تولید فیلم کامپوزیت نشاسته سیب زمینی- کربوکسی‌متیل‌سلولز حاوی اسانس گیاه چویر (Ferulago angulata(Schlecht) Boiss.) و کاربرد آن در بسته‌بندی کره حیوانی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد کرمانشاه

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد

3 عضو هیات علمی دانشگاه آزاد واحد آشتیان

چکیده

سابقه و هدف: امروزه به‌علت افزایش استفاده از پلاستیک‌ها در بسته‌بندی مواد غذایی و مشکلات ناشی از عدم زیست‌تخریب‌پذیری آنها، استفاده از پلیمرهای طبیعی بر پایه نشاسته در بسته‌بندی مواد غذایی افزایش یافته است. فیلم‌ها و پوشش‌های خوراکی مانعی در برابر انتقال رطوبت، آروما، اکسیژن، طعم و روغن بوده و باعث افزایش کیفیت و ماندگاری غذاها می‌شوند. این فیلم‌ها می‌توانند عامل ترکیبات فعالی از قبیل آنتی‌اکسیدان‌ها باشند. در این تحقیق به‌منظور برطرف کردن معایب فیلم نشاسته و بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی این فیلم از مقادیر مختلف کربوکسی‌متیل‌سلولز و اسانس گیاه چویر استفاده گردید و نیز به بررسی اثر این فاکتورها بر روی خواص فیزیکی فیلم و خواص شیمیایی کره به منظور کاهش اکسیداسیون و افزایش زمان ماندگاری آن پرداخته شد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق فیلم نشاسته حاوی کربوکسی‌متیل سلولز(5، 10 و 15درصد) و حاوی اسانس چویر(5/0، 1، 5/1 درصد) به روش قالبریزی (کاستینگ) تولید و به بررسی خواص فیزیکی فیلم کامپوزیت نشاسته وخواص شیمیایی کره حیوانی بسته‌بندی شده در آن پرداخته شد. اسانس گیاه چویر از روش تقطیر با بخار آب استحصال گردید. آزمون‌‌‌‌های مکانیکی و فیزیکی فیلم که شامل مقاومت کششی به وسیله‌ی دستگاه بافت سنج، آزمون ممانعت کنندگی بخار آب به روش ASTM E96-95، اندازه گیری میزان جذب رطوبت فیلم‌ها به روش آنجلسو دوفرنس، اندازه‌گیری انحلال پذیری نمونه‌های فیلم به روش گونتارد و همکاران انجام شد. پس از بسته‌بندی کره با توجه به بازه‌های زمانی مختلف آزمون‌های شیمیایی کره که شامل عدد پراکسید و عدد اسیدی بود به ترتیب به روش تیتراسیون با تیوسولفات 01/0 و روش اتانول داغ با استفاده از شناساگر انجام شد.
یافته‌ها: نتایج نشان دادند که میزان مقاومت کششی فیلم نشاسته- کربوکسی‌متیل‌سلولز حاوی اسانس چویر با افزایش میزان کربوکسی‌متیل-سلولز،افزایش و با افزایش میزان اسانس بطور معنی دار (05/0>p) کاهش می‌یابد. با افزایش میزان کربوکسی‌متیل‌سلولز و اسانس چویر کاهش در میزان نفوذپذیری به بخار آب مشاهده گردید. با افزایش میزان کربوکسی‌متیل‌سلولز و اسانس چویر میزان جذب رطوبت و انحلال پذیری فیلم‌ها کاهش یافت. همچنین اثرات فیلم بسته‌بندی برروی عدد پراکسید و عدد اسیدی نشان داد که تأثیرافزایش کربوکسی‌متیل‌سلولز و اسانس چویر به طور معنی‌داری اثر کاهشی در میزان این دو شاخص را داشته است.
نتیجه‌گیری: با توجه به اثر مقادیر مختلف کربوکسی‌متیل‌سلولز و اسانس گیاه چویر می‌توان بیان کرد که با افزایش میزان این دو متغیر در فیلم بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی و همچنین کاهش در میزان عدد پراکسید و عدد اسیدی با گذشت زمان و بعبارتی کاهش در میزان فسادپذیری کره قابل مشاهده بود. در نتیجه به دلیل بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی فیلم و اثر کاهشی عدد پراکسید و عدد اسیدی کره استفاده از فیلم مرکب نشاسته- کربوکسی‌متیل‌سلولز حاوی اسانس چویر در بسته‌بندی کره حیوانی بعنوان یک بسته‌بندی زیست‌تخریب‌پذیر جایگزین فویل آلومینیمی پیشنهاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Production of potato starch composite film containing carboxymethyl cellulose and Chavill vegetable (Ferulago angulata (Schlecht) Boiss.) essential oils and its application in animal butter packaging

نویسندگان [English]

  • Faranak Beigmohammadi 1
  • Sahar Haqani 2
  • Flora Rafiei 3
1 Faculty member of Kermanshah Branch, Islamic Azad University
3 Faculty member of Ashteyan Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

Background and objectives: Nowadays, due to the increasing use of plastics in food packaging and the problems arising from the lack of environmental degradation of them, using starch-based natural polymer in food packaging has increased. Edible films and coatings are barrier against moisture, oxygen transfer aroma and oil, and increase the quality and shelf-life of foods. These films can be active agent constituents such as anti-oxidants. In this research in order to fix the flaws and improvement of physical and mechanical properties of starch film, from different amounts of carboxymethyl cellulose and Chavill plant essential oil was used as well as the effect of these factors on chemical properties of butter to reduce oxidation and increases its shelf-life.

Materials and methods: In this research starch films containing carboxymethyl cellulose (5, 10 and 15%) and Chavill plant essential oils (0.5, 1, 1.5 %) were produced by casting method. Method of distillation with water vapor extraction was used to extract of Chavill plant essential oil. Physical tests of films including tensile strength by texture analyser instrument, water vapor permeability byASTM E96-95, moisture absorption by Angeles and Dufrense method, solubility Gontard et al. were done. After packing of butter, according to the different time intervals the chemical tests that include the peroxide value and acid number were assessed by titration with thiosulfate 0.01N and hot ethanol.

Results: The results showed tensile strenght of starch films containing carboxymethyl cellulose- Chavill plant essential oils increased with increasing of carboxymethyl cellulose and decreased with increasing of Chavill plant essential oils. With increasing the amount of carboxymethyl cellulose and Chavill plant essential oil, reduction of water vapor permeability was observed. Increasing of carboxymethyl cellulose and Chavill plant essential essential oils cauesd to decrease of water absorption and solubility of these films. In addition, the effects of these two factors on chemical properties of butter showed they could slow down the rate of peroxide value and acidic number.

Conclusions: Due to the different effects of carboxymethyl cellulose and Chavill plant essential oils, it can be stated that by increasing the amount of these two variables improvement in physical and mechanical properties of films as well as a reduction of acid number and peroxide number of butter with passage time observed, in other words, perishability of butter was decreased. At the end, because of improvement of physical and mechanical of films and reduction of peroxide value and acidic number of butter using of starch-carboxymethyl cellulose containing Chavill plant essential oils is recommended as replacer of aluminum foil.

کلیدواژه‌ها [English]

  • starch- carboxymethyl cellulose film
  • Ferulago angulata essential oils
  • animal butter
  • chemical properties
1. Akhtar, M.J., Jacquot, M., Jamshidian,
M., Imran, M., Arab-Tehrany, E., and
Desobry, S. 2013. Fabrication and
physicochemical characterization of
HPMC films with commercial plant
extract: Influence of light and film
composition. Food Hydrocolloids. 31:
420-427.
2. Almasi, H., Ghanbarzadeh, B., and
Entezami, A.A. 2010. Physicochemical
properties starch- cmc- nanoclay
biodegradable films. International
Journal of Biological Mecromolecules.
46: 1. 1-5.
3. Almasi, H., Ghanbarzadeh, B., and
Pezeshki Najafabadi, A. 2009.
Improving the physical properties of
starch and starch- carboxymethyl
cellulose composite biodegradable films.
Journal of food science ant technology.
6(3): 1-11.(In Persian)
4. Alves, V., Costa, N., Hillioub, L.,
Larotondab, F., Gonçalvesb, M.,
Serenob, A., and Coelhosoa, I. 2006.
Design of biodegradable composite
films for food packaging. Desalination
Journal. 199: 331–333.
5. Angles, M.N., and Dufrense, A. 2000.
Plasticized starch tunicin whikers
nanocomposites. Structural analysis.
Macromolecules. 33: 8344- 8353.
6. AOCS. 1998. Official methods and
recommended practices of the American
oil chemists. Society method cd8-53,
Fifth Ed. Champaign American oil
chemists – society, USA.
7. Asgharis, J., KhamoieToul, C.,
MazaheriTehrani, M., and Aghdasi, M.
2012. Comparison of Microwave–
assisted hydrodistillation with the
traditional hydrodistillation method in
the extraction of essential oils from
Ferulago angulata (schelcht.) Boiss.
Eurpon Journal Medicinal Plants. 2(4):
324-334.
8. ASTM. 2001. Standard Test method for
tensile properties of thin plastic
سحر حقانی و همکاران
99
sheeting. In standards Designation
D882, 1 62-170, Annual Book of ASTM
standards, Philadelphia, American
Society for Testing and Materials.
9. ASTM. 1995. Standard test methods for
water vapor transmission of material
E96-95, 406-413, Mnual book of
ASTM, Philadelphia, and American
Society for Testing and materials.
10. Atarés, L., Pérez-Masiá, R., and Chiralt,
A. 2011. The Role of Some
Antioxidants in the Hpmc Film
Properties and Lipid Protection in
Coated Toasted Almonds. Journal of
Food Engineering. 104: 649-56.
11.Ban, W., Song, J., Argyropoulos, D. S.,
and Lucia, L. A. 2006. Improving the
physical and chemical Functionality of
starch Derived films with Biopolymers.
Journal of Applied Polymer Science.
100: 2542- 2548.
12.Bertuzzi, M. A., Vidaurre, E.F.C.,
Armada, M. and Gottifredi J.C. 2007.
Water vapor permeability of edible
starch based films. Journal of Food
Engineering. 80: 972– 978.
13.Dashipour- Vadood, A.L., Razavi, V.,
Hosseini. H., Shojae- Aliabad, J.,
German, B., Chanal, K., Khakpour, M.,
and Khaksar, R. 2015. Antioxidant and
antimicrobial carboxymethyl cellulose
films containing zataria multi flora
essential oil. International Journal of
Biological Macromolecules. 72: 606-
613.
14.Dashipour, A., Khaksar, R., Hosseini,
H., Shojaee, S., Abadi, A., and
GhanatiZahedan, K. 2014. Physical,
Ahtioxidant and Antimicrobial
characteristics of carboxymethyl
cellulose Edible Film Cooperated.
Journal of Research in Medical Science.
16(8): 34-42.
15.Ghanbarzade, B., Almasi, H., and
Entezami, A.A. 2010. Physical
oroperties of edible modified starch/
carboxymethyl cellulose films.
Innovative Food Science and Emerging
Technologies. 11: 697-702.
16.Ghanbarzadeh, B., Almasi, H., and
Entezami, A. 2011. Improving the
barrier and mechanical properties ofcorn
starch- based seible films: Effect of
citric acid and carboxymethyl cellulose.
Industrial Crops and Products. 33: 229-
235.
17.Gontard, N., Duchez, CH., Cuq, J.L. and
Gailbert, S. 1994. Edible composite
Films of wheat gluten and Lipids: water
vapor permeability and other physical
properties. Food Scienes and
Technology. 29(1): 39-50.
18.Hammer, K. A., Carson, C. F., Riley, T.
V., and Nielsen, J. B. 2006. A review of
the toxicity of Melaleuca alternifolia
(tea tree) oil. Food and Chemical
Toxicology. 44: 616–625.
19.Institute of Standards and Industrial
Research of Iran. 2011. ISIRI 4178, 1st.
Revision. Animal and vegetable fats
and oils - Determination of acid value
and acidity - Test method, Iran.
20.Khalighi- sigaroodi, F., Hadjiakhoondi,
A., Shaverdi, A.R., Mozaffarian, V.A.,
and Shafiee, A. 2005. Chemical
composition and antimicrobial activity
of the essential oil of Ferulago Bernardi
Tomk and M. Pimen. DARU Journal of
Pharmaceutical Sciences. 13: 3. 100-104
21.Kristo, E and Biliaderis, C.G. 2007.
Physical properties of starch
nanocrystal-reinforced films.
Carbohydrate polymer. 29(1): 254-259.
22.Ma, X., Chang, P.R., and YU. J. 2008.
Properties of biodegradeable
thermoplastic Pea Starch/
Carboxymethyl Cellulose and Pea
Starch/ microcrystalline Cellulose
Composites. Carbohydrate Polymers.
72: 369- 375.
23.Mali, S., Sakanaka, L.S., Yamashita, F.,
and Grossann, M.V.E. 2005. Water
sorption and mechanical properties of
Casava Starch films and their relation to
plasticizing effect. Carbohydrate
polymers., 60: 283- 289.
24.Pagella, C., Spigno, G., and Faveri,
D.M.D. 2002. Characterization of starch
based edible coatings. Trans IChemE.
80: 193-198.
25. Pires, C., Ramos, C., Teixeira, B.,
Batista, I., and Nunes, M. L. A. M.
2013. Hake proteins edible films
incorporated with essential oils:
physical, mechanical, antioxidant and
antibacterial properties. Food
Hydrocolloid. 30: 224-231.
26.Rezazadeh, S.E., Yazdani, D., and
Shahnazi, S. 2002. Identification of
essential oil component saerial shoot
Frulagoangulata boiss (Schlecht.)
collected from west of Iran. Journal
Medicinal Plants. 7: 49-52.
27.Rustaiyan, A., Sedaghat, S., larijani, K.,
khossravi, M., and, Masoudie, S. 2002.
Composition of the essential oil of
Ferulagoangulata (schlecht) Boiss. From
Iran. Journal Essential oil Research. 14:
447-448.
28. Sanchez – Gonzalez, L., Vargas, M.,
Gonzalez – Martinez, C., Chirait, A.,
and Chafer, M. 2009. Characterization
of edible films based on hydroxyl
propylmethylcellolose and tea tree
essential oil. Food Hydrocolloids. 23:
2102-2109.
29.Sanchez- Gonzalez, L., chiralt, A,
Gonzalez- Martinez, C., and Chufer, M.
2011. Effect of essential oils on
properties of film forming emulsions
and films based on hydroxypropylmethy
cellulose and chitosan. Journal of Food
Engineering. 105: 246- 253.
30.Sanchez-Gomenez, L., GonzalezMartinez, C., Chiralt, A., and Chafer, M.
2010. Physical and antimicrobial
properties of chitosan-tea tree essential
oil composite films. Journal of Food
Engineering. 98: 443-452.
31.Sayyahi, Z., Beigmohammadi, F., and
Shoaiee, Sh. 2017. Optimization of
Starch Biopolymer Enriched with
Chitosan Containing Rosemary
Essential Oil and its Application in
Packaging of Peanuts. Nutrition and
Food Sciences Research. 4: 19-28.
32.Shahidi, F. 2005. Bailey, S, Industrial
oil and Fat Products. (6thedn) John
wiley and sons, Inc, Simultaneously in
Canada.
33.Tongdeesoontorn, W., Mauer, L.,
Wongroung, S., Sriburi, P., and
Rachtanapun, P. 2011. Effect of
Carboxymethyl cellulose
concentrationon physical properties of
biodegradable cassava Starch- based
films. Chemistry Central Journal. 5(6):
1-8.
34.Vilaseca, F., Mendez, J.A., Pelach, A.,
Liop, M., Canigueral, W., Girones, J.,
Touron, X., and Mutje, P. 2007.
Composite materials derived from
biodegradable starch polymer and jute
straneds. Process Biochemistry. 42: 329-
334.
35.Wang, Y., Li A.Y., Luo Y., Huang, M.,
and Liang, Z. 2009. Synthesis and
characterization of a novel
biodegradable thermoplastic shape
memory polymer. Materials Letters. 63:
347–349.
36.Zobel, H. F. 1984. Gelatinization of
starch and mechanical properties of
starch pastes. 285-309, In: whistler,
R.L., Bmiller, J.N. and paschal,
E.F.(eds.).Starch: chemistry and
technology. Second Edition. Academic
press, Inc. Orlando, San Diego, New
York, London, Toronto, Montreal,
Sydney, Tokyo.