Filamu ya mchanganyiko wa carboxymethyl cellulose/zinc oxide/mafuta muhimu ya mdalasini (CMC/ZnO/CEO) ni nyenzo hai ya ufungashaji wa chakula ambamo carboxymethyl cellulose hutumika kama matriksi ya polima inayounda filamu, huku nanochembe za zinc oxide (ZnO NPs) na mafuta muhimu ya mdalasini (cinnamon essential oil, CEO) vikijumuishwa katika muundo huohuo wa ufungashaji. Katika utafiti, fomulesheni tano tofauti za CMC/ZnO/CEO zilitayarishwa; muundo wa kemikali, sifa za macho, photoluminescence, mofolojia ya uso, usambazaji wa elementi, tabia ya joto, upenyezaji wa mvuke wa maji, sifa za kimitambo na shughuli ya antibakteria zilichunguzwa kwa mbinu za maabara. Aidha, filamu zilizotengenezwa zilifanyiwa tathmini ya awali katika kufungasha vipande vya mkate visivyo na vihifadhi na katika jaribio la kuzika kwenye udongo.

Filamu za mchanganyiko zilipunguza upenyezaji wa mvuke wa maji ikilinganishwa na filamu ya CMC_0 isiyo na viungio; tabia ya kimitambo, upenyezaji wa macho na sifa za joto zilibadilika kulingana na kiasi cha ZnO na CEO. Katika majaribio ya antibakteria, Escherichia coli ATCC 25922 na Staphylococcus aureus ATCC 25923 zilitumika. Maeneo ya kuzuia ukuaji kwa filamu za mchanganyiko yalitofautiana kati ya 21–38 mm; katika fomulesheni CMC_ZnO_CEO_3 yenye CEO nyingi zaidi, eneo la kuzuia ukuaji la 33 mm kwa E. coli na 38 mm kwa S. aureus lilipimwa. CMC_ZnO_CEO_5, yenye ZnO nyingi zaidi, ilionyesha athari yenye nguvu hasa katika jaribio la seli za planktonic la saa 2. Katika migusano ya saa nne, nane na ishirini na nne, kiasi cha seli hai kilichoweza kurejeshwa kwa bakteria zote mbili kiliripotiwa kuwa chini ya kikomo cha ugunduzi cha mbinu, yaani <100 CFU/mL. Kauli hii haimaanishi usafi kamili au kwamba hakukuwa hata na seli moja hai katika mazingira; ina maana kwamba matokeo yalikuwa chini ya kiwango ambacho mbinu ya utamaduni iliyotumika ingeweza kugundua.

Katika jaribio la awali la ufungashaji lililofanywa kwa mkate usio na vihifadhi, ukungu unaoonekana ulitokea siku ya 7 katika sampuli zilizofungwa kwa polyethylene (PE) na CMC_0 isiyo na viungio, ukawa dhahiri zaidi siku ya 14, na uharibifu ulioenea ukaonekana siku ya 28. Kwa upande mwingine, katika vipande vya mkate vilivyofungwa kwa filamu tano za mchanganyiko za CMC/ZnO/CEO, hakuna ukungu unaoonekana ulioripotiwa katika kipindi cha ufuatiliaji cha siku 28. Hata hivyo, utafiti huu ni jaribio la awali la kiwango cha maabara lililofanywa kwa vipande vidogo vya mkate, takriban 25 °C na unyevu jamaa wa %30, na ulitegemea ufuatiliaji wa ukungu unaoonekana. Matokeo haya peke yake hayathibitishi kwamba muda wote wa kuhifadhi wa mkate mzima wa kibiashara umeongezeka hadi siku 28, kwamba ubora wa kihisia umehifadhiwa, au kwamba ufanisi huohuo utapatikana katika hali halisi za usambazaji.

Katika jaribio la kuzika kwenye udongo, vipande vya filamu za mchanganyiko vilipoteza uadilifu wao kwa haraka ndani ya siku mbili za kwanza na havikuweza kurejeshwa kutoka kwenye udongo siku ya pili. Hata hivyo, uchunguzi huu si kipimo sanifu cha uharibifu wa kibiolojia. Kwa kuwa kiwango cha kuvunjika kimwili, kuyeyuka katika maji na uharibifu wa kimikrobia katika filamu hakikupimwa kila kimoja kivyake, haiwezi kuhitimishwa kwamba “iliharibika kabisa kibiolojia siku ya pili”. Vilevile, kwa kuwa kutolewa kwa CEO na ZnO kutoka kwenye filamu au uhamaji wake kwenda kwenye chakula, cytotoxicity na usalama mpana wa mgusano na chakula havikutathminiwa, utafiti unaonyesha utendaji mzuri wa maabara lakini hauhakikishi peke yake usalama wa matumizi ya kibiashara.

Tatizo kuu la utafiti

Haitoshi kwa ufungashaji wa chakula kutenganisha tu bidhaa kimwili na mazingira ya nje. Hasa kwa bidhaa zinazoweza kuota ukungu kwa urahisi kama mkate, uwezo wa ufungashaji kusimamia mwingiliano wa oksijeni, unyevu na vijidudu ni muhimu kwa muda wa kuhifadhi. Ukaaji wa muda mrefu wa plastiki za kawaida zinazotokana na petroli katika mazingira pia umeongeza hamu ya ufungashaji unaotegemea biopolima. Kwa hiyo, utafiti una tatizo la usanifu lenye pande mbili: nyenzo lazima iwe na utendaji wa kutosha kulinda chakula na pia iwe na uwezekano mdogo wa kudumu katika mazingira baada ya matumizi ikilinganishwa na plastiki za kawaida.

Selulosi ni polima asilia inayoweza kupatikana kutoka vyanzo vinavyoweza kurejeshwa na inafaa kwa utengenezaji wa filamu. Hata hivyo, selulosi asilia yenyewe haina sifa kubwa ya antimikrobia. Carboxymethyl cellulose (carboxymethyl cellulose, CMC) ni derivative ya selulosi inayoboresha uchakatwaji wa selulosi katika maji na tabia yake ya kuunda filamu. Watafiti walitumia CMC kama matriksi ya kubebea na kuongeza vipengele viwili tofauti hai kwenye matriksi hii: nanochembe za ZnO na CEO.

Filamu ya Mchanganyiko ya CMC/ZnO/CEO ni Nini na Ilitengenezwa kwa Kusudi Gani katika Utafiti Huu?

Filamu ya mchanganyiko ya CMC/ZnO/CEO ni nyenzo hai ya mchanganyiko inayobeba kwa pamoja nanochembe za ZnO na mafuta muhimu ya mdalasini ndani ya matriksi ya polima ya CMC, kwa lengo la kutoa katika ufungashaji wa chakula kazi ya kizuizi cha kimwili pamoja na kazi ya antimikrobia. Lengo la utafiti halikuwa tu kutengeneza filamu ya antibakteria; lilikuwa pia kutathmini kwa pamoja jinsi sifa za macho, kimitambo, kizuizi cha mvuke wa maji, joto, muundo mdogo na antimikrobia za filamu zinavyobadilika wakati uwiano wa ZnO/CEO unapobadilishwa.

Majukumu ya vipengele vitatu vikuu

CMC: Huunda awamu endelevu ya polima ya filamu. CMC ni hydrophilic; yaani ina vikundi vya utendaji vinavyoweza kuingiliana kwa nguvu na maji. Sifa hii hurahisisha kutayarisha filamu katika maji, lakini inaweza kuwa hasara kwa upande wa kizuizi cha mvuke wa maji.

Nanochembe za ZnO: Hutumika kama kichujio kisicho cha kikaboni na kama sehemu hai. Matokeo ya utafiti yanaonyesha kwamba ZnO inaweza kutenda kama awamu inayoweza kuzuia uhamaji kati ya minyororo ya polima, kuimarisha uhamishaji wa mzigo na kuunda njia iliyopindapinda zaidi kwa molekuli za maji kupita ndani ya filamu. Katika athari ya antibakteria, aina tendaji za oksijeni, ioni za Zn²⁺ na mwingiliano wa moja kwa moja wa nanochembe na utando wa seli zilijadiliwa kama mifumo inayowezekana kulingana na fasihi; utafiti huu haukupima mifumo hiyo moja kwa moja katika kiwango cha molekuli.

Mafuta muhimu ya mdalasini (CEO): Ni mafuta muhimu yasiyopenda maji ambayo cinnamaldehyde ni mojawapo ya vipengele vyake vikuu hai. Uwepo wa CEO katika filamu unaweza kuchangia shughuli ya antibakteria huku ukibadilisha mwingiliano kati ya minyororo ya CMC. Chanzo kinajadili kwamba CEO inaweza kuongeza uhamaji wa minyororo kwa athari inayofanana na plasticizer, kwamba miundo inayofanana na matundu/nafasi tupu huongezeka juu ya uso katika viwango vya juu vya CEO, na kwamba vipengele tete huathiri tabia ya joto.

Kwa nini vipengele vingine vya fomulesheni vinahitajika?

Katika kila fomulesheni, 5 g CMC, 2 mL glycerol na 2 g citric acid zilitumika. Glycerol iliongezwa kama plasticizer ili kuifanya filamu ya polima iwe rahisi zaidi kuchakatwa na iwe nyumbufu. Citric acid imefafanuliwa katika chanzo kama “reticulation agent”, yaani dutu inayosaidia uundaji wa mtandao/cross-linking. Kwa ajili ya kuongeza CEO na ZnO kwenye mfumo, suluhisho la Tween 80 la %10 lilitumika pia na mchanganyiko wa ZnO/CEO ulisambazwa kwa uchakataji wa ultrasonic.

*Dokezo muhimu la chanzo: Katika Jedwali la asili la 1, thamani 0,15, 0,25 na 0,50 zimetolewa katika safu ya ZnO, lakini kitengo cha safu hii hakijaandikwa wazi. Kwa hiyo, hakuna “g” au kitengo kingine ambacho hakipo katika chanzo kilichoongezwa hapa.

Kulingana na jedwali la muundo, mfululizo miwili ya ulinganisho uliodhibitiwa inaweza kuundwa. Katika mfululizo wa 1→2→3, thamani ya ZnO hudumishwa katika 0,25 huku CEO ikiongezwa kutoka 1 mL hadi 2 na 3 mL. Katika mfululizo wa 4→2→5, CEO hubaki 2 mL huku ZnO ikiongezwa kutoka 0,15 hadi 0,25 na 0,50. Sentensi moja katika aya ya mbinu ya chanzo inaonekana kutaja mifululizo hii miwili kwa kinyume; hata hivyo, Jedwali la 1 na maelezo ya baadaye ya matokeo yanaunga mkono kwa uwazi muundo wa mfululizo ulioelezwa hapo juu.

Nanochembe za ZnO zilitayarishwaje?

Chanzo kinaeleza kwamba nanochembe za ZnO zilitayarishwa kulingana na mbinu iliyochapishwa hapo awali. Katika mbinu fupi, 2,5 g ya zinc acetate dihydrate, Zn(CH₃COO)₂·2H₂O, iliyeyushwa katika 50 mL ya n-butanol na kuwekwa kwenye reflux chini ya condenser. Baada ya centrifugation na uoshaji wa kurudiwa kwa ethanol, nanochembe za ZnO zenye ukubwa wa takriban 20 nm na mofolojia yenye nyuso nyingi zilipatikana.

Hata hivyo, maelezo haya mafupi katika makala ya sasa hayatoi maelezo yote ya usanisi kama joto na muda wa reflux; itifaki ya kina ya usanisi inategemea rejea ya utafiti wa awali. Kwa hiyo, haipaswi kudhaniwa kwamba usanisi wa ZnO unaweza kurudiwa kikamilifu kwa kutumia tu taarifa zilizoandikwa katika makala hii.

FTIR inatuambia nini?

Fourier transform infrared spectroscopy (Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) hutoa taarifa kuhusu vikundi vya utendaji katika nyenzo kwa kutumia ukweli kwamba vifungo katika molekuli hutetemeka katika masafa mahususi ya infrared. Katika utafiti, kifaa cha Nicolet iS50 FTIR chenye moduli ya ATR kilitumika; spektra zilirekodiwa katika kiwango cha 400–4000 cm⁻¹, kwa resolution ya 4 cm⁻¹, na kwa kuchukua wastani wa scans 32 kwa kila spectrum.

Katika CMC na filamu za mchanganyiko, band pana ya takriban 3288 cm⁻¹ ilihusishwa na mitetemo ya kunyoosha ya O–H; kilele pacha cha 2932 na 2877 cm⁻¹ kilihusishwa na mitetemo ya kunyoosha ya C–H katika vikundi vya CH₂. Band ya 2744 cm⁻¹ katika spectrum ya CEO ilihusishwa na mtetemo wa aldehyde C–H, na eneo la 3023–3060 cm⁻¹ lilihusishwa na vifungo visivyoshiba vya C–H katika cinnamaldehyde.

Kilele cha takriban 1678 cm⁻¹ kinachoonekana katika filamu za mchanganyiko lakini kisichopo katika CMC_0 kilitafsiriwa kama mtetemo wa kunyoosha wa C=O wa cinnamaldehyde. Kwa sababu kundi la carbonyl katika cinnamaldehyde limeunganishwa kwa conjugation na alkene na pete ya kunukia, band ya carbonyl ya aldehyde huhamia kwenye wavenumber ya chini. Mitetemo ya mifupa ya pete ya kunukia ya takriban 1509 cm⁻¹ na mitetemo ya kupinda nje ya ndege ya aromatic C–H ya 741 cm⁻¹ ni viashiria vingine vinavyounga mkono kuingizwa kwa CEO katika filamu.

Kwa CMC, bands za takriban 1413 na 1596 cm⁻¹ zilihusishwa na kunyoosha kwa ulinganifu na kusiko kwa ulinganifu kwa kundi la carboxylate; band yenye nguvu ya 1029 cm⁻¹ ilihusishwa na mitetemo ya C–O na C–O–C katika muundo wa polysaccharide. Absorption yenye nguvu katika eneo la takriban 410–420 cm⁻¹ ilihusishwa na mtetemo wa Zn–O.

Usawa wa ramani ya FTIR unapima nini?

FTIR microscopy ilitumika kulinganisha kwa nafasi intensity ya bands mahususi za kemikali katika sehemu tofauti za filamu. Ramani zilitathminiwa katika maeneo ya 3386 cm⁻¹, 1678 cm⁻¹ na 1029 cm⁻¹. Ramani hizi ziliunga mkono kwamba vikundi vya kemikali vinavyohusiana na CMC na CEO vilisambazwa kwa usawa wa kiasi katika maeneo yaliyochunguzwa.

Kuna kikomo muhimu cha tafsiri hapa: ramani za FTIR hazionyeshi moja kwa moja usambazaji wa nafasi wa nanochembe za ZnO. Usambazaji wa ZnO ulichunguzwa pia kwa kutumia ramani ya elementi ya energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS/EDX) pamoja na SEM. Kwa hiyo, hitimisho kwamba “FTIR ilionekana kuwa sawa, hivyo ZnO ilisambazwa kwa usawa kamili” si sahihi kisayansi.

Kwa nini kizuizi cha macho ni tatizo lenye pande mbili?

Katika ufungashaji wa chakula, kutokuwa na uwazi kabisa si faida kila wakati. Ingawa inahitajika kudumisha kiwango fulani cha uwazi katika eneo linaloonekana ili mlaji aweze kuona bidhaa, kuzuia mwanga wa UV kunaweza kuwa na manufaa kwa sababu mionzi ya ultraviolet yenye nishati kubwa inaweza kuanzisha photooxidation katika lipidi, vitamini, protini na vipengele vingine.

Katika utafiti, spektra za UV-Vis zilipimwa kati ya 200–900 nm kwa kifaa cha JASCO V560 katika diffuse-reflectance mode kwa kutumia integrating sphere ya 60 mm na kishikilia filamu. Filamu za mchanganyiko bado ziliruhusu bidhaa kuonekana katika eneo linaloonekana huku zikionyesha absorption yenye nguvu zaidi katika eneo la UV ikilinganishwa na CMC_0.

Katika composites zenye ZnO, absorption karibu na 380 nm ilihusishwa na ZnO, huku absorption karibu na 290 nm ikihusishwa na cinnamaldehyde, sehemu kuu ya CEO. Kadiri kiasi cha CEO kilivyoongezeka katika mfululizo wa 1→2→3, kuongezeka kwa absorption karibu na 290 nm kulionekana kuendana na ongezeko la CEO katika fomulesheni. Mkia wa absorption unaoenea kati ya 400–500 nm huchangia rangi ya manjano inayoonekana katika filamu za mchanganyiko.

Katika safu ya kutopenya mwanga, herufi tofauti za superscript zinaonyesha makundi tofauti kitakwimu katika kiwango cha p < 0,05. CMC_0 ina kiwango cha chini zaidi cha kutopenya mwanga. Thamani ya juu zaidi ya kutopenya mwanga ni 0,227 ± 0,016 katika CMC_ZnO_CEO_5; ikifuatiwa na CMC_ZnO_CEO_3 yenye CEO nyingi, kwa 0,207 ± 0,010. Matokeo haya yanaendana na tafsiri kwamba awamu isiyo ya kikaboni ya ZnO inayozuia/kutawanya mwanga na matone madogo ya CEO yanaweza kuchangia kutawanyika kwa mwanga.

Matokeo ya photoluminescence yanaonyesha nini?

Vipimo vya photoluminescence vilifanywa kwa kifaa cha Perkin Elmer LS55 kwa wavelength ya excitation ya 320 nm, cutoff filter ya 350 nm, kasi ya scan ya 200 nm·dak⁻¹ na slits za 10 nm. CMC_0 isiyo na viungio ilionyesha band pana na yenye nguvu ya emission iliyoko karibu na 446 nm. Chanzo kinajadili tabia hii katika mfumo wa utaratibu wa emission unaotokana na aggregation unaohusishwa na ukaribiano wa minyororo ya polima na vikundi vyenye oksijeni vilivyo na elektroni nyingi katika hali ngumu.

Kuongezwa kwa ZnO na CEO kulipunguza kwa kiasi kikubwa intensity ya jumla ya emission. Miongoni mwa composites, CMC_ZnO_CEO_4 yenye kiwango cha chini zaidi cha ZnO ilionyesha intensity ya juu zaidi ya fluorescence. Watafiti wanajadili kwamba ZnO na CEO zinaweza kubadilisha ufungashaji wa karibu wa minyororo ya CMC na kwamba mwingiliano wa uso wa ZnO na CMC unaweza kukandamiza emission inayoonekana ya ZnO inayohusiana na kasoro za uso. Maelezo haya ni tafsiri kuhusu mwingiliano wa nyenzo; utaratibu wa moja kwa moja wa uhamishaji wa nishati katika kiwango cha molekuli haukupimwa katika utafiti.

Kwa nini SEM na EDS zilitumika pamoja?

Scanning Electron Microscopy (Scanning Electron Microscopy, SEM) huruhusu uso na muundo mdogo wa filamu kuchunguzwa kwa ukuzaji mkubwa. Katika utafiti, kifaa cha QUANTA INSPECT F50, chanzo cha elektroni cha field-emission na mfumo wa EDS vilitumika. Sampuli ziliambatishwa kwenye vibebeo vya metali kwa mkanda wa kaboni na kufunikwa kwa tabaka nyembamba la dhahabu. Muonekano wa jumla ulitathminiwa katika ukuzaji wa takriban 1000×, huku tathmini ya kina ikifanywa hadi 10.000×.

Uso wa CMC_0 isiyo na viungio ulionekana kuwa laini na wenye usawa wa kiasi, wakati filamu zenye ZnO zilionyesha mofolojia yenye ukwaru zaidi na heterogeneity kubwa zaidi. Katika baadhi ya maeneo, agglomerates zilizohusishwa na ZnO zilionekana; hali hii inaonyesha kwamba nanochembe hazikusambazwa kwa ukamilifu katika fomulesheni zote.

Kadiri kiasi cha CEO kilivyoongezeka, miundo inayofanana na matundu au nafasi tupu ilionekana wazi zaidi. Filamu yenye CEO nyingi ilionyesha mojawapo ya mofolojia zenye heterogeneity kubwa zaidi. Chanzo kinajadili kwamba hili linaweza kuhusiana na matone madogo ya CEO, phase separation ya sehemu wakati wa kukausha na upotevu wa vipengele tete. Hata hivyo, picha za SEM peke yake hazithibitishi sababu ya kutokea kwa matundu; hali za kukausha, usambazaji wa ZnO na mwingiliano kati ya vipengele pia vinaweza kuwa na jukumu.

Ramani ya elementi ya EDS ilitumika kutathmini usambazaji wa Zn, C na O. Fomulesheni CMC_ZnO_CEO_4 yenye ZnO kidogo zaidi ilionyesha mojawapo ya usambazaji wa Zn wenye usawa zaidi. Uwezekano wa agglomeration kuongezeka katika viwango vya juu vya nanochembe na katika baadhi ya viwango vya CEO unaonyesha kwamba uhusiano rahisi kama “ZnO nyingi zaidi daima hutoa usambazaji wa ZnO ulio sawa zaidi” hauwezi kuchukuliwa kuwa sahihi.

Kwa nini tabia ya joto si “joto la uharibifu” pekee?

Thermogravimetric analysis (TG) hufuatilia kiasi cha mass kinachopotea kutoka kwenye sampuli kadiri joto linavyoongezeka, huku differential scanning calorimetry (DSC) ikifuatilia mabadiliko ya nishati yanayohusiana na matukio ya joto. Sampuli za filamu za takriban 10 mg zilichunguzwa kati ya 20–900 °C kwa kiwango cha kupasha joto cha 10 °C/dak na mtiririko wa hewa wa 50 mL/dak kwa kutumia mfumo wa STA 449C Jupiter TG-DSC.

Upotevu wa kwanza wa mass katika joto la chini hauonyeshi tu kuvunjika kwa backbone ya polima; kuondoka kwa unyevu na vipengele tete vya uzito mdogo wa molekuli pia huchangia katika eneo hili. Kwa hiyo, chanzo kimetumia thamani za T_1%, T_5% na T_10% kama joto ambalo, mtawalia, %1, %5 na %10 ya mass ya mwanzo imepotea.

Katika mfululizo wa 1→2→3 ambamo CEO haikudumishwa katika kiwango kilekile, thamani za T_1%, T_5% na T_10% kwa ujumla zilipungua kadiri kiasi cha CEO kilivyoongezeka. Mwelekeo huu ulihusishwa na kuongezeka kwa kiasi cha vipengele tete vinavyoweza kuondoka katika joto la chini wakati mafuta muhimu zaidi yanaongezwa. Kinyume chake, katika mfululizo wa ZnO wa 4→2→5 ambamo CEO ilidumishwa katika 2 mL, kuongezeka hasa kwa thamani za T_5% na T_10% kulielezwa kwa uwezekano kwamba ZnO nyingi zaidi inaweza kuchelewesha maji na vitu tete kuondoka katika matriksi.

Upotevu unaofuata wa mass unaoonekana juu ya takriban 150 °C ulihusishwa hasa na dehydration, depolymerization na kuvunjika kwa backbone ya matriksi ya polysaccharide. Kwa CMC_0 isiyo na viungio, kiwango cha juu zaidi cha uharibifu kiliripotiwa kuwa karibu 268,8 °C. Matukio ya joto la juu zaidi yalihusishwa na uharibifu wa mbele zaidi na oxidation ya muundo wa kaboni uliobaki.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Mantiki ya muundo wa majaribio

Katika utafiti, badala ya kutafuta kwa nasibu “filamu bora” moja, ililinganishwa jinsi kubadilisha kiasi cha ZnO na CEO kila kimoja kivyake kunavyoathiri sifa tofauti za nyenzo. CMC_0 ni udhibiti wa polima usio na viungio. CMC_ZnO_CEO_1, _2 na _3 huruhusu kulinganisha kiwango cha CEO kinachoongezeka kwa kiwango kilekile cha ZnO; CMC_ZnO_CEO_4, _2 na _5 huruhusu kulinganisha kiwango cha ZnO kinachoongezeka kwa kiwango kilekile cha CEO.

Mchanganyiko wa filamu ulimwagwa katika sahani za Petri, ukaushwa kwa saa 24 katika 40 °C, filamu zilizokauka zikaondolewa kwa uangalifu kutoka kwenye uso na kuhifadhiwa katika mifuko ya plastiki yenye kufuli.

Mbinu za uainishaji

Mlinganyo wa kutopenya mwanga

Kutopenya mwanga kwa filamu kulihesabiwa kwa kugawanya absorbance katika 600 nm kwa unene wa filamu:

\[ \mathrm{Opacity}=\frac{A_{600}}{x} \]

Fomula inahesabu nini? Huhesabu kiashiria cha kutopenya mwanga kinachonormalize absorbance iliyopimwa katika 600 nm kulingana na unene wa filamu.

Vigezo: \(A_{600}\), absorbance iliyopimwa katika wavelength ya 600 nm; \(x\), ni unene wa filamu kwa milimita.

Jukumu la kihisabati: Kati ya filamu mbili zenye thamani sawa ya absorbance, filamu nyembamba zaidi itakuwa na thamani ya juu zaidi ya kutopenya mwanga iliyorekebishwa kwa unene. Kinyume chake, kwa unene uleule, kadiri A₆₀₀ inavyoongezeka, kutopenya mwanga kunakohesabiwa huongezeka.

Maana ya kimwili: Thamani ya juu inaonyesha kwamba filamu ina uwazi mdogo kwa mwanga unaoonekana. Hata hivyo, kutopenya mwanga peke yake hakuwakilishi kizuizi chote cha UV; absorbance za UV-A na UV-B zilipimwa pia.

Fomula ya Upenyezaji wa Mvuke wa Maji (WVP) Inapima Nini?

Upenyezaji wa mvuke wa maji (Water Vapor Permeability, WVP) ni sifa ya nyenzo inayowakilisha mwelekeo wa mvuke wa maji kupita ndani ya filamu ya ufungashaji chini ya joto na tofauti fulani ya shinikizo la mvuke wa maji, ikiwa imenormalishwa kwa unene wa filamu, eneo na muda wa kipimo. Katika utafiti, WVP ya chini ilitafsiriwa kama tabia ya kizuizi yenye nguvu zaidi dhidi ya upitaji wa mvuke wa maji; hata hivyo, thamani hii ilipimwa tu chini ya joto, mpangilio wa unyevu jamaa na hali za filamu zilizojaribiwa.

Mlinganyo uliotumika katika chanzo:

\[ \mathrm{WVP}=\frac{M_t-M_0}{\Delta t \times \Delta P \times S}\times L \]

Fomula inahesabu nini? Inaunganisha mabadiliko ya mass ya maji yanayopita kutoka upande mmoja wa filamu kwenda mwingine katika muda maalumu na tofauti ya shinikizo la mvuke, eneo la filamu na unene wa filamu.

\(M_0\): Ni mass ya chupa/vial mwanzoni.

\(M_t\): Ni mass ya chupa/vial katika wakati \(t\).

\(M_t-M_0\): Inawakilisha ongezeko la mass linalotokana na mvuke wa maji unaoingia wakati wa jaribio.

\(\Delta t\): Ni tofauti ya muda kwa sekunde.

\(\Delta P\): Ni tofauti ya shinikizo la mvuke wa maji kati ya pande mbili za filamu. Katika utafiti, 3169 Pa ilitumika kwa 25 °C na gradient ya unyevu jamaa wa %100.

\(S\): Ni eneo kwa m² la uwazi wa vial unaofunikwa na filamu.

\(L\): Ni unene wa filamu kwa mita.

Kitengo: Matokeo yametolewa kwa kiwango cha \(10^{-10}\) g/(Pa·m·s).

Katika jaribio, 1,1 g ya CaCl₂ isiyo na maji iliwekwa katika kila vial ya kioo yenye kipenyo cha 1,2 cm, midomo ya vial ikafunikwa kwa filamu, na mfumo ukawekwa katika mazingira ya unyevu jamaa wa %100 katika 25 °C. Sampuli zilipimwa uzito kila baada ya saa mbili kwa saa 12, na vipimo vilifanywa kwa marudio matatu.

Herufi tofauti za superscript katika safu ileile zinaonyesha tofauti ya kitakwimu katika kiwango cha p < 0,05. CMC_0 isiyo na viungio ina thamani ya juu zaidi ya WVP, 0,77 ± 0,02. Katika filamu zote za mchanganyiko thamani ni ya chini zaidi. Katika mfululizo wa CEO, kupungua kwa 0,65 → 0,57 → 0,45 kunaonekana, huku katika mfululizo wa ZnO kukiwa na mabadiliko yasiyo ya mstari ya 0,53 → 0,57 → 0,46. Chanzo kinajadili kwamba, katika mfululizo wa ZnO unaoongezeka, tofauti hujitokeza wazi tu katika sampuli yenye ZnO nyingi zaidi, pamoja na uwezekano kwamba agglomeration ya nanochembe inaweza kupunguza mchango wa kizuizi.

Mlinganyo wa tensile strength

\[ TS=\frac{F_{\max}}{A} \]

TS: Ni tensile strength na katika utafiti imeripotiwa kwa MPa.

\(F_{\max}\): Ni nguvu ya juu zaidi ambayo sampuli hubeba kabla ya kuvunjika; kitengo chake ni N.

\(A\): Ni eneo la awali la sehemu ya kukatiza. Chanzo kinatumia m² katika ufafanuzi wa kigezo.

Mantiki ya msingi ya fomula ni kuhesabu stress kwa kugawanya nguvu kwa eneo la sehemu ya kukatiza. Kwa eneo lilelile la sehemu ya kukatiza, nguvu kubwa zaidi ya kiwango cha juu humaanisha tensile strength kubwa zaidi.

Mlinganyo wa elongation at break

\[ EB(\%)=\frac{L_2-L_1}{L_1}\times100 \]

\(L_1\): Urefu wa mwanzo.

\(L_2\): Urefu wa mwisho wakati wa kuvunjika.

EB: Inaonyesha kwa asilimia kiasi ambacho sampuli inaweza kurefuka ikilinganishwa na urefu wake wa mwanzo kabla ya kuvunjika.

Young modulus ilihesabiwa kutoka kwenye mteremko wa eneo la elastic la stress–strain curve. Young modulus ya juu huashiria nyenzo iliyo rigid zaidi, yaani inayopata deformation ndogo ya elastic chini ya stress ileile.

Majaribio ya kimitambo yalifanywa kwa kifaa cha universal testing Instron 5982 chenye load cell ya 5 kN, kwa kutumia sampuli za type 1B ndani ya mfumo wa ISO 527-1:2019 na ISO 527-3:2018. Umbali wa mwanzo kati ya clamps uliwekwa kuwa 50 mm na crosshead speed 10 mm/dak; sampuli tatu zilipimwa kwa kila filamu na unene uliamuliwa kwa micrometer katika pointi tano zilizochaguliwa bila mpangilio.

Kwa nini ZnO na CEO zinaweza kuathiri sifa za kimitambo kwa mwelekeo tofauti?

Matokeo yanaonyesha kwamba viungio hivi viwili havina jukumu lilelile la kimitambo. CEO imejadiliwa kama awamu inayoweza kudhoofisha vifungo vya hidrojeni na mwingiliano wa mnyororo-kwa-mnyororo kati ya minyororo ya CMC na kuongeza uhamaji wa minyororo. Kwa hiyo, kadiri CEO inavyoongezeka, ufanisi wa nyenzo kubeba mzigo unaweza kupungua na tabia yenye unyumbufu zaidi inaweza kuonekana.

Kwa upande mwingine, ZnO inapokuwa imesambazwa ipasavyo inaweza kutenda kama kichujio kisicho cha kikaboni cha kuimarisha na kama pointi ya mwingiliano wa kimwili/cross-linking kwa minyororo ya polima. Hali hii inaweza kusababisha mzigo kuhamishwa kwa ufanisi zaidi ndani ya matriksi na uhamaji wa minyororo kuzuiliwa. Kwa matokeo hayo, rigidity inaweza kuongezeka huku elongation at break ikipungua.

Mwelekeo huu unaonekana wazi katika mfululizo wa ZnO wa 4→2→5. Tensile strength huongezeka 4,01 → 5,66 → 8,61 MPa; Young modulus huongezeka 12,29 → 21,81 → 61,05 MPa, huku elongation at break ikipungua 79,13 → 75,95 → 59,20%. Hata hivyo, kwa kuwa agglomeration ya nanochembe inaweza kuunda pointi za kuanzisha nyufa, haiwezi kujumlishwa kwamba “ZnO nyingi zaidi daima humaanisha filamu yenye nguvu zaidi bila kikomo”.

Ni vijidudu gani vilitumika katika jaribio la antibakteria?

Staphylococcus aureus ATCC 25923 ilitumika kama bakteria mfano Gram-positive, na Escherichia coli ATCC 25922 kama bakteria mfano Gram-negative. Sampuli za filamu zilikatwa kuwa diski zenye kipenyo cha 6 mm na kuwekewa sterilization ya UV kwa dakika 20 kabla ya jaribio.

Katika jaribio la disk diffusion, suspension yenye density ya 0,5 McFarland, iliyoelezwa katika chanzo kama takriban 1,5–3 × 10⁸ CFU/mL, ilitayarishwa kutoka kwa cultures za bakteria za saa 24. Bakteria zilisambazwa juu ya uso wa agar, diski za filamu zikawekwa juu ya uso, na plates zikawekwa incubation kwa saa 18–24 katika 37 °C. Kipenyo chote cha eneo ambamo bakteria hazikuweza kukua kuzunguka filamu kilipimwa kwa milimita.

Je, Eneo la Kuzuia Ukuaji na CFU/mL Hupima Kitu Kilekile?

Hapana. Eneo la kuzuia ukuaji hupima ukubwa wa eneo lisilo na ukuaji wa bakteria linaloundwa kuzunguka filamu kutokana na athari ya antimikrobia inayosambaa kutoka kwenye filamu kwenda kwenye agar, wakati jaribio la CFU/mL hupima idadi ya bakteria hai zinazoweza kukua tena katika culture baada ya muda maalumu wa mgusano katika mazingira ya kioevu. Kwa hiyo, eneo kubwa la kuzuia ukuaji na CFU/mL ya chini vinaweza kuhusiana, lakini si vipimo sawa vya kibaiolojia na matokeo hayo mawili hayawezi kutumika moja kwa moja badala ya mengine.

Katika jaribio la disk diffusion, maeneo ya kuzuia ukuaji ya composites yaliripotiwa katika kiwango cha 21–38 mm. CMC_ZnO_CEO_3 yenye CEO nyingi zaidi ilitoa maeneo makubwa zaidi yaliyoripotiwa, 33 mm kwa E. coli na 38 mm kwa S. aureus.

Katika mfululizo wa ZnO ambamo CEO ilidumishwa katika 2 mL, kwa CMC_ZnO_CEO_5 yenye ZnO nyingi zaidi, eneo la kuzuia ukuaji lilitolewa kuwa 32 mm dhidi ya E. coli na 30 mm dhidi ya S. aureus. Ingawa chanzo kinajadili kwamba katika baadhi ya mielekeo mahususi unyeti wa bakteria kwa ZnO na CEO unaweza kutofautiana, kinabainisha hasa kwamba wakati matokeo yote yaliyopo yanatathminiwa pamoja, haiwezekani kufanya utenganisho wa hakika kuhusu ni spishi ipi kati ya hizo mbili kwa ujumla ni nyeti zaidi.

Jaribio la bakteria za planktonic lilifanywaje?

Kila sampuli ya filamu iliwekwa katika kisima tofauti cha plate steril yenye visima 24. 10 µL ya suspension ya bakteria iliyowekwa katika 0,5 McFarland ilichukuliwa na kuongezwa kwenye 1 mL ya medium, na concentration ya mwanzo ya takriban 10⁶ CFU/mL ikaundwa. Plates ziliwekwa incubation katika 37 °C kwa saa 2, 4, 8 na 24.

Katika kila pointi ya muda, serial dilutions za mara kumi zilitayarishwa; 10 µL kutoka kila dilution ilipandwa kwenye medium kwa marudio matatu na colonies zilizokua zikahesabiwa.

Mlinganyo wa CFU/mL:

\[ \mathrm{CFU/mL}=\frac{\text{ortalama koloni sayısı}\times\text{seyreltme faktörü}}{0.01} \]

Thamani ya 0,01 katika denominator ni sawa na ujazo wa 10 µL uliopandwa kwa mililita. Kwa mfano, ikiwa idadi ya colonies inabaki ileile lakini colonies zinapatikana kutoka kwenye sampuli iliyodilute zaidi, hilo linaonyesha kwamba sampuli ya mwanzo ilikuwa na density ya juu zaidi ya seli, kwa hiyo huzidishwa kwa dilution factor.

Kulingana na chanzo, baada ya mgusano wa saa 2 kulionekana kupungua kwa wazi kwa viability katika composites zote; CMC_ZnO_CEO_5 yenye ZnO nyingi zaidi ilikuwa mojawapo ya sampuli zenye nguvu zaidi dhidi ya bakteria zote mbili, na kwa E. coli hakuna ukuaji uliogunduliwa mwishoni mwa saa 2. Baada ya migusano ya saa nne, nane na ishirini na nne, matokeo ya S. aureus na E. coli yote yaliripotiwa kuwa chini ya kikomo cha ugunduzi.

Kikomo cha ugunduzi: Maelezo ya mbinu katika makala yanaeleza kwamba matokeo ambayo hakuna colony inayoonekana yaliripotiwa kama <100 CFU/mL. Kwa hiyo, kauli “hakuna colony iliyogunduliwa” kwa uchambuzi haimaanishi kwamba “kuna seli sifuri kabisa”.

Je, utaratibu wa antibakteria wa ZnO ulithibitishwa moja kwa moja katika utafiti?

Hapana. Utafiti ulipima shughuli ya antibakteria, lakini haukupima moja kwa moja kwa majaribio mifumo ya molekuli kama kiasi cha ROS ndani ya seli, kutolewa kwa Zn²⁺, uharibifu wa membrane au expression ya protini. Mifumo hii ilijadiliwa kama maelezo yanayowezekana ya matokeo kwa kutegemea fasihi ya awali.

Chanzo kinajadili familia tatu kuu za mifumo kwa ZnO: uharibifu wa miundo ya seli kwa reactive oxygen species; kujikusanya kwa nanochembe juu ya uso wa membrane ya seli na kusababisha uharibifu wa kimitambo wa eneo hilo; na kuingilia kwa ioni za Zn²⁺ katika michakato ya biokemikali karibu na au ndani ya seli.

Kwa upande wa CEO, kwa msaada wa fasihi imejadiliwa kwamba cinnamaldehyde, sehemu kuu hai, kutokana na asili yake ya lipophilic inaweza kuingiliana na membrane za seli, kuongeza upenyezaji wa membrane na kusababisha upotevu wa vipengele vya ndani ya seli. Malengo yanayohusiana na mgawanyiko wa seli kama quorum sensing, uundaji wa biofilm na FtsZ pia yametajwa katika muktadha wa tafiti za awali.

Watafiti wanajadili kama utaratibu unaowezekana wa pamoja kwamba CEO inaweza kudhoofisha envelope ya bakteria na kuifanya seli iwe nyeti zaidi kwa athari nyingi za antimikrobia za ZnO. Hata hivyo, kwa kuwa kutolewa kwa CEO na ZnO hakukupimwa katika utafiti wa sasa na controls zinazohitajika za sehemu moja hazikufanywa kwa sifa zote, utaratibu huu haupaswi kuwasilishwa kama synergy iliyothibitishwa moja kwa moja.

Jaribio la kuhifadhi mkate lilifanywaje?

Mkate wa kibiashara uliotajwa kuwa hauna vihifadhi ulikatwa vipande vya takriban 2 cm × 2 cm × 0,5 cm. Vipande vya mkate vilifungwa kando kando kwa polyethylene (PE), CMC_0 isiyo na viungio au mojawapo ya filamu tano za mchanganyiko. Kingo za filamu zilikunjwa mara mbili lakini vifurushi havikufungwa kwa hermetic.

Sampuli zilihifadhiwa katika mazingira ya maabara ya takriban 25 °C na unyevu jamaa wa %30, zikachunguzwa kwa ukuaji wa ukungu unaoonekana katika nyakati zilizowekwa na kupigwa picha. Jaribio lilifanywa kwa marudio matatu.

Je, Kutokuonekana kwa Ukungu kwa Siku 28 Kunathibitisha kwa Hakika Kwamba Muda wa Kuhifadhi Mkate ni Siku 28?

Hapana. Utafiti unathibitisha kwamba vipande vya mkate visivyo na vihifadhi vya ukubwa maalumu, vilipofungwa kwa filamu za mchanganyiko katika takriban 25 °C na unyevu jamaa wa %30, havikuonyesha ukungu unaoonekana katika kipindi cha ufuatiliaji cha siku 28; lakini hauthibitishi kwamba muda wote wa kuhifadhi wa kibiolojia, kemikali na kihisia wa mkate wa kibiashara umeongezeka hadi siku 28. Vifurushi havikuwa hermetic, ukungu unaoonekana pekee ndio ulifuatiliwa, na mnyororo halisi wa usambazaji, hali tofauti za unyevu/joto, kukubalika kihisia, hesabu za yeast-mold, kutokea kwa toxin au viashiria vingine vya uharibifu havikutathminiwa kwa kina.

Chanzo kinajadili kwamba kutokuonekana kwa ukungu kwa siku 28 kunaweza kuashiria shughuli ya antimikrobia ya muda mrefu na kwamba uwekaji wa CEO ndani ya matriksi ya CMC na kutolewa kwake hatua kwa hatua kwenye interface ya kifurushi-chakula kunaweza kuwa maelezo yanayowezekana. Hata hivyo, kwa kuwa kiwango cha kutolewa kwa CEO kwa muda hakikupimwa, kauli kwamba “controlled release ilitokea” si matokeo yaliyothibitishwa.

Jaribio la kuzika kwenye udongo

Sampuli za filamu zilikatwa kuwa mraba wa takriban 2 × 2 cm, zikakaushwa katika 40 °C hadi mass thabiti na mass kavu ya mwanzo ikaamuliwa. Sampuli zilizikwa katika udongo wa asili kwa kina cha takriban 5 cm, na udongo ulihifadhiwa katika hali ya unyevu inayounga mkono shughuli za kimikrobia bila kusababisha mkusanyiko mkubwa wa maji.

Mabadiliko ya rangi, kupotea kwa uadilifu, kupasuka, kuvunjika vipande na kusambaratika kwa jumla vilifuatiliwa kwa kuona. Composites zilipoteza uadilifu wao kwa haraka katika siku mbili za kwanza na kufikia siku ya pili zikawa hazitambuliki kwa kuona/haziwezi kurejeshwa.

Je, Kutoweka Siku ya Pili Kwenye Udongo Kunathibitisha Kwamba Filamu Imeharibika Kabisa Kibiolojia?

Hapana. Kutoweza kurejesha vipande vya filamu kutoka kwenye udongo siku ya pili kunaonyesha kwamba kulikuwa na upotevu wa haraka sana wa uadilifu wa kimwili chini ya hali zilizojaribiwa; lakini hakutenganishi ni sehemu gani ya upotevu huo ilitokana na kuyeyuka katika maji, kuvunjika kimwili au mineralization halisi ya kibaiolojia na vijidudu. Kwa kuwa hakuna jaribio sanifu la biodegradation, uchambuzi wa bidhaa za uharibifu, uundaji wa CO₂ au viashiria vingine vya kiasi, utafiti unaunga mkono tu hitimisho la “unyeti mkubwa kwa biodegradation/kuvunjika kwa mazingira”.

Kwa sababu ya asili ya hydrophilic ya CMC, kufyonza unyevu wa udongo kwa haraka, shughuli ya enzymatic ya vijidudu juu ya matriksi ya polysaccharide na kuyeyuka au kubadilika kwa ZnO katika hali ya udongo vimejadiliwa kama michakato inayowezekana. Hata hivyo, michango ya kila moja ya michakato hii haikupimwa katika jaribio la sasa.

Uchambuzi wa takwimu

Matokeo ya namba yalitathminiwa kwa one-way analysis of variance (one-way ANOVA). Uchambuzi wa jumla wa takwimu unategemea marudio matatu, \(n=3\). Dhana ya normal distribution ilikaguliwa kwa Shapiro–Wilk test; homogeneity ya variance ya residuals ikakaguliwa kwa Levene test. Tukey HSD test ilitumika kubainisha tofauti muhimu za jozi kati ya makundi na kizingiti cha umuhimu kikawekwa kuwa \(p<0.05\). Uchambuzi ulifanywa kwa Microsoft Excel 2016 na XLSTAT 2020.5.1 add-in.

Kwa hiyo, herufi za superscript katika majedwali si alama za kuona tu. Makundi yanayoshiriki herufi ileile katika safu ileile yanaweza kutotofautiana kitakwimu, huku herufi tofauti zikionyesha tofauti muhimu katika kiwango cha p < 0,05. Hata hivyo, \(n=3\) ni idadi ndogo kiasi ya marudio; hasa wakati matokeo yanapoenezwa hadi kiwango cha kibiashara, asili ya maabara ya jaribio lazima izingatiwe.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• Kuongezwa kwa ZnO na CEO katika matriksi ya CMC kuliongeza kwa kiasi kikubwa absorption ya UV ikilinganishwa na CMC_0 isiyo na viungio.
• Composites zote za CMC/ZnO/CEO zilionyesha upenyezaji wa mvuke wa maji wa chini kuliko CMC_0 isiyo na viungio.
• Kiasi cha CEO na ZnO kilibadilisha sifa za kimitambo za filamu kwa mwelekeo tofauti; CMC_ZnO_CEO_5 yenye ZnO nyingi ilionyesha tensile strength na Young modulus za juu zaidi.
• Matokeo ya SEM/EDS yalionyesha kwamba usambazaji wa nanochembe na mofolojia ya uso hutegemea fomulesheni na kwamba hakuna usawa kamili katika filamu zote.
• Filamu za mchanganyiko zilionyesha shughuli kubwa ya antibakteria dhidi ya E. coli na S. aureus.
• Katika saa nne na pointi za baadaye za kipimo, kiasi cha bakteria za planktonic kinachoweza kurejeshwa kilibaki chini ya kikomo cha ugunduzi cha jaribio kwa spishi zote mbili.
• Katika jaribio la mkate la kiwango cha maabara, hakuna ukungu unaoonekana uliogunduliwa kwa siku 28 katika sampuli zilizofungwa kwa filamu za mchanganyiko.
• Katika jaribio la kuzika kwenye udongo, filamu zilionyesha upotevu wa haraka sana wa uadilifu wa kimwili.

Majumlisho ambayo utafiti hauungi mkono

• Hitimisho kwamba “ufungashaji huu huongeza kwa hakika muda wa kuhifadhi wa kibiashara wa mkate hadi siku 28” haliungwi mkono.
• Hitimisho kwamba “filamu huharibika kabisa kibiolojia siku ya pili” haliungwi mkono.
• Hitimisho kwamba “synergy ya ZnO na CEO imethibitishwa katika kiwango cha molekuli” haliungwi mkono.
• Hitimisho kwamba “CEO ilitolewa kwa namna iliyodhibitiwa kwa siku 28” halikupimwa moja kwa moja.
• Hitimisho kwamba “filamu ni salama kabisa kwa mgusano na chakula” haliungwi mkono; migration, cytotoxicity na tathmini pana za usalama hazikufanywa.
• Hitimisho la jumla baina ya spishi kwamba “bakteria wote Gram-negative ni nyeti zaidi kwa ZnO na bakteria wote Gram-positive ni nyeti zaidi kwa CEO” haliwezi kufanywa.
• Matokeo yaliyopatikana kwa strains mbili za marejeo za bakteria hayawakilishi pathogens zote za chakula wala aina zote za mold/yeast.

Mapungufu makuu

1. Kutolewa kwa vipengele hai hakukupimwa. Kasi na kiasi ambacho CEO na ZnO hutolewa kutoka kwenye filamu havikuamuliwa. Kwa hiyo, uhusiano wa moja kwa moja wa kiasi hauwezi kuwekwa kati ya release profile na sifa za antibakteria au kizuizi.

2. Hakuna filamu zote za control zinazotenga vipengele. Kwa kuwa mifumo ya CMC-CEO na CMC-ZnO haikulinganishwa kimfumo kwa sifa zote zilizojaribiwa, michango tofauti ya vipengele viwili hai haiwezi kutenganishwa kikamilifu.

3. Hakuna control ya CMC-Tween 80. Tween 80 ilitumika kurahisisha usambazaji wa CEO. Kwa kuwa hakuna control tofauti ya CMC-Tween 80, mchango unaowezekana wa Tween 80 hasa kwenye kutolewa kwa CEO na matokeo ya antibakteria hauwezi kuondolewa kabisa.

4. Usalama wa mgusano na chakula haukukamilishwa. Cytotoxicity, usalama mpana, migration ya ZnO/CEO na exposure katika hali halisi za mgusano na chakula havikutathminiwa.

5. Jaribio la mkate ni tathmini ya awali. Vipande vidogo vya mkate, hali chache za maabara na ufuatiliaji wa ukungu unaoonekana vilitumika. Ufungashaji wa kibiashara, ubora wa kihisia na mnyororo halisi wa logistics havikuthibitishwa.

6. Jaribio la udongo si jaribio sanifu la biodegradation. Kutoweka kwa kuona hakutenganishi kuyeyuka na uharibifu wa kibaiolojia.

7. Wigo wa vijidudu ni mdogo. Strains mbili za marejeo za bakteria zilijaribiwa; utafiti unapanga katika siku zijazo kuongeza bakteria zaidi na fungi za filamentous muhimu katika kuharibika kwa mkate moja kwa moja katika majaribio ya antimikrobia.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Utafiti asilia: Enhanced Bread Shelf Life Using Carboxymethyl Cellulose Composite Films with Combined Antibacterial Activity of Zinc Oxide and Cinnamon Essential Oil

Waandishi: Ludmila Motelica; Ovidiu-Cristian Oprea; Roxana Doina Trusca; Anton Ficai; George Pelin; Denisa Ficai; Carmen Curutiu.

Mpangilio wa waandishi: Mpangilio ulio hapo juu umehifadhiwa kama ulivyo katika makala asilia.

Mchango sawa: Hakuna tamko wazi la mchango sawa/uandishi wa kwanza wa pamoja lililogunduliwa katika PDF ya chanzo.

Mwandishi wa mawasiliano: Ovidiu-Cristian Oprea.

Taasisi: Research Institute of the University of Bucharest (ICUB), University of Bucharest; Research Center for Advanced Materials, Products and Processes, National University of Science and Technology POLITEHNICA Bucharest; National Research Center for Micro and Nanomaterials, Faculty of Chemical Engineering and Biotechnologies, National University of Science and Technology POLITEHNICA Bucharest; Academy of Romanian Scientists; Faculty of Chemical Engineering and Biotechnologies, National University of Science and Technology POLITEHNICA Bucharest; INCAS—National Institute for Aerospace Research “Elie Carafoli”; Faculty of Biology, University of Bucharest.

Jarida: Foods.

Mchapishaji: MDPI, Basel, Switzerland.

Aina ya chanzo: Article; makala ya utafiti wa majaribio.

Hali ya peer review: Foods ni jarida la kisayansi linalopitia peer review; utafiti ulichapishwa baada ya kupitia hatua za kuwasilishwa, kurekebishwa, kukubaliwa na kuchapishwa.

Juzuu / toleo / nambari ya makala: Foods 2026, 15(20), 3641.

DOI: 10.3390/foods15203641.

Tarehe ya kuwasilishwa: 22 Agosti 2026.

Tarehe ya marekebisho: 30 Septemba 2026.

Tarehe ya kukubaliwa: 12 Oktoba 2026.

Tarehe ya kuchapishwa: 14 Oktoba 2026.

Kiungo rasmi: https://doi.org/10.3390/foods15203641

Leseni: Creative Commons Attribution (CC BY). Hata hivyo, simulizi ya Verianla haikutoa tena kimitambo muundo wa sentensi wa maandishi ya chanzo au picha raster za chanzo; ilieleza data ya kisayansi, mbinu na matokeo katika muundo huru wa kielimu.

Kutokuwiana kwa mbinu ndani ya chanzo: Sentensi moja katika sehemu ya utayarishaji wa filamu inaonekana kutaja kwa kinyume vipengele vya ZnO/CEO vinavyoongezwa katika mifululizo ya 1-2-3 na 4-2-5. Jedwali la 1 na sehemu za matokeo zinaonyesha kwamba mfululizo wa 1-2-3 ni mfululizo wa CEO inayoongezeka, na 4-2-5 ni mfululizo wa ZnO inayoongezeka. Kutokuwiana huku hakujafichwa kimya.

Kitengo kinachokosekana katika chanzo: Kitengo cha thamani 0,15, 0,25 na 0,50 katika safu ya ZnO ya Jedwali la 1 hakijaandikwa wazi katika safu hiyo. Hakuna kitengo kilichokisiwa katika maandishi ya Verianla.

Takwimu: One-way ANOVA; Shapiro–Wilk normality test; Levene variance homogeneity test; Tukey HSD multiple comparison; kizingiti cha umuhimu p < 0,05; idadi ya jumla ya marudio n=3. Programu: Microsoft Excel 2016 na XLSTAT 2020.5.1.

Nyenzo za ziada: Supplementary Table S1 ina matokeo ya kina ya vipenyo vya maeneo ya kuzuia ukuaji, na Table S2 ina matokeo ya kina ya thamani za viability ya bakteria CFU/mL. Thamani za ziada za namba ambazo hazipo katika PDF kuu hazijakisiwa katika maandishi ya Verianla.

Ufadhili: PN-IV-P6-6.1-CoEx-2024-0025/11CoEx/2026 “Nutritional security by innovative strategies for boosting sustainable protein resources exploitation” — mradi wa PROfutureFood.

Upatikanaji wa data: Imeelezwa kwamba michango asilia ya utafiti inapatikana katika makala na Supplementary Materials; maswali ya ziada yanaweza kuelekezwa kwa mwandishi wa mawasiliano.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wametangaza kwamba hawana mgongano wa maslahi.

Michango ya waandishi: Conceptualization: L.M. na O.-C.O.; methodology: L.M. na O.-C.O.; investigation: L.M., O.-C.O., R.D.T., G.P. na C.C.; writing—original draft: L.M., O.-C.O., A.F., G.P. na D.F.; review and editing: R.D.T., C.C., L.M., O.-C.O., A.F. na D.F.; supervision: O.-C.O.; project administration: L.M.; funding acquisition: O.-C.O.

Kikomo kikuu cha kimbinu: Utafiti ni utafiti wa ufungashaji hai wa kiwango cha maabara. Kutolewa na migration ya CEO/ZnO, cytotoxicity, usalama mpana wa mgusano na chakula na uthibitishaji wa kiwango cha kibiashara havikufanywa. Jaribio la mkate ni la awali, na jaribio la kuzika kwenye udongo si jaribio sanifu la biodegradation.