Филми композитии карбоксиметилселлюлоза/оксиди руҳ/равғани эфирии дорчин (CMC/ZnO/CEO) маводи фаъоли бастабандии хӯрокворӣ аст, ки дар он карбоксиметилселлюлоза ҳамчун матритсаи полимерии филмсоз истифода шуда, нанозарраҳои оксиди руҳ (ZnO NPs) ва равғани эфирии дорчин (cinnamon essential oil, CEO) ба як сохтори бастабандӣ ворид карда шудаанд. Дар таҳқиқот панҷ формулаи гуногуни CMC/ZnO/CEO омода гардида, сохтори химиявӣ, хусусиятҳои оптикӣ, фотолюминесентсия, морфологияи сатҳ, тақсимоти элементҳо, рафтори ҳароратӣ, гузаронандагии буғи об, хусусиятҳои механикӣ ва фаъолияти зиддибактериявӣ бо усулҳои лабораторӣ омӯхта шудаанд. Илова бар ин, филмҳои таҳияшуда дар бастабандии пораҳои нони бе консервант ва дар озмоиши гӯркунӣ дар хок ба таври пешакӣ арзёбӣ шудаанд.

Филмҳои композитӣ нисбат ба филми бе иловаи CMC_0 гузаронандагии буғи обро коҳиш доданд; вобаста ба миқдори ZnO ва CEO рафтори механикӣ, гузаронандагии оптикӣ ва хусусиятҳои ҳароратӣ тағйир ёфтанд. Дар озмоишҳои зиддибактериявӣ Escherichia coli ATCC 25922 ва Staphylococcus aureus ATCC 25923 истифода шуданд. Минтақаҳои ингибитсия барои филмҳои композитӣ дар ҳудуди 21–38 mm тағйир ёфтанд; дар формулаи CMC_ZnO_CEO_3, ки миқдори CEO дар он баландтарин буд, минтақаи ингибитсияи 33 mm барои E. coli ва 38 mm барои S. aureus чен карда шуд. CMC_ZnO_CEO_5, ки миқдори ZnO дар он баландтарин буд, дар таҷрибаи 2-соатаи ҳуҷайраҳои планктонӣ таъсири махсусан қавӣ нишон дод. Дар тамоси чор, ҳашт ва бисту чорсоата миқдори ҳуҷайраҳои зиндаи барқароршуда барои ҳар ду бактерия аз ҳадди ошкоркунии усул паст, яъне <100 CFU/mL, гузориш шуд. Ин ифода маънои стерилии мутлақ ё набудани ҳатто як ҳуҷайраи зинда дар муҳитро надорад; он нишон медиҳад, ки натиҷа аз ҳадде паст буд, ки усули истифодашудаи парвариш онро ошкор карда метавонад.

Дар таҷрибаи пешакии бастабандӣ бо нони бе консервант, дар намунаҳое, ки бо полиэтилен (PE) ва CMC_0-и бе илова бастабандӣ шуда буданд, дар рӯзи 7. қолаби намоён пайдо шуд, дар рӯзи 14. равшантар гардид ва дар рӯзи 28. вайроншавии васеъ мушоҳида шуд. Дар пораҳои ноне, ки бо панҷ филми композитии CMC/ZnO/CEO бастабандӣ шуда буданд, дар давоми 28 рӯзи мушоҳида қолаби намоён гузориш нашуд. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот таҷрибаи пешакии лабораторӣ мебошад, ки бо пораҳои хурди нон, дар тақрибан 25 °C ва %30 намии нисбӣ ва бар асоси пайгирии визуалии қолаб гузаронида шудааст. Натиҷаҳо худ аз худ исбот намекунанд, ки тамоми муҳлати нигоҳдории нони тиҷоратӣ ба 28 рӯз расидааст, сифати сенсорӣ ҳифз шудааст ё дар шароити воқеии паҳнкунӣ ҳамон самаранокӣ таъмин мешавад.

Дар таҷрибаи гӯркунӣ дар хок пораҳои филми композитӣ дар ду рӯзи аввал зуд якпорчагии худро аз даст доданд ва дар рӯзи дуюм аз хок барқарор карда нашуданд. Аммо ин мушоҳида ченаки стандартии биодеградатсия нест. Азбаски дараҷаи ҷудогонаи пора-порашавии физикӣ, ҳалшавӣ дар об ва вайроншавии микробӣ дар филм чен карда нашудааст, хулосаи “дар рӯзи дуюм пурра биодеградатсия шуд” бароварда намешавад. Ба ҳамин монанд, азбаски озодшавии CEO ва ZnO аз филм ё мигратсияи онҳо ба ғизо, ситотоксикӣ ва амнияти ҳамаҷонибаи тамос бо ғизо арзёбӣ нашудааст, таҳқиқот иҷроиши муваффақи лабораториро нишон медиҳад, вале амнияти истифодаи тиҷоратиро худ аз худ тасдиқ намекунад.

Масъалаи асосии таҳқиқот

Кофӣ нест, ки бастабандии хӯрокворӣ маҳсулотро танҳо аз муҳити беруна ҷисман ҷудо кунад. Хусусан дар маҳсулоте мисли нон, ки ба рушди қолаб ҳассосанд, идора кардани ҳамкории оксиген, намӣ ва микроорганизмҳо аз ҷониби бастабандӣ барои муҳлати нигоҳдорӣ муҳим аст. Пойдории муҳитии пластикҳои анъанавии аз нафт ҳосилшуда бошад, таваҷҷӯҳро ба бастабандии бар пояи биополимерҳо афзоиш медиҳад. Аз ин рӯ, таҳқиқот масъалаи дуҷонибаи тарҳрезӣ дорад: мавод бояд ҳам барои ҳифзи ғизо ба қадри кофӣ функсионалӣ бошад ва ҳам пас аз истифода нисбат ба пластикҳои анъанавӣ потенсиали камтари пойдории муҳитӣ дошта бошад.

Селлюлоза полимери табииест, ки аз манбаъҳои барқароршаванда гирифта мешавад ва барои истеҳсоли филм мувофиқ аст. Бо вуҷуди ин, селлюлозаи табиӣ худ аз худ хусусияти қавии зиддимикробӣ надорад. Карбоксиметилселлюлоза (carboxymethyl cellulose, CMC) ҳосилаи селлюлоза аст, ки коркардшавии онро дар об ва рафтори филмсозиро беҳтар мекунад. Таҳқиқотчиён CMC-ро ҳамчун матритсаи интиқолдиҳанда истифода бурда, ба он ду ҷузъи фаъоли гуногун илова кардаанд: нанозарраҳои ZnO ва CEO.

Филми Композитии CMC/ZnO/CEO Чист ва Дар Ин Таҳқиқот Барои Чӣ Таҳия Шудааст?

Филми композитии CMC/ZnO/CEO маводи фаъоли композитиест, ки дар матритсаи полимерии CMC нанозарраҳои ZnO ва равғани эфирии дорчинро ҳамзамон нигоҳ медорад ва ҳадаф дорад дар бастабандии хӯрокворӣ ҳам вазифаи монеаи физикӣ ва ҳам вазифаи зиддимикробиро таъмин кунад. Ҳадафи таҳқиқот танҳо истеҳсоли филми зиддибактериявӣ нест; балки арзёбии якҷояи он аст, ки ҳангоми тағйир ёфтани таносуби ZnO/CEO хусусиятҳои оптикӣ, механикӣ, монеаи буғи об, ҳароратӣ, микросохторӣ ва зиддимикробии филм чӣ гуна тағйир меёбанд.

Вазифаҳои се ҷузъи асосӣ

CMC: Фазаи пайвастаи полимерии филмро ташкил медиҳад. CMC гидрофилӣ аст; яъне гурӯҳҳои функсионалӣ дорад, ки метавонанд бо об ҳамкории қавӣ кунанд. Ин хусусият тайёр кардани филмро дар об осон мекунад, вале аз ҷиҳати монеаи буғи об метавонад нуқсон эҷод кунад.

Нанозарраҳои ZnO: Ҳамчун пуркунандаи ғайриорганикӣ ва ҷузъи фаъол истифода мешаванд. Натиҷаҳои таҳқиқот нишон медиҳанд, ки ZnO метавонад ҳамчун фазае амал кунад, ки ҳаракатнокии байни занҷирҳои полимериро маҳдуд мекунад, интиқоли борро тақвият медиҳад ва барои молекулаҳои об ҳангоми гузаштан аз филм роҳи печидатар ба вуҷуд меорад. Дар таъсири зиддибактериявӣ намудҳои реактивии оксиген, ионҳои Zn²⁺ ва ҳамкории мустақими нанозарраҳо бо мембранаи ҳуҷайра ҳамчун механизмҳои эҳтимолии бар адабиёт асосёфта муҳокима шудаанд; ин таҳқиқот ин механизмҳоро дар сатҳи молекулӣ бевосита чен накардааст.

Равғани эфирии дорчин (CEO): Равғани эфирии гидрофобист, ки яке аз ҷузъҳои асосии биоактиви он синнамалдегид мебошад. Ҳузури CEO дар филм ба фаъолияти зиддибактериявӣ мусоидат карда, метавонад ҳамкории занҷирҳои CMC-ро бо ҳамдигар тағйир диҳад. Дар манбаъ муҳокима мешавад, ки CEO метавонад бо таъсири монанд ба пластификатор ҳаракатнокии занҷирҳоро зиёд кунад, дар сатҳҳои баланди CEO сохторҳои монанди сӯрох/холигӣ дар сатҳ бештар шаванд ва ҷузъҳои учанда ба рафтори ҳароратӣ таъсир расонанд.

Чаро ҷузъҳои дигари формула лозиманд?

Дар ҳар формула 5 g CMC, 2 mL глицерин ва 2 g кислотаи лимӯ истифода шудааст. Глицерин ҳамчун пластификатор барои бештар коркардшаванда ва чандир кардани филми полимерӣ илова шудааст. Кислотаи лимӯ дар манбаъ ҳамчун “reticulation agent”, яъне моддае, ки ташаккули шабака/пайвандҳои салибиро дастгирӣ мекунад, таъриф шудааст. Барои ворид кардани CEO ва ZnO ба система, иловатан маҳлули %10-и Tween 80 истифода шуда, омехтаи ZnO/CEO бо коркарди ултрасадоӣ пароканда карда шудааст.

*Ёддошти муҳими манбаъ: Дар Ҷадвали аслии 1 дар сутуни ZnO қиматҳои 0,15, 0,25 ва 0,50 дода шудаанд, аммо воҳиди ин сутун ошкоро навишта нашудааст. Аз ин рӯ, дар ин ҷо “g” ё воҳиди дигаре, ки дар манбаъ нест, илова нашудааст.

Мувофиқи ҷадвали таркиб, ду силсилаи муқоисаи назоратшаванда сохтан мумкин аст. Дар силсилаи 1→2→3 қимати ZnO дар 0,25 собит нигоҳ дошта шуда, CEO аз 1 mL ба 2 ва 3 mL зиёд мешавад. Дар силсилаи 4→2→5 CEO дар 2 mL собит мемонад, дар ҳоле ки ZnO аз 0,15 ба 0,25 ва 0,50 зиёд мешавад. Як ҷумла дар параграфи усули манбаъ ин ду силсиларо баръакс номгузорӣ кардааст, аммо Ҷадвали 1 ва шарҳҳои минбаъдаи натиҷаҳо сохтори силсилаи дар боло овардашударо равшан дастгирӣ мекунанд.

Нанозарраҳои ZnO чӣ гуна тайёр шудаанд?

Манбаъ қайд мекунад, ки нанозарраҳои ZnO мувофиқи усули қаблан нашршуда тайёр шудаанд. Дар усули кӯтоҳ 2,5 g ацетати руҳ дигидрат, Zn(CH₃COO)₂·2H₂O, дар 50 mL n-бутанол ҳал карда шуда, дар зери яхдони баргардон ба рефлюкс гирифта шудааст. Пас аз сентрифугакунӣ ва шустани такрорӣ бо этанол нанозарраҳои ZnO бо андозаи тақрибан 20 nm ва морфологияи бисёррӯя ба даст омадаанд.

Аммо ин шарҳи кӯтоҳи мақолаи ҷорӣ ҳамаи ҷузъиёти синтез, ба монанди ҳарорат ва давомнокии рефлюксро намедиҳад; протоколи муфассали синтез ба истинод ба таҳқиқоти қаблӣ вобаста аст. Аз ин рӯ, набояд гумон кард, ки синтези ZnO-ро танҳо бо истифода аз маълумоти дар ин мақола навишташуда пурра такрор кардан мумкин аст.

FTIR ба мо чӣ мегӯяд?

Спектроскопияи инфрасурхи табдили Фурйе (Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) аз ларзиши пайвандҳои молекулаҳо дар басомадҳои муайяни инфрасурх истифода бурда, дар бораи гурӯҳҳои функсионалии мавод маълумот медиҳад. Дар таҳқиқот дастгоҳи Nicolet iS50 FTIR бо модули ATR истифода шудааст; спектрҳо дар ҳудуди 400–4000 cm⁻¹, бо қобилияти ҷудокунии 4 cm⁻¹ ва бо гирифтани миёнаи 32 скан барои ҳар спектр сабт шудаанд.

Дар CMC ва филмҳои композитӣ банди васеи тақрибан 3288 cm⁻¹ ба ларзишҳои кашиши O–H; қуллаи дугонаи 2932 ва 2877 cm⁻¹ ба ларзишҳои кашиши C–H дар гурӯҳҳои CH₂ нисбат дода шудааст. Банде дар 2744 cm⁻¹ дар спектри CEO ба ларзиши C–H-и алдегид ва минтақаи 3023–3060 cm⁻¹ ба пайвандҳои ношудаи C–H дар синнамалдегид вобаста карда шудааст.

Қуллаи тақрибан 1678 cm⁻¹, ки дар филмҳои композитӣ дида мешавад ва дар CMC_0 мавҷуд нест, ҳамчун ларзиши кашиши C=O-и синнамалдегид тафсир шудааст. Азбаски гурӯҳи карбонил дар синнамалдегид бо алкен ва ҳалқаи ароматӣ конъюгатсия шудааст, банди карбонили алдегид ба адади мавҷии пасттар мекӯчад. Ларзишҳои скелетии ҳалқаи ароматӣ дар тақрибан 1509 cm⁻¹ ва ларзишҳои хамшавии C–H-и ароматӣ берун аз ҳамворӣ дар 741 cm⁻¹ нишонаҳои дигари дастгиркунандаи ворид шудани CEO ба филм мебошанд.

Барои CMC бандҳои тақрибан 1413 ва 1596 cm⁻¹ ба кашишҳои симметрӣ ва асимметрии гурӯҳи карбоксилат; банди қавии 1029 cm⁻¹ бошад ба ларзишҳои C–O ва C–O–C дар сохтори полисахарид вобаста карда шудааст. Абсорбсияи қавӣ дар минтақаи тақрибан 410–420 cm⁻¹ ба ларзиши Zn–O нисбат дода шудааст.

Якхелагии харитасозии FTIR чиро чен мекунад?

Микроскопияи FTIR барои муқоисаи фазоии шиддати бандҳои муайяни химиявӣ дар нуқтаҳои гуногуни филм истифода шудааст. Харитаҳо дар минтақаҳои 3386 cm⁻¹, 1678 cm⁻¹ ва 1029 cm⁻¹ арзёбӣ шудаанд. Ин харитаҳо дастгирӣ мекунанд, ки гурӯҳҳои химиявии марбут ба CMC ва CEO дар минтақаҳои санҷидашуда нисбатан якхела тақсим шудаанд.

Дар ин ҷо ҳудуди муҳими тафсир вуҷуд дорад: харитаҳои FTIR тақсимоти бевоситаи фазоии нанозарраҳои ZnO-ро нишон намедиҳанд. Тақсимоти ZnO алоҳида бо истифода аз SEM ҳамроҳ бо харитасозии элементии спектроскопияи рентгении дисперсияи энергия (EDS/EDX) таҳқиқ шудааст. Аз ин рӯ, хулосаи “FTIR якхела намуд, пас ZnO пурра якхела тақсим шудааст” аз ҷиҳати илмӣ дуруст нест.

Чаро монеаи оптикӣ масъалаи дуҷониба аст?

Дар бастабандии хӯрокворӣ ношаффофияти комил ҳамеша бартарӣ нест. Барои он ки истеъмолкунанда маҳсулотро бинад, нигоҳ доштани дараҷаи муайяни шаффофият дар минтақаи намоён матлуб аст, дар ҳоле ки бастани нури UV метавонад муфид бошад, зеро нурҳои ултрабунафши дорои энергияи баланд метавонанд фотооксидшавиро дар липидҳо, витаминҳо, сафедаҳо ва дигар ҷузъҳо оғоз кунанд.

Дар таҳқиқот спектрҳои UV-Vis дар ҳудуди 200–900 nm бо дастгоҳи JASCO V560, бо истифода аз сфераи интегратсионии 60 mm ва дорандаи филм, дар реҷаи инъикоси диффузӣ чен шудаанд. Филмҳои композитӣ дар минтақаи намоён ҳанӯз имкон медоданд, ки маҳсулот дида шавад, аммо нисбат ба CMC_0 дар минтақаи UV абсорбсияи хеле қавитар нишон доданд.

Дар композитҳои дорои ZnO абсорбсияи тақрибан 380 nm ба ZnO, абсорбсияи тақрибан 290 nm бошад ба ҷузъи асосии CEO — синнамалдегид — вобаста карда шудааст. Бо афзоиши миқдори CEO дар силсилаи 1→2→3, қавитар шудани абсорбсияи атрофи 290 nm бо афзоиши CEO дар формула мувофиқ дониста шудааст. Думи абсорбсия, ки то 400–500 nm тӯл мекашад, ба ранги зардтобе, ки дар филмҳои композитӣ дида мешавад, саҳм мегузорад.

Ҳарфҳои гуногуни болоиндекс дар сутуни ношаффофӣ гурӯҳҳои аз ҷиҳати оморӣ фарқкунандаро дар сатҳи p < 0,05 нишон медиҳанд. CMC_0 пасттарин ношаффофӣ дорад. Баландтарин қимати ношаффофӣ дар CMC_ZnO_CEO_5 0,227 ± 0,016 аст; пас аз он CMC_ZnO_CEO_3-и дорои CEO-и баланд бо 0,207 ± 0,010 меояд. Ин натиҷа бо тафсире мувофиқ аст, ки ҳам фазаи ғайриорганикии ZnO, ки нурро монеъ/пароканда мекунад, ва ҳам микрокатраҳои CEO метавонанд ба парокандашавии нур саҳм гузоранд.

Натиҷаҳои фотолюминесентсия чиро нишон медиҳанд?

Андозагириҳои фотолюминесентсия бо дастгоҳи Perkin Elmer LS55, бо дарозии мавҷи ангезиши 320 nm, филтри буриши 350 nm, суръати скани 200 nm·дақ⁻¹ ва шикофҳои 10 nm анҷом дода шудаанд. CMC_0-и бе илова банди васеъ ва қавии эмиссияро бо маркази тақрибан 446 nm нишон додааст. Манбаъ ин рафторро дар доираи механизми эмиссияи аз агрегация сарчашмагиранда, ки бо наздикшавии занҷирҳои полимерӣ ва гурӯҳҳои дорои оксигени аз электрон бой дар ҳолати сахт алоқаманд аст, муҳокима мекунад.

Илова кардани ZnO ва CEO шиддати умумии эмиссияро ба таври назаррас коҳиш дод. Дар байни композитҳо CMC_ZnO_CEO_4, ки миқдори ZnO дар он пасттарин буд, баландтарин шиддати флуорессентсияро нишон дод. Таҳқиқотчиён муҳокима мекунанд, ки ZnO ва CEO метавонанд бастабандии зичи занҷирҳои CMC-ро тағйир диҳанд ва ҳамкории сатҳи ZnO бо CMC метавонад эмиссияи намоёни вобаста ба нуқсонҳои сатҳии ZnO-ро пахш кунад. Ин шарҳ тафсири ҳамкории маводҳо мебошад; дар таҳқиқот механизми мустақими интиқоли энергияи молекулавӣ чен нашудааст.

Чаро SEM ва EDS якҷоя истифода шудаанд?

Микроскопияи электронии сканерӣ (Scanning Electron Microscopy, SEM) имкон медиҳад сатҳи филм ва микросохтори он дар калонкунии баланд таҳқиқ шаванд. Дар таҳқиқот дастгоҳи QUANTA INSPECT F50, манбаи электронии эмиссияи майдонӣ ва системаи EDS истифода шудаанд. Намунаҳо бо лентаи карбонӣ ба дорандаҳои металлӣ часпонда ва бо қабати тунуки тилло пӯшонида шудаанд. Намуди умумӣ дар калонкунии тақрибан 1000× ва арзёбии муфассал то 10.000× анҷом дода шудааст.

Дар ҳоле ки сатҳи CMC_0-и бе илова нисбатан ҳамвор ва якхела менамуд, филмҳои дорои ZnO морфологияи ноҳамвортар ва гетерогениро нишон доданд. Дар баъзе минтақаҳо агломератҳои вобаста ба ZnO дида шуданд; ин ҳолат нишон медиҳад, ки нанозарраҳо дар ҳамаи формулаҳо комилан тақсим нашудаанд.

Бо афзоиши миқдори CEO сохторҳои монанди сӯрох ё холигӣ равшантар шуданд. Филми дорои CEO-и баланд яке аз морфологияҳои гетерогении бештарро нишон дод. Манбаъ муҳокима мекунад, ки ин метавонад бо микрокатраҳои CEO, ҷудошавии қисмии фаза ҳангоми хушккунӣ ва аз даст рафтани ҷузъҳои учанда алоқаманд бошад. Аммо тасвирҳои SEM худ аз худ сабаби пайдоиши сӯрохҳоро исбот намекунанд; шароити хушккунӣ, тақсимоти ZnO ва ҳамкориҳои байни ҷузъҳо низ метавонанд нақш дошта бошанд.

Харитасозии элементии EDS барои арзёбии тақсимоти Zn, C ва O истифода шудааст. Формулаи CMC_ZnO_CEO_4, ки миқдори ZnO дар он пасттарин буд, яке аз тақсимоти якхелатарини Zn-ро нишон дод. Имкони афзоиши агломератсия ҳангоми миқдори баланди нанозарраҳо ва баъзе сатҳҳои CEO нишон медиҳад, ки муносибати одии “ZnO бештар ҳамеша тақсимоти якхелатари ZnO медиҳад” амал намекунад.

Чаро рафтори ҳароратӣ танҳо “ҳарорати вайроншавӣ” нест?

Таҳлили термогравиметрӣ (TG) ҳангоми баланд шудани ҳарорат миқдори аз даст рафтани массаи намунаро пайгирӣ мекунад, дар ҳоле ки калориметрияи сканерии дифференсиалӣ (DSC) тағйироти энергияро, ки бо ҳодисаҳои гармӣ вобастаанд, назорат мекунад. Намунаҳои филми тақрибан 10 mg дар ҳудуди 20–900 °C, бо суръати гармкунии 10 °C/дақ ва ҷараёни ҳавои 50 mL/дақ дар системаи STA 449C Jupiter TG-DSC таҳқиқ шуданд.

Талафоти аввалини масса дар ҳароратҳои паст танҳо вайроншавии сутунмӯҳраи полимерро нишон намедиҳад; хориҷ шудани намӣ ва ҷузъҳои учандаи вазни молекулавии паст низ ба ин минтақа саҳм мегузорад. Аз ин рӯ, манбаъ қиматҳои T_1%, T_5% ва T_10%-ро ҳамчун ҳароратҳое истифода кардааст, ки дар онҳо мутаносибан %1, %5 ва %10 массаи ибтидоӣ аз даст меравад.

Дар силсилаи 1→2→3, ки CEO собит нест, бо афзоиши миқдори CEO қиматҳои T_1%, T_5% ва T_10% умуман коҳиш ёфтанд. Ин тамоюл бо афзоиши миқдори ҷузъҳои учандае алоқаманд дониста шудааст, ки ҳангоми илова шудани равғани эфирии бештар дар ҳароратҳои паст хориҷ шуда метавонанд. Баръакс, дар силсилаи 4→2→5-и ZnO, ки CEO дар 2 mL собит нигоҳ дошта шудааст, махсусан боло рафтани T_5% ва T_10% бо он шарҳ дода шудааст, ки ZnO бештар метавонад баромадани об ва моддаҳои учандаро аз матритса ба таъхир андозад.

Талафоти минбаъдаи масса, ки аз тақрибан 150 °C боло мушоҳида мешавад, асосан ба дегидрататсия, деполимеризатсия ва вайроншавии сутунмӯҳраи матритсаи полисахарид вобаста карда шудааст. Барои CMC_0-и бе илова суръати максималии вайроншавӣ тақрибан дар 268,8 °C гузориш шудааст. Ҳодисаҳои ҳароратҳои баландтар бошанд ба вайроншавии минбаъда ва оксидшавии сохтори карбондори боқимонда вобаста карда шудаанд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Мантиқи тарҳи таҷриба

Дар таҳқиқот ба ҷои ҷустуҷӯи тасодуфии як “филми беҳтарин”, муқоиса шудааст, ки тағйир додани алоҳидаи миқдори ZnO ва CEO ба хусусиятҳои гуногуни мавод чӣ гуна таъсир мерасонад. CMC_0 назорати полимерии бе илова мебошад. CMC_ZnO_CEO_1, _2 ва _3 имкон медиҳанд миқдори афзояндаи CEO дар сатҳи якхелаи ZnO; CMC_ZnO_CEO_4, _2 ва _5 бошад миқдори афзояндаи ZnO дар сатҳи якхелаи CEO муқоиса карда шавад.

Омехтаҳои филм ба табақчаҳои Петри рехта, дар 40 °C 24 соат хушк карда шуданд, филмҳои хушкшуда аз сатҳ бо эҳтиёт ҷудо ва дар халтаҳои пластикии қулфдор нигоҳ дошта шуданд.

Усулҳои тавсифӣ

Муодилаи ношаффофӣ

Ношаффофии филм бо тақсим кардани абсорбанс дар 600 nm ба ғафсии филм ҳисоб шудааст:

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

Формула чиро ҳисоб мекунад? Нишондиҳандаи ношаффофиро ҳисоб мекунад, ки абсорбанси ченшудаи 600 nm-ро нисбат ба ғафсии филм нормализатсия мекунад.

Тағйирёбандаҳо: \(A_{600}\), абсорбанс дар дарозии мавҷи 600 nm; \(x\), ғафсии филм бо миллиметр.

Нақши математикӣ: Аз ду филм бо абсорбанси якхела филми бориктар қимати баландтари ношаффофии нормализатсияшуда ба ғафсиро хоҳад дошт. Баръакс, дар ғафсии якхела бо боло рафтани A₆₀₀ ношаффофии ҳисобшуда зиёд мешавад.

Маънои физикӣ: Қимати баланд нишон медиҳад, ки филм нисбат ба нури намоён камтар шаффоф аст. Аммо ношаффофӣ худ аз худ тамоми монеаи UV-ро ифода намекунад; абсорбансҳои UV-A ва UV-B низ алоҳида чен шудаанд.

Формулаи Гузаронандагии Буғи Об (WVP) Чиро Меченад?

Гузаронандагии буғи об (Water Vapor Permeability, WVP) хусусияти мавод аст, ки тамоюли гузаштани буғи об аз дохили филми бастабандиро дар ҳарорат ва фарқи муайяни фишори буғи об нисбат ба ғафсии филм, масоҳат ва вақти ченкунӣ нормализатсия мекунад. Дар таҳқиқот WVP-и паст ҳамчун рафтори монеавии қавитар бар зидди гузариши буғи об тафсир шудааст; аммо ин қимат танҳо дар ҳарорат, тартиби намии нисбӣ ва шароити филми санҷидашуда чен шудааст.

Муодилаи дар манбаъ истифодашуда:

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

Формула чиро ҳисоб мекунад? Тағйироти массаи обе, ки дар фосилаи муайяни вақт аз як тарафи филм ба тарафи дигар мегузарад, бо фарқи фишори буғ, масоҳати филм ва ғафсии филм алоқаманд мекунад.

\(M_0\): Массаи ибтидоии шиша/флакон.

\(M_t\): Массаи шиша/флакон дар вақти \(t\).

\(M_t-M_0\): Афзоиши массаеро ифода мекунад, ки аз ворид шудани буғи об ҳангоми таҷриба ба вуҷуд меояд.

\(\Delta t\): Фарқи вақт бо сония.

\(\Delta P\): Фарқи фишори буғи об дар ду тарафи филм. Дар таҳқиқот барои 25 °C ва градиенти %100 намии нисбӣ 3169 Pa истифода шудааст.

\(S\): Масоҳати кушодагии флакон бо m², ки аз ҷониби филм пӯшонида шудааст.

\(L\): Ғафсии филм бо метр.

Воҳид: Натиҷаҳо дар миқёси \(10^{-10}\) g/(Pa·m·s) дода шудаанд.

Дар таҷриба ба ҳар як флакони шишагии диаметраш 1,2 cm 1,1 g CaCl₂-и беоб гузошта шуда, даҳони флаконҳо бо филм пӯшида ва система дар 25 °C дар муҳити %100 намии нисбӣ нигоҳ дошта шудааст. Намунаҳо дар давоми 12 соат ҳар ду соат тарозу шуда, ченкуниҳо дар се такрор анҷом дода шудаанд.

Ҳарфҳои гуногуни болоиндекс дар як сутун фарқи омориро дар сатҳи p < 0,05 нишон медиҳанд. CMC_0-и бе илова бо 0,77 ± 0,02 баландтарин қимати WVP-ро дорад. Дар ҳамаи филмҳои композитӣ қимат пасттар аст. Дар силсилаи CEO коҳиши 0,65 → 0,57 → 0,45 дида мешавад, дар ҳоле ки дар силсилаи ZnO тағйироти ғайрихаттии 0,53 → 0,57 → 0,46 мавҷуд аст. Манбаъ равшан шудани фарқи танҳо намунаи дорои ZnO-и баландтаринро дар силсилаи афзояндаи ZnO ҳамроҳ бо эҳтимоли он муҳокима мекунад, ки агломератсияи нанозарраҳо метавонад саҳми монеавиро маҳдуд кунад.

Муодилаи муқовимати кашиш

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

TS: Муқовимати кашиш аст ва дар таҳқиқот бо MPa гузориш шудааст.

\(F_{\max}\): Қувваи максималиест, ки намуна пеш аз кандашавӣ таҳаммул мекунад; воҳиди он N мебошад.

\(A\): Масоҳати буриши ибтидоӣ. Манбаъ дар таърифи тағйирёбанда m²-ро истифода мебарад.

Мантиқи асосии формула ҳисоб кардани шиддат тавассути тақсим кардани қувва ба масоҳати буриш аст. Дар масоҳати буриши якхела қувваи максималии баландтар маънои муқовимати кашиши баландтарро дорад.

Муодилаи дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ

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

\(L_1\): Дарозии ибтидоӣ.

\(L_2\): Дарозии ниҳоӣ ҳангоми кандашавӣ.

EB: Нишон медиҳад, ки намуна пеш аз кандашавӣ нисбат ба дарозии ибтидоӣ чанд фоиз дароз шуда метавонад.

Модули Young аз нишебии минтақаи эластикии каҷи шиддат–деформатсия ҳисоб шудааст. Модули баланди Young ба маводи сахттар, яъне маводе ишора мекунад, ки дар шиддати якхела деформатсияи эластикии камтар дорад.

Озмоишҳои механикӣ бо дастгоҳи универсалии Instron 5982, бо ҳуҷайраи бори 5 kN, дар доираи ISO 527-1:2019 ва ISO 527-3:2018 бо истифода аз намунаҳои навъи 1B гузаронида шудаанд. Масофаи ибтидоии фишангҳо 50 mm ва суръати сари салибӣ 10 mm/дақ танзим шуда; барои ҳар филм се намуна чен ва ғафсӣ дар панҷ нуқтаи тасодуфӣ бо микрометр муайян шудааст.

Чаро ZnO ва CEO метавонанд ба хусусиятҳои механикӣ дар самтҳои муқобил таъсир расонанд?

Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ду илова як нақши механикиро иҷро намекунанд. CEO ҳамчун фазае муҳокима шудааст, ки метавонад пайвандҳои гидрогенӣ ва ҳамкориҳои занҷир-занҷири CMC-ро заиф карда, ҳаракатнокии занҷирҳоро зиёд кунад. Аз ин рӯ, бо зиёд шудани CEO самаранокии интиқоли бор дар мавод метавонад коҳиш ёфта, рафтори чандиртар мушоҳида шавад.

ZnO бошад, вақте дуруст тақсим мешавад, метавонад ҳамчун пуркунандаи ғайриорганикии тақвиятдиҳанда ва нуқтаи ҳамкории физикӣ/пайванди салибӣ барои занҷирҳои полимерӣ амал кунад. Ин метавонад ба интиқоли самараноктари бор дар матритса ва маҳдуд шудани ҳаракатнокии занҷирҳо оварда расонад. Дар иваз сахтӣ зиёд шуда, дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ метавонад коҳиш ёбад.

Ин тамоюл дар силсилаи 4→2→5 ZnO равшан аст. Муқовимати кашиш 4,01 → 5,66 → 8,61 MPa; модули Young 12,29 → 21,81 → 61,05 MPa боло меравад, дар ҳоле ки дарозшавӣ ҳангоми кандашавӣ 79,13 → 75,95 → 59,20% коҳиш меёбад. Бо вуҷуди ин, азбаски агломератсияи нанозарраҳо метавонад нуқтаҳои оғози тарқишро ба вуҷуд орад, хулосаи “ZnO бештар бе маҳдудият филми қавитар медиҳад” бароварда намешавад.

Дар таҷрибаи зиддибактериявӣ кадом микроорганизмҳо истифода шуданд?

Ҳамчун бактерияи модели Грам-мусбат Staphylococcus aureus ATCC 25923 ва ҳамчун бактерияи модели Грам-манфӣ Escherichia coli ATCC 25922 истифода шуданд. Намунаҳои филм ба дискҳои диаметрашон 6 mm бурида ва пеш аз таҷриба 20 дақиқа бо UV стерил карда шуданд.

Дар таҷрибаи диффузияи диск аз фарҳангҳои 24-соатаи бактериявӣ суспензия бо зичии 0,5 McFarland, ки дар манбаъ тақрибан 1,5–3 × 10⁸ CFU/mL таъриф шудааст, омода карда шуд. Бактерияҳо ба сатҳи агар паҳн шуда, дискҳои филм ба сатҳ гузошта ва табақҳо дар 37 °C барои 18–24 соат инкубатсия шуданд. Диаметри умумии минтақае, ки бактерия дар атрофи филм афзоиш ёфта наметавонист, бо миллиметр чен шуд.

Оё Минтақаи Ингибитсия ва CFU/mL Як Чизро Меченанд?

Не. Минтақаи ингибитсия чен мекунад, ки таъсири зиддимикробие, ки аз филм ба муҳити агар паҳн мешавад, дар атрофи филм то чӣ андоза минтақаи васеи беафзоиши бактерияро ба вуҷуд меорад, дар ҳоле ки таҷрибаи CFU/mL шумораи бактерияҳои зиндаеро чен мекунад, ки пас аз вақти муайяни тамос дар муҳити моеъ метавонанд дар культура дубора афзоиш ёбанд. Аз ин рӯ, минтақаи калони ингибитсия ва CFU/mL-и паст метавонанд алоқаманд бошанд, аммо онҳо як ченаки биологӣ нестанд ва натиҷаҳо бевосита ҷойи ҳамдигарро гирифта наметавонанд.

Дар таҷрибаи диффузияи диск минтақаҳои ингибитсияи композитҳо дар ҳудуди 21–38 mm гузориш шудаанд. CMC_ZnO_CEO_3, ки миқдори CEO дар он баландтарин аст, барои E. coli 33 mm ва барои S. aureus 38 mm минтақаҳои калонтарини гузоришшударо ба вуҷуд овардааст.

Дар силсилаи ZnO, ки CEO дар 2 mL собит аст, барои CMC_ZnO_CEO_5-и дорои ZnO-и баландтарин минтақаи ингибитсия бар зидди E. coli 32 mm ва бар зидди S. aureus 30 mm дода шудааст. Гарчанде манбаъ муҳокима мекунад, ки дар баъзе тамоюлҳои алоҳида ҳассосияти бактерияҳо ба ZnO ва CEO метавонад фарқ кунад, махсусан таъкид мекунад, ки ҳангоми арзёбии ҳамаи натиҷаҳои мавҷуда якҷоя, ҷудокунии қатъӣ дар бораи он ки кадом ду намуд умуман ҳассостар аст, имконнопазир аст.

Таҷрибаи бактерияҳои планктонӣ чӣ гуна анҷом дода шуд?

Ҳар намунаи филм дар чоҳи алоҳидаи табақи стерилии 24-чоҳӣ ҷойгир карда шуд. Аз суспензияи бактериявии ба 0,5 McFarland танзимшуда 10 µL гирифта, ба 1 mL муҳити ғизоӣ илова ва консентратсияи ибтидоии тақрибан 10⁶ CFU/mL ташкил карда шуд. Табақҳо дар 37 °C барои 2, 4, 8 ва 24 соат инкубатсия шуданд.

Дар ҳар нуқтаи вақт ҳалкуниҳои силсилавии даҳкарата омода шуда; аз ҳар ҳалкунӣ 10 µL ба муҳити ғизоӣ дар се такрор кошта ва колонияҳои афзуда шумурда шуданд.

Муодилаи CFU/mL:

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

Қимати 0,01 дар махраҷ баробари ҳаҷми 10 µL-и кошташуда бо миллилитр аст. Масалан, агар шумораи колонияҳо якхела монад, аммо колонияҳо аз намунаи бештар ҳалшуда гирифта шаванд, ин нишон медиҳад, ки дар намунаи ибтидоӣ зичии ҳуҷайраҳо баландтар буд; аз ин рӯ ба коэффисиенти ҳалкунӣ зарб карда мешавад.

Мувофиқи манбаъ, пас аз 2 соат тамос дар ҳамаи композитҳо коҳиши равшани зиндамонӣ дида шуд, CMC_ZnO_CEO_5-и дорои ZnO-и баландтарин яке аз намунаҳои қавитарин бар зидди ҳар ду бактерия буд ва барои E. coli пас аз 2 соат афзоиш ошкор нашуд. Пас аз тамосҳои чор, ҳашт ва бисту чорсоата натиҷаҳо ҳам барои S. aureus ва ҳам барои E. coli аз ҳадди ошкоркунӣ паст гузориш шуданд.

Ҳадди ошкоркунӣ: Таърифи усули мақола нишон медиҳад, ки натиҷаҳои бе колонияи намоён ҳамчун <100 CFU/mL гузориш шудаанд. Аз ин рӯ, ифодаи “колония ошкор нашуд” аз ҷиҳати таҳлилӣ маънои “ҳуҷайраҳо комилан сифр ҳастанд”-ро надорад.

Оё механизми зиддибактериявии ZnO дар таҳқиқот бевосита исбот шудааст?

Не. Таҳқиқот фаъолияти зиддибактериявиро чен кардааст, аммо механизмҳои молекулавӣ, аз қабили миқдори ROS дар дохили ҳуҷайра, озодшавии Zn²⁺, осеби мембрана ё экспрессияи сафеда, бевосита ба таври таҷрибавӣ чен нашудаанд. Ин механизмҳо бар асоси адабиёти пешин ҳамчун шарҳҳои эҳтимолии натиҷаҳо муҳокима шудаанд.

Дар манбаъ барои ZnO се гурӯҳи асосии механизмҳо баррасӣ мешаванд: осеб дидани сохторҳои ҳуҷайравӣ тавассути намудҳои реактивии оксиген; ҷамъ шудани нанозарраҳо дар сатҳи мембранаи ҳуҷайра ва ба вуҷуд овардани осеби механикии маҳаллӣ; дахолати ионҳои Zn²⁺ ба равандҳои биохимиявӣ дар наздикии ҳуҷайра ё дохили он.

Дар мавриди CEO, бо дастгирии адабиёт муҳокима шудааст, ки ҷузъи асосии фаъол — синнамалдегид — бинобар сохтори липофилии худ метавонад бо мембранаҳои ҳуҷайра ҳамкорӣ кунад, гузаронандагии мембранаро зиёд намояд ва ба аз даст рафтани ҷузъҳои дохилиҳуҷайравӣ оварда расонад. Ҳадафҳои марбут ба тақсимшавии ҳуҷайра, ба монанди quorum sensing, ташаккули биофилм ва FtsZ, низ дар доираи таҳқиқоти қаблӣ зикр мешаванд.

Таҳқиқотчиён ҳамчун механизми эҳтимолии якҷоя муҳокима мекунанд, ки CEO метавонад пардаи бактерияро заиф карда, ҳуҷайраро ба таъсирҳои гуногуни зиддимикробии ZnO ҳассостар гардонад. Аммо азбаски дар таҳқиқоти ҷорӣ озодшавии CEO ва ZnO чен нашудааст ва назоратҳои зарурии яккомпонентӣ барои ҳамаи хусусиятҳо иҷро нашудаанд, ин механизм набояд ҳамчун синергияи бевосита исботшуда пешниҳод шавад.

Таҷрибаи ҳифзи нон чӣ гуна анҷом дода шуд?

Нони тиҷоратие, ки бе моддаи консервант буданаш қайд шудааст, ба пораҳои тақрибан 2 cm × 2 cm × 0,5 cm ҷудо карда шуд. Пораҳои нон алоҳида бо полиэтилен (PE), CMC_0-и бе илова ё яке аз панҷ филми композитӣ печонида шуданд. Канорҳои филм ду маротиба қат карда шуданд, аммо бастаҳо ба таври герметикӣ маҳкам нашуданд.

Намунаҳо дар муҳити лабораторӣ дар тақрибан 25 °C ва %30 намии нисбӣ нигоҳ дошта шуда, дар вақтҳои муайян аз ҷиҳати рушди қолаби намоён санҷида ва аксбардорӣ шуданд. Таҷриба дар се такрор анҷом дода шуд.

Оё 28 Рӯз Қолаб Надидам, Исбот Мекунад, Ки Муҳлати Нигоҳдории Нон Дақиқан 28 Рӯз Аст?

Не. Таҳқиқот исбот мекунад, ки пораҳои нони бе консервант бо андозаи муайян ҳангоми бастабандӣ бо филмҳои композитӣ дар тақрибан 25 °C ва %30 намии нисбӣ дар давоми 28 рӯзи мушоҳида қолаби намоён нишон надоданд; аммо исбот намекунад, ки тамоми муҳлати нигоҳдории микробиологӣ, химиявӣ ва сенсории нони тиҷоратӣ ба 28 рӯз расидааст. Бастаҳо герметикӣ нестанд, танҳо қолаби намоён пайгирӣ шудааст ва занҷири воқеии паҳнкунӣ, намӣ/ҳароратҳои гуногун, қабули сенсорӣ, шумориши хамиртуруш-қолаб, ташаккули токсин ё дигар нишондиҳандаҳои вайроншавӣ ба таври васеъ арзёбӣ нашудаанд.

Манбаъ муҳокима мекунад, ки 28 рӯз дида нашудани қолаб метавонад ба фаъолияти дарозмуддати зиддимикробӣ ишора кунад ва нигоҳ дошта шудани CEO дар матритсаи CMC ва бо гузашти вақт озод шудани он ба интерфейси баста-ғизо метавонад шарҳи эҳтимолӣ бошад. Аммо азбаски суръати озодшавии CEO дар вақт чен нашудааст, ифодаи “озодшавии назоратшаванда ба амал омад” натиҷаи тасдиқшуда нест.

Таҷрибаи гӯркунӣ дар хок

Намунаҳои филм ба квадратҳои тақрибан 2 × 2 cm бурида, дар 40 °C то массаи доимӣ хушк ва массаи хушки ибтидоӣ муайян карда шуд. Намунаҳо дар хоки табиӣ дар чуқурии тақрибан 5 cm гӯр карда шуда, хок дар шароити намие нигоҳ дошта шуд, ки фаъолияти микробиро дастгирӣ мекунад, аммо ба ҷамъшавии аз ҳад зиёди об намеорад.

Тағйироти ранг, аз даст рафтани якпорчагӣ, кафидан, пора-порашавӣ ва парокандашавии умумӣ ба таври визуалӣ пайгирӣ шуданд. Композитҳо дар ду рӯзи аввал зуд якпорчагии худро аз даст дода, аз рӯзи дуюм ба таври визуалӣ ҷудонашаванда/барқарорнашаванда шуданд.

Оё Дар Хок Дар Рӯзи Дуюм Нопадид Шудан Исбот Мекунад, Ки Филм Пурра Биодеградатсия Шудааст?

Не. Дар рӯзи дуюм аз хок барқарор карда натавонистани пораҳои филм нишон медиҳад, ки дар шароити санҷидашуда талафоти хеле босуръати якпорчагии физикӣ вуҷуд дошт; аммо ҷудо намекунад, ки чӣ миқдори ин талафот аз ҳалшавӣ дар об, пора-порашавии физикӣ ё минерализатсияи воқеии биологӣ аз ҷониби микроорганизмҳо ба вуҷуд омадааст. Азбаски озмоиши стандартии биодеградатсия, таҳлили маҳсулоти вайроншавӣ, ташаккули CO₂ ё нишондиҳандаҳои миқдории монанд вуҷуд надоранд, таҳқиқот танҳо хулосаи “ҳассосияти баланд ба биодеградатсия/пора-порашавии муҳитӣ”-ро дастгирӣ мекунад.

Аз сабаби сохтори гидрофилии CMC, зуд ҷаббида шудани намии хок, фаъолияти ферментативии микробӣ дар матритсаи полисахарид ва ҳалшавӣ ё табдилёбии ZnO дар шароити хок ҳамчун равандҳои эҳтимолӣ муҳокима шудаанд. Аммо саҳми нисбии ин равандҳо дар озмоиши ҷорӣ чен нашудааст.

Таҳлили оморӣ

Натиҷаҳои ададӣ бо таҳлили яктарафаи дисперсия (one-way ANOVA) арзёбӣ шуданд. Таҳлили умумии оморӣ ба се такрор, \(n=3\), асос ёфтааст. Фарзи тақсимоти нормалӣ бо тести Shapiro–Wilk; якхелагии дисперсияи боқимондаҳо бо тести Levene санҷида шудааст. Барои муайян кардани фарқҳои ҷуфтии аҳамиятнок байни гурӯҳҳо тести Tukey HSD истифода шуда, ҳадди аҳамиятнокӣ \(p<0.05\) гирифта шудааст. Таҳлил бо Microsoft Excel 2016 ва иловаи XLSTAT 2020.5.1 анҷом дода шудааст.

Аз ин рӯ, ҳарфҳои болоиндекси ҷадвалҳо танҳо нишонаи визуалӣ нестанд. Гурӯҳҳое, ки дар як сутун як ҳарф доранд, метавонанд аз ҷиҳати оморӣ фарқ накунанд, дар ҳоле ки ҳарфҳои гуногун фарқи аҳамиятнокро дар сатҳи p < 0,05 нишон медиҳанд. Бо вуҷуди ин, \(n=3\) шумораи нисбатан ками такрор аст; ҳангоми умумисозии натиҷаҳо, махсусан ба миқёси тиҷоратӣ, хусусияти лаборатории таҷриба бояд ба назар гирифта шавад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Илова кардани ZnO ва CEO ба матритсаи CMC нисбат ба CMC_0-и бе илова абсорбсияи UV-ро ба таври назаррас зиёд кардааст.
• Ҳамаи композитҳои CMC/ZnO/CEO нисбат ба CMC_0-и бе илова гузаронандагии пасттари буғи об нишон доданд.
• Миқдори CEO ва ZnO хусусиятҳои механикии филмро дар самтҳои гуногун тағйир дод; CMC_ZnO_CEO_5-и дорои ZnO-и баландтарин муқовимати баландтарини кашиш ва модули Young-ро нишон дод.
• Натиҷаҳои SEM/EDS нишон доданд, ки тақсимоти нанозарраҳо ва морфологияи сатҳ аз формула вобастаанд ва дар ҳамаи филмҳо якхелагии комил вуҷуд надорад.
• Филмҳои композитӣ бар зидди E. coli ва S. aureus фаъолияти қавии зиддибактериявӣ нишон доданд.
• Дар чор соат ва нуқтаҳои минбаъдаи ченкунӣ миқдори бактерияҳои планктонии барқароршаванда барои ҳар ду намуд аз ҳадди ошкоркунии озмоиш паст монд.
• Дар таҷрибаи лаборатории нон дар намунаҳое, ки бо филмҳои композитӣ бастабандӣ шуда буданд, дар давоми 28 рӯз қолаби намоён мушоҳида нашуд.
• Дар таҷрибаи гӯркунӣ дар хок филмҳо талафоти хеле босуръати якпорчагии физикӣ нишон доданд.

Умумисозиҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

• Хулосаи “ин бастабандӣ муҳлати нигоҳдории тиҷоратии нонро ҳатман ба 28 рӯз мерасонад” дастгирӣ намешавад.
• Хулосаи “филм дар рӯзи дуюм пурра биодеградатсия мешавад” дастгирӣ намешавад.
• Хулосаи “синергияи ZnO ва CEO дар сатҳи молекулавӣ исбот шуд” дастгирӣ намешавад.
• Хулосаи “CEO дар давоми 28 рӯз ба таври назоратшаванда озод шуд” бевосита чен нашудааст.
• Хулосаи “филм дар тамос бо ғизо комилан бехатар аст” дастгирӣ намешавад; мигратсия, ситотоксикӣ ва арзёбиҳои ҳамаҷонибаи амният анҷом дода нашудаанд.
• Хулосаи умумии байнинамудӣ, ки “ҳамаи бактерияҳои Грам-манфӣ ба ZnO ва ҳамаи бактерияҳои Грам-мусбат ба CEO ҳассостаранд”, бароварда намешавад.
• Натиҷаҳои бо ду штамми референсии бактериявӣ гирифташуда ҳамаи патогенҳои ғизоӣ ё намудҳои қолаб/хамиртурушро намояндагӣ намекунанд.

Маҳдудиятҳои асосӣ

1. Озодшавии ҷузъҳои фаъол чен нашудааст. Муайян нашудааст, ки CEO ва ZnO аз филм бо чӣ суръат ва дар чӣ миқдор озод мешаванд. Аз ин рӯ, байни профили озодшавӣ ва хусусиятҳои зиддибактериявӣ ё монеавӣ робитаи мустақими миқдорӣ сохта намешавад.

2. Ҳамаи филмҳои назоратие, ки ҷузъҳоро ҷудо мекунанд, мавҷуд нестанд. Азбаски системаҳои CMC-CEO ва CMC-ZnO барои ҳамаи хусусиятҳои санҷидашуда ба таври системавӣ муқоиса нашудаанд, саҳми ҷудогонаи ду ҷузъи фаъол пурра ҷудо карда намешавад.

3. Назорати CMC-Tween 80 вуҷуд надорад. Tween 80 барои осон кардани парокандашавии CEO истифода шудааст. Азбаски назорати ҷудогонаи CMC-Tween 80 мавҷуд нест, саҳми эҳтимолии Tween 80 махсусан ба озодшавии CEO ва натиҷаҳои зиддибактериявӣ пурра истисно карда намешавад.

4. Амнияти тамос бо ғизо пурра арзёбӣ нашудааст. Ситотоксикӣ, амнияти ҳамаҷониба, мигратсияи ZnO/CEO ва экспозитсия дар шароити воқеии тамос бо ғизо арзёбӣ нашудаанд.

5. Таҷрибаи нон арзёбии пешакӣ мебошад. Пораҳои хурди нон, шароити маҳдуди лабораторӣ ва пайгирии визуалии қолаб истифода шудаанд. Бастабандии тиҷоратӣ, сифати сенсорӣ ва занҷири воқеии логистикӣ тасдиқ нашудаанд.

6. Озмоиши хок озмоиши стандартии биодеградатсия нест. Нопадидшавии визуалӣ ҳалшавӣ ва вайроншавии биологиро аз ҳам ҷудо намекунад.

7. Спектри микробӣ маҳдуд аст. Ду штамми референсии бактериявӣ санҷида шудаанд; дар оянда илова кардани бактерияҳои бештар ва занбӯруғҳои риштамонанд, ки дар вайроншавии нон муҳиманд, ба озмоишҳои мустақими зиддимикробӣ ба нақша гирифта шудааст.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

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

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

Тартиби муаллифон: Тартиби дар боло овардашуда мувофиқи тартиби мақолаи аслӣ нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар: Дар PDF-и манбаъ баёнияи ошкори саҳми баробар/муаллифии якуми баробар муайян нашудааст.

Муаллифи масъул: Ovidiu-Cristian Oprea.

Муассисаҳо: 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.

Маҷалла: Foods.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Навъи манбаъ: Article; мақолаи таҳқиқотии таҷрибавӣ.

Ҳолати баррасии ҳамтоён: Foods маҷаллаи илмии аз баррасии ҳамтоён гузашта мебошад; таҳқиқот аз марҳилаҳои ирсол, бозбинӣ, қабул ва нашр гузаштааст.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: Foods 2026, 15(20), 3641.

DOI: 10.3390/foods15203641.

Санаи ирсол: 22 Август 2026.

Санаи бозбинӣ: 30 Сентябр 2026.

Санаи қабул: 12 Октябр 2026.

Санаи нашр: 14 Октябр 2026.

Пайванди расмӣ: https://doi.org/10.3390/foods15203641

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY). Бо вуҷуди ин, баёни Verianla сохтори ҷумлаҳои матни манбаъ ё фигураҳои растрии манбаъро ба таври механикӣ аз нав эҷод накарда, маълумоти илмӣ, усул ва натиҷаҳоро дар сохтори мустақили омӯзишӣ шарҳ додааст.

Номувофиқии усули дохили манбаъ: Як ҷумла дар бахши тайёр кардани филм ҷузъҳои ZnO/CEO-ро, ки дар силсилаҳои 1-2-3 ва 4-2-5 зиёд мешаванд, баръакс ифода кардааст. Ҷадвали 1 ва бахшҳои натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки силсилаи 1-2-3 силсилаи CEO-и афзоянда ва силсилаи 4-2-5 силсилаи ZnO-и афзоянда мебошад. Ин номувофиқӣ хомӯшона пинҳон карда нашудааст.

Воҳиди гумшуда дар манбаъ: Воҳиди қиматҳои 0,15, 0,25 ва 0,50 дар сутуни ZnO-и Ҷадвали 1 ошкоро навишта нашудааст. Дар матни Verianla воҳид тахмин карда нашудааст.

Омор: ANOVA-и яктарафа; тести нормалияти Shapiro–Wilk; тести якхелагии дисперсияи Levene; муқоисаи сершумори Tukey HSD; ҳадди аҳамиятнокӣ p < 0,05; шумораи умумии такрор n=3. Нармафзор: Microsoft Excel 2016 ва XLSTAT 2020.5.1.

Маводи иловагӣ: Supplementary Table S1 натиҷаҳои муфассали диаметрҳои минтақаи ингибитсия ва Table S2 натиҷаҳои муфассали қиматҳои зиндамонии бактерияҳо CFU/mL-ро дар бар мегирад. Қиматҳои иловагии ададие, ки дар PDF-и асосӣ нестанд, дар матни Verianla тахмин карда нашудаанд.

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

Дастрасии маълумот: Қайд шудааст, ки саҳмҳои аслии таҳқиқот дар мақола ва Supplementary Materials ҷой доранд; саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул равона шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия: L.M. ва O.-C.O.; усул: L.M. ва O.-C.O.; таҳқиқот: L.M., O.-C.O., R.D.T., G.P. ва C.C.; навиштани тарҳи аввал: L.M., O.-C.O., A.F., G.P. ва D.F.; бозбинӣ ва таҳрир: R.D.T., C.C., L.M., O.-C.O., A.F. ва D.F.; назорат: O.-C.O.; идоракунии лоиҳа: L.M.; ба даст овардани маблағгузорӣ: O.-C.O.

Ҳудуди асосии усулӣ: Таҳқиқот як таҳқиқоти бастабандии фаъоли миқёси лабораторӣ мебошад. Озодшавӣ ва мигратсияи CEO/ZnO, ситотоксикӣ, амнияти ҳамаҷонибаи тамос бо ғизо ва тасдиқи миқёси тиҷоратӣ анҷом дода нашудаанд. Таҷрибаи нон хусусияти пешакӣ дорад ва таҷрибаи гӯркунӣ дар хок озмоиши стандартии биодеградатсия нест.