بررسی مقایسه‌ای خاصیت آنتی‌اکسیدانی و ضد‌میکروبی پوشش و نانو‌پوشش ترکیبی‌کیتوزان-صمغ دانه‌شاهی

نوآوری در علوم و فناوری غذایی

دوره 15، 1(بهار) - شماره پیاپی 55، فروردین 1402، صفحه 77-89   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jfst.2020.1891527.1609

نویسندگان

مهرو اسماعیلی¹؛ پیمان آریایی²؛ لیلا روزبه نصیرایی^{* 1}؛ مریم یوسف پور³

¹گروه علوم و صنایع غذایی، واحد نور، دانشگاه آزاد اسلامی ، نور، ایران

²گروه علوم و صنایع غذایی، واحد آیت ا... آملی، دانشگاه آزاد اسلامی، آمل، ایران

³گروه مهندسی نفت، واحد نور، دانشگاه آزاد اسلامی، نور، ایران.

چکیده

در مطالعه حاضر خاصیت آنتی اکسیدانی و ضد باکتریایی پوشش و نانو پوشش مرکب کیتوزان-صمغ دانه شاهی بررسی شد. بدین منظور ابتدا پوشش‌های مرکب شامل کیتوزان: 2 صمغ دانه شاهی، کیتوزان: صمغ دانه شاهی، 2 کیتوزان: صمغ دانه شاهی تولید شد. سپس با استفاده از دستگاه اولتراسوند 3 نانو پوشش شامل نانو کیتوزان: 2 صمغ دانه شاهی، نانو کیتوزان: صمغ دانه شاهی، نانو 2 کیتوزان: صمغ دانه شاهی نیز تولید شد و خاصیت آنتی اکسیدانی پوشش‌های تولیدی از طریق مهار رادیکال آزاد DPPH و قدرت احیاکنندگی آهن (FRAP)، همچنین خاصیت ضد باکتریایی پوشش‌ها از طریق قطر هاله عدم رشد علیه باکتری های پاتوژن و عامل فساد مواد غذایی نظیر باکتری گرم مثبت نظیر استافیلوکوکوس ارئوس و گرم منفی نظیر اشریشیاکلی و لیستریا مونوسیتوژنز تعیین شد. نتایج نشان داد، با افزایش میزان کیتوزان (پوشش 2 کیتوزان: صمغ دانه شاهی) فعالیت آنتی اکسیدانی و ضد میکروبی پوشش‌ها افزایش یافت و فعالیت ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی نانو پوشش به طور معنی داری بالاتر از پوشش بود (05/0>P). همچنین ویژگی‌های نانوپوشش شامل اندازه نانوذرات و پتانسیل زتا نیز تعیین شد با توجه به نتایج، کوچکترین اندازه ذرات و بالاترین پتانسل زتا در پوشش نانو 2 کیتوزان: صمغ دانه شاهی مشاهده شد، نتایج مربوط به میکروسکوپ الکترونی(SEM)، مشخص شد که ساختار نانوپوشش‌ها دارای ساختاری بدون حضور منافذ و ترکها، عیوب و نقوص‌های آشکاراند اما با افزایش غلظت صمغ (کمتر شدن غلظت کیتوزان) ظاهر فیلم‌ها خشن‌تر شد. بر اساس نتایج این مطالعه، نانو پوشش مرکب 2کیتوزان- صمغ دانه شاهی با ویژگی‌های مطلوب اثر ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی قابل قبولی دارد و میتواند به عنوان جایگزین مناسب ترکیبات ضد میکروبی و آنتی اکسیدانی رایج مطرح باشد.

کلیدواژه‌ها

کیتوزان؛ صمغ دانه‌شاهی؛ پوشش‌مرکب؛ نانو پوشش

مراجع

1. زرگری، ع. 1376. گیاهان دارویی. انتشارات دانشگاه تهران. چاپ ششم. جلد چهارم.
2. صداقت، ف.، یوسف‌زادی، م.، تویسرکانی، ح. و نجفی پور، س. 1383. بهینه سازی استخراج کیتین و کیتوزان از پوسته میگوی خلیج فارس به روش‌شیمیایی و زیستی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد دانشگاه هرمزگان.
3. قاسم‌زاده‌دقیق، ن.، زاده باری، م. ر. و رضوی روحانی، س.م. 1388. اثرات ضد‌میکروبی کیتوزان استخراج شده از پوسته آرتمیا را بر روی باکتری‌های‌استافیلوکوکوس‌اورئوس، شرشیاکلی، لیستریا مونوسیتوژنز و سالمونلا تیفیموریوم. مجله تحقیقات دامپزشکی، 64 جلد64، شماره1، 83-79.
4. میرحسینی، م.، یزدانی‌کشکولی، ن. و دهقان همدان، ع. 1395. بررسی خاصیت ضد میکروبی نانو کامپوزیت کیتوزان – اکسید روی. مجله علوم پزشکی رازی، جلد23، شماره147، 114-107..
5. نجف نجفی، م. و فاضلی، آ. 1396. بررسی اثر صمغ دانه شاهی بر پایداری فیزیکی و خصوصیات رفتار جریان امولسیون روغن در آب تهیه شده توسط همگن‌ساز سرعت بالا. علوم و صنایع غذایی ایران، جلد14، شماره64، 126-114.
6. Abdollahi, M., Rezaei, M. and Farzi, A. 2012. Improvement of active chitosan film properties with rosemary essential oil for food packaging. International Journal of Food Science and Technology, 47: 847–853.
7. Akkol, E. K., Orhan, I. E. and Yeşilada, E. 2012. Anticholinesterase and antioxidant effects of the ethanol extract, ethanol fractions and isolated flavonoids from Cistus laurifolius L. leaves. Food Chemistry, 131:626-631.
8. Bagheri, R., Izadi Amoli, R., Tabari Shahndash, N., Shahosseini, R. 2016. Comparing the effect of encapsulated and unencapsulated fennel extracts on the shelf life of minced common kilka (Clupeonella cultriventris caspia) and Pseudomonas aeruginosa inoculated in the mince. Food Science Nutrition. 4(2): 216–222.
9. Broumand, A., Emam-Djomeh, Z., Hamedi, M., and Razavi, S. H. 2011. Antimicrobial, water vapour permeability, mechanical and thermal properties of casein based Zataraia multiflora Boiss. Extract containing film. LWT-Food Science and Technology, 44(10): 2316-2323.
10. Carneiro, H. C., Tonon, R. V., Grosso, C. R. and Hubinger, M. D. 2013. Encapsulation efficiency and oxidative stability of flaxseed oil microencapsulated by spray drying using different combinations of wall materials. Journal of Food Engineering, 115:443-451.
11. Chranioti, C., Nikoloudaki, A. and Tzia, C. 2015. Saffron and beetroot extracts encapsulated in maltodextrin, gum Arabic, modified starch and chitosan: Incorporation in a chewing gum system. Carbohydrate polymers, 127: 252-263.
12. P., Karthik, P., Chhanwal, N. and Anandharamakrishnan. C. 2013. Nanoencapsulation techniques for food bioactive components: a review. Food and Bioprocess Technology, 6:628-647.

 

13. Han, J. H. 2014. Chapter9- Edible Films and Coatings: A Review. In "Innovations in Food Packaging (Second Edition)" (J .H. Han, ed.), pp. 213-255. Acadmic Press, San
14. Hosseini Parvar, S. H., Mortazavi, S. A., Razavi, S. M. A., Merino- Merino, L. M. and Motamed Zadegan, A. 2010. Steady shear flow behavior of gum extracted from Ocimum basilicum L. seed: Effect of concentration and temperature. Food Engineering, 101: 229-342.
15. Javadian, S. R., Shahoseini, S. R., Ariaii, P. 2017.The effects of liposomal encapsulated thyme extract on the quality of fish mince and Escherichia coli O157: H7 inhibition during refrigerated storage. Journal of Aquatic Food Product Technology. 26(1), 115–123.
16. Joye, I. J., Davidov-Pardo, G. and McClements, D. J. 2015. Encapsulation of resveratrol in biopolymer particles produced using liquid antisolvent precipitation. Part 2: Stability and functionality. Food Hydrocolloids, 49:127-134.
17. Karazhiyan, H., Razavi, S. M. A., Phillips, G.O., Fang, Y., Al-Assaf, S., Nishinari, K. and Farhoosh, R. 2009. Rheological properties of Lepidium Sativum seed extract as a function of concentration, temperature and time. Food Hydrocolloids, 23: 2062-2068.
18. Khazaei, K. M., Jafari, S., Ghorbani, M. and Kakhki, A. H. 2014. Application of maltodextrin and gum Arabic in microencapsulation of saffron petal's anthocyanins and evaluating their storage stability and color. Carbohydrate polymers, 105:57-62.
19. Mahdavi, V., Hosseini, E. and Sharifian, A. 2018. Effect of edible chitosan film enriched with anise (Pimpinella anisum L.) essential oil on shelf life and quality of the chicken burger. Food science and nutrition, 6 (2): 269- 279.
20. Maleki., M., Ariaii, P. and Fallah, H. 2016, Effects of Celery Extracts on the Oxidative Stability of Canola Oil Under Thermal Condition. Journal of food processing and preservation, 40 (3): 531-540.
21. Moo-Huchin, V. M., Moo-Huchin, M. I., Estrada-León, R. J., Cuevas-Glory, L., Estrada-Mota, I. A., Ortiz-Vázquez, E., Betancur-Ancona, D. and Sauri-Duch, E. 2015.Antioxidant compounds, antioxidant activity and phenolic content in peel from three tropical fruits from Yucatan, Mexico. Food Chemistry, 166: 17–22.
22. Qi, L., Xu, Z., Jiang, X., Hu, C. and Zou, X. 2004. Preparation and antibacterial activity of chitosan nanoparticles. Carbohydr Research, 339: 2693-2700.
23. Raei, M., Rajabzadeha, G., Zibaei, S., Jafari, S. M. and Sani, A. M. 2015. Nanoencapsulation of isolated lactoferrin from camel milk by calcium alginate and evaluation of its release. International Journal of Biological Macromolecules, 79: 669-673.
24. Safari, R., Shahosseini, S. R. & Javadian, S. R. 2018. Antibacterial and Antioxidant Effects of the Echinophora Cinerea Extract on Bighead Carp (Aristichthys nobilis) Fillet During Two Storage Conditions. Journal of Aquatic Caspian Sea, 3(2): 13-24.
25. Samavati, V., Emam-Djomeh, Z., Mohammadifar, M. A., Omid, M. and Mehdinia, A. 2011. Influence of tragacanth gum exudates from specie of Astragalusgossypinus on rheological and physical properties of whey protein isolate stabilized emulsions. International Journal of Food Science and Technology, 46(8): 1636- 1645.
26. Sanguansri, P. 2008. Nanoscale material development, a food industry perspective. Trend in food science and Technology, 175: 1447-1455.
27. Sashiwa, H. and Aiba, S. 2004. Chemically modified chitin and chitosan as Biomaterials. Progress in Polymer Science, 29: 887–908.
28. Schou, M., Longares, A., Montesinos-Herrero, C., Monahan, F. J., O’Riordan, D. and O’sullivan, M. 2005. Properties of edible sodium caseinate films and their application as

 

 food wrapping. LWT-food science and technology, 38(6): 605-610.

29. Sebaaly, C., Greige-Gerges, H., Agusti, G., Fessi, H. and Charcosset, C. 2016. Large-scale preparation of clove essential oil and eugenol-loaded liposomes using a membrane contactor and a pilot plant. Journal of Liposome Research, 26(2):126-38.
30. Silva, C., Torres, M.D., Chenlo, F. and Moreira, R. 2017. Rheology of aqueous mixtures of tragacanth and guar gums: Effects of temperature and polymer ratio. Food Hydrocolloids, 69: 293 – 300.
31. Synowiecki, J. and Al-Khateeb, N. 2003. Production, properties, and some newapplications of chitin and its derivatives. Critical Reviews of Food Science and Nutrition, 43(2):145-171.
32. Tajik, M., Rohani, H., Uromiei, M., Malekinejad, A. and Dehkordi, S. 2008. Evaluation of antioxidant characteristics, color and antibacterial effects of chitosan edible film containing essential oils against listeria monocytogenes. Journal of Armagane danesh, 16: 60.
33. Valko, M., Leibfritz, D., Moncol, J., Cronin, M. T., Mazur, M. and Telser, J. 2007. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. International Journal of Biochemistryand Cell Biology, 39: 44-84.
34. Yen, M. T., Tseng, Y. H., Li, R.C. and Mau, J.L. 2007. Antioxidant properties of fungal chitosan from shiitake stipes. LWT–Food Science and Technology, 40: 255– 261.