Loading...
Synthesis of Antibacterial Nanoparticle for Packaging Food Application
Radan, Niloofar | 2021
260
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 55045 (06)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Chemical and Petroleum Engineering
- Advisor(s): Yaghmaei, Soheila; Ghobadinezhad, Zahra
- Abstract:
- Food spoilage cased by food-borne pathogens and microorganisms is a serious problem in the food and packaging industry. Then, the demand for antibacterial agents in food packaging is growing. The antibacterial efficacy of some nanocomposites has been recognized and exploited in various industries, including the packaging industry. Also, metal organic frameworks due to their porous structure, are used in various fields such as food packaging. The purpose of this work, is synthesize hybrid nanocomposite that have promising antibacterial activity for preparation of food packaging films. Carboxymethyl cellulose is a derivative of cellulose fiber. The use of carboxymethyl cellulose as antibacterial carrier or substrate is attractive in light of their biocompatibility, thermal stability and functionalized surface. ZIF-8 have been studied due to their inherent antibacterial activity and stability of chemical and physical properties. Also, silver nanoparticle was added to ZIF-8 to increase antibacterial performance. Then, the films were fabricated by solution casting. The synthesized nanostructure was characterized by SEM, EDX, XRD and FTIR. In the first step of this study, bactericidal activity and inhibition growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus were investigated by nanocomposite and films. In the second step, the storage of strawberries by synthesized films were investigated. As the results illustrated, AgNPs@ZIF-8@CMC composite has the best antibacterial activities compared to another nanocomposites. Also, 4%(AgNPs@ZIF-8@CMC)-Gel/Chi and 8%(AgNPs@ZIF-8@CMC)-Gel/Chi films respectively, after 3 hours contact with E. coli and S. aureus had 100% bactericidal effect. Finally, the result of storage the strawberries show that the 8%(AgNPs@ZIF-8@CMC)-Gel/Chi film keeps them fresh, healthy and without any stains and fungi after 5 days
- Keywords:
- Antibacterials ; Staphylococcus Aureus ; Metal-Organic Framework ; Escherichia Coli Bacteria ; Silver Nanoparticles ; Nanoparticle Synthesis ; Packaging Food
- محتواي کتاب
- view
- فصل 1: مقدمه
- فصل 2: تعاریف و مطالعه پژوهشهای گذشته
- 2-1- نانومواد
- 2-2- چارچوبهای فلزی-آلی
- 2-3- انواع ساختارهای چارچوبهای فلزی-آلی
- 2-4- روشهای سنتز چارچوبهای فلزی-آلی
- 2-5- تاریخچه چارچوبهای فلزی-آلی
- 2-6- چارچوبهای ایمیدازولی زئولیتی
- 2-7- کاربردهای اصلی چارچوبهای فلزی-آلی
- 2-7-1- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی در جداسازی
- 2-7-2- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی بهعنوان کاتالیست
- 2-7-3- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی در رهایش دارو
- 2-7-4- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی در حسگرها
- 2-7-5- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی در ذخیرهسازی گازها
- 2-7-6- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی بهعنوان عامل مغناطیس
- 2-7-7- کاربرد چارچوبهای فلزی-آلی بهعنوان عامل ضدباکتریایی
- 2-8- نانوذرات
- 2-9- پایههای پلی ساکاریدی
- 2-10- بستهبندی مواد غذایی ضدمیکروبی
- 2-11- روشهای آمادهسازی بستهبندی مواد غذایی ضدمیکروبی
- 2-12- انواع باکتریها
- 2-13- مکانیسمهای مواد ضدباکتریایی
- 2-14- روشهای متداول شناسایی و تعیین فعالیت ضدباکتریایی
- 2-15- مروری بر پژوهشهای پیشین
- شکل (2-20) غیرفعال شدن باکتری تحت اشعه UV به مدت ۳ ساعت[55]
- شکل (2-21) تصویر TEM از باکتری تخریب شده[57]
- شکل (2-22) نتایج تست ضدباکتریایی، ضدکپکی و نگهداری توتفرنگی در پژوهش مین و همکارانش [65]
- شکل (2-23) قطر بازدارنده فیلم سنتز شده در پژوهش سبحان و همکارانش[66]
- شکل (2-24) نتیجه نگهداری توتفرنگی پژوهش هه و همکارانش[67]
- شکل (2-25) نتایج تست ضدباکتریایی و نگهداری تکههای سیب در پژوهش ژوآ و همکارانش [68]
- فصل 3: مواد و روشها
- فصل 4: تجزیه و تحلیل نتایج
- 4-1- شناسایی نانوکامپوزیتهای سنتز شده
- 4-1-1- تفسیر طیف پراش اشعه ایکس
- 4-1-2- تفسیر تصاویر SEM
- شکل (4-2) تصاویر SEM مربوط به ذرهی CMC در بزرگنماییهای (a) 1µm، (b) 10µm، (c) 50µm
- شکل (4-3) تصاویر SEM مربوط به نانوذرهی ZIF-8@CMC در بزرگنماییهای (a) 1µm، (b) 10µm، (c) 50µm
- شکل (4-4) تصاویر SEM مربوط به نانوکامپوزیت AgNPs@ZIF-8@CMC در بزرگنماییهای (a) 1µm، (b) 10µm، (c) 50µm
- شکل (4-4) تصاویر SEM مربوط به نانوکامپوزیت AgNPs@ZIF-8@CMC در بزرگنماییهای (a) 1µm، (b) 10µm، (c) 50µm
- شکل (4-5) تصاویر SEM مربوط به نانوساختارهای (a) CMC، (b) ZIF-8@CMC، (c) AgNPs@ZIF-8@CMC در بزرگنمایی 500nm
- 4-1-3- آنالیز عنصری EDX
- 4-1-4- تفسیر آنالیز طیف سنجی مادون قرمز
- 4-2- آنالیز اثر ضدباکتریایی نانوساختارها
- 4-3- اثر بازدارندگی رشد با روش حساسیت سنجی دیسک
- 4-4- اثر بازدارندگی رشد با روش رقیقسازی در محیط آگار
- شکل (4-11) کلنیهای زنده E.coli پس از تماس و انکوباسیون با نمونههای مختلف فیلمهای سنتز شده
- شکل (4-12) نمودار میلهای E.coli زنده پس از تماس و انکوباسیون با نمونههای مختلف فیلمهای سنتز شده
- شکل (4-13) کلنیهای زنده S.aureus پس از انکوباسیون با نمونههای مختلف فیلمهای سنتز شده
- شکل (4-14) نمودار میلهای S.aureus زنده پس از تماس و انکوباسیون با نمونههای مختلف فیلمهای سنتز شده
- 4-5- بررسی اثر نگهداری مواد غذایی با فیلمهای سنتزشده
- 4-1- شناسایی نانوکامپوزیتهای سنتز شده
- فصل 5: نتیجهگیری و پیشنهادها
- مراجع