pH-чувствительные съедобные пленки на основе биокомпозита казеинат натрия/агар-агар
https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-3-271-277
Аннотация
В современном мире все большее значение приобретает продление срока годности продуктов питания с возможностью контроля их свежести и качества в режиме реального времени. Для решения этой задачи может быть предложена разработка рН-чувствительных пленок на основе съедобных биополимеров с добавкой антоцианов в качестве цветового индикатора. Для проведения данного исследования были приготовлены пленки биокомпозита казеинат натрия/агар-агар с различным содержанием антоцианов черной моркови (Scorconera hispanica) 0–15 масс.% с шагом 5 масс.%. Было установлено, что содержание антоцианов не влияет на толщину и влагосодержание пленок, однако значительно снижает их влагопоглощение и прозрачность. Паропроницаемость пленок биокомпозита возросла с увеличением содержания водного экстракта антоцианов черной моркови, что может быть связано с образованием пор и микротрещин в матрице биокомпозита. Все пленки с антоцианами показали изменение цвета в зависимости от рН среды, интенсивность которого зависела от содержания антоцианов. Съедобные пленки на основе смеси казеината натрия и агар-агара потенциально могут быть использованы в пищевой промышленности для определения свежести продуктов, в результате порчи которых происходит изменение рН.
Ключевые слова
съедобные пленки,
контроль качества,
казеинат натрия,
агар-агар,
антоцианы черной моркови (Scorconera hispanica)
При поддержке: Статья подготовлена в рамках выполнения исследований по государственному заданию № FGUS2022–0017 Федерального научного центра пищевых систем им. В. М. Горбатова Российской академии наук.
Об авторах
М. В. Новикова
Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых добавок
Россия
Россия
Новикова Мария Вячеславовна — кандидат технических наук, младший научный сотрудник, Лаборатория структурной переработки биоресурсов
191014, Санкт-Петербург, Литейный пр., 55
Тел.: +7–812–273–41–08
К. Э. Виролайн
Национальный Исследовательский Университет ИТМО
Россия
Россия
Виролайн Ксения Эдуардовна — студент, Центр Химической Инженерии
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, 49
Тел.: +7–812–232–37–74
А. Д. Нефедов
Национальный Исследовательский Университет ИТМО
Россия
Россия
Нефедов Андрей Дмитриевич — студент, Центр Химической Инженерии
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, 49
Тел.: +7–812–232–37–74
М. В. Успенская
Национальный Исследовательский Университет ИТМО
Россия
Россия
Успенская Майя Валерьевна — доктор технических наук, профессор, факультет прикладной оптики, руководитель Центра Химической Инженерии
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, 49
Тел.: +7–812–232–37–74
Список литературы
1. Alizadeh-Sani, M., Mohammadian, E., Rhim, J.-W., Jafari, S.M. (2020). pH-sensitive (halochromic) smart packaging films based on natural food colorants for the monitoring of food quality and safety. Trends in Food Science and Technology, 105, 93–144. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.08.014
2. Davies, D. T., Law, A. J. R. (1977). An improved method for the quantitative fractionation of casein mixtures using ion-exchange chromatography. Journal of Dairy Research, 44(2), 213–221. https://doi.org/10.1017/S0022029900020148
3. Atarés, L., Bonilla, J., Chiralt, A. (2010). Characterization of sodium caseinate-based edible films incorporated with cinnamon or ginger essential oils. Journal of Food Engineering, 100(4), 678–687. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.05.018
4. Belyamani, I., Prochazka, F., Assezat, G. (2014). Production and characterization of sodium caseinate edible films made by blown-film extrusion. Journal of Food Engineering, 121(1), 39–47. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2013.08.019
5. Kim, H. -J., Roy, S., Rhim, J. -W. (2022). Gelatin/agar-based color-indicator film integrated with Clitoria ternatea flower anthocyanin and zinc oxide nanoparticles for monitoring freshness of shrimp. Food Hydrocolloids, 124, Article 107294. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107294
6. Wu, Y., Geng, F., Chang, P.R., Yu, J., Ma, X. (2009). Effect of agar on the microstructure and performance of potato starch film. Carbohydrate Polymers, 76(2), 299–304. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.10.031
7. Tian, H., Xu, G., Yang, B., Guo, G. (2011). Microstructure and mechanical properties of soy protein/agar blend films: Effect of composition and processing methods. Journal of Food Engineering, 107(1), 21–26. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2011.06.008
8. Wang, Y., Zhang, J., Zhang, L. (2021). Anthocyanin-dietary proteins interaction and its current applications in food industry. Food Reviews International. https://doi.org/10.1080/87559129.2021.2012189 (unpublished data)
9. Ebrahimi Tirtashi, F., Moradi, M., Tajik, H., Forough, M., Ezati, P., Kuswandi, B. (2019). Cellulose/chitosan pH-responsive indicator incorporated with carrot anthocyanins for intelligent food packaging. International Journal of Biological Macromolecules, 136, 920–926. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.06.148
10. He, Z., Xu, M., Zeng, M., Qin, F., Chen, J. (2016). Interactions of milk α-and β-casein with malvidin-3-O-glucoside and their effects on the stability of grape skin anthocyanin extracts. Food Chemistry, 199, 314–322. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.12.035
11. Lashkari, H., Halabinejad, M., Rafati, A., Namdar, A. (2020). Shelf life extension of veal meat by edible coating incorporated with Zataria multiflora essential oil. Journal of Food Quality, 2020, Article 8871857. https://doi.org/10.1155/2020/8871857
12. de Oliveira Filho, J. G., Braga, A. R. C., de Oliveira, B. R., Gomes, F. P., Moreira, V. L., Pereira, V. A. C. et al. (2021). The potential of anthocyanins in smart, active, and bioactive eco-friendly polymer-based films: A review. Food Research International, 142, Article 110202. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110202
13. Yong, H., Wang, X., Zhang, X., Liu, Y., Qin, Y., Liu, J. (2019). Effects of anthocyanin-rich purple and black eggplant extracts on the physical, antioxidant and pH-sensitive properties of chitosan film. Food Hydrocolloids, 94, 93–104. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.03.012
14. Rawdkuen, S., Faseha, A., Benjakul, S., Kaewprachu, P. (2020). Application of anthocyanin as a color indicator in gelatin films. Food Bioscience, 36, Article 100603. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100603
15. Alizadeh Sani, M., Tavassoli, M., Salim, S.A., Azizi-lalabadi, M., McClements, D.J. (2022). Development of green halochromic smart and active packaging materials: TiO2 nanoparticle-and anthocyanin-loaded gelatin/κ-carrageenan films. Food Hydrocolloids, 124, Article 107324. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107324
16. Francavilla, A., Joye, I. J. (2020). Anthocyanins in whole grain cereals and their potential effect on health. Nutrients, 12(10), Article 2922. https://doi.org/10.3390/nu12102922
17. Mohajer, S., Rezaei, M., Hosseini, S. F. (2017). Physico-chemical and microstructural properties of fish gelatin/agar bio-based blend films. Carbohydrate Polymers, 157, 784–793. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.10.061
18. Koosha, M., Hamedi, S. (2019). Intelligent Chitosan/PVA nanocomposite films containing black carrot anthocyanin and bentonite nanoclays with improved mechanical, thermal and antibacterial properties. Progress in Organic Coatings, 127, 338–347. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.11.028
19. Roy, S., Kim, H. -J., Rhim, J. -W. (2021). Effect of blended colorants of anthocyanin and shikonin on carboxymethyl cellulose/agar-based smart packaging film. International Journal of Biological Macromolecules, 183, 305–315. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.04.162
20. Jiang, T., Mao, Y., Sui, L., Yang, N., Li, S., Zhu, Z. et al. (2019). Degradation of anthocyanins and polymeric color formation during heat treatment of purple sweet potato extract at different pH. Food Chemistry, 274, 460–470. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.07.141
21. Choi, I., Lee, J.Y., Lacroix, M., Han, J. (2017). Intelligent pH indicator film composed of agar/potato starch and anthocyanin extracts from purple sweet potato. Food Chemistry, 218, 122–128. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.050
22. Moradi, M., Tajik, H., Almasi, H., Forough, M., Ezati, P. (2019). A novel pH-sensing indicator based on bacterial cellulose nanofibers and black carrot anthocyanins for monitoring fish freshness. Carbohydrate Polymers, 222, Article 115030. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115030
23. Moazami Goodarzi, M., Moradi, M., Tajik, H., Forough, M., Ezati, P., Kuswandi, B. (2020). Development of an easy-to-use colorimetric pH label with starch and carrot anthocyanins for milk shelf life assessment. International Journal of Biological Macromolecules, 153, 240–247. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.03.014
24. Li, Y., Wu, K., Wang, B., Li, X. (2021). Colorimetric indicator based on purple tomato anthocyanins and chitosan for application in intelligent packaging. International Journal of Biological Macromolecules, 174, 370– 376. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.01.182
Рецензия
Для цитирования:
Новикова М.В., Виролайн К.Э., Нефедов А.Д., Успенская М.В. pH-чувствительные съедобные пленки на основе биокомпозита казеинат натрия/агар-агар. Пищевые системы. 2022;5(3):271-277. https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-3-271-277
For citation:
Novikova M.V., Viroline K.E., Nefyodov A.D., Uspenskaya M.V. pН-sensitive edible films based on the sodium caseinate/agaragar biocomposite. Food systems. 2022;5(3):271-277. (In Russ.) https://doi.org/10.21323/2618-9771-2022-5-3-271-277
Просмотров:
537
Послать статью по эл. почте 