بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی و مکانیکی فیلمهای فعال خوراکی بر پایه ژلاتین حاوی اسانسهای آویشن، پونه و مریم گلی

سابقه و هدف: به منظور کاهش استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها، افزودنی‌ها و نگهدارنده‌های شیمیایی می‌توان در ترکیب بسته‌بندی‌ها از مواد ضدمیکروبی طبیعی استفاده نمود. در پژوهش‌های مربوط به ساخت و ارزیابی فیلم‌های خوراکی در سال‌های اخیر استفاده از انواع اسانس برای محافظت میکروبی، به تعویق انداختن فساد مواد غذایی و کاهش ضایعات غذایی جایگاه قابل‌توجهی به‌دست آورده‌اند. فیلم‌های حاوی ژلاتین مقاومت مکانیکی مناسبی دارند و این ماده به دلیل داشتن خاصیت تشکیل ژل(وجود آمینواسیدهای پرولین و هیدروکسی پرولین) می‌تواند در تولید فیلم خوراکی مورد استفاده قرار گیرد. با توجه به فراوانی و در دسترس بودن اسانس‌های آویشن، پونه و مریم گلی در کشورمان و با توجه به قیمت ارزان ژلاتین، این نوع ترکیب فیلم می‌تواند الگویی جهت استفاده آن در صنایع غذایی قرار گیرد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش به بررسی تاثیر غلظت‌های مختلف اسانس‌های آویشن، پونه و مریم گلی بر ویژگی‌های فیلم خوراکی بر پایه ژلاتین پرداخته شد. متغیر مستقل طبق طرح آماری شامل غلظت‌های مختلف اسانس‌ها (کمترین0% تا بیشترین 4%) و متغیرهای وابسته شامل آزمایشات فیزیکوشیمیایی(حلالیت، نفوذپذیری به بخار، ضخامت، کدورت و پارامترهای رنگی) و آزمایشات مکانیکی(ازدیاد طول تا نقطه شکست، مقاومت به کشش و مدول یانگ) در نظر گرفته شد. از طرح آزمایشی مخلوط (سیمپلکس لاتیس) به‌منظور طراحی فرمولاسیون استفاده شد. یافته‌ها: در این تحقیق بالاترین میزان استحکام کششی(12 مگاپاسگال)، ازدیاد طول در نقطه شکست(26 %) و مدول یانگ(80مگاپاسگال) با توجه به اثرات متقابل اسانس‌ها در غلظت زیاد اسانس پونه (ناحیه 4%) بود. در بین تیمارها، کمترین میزان حلالیت در غلظت زیاد اسانس پونه به مخلوط(ناحیه 4%) و کمترین نفوذپذیری به بخار در ناحیه غلظت پایین اسانس پونه به مخلوط بود. اختلاف مقدار کدورت فیلم‌های حاصل معنی‌دار نبود اگر چه در کمترین غلظت اسانس پونه، بیشترین مقدار را به خود اختصاص داد. بیشترین مقدار ضخامت در غلظت اسانس پونه در ناحیه 4% بدست آمد که از لحاظ آماری معنی‌دار بود. با افزایش غلظت اسانس آویشن در مخلوط، زاویه هیو، شاخص سفیدی و اشباعیت کاهش می‌یابد و بیشترین مقدار آن در ناحیه 4% پونه و مریم گلی می‌باشد. تغییرات پارامترهای a* و b* روندی مشابه شاخص‌های رنگی دارند ولی در رابطه با l* غلظت اسانس‌ها تاثیری در تغییرات این پارامتر ندارد. نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد افزودن غلظت زیاد اسانس‌ پونه به فیلم ژلاتین نسبت به اسانس‌های آویشن و مریم گلی موجب تولید فیلم‌هایی با استحکام کافی شده که بالاترین کارایی و ویژگیهای مطلوب را نسبت به اسانس‌های آویشن و مریم‌گلی را دارد و می‌توانند با تاخیر در اکسیداسیون لیپیدها، خواص مکانیکی و تغییرات رنگی مطلوب، به عنوان یک پوشش مناسب برای محافظت مواد غذایی استفاده گردند.

investigating the physicochemical and mechanical properties of edible active films based on gelatin containing essential oils of thyme, oregano and sage

background and objectives: to minimize the use of antibiotics, additives, and chemical preservatives , it is possible to incorporate natural antimicrobial substances into packaging. recent studies focusing on developing and evaluating edible films have highlighted the effectiveness of essential oils like clove, cinnamon, ginger, and basil in protecting against microbial growth, preventing food spoilage (both chemical and microbial), and reducing food waste. films containing gelatin display impressive mechanical strength, making them suitable for edible film production due to their ability to form a gel-like structure, which is attributed to the presence of certain amino acids like proline and hydroxyproline. taking into account the plentiful availability and affordability of thyme, oregano, and sage essential oils in our country, as well as the low cost of gelatin, this particular composition of film has yet to be extensively researched and could serve as a model for widespread implementation in the food industry.materials and methods: in this study, we investigated the impact of various concentrations of thyme, oregano, and sage essential oils on thr properties of the resulting gelatin-based films. the study examined different concentrations of essential oil ranging from minimum 0% to highest 4% as the independent variable. the dependent variables included a range of physicochemical tests such as solubility, water permeability, thickness, opacity, and color parameters, as well as mechanical tests including elongation to breaking point, tensile strength, and young’s model. the study utilized a mixed experimental design known as simplex lattice and employed design expert13 software for experimental design, analysis of variance, diagram creation, and examining the interactions between variables.results: in this research, the highest tensile strength (12 mpa), elongation at break point (26%) and young’s modulus (80 mpa) were found in high concentrations of oregano essential oil (4%). among the treatments, the lowest solubility was in the high concentration of oregano essential oil in the mixture (4% area) and the lowest vapor permeability was in the area of low concentration of oregano essential oil in the mixture. the difference in the amount of turbidity of the resulting films was not significant, although it was the highest in the lowest concentration of oregano essential oil. the highest amount of thickness was obtained in the concentration of oregano essential oil in the region of 4%, which was statistically significant. by increasing the concentration of essential oil thyme in the mixture, the hue angle, whiteness index and saturation decrease, and its highest amount is in the area of 4% oregano and sage. the changes of a* and b* parameters have a trend similar to color indicators, but in relation to l*, the concentration of essential oils has no effect on the changes of this parameter.conclusion: the results of this research showed that adding a high concentration of oregano essential oil to the gelatin film compared to thyme and sage essential oils produced films with sufficient strength that have the highest efficiency and desirable characteristics compared to thyme and sage essential oils. it has a flower and can be used as a suitable coating for food protection by delaying the oxidation of lipids, mechanical properties and favorable color changes.