Màng phân hủy sinh học Poly(axit lactic)/ZnO/Pluronic composite: Tính chất cơ học, hiệu quả kháng khuẩn và ứng dụng trong bảo quản trái cây

13 lượt xem

Các tác giả

  • Nguyen Tien Manh (Tác giả đại diện) Viện Vật liệu, Sinh học và Môi trường/Viện Khoa học và Công nghệ quân sự

DOI:

https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.109.2026.78-86

Từ khóa:

PLA; ZnO NPs; Pluronic P123; Bao gói thực phẩm; Bảo quản trái cây.

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, các màng composite trên cơ sở poly(lactic acid) (PLA), kẽm oxit dạng hạt nano (ZnO NPs) và Pluronic P123 (0,5–1,5% khối lượng ZnO/Plu) đã được chế tạo và đặc trưng về cấu trúc, tính chất cơ học, khả năng kháng khuẩn và thử nghiệm khả năng bảo quản trái cây. Điều kiện tối ưu được xác định tại hàm lượng 1,0% khối lượng ZnO/Plu, tương ứng với cường độ kéo đứt (15,7 MPa), độ giãn dài khi đứt (~0,7%) và độ hòa tan trong nước sau 24 giờ giảm đều ứng với sự phân tán đồng đều của tác nhân ZnO/Plu, được khẳng định thông qua kết quả phân tích SEM/EDX và FTIR. Các màng chế tạo được cho thấy hoạt tính kháng khuẩn mạnh, phụ thuộc nồng độ đối với Escherichia coli và Bacillus subtilis, với hiệu quả ức chế cao nhất tại 1,0%. Khi được sử dụng làm bao gói chủ động cho chuối, màng chứa 1,0% ZnO/Plu hạn chế tốt nhất sự hao hụt khối lượng, duy trì độ axit chuẩn độ và hàm lượng vitamin C, đồng thời bảo toàn chất lượng cảm quan, qua đó cho thấy tiềm năng ứng dụng như một vật liệu bao gói chủ động, có khả năng phân hủy sinh học cho giai đoạn sau thu hoạch.

Tài liệu tham khảo

[1]. Swetha, T.A., et al., “A comprehensive review on polylactic acid (PLA)–Synthesis, processing and application in food packaging”, International Journal of Biological Macromolecules, Vol. 234, art. no. 123715, (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123715

[2]. Elsawy, M.A., et al., “Hydrolytic degradation of polylactic acid (PLA) and its composites”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 79, pp. 1346-1352, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.05.143

[3]. Espitia, P.J.P., et al., “Chapter 34 - Zinc Oxide Nanoparticles for Food Packaging Applications”, in Antimicrobial Food Packaging, J. Barros-Velázquez, Editor, Academic Press: San Diego, pp. 425-431, (2016). DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-800723-5.00034-6

[4]. Helmiyati, H. et al., “Antimicrobial packaging of ZnO–Nps infused into CMC–PVA nanocomposite films effectively enhances the physicochemical properties”, Polymer Testing, Vol. 104, art. no. 107412, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2021.107412

[5]. Chong, W.J., et al., “Additive manufacturing of antibacterial PLA-ZnO nanocomposites: Benefits, limitations and open challenges”, Journal of Materials Science & Technology, Vol. 111, pp. 120-151, (2022). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.09.039

[6]. Basumatary, I.B., et al., “Biopolymer-based nanocomposite films and coatings: Recent advances in shelf-life improvement of fruits and vegetables”, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Vol. 62, no. 7, pp. 1912-1935, (2022). DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2020.1848789

[7]. Zhang, W., et al., “Multifunctional Pluronic P123/F127 mixed polymeric micelles loaded with paclitaxel for the treatment of multidrug resistant tumors”, Biomaterials, Vol. 32, No. 11, pp. 2894-2906, (2011). DOI: https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.12.039

[8]. Batrakova, E.V., et al., “Pluronic block copolymers: Evolution of drug delivery concept from inert nanocarriers to biological response modifiers”, Journal of Controlled Release, Vol. 130, no. 2, pp. 98-106, (2008). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2008.04.013

[9]. Chen, Y., et al., “The effect of Pluronic P123 on shape memory of cross-linked polyurethane/poly (l-lactide) biocomposite”, International Journal of Biological Macromolecules, Vol. 259, art. no. 128788, (2024). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.128788

[10]. Jegajeevanram, P., et al., “Eco-friendly synthesis of curcumin-loaded ZnO nanoparticles encapsulated in Pluronic F-127: Implications for bacterial and breast cancer therapies”, Inorganic Chemistry Communications, Vol. 170, art. no. 113247, (2024). DOI: https://doi.org/10.1016/j.inoche.2024.113247

[11]. Zhang, H., et al., “ZnO-PLA nanocomposite coated paper for antimicrobial packaging application”, LWT, Vol. 78, pp. 250-257, (2017). DOI: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.12.024

[12]. Guo, X., et al., “Green-synthesized antibacterial and unidirectional water-permeable polylactic acid/ZnO composite film for enhanced preservation of perishable fruits”, Materials Today Chemistry, Vol. 40, art. no. 102284, (2024). DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2024.102284

[13]. Huong, N.T., et al., “Glutamic acid–coated zinc oxide nanoparticles: synthesis, characterization, and anticancer activity”, Journal of Nanoparticle Research, Vol. 27, no. 1, art. no. 15, (2025). DOI: https://doi.org/10.1007/s11051-024-06206-w

[14]. Tsegay, Z.T., “Total titratable acidity and organic acids of wines produced from cactus pear (Opuntia-ficus-indica) fruit and Lantana camara (L. Camara) fruit blended fermentation process employed response surface optimization”, Food Science & Nutrition, Vol. 8, no. 8, pp. 4449-4462, (2020). DOI: https://doi.org/10.1002/fsn3.1745

[15]. Srisuwan, Y., et al., “Preparation of Poly(L-lactide)-b-poly(ethylene glycol)-b-poly(L-lactide)/Zinc Oxide Nanocomposite Bioplastics for Potential Use as Flexible and Antibacterial Food Packaging”, Polymers, Vol. 16, no. 12, Art. No. 1660, (2024). DOI: https://doi.org/10.3390/polym16121660

[16]. Akshaykranth, A., et al., “Development of biodegradable PLA/Nanoclay/ZnO polymer films for future Industrial packaging applications”, Results in Surfaces and Interfaces, Vol. 19, art. no. 100518, (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.rsurfi.2025.100518

[17]. Hooper, J.B., et al., “Theory of Phase Separation in Polymer Nanocomposites”, Macromolecules, Vol. 39, no. 15, pp. 5133-5142, (2006). DOI: https://doi.org/10.1021/ma060577m

[18]. Tung, C.-C., et al., “Mechanical performance and aging resistance analysis of zinc oxide-reinforced polyurethane composites”, RSC Advances, Vol. 15, No. 35, pp. 28358-28366, (2025). DOI: https://doi.org/10.1039/D5RA03748D

[19]. Park, T.G. et al., “Poly(L-lactic acid)/Pluronic blends: characterization of phase separation behavior, degradation, and morphology and use as protein-releasing matrixes”, Macromolecules, Vol. 25, no. 1, pp. 116-122, (1992). DOI: https://doi.org/10.1021/ma00027a019

[20]. Kiss, É., et al., “XPS and Wettability Characterization of Modified Poly(lactic acid) and Poly(lactic/glycolic acid) Films”, Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 245, no. 1, pp. 91-98, (2002). DOI: https://doi.org/10.1006/jcis.2001.7954

[21]. Nguyen, V.S., et al., “Dispersion of nanoparticles: From organic solvents to polymer solutions”, Ultrasonics Sonochemistry, Vol. 21, no. 1, pp. 149-153, (2014). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2013.07.015

[22]. Duan, L., et al., “ZnO@Polyvinyl Alcohol/Poly(lactic acid) Nanocomposite Films for the Extended Shelf Life of Pork by Efficient Antibacterial Adhesion”, ACS Omega, Vol. 7, No. 49, pp. 44657-44669, (2022). DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.2c03016

[23]. Son, N.N., et al., “Anticancer Activities of Zinc Oxide Nanoparticles Synthesized Using Guava Leaf extract”, ChemistrySelect, Vol. 8, No. 45, art. no. e202303214, (2023). DOI: https://doi.org/10.1002/slct.202303214

[24]. Beard, M.C., et al., “Autoclaving of Poloxamer 407 hydrogel and its use as a drug delivery vehicle”, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, Vol. 109, no. 3, pp. 338-347, (2021). DOI: https://doi.org/10.1002/jbm.b.34703

[25]. Manaspon, C., et al., “Preparation of Folate-Conjugated Pluronic F127/Chitosan Core-Shell Nanoparticles Encapsulating Doxorubicin for Breast Cancer Treatment”, Journal of Nanomaterials, Vol. 2012, no. 1, Art. No. 593878, (2012). DOI: https://doi.org/10.1155/2012/593878

[26]. Abuelsamen, A., et al., “Pluronic F-127-coated ZnO nanoparticles as superior photosensitizers for effective bladder cancer photodynamic therapy: In-vitro evaluation”, Journal of Drug Delivery Science and Technology, Vol. 95, art. no. 105550, (2024). DOI: https://doi.org/10.1016/j.jddst.2024.105550

[27]. La, D.D., et al., “Effects of antibacterial ZnO nanoparticles on the performance of a chitosan/gum arabic edible coating for post-harvest banana preservation”, Progress in Organic Coatings, Vol. 151, art. no. 106057, (2021). DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.106057

[28]. Chitena, L., et al., “Application of in-situ casted ZnO-starch nanocomposite for packaging of strawberries (Fragaria x ananassa)”, Heliyon, Vol. 9, No. 11, (2023). DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e22556

[29]. Emamifar, A., et al., “Preparation and Application of LDPE/ZnO Nanocomposites for Extending Shelf Life of Fresh Strawberries”, Food Technol Biotechnol, Vol. 53, no. 4, pp. 488-495, (2015). DOI: https://doi.org/10.17113/ftb.53.04.15.3817

Tải xuống

Đã Xuất bản

25-02-2026

Cách trích dẫn

[1]
T. M. Nguyễn, “Màng phân hủy sinh học Poly(axit lactic)/ZnO/Pluronic composite: Tính chất cơ học, hiệu quả kháng khuẩn và ứng dụng trong bảo quản trái cây”, J. Mil. Sci. Technol., vol 109, số p.h 109, tr 78–86, tháng 2 2026.

Số

Chuyên mục

Hóa học, Sinh học & Môi trường

Các bài báo được đọc nhiều nhất của cùng tác giả