قام علماء من كلية الهندسة الكيميائية بجامعة ولاية كامبيناس ومعهد تكنولوجيا الأغذية في ساو باولو بتطوير طبقة مصنوعة من الليمونين، الموجود في قشور الحمضيات، والشيتوزان، وهي مادة مشتقة من الهياكل الخارجية للقشريات.
يقول رونيريك بيولي فييرا، مؤلف الدراسة والأستاذ في FEQ-UNICAMP: «لقد ركزنا على الليمونين لأن البرازيل هي واحدة من أكبر منتجي البرتقال في العالم (إن لم تكن الأكبر) وساو باولو هي الولاية الرائدة في إنتاج البرتقال».
مشتق الليمونين
تم تصميم المادة من قبل باحثين برازيليين، وتتضمن مشتقًا من الليمونين من قشور الحمضيات، ممزوجًا بالكيتوزان، وهو بوليمر حيوي من الهياكل الخارجية للقشريات.
ومع ذلك، على الرغم من خصائص الليمونين الواعدة المضادة للأكسدة والمضادة للميكروبات، فإن تقلبه يشكل تحديات لتطبيقات تغليف المواد الغذائية. ولمعالجة هذا القيد، تحول الفريق إلى مشتق الليمونين، بولي (الليمونين)، المعروف بثباته.
يوضح فييرا: «لحل هذه المشكلة، توصلنا إلى فكرة استخدام مشتق من الليمونين يسمى بولي (ليمونين)، وهو غير متطاير أو غير مستقر بشكل خاص».
تم اختيار الشيتوزان كمادة أساسية بسبب أصوله الطبيعية وخصائصه الوقائية. افترض الباحثون أن هذا المزيج سيؤدي إلى إنتاج مادة ذي خصائص نشطة بيولوجيًا متفوقة. تضمنت الاختبارات المعملية مقارنة نسب مختلفة من الليمونين والبولي (الليمونين) المخلوط مع الشيتوزان، نظرًا لعدم توافقهما المتأصل. استخدم الفريق البلمرة، باستخدام مركب قطبي، لتعزيز تماسك الخليط. أظهر تحليل المواد الناتجة نتائج إيجابية.
مضادات الأكسدة
يقول فييرا: «لقد تفوقت المواد التي تحتوي على مادة البولي (الليمونين) المضافة على تلك التي تحتوي على الليمونين، خاصة فيما يتعلق بنشاط مضادات الأكسدة، والذي كان أقوى بحوالي الضعف».
وإلى جانب قدرتها القوية المضادة للأكسدة، أظهرت المادة أيضًا إمكانية استخدامها كحاجز للأشعة فوق البنفسجية. وعلى الرغم من النتائج الواعدة، فإن هذه المواد ليست جاهزة للسوق التجارية. لا تزال هناك تحديات في توسيع نطاق إنتاج البلاستيك المعتمد على الشيتوزان وتحسين عملية إنتاج البولي (الليمونين).
«مجموعتنا تعمل على هذا، نحن نحاول إظهار الوظائف المتعددة لهذه المادة المضافة، التي أصولها متجددة،» يختتم فييرا، مضيفًا أنه يستكشف أيضًا تطبيقات البولي (الليمونين) في مجالات أخرى مثل الطب الحيوي.
ونُشرت الدراسة في مجلة Food Packaging and Shelf Life.