مروری بر خواص، ساختار و کاربردهای پلیمر زیست تجزیه پذیر زئین

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد، ایران

2 مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، مجتمع آموزش عالی گناباد، گناباد، ایران

10.22063/basparesh.2026.35861.1767

چکیده

زئین، پروتئین گیاهی اصلی ذرت، به‌عنوان یک بیوپلیمر طبیعی و زیست‌سازگار، توجه زیادی در صنایع غذایی، داروسازی، پزشکی و محیط‌زیست به خود جلب کرده است. این پروتئین دارای ویژگی‌هایی مانند زیست‌تخریب‌پذیری، پایداری حرارتی و شیمیایی، توانایی شکل‌دهی فیلم و نانوالیاف، و قابلیت بارگذاری و رهایش کنترل‌شده ترکیبات زیست‌فعال را دارا است. نانوالیاف و فیلم‌های زئین از طریق فناوری الکتروریسی و روش‌های هیبریدی می‌توانند خواص مکانیکی، تخلخل و سطح زیستی بهینه داشته باشند و به‌عنوان حامل دارو، پوشش محافظ در بسته‌بندی مواد غذایی، پانسمان زخم، داربست مهندسی بافت، پایه کاتالیست ها و غشا فرایند فیلتراسیون کاربرد داشته باشند. با این حال، ویژگی‌هایی نظیر شکنندگی، انعطاف‌پذیری پایین و ناپایداری کلوئیدی، به‌ویژه در شرایط محیطی مختلف، کاربرد آن را محدود می‌کند. بررسی‌ها نشان می‌دهند که ساختار هسته-پوسته و استفاده از کراس‌لینکرهای طبیعی می‌تواند پایداری، زیست‌سازگاری و عملکرد ضد میکروبی نانوالیاف و فیلم‌ها را افزایش دهد. با توجه به ویژگی‌های زیست‌محیطی و قابلیت تجدیدپذیری زئین، این بیوپلیمر طبیعی پتانسیل بالایی برای توسعه سامانه‌های نوین نانوالیافی و فیلم‌های زیست‌فعال و پایدار در صنایع مختلف دارد. بر این اساس پژوهش حاضر به بررسی خواص زئین و کاربرد آن در اشکال مختلف برای اهداف صنعتی و پزشکی و همچنین مرور مطالعات انجام شده در زمینه بهینه‌سازی شرایط فرایندی برای دستیابی به پایداری و کارایی مطلوب می‌پردازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The Properties, Structure, and Applications of the Biodegradable Polymer Zein: A Review

نویسندگان [English]

  • Mahdieh Namvar-Mahboub 1
  • Khalil Parvaneh 2
1 Department of Chemical Engineering, University of Gonabad, Gonabad Iran
2 Department of Chemical Engineering, University of Gonabad, Gonabad, Iran
چکیده [English]

Zein, the major plant protein derived from corn, has attracted considerable attention as a natural and biocompatible biopolymer in the fields of food, pharmaceutical, medical, and environmental applications. This protein exhibits unique properties such as biodegradability, thermal and chemical stability, film-forming ability, and the capacity for loading and controlled release of bioactive compounds. Zein-based nanofibers and films, produced via electrospinning and hybrid techniques, can be engineered to possess optimized mechanical properties, porosity, and surface bioactivity. These features enable their application as drug delivery carriers, protective coatings in food packaging, wound dressings, tissue engineering scaffolds, catalyst supports, and filtration membranes. However, limitations such as brittleness, low flexibility, and colloidal instability, particularly under varying environmental conditions, restrict their broader application. Recent studies have demonstrated that the development of core–shell structures and the use of natural crosslinkers can significantly enhance the stability, biocompatibility, and antimicrobial performance of zein-based nanofibers and films. Considering its environmental friendliness and renewable nature, zein holds great potential for the development of advanced nanofibrous systems and bioactive, sustainable films across various industries. Accordingly, the present study aims to investigate the properties of zein and its applications in different forms for industrial and biomedical purposes, as well as to review recent advances in optimizing processing conditions to achieve improved stability and performance.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zein
  • nanofiber
  • Biopolymer
  • Electrospinning
  • Pharmaceutical applications