JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

لتعزيز استقرار وتعقيم الطلاءات القائمة على الشيتوزان وتوسيع تطبيق جزيئات نانوية معينة في حفظ الطعام ، يتم تصنيع مركبات Ag / TiO2 لتشغيل طلاءات الشيتوزان لحفظ البيض. يتم استخدام مورفولوجيا قشر البيض وفقدان الوزن ووحدة Haugh ودرجة الحموضة الزلال لتوصيف أداء الحفاظ على الطلاء.

Abstract

يعتبر البيض مصدرا ممتازا للبروتينات والمعادن والفيتامينات التي تم استهلاكها بشكل شائع في النظام الغذائي اليومي في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك ، تؤدي المسام الدقيقة والشقوق الدقيقة على قشر البيض إلى فقدان الرطوبة وهروب ثاني أكسيد الكربون2 ، مما يؤدي إلى تسريع تدهور البيض والخسارة الاقتصادية. لتعزيز استقرار وتعقيم مواد الطلاء القائمة على الشيتوزان وتطوير مركبات نانوية جديدة متعددة الوظائف لحفظ البكتيريا والبيض ، يتم تصنيع مركبات ثاني أكسيد الفضة / التيتانيوم (Ag / TiO2) وتطبيقها لتعديل الشيتوزان لإطالة العمر الافتراضي للبيض. تستخدم صور المجهر الإلكتروني (SEM) لتحليل بنية وتشكل الجسيمات المركبة ومورفولوجيا قشر البيض المطلي. يتم تقييم أداء الحفاظ على الطلاءات المركبة من خلال معايير مختلفة: فقدان الوزن ، ووحدة Haugh ، ودرجة الحموضة الزلال ، وأشكال قشر البيض للعينات. يساهم اعتماد مركبات Ag / TiO2 في التأثير التآزري للشيتوزان ، مما قد يطيل فترة الحفظ بشكل أكبر. ومع ذلك ، فإن أداء طلاء الشيتوزان محدود حاليا بأنواع الجسيمات الحالية وتركيزها ، الأمر الذي يتطلب التحسين في الدراسات المستقبلية. تدرس الطرق في هذه الدراسة مواد طلاء جديدة ، والتي يمكن إنشاؤها عن طريق إضافة جزيئات نانوية محددة إلى سلائف الطلاء ، لتحقيق التأثيرات الاندماجية للجسيمات النانوية والسلائف ، وكذلك لإعداد طلاءات جديدة متعددة الوظائف في مجال حفظ الأغذية.

Introduction

كمصادر ممتازة وشائعة للبروتين والملح غير العضوي والفيتامينات ، يعد البيض من الموردين المشهورين لتغذية الإنسان ، والتي يتم إنتاجها واستهلاكها في جميع أنحاء العالم على نطاقواسع 1،2. على الرغم من أن قشر البيض عبارة عن حواجز وقائية طبيعية ، إلا أنها هشة للغاية بحيث لا تحافظ على سلامتها أثناء نقل البيض وتخزينه. سيؤدي تبادل الغازات والتغلغل الميكروبي بين زلال البيض والبيئة ، والذي يمكن أن يحدث بسهولة من خلال المسام الصغيرة على قشر البيض ، إلى فقدان ثاني أكسيد الكربون2 بالإضافة إلى تدهور جودة البيض3،4. علاوة على ذلك ، فإن الشقوق الصغيرة على قشر البيض من شأنها أن تزيد من خطر التلوث الميكروبي. لذلك ، يجب تطوير طرق فعالة لحفظ البيض بشكل عاجل لتحقيق المنفعة الاقتصادية وصحة الإنسان.

في الوقت الحاضر ، هناك نوعان من الطرق لحفظ البيض. الطريقة الأولى هي تعطيل الكائنات الحية الدقيقة على قشرالبيض 5،6،7،8. تعمل عملية التعطيل على إطالة فترة حفظ البيض عن طريق تطهير سطح قشر البيض بعيدا عن تآكل الكائنات الحية الدقيقة البيئية والرطوبة. من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون طلاء المسام الصغيرة والشقوق على قشر البيض بمواد وظيفية محددة بمثابة طريقة ممتازة لمنع فقدان بخار الماء وثاني أكسيد الكربون2 من زلال البيض ، وكذلك لحماية قشر البيض من تدمير الكائنات الحية الدقيقة. نظرا لأنها بسيطة وفعالة وموفرة للطاقة ، فإن الطلاء يجذب اهتماما متزايدا للحفاظ على البيض. المبادئ الأساسية التي يجب أن تفي بها مواد الطلاء المناسبة هي الاستقرار الكيميائي والنفاذية الفعالة والتوافر الواسع والسلامة الموثوقة. أكثر مواد الطلاء التي تمت دراستها على نطاق واسع هي الزيت9،10 والبروتينات11 والبوليمرات الحيوية3 والشيتوزان12.

يعتبر الشيتوزان مادة طلاء شائعة بسبب خصائصه الممتازة في تكوين الفيلم والنشاط المضاد للبكتيريا والسلامة13. ثبت أن التغيرات الفيزيائية والكيميائية للبيض والتلوث الميكروبي محمية بطلاء الشيتوزان ، والذي كان بمثابة وسيلة فعالة لحفظ البيض. ومع ذلك ، كبوليمر محب للماء مع حاجز بخار الماء الضعيف وامتصاص الرطوبة ، فإن الشيتوزان غير مستقر في بيئة عالية الرطوبة ، مما يحد من تأثيرات الحفظ ويقلل من العمر الافتراضي للبيض إلى درجة معينة.

للتغلب على هذه المشكلة وتعزيز أداء الحفاظ على الشيتوزان ، تم استخدام جزيئات نانوية معينة كمادة مغشوشة في الطلاءات القائمة على الشيتوزان. في ذلك ، كحشو نانوي ذو طابع مضاد للبكتيريا14 ، تم تخدير الفضة النانوية (Ag) إلى الشيتوزان. لا يمكن أن تؤدي إضافة Ag إلى تعزيز خاصية الحاجز لفيلم الشيتوزان فحسب ، بل يمكن أن تعزز أيضا تأثيره المضاد للبكتيريا ، والذي ثبت أنه يحسن تأثير الحفاظ على الطلاء. ومع ذلك ، فإن التجميع السهل والبنية البسيطة لجزيئات Ag قد يقلل من استقرار ومتانة فيلم الشيتوزان ، والذي تم التحقق من تحسينه عن طريق ترسيب جزيئات نانوية معينة. ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) هو مركب أكسيد معدني نموذجي له خصائص ممتازة مثل الاستقرار الكيميائي والسمية المنخفضة بالإضافة إلى التكاليف المعقولة. تمنح هذه الخصائص الوظيفية TiO2 إمكانات كبيرة في العديد من مجالات البحث15. على سبيل المثال ، يمكن أن تعمل جزيئات TiO2 كإضافات في الأجهزة الطبية والمواد الحيوية بسبب التصاقها وأنشطتها المضادة للجراثيم. ومع ذلك ، فإن التطبيق الفعلي لجزيئات TiO2 محدود إلى حد كبير بسبب الديناميكا الحرارية غير المستقرة واتجاهاتها التكتلية. لذلك ، تم اقتراح تعاطي مواد وظيفية محددة في TiO2 لتحقيق التأثير الاندماجي للنشاط المضاد للبكتيريا ، وتحسين التشتت والثبات الحراري.

في هذه الدراسة ، يتم تصنيع مركبات Ag / TiO2 المضادة للبكتيريا وتطبيقها في طلاء الشيتوزان للحفاظ على البيض. تستخدم صور SEM لتحليل بنية وتشكل جزيئات Ag / TiO2 وقشر البيض. يتم تقييم أداء الحفاظ على الطلاء ومقارنته بفقدان الوزن ووحدة Haugh ودرجة الحموضة الزلال وأشكال قشر البيض. توضح هذه الدراسة إمكانية وإمكانات طلاء الشيتوزان المخلوطة بالنانو المركب في حفظ الأغذية.

Protocol

1. تخليق مركبات نانو Ag / TiO2

  1. لتحضير سول النانو الفضي ، امزج 100 مل من محلول AgNO3 و 100 مل من عامل الحماية و 50 مل من NaBH4 في قاطع سعة 500 مل.
    1. امزج حمض الخليك وحمض الميثانويك (الدرجة التحليلية) بنسبة حجم 1: 1 للحصول على 100 مل من محلول الحمض المركب كمقدمة لعامل الحماية. خفف المحلول الحمضي بالماء منزوع الأيونات (18 MΩ • سم) إلى 500 مل كعامل وقائي.
    2. أضف محلول AgNO3 (0.3 مول / لتر) إلى عامل الحماية الناتج تحت التحريك القوي ، حتى يتم تشتيت المواد المذابة AgNO3 بالتساوي في المحلول الواقي. أضف 0.4 جم من NaBH4 للحصول على Ag sol مشتت جيدا بعد تفاعل الخليط لمدة 1 ساعة في درجة حرارة الغرفة.
      تنبيه: يمكن تعديل حجم جسيمات الفضة النانوية عن طريق تركيز عامل الحماية ومعدل التحريك في الخطوة 1.1.2.
  2. يمزج Ag في محلول تيتانات رباعي البوتيل (TBOT) - الإيثانول تحت التحريك ثم أضف 80 مل من محفز الحمض بالتساقط.
    1. امزج 500 ميكرولتر من حمض البنزين سلفونيك (BA) وحمض الخليك الجليدي (AA) للحصول على المحلول المختلط (BA و AA بنسبة حجم 1: 2). خفف المحلول إلى 100 مل من الماء منزوع الأيونات (18 MΩ • سم) لتحضير المحفز الحمضي.
    2. أضف Ag sol الناتج إلى محلول الإيثانول رباعي بوتيل (TBOT) المشتت مسبقا (2.5 من TBOT في محلول الإيثانول 100 مل) وحرك لمدة ساعة واحدة للحصول على السول المختلط. بعد ذلك ، أضف السول بالتنقيط إلى 80 مل من المحفز الحمضي ، وحركه لمدة 4 ساعات عند 70 درجة مئوية.
    3. قلب الخليط باستمرار لمدة 48 ساعة في درجة حرارة الغرفة لإنتاج مركب Ag / TiO2 النهائي.
      الكاتيون: قد يتسبب التقليب القوي في تناثر قطرات المحلول. استخدم أجهزة واقية لضمان السلامة ، مثل قناع الأنف الفموي الواقي وثوب المختبر والقفازات. لا يوجد معيار صارم لسرعة الدوران في الإجراءات المذكورة أعلاه.

2. تحضير طلاء الشيتوزان

  1. قم بإذابة الشيتوزان في 1٪ (vol) حمض الخليك وحركه لمدة 24 ساعة عند 25 درجة مئوية لتحضير محلول الطلاء (تأكد من أن تركيز الشيتوزان هو 0.5٪ (بالوزن) في المحلول الناتج.
  2. إضافة جزيئات Ag / TiO2 إلى المعلق بشكل منفصل (0 و 0.5 و 1 و 1.5 جم من Ag / TiO2 إلى 50 جم من محلول الشيتوزان ، على التوالي) ، للحصول على 0٪ و 1٪ و 2٪ و 3٪ (بالوزن) Ag / TiO 2-chitosan ، يشار إليها باسم Ag / TiO2-CS0 و Ag / TiO2-CS1 و Ag / TiO2-CS2 و Ag / TiO2-CS3 ، على التوالي.
    تنبيه: لا يوجد معيار صارم لسرعة الدوران في الإجراءات المذكورة أعلاه.

3. مسح المجهر الإلكتروني (SEM) المراقبة

  1. قطع قشر البيض التجريبي إلى قطع (أبعاد مربعة حوالي 2-3 مم).
  2. قم بتثبيت قطع قشر البيض على كعب معدني باستخدام مادة لاصقة موصلة (أي شريط موصل للكربون على الوجهين أو مواد أخرى مماثلة). استخدم القفازات أثناء تحضير العينة لتجنب أي تلوث للعينة من اليدين. ضع علامة على العينة (على سبيل المثال ، بخدش على شكل حرف L باستخدام قاطع قلم ماسي).
  3. بدلا من ذلك ، قم بتطبيق طلاء متناثر بمادة موصلة (~ 10 نانومتر) لمنع تأثيرات الشحن.
  4. احصل على ما لا يقل عن ثلاث صور مجهرية عالية الدقة (من الناحية المثالية ، ما لا يقل عن خمسة) من العرض العلوي للعينة. تأكد من أن كل صورة تعرض مساحة لا تقل عن 25 ميكرومتر × 25 ميكرومتر، مع نسبة دقة تبلغ 20 ميكرومتر. تجنب التقاط الصور من مناطق السطح ذات العيوب السطحية العيانية.
  5. استخدم معلمات SEM التالية: جهد التشغيل 30 كيلو فولت. يمكن أن تصل دقة صورة الإلكترون الثانية إلى 2 نانومتر باستخدام مسدس إلكتروني انبعاث ميداني في مجهر إلكتروني ماسح عالي الجودة (تبلغ كثافة تيار الحزمة الأيونية حوالي 105 A / cm2).
  6. لاحظ الموضع الدقيق لكل صورة فيما يتعلق بالعلامة على شكل حرف L.

4. تجارب حفظ البيض

ملاحظة: البيض الطازج هو بيض دجاج تقدمه مزرعة محلية في شنتشن ، الصين.

  1. قم بفحص البيض التجريبي عن طريق استبعاد البيض الذي يحتوي على تشققات أو بقعة أو رمال على أسطحه لضمان عملية تجريبية مواتية للحفاظ على البيض.
  2. قسم البيض الطازج إلى خمس مجموعات مع 30 بيضة في كل مجموعة. تصميم المجموعات المطلية الأربع ، المطلية بالشيتوزان ، Ag / TiO 2-chitosan المخدر بنسبة 0٪ و 1٪ و 2٪ و 3٪ (بالوزن) مثل Ag / TiO2-CS0 و Ag / TiO2-CS1 و Ag / TiO2-CS2 و Ag / TiO2-CS3 ، على التوالي.
  3. قم بإجراء عملية الطلاء لغمر البيض في محاليل طلاء مختلفة لمدة 5 دقائق وتجفيفها في الظروف المحيطة لمدة 24 ساعة. اضبط البيض المغسول بالماء (WE) كتجربة تحكم. بعد العلاجات المذكورة أعلاه ، قم بتخزين البيض المعالج على حرارة 25 درجة مئوية. خذ البيض الخمس الملحوظ لقياس فقدان الوزن ، ووحدة Haugh ، ودرجة الحموضة الزاليل ، ومورفولوجيا قشر البيض لتقييم ومقارنة أداء الحفظ.
    1. الحصول على فقدان الوزن (٪) للبويضة عن طريق حساب فرق الوزن في نسبة البيضة مقارنة باليوم الأول. قم بقياس وزن البيض في كل مجموعة كل 5 أيام.
    2. احسب وحدة Haugh لربط وزن البيضة بسمك الزلال (المعادلة 1) 12.
      HU = 100 لوغار (H-1.7W0.37 + 7.6) (1)
      حيث يمثل H ارتفاع الزلال (مم) و W يمثل وزن البيضة (جم).
      1. وفقا لقيمة وحدة Haugh ، صنف البيض إلى درجة AA و A و B عندما تكون وحدة Haugh للبيضة أعلى من 72 ، بين 71-60 وأقل من 60 ، على التوالي (معايير الولايات المتحدة لجودة بيض القشرة الفردية).
    3. افصل الزلال عن الصفار واستخدم مقياس الأس الهيدروجيني الرقمي لقياس قيم الأس الهيدروجيني للزلال.
    4. راقب مورفولوجيا أسطح قشر البيض باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح بعد رش البلاتين للعينات.
      الكاتيون: قشر البيض عبارة عن مواد هشة لا تتحمل التأثيرات العنيفة. لذلك ، احرص على تجنب أي ضرر لقشر البيض. وعلاوة على ذلك، فإن الإجراءات الواردة في الخطوة 4.3.4 هي نفسها الإجراءات الواردة في الخطوة 3.

النتائج

يتراوح حجم الجسيمات لمركبات Ag / TiO2 من 100-300 نانومتر ، والتي تتأثر بظروف التوليف (الشكل 1).

figure-results-257
الشكل 1: صور SEM لجزيئات Ag / TiO2 المركبة بنسب دقة مختلفة (500 نانومتر). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

يظهر الجدول 1 فقدان الوزن لعينات البيض المختلفة أثناء التخزين. يرجع فقدان الوزن المتزايد باستمرار إلى هروب الزلال CO2 وبخار الماء من خلال المسام الموجودة على قشر البيض ، مما يؤدي إلى تدهور جودة البيض. إن فقدان وزن بيض WE أعلى بكثير من المجموعات الأخرى ، مما يشير إلى القدرة الوقائية للطلاءات القائمة على الشيتوزان لجودة البيض. بعد الطلاء بالشيتوزان ، تقل الشقوق الموجودة على قشر البيض بشكل واضح ، مما يحد من فقدان ثاني أكسيد الكربون2 وبخار الماء.

وقت التخزين (يوم)فقدان الوزن (بالوزن٪)
نحنAg / TiO 2-CS0Ag / TiO 2-CS1Ag / TiO 2-CS2Ag / TiO 2-CS3
60.78±0.09 ج0.69±0.09 ج0.53±0.12 أ0.49±0.21 أ ، ب0.48±0.06 أ
111.85±0.13 ب1.54±0.18 ج1.34±0.15 أ1.28±0.13 أ ، ب1.26±0.21 أ
162.53±0.21 ب2.34±0.27 ج1.95±0.21 ب1.93±0.35 أ1.89±0.38 أ
214.01±0.25 ج3.63±0.32 ب3.21±0.09 ب3.18±0.22 أ3.09±0.16 أ
264.86±0.34 ب4.18±0.25 ب4.09±0.39 ب4.05±0.29 أ3.98±0.21 أ ، ب
315.62±0.41 أ5.01±0.51 ب4.76±0.48 أ4.69±0.17 أ4.58±0.35 أ
في نفس الصف مع مختلف الحروف المكتوبة تختلف اختلافا كبيرا.

الجدول 1: تباين فقدان الوزن للبيضات المختلفة أثناء وقت التخزين.

علاوة على ذلك ، فإن طلاءات الشيتوزان المخدرة بجزيئات Ag / TiO2 أكثر فاعلية في إغلاق المسام وتشكيل طبقات كثيفة ، مما يؤدي إلى فقدان الوزن بشكل كبير. كلما زادت جرعة جزيئات Ag / TiO2 ، كان تأثير الطلاء المقابل أقوى لتقليل ثاني أكسيد الكربون2 وفقدان البخار (الشكل 2).

figure-results-3189
الشكل 2: صور SEM لأسطح قشر البيض الخام وأسطح قشر البيض المعالجة بالشيتوزان في اليوم 0 و 11 و 16 و 31. (أ) أسطح قشر البيض النيئة. (ب) أسطح قشر البيض المعالجة بالشيتوزان. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

يتم حساب وحدة Haugh من خلال التغيرات المرتبطة بالعمر للبروتينات البيضاء ، مما يعكس تباين ترقق الزلال ، والذي يرتبط ارتباطا وثيقا بتحلل البروتين ودرجة الحموضة الألبومينية. يشير الانخفاض الأسرع والقيم المنخفضة دائما لوحدة Haugh في مجموعة WE من مجموعات طلاء الشيتوزان إلى القدرة الوقائية الفعالة للشيتوزان. يحافظ البيض في المجموعات المعالجة بالشيتوزان على الدرجة الأولى A لمدة 26 يوما ، بينما تتحلل مجموعة WE إلى الدرجة B بعد اليوم 6. دائما ما تكون قيم وحدة Haugh في Ag / TiO 2-CS1 هي الأعلى بين جميع المجموعات المعالجة ، مما يشير إلى أن: (أنا) تساهم إضافة جزيئات Ag / TiO2 في التأثير التآزري مع الشيتوزان ، والتي تكون أكثر فعالية في تثبيت الطلاء والتحكم البكتيري ؛ في حين أن (ii) جزيئات Ag / TiO2 الزائدة ستدمر البنية ذات الطبقات لطلاء الشيتوزان ، مما يؤدي إلى ضعف قدرة الحفظ. وفقا للنتائج الواردة في الجدول 2 ، فإن الشيتوزان المخدر بجسيمات Ag / TiO2 بنسبة 1٪ (بالوزن) يظهر أفضل أداء لإبطاء تدهور بروتينات الزلال ، وبالتالي إطالة العمر الافتراضي لمدة تصل إلى 30 يوما.

وقت التخزين (يوم)وحدة هاو
نحنAg / TiO 2-CS0Ag / TiO 2-CS1Ag / TiO 2-CS2Ag / TiO 2-CS3
673.23±0.68 ج80.32±0.59 ب83.34±0.12 أ ، ب81.60±1.41 أ77.06±0.35 أ
1169.86±3.25 ج75.64±1.27 ب77-18±2-45 أ، ب76.05±3.13أ,ب74.32±1.41 أ
1667-31±2-43 ب73.88±2.06 ب75.36±1.34 أ75.61±2.15 أ71.53±2.18 أ
2162.93±5.32 ج71.06±3.88 ج73.20±3.09 أ72.94±3.52 أ69-35±1-34 أ، ب
2658.55±2.89 ب69.85±1.53 ج71.85±2.39 أ70.34±4.19أ ، ب66.21±2.10 أ
3155.24±3.04 أ65.26±0.51 أ69.31±3.18 أ68.96±1.17 أ62.64±4.03 أ
في نفس الصف مع أحرف مرتفعة مختلفة تختلف اختلافا كبيرا

الجدول 2: تباين وحدة Haugh للبيض المختلف أثناء وقت التخزين.

يحدث تباين الأس الهيدروجيني الزلالبسبب إخلاء ثاني أكسيد الكربون 2 ، مما يؤدي إلى زيادة بطيئة في قيم الأس الهيدروجيني مع وقت التخزين. يزداد الرقم الهيدروجيني الزلال لبيض WE بشكل حاد في غضون 10 أيام ، ويصل إلى 9.5 في اليوم 30. يؤدي تحلل البروتينات إلى دهون وببتون إلى انخفاض درجة الحموضة. بعد حمايته بطلاء الشيتوزان ، يقدم الرقم الهيدروجيني الزلال اتجاهات مماثلة في غضون 20 يوما ، والتي تستقر عند حوالي 8.0-8.2. بعد اليوم 20 ، تظهر قيم الأس الهيدروجيني ل Ag / TiO 2-CS0 و Ag / TiO2-CS1 تذبذبا طفيفا عند حوالي الرقم الهيدروجيني 8.2 وتستقر بين الرقم الهيدروجيني 7.5-8.0 ل Ag / TiO2-CS2 و Ag / TiO2-CS3. يوضح الرقم الهيدروجيني المستقر النسبي للزلال للمجموعات المعالجة مقارنة بمجموعة WE الانخفاض الفعال لفقدان ثاني أكسيد الكربون2 في الزلال (الشكل 3). تعمل إضافة جسيم Ag / TiO2 على تعزيز استقرار الشيتوزان ، والذي يمكن أن يحافظ على ثبات جيد حتى 31 يوما (الشكل 4).

figure-results-7339
الشكل 3: التغيرات في درجة الحموضة الزلال للبيضات المختلفة أثناء وقت التخزين. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-7720
الشكل 4: صور SEM لأسطح قشر البيض المطلي Ag / TiO2-CS في اليوم 0 و 11 و 16 و 31. (أ) Ag/TiO 2-CS1؛ (ب) Ag/TiO 2-CS2؛ (ج) Ag/TiO 2-CS3. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

يمكن تخفيف مشكلات الحفاظ على جودة بروتين البيض عن طريق طلاء الشيتوزان ، والذي ثبت أنه وسيلة فعالة لإطالة العمر الافتراضي للبيض. ومع ذلك ، فإن استخدام طلاء شيتوزان واحد يخلق العديد من المشاكل مثل عدم الاستقرار ، والحد من فترة الحفظ والتطبيق الفعلي للطلاءات القائمة على الشيتوزان. والجدير بالذكر أنه تم اقتراح تعاطي المنشطات الجسيمات النانوية المضادة للبكتيريا في الشيتوزان لإطالة العمر الافتراضي بشكل أكبر. في هذه الدراسة ، يتم تصنيع جزيئات Ag / TiO2 بنجاح وتخديرها في طلاء شيتوزان ، مما قد يطيل فترة الحفظ إلى 30 يوما على الأقل.

تستخدم صور SEM لتحليل بنية وتشكل جزيئات Ag / TiO2 ، بالإضافة إلى مورفولوجيا قشر البيض المطلي. يتم تقييم أداء الحفاظ على الطلاءات المركبة من خلال فقدان الوزن ووحدة Haugh ودرجة الحموضة الزلال وأشكال قشر البيض للعينات. يساهم اعتماد مركبات Ag / TiO2 في التأثير التآزري للشيتوزان ، مما قد يطيل فترة الحفظ بشكل أكبر.

تتراوح أحجام الجسيمات لمركبات Ag / TiO2 بين 100-300 نانومتر (يتم التحكم فيها بواسطة حالة التوليف) ، والتي يمكن أن تسد المسام الموجودة في الجزء العلوي من قشر البيض وتعزز أداء الحفظ. ومع ذلك ، فإن جزيئات Ag / TiO2 الزائدة ستدمر البنية الطبقية لطلاء الشيتوزان ، مما يؤدي إلى انخفاض قدرة الحفظ.

في الوقت الحاضر ، فإن أداء طلاء الشيتوزان في هذه الدراسة محدود بأنواع الجسيمات الحالية وتركيزاتها ، الأمر الذي يتطلب التحسين في الدراسات المستقبلية.

توضح الطرق في هذه الدراسة مواد طلاء جديدة ، والتي يمكن خلطها بواسطة جزيئات نانوية معينة في سلائف الطلاء ، لتحقيق التأثيرات الاندماجية للجسيمات النانوية والسلائف ، وكذلك لإعداد طلاءات جديدة متعددة الوظائف في مجال حفظ الأغذية.

Disclosures

المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل من قبل مختبر قوانغشي الرئيسي للطاقة الجديدة ومؤسسة توفير الطاقة في المباني (رقم 19-J-21-17 ، 19-J-21-30) ، ومشروع البحث العلمي لجامعات قوانغشي (2020KY06029) ، وصندوق الابتكار المشترك لجامعة ووهان للتكنولوجيا وجامعة التبت (LZJ2020003).

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
acetateAladdin64-19-7GR, 99.8%
Benzenesulfonic acidAladdin03/11/199898%
ChitosanAladdin9012-76-4<200 mPa•s
Deionized waterprepared by ourselves-18 MΩ•cm
Electronic precision balanceSartoriusBSA124S-CW
EthanolAladdin64-17-5≥99.8%
FormateAladdin64-18-6Standard for GC, >99%
pH meterHeYiPHS-25
Scanning electron microscopeHiatchiSU8010
Silver nitrate (AgNO3)Aladdin7761-88-8≥99.9%
Sodium borohydride (NaBH4 )Aladdin16940-66-298%
Temperature humidity chamberYiHengLHS-50CH
Titanium butoxide (TBOT)Aladdin5593-70-4CP,98%

References

  1. Kuroli, S., Kanoo, T., Itoh, H., Ohkawa, Y. Nondestructive measurement of yolk viscosity in lightly heated chicken shelleggs. Journal of Food Engineering. 205, 18-24 (2017).
  2. Kostogrys, R. B., et al. Effect of dietary pomegranate seed oil on laying hen performance and physicochemical properties of eggs. Food Chemistry. 221, 1096-1103 (2017).
  3. Morsy, M. K., Sharoba, A. M., Khalaf, H. H., El-Tanahy, H. H., Cutter, C. N. Efficacy of antimicrobial pullulan-based coating to improve internal quality and shelf-life of chicken eggs during storage. Journal of Food Science. 80, 1066-1074 (2015).
  4. Damaziak, K., et al. Effect of dietary canthaxanthin and iodine on the production performance and egg quality of laying hens. Journal of Poultry Science. , (2018).
  5. Sert, D., Aygun, A., Demir, M. K. Effects of ultrasonic treatment and storage temperature on egg quality. Journal of Poultry Science. 90, 869-875 (2011).
  6. Yaceer, M., Aday, M. S., Caner, C. Ozone treatment of shell eggs to preserve functional quality and enhance shelf life during storage. Journal of the Science of Food and Agriculture. 96, 2755-2763 (2016).
  7. Viswanathan, K., Priyadharshini, M. L. M., Nirmala, K., Raman, M., Raj, G. D. Bactericidal paper trays doped with silver nanoparticles for egg storing applications. Bulletin of Materials Science. 39, 819-826 (2016).
  8. Aygun, A., Sert, D. Effects of vacuum packing on eggshell microbial activity and egg quality in table eggs under different storage temperatures. Journal of the Science of Food and Agriculture. 93, 1626-1632 (2013).
  9. Ryu, K. N., No, H. K., Prinyawiwatkul, W. Internal quality and shelf life of eggs coated with oils from different sources. Journal of Food Science. 76, 325-329 (2011).
  10. Figueiredo, T. C., et al. Effects of packaging, mineral oil coating, and storage time on biogenic amine levels and internal quality of eggs. Journal of Poultry Science. 93, 3171-3178 (2014).
  11. Caner, C., Ydceer, M. Efficacy of various protein-based coating on enhancing the shelf life of fresh eggs during storage. Journal of Poultry Science. 94, 1665-1677 (2015).
  12. Xu, D., Wang, J., Ren, D., Wu, X. Y. Effects of chitosan coating structure and changes during storage on their egg preservation performance. Coatings. 8, 317(2018).
  13. Kopacic, S., Bauer, W., Walzl, A., Leitner, E., Zankel, A. Alginate and chitosan as a functional barrier for paper-based packaging materials. Coatings. 8, 235(2018).
  14. Sagnelli, D., et al. Cross-linked amylose bio-plastic:A transgenic-based compostable plastic alternative. International Journal of Molecular Sciences. 18, 2075(2017).
  15. Megan, T., Robert, C. P., Ivan, P. P., Clara, P. Nanostructured titanium dioxide coatings prepared by aerosol assisted chemical vapour deposition (AACVD). Journal of Phothchemistry and Photobiology A-Chemistry. 400, 112727(2020).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

Ag TiO2 SEM Haugh PH

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved