اثربخشی عصاره مرزه (Satureja sahendica L) در بسته¬بندی¬های زیست¬فعال کامپوزیتی بر ماندگاری فیله ماهی قزل¬آلا رنگین کمان (Oncorhynchus mykiss)

محورهای موضوعی : بسته بندی مواد غذایی

ساناز امینی ¹ , داریوش خادمی شورمستی ² , حسین ورشویی ³

1 - گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران
2 - گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران
3 - گروه منابع طبیعی،دانشگاه آزاداسلامی،سوادکوه،ایران

تاریخ دریافت : 1403/05/25 تاریخ پذیرش : 1403/09/05 تاریخ انتشار : 1403/10/08

کلید واژه: آلژینات, بسته¬بندی فعال, پوشش کامپوزیت, عصاره مرزه, کازئینات ,

چکیده مقاله :

این مطالعه با هدف بررسی اثر بسته¬بندی کامپوزیت فعال بر پایه کازئینات و آلژینات سدیم حاوی عصاره مرزه بر ماندگاری فیله ماهی انجام شد. تیمارها شامل فیله¬های ماهی قزل¬آلا رنگین کمان فاقد پوشش (شاهد) و دارای بسته¬بندی فعال آلژینات سدیم (3 درصد) یا کازئینات سدیم (8 درصد)، به تنهایی یا به¬صورت کامپوزیت کازئینات-آلژینات، همگی حاوی عصاره مرزه در غلظت 5/1 درصد، در مجموع چهار تیمار، در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. فیله¬ها با یکی از محلول¬ها به¬روش غوطه¬وری پوشش¬دهی شده و به¬مدت 12 روز در دمای یخچال نگهداری شدند. نتایج نشان داد بسته¬بندی کامپوزیت از هریک از زیست¬پلیمرها به¬تنهایی، عملکرد بهتری داشت. در بین زیست¬پلیمرها، آلژینات سدیم نسبت به کازئینات بستر مناسب¬تری برای حمل عصاره مرزه بود و توانست اثر بخشی ضد میکروبی و ضد اکسیدانی عصاره را در مدت زمان بیشتری حفظ نماید. در پایان دوره¬ی نگهداری، فیله¬های دارای بسته¬بندی فعال کامپوزیتی دارای کمترین میانگین باکتری¬های مزوفیل هوازی (log cfu/g 80/4)، pH (70/5)، مجموع ترکیبات ازته فرار (mg/100g 25/15)، عدد پراکساید (meq/kg 37/4)، اندیس اسید تیوباربیتوریک (mg MDA/kg 70/0) و بالاترین ظرفیت نگهداری آب (50/62 %) بودند (p<0.05) و حداقل 3 روز ماندگاری بیشتری نسبت به فیله¬های فاقد پوشش داشتند. بنابراین می¬توان از پوشش کامپوزیتی کازئینات – آلژینات سدیم حاوی عصاره مرزه به¬صورت بسته¬بندی فعال برای نگهداری فیله ماهی در دمای یخچال استفاده کرد.

چکیده انگلیسی:

This study was conducted to investigate the effect of sodium caseinate- and/or alginate-based active composite packaging containing savory extract on the shelf life of fish fillets. The treatments include uncoated rainbow trout fillets (control) and active packaging of sodium alginate (3%) or sodium caseinate (8%), alone or as a caseinate-alginate composite, all containing a savory extract at a concentration of 1.5%, a total of four treatments, were analyzed in the form of a randomized complete block design. The fillets were immersed in one of the solutions and were stored in the refrigerator for 12 days. The results showed that the composite packaging performed better than each of the biopolymers alone. Sodium alginate, among the biopolymers, was a more suitable substrate than caseinate to the inclusion of the savory extract and more elonged the antimicrobial and antioxidant effect of the extract. At the end of the storage, the fillets coated with the composite active package have the lowest mean of TVC (4.80 log cfu/g), pH (5.70), TVB-N (25 mg/100g 15.), PV (4.37 meq/kg), TBA (0.70 mg MDA/kg) and the highest WHC (62.50%) (p<0.05), and compared to fillets without coating, they had at least 3 days longer shelf life. Therefore, sodium caseinate-alginate composite coating incorporated savory extract can be used as active packaging to store fish fillets at refrigerator temperature.

منابع و مأخذ:

Abbasi, Kh., Sefidkon, F. & Yamini, Y. (2005). Comparison of essential oil content and composition of two Satureja species (S. hortensis L, and S. rechingeri Jamzad) by hydro distillation and supercritical fluid extraction (SFE). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 21 (3), 307-318 [In Persian].
Abelti, A.L., Teka, T.A., Forsido, S.F., Tamiru, M., Bultosa, G., Alkhtib, A. & Burton, E. (2022). Bio-based smart materials for fish product packaging: a review. International Journal of Food Properties, 25(1), 857-871. DOI: 10.1080/10942912.2022.2066121
Amaral, R.A., Pinto, C.A., Lima, V., Tavares, J., Martins, A. P., Fidalgo, L.G., Silva, A.M., Gil, M.M., Teixeira, P., Barbosa, J., et al. (2021). Chemical-based methodologies approaches to extend the shelf life of fresh fish, a review. Foods, 10, 2300. https://doi.org/10.3390/foods10102300
Augustynska-Prejsnar, A., Hanus, P., Ormian, M., Kacániova, M., Sokołowicz, Z. & Topczewska, J. (2023). The effect of temperature and storage duration on the quality and attributes of the breast meat of hens after their laying periods. Foods, 12, 4340. https://doi.org/10.3390/foods12234340
Awad Allah, E.M., Saad, S.M., Hassan, M.A. & Hassan, H.F.M. (2020). Chemical studies on shelf life time of chilled chicken meat. Benha Veterinary medical Journal, 39, 173-176.
Barkhori Mehni, S., Khanzadi, S., Hashemi, M. & Azizzadeh, M. (2019). The effect of sodium alginate coating incorporated with Lactoperoxidase system and Zataria multiflora boiss essential oil on shelf life extension of rainbow trout fillets during refrigeration. Iran. J. Chem. Chem. Eng., 38 (1), 163-172.
Bektas, T. & Mustafa, C. (2015). A pharmacological and phytochemical overview on Satureja. Pharmaceutical Biology, 54(3), 375-412.

Bhatia, S., Al-Harrasi, A., Al-Azri, M.S., Ullah, S., Bekhit, A.E., Pratap-Singh, A., Chatli, M.K., Anwer, M.K. & Aldawsari, M.F. (2022). Preparation and physiochemical characterization of bitter orange oil loaded sodium alginate and casein based edible films. Polymers, 14, 3855. https://doi.org/10.3390/polym14183855

Chan, S. Sh., Roth, B., Jessen, F., Nordeng Jakobsen, A. & Lerfall, J. (2022). Water holding properties of Atlantic salmon. Compr Rev Food Sci Food Saf., 21, 477-498. DOI: 10.1111/1541-4337.12871
Dadashpour, M., Rasooli, I., Sefidkon, F., Zaad Hosseingholi, E. & Darvish Alipour Astaneh, Sh. (2013). Antimicrobial, antioxidative, superoxide anion radical scavenging and anti tyrosinase properties of Satureja sahendica Bornm and Satureja hortensis L. essential oils. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 28(4), 616-627. http://dx.doi.org/10.22092/ijmapr.2013.2914

Eisamaleki, Z., Muraki, N., Khoshkho, Zh. & Moeini, S. (2020). The effect of Satureja hortensis essential oil on the shelf life of Scomberomorus guttatus fillets in cold storage. Journal of Animal Environment, 12 (1), 181-190. DOI: 10.22034/AEJ.2020.105136 [In Persian].
Erikson, U., Misimi, E. & Gallart-Jornet, L. (2011). Super chilling of rested Atlantic salmon: different chilling strategies and effects on fish and fillet quality. Food Chem. 127, 1427–1437. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.01.036

Farahani, M., Shahidi, F. & Tabatabaei yazdi, F. (2019). Evaluation of antimicrobial activities of Satureja hortensis L. essential oil against some food born pathogenic and spoilage microorganism. Journal of Food Science and Technology, 15 (85), 393-405 [In Persian].
Gagaoua, M., Bhattacharya, T., Lamri, M., Oz, F., Dib, A.L., Oz, E., Uysal-Unalan, I. & Tomasevic, I. (2021). Green coating polymers in meat preservation. Coatings, 11, 1379. https://doi.org/10.3390/coatings11111379
Gheorghita (Puscaselu), R., Gutt, Gh. & Amariei, S. (2020). The use of edible films based on sodium alginate in meat product packaging: An eco-friendly alternative to conventional plastic materials. Coatings, 10: 166. DOI: 10.3390/coatings10020166
Kakaei, S. & Shahbazi, Y. (2016). Effect of chitosan-gelatin film incorporated with ethanolic red grape seed extract and Ziziphora Clinopodioides essential oil on survival of Listeria Monocytogenes and chemical, microbial and sensory properties of minced trout fillet. LWT-Food Sci. Technol. 72, 432–438. DOI:10.1016/j.lwt.2016.05.021
Khademi Shurmasti, D. (2022). Cellulose derivatives as edible film and coating; Characteristics and effect on the quality and shelf life of animal, poultry and aquatic products. Journal of Food Science and Technology, 18(121), 349-364. DOI: 10.52547/fsct.18.121.28 [In Persian].
Khademi Shurmasti, D., Yamini, F. & Badakhshan, N. (2021). Effect of Satureja hortensis extract and polysaccharide-based active bio-composite coating on broiler fillet shelf life during refrigerated storage (4±1oC). Iranian Journal of Food Science and Technology, 18 (115), 271-281. DOI: 10.29252/fsct.18.06.22 [In Persian].
Khanedan, A., Motallebi, A. & Khanipour, A. (2011). Effects of edible film of sodium alginate on quality changes of dressed kilka in frozen storage, Journal of Iranian Fisheries, 20 (1), 23-30. DOI: 10.22092/ISFJ.2017.109972 [In Persian].
Laorenza, Y., Chonhenchob, V., Bumbudsanpharoke, N., Jittanit, W., Sae-tan, S., Rachtanapun, C., Chanput, W.P., Charoensiddhi, S., Srisa, A., Promhuad, K., et al. (2022). Polymeric packaging applications for seafood products: packaging- Deterioration relevance, Technology and Trends. Polymers, 14, 3706. https://doi.org/10.3390/polym14183706
Leygonie, C., Britz, T.J. & Hoffman, C. (2012). Impact of freezing and thawing on the quality of meat: Review. Journal of Meat Science, 91, 93-98. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2012.01.013
Lu, F., Liu, D., Ye, X., Wei, Y. & Liu, F. (2009). Alginate–calcium coating incorporating nisin and EDTA maintains the quality of fresh northern snakehead (Channa argus) fillets stored at 4 °C. Journal of Science Food Agriculture, 89, 848-54.
Mihalca, V., Kerezsi, A.D., Weber, A., Gruber-Traub, C., Schmucker, J., Vodnar, D.C., Dulf, F.V., et al. (2021). Protein-based films and coatings for food industry applications. Polymers, 13(5): 769. https://doi.org/10.3390/polym13050769
Mozdastan, S., Ebrahimzadeh, M.A. & Khalili, M. (2015). Comparing the impact of different extraction methods on antioxidant activities of myrtle (Myrtus communis L). Journal of Mazandaran University of MedicalSciences, 25(127), 10-24.
Nezhadasad Aghbash, B., Pouresmaeil, M., Dehghan, Gh., Sabzi Nojadeh, M., Mobaiyen, H. &Maggi, P. (2020). Chemical composition, antibacterial and radical scavenging activity of essential oils from Satureja macrantha at different growth stages. Foods, 9, 494. DOI: 10.3390/foods9040494
Nosratollahi, K., Barzegar, H., Jooyandeh, H. & Ghorbani, M.R. (2018). Effect of savory (Satureja hortensis) extract on the quality and shelf-life of raw chicken meat stored at refrigerator. Journal of Food Science and Technology, 15 (82), 167-176 [In Persian].
Ojagh, S.M., Rezaei, M., Razavi, S.H. & Hosseini, S.M.H. (2010). Effect of chitosan coatings enriched with cinnamon oil on the quality of refrigerated rainbow trout. Food Chemistry, 120, 193-8. DOI: 10.1016/j.foodchem.2009.10.006
Reyhani Poul, S. & Alishahi, A. (2021). Comparison of the effect of sodium alginate, sodium caseinate and gelatin coatings in combination with thyme essential oil on shrimp shelf life. Food Processing and Preservation Journal, 13 (1): 15-30. DOI: 10.22069/EJFPP.2020.17070.1563 [In Persian].
Sheng, L. & Wang, L. (2021). The microbial safety of fish and fish products: Recent advances in understanding its significance contamination sources, and control strategies. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 20, 738-786. DOI: 10.1111/1541-4337.12671
Tabatabaee, H., Mostaghim, T. & Rahman, A. (2019). Shelf-life increase of trout fish fillets wrapped with sodium caseinate film incorporated with tea seed extract. Journal of Innovation in Food Science and Technology, 11 (2): 15-28 [In Persian].
Wang, B., Yang, H., Yang, C., Lu, F., Wang, X. & Liu, D. (2022). Prediction of total volatile basic nitrogen (TVB-N) and 2-thiobarbituric acid (TBA) of smoked chicken thighs using computer vision during storage at 4 °C. Computers and Electronics in Agriculture, 199, 107170. https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107170
Yeganeh, S. & Zargar, M. (2022). Evaluation of antimicrobial and antioxidant effect of sodium caseinate edible coating enriched with rosemary essential oil (Rosmarinus officinalis) on the quality and shelf life of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during refrigerated storage. Iranian Journal of Food Science and Technology, 18 (120), 39-50. DOI: 10.52547/fsct.18.120.4 [In Persian].
Zargar, M., Yeganeh, S., Razavi, S.H. & Ojagh, S.M. (2014). Effects of sodium caseinate edible coating on quality of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during storage in refrigerator temperature. Journal of Food Science and Technology, 11 (44): 71-81 [In Persian].
Zhuang, H., Savage, E.M., Smith, D.P. & Berrang, M.E. (2008). Effect of dry-air chilling on warner-bratzler shear force and water-holding capacity of broiler breast meat deboned four hours postmortem. Journal of Food Poultry Science, 7 (8): 743-748. DOI: 10.3382/ps.2008-00325

متن کامل:



علوم غذايي و تغذيه/ پاییز 1403 / سال بیست و یکم / شماره 4                                                                                                                                  Food Technology & Nutrition / Fall 2024 / Vol. 21 / No. 4

ساناز امینی و همكاران

 

اثر پوشش زيست فعال کازئینات و آلژینات سدیم حاوی عصاره مرزه (Satureja sahendica L) بر ماندگاری فیله ماهی قزل آلا رنگین کمان

 

ساناز امینیa، داریوش خادمی شورمستی*b، حسین ورشوییc

 

a دانش‏آموخته کارشناسی ارشد گروه صنایع غذایی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران

b دانشیار گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران

c استادیار گروه شیلات، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران

 

 

 

 

تاریخ دریافت مقاله: 25/05/1403                        تاریخ پذیرش مقاله: 05/09/1403

 

چکيده

مقدمه: استفاده از زیست­پلیمرها به­صورت پوشش­های فعال جهت جایگزینی بسته­بندی­های پلاستیکی مرسوم مواد غذایی مورد توجه مصرف­کنندگان قرار گرفته است. این مطالعه با هدف تعیین اثر پوشش کامپوزیت فعال بر پایه کازئینات و آلژینات سدیم حاوی عصاره مرزه بر ماندگاری فیله ماهی انجام شد.

مواد و روش­ها: فیله­های ماهی قزل­آلا رنگین کمان به روش غوطه­وری با محلول­های پوششی تیمار و به­مدت 12 روز در دمای یخچال نگهداری شدند. تیمارها شامل فیله­های فاقد پوشش (شاهد) و دارای پوشش­های فعال آلژینات سدیم (3 درصد) یا کازئینات سدیم (8 درصد)، به تنهایی یا به­صورت کامپوزیت کازئینات-آلژینات، همگی حاوی عصاره مرزه در غلظت 5/1 درصد، در مجموع چهار تیمار، در قالب یک طرح بلوک کامل تصادفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. نمونه­گیری به­فاصله هر 3 روز جهت ارزیابی شاخص­های شیمیایی، میکروبیولوژیکی و اکسیداتیو انجام شد.

یافته­ها: نتایج نشان داد پوشش کامپوزیت نسبت به هریک از زیست­پلیمرها به­تنهایی، عملکرد بهتری داشت. در بین زیست­پلیمرها، آلژینات سدیم نسبت به کازئینات بستر مناسب­تری برای حمل عصاره مرزه بود و توانست اثر بخشی ضد میکروبی و ضد اکسیدانی عصاره را در مدت زمان بیشتری حفظ نماید. در پایان دوره­ی نگهداری، فیله­های دارای پوشش فعال کامپوزیتی دارای کمترین میانگین باکتری­های مزوفیل هوازی (log CFU/g 80/4)، pH (70/5)، مجموع ترکیبات ازته فرار (mg/100g 25/15)، عدد پراکسید (meq/kg 37/4)، اندیس اسید تیوباربیتوریک (mg MDA/kg 70/0) و بالاترین ظرفیت نگهداری آب (50/62 %) بودند (p<0.05) و حداقل 3 روز ماندگاری بیشتری نسبت به فیله­های فاقد پوشش داشتند.

نتیجه­گیری: با توجه به شاخص­های مورد ارزیابی، می­توان از پوشش کامپوزیتی کازئینات – آلژینات سدیم حاوی عصاره مرزه به­صورت پوشش فعال برای نگهداری فیله ماهی در دمای یخچال استفاده کرد.

 

واژه‌های کلیدی: آلژینات، پوشش فعال، پوشش کامپوزیت، عصاره مرزه، کازئینات

 

* نويسنده مسئول مكاتبات                                                                                                              email: [e-mail]

 

مقدمه

گوشت ماهی منبع عالی پروتئین، اسیدهای چرب امگا 3، کلسیم، فسفر، آهن، روی، منیزیم، ویتامین A و ید است. با این حال، محصولات ماهی طعم و بوی خاص خود را داشته و بسیار فاسد شدنی هستند و باید در پوشش و محل مناسب برای جابجایی، توزیع و صادرات نگهداری شوند (Laorenza et al., 2022; Nowruzi et al., 2024). 

پلاستیک به‏دلیل ویژگی‏های مطلوب خود ماده اصلی پوشش مواد غذایی هستند، اما، استفاده گسترده از آنها زمینه‏ساز خطر برای ایمنی محیط زیست و سلامت انسان است (Abelti et al., 2022). یک گزینه جایگزین، پلیمرهای زیست‏ تخریب‏پذیر است. آنها برخلاف پلاستیک‏های مصنوعی، تخریب و تجزیه می‏شوند، به خاک باز می‏گردند و حجم زباله‏ها را کاهش می‏دهند. در میان پلیمرهای زیستی، پلی‏ساکاریدها و پروتئین‌ها به‏دلیل ویژگی‏های خاص خود برای توسعه پوشش‌ها و فیلم‌های زیست تخریب‌پذیر و خوراکی بیشتر مورد توجه قرار گرفته‏اند (Gagaoua et al., 2021; Khademi Shurmasti, 2022). 

زیست‏پلیمرها اغلب به‏صورت پوشش‌ها و فیلم‌ها مورد استفاده قرار می‏گیرند، آنها می‏توان به‌عنوان حامل افزودنی‌هایی عمل کنند که علاوه بر کاربرد پوشش عمومی، عملکرد خاصی (مانند ویژگی‌های سدی، خواص ضد میکروبی و ضد اکسیدانی) را اعمال کنند (پوشش فعال). در واقع پوشش فعال یک رویکرد جدید با هدف توسعه مواد پوشش است که حامل عوامل فعال برای بهبود کیفیت و ایمنی مواد غذایی است. ترکیبات طبیعی، مانند اسانس‏ها و عصاره‏ها، اسیدهای فنولیک و سایر متابولیت‏های گیاهی بدین منظور، جایگزین‏های بسیار امیدوارکننده‏ای برای نگهدارنده‏های مصنوعی، که مصرف‏کنندگان تمایلی به استفاده از آنها ندارند، در نظر گرفته می‏شوند. افزودن عوامل فعال به پوشش‌ها و فیلم‌های خوراکی در مقایسه با کاربرد مستقیم آن‌ها در محصولات غذایی به‏دلیل فراهم کردن فرصت آزادسازی تدریجی عوامل و حفظ غلظت بحرانی برای مدت طولانی‏تر مفید است (Gheorghita et al., 2020).

ﺟﻨﺲ مرزه Satureja از ﺧﺎﻧﻮاده ﻧﻌﻨﺎﻋﻴﺎن است. عمده‏ترین ترکیب‏های شناسایی شده در مرزه (Satureja sahendica L.) شامل کارواکرول، تیمول و گاما ترپینن هستند (Abbasi et al., 2005). اثر ضد میکروبی مرزه بر روی تعدادی از باکتری‏های بیماری‏زا و مولد فساد در مواد غذایی گزارش شد (Farahani et al., 2019). استفاده از 3 درصد اسانس مرزه جهت پایداری اکسداتیو فیله ماهی قباد نگهداری شده در سردخانه (Eisamaleki et al., 2020) و تا 5 درصد عصاره مرزه بر کاهش اکسیداسیون و بار میکروبی کل گوشت مرغ (Nosratollahi et al., 2018) با نتایج مثبتی همراه بود. 

کازئینات سدیم ترکیبی است که از طریق رسوب اسیدی کازئین (پروتئین شیر) به‏دست می‏آید. کازئین با دارا بودن خواصی چون زیست تخریب‏پذیری، قابلیت تشکیل میسل، قابلیت امولسیون سازی و توانایی اتصال با یون‏ها و مولکول‏های کوچک، به یک ماده زیستی مطلوب برای تهیه پوشش‏های خوراکی تبدیل شده است (Mihalca et al., 2021). با این حال، فیلم‏های پروتئینی دارای تراوایی بالایی در برابر بخار آب بوده و لذا در طول فرآیند خشک‏کردن شکننده هستند. مقاومت محدود پروتئین‏ها در برابر نفوذ بخار آب استفاده از آن را با محدودیت‏هایی مواجه کرده است. پوشش کازئینات سدیم 8 درصد به تنهایی (Zargar et al., 2014) و نیز همراه با اسانس ررزماری (Yeganeh et al., 2022) و عصاره بذر چای (Tabatabaee et al., 2011) در پوشش فعال به‏طور معنی‏داری موجب کاهش فساد اکسیداتیو، شیمیایی و میکروبی گوشت ماهی در مدت نگهداری در یخچال شد. با این حال، مطالعات روی پوشش‌های کازئینات در مقایسه با فیلم‌های مبتنی بر کازئین بسیار محدود است (Gagaoua et al., 2021).

آلژینات‏ها پلی‏ساکاریدهای خطی، آنیونی محلول در آب هستند که معمولاً توسط جنس‌های مختلف جلبک‌های قهوه‌ای و نیز برخی از باکتری‌ها سنتز می‏شوند. مفیدترین خاصیت آن یعنی تشکیل ژل یا پلیمرهای قوی با حلالیت کم، به‏دلیل توانایی آن در واکنش با کاتیون‏های چند ظرفیتی، به‏ویژه با یون‏های کلسیم است. استفاده از پوشش آلژینات در ماهی کیلکا نگهداری شده در سردخانه (Khanedan et al., 2011)، پوشش آلژینات فعال حاوی لاکتوپراکسیداز و اسانس آویشن در گوشت ماهی (Barkhori Mehni et al., 2019) و پوشش آلژینات فعال حاوی عصاره مرزه در گوشت مرغ (Khademi Shurmasti et al., 2021) تغییرات نامطلوب شیمیایی، اکسیداتیو و میکروبی را کنترل کرده و ماندگاری را طی نگهداری در یخچال افزایش داد.

در بررسی مقایسه‏ای پوشش فعال بر پایه زیست‏پلیمرهای آلژینات، کازئینات و ژلاتین (همگی 4 درصد) حاوی اسانس آویشن بر ماندگاری میگو نشان داده شد ترکیب آلژینات سدیم-آویشن برای حفظ کیفیت میگو نسبت به دو پوشش دیگر از قدرت و کارایی بیشتری برخوردار بود (Reyhani Poul and Alishahi, 2021). لذا این مطالعه با هدف بررسی مقایسه‏ای کارایی پوشش فعال بر پایه زیست‏پلیمرهای آلژینات و کازئینات به تنهایی یا به‏صورت کامپوزیت بر اثربخشی عصاره مرزه با ارزیابی نشانگرهای فساد شیمیایی، میکروبی و اکسیداتیو فیله ماهی قزل‏آلای رنگین کمان طی نگهداری در دمای یخچال به مدت 12 روز انجام شد.

 

مواد و روش‏ها

-       مواد

آلژینات سدیم با وزن مولکولی متوسط (بهین آزما، ایران)، کازئینات سدیم (سیگما آلدریچ)، کلرید کلسیم (سیگما آلدریچ) و گلیسرول و سایر مواد شیمیایی در درجه آزمایشگاهی (مرک، آلمان) خریداری شد. گیاه مرزه هوا خشک از یک فروشگاه محلی معتبر گیاهان دارویی و ماهی قزل‏آلای رنگین کمان از بازار ماهی‏فروشان ساری و از میان ماهیان زنده با اندازه و وزن تقریبی مشابه (25 ± 500 گرم) محصول یک مزرعه پرورشی خریداری و پس از سر زنی و تخلیه امعا و احشا با رعایت شرایط بهداشتی و زنجیره سرد در مدت یک‏ساعت به آزمایشگاه منتقل شد.

 

-       عصاره‏گیری

عصاره‏گیري به روش خیساندن و با استفاده از حلال اتانول انجام شد. بدین‏ترتیب که ابتدا 200 گرم از گیاه خشک شده با آسیاب برقی خانگی (مولینکس، فرانسه) پودر شده پس از 30 دقیقه ترکیب با کلروفرم و کلروفیل‏زدایی، به‏میزان 4 برابر وزن با اتانول 80 درصد ترکیب شد. پس از صاف کردن عصاره با کاغذ صافی واتمن شماره 42، حلال توسط دستگاه روتاري اواپراتور تحت خلأ (Heidolph Laborata 4003، آلمان) تبخیر شد. این عمل تا به‏دست آمدن حدود 5 درصد مقدار اولیه عصاره تکرار گردید. عصاره تغلیظ شده تا زمان استفاده در دماي 4 درجه سلسیوس نگهداري شد (Mozdastan et al., 2015).

 

-       ساخت پوشش

با توجه به نتایج مطالعات قبلی محلول آلژینات سدیم و کازئینات سدیم به‏ترتیب در غلظت 3 و 8 درصد (وزنی/ حجمی) تهیه شدند. محلول‏ها با روش توصیفی Bhatia و همکاران (2022) با اندکی تغییر تهیه شد. به‏طور خلاصه؛ محلول 8 درصد کازئینات با مخلوط کردن 8 گرم از آن در 100 میلی‏لیتر آب مقطر (30 درجه سلسیوس) ساخته شد. سپس محلول در دمای 85 درجه سلسیوس به‏مدت 10 دقیقه روی صفحه داغ حرارت دید. محلول آلژینات سدیم با حل کردن 3 گرم آلژینات و 02/0 گرم کلراید کلسیم در آب مقطر و سپس حرارت دادن (در دمای 80 درجه سلسیوس) و هم زدن به‏مدت یک‏ساعت ساخته شد. برای ساخت محلول کامپوزیت، دو محلول فوق با نسبت کازئینات به آلژینات 10 به 1 به‏مدت یک ساعت در دمای 80 درجه سلسیوس مخلوط شدند. گلیسرول به میزان 5/2 درصد (وزنی/حجمی) به همه محلول‏ها اضافه شد. پس از سرد شدن هر محلول، عصاره الکلی مرزه به‏میزان 5/1 درصد حجمی/حجمی اضافه شد و به‏مدت یک‏ساعت (300 دور در دقیقه) هم زده شد تا عصاره به‏طور یکنواخت در ماتریس پوشش‏ها پخش شوند (Bhatia et al., 2022).

از هر ماهی در آزمایشگاه 2 فیله (120±5 گرم) تهیه شده سپس با آب معمولی شسته و آب‏کشی شدند. فیله‏ها بر حسب تیمارهای آزمایشی به 4 گروه مساوی تقسیم شدند. پوشش‏دهی (پوشش) به‏روش غوطه‏وری انجام شد. فیله‏های هر تیمار ابتدا به‏مدت 1 دقیقه در محلول‏های پوششی (آب‏مقطر (شاهد)، محلول‏های کازئینات، آلژینات، و کازئینات - آلژینات، همگی حاوی عصاره مرزه) غوطه‏ور شده و این عمل 2 بار با فاصله زمانی 2 دقیقه تکرار شد. سپس نمونه‏ها از محلول خارج و پس از فرآیند آب‏چک، جهت خشک‏شدن پوشش، تحت جریان ملایم هوا روی صفحات مشبک استریل و زیر هود قرار داده شدند. در ادامه نمونه‏ها به یخچال منتقل و در فواصل زمانی معین طی 12 روز از آنها نمونه‏برداری شد (Lu et al., 2009).

-       اندازه‏گیری شاخص‏های فساد میکروبی، شیمیایی و اکسیداتیو

جهت آزمایش‏هاي میکروبی مقدار 10 گرم نمونه در 90 میلی‏لیتر سرم فیزیولوژي مخلوط و هموژن گردید. سپس رقت‏هاي مورد نیاز تهیه گردید. شمارش باکتري‏هاي مزوفیل هوازی در محیط پلیت کانت آگار در دماي 37 درجه سلسیوس به‏مدت 48 ساعت با شمارش کلنی‏هاي موجود انجام شد و نتایج حاصل بر اساس لگاریتم واحد تشکیل دهنده کلنی بر گرم (log cfu/g) گزارش گردید. برای تعیین pH، مقدار 10 گرم از هر نمونه با 100 میلی‏لیتر آب مقطر به‏مدت 30 ثانیه مخلوط شد و مخلوط با کاغذ صافی واتمن شماره 1 فیلتر شد. pH محلول فیلتر شده با استفاده از pHمتر دیجیتال (Crison، اسپانیا) اندازه‏گیری شد. (Ojagh et al., 2010). به‏منظور اندازه‏گیري مواد ازته فرار (TVN)¹ از دستگاه کلدال (740- بخشی، ایران) و روش تیتراسیون استفاده گردید. نتایج بر اساس میزان مواد ازته فرار برحسب میلی‏گرم در هر 100 گرم فیله محاسبه گردید (Ojagh et al., 2010).

براي اندازه‏گیري عدد پراکسید2 (PV) مقدار 20 میلی‏لیتر از چربی استخراجی ماهی به ارلن مایر منتقل و با 25 میلی‏لیتر مخلوط اسیداستیک و کلروفرم مخلوط شد، سپس 5/0 سی‏سی یدورپتاسیم اشباع، 30 میلی‏لیتر آب مقطر و 1 میلی‏لیتر محلول نشاسته 1 درصد اضافه شد. بعد از مخلوط‏شدن، عمل تیتراسون با تیوسولفات سدیم تا بی‏رنگ شدن ادامه یافت و نتایج بر اساس میلی‏اکی‏والان اکسیژن در کیلوگرم بافت ماهی بیان گردید. مقدار اسید تیوباربیتوریک، TBA،3 (به‏صورت مالون دی‏آلدئید) به‏روش رنگ‏سنجی تعیین شد. نمونه چرخ شده (10 گرم) با 25 میلی‏لیتر محلول 20 درصد (وزنی/حجمی) تری کلرواستیک اسید مخلوط و در 10000 دور در دقیقه به‏مدت 30 ثانیه همگن شد. مایع رویی دو بار پس از سانتریفیوژ در 5500 دور در دقیقه به‏مدت 15 دقیقه در دمای 4 درجه سلسیوس فیلتر شد. محلول فیلتر شده (2 میلی‏لیتر) و 2 میلی‏لیتر TBA (02/0 مول در لیتر) در یک لوله آزمایش مخلوط شدند و در حمام آب در دمای 80 درجه سلسیوس به‏مدت 20 دقیقه حرارت داده شدند. سپس محلول به‏مدت 10 دقیقه در حمام یخ خنک شد. جذب نمونه در طول موج 532 نانومتر با استفاده از آب به‏عنوان بلانک تعیین شد. نمونه شاهد تهیه و با همان روش تیمار شد (Wang et al., 2022). ظرفیت نگهداری آب4² (WHC) نیز بر مبنای اختلاف وزن نمونه‏ها قبل و بعد از سانتریفیوژ (JTLIANGYOU، چین) نسبت به وزن اولیه و بر حسب درصد تعیین شد (Zhuang et al., 2008).

 

-       تجزیه و تحلیل آماری

داده‏های حاصل از اندازه‏گیری شاخص‏ها در تیمارهای آزمایشی شامل فیله‏های فاقد پوشش (شاهد)، دارای عصاره مرزه در پوشش‏های کازئینات سدیم، آلژینات سدیم و کازئینات - آلژینات (در مجموع 4 تیمار) با 3 تکرار در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی با استفاده از نرم‏افزار آماري SPSS نسخه 20 به روش آنالیز واریانس دو طرفه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و میانگین‏ها با استفاده از آزمون چند دامنه‏اي دانکن در سطح معنی‏داری 5درصد مقایسه شدند.

 

یافته‏ها

-       تغییرات تعداد باکتری‏های مزوفیل هوازی

همان‏طور که در شکل 1 نشان داده شد؛ تعداد باکتری کل در طول دوره نگهداری فیله ماهی روند افزایشی داشت. در شروع آزمایش میانگین تعداد باکتری، log CFU/g 15/0 ± 55/2 بود که در پایان در فیله‏های فاقد پوشش به‏میزان 5 سیکل لگاریتمی افزایش و به 33/7 رسید (p<0.05). در حالی‏که در انتهای دوره تعداد باکتری‏ها در فیله‏های پوشش شده به‏طور معنی‏داری (p<0.05) کمتر بود (به‏ترتیب log CFU/g 45/5، 82/6 و 80/4 در فیله‏های دارای پوشش آلژینات، کازئینات و کامپوزیت). کمترین تعداد باکتری در روز دوازدهم نگهداری در فیله‏های دارای پوشش فعال بر پایه پوشش کامپوزیتی کازئینات - آلژینات دیده شد (p<0.05).

 

-       تغییرات pH 

روند تغییرات pH که در شکل 2 آمده نشان می‏دهد که

pH فیله‏ها از میانگین 4/5 در آغاز آزمایش با شدت بیشتری در فیله‏های فاقد پوشش و به‏تدریج در فیله‏های پوشش شده با افزایش همراه است و به‏سمت pH با اسیدیته کمتر رفته است. در حالی‏که pH فیله‏های فاقد پوشش در انتهای دوره نگهداری تقریباً به منطقه خنثی (80/6) رسید، این مقدار در فیله‏های پوشش شده کمتر بود (p<0.05) و در فیله‏های با پوشش فعال برپایه آلژینات و کامپوزیت به کمتر از 6 رسید (به‏ترتیب 85/5 و 70/5).

 

-       تغییرات مجموع ترکیبات ازته فرار

روند افزایشی تغییرات میانگین مجموع ترکیبات ازته فرار

فیله‏های ماهی تحت تأثیر تیمارهای آزمایشی طی دوره نگهداری 12 روزه در یخچال در شکل 3 آمده است. با گذشت زمان، این روند با شدت بیشتر در فیله‏های فاقد پوشش از mg/100g 25/8 به 50/28 در پایان دوره نگهداری رسید، در حالی‏که میانگین این نشانگر در فیله‏های پوشش شده به‏طور معنی‏داری کمتر بود (p<0.05). در عین حال، کمترین مقدار در فیله‏های ماهی پوشش شده با پوشش کامپوزیتی (mg/100 25/15) دیده شد و TVN در فیله‏های دارای پوشش آلژینات نیز کمتر از پوشش کازئینات بود (mg/100g 90/16 در برابر 50/20).

 

---

[1]          3 Thiobarbituric Acid (TBA)  

 

[2] 1Total Volatile Nitrogen (TVN)   2 Peroxide Value (PV)

4 Water Holding Capacity (WHC)

 

 

Figure 1- Effect of active packaging on total viable count bacteria (TVC) of fish fillet during storage (log CFU/g)

شکل 1- تأثیر پوشش فعال بر میانگین تعداد باکتری‏های مزوفیل هوازی فیله ماهی طی دوره نگهداری (log cfu/g)

 

Figure 2- Effect of active packaging on pH of fish fillet during storage شکل 2- تأثیر پوشش فعال بر میانگین pH فیله ماهی طی دوره نگهداری		Figure 3- Effect of active packaging on total volatile nitrogen (TVB-N) of fish fillet during storage (mg/100g) شکل 3- تأثیر پوشش فعال بر میانگین مجموع ترکیبات ازته فرار فیله ماهی طی دوره نگهداری (mg/100g)

 

 

-       تغییرات عدد پراکسید

میانگین تغییرات عدد پراکسید (PV) فیله‏های فاقد پوشش و دارای انواع پوشش فعال در شکل 4 آمده است. همان‏طور که دیده می‏شود، تا روز نهم نگهداری میانگین عددی این نشانگر با با یک روند افزایشی بیشتری به‏خصوص در فیله‏های فاقد پوشش همراه بود و در 3 روز پایانی دوره نگهداری از شدت آن به‏طور معنی‏داری کاسته شد. عدد پراکسید در فیله‏های فاقد پوشش از میانگین meq/kg 655/0 در روز اول به 90/7 در روز نهم (p<0.05) و 25/8 در پایان دوره نگهداری رسید. در 3 روز پایانی دوره نگهداری میانگین PV در فیله‏های دارای پوشش فعال تغییر معنی‏داری نداشت. مقدار PV در فیله‏های پوشش شده کامپوزیتی (meq/kg 37/4) کمترین مقدار را داشت (p<0.05).

 

-       تغییرات اندیس اسید تیوباربیتوریک

با توجه به شکل 5، روند تغییرات افزایشی میانگین اندیس اسید تیوباربیتوریک (TBA) تا روز نهم نگهداری در تمامی فیله‏ها به کندی و در 3 روز پایانی با شدت بیشتری همراه بوده است (p<0.05). در روز ششم تفاوت آماری معنی‏داری در میانگین TBA فیله‏های فاقد پوشش و دارای پوشش فعال بر پایه کازئینات یا آلژینات دیده نشد. در روز نهم نیز تفاوتی در میانگین TBA فیله‏های پوشش فعال بر پایه کازئینات یا آلژینات دیده نشد. در عین حال در هر بازه زمانی ذکر شده، فیله‏های دارای پوشش کامپوزیت به‏طور معنی‏داری محتوای TBA کمتری داشتند (p<0.05). در پایان دوره نگهداری، فیله‏های دارای پوشش کامپوزیتی کمترین (mg MDA/kg 70/0) میانگین TBA را داشته و در بین دو پوشش پوشش فعال، محتوای TBA فیله‏های دارای پوشش آلژینات، کمتر از پوشش کازئینات بود (mg MDA/kg 90/0 در برابر 15/1).

 

-       تغییرات ظرفیت نگهداری آب

میانگین ظرفیت ابقای آب در فیله‏های ماهی فاقد پوشش و دارای پوشش فعال طی دوره نگهداری در شرایط سرد در شکل 6 امده است. میانگین ظرفیت نگهداری آب (WHC) فیله‏ها در شروع آزمایش 35/1 ± 55/70 درصد بود که با گذشت زمان نگهداری با یک روند کاهشی معنی‏داری همراه بود. در روز ششم نگهداری تفاوت آماری معنی‏داری بین فیله‏های پوشش شده وجود نداشت، اما، از روز نهم تا پایان دوره بیشترین WHC در فیله‏های دارای پوشش کامپوزیت و کمترین مقدار در فیله‏های فاقد پوشش دیده شد (p<0.05). در بازه زمانی مورد اشاره، WHC در فیله پوشش شده با پوشش آلژیناتی بالاتر از پوشش کازئیناتی بود (p<0.05). در پایان دوره نگهداری، بیشترین و کمترین WHC به‏ترتیب در فیله‏های دارای پوشش کامپوزیت (50/62 درصد) و فیله‏های فاقد پوشش (70/46 درصد) دیده شد (p<0.05).

 

 

Figure 4- Effect of active packaging on peroxide value (PV) of fish fillet during storage (meq/kg) شکل 4- تأثیر پوشش فعال بر میانگین عدد پراکسید فرار فیله ماهی طی دوره نگهداری (meq/kg)		Figure 5- Effect of active packaging on thiobarbituric acid (TBA) of fish fillet during storage (mg MDA/kg) شکل 5- تأثیر پوشش فعال بر میانگین اندیس اسید تیوباربیتوریک فیله ماهی طی دوره نگهداری (mg MDA/kg)

 

Figure 6- Effect of active packaging on water holding capacity (WHC) of fish fillet during storage (%)

شکل 6- تأثیر پوشش فعال بر میانگین ظرفیت نگهداری آب فیله ماهی طی دوره نگهداری (%)

 

 

بحث

فساد ماهی ترکیبی از فرآیندهای مختلف مانند اتولیز آنزیمی، اکسیداسیون و رشد میکروبی است. فساد ماهی ناشی از تخریب پروتئین، تجزیه نوکلئوتید، تجمع ترکیبات ازته و اکسیداسیون لیپید و پروتئین، منجر به تغییر در بو، طعم و بافت می‏شوند (Sheng and Wang, 2021).

یک شاخص تقریبی کیفیت میکروبیولوژیکی گوشت در یخچال، تعداد کل باکتری‏هاست. با توجه به حداکثر حد مجاز TVC در محصولات دریایی (log CFU/g 00/7) مشاهده می‏شود که در پایان دوره نگهداری همه‏ی فیله‏های پوشش شده در محدوده مجاز TVC قرار داشته و از این نظر توانستند ماندگاری گوشت را حداقل به‏مدت 3 روز افزیش دهند. پوشش‏های کازئینات یا آلژینات سدیم فاقد خاصیت ضد میکروبی ذاتی هستند، لذا خواص ضد میکروبی فیله‏های بسته‏بنده شده را می‏توان به اثر ضد میکروبی عصاره مرزه و البته اثرات غیر مستقیم ویژگی‏های مکانیکی و سدی مواد پوشش و اثر هم‏افزایی ماده پوشش و عصاره نسبت داد. کارواکرول و تیمول موجود در عصاره مرزه ترکیبات ضد باکتریایی قابل توجهی محسوب می‏شوند و اثرات ضد باکتریایی مرزه بر شماری از میکروارگانیسم‏ها گزارش شده است (Farhani et al., 2019; Nosratollahi et al., 2018; Eisamaleki et al., 2020). آنها قادرند از طریق تعامل با پروتئین‏هاي غشایی با زنجیره‏هاي اسیدهاي چرب لیپیدهاي دولایه همسو شده و با ایجاد کانال در سراسر غشاء منجر به افزایش سیالیت غشاء و تغییر نیروي محرك پروتون و نفوذپذیري سلول شوند. آنها همچنین قادر به تخریب غشاء خارجی باکتري‏هاي گرم منفی و تداخل با سامانه‏هاي تولید انرژي سلولی هستند (Nezhadasad Aghbash et al., 2020). ترکیبات فنولی می‏توانند با آنزیم‏های باکتریایی تعامل داشته باشند و باعث ایجاد ضایعاتی شوند که منجر به از دست دادن زنده مانی سلول می‏شود. اثربخشی بالای فیلم‌های کیتوزان-ژلاتین حاوی ترکیبات فنولی در به تأخیر انداختن و مهار رشد میکروارگانیسم‌های هوازی گزارش شد، این ترکیبات به‏عنوان یک مانع اکسیژن در اطراف ماهی عمل کرده و علاوه بر این، دسترسی باکتری‌ها به مواد مغذی و فلزات ضروری را مسدود می‌کنند. (Kakaei, and Shahbazi, 2016).

سه نوع اصلی مکانیسم و سیستم‌های پوشش فعال مواد غذایی عبارتند از: (1) کنترل گاز، از جمله حذف‌کننده‌های اکسیژن و انتشار دهنده دی‏اکسید کربن، (2) کنترل رطوبت و (3) ضد میکروبی و/ یا ضد ‌اکسیدان‌ها، که مواد فعالی هستند و در مواد پوشش گنجانده می‏شوند. کاهش، مهار یا به تأخیر انداختن رشد میکروبی و واکنش‏های آنزیمی/ اکسیداتیو غذا، هدف اولیه و مشترک هر سه روش است. به‏طور خلاصه، زداینده‌های اکسیژن از اکسیداسیون لیپیدها و سایر ترکیبات حساس و در نتیجه، طعم و بوی بد جلوگیری می‌کنند. در حالی‏که انتشار دهنده‏های دی‏اکسید کربن رشد میکروبی را کند یا مهار می‏کنند. جاذب‏های اکسیژن غلظت آن را در پوشش به کمتر از 01/0 درصد کاهش می‏دهد که به معنی ممانعت از رشد میکروارگانیسم‏های مزوفیل و سرماگرای هوازی و سودوموناس‏ها است چراکه آنها ذاتاً هوازی هستند. ضمن اینکه رشد باکتری‏های گرم منفی در گوشت ماهی را نیز تحت تأثیر قرار می‏دهد. بنابراین، مقادیر تشکیل باز فرار (بسیار وابسته به بار میکروبی) به تعویق می‏افتد و یک اثر بازدارنده مشابه برای اکسیداسیون لیپید مشاهده می‏شود (Amaral et al., 2021). لذا بسیاری از نتایج مطلوب در جلوگیری، مهار یا کند کردن فرآیند فساد میکروبی، شیمیایی و اکسیداتیو فیله‏های ماهی در این تحقیق که از طریق پوشش کامپوزیت فعال حاوی عصاره مرزه به‏دست آمد و در ادامه درباره‏ی آنها بحث خواهد شد را می‏توان با این ویژگی‏ها توجیه کرد.   

مقدار pH می‏تواند به‏عنوان شاخصی از تازگی ماهی در نظر گرفته شود. در طول نگهداری، ویژگی‏های فیزیکی و شیمیایی گوشت، از جمله pH، ممکن است تغییر کند. افزایش سطح pH گوشت در طول نگهداری، همان‏طور ‏که در تحقیق حاضر نیز دیده شد، ممکن است ناشی از فعالیت میکروارگانیسم‌هایی باشد که در گوشت رشد می‌کنند و می‌توانند آنزیم‌هایی تولید کنند که فرآیند دی‏آمیناسیون اسیدهای آمینه را کاتالیز می‌کنند، در نتیجه باعث تشکیل بازهای نیتروژنی و آمونیاک می‌شود. با توجه به همبستگی بالای بین pH و تعداد باکتری کل می‏توان تغییرات pH فیله‏ها در گروه‏های مختلف را به اثر ضد میکروبی پوشش فعال نسبت داد که پیشتر در این باره توضیح داده شد (Augustynska-Prejsnar et al., 2023).

یکی از مهم‏ترین و رایج‏ترین نشانگرهای تعیین کیفیت گوشت که عموماً با فعالیت و فساد میکروبی محصول نیز در ارتباط تنگاتنگی است، TVB-N است. در واقع TVB-N یک اصطلاح عمومی است که شامل متیل آمین (ناشی از فساد باکتریایی)، دی‏متیل آمین (ناشی از فعالیت آنزیم‏هاي اتولایتیک) و آمونیاك (ناشی از آمین‏زدای اسیدهای آمینه و نوکلئوتیدها) و نیز سایر ترکیبات ازته فرار می‏باشد (Erikson et al., 2011). پایین‏تر بودن محتوای TVB-N در فیله‏های پوشش شده با پوشش فعال کامپوزیتی در این تحقیق را می‏توان به ظرفیت ضد میکروبی این پوشش‏های فعال (به‏ویژه حضور ترکیبات فنولی عصاره مرزه) نسبت داد که با جلوگیری از روند افزایشی بار میکروبی، از تخریب پروتئین‏ها و متعاقباً افزایش مقدار TVB-N جلوگیری کرد. از طرفی، مقادیر pH در طول روزهای ذخیره‏سازی به‏سمت مقدار خنثی نزدیک شد، pH بالا منجر به شکسته شدن مقدار زیادتری از پروتئین و در نهایت TVN بالاتر فیله‏های فاقد پوشش شد (Awad Allah et al., 2020). در تحقیقات قبلی گزارش شد که استفاده از 5/1 درصد عصاره مرزه در پوشش آلژینات سدیم توانست موجب کاهش TVB-N، PV و TBA گوشت مرغ شود. ضمن اینکه پوشش فعال کامپوزیت صمغ گوار - کربوکسی‏متیل سلولز حاوی عصاره مرزه (Khademi Shurmasti et al., 2021) و پوشش کامپوزیت کیتوزان - ژلاتین عصاره هسته انگور و اسانس کاکوتی (Kakaei, and Shahbazi, 2016) نسبت به هر یک از این پوشش‏های فعال به‏تنهایی، در بهبود نشانگرهای فساد میکروبی و اکسیداتیو مؤثرتر بود. به استناد دستورالعمل اجرایی کنترل و نظارت بهداشتی فرآورده‏های خام دامی سازمان دامپزشکی کشور حداکثر میزان مجاز  TVB-N در آبزیان 30 میلی‏گرم ازت در هر 100 گرم است. با این حال، برخی از مطالعات بسته به گونه ماهی سطوح پایین‏تری را نشان می‏دهند (Amaral et al., 2021). با در نظر داشتن این حد مجاز، با وجود اختلاف زیاد این نشانگر در فیله‏های فاقد پوشش و پوشش شده، اما، تمامی فیله‏ها تا پایان دوره نگهداری در محدوده‏ی مجاز قرار داشتند.  

 تخریب لیپیدها اغلب علت اصلی کوتاه شدن عمر مفید ماهی است که نتیجه‏ی اکسیداسیون (PV و TBA) و هیدرولیز آنزیمی (FFA) اسیدهای چرب است. هیدروپراکسیدها محصولات اولیه اکسیداسیون لیپید هستند. فنولها و فلاونوئیدهاي گیاهی با فرونشانی رادیکال‏هاي پروکسی و احیاء یا شلاته کردن آهن در آنزیم لیپوکسیژناز از شروع واکنش پراکسیداسیون لیپید ممانعت می‏کنند. گزارش شد که قدرت رادیکال‏زدایی فنول‏های اسانس مرزه به‏مراتب بیشتر از ضداکسیدان‏هاي سنتزي بود (Dadashpour et al., 2013). پوشش‏های خوراکی به‏عنوان عامل کارآمدی در جلوگیري از نفوذ اکسیژن شناخته شده‏اند. آنها به‏عنوان یک مانع بین فیله و محیط اطراف عمل می‏کنند و نفوذ اکسیژن محیط از طریق سطح به درون فیله را کاهش می‏دهند. خاصیت سدی در برابر اکسیژن پوشش‏های خوراکی باید به‏ اندازه‏ای باشد که برای محافظت از غذا در برابر واکنش‏های نامطلوب مناسب باشد. این ویژگی در لفاف‌های بر پایه کازئین اغلب در حد مطلوبی نیست، با این حال، گزارش شد که ترکیب آن با آلژینات و متابولیت گیاهی توانست بر این مشکل غلبه نماید (Bhatia et al., 2022). در نتایج تحقیق حاضر نیز نسبت به هریک از پوشش‏های فعال کازئینات و یا آلژینات سدیم، کارایی پوشش‏های کامپوزیتی کازئینات-آلژینات در نشانگرهای مورد ارزیابی بالاتر بود. کاهش نرخ افزایشی PV در 3 روز پایانی را می‏توان با تبدیل هیدروپراکسیدها به محصولات ثانویه اکسیداسیون (آلدئیدها و کتون‏ها) مرتبط دانست.

با توجه به اکسیداسیون لیپید، مقدار TBA، محتوای مالون‏دی‏آلدئید (MDA) را که از واکنش با هیدروپراکسیدها تشکیل می‏شود، اندازه‏گیری می‏کند. حد مجاز این نشانگر بین 2 تا 4 میلی‏گرم مالون‏دی‏آلدئید در کیلوگرم متغیر است، اما این مقدار ممکن است میزان واقعی اکسیداسیون لیپید را منعکس نکند زیرا MDA می‏تواند با سایر اجزا تعامل داشته باشد (Amaral et al., 2021). با در نظر گرفتن حد پایین مجاز این نشانگر نیز مشاهده می‏شود تمامی فیله‏ها در محدوده‏ی مجاز قرار داشتند. با توجه به تبدیل هیدروپراکسیدها به محصولات ثانویه اکسیداسیون لیپیدها، نرخ رشد TBA در 3 روز پایانی دوره نگهداری شدت بیشتری داشت. ظرفیت بالاي هیدروژن دهندگی، جذب رادیکال‏هاي آزاد و فعالیت ضداکسیدانی قابل ملاحظه مونوترپن‏هاي تیمول، کارواکرول، گاماترپینن، پاراسیمن و آلفاترپینن موجود در مرزه اثبات شده است. این ترکیبات واجد فعالیت ضداکسیدانی در عصاره مرزه با احیاي محصولات اکسیداسیون از ادامه روند اکسیداسیون و افزایش TBA جلوگیري می‏نمایند (Bektas and Mustafa, 2015).

ظرفیت نگهداری آب (WHC)، توانایی پروتئین ماهیچه برای جلوگیری از آزاد شدن آب از ساختار سه بعدی خود در برابر نیروهای خارجی، خاصیتی است که به‏طور قابل توجهی به ارزیابی کیفیت گوشت کمک می‏کند. همچنین بالاتر بودن مقدار WHC نمایانگر ظاهری بهتر و آبدار بودن و بهبود بافت گوشت است. WHC می‌توانند بر کل زنجیره ارزش، از ماهی کامل گرفته تا فیله شده تا فرآوری و ذخیره‌سازی، تأثیر بگذارند. یک چالش رایج برای صنعت ماهی در حفظ کیفیت غذا، به‏دست آوردن WHC خوب، به عبارت دیگر، مقدار زیادی آب بی‏حرکت در ماهیچه است (Chan et al., 2022).

اکسندگی چربی‏ها و پروتئین‏ها و تمام عواملی که وضعیت پروتئین‏هاي میوفیبریلی را تغییر می‏دهد، در میزان از دست رفتن رطوبت گوشت مؤثر است. میزان غیرطبیعی‏شدن پروتئین نیز عامل مهمی در میزان خروج آب و کاهش ظرفیت نگهداري آب بشمار می‏آید (Leygonie et al., 2012). لذا کنترل واکنش‏هاي اکسندگی در گوشت سبب حفظ فضاي ذخیره‏ي آب بین میوفیبریل‏ها و افزایش ظرفیت نگهداري آب می‏شوند. بدین‏ترتیب با توجه به آثار ضد میکروبی و ضد اکسیدانی پوشش‏های فعال که با ارزیابی نشانگرهای مرتبط در این آزمایش و تحقیقات مشابه به اثبات رسید، واکنش‏های نامطلوب منجر به اکسیداسیون چربی و غیر طبیعی شدن پروتئین‏ها حفظ و کنترل شده، بالاتر بودن میانگین ظرفیت نگهداری آب در فیله‏های پوشش شده قابل انتظار بود. نقش حفاظتی و سدی زیست‏پلیمر آلژینات در برابر رطوبت و گازها از یک‏سو و نیز اثر هم‏افزایی آن با کازئینات سدیم در پوشش کامپوزیتی و نیز عصاره مرزه از سوی دیگر موجب شد فیله‏های با پوشش فعال کامپوزیتی بتوانند ظرفیت نگهداری آب خود را مدت بیشتری حفظ نمایند. 

 

نتیجه‏گیری

ترکیبات زیست‏فعال موجود در عصاره مرزه ضمن بهبود خاصیت آب‏گریزی کامپوزیت کازئینات-آلژینات، همچنین موجب بهبود خواص ضد میکروبی و ضد اکسیدانی پوشش کامپوزیتی شد. رهایش کنترل شده و مستمر عامل فعال در پوشش آلژینات نسبت به پوشش کازئینات موجب کارایی بهتری شد. در عین حال ترکیب دو زیست‏پلیمر همراه با عصاره مرزه در قالب پوشش کامپوزیتی فعال با نتایج مثبت و امیدوارکننده‏ای در نشانگرهای مورد ارزیابی همراه بود و توانست نرخ فرآیندهای فساد میکروبی، شیمیایی و اکسیداتیو فیله ماهی طی دوره نگهداری در شرایط سرد را متوقف یا کند نماید. لذا در پاسخ به تقاضاهای فزاینده مصرف‏کنندگان به استفاده از محصولات زیست تخریب‏پذیر و ایمن برای محصولات و فرآورده‏های گوشتی، بکارگیری این پوشش کامپوزیت فعال توصیه می‏شود.

 

منابع

Abbasi, Kh., Sefidkon, F. & Yamini, Y. (2005). Comparison of essential oil content and composition of two Satureja species (S. hortensis L, and S. rechingeri Jamzad) by hydro distillation and supercritical fluid extraction (SFE). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 21 (3), 307-318 [In Persian].

Abelti, A.L., Teka, T.A., Forsido, S.F., Tamiru, M., Bultosa, G., Alkhtib, A. & Burton, E. (2022). Bio-based smart materials for fish product packaging: a review. International Journal of Food Properties, 25(1), 857-871. https://doi.org/10.1080/10942912.2022.2066121

Amaral, R.A., Pinto, C.A., Lima, V., Tavares, J., Martins, A. P., Fidalgo, L.G., Silva, A.M., Gil, M.M., Teixeira, P., Barbosa, J., et al. (2021). Chemical-based methodologies approaches to extend the shelf life of fresh fish, a review. Foods, 10, 2300. https://doi.org/10.3390/foods10102300 

Augustynska-Prejsnar, A., Hanus, P., Ormian, M., Kacániova, M., Sokołowicz, Z. & Topczewska, J. (2023). The effect of temperature and storage duration on the quality and attributes of the breast meat of hens after their laying periods. Foods, 12, 4340. https://doi.org/10.3390/foods12234340

Awad Allah, E.M., Saad, S.M., Hassan, M.A. & Hassan, H.F.M. (2020). Chemical studies on shelf life time of chilled chicken meat. Benha Veterinary Medical Journal, 39, 173-176.

Barkhori Mehni, S., Khanzadi, S., Hashemi, M. & Azizzadeh, M. (2019). The effect of sodium alginate coating incorporated with Lactoperoxidase system and Zataria multiflora boiss essential oil on shelf life extension of rainbow trout fillets during refrigeration. Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 38 (1), 163-172.

Bektas, T. & Mustafa, C. (2015). A pharmacological and phytochemical overview on Satureja. Pharmaceutical Biology, 54(3), 375-412.

Bhatia, S., Al-Harrasi, A., Al-Azri, M.S., Ullah, S., Bekhit, A.E., Pratap-Singh, A., Chatli, M.K., Anwer, M.K. & Aldawsari, M.F. (2022). Preparation and physiochemical characterization of bitter orange oil loaded sodium alginate and casein based edible films. Polymers, 14, 3855. https://doi.org/10.3390/polym14183855

Chan, S. Sh., Roth, B., Jessen, F., Nordeng Jakobsen, A. & Lerfall, J. (2022). Water holding properties of Atlantic salmon. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 21, 477-498. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12871

Dadashpour, M., Rasooli, I., Sefidkon, F., Zaad Hosseingholi, E. & Darvish Alipour Astaneh, Sh. (2013). Antimicrobial, antioxidative, superoxide anion radical scavenging and anti tyrosinase properties of Satureja sahendica Bornm and Satureja hortensis L. essential oils. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 28(4), 616-627. http://dx.doi.org/10.22092/ijmapr.2013.2914

Eisamaleki, Z., Muraki, N., Khoshkho, Zh. & Moeini, S. (2020). The effect of Satureja hortensis essential oil on the shelf life of Scomberomorus guttatus fillets in cold storage. Journal of Animal Environment, 12 (1), 181-190. https://doi.org/10.22034/AEJ.2020.105136 [In Persian].

Erikson, U., Misimi, E. & Gallart-Jornet, L. (2011). Super chilling of rested Atlantic salmon: different chilling strategies and effects on fish and fillet quality. Food Chemistry, 127, 1427–1437. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.01.036

Farahani, M., Shahidi, F. & Tabatabaei yazdi, F. (2019). Evaluation of antimicrobial activities of Satureja hortensis L. essential oil against some food born pathogenic and spoilage microorganism. Journal of Food Science and Technology, 15 (85), 393-405 [In Persian].

Gagaoua, M., Bhattacharya, T., Lamri, M., Oz, F., Dib, A.L., Oz, E., Uysal-Unalan, I. & Tomasevic, I. (2021). Green coating polymers in meat preservation. Coatings, 11, 1379.  https://doi.org/10.3390/coatings11111379

Gheorghita (Puscaselu), R., Gutt, Gh. & Amariei, S. (2020). The use of edible films based on sodium alginate in meat product packaging: An eco-friendly alternative to

conventional plastic materials. Coatings, 10, 166. https://doi.org/10.3390/coatings10020166

Kakaei, S. & Shahbazi, Y. (2016). Effect of chitosan-gelatin film incorporated with ethanolic red grape seed extract and Ziziphora Clinopodioides essential oil on survival of Listeria Monocytogenes and chemical, microbial and sensory properties of minced trout fillet. LWT- Food Science and Technology, 72, 432–438. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2016.05.021

Khademi Shurmasti, D. (2022). Cellulose derivatives as edible film and coating; Characteristics and effect on the quality and shelf life of animal, poultry and aquatic products. Journal of Food Science and Technology, 18(121), 349-364. https://doi.org/10.52547/fsct.18.121.28 [In Persian].

Khademi Shurmasti, D., Yamini, F. & Badakhshan, N. (2021). Effect of Satureja hortensis extract and polysaccharide-based active bio-composite coating on broiler fillet shelf life during refrigerated storage (4±1oC). Iranian Journal of Food Science and Technology, 18 (115), 271-281. https://doi.org/10.29252/fsct.18.06.22 [In Persian].

Khanedan, A., Motallebi, A. & Khanipour, A. (2011). Effects of edible film of sodium alginate on quality changes of dressed kilka in frozen storage, Journal of Iranian Fisheries, 20 (1), 23-30. https://doi.org/10.22092/ISFJ.2017.109972 [In Persian].

Laorenza, Y., Chonhenchob, V., Bumbudsanpharoke, N., Jittanit, W., Sae-tan, S., Rachtanapun, C., Chanput, W.P., Charoensiddhi, S., Srisa, A., Promhuad, K., et al. (2022). Polymeric packaging applications for seafood products: packaging- Deterioration relevance, Technology and Trends. Polymers, 14, 3706. https://doi.org/10.3390/polym14183706

Leygonie, C., Britz, T.J. & Hoffman, C. (2012). Impact of freezing and thawing on the quality of meat: Review. Journal of Meat Science, 91, 93-98. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2012.01.013

Lu, F., Liu, D., Ye, X., Wei, Y. & Liu, F. (2009). Alginate–calcium coating incorporating nisin and EDTA maintains the quality of fresh northern snakehead (Channa argus) fillets stored at 4 °C. Journal of Science Food Agriculture, 89, 848-54. 

Mihalca, V., Kerezsi, A.D., Weber, A., Gruber-Traub, C., Schmucker, J., Vodnar, D.C., Dulf, F.V., et al. (2021). Protein-based films and coatings for food industry applications. Polymers, 13(5): 769. https://doi.org/10.3390/polym13050769

Mozdastan, S., Ebrahimzadeh, M.A. & Khalili, M. (2015). Comparing the impact of different extraction methods on antioxidant activities of myrtle (Myrtus communis L). Journal of Mazandaran University of MedicalSciences, 25(127), 10-24.

Nezhadasad Aghbash, B., Pouresmaeil, M., Dehghan, GH., Sabzi Nojadeh, M., Mobaiyen, H. &Maggi, P. (2020). Chemical composition, antibacterial and radical scavenging activity of essential oils from Satureja macrantha at different growth stages. Foods, 9, 494. https://doi.org/10.3390/foods9040494

Nosratollahi, K., Barzegar, H., Jooyandeh, H. & Ghorbani, M.R. (2018). Effect of savory (Satureja hortensis) extract on the quality and shelf-life of raw chicken meat stored at refrigerator. Journal of Food Science and Technology, 15 (82), 167-176 [In Persian].

Nowruzi, B., Ahmadi, M., Bouaïcha, N., Khajerahimi, A.E. & Anva, S.A.A. (2024). Studying the impact of phycoerythrin on antioxidant and antimicrobial activity of the fresh rainbow trout fillets. Scientific Reports, 14, 2470. https://doi.org/10.1038/s41598-024-52985-6

Ojagh, S.M., Rezaei, M., Razavi, S.H. & Hosseini, S.M.H. (2010). Effect of chitosan coatings enriched with cinnamon oil on the quality of refrigerated rainbow trout. Food Chemistry, 120, 193-8. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2009.10.006

Reyhani Poul, S. & Alishahi, A. (2021). Comparison of the effect of sodium alginate, sodium caseinate and gelatin coatings in combination with thyme essential oil on shrimp shelf life. Food Processing and Preservation Journal, 13 (1), 15-30. https://doi.org/10.22069/EJFPP.2020.17070.1563 [In Persian].

Sheng, L. & Wang, L. (2021). The microbial safety of fish and fish products: Recent advances in understanding its significance contamination sources, and control strategies. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 20, 738-786. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12671

Tabatabaee, H., Mostaghim, T. & Rahman, A. (2019). Shelf-life increase of trout fish fillets wrapped with sodium caseinate film incorporated with tea seed extract. Journal of Innovation in Food Science and Technology, 11 (2), 15-28 [In Persian].

Wang, B., Yang, H., Yang, C., Lu, F., Wang, X. & Liu, D. (2022). Prediction of total volatile basic nitrogen (TVB-N) and 2-thiobarbituric acid (TBA) of smoked chicken thighs using computer vision during storage at 4 °C. Computers and Electronics in Agriculture, 199, 107170.  https://doi.org/10.1016/j.compag.2022.107170

Yeganeh, S. & Zargar, M. (2022). Evaluation of antimicrobial and antioxidant effect of sodium caseinate edible coating enriched with rosemary essential oil (Rosmarinus officinalis) on the quality and shelf life of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during refrigerated storage. Iranian Journal of Food Science and Technology, 18 (120), 39-50. https://doi.org/10.52547/fsct.18.120.4 [In Persian].

Zargar, M., Yeganeh, S., Razavi, S.H. & Ojagh, S.M. (2014). Effects of sodium caseinate edible coating on quality of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during storage in refrigerator temperature. Journal of Food Science and Technology, 11 (44), 71-81 [In Persian].

Zhuang, H., Savage, E.M., Smith, D.P. & Berrang, M.E. (2008). Effect of dry-air chilling on warner-bratzler shear force and water-holding capacity of broiler breast meat deboned four hours postmortem. Journal of Food Poultry Science, 7 (8), 743-748. https://doi.org/10.3382/ps.2008-00325

 

 

 

 

 

 

 

51