Katkı maddeleri kullanılarak polilaktik asitin fiziksel ve antimikrobiyal özelliklerinin arttırılması

Abstract

Bu çalışmanın amacı, mikroorganizmaların büyümesini önleyen ve gıdaların raf ömrünü uzatan gelişmiş fiziksel özelliklere ve güçlü antimikrobiyal özelliklere sahip düşük maliyetli yeni ambalaj malzemeleri hazırlamaktır. Bu çalışmada solvent döküm yöntemi ile antibakteriyel özelliklere sahip yeni filmler hazırlanmıştır. Polilaktik asit (PLA) filmlerine antimikrobiyal özellikler eklemek için ladin reçinesi, uçucu yağ karışımı ve gümüş nanopartiküller (AgNP) kullanıldı. AgNP'ler, metilen klorür içinde çözünmüş ladin reçinesinden sağlanan polifenol indirgemesi ile sentezlendi. Hazırlanan filmler fiziksel testlere tabi tutuldu. Ladin reçinesi filmlerin fiziksel özelliklerini azaltırken, diğer bileşenler fiziksel özelliklerin çoğunu arttırdı. Sadece ladin reçinesi (SR) ilavesi filmlerin su buharı geçirgenliğini (WVP) azaltmış ve sadece uçucu yağlar (EOs) ilavesi daha yüksek polariteleri nedeniyle bu özelliği arttırmıştır. Hazırlanan filmlerin çekme gerilmesi (TS), kopma uzaması (EB) ve elastik modülü (EM) gibi fiziksel özellikleri de ölçülmüştür. Hazırlanan filmlerin SEM, UV-Vıs, FTIR ve termal özellikleri de araştırıldı. Hazırlanan filmlerin antimikrobiyal özellikleri Staphylococcus aureus (S. aureus) ve Escherichia coli (E. coli) bakterileri kullanılarak ölçüldü ve antimikrobiyal özellikleri ölçmek için agar disk kuyusu yöntemi kullanıldı. Film hazırlamada kullanılan ladin reçinesi, AgNP’leri, uçucu yağların antimikrobiyal özelliklere sahip olduğu gözlenmiştir. Uçucu yağlar, özellikle karanfil yağı, hazırlanan filmlerin WVP dışındaki tüm özellikleri üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Katkı maddelerinin PLA'nın fiziksel özelliklerini bir dereceye kadar iyileştirebileceği sonucuna varılmıştır.

The aim of this study is to prepare low-cost new packaging materials with improved physical properties and strong antimicrobial properties that prevent the growth of microorganisms and extend the shelf life of food. In this study, new films with antibacterial properties were prepared by solvent casting method. Spruce resin, essential oil mixture, and silver nanoparticles (AgNP) were used to add antimicrobial properties to the polylactic acid (PLA) films. AgNPs were synthesized by polyphenol reduction provided from spruce resin dissolved in methylene chloride. The prepared films were subjected to physical tests. While spruce resin decreased the physical property of the films, other components increased most of the physical properties. Only spruce resin (SR) addition decreased the water vapor permeation (WVP) of the films, and only essential oils (EOs) addition increased this property due to their higher polarity. The physical properties of the prepared films, such as tensile stress (TS), elongation at break (EB), and elastic modulus (EM) were also measured. SEM, UV-Vis, FTIR, and thermal properties of the prepared films were also investigated. The antimicrobial properties of the prepared films were measured using Staphylococcus aureus (S. aureus) and Escherichia coli (E. coli) bacteria, and the agar disc well method was used to measure the antimicrobial properties. It has been observed that SR, AgNPs, EOs used in film preparation have antimicrobial properties. EOs, especially clove oil, have a positive effect on all properties of the prepared films except WVP. It has been concluded that additives can improve the physical properties of PLA to a certain extent.