تولید فیلم خوراکی بر پایه کیتوزان – ژلاتین حاوی اسانس چویر(Ferulago angulate)، ارزیابی تاثیر آن بر ویژگی های نوری، حسی و ماندگاری گوشت بوقلمون در دمای یخچال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی/ دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمانشاه

2 گروه علو و صنایع غذایی، دانشکده کشاورزی، واحد کرمانشاه، دانشگاه آزاد اسلامی

3 گروه علوم و صنایع غذایی، دانشکده علوم تغذیه وصنایع غذایی، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه

4 صنایع غذایی، دانشکده صنایع غذایی و تغذیه، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه

چکیده

زمینه و هدف مطالعاتی: جایگزینی بیوپلیمر‌های خوراکی به همراه اسانس‌های گیاهی به عنوان جایگزین پلیمر‌های سنتزی، روشی موثر برای نجات محیط زیست، افزایش ایمنی و ماندگاری مواد غذایی در جهان است. گوشت بعنوان مواد غذایی فسادپذیر در بسته‌بندی‌های خوراکی فعال حاوی ترکیبات ضدمیکروبی طبیعی می‌تواند عمر نگهداری و کیفیت بهتری داشته باشد. روش کار: این تحقیق در ادامه و در راستای تکمیل مطالعه قبلی گروه که شامل تولید فیلم ترکیبی کیتوزان‌ ژلاتین حاوی اسانس چویر(Ferulago angulate) و ارزیابی ویژگی‌ های فیزیکی‌ شیمیایی فیلم‌ها بود، طراحی و انجام شد. فیلم‌های ترکیبی کیتوزان- ژلاتین حاوی اسانس چویر در سطوح غلظتی 0، 25/.، 5/. درصد (حجمی/ حجمی) با روش کستینگ تولید و ویژگی-های میکروبی، حسی، رنگ و شفافیت فیلم‌ها جهت نگهداری گوشت بوقلمون در دمای یخچال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: نمونه‌های بسته‌بندی شده با فیلم کیتوزان– ژلاتین بدون اسانس در روز دوازدهم نگهداری تقریبا 50 درصد نمرات حسی خود را از دست دادند در حالی که نمونه‌های بسته‌بندی شده با فیلم حاوی 5/. درصد اسانس حتی در روز پانزدهم نگهداری دارای نمره قابل قبول بودند و تفاوت معنی‌داری با سایر نمونه‌ها داشتند(05/0≥ P). فیلم کیتوزان – ژلاتین در هر سه پارامتر،L* ،a* و b* تحت تاثیر افزودن اسانس قرار گرفت. با افزودن اسانس چویر، شاخص b* و کدورت به مقدار قابل ملاحظه‌اى افزایش اما شاخص L* کاهش یافت و باعث کاهش شفافیت فیلم و تغییر رنگ به سمت قرمز) (+a و زرد( (+b گردید. میانگین شمارش همه اندیس‌های میکروبی شامل شمارش کلی باکتری‌ها، شمارش استا‌فیلوکوکوس‌اورئوس و شمارش کلی‌ فرم‌ها در تمام طول دوره اختلاف معنی‌داری با هم داشتند(05/0≤ p). در روز نهم شمارش کلی در تمام تیمار‌ها بجز کنترل در محدوده قابل قبول بود. نتیجه‌گیری کلی: افزودن اسانس چویر در غلظت 5/. درصد فیلم کیتوزان - ژلاتین علاوه بر مهار رشد و تکثیر باکتری‌ها و افزایش ماندگاری گوشت بوقلمون در یخچال، موجب بهبود ویژگی‌های حسی فیلم شده که می‌تواند مزیت و تایید دیگری بر پتانسیل مناسب فیلم کیتوزان – ژلاتین حاوی اسانس چویر برای استفاده به عنوان یک بسته‌بندی فعال در صنعت گوشت باشد.
واژه‌هاى کلید‌ی: اسانس چویر(Ferulago angulate)، خواص، فیلم خوراکی، ژلاتین، کیتوزان، گوشت بوقلمون

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Production of edible film based on chitosan - gelatin, containing Ferulago angulate essential oil and evaluation of optical, sensory features and shelf life of packaged Turkey meat in it

نویسندگان [English]

  • Faranak Beigmohammadi 1
  • Hamid Reza Naseri 2
  • Reza Mohammadi 3
  • Ehsan Sadeghi 4
1 Faculty member/Kermanshah Branch, Islamic Azad University
2 Food Science and Technology Department, Ariculture College, Kermanshah Branch, Islamic azad University
3 Food Science Department, Food science and Nutrition Faculty, Kermanshah University of Medical Sciences
4 food science, food science and nutrition faculty, Kermanshah University of Medical Sciences
چکیده [English]

Introduction: From the mid-twentieth century, petroleum-based polymers including polyethylene and polypropylene have very good stretching properties, high strength, and low weight and plasticity and are widely used in the food packaging. The non-polar and hydrophobic nature of carbon compounds and low surface of these polymers, compared with their high molecular weight, reduce the activity of degrading enzymes and the resistance of synthetic polymers to microorganism attack. As a result, these polymers are not degradable and their aggregation is destructive of the ecosystem of the earth, causing serious environmental problems, which are referred to as white contamination.
The use of essential oils (EO) directly in food can cause poisoning, severe aroma, flavor changes, and a change in the appearance of food, while the use of EO in combination with edible films (active packaging), in addition to eliminating that deficiencies, reduce dosage of EO is consumed. Seven species of Ferulago are grown in Iran. Ferulago angulate species has been grown in Kermanshah province and the natural source of mono-terpenes and sis coi-terpenes that have antimicrobial features. Several studies have confirmed the antioxidant and antibacterial effects of Ferulago angulate essential oil (FAEO). However, no valid studies have yet been made about the effects of FAEO in combination with edible films on the physicochemical and thermal properties of the combined gelatin-chitosan film.
On the other hand, due to changes in lifestyle, decreased mobility and its problems, including cardiovascular disease, the consumption of white meat, like turkey meat instead of red meat, increased. Turkey meat has been understood and marketed as a healthy substitute to red meat due to its leanness, low cholesterol and desirable fatty acid profile. Turkey breast meat (filet) is believed by consumers worldwide, but is ready to rapid spoilage. Therefore, food industries are seeking technologies to increase its stability. Novel packaging (e.g. active) and processing technologies, in some cases, compounded with “natural” antimicrobials such as EO, have been suggested. So, the combined gelatin-chitosan films contain FAEO produced and its effect on the quality of turkey meat were studied to appointment the suitability of the gelatin-chitosan edible film containing FAEO for keeping and increasing turkey meat shelf life.
Materials and methods: The gelatin–chitosan blend edible films were provided according to the casting technique. For interactions of polysaccharides and gelatin, a ratio of 40 to 60 has been reported by the previous works as the optimal ratio for interactions of polysaccharides and gelatin. Therefore, a solution containing 60% gelatin and 40% chitosan (v/v) was prepared to obtain a solution with film forming ability. FAEO was mixed with Tween-80 at 25% (w/w) was added into film forming solution at a concentration of 0, 0.25 and 0.50 % (v/v). The sensory evaluation of the 9-point Hedonic technique was performed (1 was very bad, 9 very good) and 10 panelists were done. The panels were asked to compare the film samples with the control sample in terms of odor, color, and acceptance or overall acceptance. The image processing method was used to examine the color of the films. L*, a* and b* parameters were measured with hunter lab colorimeter and microbial properties assessed as well.
Results and Discussion: The chitosan-gelatin films were affected by the addition of essential oil in all three parameters, L*, a* and b*. By adding the essential oil, the b * index and opacity increased significantly but the L * index decreased and reduced the transparency of the film. This phenomenon can be attributed to phenolic compounds in the essential oils, which can absorb light at low wavelengths. The control sample-free coatings due to lipid oxidation and microbial growth have shown signs of corruption as inappropriate for smelling and causing stubbornness. Therefore, they were considered as weak samples and eliminated. For samples that were packaged in the film, they had different sensory scores according to the percentage of EO. Therefore, it can be concluded that using chitosan-gelatin containing FAEO significantly increased the sensory properties of turkey meat (P <0.05).
The results of the study indicate that FAEO, improves the sensory properties of turkey meat during the storage period. The initial TVC (log10 CFU/ g) in the control turkey fillet was 3.784 log10 CFU/g, it was 1.897 and 0.401 log10 CFU/g for Staphylococcus aureus and Coliform count respectively. Turkey samples reached or exceeded the value of 7.0 log CFU/g for TVC, which was considered as the upper acceptability limit for poultry fresh meat. The TVC increased slowly during the storage with a long lag phase for packaged samples, while the increase was significantly quick for the control (p < 0.05). The counts of all assessed microbiological indicators were significantly affected (P ≤ 0.05) by the addition of antimicrobials and especially gelatin chitosan edible film containing 0.5 % FAEO. In this study, and of the treatments examined, a film containing 0.5% FAEO was the most effective in inhibiting the growth of TVC, Staphylococcus aureus and Coliform everywhere the storage period. It is well known that, the antimicrobial activity of EO is related to mostly the phenolic ingredients. This result could be attributed to the inhibitory effect of the combined antimicrobials non-polar components such as phenolic di-terpenes (e.g. α-Pinene) are responsible for the antimicrobial properties of FAEO.
Conclusion: The use of edible film containing EO is a suitable way to respond to the needs and demands of today's societies to achieve minimal processed foods without using preservatives or chemical additives. In this study, the addition of FAEO to gelatin-chitosan film, in addition to inhibiting the growth and replication of bacteria and increasing the shelf-life of turkey meat in the refrigerator, caused and improved the sensory properties of the samples. In summary, based on the results of this study and according to the previous study, the addition of FAEO oil at a concentration of 0.5%, significantly altered the color and transparency of the films.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chitosan
  • Edible Film
  • Ferulago angulate
  • Gelatin
  • Properties
  • Turkey meat
آزاد­بخت ا، مقصود لو ی، خمیرى م و کشیرى م، 1396. ارزیابى خواص فیزیکی مکانیکى، ضد­میکروبى و ریز­ساختارى فیلم زیست فعال کیتوزان حاوى اسانس اکالیپتوس گلوبولوس. فصلنامه فناوری­های نوین غذایی، 4، ١٥، 119-132.
اولیایی س ا، قنبر زاده ب، مویدی ع ا، پور ثانی پ و خاتمیان م، 1394. تولید و بررسی نانو ساختار و خواص فیزیکی­ شیمیایی فیلم زیست کامپوزیت نشاسته حاوی نانو ذرات Tio2، فصل نامه فناوری­های نوین غذایی، 2، 8، 101-87.
حسن­زاده پ، تاجیک ح و رضوی روحانی س م، 1390، کاربرد پوشش خوراکی کیتوزان حاوی عصاره دانه انگور بر روی کیفیت و ماندگاری گوشت مرغ در دمای یخچال. نشریه پژوهش­های صنایع غذایی، 21(4)، 482 -468.
سوخته­زاری ش، الماسی ه، زندی م، پیرسا س و پیروزی فرد م خ، 1396، بررسی خصوصیات فیزیکی و آنتی­اکسیدانی فیلم فعال سلولز باکتریایی حاوی عصاره گیاه تشنه داری((Scrophularia striata. نشریه پژوهش­های صنایع غذایی، 27(2)، 51-62.
طهماسبی م، بیگ محمدی ف و رفیعی ف، 1397، تولید فیلم خوراکی بر پایه نشاسته-مونتموریلونیت حاوی عصاره چای سبز جهت بسته­بندی روغن بذرکتان. نشریه پژوهش­های صنایع غذایی، 28(3)، 69-84
قادر­مزدی ر، کرامت ج و گلی س ا ح، 1394. تهیه و بررسی ویژگی­های فیلم­های خوراکی هیدروکسی پروپیل متیل سلولز حاوی اسانس مریم گلی، مجله تغذیه و تکنولوژی مواد غذایی، 1، 3 ، 16-5.
قربان­پور م، و مهینی ا،1398، تهیه و شناسایی فیلم نانوکامپوزیت کاراگینان/نانوکلی حاوی عصاره اسپند. نشریه پژوهش­های صنایع غذایی، 29(1)، 1-10.
کاظمی م، اجاق س م، شعبانلو ب و میر­صادقی ح، 1396. تولید و ارزیابی ویژگی­های فیلم­های خوراکی حاصل از ژلاتین استخراج شده از فلس ماهی کپور معمولی در pH­های متفاوت، مجله علوم و صنایع غذایی، 67، 14، 179-189.
کامکار ا، خنجری ع، اولادی م و مولایی­آقایی ا، 1396. تأثیر بسته­بندی با فیلم کیتوزان حاوی اسانس زیره سیاه بر ویژگی­های شیمیایی و میکروبی فیله مرغ، مجله دانشگاه علوم پزشکی فسا، 1، 7، 115-104.
AlizadehV, Barzegar H, & Nasehi- Samavati V, 2017. Characterization of physical and antimicrobial properties of chitosan edible films containing  Pistasia atlantica gum essence. Iranian Food Science and Technology Research Journal 13, 4: 584-593.
Bahram S, Rezaei M, Soltani M, Kamali A, Ojagh SM, & Abdollahi M, 2014. Whey protein concentrate edible film activated with cinnamon essential oil. Journal of Food Processing and Preservation 38: 1251–1258. Doi.org/10.1111/jfpp.12086.
Burt S, 2004. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods- a review. International Journal Food Microbiology 94, 3: 223-53. Doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2004.03.022
Darderafshi M J, Bahrami G H, Sadeghi E, Khanahmadi M, Mohammadi M and Mohammadi R, 2014. The effect of Ferulago angulata essential oil on Staphylococcus aureus during the manufacture and preservation of Iranian white cheese. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology 8, 4: 13-20.
Fazlara A, Sadeghi E and Rostami-Soleimani P, 2012. Study on the antibacterial effects of Cuminum cyminum essential oil on Listeria monocytogenes in Iranian white cheese. Iranian Journal of Food Science and Technology 9, 35: 35-44.
Ojagh S M, Rezaei M, Razavi S H and Hosseini S M H, 2010. Development and evaluation of a novel biodegradable film made from chitosan and cinnamon essential oil with low affinity toward water. Food Chemistry 122,1: 161-166. Doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.02.033.
Oussalah M, Caillet S, Saucier L and Lacroix M, 2007. Inhibitory effects of selected plant essential oils on the growth of four pathogenic bacteria: E. coli O157:H7, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and listeria monocytogenes. Food Control 18, 5: 414 –20. Doi.org/10.1016/jfood cont.2005.11.009.
Panahi M, Barzegar H and Hojjati M, 2017. Effect of Pistachio atlantica gum oil on antimicrobial and antioxidant properties of edible starch film. Journal of Research and Innovation in Food Science and Technology 5, 1: 77-89. Doi: 10.22104/JIFT.2017.462.
Park S I and Zhao Y, 2004. Incorporation of a high concentration of mineral or vitamin into chitosan-based films. Journal Of Agricultural And Food Chemistry 52,7: 1933-1939. Doi:    10.1021/jf034612p.
Rhim J W, Park H M and Ha C S, 2013. Bio-nanocomposites for food packaging applications. Progress in Polymer Science 38,10:1629-1652. Doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.05.008.
Sánchez-González L, Vargas M, González-Martínez C,   Chiralt A and Cháfer M, 2011. Use of essential oils in bioactive edible coatings. Journal Food Engineering 3, 1: 1-16. Doi;10.1007/s12393-010-9031-3.
Shojaee-Aliabadi S, Hosseini H, Mohammadifar M A, Mohammadi A, Ghasemlou M, Ojagh S M and Khaksar R, 2013. Characterization of antioxidant antimicrobial κ-Carrageenan films containing satureja hortensis essential oil. International Journal Of Biological Macromolecules 52:116- 124.
Siripatrawan U and Harte B R, 2010. Physical properties and antioxidant activity of an active film from chitosan incorporated with green tea extract. Food Hydrocolloids 24, 8: 770-775.
Vural A, Erkan ME, Guran HS, Durmusoglu H, 2013. A study about microbiological quality and species identification of frozen turkey meat. International Journal of Nutrition and Food Sciences 2, 6: 337-341.