توليد آيروژل زيست فعال بر پايه موسيلاژ دانه شاهي حاوي اسانس ميخك و كاربرد آن در بسته سينه مرغ

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي علوم و صنايع غذايي

دكتري

در سال‌هاي اخير، رويكردهاي نوين بسته‌بندي فعال در صنعت مواد غذايي با هدف ارتقاي كيفيت، ايمني و افزايش ماندگاري محصولات، جايگاه ويژه‌اي پيدا كرده‌اند. ازجمله اين نوآوري‌ها، استفاده از آيروژل‌ها به‌عنوان يك ماده متخلخل با دانسيته كم در بسته‌بندي مواد غذايي توجه بسياري را به خود جلب كرده است. در اين زمينه، بيوآيروژل‌ها كه از منابع طبيعي تهيه مي‌شوند، به‌عنوان جايگزيني سازگار با محيط‌زيست براي آيروژل‌هاي سنتزي مطرح شده‌اند. در اين پژوهش از موسيلاژ دانه شاهي (CSM)، پلي وينيل الكل (PVA) و اسيدسيتريك (CA) به ترتيب به‌عنوان منبع پلي-ساكاريدي، پليمر كمكي و عامل اتصال‌دهنده عرضي براي سنتز بيوآيروژل استفاده شد. اثر نسبت موسيلاژ دانه شاهي به پلي وينيل الكل (3-1، 1-1 و 1-3) و همچنين اثر غلظت اسيدسيتريك (20،10 و 30% وزني/وزني) بر ويژگي‌هاي بيوآيروژل ازجمله دانسيته، نسبت تورم، تخلخل، ويژگي‌هاي مكانيكي، مورفولوژي و هدايت حرارتي بررسي شد. آزمون FTIR تشكيل پيوندهاي استري بين ماتريس آيروژل و CA را تأييد كرد. افزودن پلي وينيل الكل به موسيلاژ دانه شاهي باعث بهبود جذب آب و خواص مكانيكي آيروژل‌ها شد. با افزايش غلظت CA، تغييرات معني‌داري (05/0p<) در دانسيته و تخلخل مشاهده شد، به‌طوري‌كه دانسيته كاهش و تخلخل افزايش يافت. خواص مكانيكي (سختي و فنريت) آيروژل‌ها با افزايش غلظت CA بهبود يافت. نتايج آناليزهاي DSC و TGA افزايش پايداري حرارتي آيروژل‌ها را با افزودن پليمر كمكي و اتصال‌دهنده عرضي نشان داد. با افزودن CA سطح ويژه آيروژل‌ افزايش و اندازه منافذ كاهش يافت. در ادامه پدهاي بيواكتيو با استفاده از آيروژل (موسيلاژ دانه شاهي- پلي وينيل الكل- اسيدسيتريك 30%-1-1) و اسانس ميخك (CEO) به عنوان يك عامل آنتي‌اكسيدان و ضد باكتري طبيعي در غلظت‌هاي مختلف (10-20-30 و 40%) تهيه شدند. خصوصيات مورفولوژي، دانسيته، تخلخل و خصوصيات آنتي‌اكسيداني و ضد باكتريايي آن عليه اشرشيا كلي و استافيلوكوكوس اورئوس بررسي شد. با افزايش غلظت اسانس ميخك راندمان ريزپوشاني، ظرفيت بارگذاري، فعاليت آنتي‌اكسيداني و فعاليت ضد باكتريايي افزايش يافت. اسانس ميخك ريزپوشاني شده در آيروژل پايداري حرارتي بالاتري نسبت به شكل آزاد آن نشان داد. سينتيك رهايش اسانس ميخك در محيط‌هاي بافري شبيه‌سازي‌شده معده–روده، بزاق و محصول (سينه مرغ) مورد بررسي قرار گرفت و مدل‌سازي رياضي انجام شد. مدل بهينه براي محيط معده-روده ريتگر-پپاس، پپاس-ساهلين و كوپچا، براي روده و بزاق مدل پپاس-ساهلين و براي محصول مدل هيگوچي بود. در مرحله بعد، اثر پد بيواكتيو تهيه‌شده در بسته‌بندي بر ماندگاري سينه مرغ نگهداري شده در يخچال مورد ارزيابي قرار گرفت. طي زمان نگهداري آزمايش‌هاي شيميايي (pH، عدد تيوباربيتوريك اسيد و محتواي نيتروژن بازي فرار، آزمون‌هاي ميكروبي (شمارش كلي باكتري‌هاي مزوفيل هوازي، سرمادوست‌ها، اسيدلاكتيك باكتري‌ها، انتروباكترياسه و كپك و مخمر) و ارزيابي ويژگي‌هاي رنگ و بافت در فواصل زماني 3 روز بر روي سينه مرغ نگهداري شده در يخچال انجام شد. سينه مرغ در بسته‌بندي حاوي پد بيواكتيو در مقايسه با بسته‌هاي حاوي آيروژل و اسانس ميخك آزاد در پايان دوره نگهداري كارايي ضد ميكروبي بالاتري در مقابل باكتري‌هاي مزوفيل، سرمادوست، انتروباكترياسه و همچنين كپك و مخمر نشان دادند. به‌طور خاص سينه مرغ در بسته‌بندي حاوي پد بيواكتيو كمترين شمارش كلي باكتريايي و نيز كمترين مقادير نيتروژن بازي فرار و تيوباربيتوريك اسيد را طي نگهداري نشان داد. همچنين پدهاي بيواكتيو تهيه‌شده با جذب خونابه و رطوبت موجود در بسته‌بندي و فعاليت آنتي‌اكسيداني خود توانست به افزايش كيفيت سينه مرغ و نگهداري آن كمك كند. اين مطالعه نشان داد كه بيوآيروژل‌هاي تهيه‌شده مي‌توانند به‌عنوان راهكاري مؤثر در بسته‌بندي مواد غذايي مورداستفاده قرار گيرند.

233384

مهندسي علوم و صنايع غذايي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان