مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مطالعه خواص ضدباکتری کاغذهای تیمار شده با عصاره‎های برگ، پوست و چوب دو گونه بلوط و اکالیپتوس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه چوب و کاغذ دانشگاه منایع طبیعی ساری
2 دانشجوی دکتری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
3 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه تهران
4 فارغ التحصیل رشته پزشکی دانشگاه علوم پزشکی ساری
10.22034/ijwp.2025.2043598.1685
چکیده
بیان مساله و اهداف: در این پژوهش، هدف بررسی خواص ضد باکتریایی کاغذهای آغشته به عصاره‌های گیاهی استخراج شده از برگ، پوست و چوب درختان بلوط و اکالیپتوس بود. با توجه به افزایش مقاومت باکتری‌ها نسبت به آنتی‌بیوتیک‌ها و همچنین نیاز روزافزون به بسته‌بندی‌های بهداشتی، کاربرد ترکیبات ضد باکتریایی طبیعی از منابع گیاهی می‌تواند راهکار مناسبی در صنایع غذایی و بهداشتی ارائه دهد. عصاره‌های گیاهی حاوی ترکیبات فعالی مانند فلاونوئیدها و تانن‌ها هستند که می‌توانند بر ساختار سلولی باکتری‌ها تأثیر بگذارند و از رشد آن‌ها جلوگیری کنند. در این مطالعه، عصاره‌ها به روش التراسونیک استخراج شدند تا بیشترین کارایی در استخراج ترکیبات فعال حاصل شود. کاغذ دست‌ساز با گراماژ ۱۲۰ گرم بر مترمربع تهیه شد و سپس عصاره‌های استخراج شده به سطح کاغذ اسپری و خواص ضد باکتریایی و مکانیکی آن‌ها ارزیابی گردید.
مواد و روشها: روش کار شامل آماده‌سازی خمیرکاغذ از کرافت الیاف بلند، تهیه عصاره گیاهی و ساخت کاغذ بود. عصاره‌گیری گیاهان به روش التراسونیک و با حلال استون انجام شد تا ترکیبات فعال در زمان کوتاه و با راندمان بالا استخراج شود. عصاره‌ها با دو دامنه آمپلی‌تود مختلف فراصوتی تیمار شدند. سپس کاغذهای تولید شده به عصاره‌ها آغشته و پس از خشک شدن، آزمون‌های مختلفی از جمله آزمون‌های ضد باکتریایی و مکانیکی بر روی آن‌ها انجام گرفت. خواص ضد باکتریایی عصاره‌ها از طریق اندازه‌گیری قطر هاله‌های عدم رشد باکتری‌های گرم مثبت استافیلوکوکوس اورئوس و گرم منفی اشریشیاکلای مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین، مقاومت‌های مکانیکی کاغذهای تیمار شده شامل آزمون کشش، پاره شدن و ترکیدن، طبق استانداردهای TAPPI اندازه‌گیری شد.
نتایج: نتایج نشان داد که عصاره‌های برگ و پوست بلوط و اکالیپتوس خواص ضدباکتریایی قوی‌تری نسبت به عصاره‌های چوب دارند. استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به عصاره‌ها حساسیت بیشتری نشان داد و هاله‌های عدم رشد با قطرهای مختلف تشکیل شد. در بین عصاره‌ها، برگ و پوست بلوط با قطر هاله‌های ۱۳ و ۱۸ میلی‌متر در برابر اشریشیاکلای مؤثرتر بودند، در حالی که عصاره‌های چوب اثر کمتری داشتند. این تفاوت به ترکیبات فعال مانند فلاونوئیدها و تانن‌ها در برگ و پوست نسبت داده شد که نفوذ بهتری به دیواره سلولی باکتری‌ها دارند. آزمون‌های مکانیکی نشان داد افزودن عصاره‌ها باعث کاهش مقاومت مکانیکی کاغذ نسبت به نمونه شاهد شد، که علت آن تضعیف پیوندهای هیدروژنی بین الیاف سلولزی و وجود ترکیبات آب‌دوست در عصاره‌ها است.
نتیجه­ گیری: در نتیجه‌گیری، این پژوهش نشان می‌دهد که عصاره‌های گیاهی برگ و پوست بلوط و اکالیپتوس می‌توانند به‌عنوان منابع طبیعی مؤثر برای تولید کاغذهای ضد باکتریایی استفاده شوند، اگرچه به دلیل تأثیر منفی بر خواص مکانیکی کاغذ، نیاز به استفاده از افزودنی‌های مقاومتی در کنار عصاره‌ها وجود دارد. این اقدام می‌تواند به توسعه محصولات کاغذی ضد باکتریایی برای بسته‌بندی‌های بهداشتی و مواد غذایی کمک کند و راهکاری پایدار و ایمن در جهت حفظ بهداشت و سلامت عمومی ارائه دهد.
کلیدواژه‌ها

[1] Ismailzadeh, H., Sengpour, P., Khaksar, R. and Shahraz, F. 2013. The effect of zinc oxide nanoparticles on the growth of Bacillus subtilis and Escherichia coli O157:H7. Journal of Food Science and Nutrition, 11(3), pp.21–28. (In Persian).
[2] Jieying, S., Tingting, L., Caie, W., Dandan, Z., Gongjian, F. and Xiaojing, L., 2024. Paper‐based material with hydrophobic and antimicrobial properties: Advanced packaging materials for food applications. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 23(3), p.e13373. https://doi.org/10.1111/1541-4337.13373.
[3] Lasheva, V., Todorova, D., Yavorov, N., Damyanova, S. and Kostova, I., 2023. Possibilities for imparting antibacterial properties to papers. Journal of Chemical Technology and Metallurgy, 58(2), pp.302-309. DOI: 10.59957/jctm.v58i2.55.
[4] Huang, H., Mao, L., Wang, W., Li, Z. and Qin, C., 2023. A facile strategy to fabricate antibacterial hydrophobic, high-barrier, cellulose papersheets for food packaging. International Journal of Biological Macromolecules, 236, p.123630. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123630.
[5] Dheeraj, A. K., Anjali, and Anju., 2024. Unveiling the antibacterial properties of plant extracts: Insights and innovations for future therapies. International Journal of Future Medicine and Research, 6(4), July-August. https://doi.org/10.36948/ijfmr.2024.v06i04.26034.
[6] Alibi, S., Crespo, D. and Navas, J., 2021. Plant-derivatives small molecules with antibacterial activity. Antibiotics, 10(3), p.231. https://doi.org/10.3390/antibiotics10030231.
[7] Metsämuuronen, S. and Siren, H., 2014. Antibacterial compounds in predominant trees in Finland: Review. J. Bioprocess. Biotech, 4(1). DOI: 10.4172/2155-9821.1000167
[8] Marzoug, H.N.B., Romdhane, M., Lebrihi, A., Mathieu, F., Couderc, F., Abderraba, M., Khouja, M.L. and Bouajila, J., 2011. Eucalyptus oleosa essential oils: chemical composition and antimicrobial and antioxidant activities of the oils from different plant parts (stems, leaves, flowers and fruits). Molecules, 16(2), pp.1695-1709. https://doi.org/10.3390/molecules16021695.
[9] Jahan, M., Warsi, M.K. and Khatoon, F., 2011. Studies on antibacterial property of eucalyptus-the aromatic plant. Int J Pharm Sci Rev Res, 7(2), pp.86-8. https://doi.org/10.61841/87ve8p25.
[10] Sabo, Verica Aleksic, and Petar Knezevic. "Antimicrobial activity of Eucalyptus camaldulensis Dehn. plant extracts and essential oils: A review." Industrial crops and products 132 (2019): 413-429. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.02.051.
[11] Deryabin, D.G. and Tolmacheva, A.A., 2015. Antibacterial and anti-quorum sensing molecular composition derived from Quercus cortex (Oak bark) extract. Molecules, 20(9), pp.17093-17108.https://doi.org/10.3390/molecules200917093.
[12] Serit, M., Okubo, T., Su, R. H., Hagiwara, N., Kim, M., Iwagawa, T., and Yamamoto, T., 1991. Antibacterial compounds from oak, Quercus acuta Thunb. Agricultural and biological chemistry, 55(1), 19-23. https://doi.org/10.1271/bbb1961.55.19.
[13] Babadi, F. and Rezaeifar, K., 2021. Compression of antibacterial effect of some herbal mouthwash containing oak extract. Jundishapur Scientific Medical Journal, 20(4), pp.300-311.https://doi.org/10.32598/JSMJ.20.4.2190.
[14] Subhashini, S., Begum, S.M. and Rajesh, G., 2016. Antimicrobial characterisation combining spectrophotometric analysis of different oak species. Int. J. Herb. Med, 4, pp.32-35. DOI:10.1155/2013/134656.
[15] EMEA (European Agency for the Evaluation of Medicinal Products, Veterinary Medicines Evaluation Unit), 1997. Tylosin: Summary Report (3). Committee for Veterinary Medicinal Products, London, UK, pp. 205–212.
[16] Gulluce, M., Sokmen, M., Sahin, F., Sokmen, A., Adiguzel, A. and Ozer, H., 2004. Biological activities of the essential oil and methanolic extract of Micromeria fruticosa (L) Druce ssp serpyllifolia (Bieb) PH Davis plants from the eastern Anatolia region of Turkey. Journal of the Science of Food and Agriculture, 84(7).http://doi.org/10.1002/jsfa.1728.
[17] Rohmatin, I.A. and Suparno, S., 2023. Effect of Cocoa Bean Extract Concentration on the Diameter of the Clear Zone Preparing Streptococcus Mutans Bacteria. Jurnal Penelitian Pendidikan IPA, 9(SpecialIssue), pp.1277-1283.https://doi.org/10.29303/jppipa.v9iSpecialIssue.4703
[18] Bibak, B., Bahmanyar, S., Feizi, P., Zarghami Moghaddam, P., and Alesheykh, P., 2015. Survey of antibacterial effect from different extracts of Viola odrata on three chronic sinusitis bacteria. North Khorasan University of Medical Sciences, 6(4), 727–734.http://dx.doi.org/10.29252/jnkums.6.4.727.
[19] Chassagne, F., Samarakoon, T., Porras, G., Lyles, J.T., Dettweiler, M., Marquez, L., Salam, A.M., Shabih, S., Farrokhi, D.R. and Quave, C.L., 2021. A systematic review of plants with antibacterial activities: A taxonomic and phylogenetic perspective. Frontiers in pharmacology, 11, p.586548. https://doi.org/10.3389/fphar.2020.586548
[20] Bachir, R.G. and Benali, M., 2012. Antibacterial activity of the essential oils from the leaves of Eucalyptus globulus against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Asian Pacific journal of tropical biomedicine, 2(9), pp.739-742. https://doi.org/10.1016/S2221-1691(12)60220-2.
[21] Salem, S.S., Elsayed, H.E., Shabana, S., Khazaal, M.T. and Moharram, F.A., 2023. Phytochemical profile and antimicrobial activity of essential oils from two Syzygium species against selected oral
pathogens. BMC Complementary Medicine and Therapies, 23(1), p.448.https://doi.org/10.1186/s12906-023-04277-1.
[22] Sabo, V.A. and Knezevic, P., 2019. Antimicrobial activity of Eucalyptus camaldulensis Dehn. plant extracts and essential oils: A review. Industrial crops and products, 132, pp.413-429.https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2019.02.051
[23] Chouhan, S., Sharma, K. and Guleria, S., 2017. Antimicrobial activity of some essential oils—present status and future perspectives. Medicines, 4(3), p.58. https://doi.org/10.3390/medicines4030058.
[24] Sethi, M.H.H.B.A., Rasool, F. and Khurram, M., 2011. Antibacterial activity analysis of extracts of various plants against gram-positive and-negative bacteria. African Journal of Pharmacy and Pharmacology, 5(7), pp.887-893.https://doi.org/10.5897/AJPP11.215.