ฟิล์มผสมไคโตแซน-โซเดียมเคซีเนตที่เติมสารสกัดใบเตยเพื่อชะลอการเกิดออกซิเดชันของอาหารทอดในระหว่างการเก็บรักษา

Chitosan-Sodium Caseinate Composite Films with Pandan Leaf Extract for Lipid Oxidation Retardation in Fried Foods during Storage

Authors

  • ณัฏฐิกา ศิลาลาย
  • ธัญญาภรณ์ ศิริเลิศ
  • สุกัญญา แสนใจ
  • วิรดา คิดเห็น

Keywords:

สารสกัดใบเตย , ไบโอพอลิเมอร์ฟิล์ม , ปฏิกิริยาออกซิเดชันของไขมัน , ความสามารถในการต้านออกซิเดชัน, ภาชนะบรรจุอาหาร, Pandan leave, Biopolymer film, Lipid oxidation, Antioxidant capacity, Food packaging

Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยเพื่อพัฒนาฟิล์มห่ออาหารด้วยการเติมสารสกัดใบเตยในฟิล์มเพื่อลดหรือช่วยชะลอการเกิดออกซิเดชันของไขมันในอาหารด้วยการแปรปริมาณสารสกัดใบเตยร้อยละ 5, 10 และ 15 ซึ่งในงานวิจัยพบว่าปริมาณสารสกัดใบเตยร้อยละ 15 และอัตราส่วนที่เหมาะสมของสารผสมระหว่างไคโตแซนและเคซีนที่ใช้ในการผลิตฟิล์มไบโอพอลิเมอร์ คือ 80:20 โดยใช้กลีเซอรอลเป็นพลาสติไซเซอร์ที่แปรความเข้มข้นร้อยละ 1 และ 2 ซึ่งความหนาของฟิล์มที่ได้อยู่ในช่วง 0.098-0.198 เซนติเมตร จากผลการทดลองฟิล์มผสมไคโตแซน-โซเดียมเคซีเนตที่เติมสารสกัดใบเตยและกลีเซอรอลร้อยละ 1 มีค่าอัตราการซึมผ่านไอน้ำ เท่ากับ 100.48 ± 2.17 g/m2•24 hr, ค่า Tensile strength เท่ากับ 0.41±0.03 N และ ค่า elongation เท่ากับ ร้อยละ 69.3% ในขณะที่ความสามารถในการต้านทานน้ำมันหรือไขมันของฟิล์มนั้นได้นานเกิน 30 วัน นำฟิล์มที่ได้มาใช้ในการเก็บรักษาอาหารทอดที่อุณหภูมิ 30, 40 และ 50 องศาเซลเซียส เพื่อศึกษาความสามารถในการต้านออกซิเดชันและปริมาณสารประกอบฟีนอลของฟิล์ม พบว่า อัตราการเสื่อมสลายของความสามารถในการต้านออกซิเดชันจะเกิดขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อเพิ่มปริมาณสารสกัดใบเตยซึ่งสอดคล้องกับปริมาณสารประกอบฟีนอลในฟิล์ม โดยที่ฟิล์มเติมสารสกัดใบเตยร้อยละ 5, 10 และ 15 และเก็บรักษา ณ อุณหภูมิ 30 องศาเซลเซียส พบว่า อัตราการเสื่อมสลายของความสามารถในการต้านออกซิเดชันมีค่าเท่ากับ 2.1813, 1.4471 และ 0.8768 ตามลำดับ อย่างไรก็ตามความสามารถในการต้านออกซิเดชันของฟิล์มไบโอพอลิเมอร์ที่เติมสารสกัดใบเตยลดลงเมื่ออุณหภูมิในการเก็บรักษาเพิ่มขึ้น  The objective of this research was to develop food wrap films for retardation of lipid oxidation by varying pandan leaves extract concentrations (5, 10 and 15%). The result indicated that pandan leaves extract concentrations at 15% and the suitable ratio of chitosan to casein for film formation was 80:20 with varying 1% and 2% glycerol as a plasticizer. Thickness of the films with 1% and 2% glycerol ranged from 0.098 to 0.198 cm. Its water vapor transmission rate, tensile strength and elongation was 100.48 ± 2.17 g/m2•24 hr, 0.41±0.03 N and 69.3%, respectively. Grease and oil resistance of all films were more than 30 days. The films, stored at 30, 40 and 50°C, were used to investigate antioxidant capacity and total phenolic compounds. It found that degradation rate of antioxidant capacity decreased slightly in accordance with increasing total phenolic compounds of the films during storage. Degradation rate of antioxidant capacity of the films containing 5, 10 and 15% (w/w) pandan leaf extract during storage at 30°C was 2.1813, 1.4471 and 0.8768, respectively. However, the antioxidant capacity of all biopolymer films containing the pandan extract decreased dramatically with increasing temperature.

References

Addis, P.B. (1986). Occurrence of lipid oxidation products in foods. Food and Chemical Toxicology, 24 (10-11), 1021-1030.

Aghazadeh, N., Esmaiili, M., Mohtarami, F. (2021). Prediction of equilibrium moisture contents of black grape seeds (Siah Sardasht cultivar) at various temperatures and relative humidity: Shelf-life criteria. Nutrition and Food Sciences Research, 8(1), 45-52.

Aini, R., Mardiyaningsih, A. (2016). Pandan leaves extract (Pandanus amaryllifolius Roxb) as a food

preservative. Indonesian Journal of Medicine and Health, 7(4), 166-173.

Akter, N., Khan, R.A., Tuhin, M.O., Haque, M.E., Nurnabi, M., Parvin, F., Islam, R. (2012). Thermomechanical, barrier, and morphological properties of chitosan-reinforced starch-based biodegradable composite films. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 27(7), 1-16.

Avena-bustillos, R.J., Krochta, J.M. (1993). Water vapor permeability of caseinate-based edible films as affected by pH, calcium crosslinking and lipid content. Journal of Food Science, 58(4), 904-907.

Barbosa-Pereira, L., Manuel Cruz, J., Sendon, R., Bernaldo de Quirós, A.R., Ares, A., Castro-Lopez, M., Abad, M.J., Maroto, J., Paseiro-Losada, P. (2013). Development of antioxidant active films containing tocopherols to extend the shelf life of fish. Food Control 31(1), 236–243.

Barreto, P.L.M., Pires, A.T.N., Soldi, V. (2003). Thermal degradation of edible films based on milk proteins and gelatin in inert atmosphere. Polymer Degradation and Stability, 79(1), 147-152.

Bonnaillie, L.M., Zhang, H., Akkurt, S., Yam, K.L., Tomasula, P.M. (2014). Casein Films: The Effects of Formulation, Environmental Conditions and the Addition of Citric Pectin on the Structure and Mechanical Properties. Polymers, 6, 2018-2036.

Conca, K. R.; Yang, T. C. S. (1993). Edible food barrier coatings. In C.C. Ching, D.L. Kaplan, & E.L. Thomas. (Eds.) Biodegradable Polymers and Packaging. (pp. 357-369). Lancaster, PA: Technomic Publishing.

Giménez, B., Moreno, S., López-Caballero, M.E., Montero, P., Gómez-Guillén, M.C. (2013). Antioxidant properties of green tea extract incorporated to fish gelatin films after simulated gastrointestinal enzymatic digestion. LWT Food Science and Technology 53(2), 445–451.

Galus, S., Kadziñska, J. (2015). Food applications of emulsion-based edible films and coatings. Trends in Food Science and Technology, 45(2), 273-283.

Gontard, N., Guilbert, S., Cuq, J. (1993). Water and glycerol as plasticizers affect mechanical and water vapor barrier properties of an edible wheat gluten film. Journal of Food Science, 58(1), 206-211.

Gray, J.I. (1978). Measurement of lipid oxidation. A review. Journal of the American Oil Chemists' Society, 55, 539–546.

Haddar, A., Sellimi, S., Ghannouchi, R., Martinez-Alvarez, O., Nasri, M., Bougatef, A. (2012). Functional, antioxidant and film-forming properties of tuna-skin gelatin with a brown algae extract. International Journal of Biololgical Macromolecules,51(4), 477–483.

Hoac, T., Daun, C., Trafikowska, U., Zackrisson, J., Akesson, B. (2006). Influence of heat treatment on lipid oxidation and glutathione peroxidase activity in chicken and duck meat. Innovative Food Science and Emerging Technology, 7(1), 88-93.

Khwaldia, K., Banon, S., Perez, C., Desobry, S. (2004). Properties of sodium caseinate film-forming

dispersions and films. Journal of Dairy Science, 87(7), 2011-2016.

Kim, J.M., Kang, J.Y., Park, S.K., Han, H.J., Lee, K., Kim, A., Kim, J.C., Choi, S., Heo, H.J. (2020). Effect of storage temperature on the antioxidant activity and catechins stability of Matcha (Camellia sinensis). Food Science and Biotechnology, 29(9), 1261-1271.

Lieberman, E.R., Gilbert, S.G. (1973). Gas permeability of collagen films as affected by cross-linkage, moisture, and plasticizer content. Journal of Polymer Science: Polymer Symposia, 41(1), 33-43.

Liu, F., Chiou, B., Avena-Bustillos, R.J., Zhang, Y., Li, Y., McHugh, T.H., Zhong, F. (2017). Study of combined effects of glycerol and transglutaminase on properties of gelatin films. Food Hydrocolloids, 65, 1-9.

McClements, D.J., Decker, E.A. (2000). Lipid oxidation in oil-in-water emulsions: impact of molecular environment on chemical reactions in heterogeneous food system. Journal of Food Science ,65(8), 1270–1282.

Mohd Nor, F., Mohamed, S., Ainildris, N., Ismail, A. (2008). Antioxidative properties of Pandanus amaryllifolius leaf extracts in accelerated oxidation and deep-frying studies. Food Chemistry, 110(2), 319 - 327.

Moore, M.E., Han, I.Y., Acton, J.C., Ogale, A.A., Barmore, C.R., Dawson, P.L. (2003). Effects of antioxidants in polyethylene film on fresh beef color. Journal of Food Science ,68(1), 99–104.

Pereda, M., Aranguren, M.I., Marcovich, N.E. (2008). Characterization of chitosan/caseinate films. Journal of Applied Polymer Science, 107(2), 1080-1090.

Peungvicha, P., Temsiririrkkul, R., Prasain, J.K., Tezuka, Y., Kadota, S., Thirawarapan, S.S., Watanabe, H. (1998). 4-Hydroxybenzoic acid: a hypoglycemic constituent of aqueous extract of Pandanus odorus root. Journal of Ethnopharmacology, 62(1), 79-84.

Phadungath, C. (2005). Casein micelle structure: A concise review. Songklanakarin Journal of Science and Technology, 27(1), 201-212.

Rawdkuen, S., Suthiluk, P., Kamhangwong, D., Benjakul, S. (2012). Mechanical, physico-chemical, and antimicrobial properties of gelatin-based film incorporated with catechin-lysozyme. Chemistry Central Journal, 6(131), 1-10.

Réblová, Z. (2006). The effect of temperature on the antioxidant activity of tocopherols. European Journal of Lipid Science and Technology, 108(10), 858-863.

Salgado, P.R., Fernández, G.B., Drago, S.R., Mauri, A.N. (2011). Addition of bovine plasma hydrolysates improves the antioxidant properties of soybean and sunflower protein-based films. Food Hydrocoll, 25(6), 1433–1440.

Schaich, K.M., Shahidi, F., Zhong, Y., Eskin, N.A.M. (2013). Lipid oxidation. In: Eskin, N.A.M, Shahidi, F. (eds) Biochemistry of foods, 3rd edn. Academic, Amsterdam.

Shahidi, F., Arachchi, J.K.V., Jeon, Y.J. (1999). Food applications of chitin and chitosans. Trends in

Food Science and Technology, 10, 37-51.

Sirilert, T., Kitthaisong, W. (2010). Development of chitosan film laminated with paper material for food packaging forming. Journal of Food Technology, Siam University, 6(1), 55-63.

Tongnuanchan, P., Benjakul, S., Prodpran, T. (2013). Physico-chemical properties, morphology and antioxidant activity of film from fish skin gelatin incorporated with root essential oils. Journal of Food Engingeering ,117(3), 350–360.

Wu, J., Chen, S., Ge, S., Miao, J., Li, J., Zhang, Q. (2013). Preparation, properties and antioxidant activity of an active film from silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) skin gelatin incorporated with green tea extract. Food Hydrocolloids, 32(1), 42–51.

Yulistiani F., Khairunisa, N., Fitiana R. (2020). The effect of glycerol concentration and breadfruit flour mass on edible film characteristics. Journal of Physics: Conference Series, 1450 (012001), 1-6.

Downloads

Published

2023-03-10