اسم الباحث:

م. وسيم كاسر الجهني

اسم المشرف:د. محمد مصري-د. رضوان الخطيب.

العنوان:

تحضير مستحلبات عديدة السكر الحاوية على أكسيد الزنك النانوي ودراسة تأثيرها
في جودة وسلامة ثمار التفاح المخزنة بالتبريد

العنوان باللغة الإنكليزية:

Preparation of Polysaccharide Emulsions Containing Nano Zinc Oxide and Studying its Effect on the Quality and Safety of
Cold-stored Apples

العام:2025

القسم:علوم الأغذية

الملخص:

أُعد البحث في مخابر قسم علوم الأغذية بكلية الزراعة، ومخابر مركز التقانة الحيوية في جامعة حمص، ومخابر المعهد العالي للعلوم التطبيقية والتكنولوجيا في دمشق، خلال الفترة ما بين عامي
(2021-2024)، وهدف إلى تحضير محاليل تغطية قابلة للأكل باستخدام عديدات السكر، ومستحلبات عديدات السكر المدعمة بزيت عشبة الليمون LG)) وجسيمات أكسيد الزنك النانوي (ZnO-NPs)، وتمت دراسة تأثير معاملة ثمار التفاح صنف غولدن دليشس بمحاليل التغطية المُحضرة في صفات الجودة التسويقية والقدرة التخزينية لثمار التفاح المخزنة في درجة حرارة الجو العادي (18 ± 3 ^oم) ودرجة حرارة التبريد (3 ± 2 ^oم).

في المرحلة الأولى من الدراسة تم عزل بعض الأجناس الفطرية وتنقيتها من ثمار التفاح صنف    Golden Delicious المصابة بالعفن بعد جمعها من مراكز بيع التجزئة في أسواق مدينة حمص وتضمنت الأجناس الفطرية التي تم عزلها : Fusarium spp., Alternaria spp., Botrytis spp.,  Aspergillus spp.  و Penicillium spp. وكان جنس الفطرPenicillium spp.   الأكثر ظهوراً وانتشاراً في ثمار التفاح المصابة حيث ظهر بنسبة 70%.

في المرحلة الثانية من الدراسة تم تحضير جسيمات أكسيد الزنك النانوية ZnO-NPs)) باستخدام ثلاث طرائق رئيسة, تضمنت الطريقة الأولى تحضير ZnO-NPs بالطريقة الحيوية باستخدام مستخلص قشور التفاح بوصفه عامل مرجع غني بالمركبات الحيوية، في حين تضمنت الطريقة الثانية استخدام الغليسرين بوصفه عامل استقرار وعائق للتكتل وكمثبت لجسيمات  ZnO-NPsالناتجة، أما الطريقة الثالثة فتضمنت تحضير ZnO-NPs باستخدام طريقة Sol-Gel الكيميائية. أظهرت نتائج تحليل الجسيمات الناتجة باستخدام التحليل الطيفي للأشعة المرئية وفوق البنفسجية (UV-VIS) ومطيافية الأشعة تحت الحمراء(FT-IR)  والمجهر الالكتروني الماسح(SEM) ، تشكل ZnO-NPs بأشكال منتظمة أبرية ضمن تجمعات كروية وبأحجام تأرجحت ما بين 9 – 10 نانومتر في الطريقة الأولى، وأشكال منتظمة أبرية ضمن تجمعات كروية وبأحجام تأرجحت ما بين 8 – 18 نانومتر في الطريقة الثانية، بينما ظهرت ZnO-NPs الناتجة باستخدام طريقة Sol-Gel الكيميائية بأشكال غير منتظمة وتأرجحت أحجامها ما بين 6 – 11 نانومتر.

قُيّمت فعالية ZnO-NPs المُحضّرة باستخدام الغليسرين في تثبيط نمو بعض الفطريات الممرضة لثمار التفاح، والتي تضمنت كل من فطر Pencillium spp.، Botrytis cinerea
وAspergillus niger . أظهرت النتائج أن التركيز المثبط الأدنى (MIC) للفطريات الممرضة السابقة على الترتيب بلغ القيم 500، 1000 و1000 ppm، بينما بلغ التركيز القاتل الأدنى (MFC) القيمة 1000 ppm لكل من فطر Pencillium spp. و Botrytis cinerea والقيمة 2000 ppm للفطرAspergillus niger . تُشير النتائج السابقة إمكانية استخدام ZnO-NPs المحضرة كمضاد فطري فعّال للوقاية من الإصابات الفطرية التي تصيب ثمار التفاح المخزنة بالتبريد.

في المرحلة الثالثة من الدراسة تم استخلاص زيت عشبة الليمون من أوراق عشبة الليمون التابعة للنوع Cymbopogon citratus باستخدام جهاز تقطير كلفنجر، وتمت دراسة فعالية زيت عشبة الليمون المستخلص المضادة لنمو الفطريات الممرضة لثمار التفاح السابقة المدروسة. بينت النتائج أن (MIC) من زيت عشبة الليمون ضد الفطريات المدروسة بلغ على الترتيب 0.125، 0.25 و0.50 µl/ml لكل من Penicillium spp.، Botrytis cinerea وAspergillus niger، في حين بلغت قيمة (MFC) 1.00 µl/ml لجميع الفطريات المدروسة. وأشارت النتائج السابقة إمكانية استخدام زيت عشبة الليمون الأساسي بوصفه مضاداً فطرياً فعّالاً للوقاية من الإصابات الفطرية التي تصيب ثمار التفاح المخزنة بالتبريد.

في المرحلة الرابعة من الدراسة تم تحضير محاليل تغطية قابلة للأكل باستخدام عديدات السكر ومستحلبات عديدات السكر المدعمة بزيت عشبة الليمون LG)) و (ZnO-NPs)، وتضمنت عديدات السكر المستخدمة في تحضير محاليل التغطية القابلة للأكل كل من ألجينات الصوديوم (ALG) والبكتين (PEC) والصمغ العربي AG)) وكربوكسي متيل السيللوز ((CMC، وتمت معاملة ثمار التفاح صنف غولدن دليشس بمحاليل التغطية المُحضّرة واستُخدم قسم من الثمار بدون أية معاملة بوصفه عينةً وشاهداً للمقارنة. وخُزن قسم من الثمار في درجة حرارة الجو العادي (18 ± 3 ^oم) مدة 8 أسابيع في حين خُزن القسم الآخر من الثمار المعاملة في درجة حرارة التبريد (3 ± 2 ^oم) مدة 6 أشهر, وتمت دراسة بعض التغييرات الحاصلة في صفات الجودة التخزينية للثمار أثناء التخزين، وتضمنت المؤشرات المدروسة كل من معدل فقد الوزن، نسبة المواد الصلبة الذائبة، درجة الصلابة، الحموضة الكلية القابلة للمعايرة، محتوى حمض الأسكوربك، إجمالي محتوى المركبات الفينولية، النشاط المضاد للأكسدة، مؤشرات اللون (L*، a*، وb*)، مؤشر تغير اللون (∆E)، ومؤشر الكثافة اللونية ((C*. كما تم إجراء تقييم حسي للثمار المخزنة في نهاية مدة التخزين.

أظهرت النتائج أن معاملة ثمار التفاح بمحاليل التغطية المّحضرة من المعلقات عديدات السكر في المعاملات (T2;ALG ، T3;PEC, T4;AG و T5;CMC) خفضت من التغييرات الحاصلة في صفات الجودة التخزينية للثمار المخزنة مقارنةً مع ثمار الشاهد، وتفوقت معاملة الثمار بمحلول ألجينات الصوديوم T2;ALG على بقية المعلقات عديدات السكر في المحافظة على صفات الجودة التخزينية والتسويقية أثناء التخزين. بينت النتائج أيضاً أن إضافة زيت عشبة الليمون الأساسي بتركيز 0.1% ح/ح إلى المستحلبات عديدات السكر في المعاملات (T6;ALG+LG ، T7;PEC+LG, T8;AG+LG و T9;CMC+LG) أدى إلى تحسين فعاليتها في المحافظة على صفات الجودة التخزينية والتسويقية للثمار المخزنة، وتفوقت معاملة ثمار التفاح بمستحلب ألجينات الصوديوم المدعم بزيت عشبة الليمون ((T6;ALG+LG على بقية المستحلبات عديدات السكر المدروسة في المحافظة على مؤشرات الجودة التخزينية. أما فيما يتعلق بمعاملة الثمار بالمستحلبات عديدات السكر المدعمة بزيت عشبة الليمون الأساسي والحاوية ZnO-NPs، فقد أظهرت النتائج أن إضافة ZnO-NPs بتركيز 2000 ppm أدت إلى خفض التغيّرات في مؤشرات الجودة المدروسة بشكل معنوي عند مستوى دلالة (P<0.05) مقارنةً مع الشاهد والمعاملات الأخرى المدروسة في نهاية مدة التخزين. وتفوقت معاملة الثمار بالطبقة المركبة الثنائية (طبقة تلو الأخرى) المكونة من طبقة مستحلب ألجينات الصوديوم المدعمة بزيت عشبة الليمون الأساسي والحاوية ZnO-NPs (ALG+LG+ZnO-NPs)، تليها طبقة مستحلب البكتين المدعمة بزيت عشبة الليمون الأساسي والحاوية ZnO-NPs PEC+LG+ZnO-NPs) ) معنوياً عند مستوى دلالة (P<0.05) على بقية المعاملات في المحافظة على مؤشرات الجودة المدروسة في كل من الثمار المخزنة في درجة حرارة الجو العادي (18± 3 ^oم)، والثمار المخزنة بالتبريد (3 ± 2^o م).

حققت ثمار التفاح المعاملة بمحاليل التغطية عديدة السكر المدعمة بزيت عشبة الليمون والحاوية على ZnO-NPs أيضاً أعلى معدلات التقييم الحسي للصفات الحسية المدروسة. وتفوقت معاملة ثمار التفاح بالطبقة المركبة الثنائية (طبقة تلو الأخرى) المكونة من طبقة (ALG+LG+ZnO-NPs)، تليها طبقةPEC+LG+ZnO-NPs) ) على بقية المعاملات المدروسة في الحصول على أعلى معدل تقييم للصفات الحسية في الثمار (المظهر، واللون، والرائحة، والملمس، والتذوق، والقبول العام)، وذلك في كل من الثمار المخزنة في درجة الحرارة العادية والثمار المخزنة بالتبريد.

أظهرت نتائج الدراسة أيضاً أن ثمار التفاح المعاملة بالمستحلبات عديدات السكر المدعمة بزيت عشبة الليمون الحاوية على ZnO-NPs لم تُسجل أية إصابة بالأمراض الفيسيولوجية أثناء تخزينها سواء على درجة حرارة الجو العادي أو بالتبريد.

أظهر تقييم فعالية معاملة ثمار التفاح صنف غولدن دليشس بمحاليل التغطية المُحضرة في الحد من انتشار الإصابة في الثمار الملقحة مخبرياً بأبواغ الفطر Penicillium spp. فعالية معاملة ثمار التفاح بالمستحلبات عديدات السكر المدعمة بزيت عشبة الليمون الحاوية على ZnO-NPs في الحد من انتشار الإصابة في الثمار الملقحة، وسجلت معاملة ثمار التفاح بالطبقة المركبة الثنائية (طبقة تلو الأخرى) المكونة من طبقة  (ALG+LG+ZnO-NPs)تليها طبقةPEC+LG+ZnO-NPs) )  القدرة على التثبيط الكامل لانتشار الإصابة بالفطر Penicillium spp. ضمن أنسجة الثمرة بعد 21 يوماً من التخزين على درجة حرارة (18 ± 3 ^oم)، كما بينت النتائج الفعالية المحدودة لمعاملة ثمار التفاح بمحاليل التغطية عديدات السكر والمستحلبات المدعمة بزيت عشبة الليمون في منع انتشار الإصابة بالفطر Penicillium spp. ضمن أنسجة ثمار التفاح الملقحة مقارنةً مع الشاهد.

تشير نتائج الدراسة إلى إمكانية استخدام المستحلبات عديدات السكر الحاوية على ZnO-NPs في المحافظة على المواصفات التسويقية وزيادة القدرة التخزينية لثمار التفاح المخزنة.

 

الكلمات المفتاحية:

التفاح، المستحلبات عديدة السكر، ألجينات الصوديوم، البكتين، الصمغ العربي، كربوكسي متيل السيللوز، زيت عشبة الليمون، جسيمات أكسيد الزنك النانوي (ZnO-NPs)، زيت عشبة الليمون، النشاط المضاد للفطريات.

 

تحميل البحث