بهينه سازي ويژگيهاي فيزيكي، بازدارندگي و آنتي اكسيداني فيلم بيونانوكامپوزيت كفيران - نانورس حاوي آلفاتوكوفرول با استفاده از روش سطح پاسخ

Optimization of physical, barrier and antioxidant properties of Kefiran-nanoclay bionanocomposite film containing alphatocopherol by using surface response method

در اين پژوهش، فيلم بيونانوكامپوزيت فعال كفيران حاوي نانورس و آنتي اكسيدان آلفاتوكوفرول توليد شد و تأثير ميزان كفيران (5/3، 25/4، 75/5 و 5/6 گرم)، مقدار نانورس (0، 75/1، 5/3، 25/5 و 7 درصد وزن كفيران) و غلظت آلفاتوكوفرول (0، 50، 100، 150 و 200 ppm) بر خواص بازدارندگي، مكانيكي و رنگي و همچنين تأثير خواص آنتي اكسيداني فيلم در افزايش پايداري اكسيداتيو روغن سويا با استفاده از روش سطح پاسخ مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه حلاليت در آب و نفوذپذيري نسبت به بخار آب با افزايش ميزان كفيران افزايش يافته و با بيشتر شدن ميزان نانورس كمتر مي شود. همچنين استحكام كششي و مدول يانگ فيلم ها با افزودن نانورس بيشتر شد اما آلفاتوكوفرول تأثيري بر روي خواص مكانيكي نداشت. اختلاف رنگ كلي و انديس زردي فيلم ها نيز با افزايش ميزان نانورس و آلفاتوكوفرول بيشتر شد. فعاليت آنتي اكسيداني فيلم ها با افزايش زمان نگهداري در داخل روغن كمتر شد اما افزايش ميزان نانورس و آلفاتوكوفرول باعث افزايش خاصيت آنتي اكسيداني شد. همچنين نانورس با كنترل رهايش آنتي اكسيدان باعث افزايش عدد پراكسيد روغن سويا شد. براي بهينه سازي، از روش عددي تابع مطلوبيت استفاده شد. فيلم بهينه با مقادير 2/6 گرم كفيران، 64/2 % نانورس و 200 ppm آلفاتوكوفرول بدست آمد و بهترين زمان نگهداري فيلم داخل روغن تا 81/31 روز بود. در اين شرايط، بهينه سازي با درجه مطلوبيت 60% حاصل شد.

In this research, Kefiran based bionanocomposite active film containing nanoclay and alpha-tocopherol was prepared. The effect of kefiran content (3.5, 4.25, 5.75 and 6.5 gr), nanoclay content (0, 1.75, 3.5, 5.25 and 7 %wt. of kefiran) and concentration of alpha-tocopherol (0, 50, 100, 150 and 200 ppm) on the barrier, mechanical and color properties and also antioxidant effect of film on the increasing of oxidative stability of soybean oil were investigated by using surface response method. Results indicated that water solubility and water vapor permeability were increased by increasing kefiran content and were decreased by nanoclay increasing. Also, tensile strength and young’s modulus of films were increased by increasing nanoclay content. But alpha-tocopherol had no effect on mechanical properties. Total color difference and yellowness index of films were also increased by addition of nanoclay and alpha-tocopherol. The antioxidant activity of films was decreased by increasing of their retention inside the oil. But increasing of nanoclay and alpha-tocopherol caused to increase of antioxidant activity. Also, nanoclay caused to increase the peroxide value of soybean oil by release controlling of antioxidant. For optimization purpose, the desirability function method was employed. The optimum film was obtained by 6.2 g kefiran, 2.64% nanoclay and 200 ppm alpha-tocopherol. The best retention time of film in oil was achieved as 31.81 days. At this condition, the overall desirability of 60% was achieved.