بهینه‌سازی فیلم کیتوزان و تأثیر نسبت اختلاط در پوشش کیتوزان-پلی‌وینیل الکل بر فراسنجه‌های کیفیت داخلی تخم‌مرغ

الموضوعات : فصلنامه کیفیت و ماندگاری تولیدات کشاورزی و مواد غذایی

پژمان ریاضی کرمانی ¹ (کارشناسی ارشد، گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران)
داریوش خادمی شورمستی ² (استادیار، گروه کشاورزی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران)
عبدالله علیزاده کارسالاری ³ (استادیار، گروه شیمی، واحد سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، سوادکوه، ایران)

تاريخ الإرسال : 24 الأربعاء , رجب, 1444 تاريخ التأكيد : 02 الأربعاء , شعبان, 1444 تاريخ الإصدار : 29 الإثنين , رجب, 1444

الکلمات المفتاحية: حلال اسیدی, کیتوزان, پوشش کامپوزیت, وزن مولکولی, پلی‌وینیل الکل,

ملخص المقالة :

به‌منظور بهینه‌سازی محلول فیلم کیتوزان با سطح، وزن مولکولی و حلال اسیدی و سپس بکارگیری آن در پوشش کامپوزیت در نسبت اختلاط مناسب، ابتدا در قالب یک طرح کاملاً تصادفی به‌روش فاکتوریال 23 با سه عامل سطح (2 و 4 درصد)، وزن مولکولی (بالا و پایین) و حلال (اسید استیک و اسید سیتریک) خواص فیزیکی و مکانیکی فیلم کیتوزان بررسی شد. سپس محلول فیلم منتخب در ترکیب پوشش مرکب کیتوزان – پلی‌وینیل الکل با هدف دستیابی به نسبت اختلاط بهینه و تأثیر بر فراسنجه‌های کیفیت داخلی تخم‌مرغ در یک طرح کاملاً تصادفی با 6 تیمار تخم‌مرغ فاقد پوشش (شاهد)، دارای پوشش خالص کیتوزان و پلی‌وینیل الکل و نیز پوشش‌های مرکب کیتوزان: پلی‌وینیل الکل در نسبت‌های (25، 50 و 75 درصد هریک از اجزا) اجرا شد. نتایج نشان داد بیشترین استحکام کششی و مدول یانگ (به‌ترتیب 16/0 و 45/2 مگاپاسکال) و ناتراوایی (10-8. g/msPa 17/2) در فیلم کیتوزان 4 درصد با وزن مولکولی بالا و اسید استیک و بیشترین کشیدگی در نقطه شکست (33/54 درصد) در فیلم کیتوزان محلول در اسید سیتریک دیده شد (05/0 P<). همچنین تخم‌مرغ‌های با پوشش‌ مرکب کیتوزان - پلی‌وینیل الکل در نسبت 25 درصد کیتوزان و 75 درصد پلی‌وینیل الکل دارای کمترین افت وزنی (57/0 درصد) و بالاترین مقادیر واحد هاو (00/61) و اندیس زرده (37/0) بودند (05/0 P<). بنابراین می‌توان از پوشش کامپوزیت کیتوزان – پلی‌وینیل الکل در نسبت اختلاط بهینه (25 درصد کیتوزان: 75 درصد پلی‌وینیل الکل) به‌عنوان ماده بسته‌بندی جهت افزایش ماندگاری تخم-مرغ حداقل به‌مدت 2 هفته در دمای محیط استفاده کرد.

المصادر:

1- Xu L, Zhang H, Lv X, Chi Y, Wu Y, Shao H. Internal quality of coated eggs with soy protein isolate and montmorillonite: Effects of storage conditions, International Journal of Food Properties. 2017; 20(8): 1921-1934.

DOI: 10.1080/10942912.2016.1224896.

 

2- Catarina O, Ferreira CA, Delgadillo NI, Lopes-da-Silva JA. Characterization of chi-tosan-whey protein films at acid pH. Food Research International. 2009; 42: 807-813.

DOI: 10.1016/j.foodres.2009.03.005.

 

3- Elsabee MZ, Abdou ES. Chitosan based edible films and coatings: A review. Mate-rials Science and Engineering C. 2013; 33 (4): 1819-1841.

DOI: 10.1016/j.msec.2013.01.010.

 

4- Hajighasem Sharbatdar H, Khademi Sh-urmasti D. The effect of bio-filler-reinfor-ced chitosan coating with types of solvent on internal changes and outer eggshell mor-phology. SVU-International Journal of Vet-erinary Sciences. 2022; 5(2): 45-54.

5- Liu Y, Yuan Y, Duan S, Li Ch, Hu B, Liu A, Wu D, Cui H, Lin L, He J, Wu W. Preparation and characterization of chito-san films with three kinds of molecular wei-ght for food packaging. International Jour-nal of Biological Macromolecules. 2020; 155: 249-259.

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.03.217.

 

6- Soares LS, Perim RB, Alvarenga ES, Guimarães LM, Teixeira AVNC, Coimbra JSR, Oliveira EB. Insights on physicoche-mical aspects of chitosan dispersion in aqu-eous solutions of acetic, glycolic, propionic or lactic acid. International Journal of Bio-logical Macromolecules. 2019; 128: 140-148. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2019.01.106.

 

7- Chenni A, Djidjelli H, Boukerrou A, Grohens Y, Saulnier B. Thermomechanical and acidic treatments to improve plasticize-ation and properties of chitosan films: A comparative study of acid types and glyc-erol effects. Materials Testing. 2018; 60: 93-101.

DOI: 10.3139/120.111122.

 

8- Suganthi S, Vignesh S, Kalyana Sundar J, Raj V. Fabrication of PVA Polymer Films with Improved Antibacterial Activity by Fine-tuning via Organic Acids for Food Packaging Applications. Applied Water Sc-ience. 2020; 10: 100.

DOI: 10.1007/s13201-020-1162-y.

 

9- Olarte-Paredes A, Salgado-Delgado JN, Rubio-Rosas E, Salgado-Delgado AM, He-rnández-Cocoletzi H, Salgado-Delgado R, Moreno-Carpintero E, Castaño VM. Phys-ico-chemical Properties of a Hybrid Bioma-terial (PVA/Chitosan) Reinforced with Co-nductive Fillers. Applied Science. 2021; 1: 3040. DOI: 10.3390/app11073040.

 

10- Wardhono EY, Pinem MP, Susilo S, Siom BJ, Sudrajad A, Pramono A, Meliana Y, Guénin E. Modification of Physio-mechanical Properties of Chitosan-based Films via Physical Treatment Approach. Polymers. 2022; 14: 5216.

DOI: 10.3390/polym14235216.

 

11- El-Hefian E, Nasef MM, Yahaya AH. Preparation and Characterization of Chito-san/Poly (vinyl alcohol) Blended Films: Mechanical, Thermal and Surface Investig-ations. E-Journal of Chemistry. 2011; 8(1): 91-96.

 

12- Bahrami SB, Kordestani SS, Mirza-deh H, Mansoori P. Poly (vinyl alcohol)- Chitosan Blends: Preparation, Mechanical and Physical Properties. Iranian Polymer Journal. 2003; 122 (2): 139-146.

 

13- Qiao C, Ma X, Wang X, Liu L. Stru-cture and properties of chitosan films: Eff-ect of the type of solvent acid. LWT-Food Science and Technology. 2021; 135: 109 984.

DOI: 10.1016/j.lwt.2020.109984.

 

14- Rachtanapun P, Homsaard N, Kodsa-ngma A, Phongthai S, Leksawasdi N, Phi-molsiripol Y, Seesuriyachan P, Chaiyaso T, Chotinan S, Jantrawut P, Ruksiriwanich W, Wangtueai S, Sommano SR, Tongdeesoo-ntorn W, Sringarm K, Jantanasakulwong K. Effects of storage temperature on the qua-lity of eggs coated by cassava starch blen-ded with carboxymethyl cellulose and par-affin wax. Poultry Science. 2022; 101: 101509. DOI: 10.1016/j.psj.2021.101509.

 

15- ASTM International. ASTM E96, Stan-dard test methods for water-vapor transmit-ssion of materials; ASTM International. 2016; West Conshohocken, PA, USA.

 

16- ASTM International. ASTM D882-18, Standard test method for tensile properties of thin plastic sheeting; ASTM Inter-national. 2018; West Conshohocken, PA, USA.

 

17- Koga O, Fujihara N, Yoshimura Y. Scanning electron micrograph of surface structures of soft-shelled eggs laid by reg-ularly laying hens. Poultry Science. 1982; 61: 403-406. DOI:10.3382/ps.0610403.

 

18- Haugh RR. A new method for determi-ning the quality of an egg. US Egg Poultry. 1937; 39: 27-49.

 

19- Funk EM. Egg science and technology. In: Egg Science and Technology. Stadel-man, W.J. and Cotterill, O.J. (Eds.). AVI Publishing Company, Inc.1973; Westport, CT.

 

20- Chen JL, Zhao Y. Effect of molecular weight, acid, and plasticizer on the phys-icochemical and antibacterial properties of β-chitosan based films. Journal of Food Science. 2012; 77(5): E127-E136.

DOI: 10.1111/j.1750-3841.2012. 02686.x.

 

21- Bizymis AP, Giannou V, Tzia C. Impr-oved properties of composite edible films based on chitosan by using cellulose nan-ocrystals and beta-cyclodextrin. Applied Sciences. 2022; 12: 8729.

DOI:10.3390/app12178729.

22- Adila SN, Suyatma NE, Firlieyanti AS, Bujang A. Antimicrobial and physical pro-perties of chitosan film as affected by solv-ent types and glycerol as plasticizer. Adva-nced Material Research. 2013; 748: 155-159.

DOI:10.4028/www.scientific.net/AMR.748.155.

23- Nunthanid J, Puttipipatkhachorn S, Ya-mamoto K, Peck GE. Physical properties and molecular behavior of chitosan films. Drug Development and Industrial Pharm-acy. 2001; 27(2): 143-157.

DOI: 10.1081/ddc-100000481.

 

24- Sharmin N, Rosnes JT, Prabhu L, Böck-er U, Sivertsvik M. Effect of citric acid cross linking on the mechanical, rheology-cal and barrier properties of chitosan. Mole-cules. 2022; 27: 5118.

DOI: 10.3390/molecules27165118.

 

25- Kumar N, Pratibha, Trajkovska Petko-ska A, Khojah E, Sami R, Al-Mushhin AAM. Chitosan edible films enhanced with pomegranate peel extract: study on physic-cal, biological, thermal, and barrier propert-ies. Materials. 2021; 14: 3305.

DOI: 10.3390/ma14123305.

 

26- Tripathi S, Mehrotra GK, Dutta PK. Physicochemical and bioactivity of cross-linked chitosan-PVA film for food packa-ging applications. International Journal of Biological Macromolecules. 2009; 45: 372-376. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2009.07.006.

 

27- Xu D, Wang J, Ren D, Wu X. Effects of chitosan coating structure and changes during storage on their egg preservation performance. Coatings. 2018; 8: 317.

DOI:10.3390/coatings8090317.

 

28- Suresh PV, Raj KR, Nidheesh T, Pal GK, Sakhare PZ. Application of chitosan for improvement of quality and shelf life of table eggs under tropical room conditions. Journal of Food Science and Technology. 2015; 52: 6345-6354.

 

29- Wardhono EY, Pinem MP, Susilo S, Siom BJ, Sudrajad A, Pramono A, Meliana Y, Guénin E. Modification of physio-mech-anical properties of chitosan-based films via physical treatment approach. Polymers. 2022; 14: 5216.

DOI: 10.3390/polym14235216.

 

30- Sheng L, Huang MJ, Wang J, Xu Q, Hammad HHM, Ma MH. A Study of Storage Impact on Ovalbumin Structure of Chicken Egg. Journal of Food Engineering. 2018; 219: 1-7.

 

31- Bhale S, No HK, Prinyawiwatkul W, Farr AJ, Nadarajah K, Meyers SP. Chitosan Coating Improves Shelf Life of Eggs. Jour-nal of Food. 2003; 68(7): 2378-2383.

 

32- Silversides FG, Scott TA. Effect of sto-rage and layer age on quality of eggs from two lines of hens. Poultry Science. 2001; 80: 1240-1245.

 

33- Liu Y, Wang Sh, Lan W, Qin W. Fab-rication and testing of PVA/Chitosan bila-yer films for strawberry packaging. Coatin-gs. 2017; 7: 109.

DOI: 10.3390/coatings7080109.

 

34- Olarte-Paredes A, Salgado-Delgado JN, Rubio-Rosas E, Salgado-Delgado AM, He-rnández-Cocoletzi H, Salgado-Delgado R, Moreno-Carpintero E, Castaño VM. Phy-sico-chemical properties of a hybrid biom-aterial (PVA/Chitosan) reinforced with co-nductive fillers. Applied Science. 2921; 1: 3040. DOI: 10.3390/app11073040.