SUPERVISOR
Hajar Shekarchi zadeh,Mehdi Kadivar
هاجر شکرچی زاده (استاد راهنما) مهدی کدیور (استاد مشاور)
STUDENT
Narges Akafian
نرگس عکافیان
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396
TITLE
Investigation of physical and mechanical properties of opopanax gum film containing opopanax nanoparticles
In this study, in order to improve the properties of the film prepared from Javashir, Javashir gum nanoparticles that were produced by the electrospray method were used. First, different conditions for the production of nanoparticles were evaluated. The results of scanning electron microscopy showed that the solution of Javashir gum in 50% volumetric acetic acid with a distance of 10 cm from the needle to the collector and by applying a voltage of 20 Kvolts was able to produce the best nanoparticles. These nanoparticles were sprayed on Javashir film (4% gum and 2.5% glycerol) at two different times of 30 and 60 minutes. In order to increase the hydrophobicity of the films, Javashir resin was used which was covered as a layer on the surface of the desired films. The results of thickness measurement showed that adding large amounts of nanoparticles as well as coating the film surface with resin increased the film thickness. In the shrinkage ratio test, the film thickness increased after drying, which was greater in the nano-60 film and then the resin film than in other films, which could be due to the water vapor pressure exiting the film at the time of evaporation. The moisture content of the control film was higher than other films. The addition of nanoparticles and coating with the surface reduced the moisture content of the Javashir film. Solubility results showed that all films have a very high solubility due to the hydrophilic nature of Javashir. However, the addition of nanoparticles and coating with resin reduced the water solubility of the films. The water vapor permeability of nano-60 film was increased compared to the control film which can be attributed to the increase in film surface due to the addition of nanoparticles. However, coating the surface with resin significantly reduced the water vapor permeability of the film. The histometric test showed that nano-30 resin film had 6.54 ± 2.72% elongation to tear point and 302.9 ± 47.1% tensile strength. Nano 30 resin film had the highest tensile strength and the lowest tensile strength. Turbidity measurement showed that the control film had the highest turbidity among the produced films and the turbidity of the films was reduced by adding nanoparticles and coating with resin. The results of the colorimetric test showed that the addition of nanoparticles did not have a significant effect on the color parameters of Jawshir film, which is probably due to the same nature of nanoparticles and film, but coating with resin reduced brightness and increased redness and yellowing of the film. Colored compounds are extracted in the resin. The results of the contact angle showed that the lowest contact angle, which indicates high hydrophilicity, was related to the control sample, and the contact angle increased by adding nanoparticles and coating with resin, resulting in increased hydrophobicity. FTIR-ATR results showed no chemical interactions between the film and the nanoparticles and the resin. SEM images also showed that the addition of nanoparticles and resin coating reduced the film roughness. Finally, it can be said that the addition of Javoshir nanoparticles could not improve the hydrophobic and water vapor permeability properties of Javashir film, but it could increase the tensile strength of Javashir film. Of course, coating the surface of the film with resin was very effective in reducing the hydrophilicity and water vapor permeability of Javashir film. Therefore, considering the sum of the desired factors for a desirable film, Nano 30 resin film can be selected as the best film. Keyword: Gum, resin, Javashir, edib film.
در این مطالعه به منظور بهبود خواص فیلم تهیه شده از جاوشیر از نانو ذرات صمغ جاوشیر که به روش الکتروپاشش تولید شده بودند، استفاده شد. ابتدا شرایط مختلف برای تولید نانوذرات ارزیابی شد. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که محلول صمغ جاوشیر در استیک اسید 50 درصد حجمی-حجمی با فاصله 10 سانتی متری نوزک سوزن تا غلتک و با اعمال ولتاژ20 ولت قادر به تولید بهترین ذرات نانو بود. این نانوذرات بر روی فیلم جاوشیر (4 درصد صمغ و 5/2 درصد گلیسرول) طی دو زمان مختلف 30 و 60 دقیقه پاشش شدند. به منظور افزایش آبگریزی فیلم ها از رزین جاوشیر استفاده شد که به صورت یک لایه روی سطح فیلم های مورد نظر پوشش داده شد. نتایج مربوط به اندازه گیری ضخامت نشان داد که افزودن مقادیر زیاد نانوذرات و همچنین پوشش دهی سطح فیلم با رزین سبب افزایش ضخامت فیلم شده است. در آزمایش نسبت انقباض، ضخامت فیلم ها پس از خشک شدن افزایش یافته که این افزایش ضخامت در فیلم نانو 60 و پس از آن فیلم رزین بیشتر از سایر فیلم ها بود که می تواند به دلیل فشار بخار آب به هنگام خروج از فیلم در زمان تبخیر شدن باشد. رطوبت فیلم شاهد نسبت به سایر فیلم ها بیشترین بود. افزدون نانوذرات و پوشش دهی با سطح سبب کاهش رطوبت فیلم جاوشیر شد. نتایج حلالیت نشان داد که کلیه فیلم ها حلالیت بسیار بالایی دارند که به دلیل ماهیت آبدوست جاوشیر است. البته افزودن نانوذرات و پوشش دهی با رزین سبب کاهش حلالیت در آب فیلم ها شد. نفوذپذیری به بخار آب فیلم نانو60 نسبت به فیلم شاهد افزایش یافته بود که می توان آن را به افزایش سطح فیلم ها در اثر افزودن نانوذرات نسبت داد. این در حالی است که پوشش دهی سطح با رزین به طور معنی داری نفوذپذیری به بخار آب فیلم را کاهش داد. آزمون بافت سنجی نشان داد که فیلم نانو30+ررزین دارای 72/2±54/6 درصد کشیدگی تا نقطه پارگی و1/47± 9/302 استحکام کششی بود. فیلم نانو 30 +رزین بیشترین استحکام کششی و کمترین درصد کشیدگی را داشت. سنجش کدورت نشان داد که فیلم شاهد بالاترین کدورت را در میان فیلم ها داشت و با افزودن نانوذرات و پوشش دهی با رزین کدورت فیلم ها کاهش یافته است. نتایج آزمون رنگ سنجی نشان داد که افزودن نانوذرات تاثیر معنی داری بر پارامترهای رنگی فیلم جاوشیر نداشته است که احتمالا به دلیل یکی بودن ماهیت نانوذرات و فیلم است ولی پوشش دهی با رزین سبب کاهش روشنایی و افزایش قرمزی و زردی فیلم شده است که به دلیل وجود ترکیبات رنگی در رزین استخراج شده می باشد. نتایج زاویه تماس نشان داد که کمترین زاویه تماس که نشان دهنده آبدوستی بالاست مربوط به نمونه شاهد بوده است و با افزودن نانوذرات و پوشش دهی با رزین زاویه تماس و در نتیجه آبگریزی افزایش یافته است. نتایج FTIR عدم ایجاد اتصالات شیمیایی بین فیلم و نانوذرات و رزین را نشان داد. تصاویر SEM نیز نشان داد که افزودن نانوذرات و پوشش دهی با رزین سبب کاهش زبری فیلم شده است. در نهایت می توان گفت که افزودن نانوذرات جاوشیر نتوانست ویژگی های آبگریزی و نفوذپذیری به بخار آب فیلم جاوشیر را بهبود دهد ولی به خوبی توانست استحکام کششی فیلم جاوشیر را افزایش دهد. البته پوشش دهی سطح فیلم با رزین برای کاهش ویژگی های آب دوستی و نفوذپذیری به بخار آب فیلم جاوشیر بسیار موثر بود. لذا با در نظر گرفتن مجموع عوامل مورد نظر برای یک فیلم مطلوب، می توان فیلم نانو 30 + رزین را به عنوان بهترین فیلم انتخاب کرد. کلمات کلیدی : صمغ، رزین، جاوشیر، فیلم خوراکی