Filem bio-nanokomposit kanji/polianalina/nanohablur selulosa sebagai label pengesahan ammonia dalam sistem pembungkusan makanan

Abstract

Kini, dunia sedang menghadapi cabaran pembaziran makanan. Oleh itu, pengesan kerosakan makanan dalam sistem pembungkusan makanan aktif dan pintar adalah penting untuk menyelesaikan masalah pembaziran makanan. Dalam kajian ini, polianalina (PANI) ditambahkan ke dalam filem kanji sebagai pengesan ammonia dan ejen antioksidan. Filem ini juga diperkuatkan dengan nanohablur selulosa (CNC) yang diekstrakkan daripada tandan kosong kelapa sawit (OPEFB). Filem kanji/PANI/CNC (KPC) disediakan dengan dua kaedah yang berbeza, iaitu pempolimeran ex situ dan in situ, di mana prestasi filem ini dibandingkan. Pelbagai kaedah pencirian digunakan, termasuk inframerah transformasi Fourier (FT-IR), ultraungu-nampak (UV-vis), belauan sinar-X (XRD), mikroskop optik, mikroskopi imbasan elektron (SEM), mikroskopi transmisi elektron (TEM) dan analisis termogravimetri (TGA). Seterusnya, filem-filem juga dianalisis melalui ujian tegangan, ujian pembengkakan, ujian antioksidan, ujian sensitiviti ammonia dan ujian terbiodegradasi. Akhirnya, filem-filem ini diaplikasikan sebagai indikator kesegaran ikan dan dikaji penentuan kesitotoksikan. Filem kanji dengan 0.4 %bt PANI adalah komposisi optimum dengan keupayaan penggarutan radikal setinggi 15.18% dengan kemampuan pengesanan ammonia yang boleh diterima di mana had pengesanan terendahnya (LOD) adalah 145 ppm. Selain itu, 6 %bt CNC (KP0.4C6) memberi kesan penguatan yang paling baik kepada filem KPC dengan kekuatan tegangan setinggi 8.70 ± 0.38 MPa, pada masa yang sama, ketahanan filem terhadap air bertambah baik dengan penambahan CNC. Tambahan pula, penambahan CNC dalam filem tidak membawa kesan signifikan terhadap sensitiviti ammonia (LOD: 52 ppm) dan keupayaan antioksidannya (13.59%). Di samping itu, pempolimeran in situ memperbaiki kehomogenan filem kanji/PANI/CNC (iKP0.4C6), dengan memberikan kekuatan mekanikal filem di mana kekuatan tegangannya mencapai 11.49 ± 0.62 MPa dan LOD sensor ammonia serendah 25 ppm dengan prestasi antioksidan sebanyak 12.73%. Paling penting sekali, kedua-dua filem KP0.4C6 dan iKP0.4C6 adalah indikator kesegaran ikan yang baik dan boleh diuraikan lebih daripada 70% dalam satu bulan. Lebih-lebih lagi, filem iKP0.4C6 bersifat bukan toksik pada kepekatan setinggi 2 mg/mL. Kajian ini telah membuktikan bahawa filem biopolimer kanji/PANI/CNC yang dihasilkan daripada pempolimeran in situ adalah amat berpotensi untuk aplikasinya sebagai pengesan ammonia dalam sistem pembungkusan makanan aktif dan pintar. Filem kanji/PANI/CNC adalah kunci untuk keterjaminan makanan dan penyelesaian kepada pencemaran plastik selaras dengan Matlamat Pembangunan Mampan (SDG) ke-2 Kelaparan Sifar dan ke-12 Penggunaan dan Pengeluaran yang Bertanggungjawab.