Elektrospinning orqali olingan zein nanotolalari, makkajo‘xorining asosiy zaxira oqsillaridan biri bo‘lgan zeinni yuqori elektr maydoni ostida juda ingichka, uzluksiz tolalarga aylantirish orqali hosil qilinadigan oqsil asosidagi nanotolali materiallardir. Ushbu eksperimental tadqiqot glatsial sirka kislotasida tayyorlangan zein eritmalarida oqsil konsentratsiyasi va berish tezligi, shuningdek kationli triethyl benzyl ammonium chloride (TEBAC), anionli sodium dodecyl sulfate (SDS) va noionik Span-80 sirt faol moddalarining tola diametri, morfologiya, mexanik xossalar, ho‘llanuvchanlik, suvdagi barqarorlik, termik xatti-harakat va molekulyar tuzilishga ta’sirini o‘rgangan. Jarayon o‘zgaruvchilari bilan o‘rtacha tola diametri 208,22–1001,90 nm oralig‘ida o‘zgargan, %2 sirt faol modda qo‘shilishi esa diametrni taxminan 100 nm darajasigacha kamaytirgan. SDS eng kichik o‘rtacha tola diametrini hosil qilgan; TEBAC esa ingichkalik, mexanik mustahkamlik va suv muhitida o‘lchamlarning saqlanishi o‘rtasida eng muvozanatli natijani bergan. Tadqiqotning asosiy cheklovi shundaki, olingan nanotolalarning faol oziq-ovqat qadoqlashida yoki nazorat qilinadigan tashuvchi sifatidagi real mahsulot samaradorligi hali tasdiqlanmagan.

30% (w/v) zein eritmasidan 0,5 mL/h berish tezligida hosil qilingan ZNF_200 namunasining o‘rtacha diametri 208,22 ± 46,93 nm. TEBAC, SDS va Span-80 xuddi shu asosiy eritmaga zeinga nisbatan %2 (w/w) qo‘shilganda o‘rtacha tola diametrlari mos ravishda 106,10 ± 18,58 nm, 98,92 ± 15,20 nm va 106,11 ± 17,98 nm bo‘lgan. Tolalarning ingichkalashishi sirt faol moddalarning eritma sirt tarangligini kamaytirishi va elektr o‘tkazuvchanligini oshirishi natijasida elektrospinning jetining kuchliroq elektrostatik cho‘zilishga uchrashi bilan bog‘langan.

Sirt faol moddaning turi nafaqat tola diametrini, balki hosil bo‘lgan oqsil tarmog‘ining makroskopik xatti-harakatini ham o‘zgartirgan. TEBAC/ZNF ning cho‘zilishdagi mustahkamligi 63,26 MPa gacha oshgan, SDS/ZNF va Span-80/ZNF esa yuqoriroq uzilishdagi cho‘zilish, biroq pastroq cho‘zilish mustahkamligi va Young modulini ko‘rsatgan. Uchala sirt faol modda ham suv bilan kontakt burchagini kamaytirib ho‘llanuvchanlikni oshirgan; shu bilan birga shishalanish harorati va termogravimetrik natijalar termik barqarorlikning pasayganini ko‘rsatgan.

Shu sababli tadqiqotning asosiy xabari “ingichkaroq tola har doim yaxshiroq tola degani” emas. Sirt faol modda tanlovi diametrni kamaytirish bilan mexanik mustahkamlik, egiluvchanlik, suvdagi barqarorlik, ho‘llanuvchanlik va termik barqarorlik o‘rtasida xossalar muvozanatini hosil qiladi.

Tadqiqotning asosiy muammosi

Elektrospinning polimer yoki oqsil eritmasini yuqori elektr maydoni ostida ingichka jetga aylantirish va erituvchi uzoqlashayotgan paytda mikrometr yoki nanometr miqyosida tolalar hosil bo‘lishiga asoslanadi. Nanotolalarning yuqori solishtirma sirt maydoni va o‘zaro tutash g‘ovak tuzilishi faol modda yuklash, nazoratli chiqarish, filtrlash va oziq-ovqat qadoqlash kabi qo‘llanmalar uchun muhimdir.

Biroq nanotola diametri faqat qo‘llanilgan kuchlanish bilan belgilanmaydi. Polimer konsentratsiyasi, molekula zanjirlarining chigallashuvi, eritma qovushqoqligi, elektr o‘tkazuvchanligi, sirt tarangligi, berish tezligi, igna–kollektor masofasi va atrof-muhit sharoitlari bir vaqtda jet xatti-harakatiga ta’sir qiladi.

Zein kabi oqsil asosidagi biopolimerlarda juda past konsentratsiya tola diametrini kichraytirishi mumkin; ammo zanjir chigallashuvi yetarli bo‘lmaganda uzluksiz tola o‘rniga munchoqsimon tuzilma yoki electrospraying natijasida zarrachalar paydo bo‘lishi mumkin. Juda yuqori konsentratsiya esa qovushqoqlikni oshirib tolalarni yo‘g‘onlashtirishi va ekstremal holatda soplo tiqilib qolishiga olib kelishi mumkin.

Sirt Faol Modda Elektrospinning Vaqtida Zein Tolasini Qanday Ingichkalashtiradi?

Ushbu tadqiqotda sirt faol moddalar zein eritmasining sirt tarangligini kamaytirib, elektr o‘tkazuvchanligini oshirish orqali elektr maydonining suyuq jetni kuchliroq cho‘zishiga yordam bergan; natijada taxminan 200 nm o‘lchamdagi sirt faol moddasiz tolalar taxminan 100 nm diametrgacha ingichkalashgan; bundan tashqari zein–surfaktant o‘zaro ta’sirlari oqsil zanjirlarining molekulyar tartibini ham o‘zgartirgan.

Zein va glatsial sirka kislotasi tizimi

Zein biologik parchalanish va biomoslashuvchanlik kabi xususiyatlari sababli oziq-ovqat va biomaterial qo‘llanmalarida ishlatiladigan o‘simlik oqsilidir. Tadqiqotda erituvchi sifatida %100 glatsial sirka kislotasi qo‘llangan. Mualliflar ushbu erituvchi tizimini zeinning uzluksiz elektrospinning jarayoniga mosligi va oziq-ovqat qo‘llanmalarida foydalanish mumkinligi sababli tanlagan.

Zein eritmalari 30%, 35% va 40% (w/v) konsentratsiyalarda tayyorlangan. Kukun holidagi zein glatsial sirka kislotasiga qo‘shilgan, xona haroratida 25 ± 2 °C da bir kecha magnit aralashtirgichda aralashtirilgan va elektrospinningdan oldin havo pufakchalarining chiqib ketishi uchun 10 daqiqa ushlab turilgan.

Jarayon o‘zgaruvchilarining tola diametriga ta’siri

Zein konsentratsiyasi 30% dan 40% gacha oshganda qovushqoqlik 0,32 Pa·s dan 1,06 Pa·s gacha ko‘tarilgan. Yuqori qovushqoqlik oqsil zanjirlarining kuchliroq chigallashuvini qo‘llab-quvvatlaydi va elektr maydoni ostida jetning ingichkalashishiga nisbatan yuqoriroq qarshilik hosil qiladi. Xuddi shu 40% zein konsentratsiyasida berish tezligi 1,0 mL/h dan 3,0 mL/h gacha oshirilganda o‘rtacha diametr 602,28 nm dan 1001,90 nm gacha oshgan.

Asosiy elektrospinning sharoitlari

Uch sirt faol moddaning eritma xossalariga ta’siri

TEBAC eng yuqori elektr o‘tkazuvchanligi va eng past sirt tarangligini hosil qilgan. SDS tola diametrining TEBAC nikidan biroz kichik bo‘lishi, tola diametri faqat shu ikki eritma o‘zgaruvchisining oddiy funksiyasi emasligini; qovushqoqlik, elektrostatik o‘zaro ta’sirlar va molekulyar tashkil topish birgalikda rol o‘ynashini ko‘rsatadi.

TEBAC, SDS va Span-80 Bir Xil Natija Beradimi?

Yo‘q; uchalasi ham zein tolalarini taxminan 100 nm miqyosigacha ingichkalashtirgan bo‘lsa-da, TEBAC mexanik mustahkamlikni va suvdagi o‘lcham saqlanishini yaxshilagan, SDS va Span-80 esa uzilishdagi cho‘zilishni oshirib, cho‘zilish mustahkamligi bilan qattiqlikni pasaytirgan; shu sababli sirt faol modda turi faqat jarayon yordamchisi emas, balki yakuniy nanotola tuzilishini yo‘naltiruvchi material o‘zgaruvchisi sifatida namoyon bo‘lgan.

Elektrospinning jetining hosil bo‘lish mexanizmi

Sof zein eritmasi kapillyar uchiga yetganda osilib turgan tomchi hosil qiladi. Elektr maydoni qo‘llanganda tomchi elektrostatik kuchlar bilan cho‘ziladi va jet hosil bo‘ladi. Jet kollektor tomon harakatlanganda glatsial sirka kislotasi bug‘lanadi, oqsil zanjirlari qotadi va tola hosil bo‘ladi.

Sirt faol modda qo‘shilganda uchta parallel o‘zgarish sodir bo‘lishi mumkin:

1. Gaz–suyuqlik interfeysiga adsorbsiya sirt tarangligini kamaytiradi.
2. Eritmadagi ionli yoki molekulyar turlar elektr o‘tkazuvchanligini o‘zgartiradi.
3. Surfaktant molekulalari zein zanjirlari bilan va o‘zaro molekulyar uyushmalar yoki mitsella tuzilmalari hosil qilishi mumkin.

Past sirt tarangligi elektr maydonining tomchi va jetni deformatsiyalashini osonlashtiradi, yuqori zaryad zichligi esa elektrostatik kuchlanishni oshirishi mumkin. Ushbu ikki ta’sir jetning ko‘proq cho‘zilishiga va ingichkaroq tolalarga aylanishiga hissa qo‘shadi.

Sirt faol modda zaryadining ahamiyati

Glatsial sirka kislotasi muhitidagi zein musbat zaryadlangan. Shu sababli anionli SDS, kationli TEBAC va zaryadsiz Span-80 bir xil oqsil bilan bir xil tarzda o‘zaro ta’sirlashmaydi.

TEBAC kationli bo‘lishiga qaramay, eritma o‘tkazuvchanligini 225,67 µS/cm gacha oshirgan va sirt tarangligini 36,72 mN/m gacha kamaytirgan. SDS ning manfiy bosh guruhi musbat zein bilan elektrostatik o‘zaro ta’sir ko‘rsatishi mumkin. Span-80 ionli zaryadga ega bo‘lmagani sababli uning ta’siri asosan noionik o‘zaro ta’sirlar orqali yuz beradi, deb talqin qilingan.

Tadqiqotda qo‘llangan %2 sirt faol modda dozasi mualliflar tomonidan tegishli kritik mitsella konsentratsiyalaridan yuqori deb qabul qilingan. Shuning uchun eritmada erkin molekulalar bilan bir qatorda mitsellalar yoki oqsil–surfaktant uyushmalari ham mavjud bo‘lishi mumkin, deb qaralgan.

SEM tasvirlari tola tarmog‘ida nimani ko‘rsatdi?

SEM tahlilida har bir namuna uchun tasodifiy tanlangan 200 tola o‘lchangan. Zein konsentratsiyasi va berish tezligi o‘zgartirilganda tolalar turli diametrlarga ega bo‘lsa-da, umuman olganda silliq, tayoqchasimon tola morfologiyasini saqlagan.

Sirt faol moddalar qo‘shilishi esa o‘rtacha diametrni kamaytirish bilan birga diametr taqsimotini toraytirgan va yanada zich nanotola tarmog‘ini hosil qilgan. SDS/ZNF 98,92 ± 15,20 nm bilan eng kichik o‘rtacha diametr va eng tor taqsimotga ega namuna sifatida qayd etilgan.

Mexanik sinovlar nimani o‘lchadi?

Nanotola matlari 30 mm × 3 mm namunalar ko‘rinishida kesilgan va universal testing machine yordamida 5 mm/min ko‘ndalang kallak tezligida, 5 mm gauge length bilan sinovdan o‘tkazilgan. Har bir nanotola namunasidan beshta sinov bo‘lagi ishlatilgan.

Cho‘zilishdagi mustahkamlik:

\[ TS=\frac{F_m}{S} \]

Bu yerda \(TS\) cho‘zilishdagi mustahkamlik, \(F_m\) qayd etilgan maksimal kuch va \(S\) nanotola namunasining ko‘ndalang kesim yuzasidir. Kuch N, yuza mm² da olinganda natija MPa da ifodalanadi.

Uzilishdagi cho‘zilish:

\[ EB=\frac{(L_b-L_0)}{L_0}\times100\% \]

Bu yerda \(L_b\) uzilish paytidagi uzunlikni, \(L_0\) boshlang‘ich uzunlikni anglatadi. \(EB\) materialning uzilishdan oldin qanchalik cho‘zila olishini ko‘rsatuvchi o‘lchovsiz foiz qiymatidir.

Manbada Young moduli uchun berilgan ifoda:

\[ YM=\frac{F_m\times L_g}{S\times L_m} \]

ko‘rinishidadir. \(L_g\) gauge length, \(L_m\) esa maksimal yukdagi namuna uzunligi sifatida ta’riflangan. Young moduli materialning elastik qattiqligini ifodalaydi; yuqori qiymat qattiqroq mexanik xatti-harakatni anglatadi.

Tola diametrining mexanik xossalarga ta’siri

ZNF_200 uchun cho‘zilishdagi mustahkamlik 11,08 MPa, uzilishdagi cho‘zilish %4,21 va Young moduli 0,97 GPa bo‘lgan. Tola diametri oshgani sari cho‘zilishdagi mustahkamlik avval ortgan, so‘ng kamaygan; eng yuqori cho‘zilishdagi mustahkamlik ZNF_600 da 35,55 MPa bo‘lgan.

Young moduli tola diametri bilan birga 0,97 GPa dan 6,77 GPa gacha oshgan, uzilishdagi cho‘zilish esa kamaygan. ZNF_1000 namunasi %1,86 bilan eng past uzilishdagi cho‘zilishni ko‘rsatgan.

Sirt faol moddalar mexanik xatti-harakatni qanday o‘zgartirdi?

TEBAC ta’siri faqat tolalarni ingichkalashtirishdan iborat emas; oqsil zanjirlari va tola tarmog‘ining tashkil topishi ham o‘zgargan. Aksincha, SDS va Span-80 ko‘proq deformatsiyaga imkon beradigan, biroq kamroq yuk ko‘taradigan egiluvchan tarmoqlar hosil qilgan.

Manba ichidagi birlik bo‘yicha ogohlantirish: TEBAC/ZNF uchun Young moduli asosiy matnda “2,86 MPa” deb berilgan. Shu bo‘limda boshqa Young moduli qiymatlari GPa birligida berilgan va 2-rasmdagi Young moduli o‘qi ham GPa shkalasidadir. Manbadagi bu birlik Verianla tomonidan jim ravishda o‘zgartirilmagan.

Sirtning ho‘llanuvchanligi

Suv bilan kontakt burchagi sirtning suv bilan qanchalik ho‘llanishini baholash uchun ishlatilgan. Tola diametri taxminan 200 nm dan 1000 nm gacha oshganda kontakt burchagi 120,88° dan 80,65° gacha kamaygan. Manba buni yo‘g‘on tolalarda kattaroq g‘ovaklar suvning kirib borishiga imkon berishi bilan bog‘laydi.

Uchala sirt faol modda ham sirt faol moddasiz, taxminan 200 nm li tolalarga nisbatan kontakt burchagini kamaytirgan. Manba buni yuqoriroq gidrofillik/ho‘llanuvchanlik sifatida talqin qiladi.

Suvga Chidamlilik Nuqtai Nazaridan TEBAC Nega Ajralib Turadi?

24 soatlik deionizatsiyalangan suvga botirish tajribasida TEBAC/ZNF boshlang‘ich yuzaning %31,43 qismini saqlab qolgan, sirt faol moddasiz ZNF_200 %20,60, Span-80/ZNF %23,63 va SDS/ZNF esa atigi %2,07 ni saqlagan; shu sababli TEBAC sinovdan o‘tkazilgan surfaktantlar ichida tola ingichkaligi bilan birga eng kuchli o‘lchamiy suv barqarorligini ta’minlagan.

24 soatlik suvga botirish tajribasi

Har bir nanotola mati 2,5 cm × 2,5 cm o‘lchamda tayyorlangan va 35 mL deionizatsiyalangan suvga 24 soat davomida botirilgan. Botirishdan keyin namunalar freeze-drying jarayonidan o‘tkazilgan va ularning morfologiyasi SEM bilan tekshirilgan.

Sirt faol moddasiz ZNF_200, ZNF_400 va ZNF_600 namunalarining 24 soat oxirida boshlang‘ich yuzalarining mos ravishda %20,60, %15,00 va %29,68 qismini saqlagani xabar qilingan. ZNF_1000 esa dastlab shishgan; 6 soatda yuza boshlang‘ichning %93,60 darajasida bo‘lgan, uzoqroq kontaktdan so‘ng butunligini yo‘qotgan.

Manba matnida ushbu bo‘limning ayrim jumlalarida “volume” so‘zi ishlatilgan. Biroq tajriba tavsifi, 4-rasm sarlavhasi va grafikning y o‘qi yuza o‘zgarishini o‘lchaydi. Shu sababli bu yerda miqdor “saqlanib qolgan yuza” sifatida ifodalangan.

Termik xatti-harakat: DSC

DSC tajribalarida taxminan 5,0 ± 0,1 mg namuna ishlatilgan. Namunalar avval 25–200 °C oralig‘ida 10 °C/min tezlikda qizdirilgan, so‘ng 200 °C dan −10 °C gacha sovutilgan va yana −10–200 °C oralig‘ida shu tezlikda qizdirilgan. Tahlil azot atmosferida olib borilgan va shishalanish harorati \(T_g\) ikkinchi qizdirish skanidan aniqlangan.

Tola diametrining 200–1000 nm oralig‘ida o‘zgarishi \(T_g\) ni faqat cheklangan darajada o‘zgartirgan, sirt faol moddalar esa shishalanish haroratini sezilarli darajada pasaytirgan. Eng katta pasayish TEBAC/ZNF da kuzatilgan.

Termogravimetrik xatti-harakat

TGA tahlilida taxminan 5 mg namuna 25 °C dan 600 °C gacha 10 °C/min tezlikda qizdirilgan. Manba uchta umumiy massa yo‘qotish bosqichini ta’riflaydi: 100 °C dan pastda suv yo‘qotilishi, 100–225 °C oralig‘ida past molekulyar massali peptidlarning parchalanishi va 225–600 °C oralig‘ida zeinning asosiy termik parchalanishi.

DSC va TGA birgalikda baholanganda sirt faol modda qo‘shilishi tolalarning ingichkalashishi va ho‘llanuvchanlikni oshirishi bilan birga termik barqarorlik nuqtai nazaridan muayyan narxga ega ekanini ko‘rsatadi.

ATR–FTIR orqali molekulyar o‘zaro ta’sirlarni o‘rganish

ATR–FTIR spektrlari 4000–400 cm⁻¹ oralig‘ida, 4 cm⁻¹ aniqlikda va har bir namuna uchun 32 skan bilan qayd etilgan. Oqsilning ikkilamchi tuzilishi amide I sohasida 1600–1700 cm⁻¹ oralig‘ida tahlil qilingan.

Manba zeinning xarakterli amide I, amide II va amide III tasmalarini, shuningdek N–H va C–H tebranishlarini kuzatgan. TEBAC, SDS va Span-80 qo‘shilishi turli cho‘qqilarning intensivligi va joylashuvini o‘zgartirib, zein bilan sirt faol modda o‘rtasidagi molekulyar o‘zaro ta’sirlarning mavjudligiga ishora qilgan.

TEBAC/ZNF da 3296 va 2966 cm⁻¹ tasmalar mos ravishda 3311 va 2988 cm⁻¹ gacha siljigani xabar qilingan. SDS qo‘shilishi 2966, 1541 va 1243 cm⁻¹ atrofidagi tasmalarni o‘zgartirgan, amide I tasmasida 1654 dan 1652 cm⁻¹ gacha kichik siljish hosil qilgan. Span-80 uchun ham ayrim tasma intensivligi va joylashuvida o‘zgarishlar kuzatilgan; manba bu tizimni asosan noelektrostatik o‘zaro ta’sirlar bilan bog‘lagan.

Oqsilning ikkilamchi tuzilishi

Tola diametri oshgani sari β-sheet va α-helix ulushlarida o‘sish, β-turn ulushida esa sezilarli kamayish kuzatilgan. Sirt faol moddali namunalar orasida SDS/ZNF ikkilamchi tuzilishda eng sezilarli o‘zgarishni, TEBAC/ZNF esa eng cheklangan o‘zgarishni ko‘rsatgan.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Materiallar

Zein Sigma–Aldrich dan; %100 glatsial sirka kislotasi Aladdin Inc. dan; SDS, Span-80 va TEBAC esa Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd. dan olingan.

Namuna tayyorlash

30%, 35% va 40% (w/v) zein eritmalari 25 ± 2 °C da bir kecha magnit aralashtirish orqali tayyorlangan. Har bir elektrospinning tajribasi uchun 2 mL eritma 10 mL shpritsga yuklangan. Sirt faol moddali tajribalarda 30% zein eritmasiga zeinga nisbatan %2 (w/w) TEBAC, SDS yoki Span-80 qo‘shilgan va elektrospinningdan oldin xona haroratida yana 2 soat aralashtirilgan.

Eritmani tavsiflash

Elektr o‘tkazuvchanligi Starter 300 conductivity meter, qovushqoqlik DHR rotational rheometer va sirt tarangligi ADVance surface tensiometer bilan o‘lchangan. Qovushqoqlik 100 s⁻¹ shear rate qiymatida qayd etilgan. Ushbu tajribalar 25 ± 1 °C da har bir eritma uchun uch takror bilan bajarilgan.

SEM va tola diametrini o‘lchash

Nanotola morfologiyasi scanning electron microscopy bilan o‘rganilgan, tasvirga olishdan oldin namunalar oltin bilan sputter-coated qilingan. Tola diametrlari ImageJ 1.8.0 bilan hisoblangan va har bir namunadan tasodifiy tanlangan 200 tola o‘lchangan.

Mexanik tavsiflash

30 mm × 3 mm namunalar universal testing machine da 5 mm/min crosshead speed va 5 mm gauge length sharoitida sinovdan o‘tkazilgan. Har bir nanotola guruhi uchun beshta sinov namunasi ishlatilgan. Cho‘zilishdagi mustahkamlik, uzilishdagi cho‘zilish va Young moduli hisoblangan.

Suv bilan kontakt burchagi

Nanotola matlari shisha plastinka ustiga tekis mahkamlangan, sirtga 3 µL distillangan suv tomizilgan va tasvirlar 5 soniya ichida olingan. Har bir namuna uchun beshta mustaqil o‘lchov bajarilgan.

Suvdagi barqarorlik

2,5 cm × 2,5 cm nanotola namunalari 35 mL deionizatsiyalangan suvda 24 soat ushlab turilgan. Botirishdan so‘ng namunalar freeze-drying jarayoniga olinib, makroskopik yuza o‘zgarishlari va SEM morfologiyasi o‘rganilgan.

DSC va TGA

DSC da 5,0 ± 0,1 mg namuna ishlatilgan; birinchi qizdirish 25–200 °C, sovitish 200 dan −10 °C gacha va ikkinchi qizdirish −10–200 °C oralig‘ida 10 °C/min tezlikda bajarilgan. TGA da taxminan 5 mg namuna 25–600 °C oralig‘ida 10 °C/min tezlikda qizdirilgan.

ATR–FTIR va ikkilamchi tuzilma tahlili

Nicolet 6700 ATR–FTIR qurilmasida 4000–400 cm⁻¹ oralig‘ida 4 cm⁻¹ aniqlikda 32 skan olingan. Amide I sohasidagi 1600–1700 cm⁻¹ spektral komponentlar PeakFit 4.12 va OMNIC 9.2 yordamida baholangan.

Statistik tahlil

Statistik tahlil SPSS Statistics 20.0 yordamida bajarilgan. Manba umumiy ma’lumotlar o‘rtacha ± standart og‘ish sifatida \(n=3\) ko‘rinishida berilganini bildiradi. Guruhlar o‘rtasidagi farqlar one-way ANOVA va Duncan multiple range test bilan baholangan; statistik ahamiyatlilik chegarasi \(p<0.05\) deb olingan.

Maxsus sinov protseduralarida takror soni farq qilishi mumkin: mexanik sinov bo‘limida har bir guruh uchun beshta namuna, suv bilan kontakt burchagida esa beshta mustaqil o‘lchov aniq ko‘rsatilgan. Shu sababli manbadagi umumiy \(n=3\) ifodasi barcha o‘lchov turlari uchun yagona takror soni sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Jarayon–tuzilma–xossa munosabati

Tadqiqot natijalari bitta o‘zgaruvchi zanjiridan ko‘ra bog‘langan jarayon–tuzilma–xossa mexanizmini ko‘rsatadi:

Zein konsentratsiyasi / berish tezligi / surfaktant turi → qovushqoqlik, sirt tarangligi va elektr o‘tkazuvchanligi → jet cho‘zilishi va zanjir tashkil topishi → tola diametri va tola tarmog‘i morfologiyasi → mexanik xossa, ho‘llanuvchanlik, suvdagi barqarorlik va termik xatti-harakat.

Ushbu zanjirda turli natijalarning bir yo‘nalishda o‘zgarishi shart emas. SDS eng ingichka tolalarni hosil qilgan bo‘lsa-da, mexanik mustahkamlikni keskin kamaytirgan. TEBAC juda ozroq qalin tola hosil qilganiga qaramay, ancha yuqori cho‘zilish mustahkamligi va suvda yaxshiroq o‘lcham saqlanishini ta’minlagan.

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Sinovdan o‘tkazilgan jarayon sharoitlarida zein konsentratsiyasi va berish tezligini oshirish tola diametrini kattalashtirgan.
• %2 TEBAC, SDS va Span-80 qo‘shilishining uchalasi ham 30% zein tizimida tola diametrini taxminan 100 nm gacha kamaytirgan.
• SDS/ZNF 98,92 ± 15,20 nm bilan eng kichik o‘rtacha tola diametrini bergan.
• TEBAC eritma o‘tkazuvchanligini eng ko‘p oshirgan va sirt tarangligini eng ko‘p kamaytirgan.
• TEBAC/ZNF cho‘zilishdagi mustahkamlikni 11,08 MPa dan 63,26 MPa gacha oshirgan.
• SDS va Span-80 uzilishdagi cho‘zilishni oshirgan, biroq cho‘zilishdagi mustahkamlik va qattiqlikni kamaytirgan.
• Uchala sirt faol modda ham suv bilan kontakt burchagini kamaytirgan.
• TEBAC/ZNF 24 soat oxirida ZNF_200 ga nisbatan yuqoriroq yuza saqlanishini ko‘rsatgan.
• Uchala sirt faol modda ham DSC/TGA baholashida termik barqarorlikni pasaytiruvchi o‘zgarishlar bilan bog‘langan.
• FTIR va ikkilamchi tuzilma tahlili surfaktant turiga bog‘liq turli zein–surfaktant o‘zaro ta’sirlarini qo‘llab-quvvatlagan.

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlamaydigan natijalar

• Taxminan 100 nm tola olish mumkinligi real oziq-ovqat qadoqlashida saqlash muddatining uzayganini isbotlamaydi.
• Tadqiqot ushbu nanotolalar bilan qadoqlangan oziq-ovqatlarda mikrob yukini yoki lipid oksidlanishini bevosita o‘lchamagan.
• Antimikrob yoki antioksidant faol modda yuklash va nazoratli chiqarish samaradorligi ushbu tajriba to‘plamida tasdiqlanmagan.
• Laboratoriya elektrospinning sharoitlari sanoat miqyosida seriyali ishlab chiqarish tasdiqlanganini anglatmaydi.
• TEBAC bu yerda eng muvozanatli material samaradorligini ta’minlagani barcha oqsil, erituvchi yoki sirt faol modda tizimlarida ham xuddi shunday natija bo‘lishini anglatmaydi.
• SDS eng kichik tola diametrini bergani uni barcha qo‘llanmalar uchun eng yaxshi variant qilmaydi.

Tadqiqotning kuchli tomonlari va cheklovlari

Tadqiqotning muhim kuchli tomoni shundaki, u faqat tola diametrini o‘lchamagan; bir tizimning o‘zida eritma fizikasi, SEM morfologiyasi, mexanik xossalar, sirt ho‘llanuvchanligi, suvdagi barqarorlik, termik tahlil va molekulyar spektroskopiyani birgalikda baholagan. Shu orqali jarayon parametrlarining nafaqat mikroskopik diametrga, balki makroskopik material samaradorligiga ta’siri ham taqqoslangan.

Biroq tadqiqot laboratoriya miqyosidadir. Mualliflar surfaktant-yordamidagi elektrospinning jarayonini masshtablash va takrorlanuvchanligini alohida o‘rganish kerakligini bildiradi. Real oziq-ovqat tizimlarida faol qadoqlash va nazoratli tashuvchi samaradorligi tasdiqlanmagan.

Xususan, yangi va qayta ishlangan qo‘y go‘shti mahsulotlarida antioksidant yoki antimikrob agent tashuvchi funksional qoplama qatlami sifatida foydalanish tadqiqotning eksperimental natijasi emas, kelajakda tasdiqlanishi tavsiya etilgan qo‘llash yo‘nalishidir.

Manba va Usul Haqida Izoh

Asl tadqiqot: Formation and Properties of Electrospun Zein Nanofibers from Glacial Acetic Acid Solutions: Effects of Process Variables and Surfactants

Mualliflar: Shumin Wang; Xiaolin Liang; Hanyu Chai; Shaohua Lin; Yankun Fu; Xiaofei Liu; Hongyu Li; Pengjie Wang.

Mas’ul mualliflar: Hongyu Li va Pengjie Wang.

Muassasalar: College of Food and Bio-Engineering, Beijing Vocational College of Agriculture, Beijing, China; Department of Nutrition and Health, China Agricultural University, Beijing, China; Liaocheng Academy of Agricultural Sciences, Liaocheng, China.

Jurnal: Foods.

Nashriyot: MDPI.

Bibliografik qayd: Foods 2026, 15(17), 3156.

DOI: 10.3390/foods15173156

Manba turi: Taqrizdan o‘tgan eksperimental tadqiqot maqolasi.

Akademik muharrir: Rui M. S. Cruz.

Qabul qilingan: 3 Avgust 2026.

Qayta ko‘rib chiqilgan: 28 Avgust 2026.

Qabul qilingan: 1 Sentyabr 2026.

Nashr: 5 Sentyabr 2026.

Litsenziya: Creative Commons Attribution (CC BY).

Moliyalashtirish: Key Special Project of “Technology Promotes Mongolia” Action doirasidagi “Research on Key Common Technologies for Mutton Sheep Processing and High-Value Utilization of Its By-Products” loyihasi, NMKJXM202204; shuningdek China Dairy Industry Association Dairy Science and Technology Innovation Fund–Tetra Pak Special Project, CDIAKCJJ-TP-2025-002.

Etika qo‘mitasi: Qo‘llanilmaydi.

Ma’lumotli rozilik: Qo‘llanilmaydi.

Ma’lumotlarning mavjudligi: Tadqiqotning asl hissalari maqola va Supplementary Materials ichida mavjudligi; qo‘shimcha savollar corresponding authors ga yo‘naltirilishi mumkinligi bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Mualliflar manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Muallif hissalari: Konseptuallashtirish Pengjie Wang va Hongyu Li; usul Shumin Wang va Xiaofei Liu; dasturiy ta’minot Shaohua Lin; tasdiqlash Hanyu Chai va Shaohua Lin; formal tahlil Yankun Fu; tadqiqot Hongyu Li; resurslar Shumin Wang va Pengjie Wang; ma’lumotlarni boshqarish Hanyu Chai va Hongyu Li; dastlabki loyiha Shumin Wang; ko‘rib chiqish va tahrirlash Xiaolin Liang; vizuallashtirish Xiaolin Liang; nazorat Pengjie Wang; loyiha boshqaruvi Hongyu Li; moliyalashtirishni jalb qilish Pengjie Wang va Shumin Wang tomonidan amalga oshirilgan.

Manba ichidagi texnik izoh: TEBAC/ZNF Young moduli asosiy matnda 2,86 MPa deb yozilgan, ammo shu rasmning Young moduli shkalasi va boshqa namunalar GPa birligida. Bundan tashqari, suvga botirish bo‘limidagi ayrim jumlalarda “volume” ifodasi ishlatilgan, holbuki tajriba va 4-rasm yuza nisbatini o‘lchaydi. Ushbu nomuvofiqliklar jim ravishda tuzatilmagan.

Asosiy metodologik cheklov: Tadqiqot laboratoriya miqyosidagi elektrospinning va material tavsiflash ishidir. Sanoat miqyosiga o‘tkazish, uzoq muddatli ishlab chiqarish takrorlanuvchanligi, real oziq-ovqat qadoqlashida saqlash muddati, antimikrob/antioksidant samaradorlik va nazoratli faol modda chiqarilishi bevosita sinovdan o‘tkazilmagan.