Tổng hợp và khảo sát hoạt tính kháng vi sinh vật của màng nhựa sinh học từ cao chiết cây rau răm (Persicaria  odorata L.)

Hà Thị Kim Quy1, , Phạm Khánh Nguyên Huân1, Triệu Phú Hậu1, Quách Thị Như Ý1
1 Khoa Khoa học Tự nhiên, Đại học Cần Thơ, Việt Nam

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Mục tiêu của nghiên cứu này làtổng hợp màng nhựa sinh học từ tinh bột khoai lang kết hợp với cao chiết EtOH từ Rau răm (Persicaria odorata Lour.) có khả năng kháng vi sinh vật và phân hủy sinh học. Phương pháp nghiên cứu bao gồm khảo sát điều kiện thích hợp cho quy trình tổng hợp màng nhựa sinh học kết hợp với glycerol làm chất hóa dẻo và bổ sung cao chiết Rau răm. Màng nhựa sinh học được đánh giá các thông số cảm quan, cơ - lý, hóa học, hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm mốc và khả năng phân hủy sinh học. Kết quả cho thấy màng nhựa sinh học chứa 15% glycerol và 20% cao chiết có đặc tính cảm quan tốt nhất với độ dày 0,24 mm, độ bền kéo đạt 8,42 N và khả năng hấp thu nước thấp hơn so với màng không chứa cao chiết. Phân tích SEM cho thấy bề mặt màng nhựa chứa cao chiết mịn và ít lỗ trống. Đặc biệt, màng nhựa sinh học bổ sung 20% cao chiết thể hiện khả năng kháng vi khuẩn Escherichia coli O157:H7 và Staphylococcus aureus, đồng thời ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc. Bên cạnh đó, màng nhựa này còn có khả năng phân hủy khá tốt, giảm hơn 30% khối lượng sau 6 ngày và phân hủy hoàn toàn sau 18 ngày khi chôn trong đất. Nghiên cứu này đã chứng minh tiềm năng ứng dụng của màng nhựa sinh học từ tinh bột khoai lang kết hợp cao chiết Rau răm như một giải pháp để giảm thiểu tác động môi trường của rác thải nhựa đồng thời tăng cường an toàn thực phẩm.

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

Amin, M. R., Chowdhury, M. A., & Kowser, M. A. (2019). Characterization and performance analysis of composite bioplastics synthesized using titanium dioxide nanoparticles with corn starch. Heliyon, 5(8). https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02009.
Anugrahwidya, R., Armynah, B., & Tahir, D. (2021). Bioplastics starch-based with additional fiber and nanoparticle: characteristics and biodegradation performance: a review. Journal of Polymers and the Environment, 29(11), 3459–3476. https://doi.org/10.1007/s10924-021-02152-z.
Azmi, N., Zulkurnain, E. I., Ramli, S., James, R. J., & Halim, H. (2021). The phytochemical and pharmacological properties of Persicaria odorata: a review. Journal of Pharmaceutical Research International, 33(41B), 262–279. https://journaljpri.com/index.php/JPRI/article/view/3167.
Barnes, D. K. A., Galgani, F., Thompson, R. C., & Barlaz, M. (2009). Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526), 1985–1998. https://doi.org/10.1098/rstb.2008.0205.
Çobanoğlu, M. S. (2023). Antibacterial bioplastic production with herbal extract. International Journal of Environmental Trends (IJENT), 7(1), 3–13. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/2707516.
Đức, V. M., Liêm, N. T., Chi, Đ. T. K., & Giang, N. C. (2023). Nghiên cứu đánh giá khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn của màng nhựa trên cơ sở tinh bột sắn và nhựa poly (butylene adipate-co-terephthalate) theo phương pháp định lượng CO2 sinh ra. Bản B Của Tạp Chí Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, 65(8). https://b.vjst.vn/index.php/ban_b/article/view/2477.
Duy, T. P., Minh, N. T., & Ngọc, H. G. (2021). Tổng hợp và khảo sát một số đặc tính của vật liệu dễ phân hủy sinh học từ tinh bột khoai tây. Tạp Chí Khoa Học Tài Nguyên và Môi Trường, 35, 38–46. https://vjol.info.vn/index.php/hunre/article/view/55770.
Geyer, R., Jambeck, J. R., & Law, K. L. (2017). Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances, 3(7), e1700782. https://doi.org/10.1126/sciadv.1700782.
Ibrahim, N. I., Shahar, F. S., Sultan, M. T. H., Shah, A. U. M., Safri, S. N. A., & Mat Yazik, M. H. (2021). Overview of bioplastic introduction and its applications in product packaging. Coatings, 11(11), 1423. https://doi.org/10.3390/coatings11111423.
Jeyasubramanian, K., & Balachander, R. (2016). Starch bioplastic film as an alternative food-packaging material. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 75(2), 78–84. https://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-3a7ca898-70e3-4dc6-81da-fc1218cdc79a.
Khalil, H. P. S. A., Davoudpour, Y., Saurabh, C. K., Hossain, M. S., Adnan, A. S., Dungani, R., Paridah, M. T., Sarker, M. Z. I., Fazita, M. R. N., & Syakir, M. I. (2016). A review on nanocellulosic fibres as new material for sustainable packaging: Process and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 64, 823–836. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.06.072.
Kharb, J., & Saharan, R. (2024). Development of biodegradable and eco-friendly fruit peel-derived bioplastic film with antibacterial potential for food packaging application. Biomass Conversion and Biorefinery, 1–16. https://doi.org/10.1007/s13399-024-05834-5.
Lubis, M., Harahap, M. B., Ginting, M. H. S., Sebayang, A. T., Chandra, T., & Wangi, Y. (2020). Mechanical, SEM and FTIR characteristics of bioplastics from mango seed starch with nanoparticle zinc oxide as filler and ethylene glycol as plasticizers. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1003(1), 12122. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1003/1/012122.
Luong, N. H., & Thuan, H. M. (2020). Nhựa sinh học và khả năng triển khai tại Việt Nam. Petrovietnam Journal, 4, 32–39. https://www.tapchidaukhi.vn/index.php/TCDK/article/view/303.
Marichelvam, M. K., Jawaid, M., & Asim, M. (2019). Corn and rice starch-based bio-plastics as alternative packaging materials. Fibers, 7(4), 32. https://doi.org/10.3390/fib7040032.
Nanasombat, S. & Teckchuen, N. (2009). Antimicrobial, antioxidant and anticancer activities of Thai local vegetables. J Med Plants Res, 3(5), 443–449. https://academicjournals.org/journal/JMPR/article-full-text-pdf/A854CB115293.pdf.
Nasution, H., & Wulandari, G. (2021). The Effect of Betel (piper betle) leaf extract as antimicrobial agent on characteristics of bioplastic based on sago starch. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1122(1), 12098. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1122/1/012098.
Ng, J. S., Kiew, P. L., Lam, M. K., Yeoh, W. M., & Ho, M. Y. (2022). Preliminary evaluation of the properties and biodegradability of glycerol-and sorbitol-plasticized potato-based bioplastics. International Journal of Environmental Science and Technology, 1–10. https://doi.org/10.1007/s13762-021-03213-5.
Phạm, K. N. H., Võ, T. K. M., & Hà, T. K. Q. (2024). Khảo sát điều kiện tổng hợp hệ vi hạt ZnO có bổ sung cao chiết lá bần chua (Sonneratia caseolaris L.) sử dụng mô hình bề mặt đáp ứng và đánh giá hoạt tính kháng oxi hóa của sản phẩm. CTU Journal of Science, 60, 374–382. https://doi.org/10.22144/ctujos.2024.358.
Prata, J. C., Da Costa, J. P., Lopes, I., Duarte, A. C. & Rocha-Santos, T. (2020). Environmental exposure to microplastics: An overview on possible human health effects. Science of the Total Environment, 702, 134455. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134455.
Ritchie, H., Samborska, V. & Roser, M. (2023). Plastic pollution. Our World in Data. https://ourworldindata.org/plastic-pollution.
Skvorčinskienė, R., Kiminaitė, I., Vorotinskienė, L., Jančauskas, A., & Paulauskas, R. (2023). Complex study of bioplastics: degradation in soil and characterization by FTIR-ATR and FTIR-TGA methods. Energy, 274, 127320. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.127320.
Wahyuningtiyas, N. E., & Suryanto, H. (2017). Analysis of biodegradation of bioplastics made of cassava starch. Journal of Mechanical Engineering Science and Technology, 1(1), 24–31. https://journal2.um.ac.id/index.php/jmest/article/view/1207.