طراحی فیلم خوراکی ضد میکروبی بر پایه پکتینات کلسیم حاوی اسانس و عصاره آبی فلفل قرمز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه بهداشت مواد غذایی، دانشگاه تهران، دانشکده دامپزشکی ، تهران، ایران

2 دانشجو دکتری تخصصی گروه بهداشت مواد غذایی، دانشگاه تهران، دانشکده دامپزشکی، تهران، ایران

3 استاد گروه بهداشت مواد غذایی، دانشگاه تهران، دانشکده دامپزشکی ، تهران، ایران

4 سمنان

5 دانشیار گروه بهداشت مواد غذایی، دانشگاه تهران، دانشکده دامپزشکی ، تهران، ایران

چکیده

فیلم­های خوراکی به­ عنوان حامل ترکیبات آنتی­اکسیدانی و ضدمیکروبی به ایفای نقش می­پردازند. اسانس روغنی و عصاره آبی فلفل قرمز که تحت عنوان ترکیبات ضدمیکروبی در سیستم­های غذایی به شمار می­روند، می­توانند در ماتریکس فیلم خوراکی گنجانده شوند. در این مطالعه اثر ضدمیکروبی فیلم خوراکی پکتینات کلسیم حاوی اسانس و عصاره فلفل قرمز بر چهار گونـه از مهمترین بـاکتری­های پاتوژن غذازاد شـامل اسـتافیلوکوکوس اورئـوس، لیستریا مونوسیتوژنز، اشرشیاکلی (O157;H7) و سالمونلا انتریتیدیس با روش دیسک­های انتشاری مورد بررسی قرار گرفت. از فیلم­های تولید شده بر پایه پکتینات کلسیم حاوی غلظت­های 5/0 و 1 درصد از اسانس و غلظت 2 درصد عصاره آبی فلفل قرمز، دیسک­هـایی بـه قطـر 9 میلی­متر تهیه و در شرایط استریل روی محیط مغز و قلب  (BHI)از قبل کشت داده شده، قرار گرفتند. قطر هاله­های تشکیل شده به عنوان شاخص میزان فعالیـت ضدمیکروبی فیلم­ها در نظر گرفته شد. محاسبات آماری با استفاده از نرم افزار Sigma Plot انجام پذیرفت. نتایج نشان داد که فیلم­های طراحی شده به­طور مؤثر علیه پاتوژن­های مورد آزمایش عمل کردند و کامپوزیت­های حاوی اسانس روغنی فلفل قرمز در هر دو غلظت ظرفیت مناسبی برای محدود کردن رشد باکتری­های بیماریزای مواد غذایی از خود به نمایش گذاشتند. تنهـا فـیلم حـاوی 5/0 درصـد اسانس روی پاتوژن سالمونلا انتریتیدیس هیچ هاله عدم رشدی تشکیل نداد یا به عبارتی هیچگونه اثر بازدارندگی در این غلظت نداشـت. همچنین اضافه شدن عصاره آبی فلفل قرمز به فیلم­های حاوی اسانس روغنی، ویژگی­های ضد باکتریایی فیلم­ها را تقویت کرد. نتایج حاصل نشان می­دهد که اسانس روغنی و عصاره آبی فلفل قرمز می­تواند بـه عنـوان یـک نگهدارنده طبیعی در ترکیب فیلم خوراکی پکتینات کلسیم جهت بسته­بندی مواد غذایی مورد استفاده قرار گیرد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Designing an antimicrobial edible film based on calcium pectinate containing essential oil and aqueous extract of red pepper

نویسندگان [English]

  • Najmeh REZAEE 1
  • Ali Misaghi 2
  • Aboulfazl Kamkar 3
  • Ashkan jebellija 4
  • Hesamedin Akbarin 5
1 Department of Food Hygiene and Qualty Control, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Ira
2 Ph.D. student, Department of Food Hygiene, University of Tehran, Faculty of Veterinary Medicine, Tehran, Iran.
3 Department of Food Hygiene, University of Tehran, Faculty of Veterinary Medicine, Tehran, Iran.
4 Semnan
5 Department of Food Hygiene, University of Tehran, Faculty of Veterinary Medicine, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Edible films have gained significant attention as carriers of antioxidant and antimicrobial compounds. Essential oils and aqueous extracts of red pepper, known for their antimicrobial properties in food systems, can be incorporated into the matrix of edible films. This study aimed to investigate the antimicrobial activity of calcium pectinate edible films containing essential oil and aqueous extract of red pepper against four major foodborne pathogenic bacteria, including Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli (O157:H7), and Salmonella enteritidis, using the disc diffusion method. Disks with a diameter of 9 mm were prepared from calcium pectinate-based films containing 0.5% and 1% essential oil and 2% aqueous extract of red pepper and placed under sterile conditions on pre-inoculated BHI agar plates. The diameter of the inhibition zones was considered as an indicator of the antimicrobial activity of the films. Statistical analysis was performed using Sigma Plot software. The results demonstrated that the designed films effectively inhibited the tested pathogens. Composites containing red pepper essential oil exhibited a remarkable ability to restrict the growth of foodborne pathogenic bacteria at both concentrations. However, the film containing only 0.5% essential oil did not form an inhibition zone against Salmonella enteritidis, indicating no inhibitory effect at this concentration. Additionally, the addition of aqueous extract of red pepper further enhanced the antibacterial properties of the essential oil-containing films. These findings suggest that essential oil and aqueous extract of red pepper can be employed as natural preservatives in calcium pectinate edible films for food packaging applications.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Calcium Pectinate
  • Packaging Film
  • Antimicrobial
  • Food
  • Bioactive Compound

مراجع

Azeredo, h. M., morrugares-carmona, r., wellner, n., cross, k., bajka, b., & waldron, k. W. 2016. Development of pectin films with pomegranate juice and citric acid. Food chemistry. 198, 101-106.
Bohlmann, g. M. 2005. General characteristics, processability, industrial applications and market evolution of biodegradable polymers. Handbook of biodegradable polymers, 183-218.
Rojas-graü, m. A., avena-bustillos, r. J., olsen, c., friedman, m., henika, p. R., martín-belloso, o., & mchugh, t. H. 2007. Effects of plant essential oils and oil compounds on mechanical, barrier and antimicrobial properties of alginate–apple puree edible films. Journal of food engineering. 81(3), 634-641.
Ahmad, m., benjakul, s., prodpran, t., & agustini, t. W. 2012. Physico-mechanical and antimicrobial properties of gelatin film from the skin of unicorn leatherjacket incorporated with essential oils. Food hydrocolloids. 28(1), 189-199.
Jay JM, Loessner MJ, Golden DA. 2005.Modern food microbiology. 7th ed. New York, NY: Springer Science Business Media, Inc.
Zarringhalam, m., zaringhalam, j., shadnoush, m., safaeyan, f., & tekieh, e. 2013. Inhibitory effect of black and red pepper and thyme extracts and essential oils on enterohemorrhagic Escherichia coli and DNase activity of staphylococcus aureus. Iranian journal of pharmaceutical research. 12(3), 363.
Kanatt, s. R., chander, r., & sharma, a. 2008. Chitosan and mint mixture: a new preservative for meat and meat products. Food chemistry, 107(2), 845-852.
Salmieri, S., Islam, F., Khan, R. a., Hossain, F.M., Ibrahim, H.M.M., Miao, C., Hamad, W.Y. and Lacroix, M., 2014. Antimicrobial nanocomposite films made of poly (lactic acid)-cellulose nanocrystals (PLA-CNC) in food applications: part A—effect of nisin release on the inactivation of Listeria monocytogenes in ham. Cellulose. 21(3):1837–50.
Javidi, Z., Hosseini, S.F. and Rezaei, M., 2016. Development of flexible bactericidal films based on poly (lactic acid) and essential oil and its effectiveness to reduce microbial growth of refrigerated rainbow trout. Food Science and Technology, 72:251–60.
Nisar, t., wang, z. C., yang, x., tian, y., iqbal, m., & guo, y. 2018. Characterization of citrus pectin films integrated with clove bud essential oil: physical, thermal, barrier, antioxidant and antibacterial properties. International journal of biological macromolecules, 106, 670-680.
Sun, dawen., yuanyuan, pan., cheng, junhu., han, zhong. 2018. Meat food preservation device and meat food shelf life extension method. Meat science, 65 2, 877-84   
Özge Erdohan, Z., Çam, B. and Turhan, K.N., 2013. Characterization of antimicrobial polylactic acid based films. Journal of Food Engineering, 119 (2):308–15.
Jouki, M., Yazdi, F.T., Mortazavi, S.A., Koocheki A., 2014. Quince seed mucilage films incorporated with oregano essential oil: Physical, thermal, barrier, antioxidant and antibacterial properties, Food Hydrocolloids. 36, 9-19.
Woraprayote, W., Kingcha, Y., Amonphanpokin, P., Kruenate, J., Zendo, T., Sonomoto, K., Benjakul, S. and Visessanguan, W. 2013. Anti-listeria activity of poly (lactic acid)/sawdust particle biocomposite film impregnated with pediocin PA-1/AcH and its use in raw sliced pork. journal of International food microbiology, 167(2):229–35.
Solano, A.C.V. and de Gante, C.R. 2012. Two Different Processes to Obtain Antimicrobial Packaging Containing Natural Oils. Food and Bioprocess Technology, 5(6):2522–8.
Yao, Y., Ding, D., Shao, H., Peng, Q., & Huang, Y.2017. Antibacterial activity and physical properties of fish gelatin‐chitosan edible films supplemented with D‐Limonene. International Journal of Polymer Science, 1-9.
Thapa Magar, S., and Shrestha, R. 2023. assessment of antioxidant and antibacterial activities of capsaicin extracted from chili samples of Nepal. International Journal of Advanced Research. 11. 988-1003.
Koffi-Nevry, R., Kouassi, K. C., Nanga, Z. Y., Koussémon, M., & Loukou, G. Y. 2012. Antibacterial activity of two bell pepper extracts: Capsicum annuum L. and Capsicum frutescens. International journal of food properties. 15(5), 961-971.
Mehdizadeh t., tajik h., razavi rohani, sm., oromiehie, ar. 2012. Antibacterial, antioxidant and optical properties of edible starch-chitosan composite film containing thymus kotschyanus essential oil. Veterinary Research Forum.3(3):167-73.
Chang s, Mohammadi nafchi a, Baghaie h. 2021. Development of an active packaging based on polyethylene containing linalool or thymol for mozzarella cheese. Food Science & Nutrition. 19;9(7):3732-3739.
de Oliveira Filho, J.G.; de Deus, I.P.B.; Valadares, A.C.F.; Fernandes, C.C.; Estevam, E.B.B.; Egea, M.B. 2020. Chitosan Film with Citrus limonia Essential Oil: Physical and Morphological Properties and Antibacterial Activity. Colloids Interfaces. 4, 18.
Van Loi, N., Thi Binh, P., Thi Thanh, K., & Ngoc, N. T. T. 2023. Study to determine the chemical constituents, antibacterial ability, and antioxidant activity of the red pepper (Piper Nigrum l.) essential oil in Gia Lai Province, Vietnam. Food Science and Technology, 43. 152-158.
Kristo, E., Koutsoumanis, K. P., & Biliaderis, C. G. 2008. Thermal, mechanical and water vapor barrier properties of sodium caseinate films containing antimicrobials and their inhibitory action on Listeria monocytogenes. Food hydrocolloids, 22(3), 373-386.
 
 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار