فیلم ها به روش فیلم دمشی تهیه شدند. نتایج آزمون خواص مکانیکی نشان داد که حضور پتاسیم سوربات باعث بهبود استحکام کششی از 93/7  به 71/11 مگاپاسکال و ازدیاد طول تا پارگی از 57/282 به 57/551 درصد شده است.همچنین نتایج آزمون میکروبی 72 ساعته نشان دادند که فیلم های حاوی 4 جزء درصد پتاسیم سوربات در برابر باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و قارچ اسپرژیلوس نایجر کاملاً فعالیت ضد باکتریایی داشته و با اثرگذاری بر روی آنزیم های ضروری در رشد میکروارگانیسم ها مانع از رشد آن ها شده است. همچنین نتایج زیست تخریب پذیری 2 ماهه برای فیلم های بر پایه پلی اتیلن سبک خطی /پلی اتیلن سبک و فیلم حاوی 20٪ پلی لاکتیک اسید و فیلم حاوی 4 جزء در صد پتاسیم سوربات نشان دادند که با افزودن 20٪ پلی-لاکتیک اسید و 4 جزء در صد پتاسیم سوربات میزان زیست تخریب پذیری فیلم ها پس از گذشت 2 ماه به ترتیب 11/1 ٪ و 07/2 ٪ بهبود یافته است که پیش بینی می شود این روند با گذشت مدّت زمان بیشتر ادامه یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preperation of Antimicrobial and Biodegradable Packaging Based on Poly Lactic Acid PLA

نویسندگان [English]

  • Zahra Tolouei 1
  • Abdulrasoul Oromiehie 2
1 Polymer Engineering Master Student, Azad University Tehran South Branch, Iran
2 Associate Professor, Polymer Chemistry Department, Azad University Tehran South Branch, CEO of Khatam Polymer, Iran
چکیده [English]

Antimicrobial packaging has been very successful and well received due to its ability to inhibit food contaminating microorganisms and thus maintain product quality, in addition to increasing shelf life in meeting customer needs. In this project, antimicrobial and biodegradable films based on linear polyethylene/light polyethylene/poly lactic acid (blends of LLDPE/LDPE/PLA)containing potassium sorbate were prepared by blowing film method. First, linear polyethylene / light polyethylene blend was prepared with different percentages of poly lactic acid (10, 20 and 30%) and 3% component of polyethylene maleic anhydride. The sample of 20% lactic acid was selected as optimal  based on mechanical properties test. In the next step, 4% potassium sorbate was used as an antimicrobial agent to produce biodegradable and antimicrobial films and the films were prepared by blowing film method. The mechanical properties test results showed that the presence of potassium sorbate improved the tensile strength from 7.93 to 11.71 MPa and elongation to rupture from 282.57 to 551.57%. Also, the 72-hour microbial test results showed that the film contains 4% potassium sorbate against Staphylococcus aureus and Aspergillus Niger completely inhibited bacterial activity and inhibited their growth by affecting the essential enzymes in the growth of microorganisms. Also, the 2-month biodegradability results for linear polyethylene/ light polyethylene films and films containing 20% poly lactic acid and 4% potassium sorbate films showed that by adding 20% poly Lactic acid and 4% potassium sorbate improved the biodegradability of the films after 2 months by 1.11% and 2.07%, respectively, however the figure is expected to grow further if time increase.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biodegradable Packaging
  • Antimicrobial Packaging
  • LDPE
  • LLDPE
  • PLA
1. P. Atabaki, A Oromiehie (Ph.D.), M. Mehranpoor (Ph.D.),) 2018( “Preparation of Intelligence Antimicrobial Films based on Low Density Polyethylene and evaluation of its properties”, Department of Polymer Engineering, Islamic Azad university Science and Research Branch, Tehran.

2. D.S.Lee, K.L. Yam, and L.Piergiovanni, (2008). “Food packaging and technology”, CRC press.

3. P. Appendini, J.H. Hotchkiss, (2002). “A Review of antimicrobial food packaging”, Innovation food science & engineering technologies 3, 113-126.

4. H. Barzegar, M.H. Azizi, M. Barzegar, Z. Hamidi-Esfahani,  . (2014). “Effect of potassium sorbate on antimicrobial and physical properties of starch-clay nanocomposite films”, J. carbohydrate Polym. pp. 26-31.

5. M. Ghozali, P. Doni B. Sinaga, Sh. Maranata, E. N. Rohmah, (2016). “Study and development of Linear low density polyethylene (LLDPE) and poly lactic acid (PLA) biodegradable compouns using compatibilizer LLDPE-g-MA”, World Chem. Eng. J. , vol.1, no.2, pp.11-16.