مقاله تأثیر پوشش خوراکی ژلاتین - کیتوزان بر بسته بندی گوشت مرغ تازه

بخشی از مقاله

تأثير پوشش خوراکي ژلاتين -کيتوزان بر بسته بندي گوشت مرغ تازه
چکيده
در مطالعه حاضر اثر پوشش ژلاتين -کيتوزان به عنوان بسته بندي اوليه بر روي کيفيت سينه مرغ در طي يک دوره
٩ روزه در شرايط نگه داري سرد(٤ درجه سانتي گراد) بررسي شد. در اين تحقيق ،از ٣ غلظت ژلاتين (٣، ٦و
٨%)و ٢ غلظت کيتوزان (١و ٢%)براي پوشش دهي تکه هاي مرغ استفاده شد.کيفيت ميکروبي (بار باکتريايي کل ) و شيميايي (بازهاي ازته فرارو شاخص پراکسيد) نمونه ها در دوره ٩ روزه (هر ٣ روز)مورد ارزيابي قرار گرفت .ميزان اين شاخص ها در شاهد به صورت روند معناداري بيشتر از نمونه هاي پوششي بودو رشد ميکروبي، بازهاي ازته فرارو شاخص پراکسيد در نمونه هاي با درصد بالاتر کيتوزان و ژلاتين کندتر بود.به دليل رشد ميکروبي بالاتر در شاهد، ميزان بازهاي ازته هم بيشتر بود.
بين ژلاتين ٣%با ژلاتين ٦و ٨%اختلاف معنادار بوده و تيمار با ژلاتين ٣%روند افزايشي بيشتري دربازهاي ازته فرارو رشد ميکروبي داشته است . بنابراين مي توان گفت که پوشش دهي باعث حفظ کيفيت نمونه ها در کل دوره نگه داري شد.
واژه هاي کليدي
گوشت سينه مرغ ؛ بسته بندي، پوشش دهي ژلاتين کيتوزان .

١- مقدمه
بسته بندي يک عنصر اصلي در چرخه حمل ونقل ، فراوري، انبارداري و توزيع مواد غذايي ميباشد. نقش اصلي بسته بندي ، اينست که محصول را با کيفيت بهتر يا مشابه کيفيت اوليه از زمان توليد تا زماني که به مصرف کننده ميرسد، حفظ کند[١].نقش بسته بندي هايي که براي محصولات گوشتي استفاده ميشود، حفظ ظاهر، رنگ و بوي قابل پذيرش ، پايداري ترکيبات فرآورده و تأخير فساد ميکروبي ميباشد. اخيرا تقاضا براي غذاهايي با کيفيت بالا، ايمن و تغيير اولويت هاي مصرف کنندگان منجر به پيشرفت فناوري جديد بسته بندي مواد غذايي شده است . جايگزيني که درچند سال اخير توسعه داده شده است ،استفاده از بيوپلي مرهاي ٧ زيست تخريب پذير ميباشد[٢]. استفاده از اين بيوپلي مرهابه عنوان بسته بندي مواد غذايي مزايايي به دنبال خواهد داشت ، از جمله : ١) بخش عمده اي از اين بيوپليمرها منشأ کشاورزي دارند، بنابراين توليدو استخراج آن ها باعث افزايش ارزش افزودة محصولات کشاورزي ميشود. ٢)اين بيوپلي مرها از منابع تجديدپذيربه دست مي آيند، لذا توليدآن ها موجب حفظ منابع تجديدپذير براي نسل هاي آينده ميشود. ٣)قابل برگشت به طبيعت هستند، لذا موجب آلودگي محيط زيست نميشوند[٣].بسته بندي هاي زيستي بر اساس هضم پذيري به دو دسته تقسيم مي شوند: ١)خوراکي که شامل فيلم هاو پوشش ها ميباشد(در صورت عدم استفاده از افزودني هاي مضر)، ٢)غيرخوراکي که شامل بسته بندي هاي زيستي سخت مانند سينيها، بطريهاو غيره ميباشد[٣و ٤].پوشش هاي خوراکي ،يک فيلم شفاف مي باشند که روي سطح ماده غذايي رامي پوشانند ومانع رسيدن اکسيژن ورطوبت به سطح ميشوند. پوشش هاي خوراکي مي توانند يک پوشش محافظ اضافي براي محصولات تازه ايجاد کنند. پوشش هاي خوراکي هم به عنوان بسته بندي اوليه و هم جزء ماده غذايي محسوب مي شوند. بديهي است آن دسته از مواد غذايي که به اين طريق توليد ميگردند، نياز به بسته بندي ثانويه از ضروريات ميباشد. فيلم هاو پوشش هاي خوراکي براي حذف بسته بندي هاي غيرخوراکي استفاده نميشوند بلکه به همراه بسته بندي هاي مرسوم به بهبود کيفيت و ماندگاري مواد غذايي کمک ميکنندو تعداد لايه هاي بسته بندي را کاهش ميدهند[٤و ٥].
استفاده از پوشش هاي خوراکي به طور ويژه در فرآورده هاي گوشتي، فوايدو مزيت هاي زيادي را به دنبال خواهد داشت از جمله : پوشش هاي خوراکي با خواص ممانعتي خوب در مقابل رطوبت ميتواند مشکلات مربوط به افت رطوبت را کاهش دهد، همچنين مي توانند عصاره را در خود نگه دارند، در نتيجه ازچکه کردن جلوگيري و باعث حفظ ظاهر محصول مي شوند[٦]و نياري به قرار دادن جاذب ها در بسته بندي نمي باشد، سرعت رنسيديتي ١ که در نتيجه اکسيداسيون ٢ ليپيد٣و قهوه اي شدن که به دنبال اکسيداسيون ميوگلوبين ٤ در گوشت اتفاق مي افتد با استفاده از پوشش هاي خوراکي نفوذپذير به مقدار کم اکسيژن (نه اين قدر کم که محيط بيهوازي ايجاد کند) مي تواند کاهش يابد و بوهاي فرارو خارجي راکه از فرآورده هاي گوشتي چهارپايان ، طيورو آبزيان خارج ميشود، محدود ميکند(همانند بسته بندي هاي فعال ) پوشش هاي خوراکي حامل آنتياکسيدان ٥(مثل توکوفرول ٦)و مواد ضدميکروبي(به طور مثال اسيدهاي آلي ) مي توانند براي تيمار مستقيم سطح فرآورده هاي گوشتي استفاده شوند و در نتيجه باعث کاهش بار ميکروبي، رنسيديتي و بدرنگي در محصول مي شوند[٣و ٦].
ژلاتين از هيدروليز٧ کلاژن ٨ به دست ميآيد. وزن مولکولي ژلاتين ، بسته به نوع ماده خام بکار گرفته شده در توليد آن و شرايط در حدود ٢٠٠٠٠٠-٣٠٠٠ دالتون ٩ ميباشد. پوشش هاي خوراکي، ژلاتين مهاجرت ١٠ رطوبت ، اکسيژن و روغن را کاهش ميدهند[٧].ممانعت خوب آن ها به اکسيژن ، سبب مي شود که به عنوان عامل ضداکسايش ليپيد وبه تعويق اندازندة رشد کپک ها مطرح باشند[٨].اين پوشش ها خواص ممانعتي خوبي در برابر گازها دارند؛ امابه دليل طبيعت آب دوستي ١١ که دارند در مقابل آب ، مانع ضعيفي هستند.
فيلم ژلاتين شفاف ، انعطاف پذير، قوي و نفوذناپذير به اکسيژن مي باشد[٧].نگه داري گوشت و ساير مواد غذايي با پوشش هاي ژلاتين در اواخر سال ١٨٦٩ پيشنهاد شده است .
کيتوزان ، پلي ساکاريدي ١٢ است که ازد-استيلاسيون کيتين ١٣به دست ميآيد[٩].کيتوزان براي اولين بار توسط شخصي به نام روجت ١٤ در سال ١٨٥٩ درطي جوشاندن کيتين در محلول پتاسيم هيدروکسيد ١٥ غليظ کشف شدکه نتيجه د-استيلاسيون کيتين بود[١٠].کيتوزان يک پلي مر چند کاتیونی با ساختار و ویژگی های مشخص میباشد و شامل بیش از 5000 واحد گلوکز امین میباشد بر اساس ساختار شيميايي، کيتوزان از مونومر٢٣آمينو-٢داکسي -دي گلوکز ساخته شده است که با پيوندهاي بتا ١-٤ گليکوزيدي ٤به هم متصل شده اند، در حالي که کيتين از مونومر ان - استيل گلوکز آمين ٥ تشکيل شده است [١١].
مهم ترين ويژگي فيزيکوشيميايي کيتوزان ، درجه داستيلاسيون و وزن مولکولي آن ميباشد که اين شاخص ها نشان دهنده کيفيت کيتوزان مورد استفاده ميباشد[١٢، ١٣و ١٤].درجه د-استيلاسيون کيتوزان معمولا بين ٩٥-٧٠ درصدمي باشدو مقدار آن به روش تهيه کيتوزان بستگي دارد[١٤و ١٥].وزن مولکولي هم يکي ديگر از ويژگي هاي مهم کيتوزان ميباشد. بر اساس مطالعات و تحقيقات موجود، فعاليت هاي فيزيولوژيکي ٦و ويژگيهاي کاربردي کيتوزان ، بستگي به وزن مولکولي آن دارد[١١].يکي ديگراز ويژگيهاي پليمرهاکه شامل کيتوزان هم ميشود، توانايي آن ها براي تشکيل محلول هاي ويسکوز٧ ميباشد. بنابراين کيتوزان به عنوان غليظ کننده و پايدارکننده عمل ميکندو محلول هاي ايجاد شده ويژگي شبه پلاستيک و ويسکوالاستيک ٨ از خود نشان ميدهند[١٦]و عواملي مثل درجه د-استيلاسيون ، وزن مولکولي، غلظت ، نوع حلال ، پي اچ (PH)وقدرت يوني همانند دما بر ويسکوزيته ٩ کيتوزان مؤثر هستند[١٢].
کيتوزان داراي خواصي بيولوژيکي ١٠ زيادي مانند سازگاري با محيط ، زيست تجزيه پذير، غيرسمي و بيمزه بودن همچنين داراي ساير ويژگيها مثل ضد دردو سرطان و ويژگيهاي آنتي اکسيداني ميباشد[١٢، ١٣و ١٧].کيتوزان داراي ساختمان خاص با گروه هاي آمينو واکنش پذير ميباشد. به دليل وجود اين گروه هاي فعال ، کيتوزان ويژگي ضدميکروبي از خود نشان ميدهد[١١و ١٤].اين فعاليت ضدميکروبي کيتوزان از رشد دامنه وسيعي از ميکروارگانيسم ها ١١ مثل باکتريها، قارچ و مخمر جلوگيري ميکند[١٧و ١٩].
چگونگي عملکرد ويژگي ضدميکروبي کيتوزان به خوبي مشخص نشده است ؛اما دلايلي براي آن ارائه شده است که سه مکانيسم پيشنهادي قابل قبول تر عبارتند از:
مکانيسم اول ، اين ويژگي کيتوزان رابه وجود بار مثبت موجود در زنجيره پليمري کيتوزان به واسطه وجود گروه آمينو نسبت ميدهدکه با بار منفي درشت مولکول هاي 12 سطح سلول ميکروبي مثل پروتئين هاو ليپوپليساکاريدها واکنش داده و انتقال مواد غذايي به درون سلول را مختل ميکند. در مکانيسم دوم ، کيتوزان را يک عامل شلاته کننده ١٣ميدانند که ترکيباتي مثل فلزات وعناصر ضروري براي رشد سلول را از دسترس خارج مي کند.
سومين مکانيسم نيز بيشتر به کيتوزان هاي با وزن مولکولي کم مربوط ميشود. کيتوزان به هسته سلول وارد شده و با ١٤ DNA واکنش ميدهد.
در اين صورت از سنتز١٥ RNA و به دنبال آن پروتئين ممانعت کرده و منجر به مرگ سلول مي شود[٢٣].
نگه داري گوشت به علت ترکيبات بيولوژيکي آن ، حتي در شرايط يخچالي محدود ميباشدو سريعا دچار آلودگي ميکروبي و شيميايي ميگرددو در نهايت موجب کاهش مدت ماندگاري آن مي شود. استفاده از پوشش هاي خوراکي با خواص ضدباکتريايي و آنتياکسيداني در انواع گوشت هاي تازه ، منجمدو عمل آوري شده ، ضمن کنترل عوامل پاتوژن ١٦و جلوگيري از فساد ميکروبي و شيميايي ، باعث بهبود خصوصيات ارگانولپتيک ١و افزايش ماندگاري محصول ميگردد[٢١].هدف از اجراي اين پژوهش استفاده از پوشش خوراکي مخلوط ژلاتين و کيتوزان در غلظت هاي مختلف به عنوان بسته بندي اوليه در گوشت سينه مرغ در دماي نگه داري ١±٤ درجه سانتي گرادمي باشد.
٢-موادو روش ها
٢-١-مواد
گوشت سينه مرغ حدود دو ساعت پس از کشتار از کشتارگاه شرکت مرغ پيگير (گرگان ) تهيه شد.پودر ژلاتين و کيتوزان [شرکت سيگما آلدريچ ٢، آلمان )،کلروفرم ٣(دکتر مجللي)، متانول ٤(کيان کاوه آزما)، اسيد استيک ٥(مجللي )، معرف نشاسته ، پتاسيم يديد(مرک، آلمان )، تيوسولفات سديم ٦، اکسيد منيزيم (دکتر مجللي )، اسيد بوريک ٧(دکتر مجللي)، معرف متيل رد، ضد کف ، اسيد سولفوريک (مرک ، آلمان )، کاغذ صافي واتمن ٤٢٨و محيط کشت پليت کانت آگار9(PCA) تهيه گرديدند.
٢-٢-آماده کردن نمونه هاي گوشت و پوشش دادن
نمونه هاي گوشت سينه مرغ پس از قطعه بندي مناسب در شرايط استريل ١٠ به طور تصادفي به ٧ گروه تقسيم شدندو در بسته بندي هاي صنعتي و در داخل يخچال قابل حمل در دماي ١±٤ درجه سانتي گراد به آزمايشگاه حمل شدند.
پوشش ژلاتين در ٣ سطح ٣، ٦و ٨درصدبه روش لوپز- کابالرو ١١و همکاران (٢٠٠٥)تهيه شد. بدين ترتيب که ژلاتين به ميزان مشخص وزني .حجمي درآب مقطر حل شد. به منظور تورم و انحلال بهتر، ابتدا در دماي ٧ درجه به مدت ١٥ دقيقه قرار داده شدو سپس به مدت ٣٠ دقيقه دردماي ٥٥ درجه حرارت داده و با همزن مغناطيسي هم زده شد. به منظور نرم شدن و انعطاف پذيرتر شدن پوشش ها، ٠.٧٥ درصد (حجمي . حجمي ) گليسرول ١٢ به عنوان نرم کننده به محلول اضافه و به مدت ١٠ دقيقه هم زده شد[٢٢].پوشش کيتوزان در دو سطح ١و ٢ درصدبه صورت وزني . حجمي در اسيد استيک ١ درصد(حجمي . حجمي )به دست آمد[٢٣].براي حل شدن بهتر کيتوزان ، محلول به مدت ٣ ساعت در دماي اتاق با همزن مغناطيسي هم زده شد.
٢-٣-پوشش دهي نمونه ها
به منظور نرم شدن و انعطاف پذيرتر شدن پوشش ها، ٠.٧٥% (حجمي . حجمي ) گليسرول به عنوان نرم کننده به محلول اضافه وبه مدت ١٠ دقيقه هم زده شد.براي ايجاد پوشش مخلوط ، ابتدا محلول کيتوزان و ژلاتين به نسبت ٤٠ به ٦٠ ترکيب شدندونمونه هاي موردنظربه مدت ٣٠ ثانيه در محلول ترکيب شده کيتوزان -ژلاتين غوطه ور شد سپس ٢ دقيقه از محلول خارج و مجددا ٣٠ ثانيه در محلول غوطه ور شدندو پس از آن به مدت ٢ ساعت در دماي محيط (٢٠ درجه سانتي گراد) قرار داده شدند تا خشک شده و پوشش شکل بگيرد[٢٤].
هفت گروه تيمار شامل :
١.گوشت سينه مرغ بدون پوشش و شاهد
٢. گوشت سينه مرغ حاوي ژلاتين ٣%و کيتوزان ١%
٣.گوشت سينه مرغ حاوي ژلاتين ٦%و کيتوزان ١%
٤.گوشت سينه مرغ حاوي ژلاتين ٨%و کيتوزان ١%
٥.گوشت سينه مرغ حاوي ژلاتين ٣%و کيتوزان ٢%
٦.گوشت سينه مرغ حاوي ژلاتين ٦%و کيتوزان ٢%
٧.گوشت سينه مرغ حاوي ژلاتين ٨%و کيتوزان ٢%
بعد از بسته بندي، نمونه ها در داخل يخچال و در ٤ درجه سانتي گراد نگه داري شدندو در فواصل روزهاي ٠، ٣، ٦و ٩ مورد آزمون هاي شيميايي و ميکروبي قرار گرفتند.
٢-٤-آناليز باکتريايي
براي آزمون ميکروبي، ١٠ گرم از نمونه گوشت سينه مرغ در ٩٠ ميلي ليتر از محلول ٨٥.٠ درصد NaCl مخلوط و هموژن ١ شده و متعاقب آن ، رقت هاي مورد نظر تهيه شد. ١ ميليليتر از هر رقت براي کشت باکتريهابه روش پورپلت ٢ در محيط پليت کانت آگار(PCA) قرار گرفت . نمونه هاي کشت داده شده در انکوباتور٣٧٣ درجه سانتيگرادبه مدت ٤٨ ساعت براي شناسايي بار کل باکتريايي قرار گرفتندو پس ازطي مدت انکوباسيون ٤، کلوني ها ٥ شمارش شدند[٢٣و .[25
٢-٥- آناليزهاي شيميايي
٢-٥-١-بازهاي ازته فرار
اندازه گيري بازهاي ازته فرار به روش کلدال ٦و با تيتراسيون عصاره به دست آمده از آن انجام گرفت . بدين منظور، ١٠ گرم نمونه به همراه ٢ گرم اکسيد منيزيم با افزودن ٥٠٠ ميليليتر آب مقطر به بالن کلدال متصل شدو عصاره مورد نظر به محلول متشکل از اسيد بوريک ٢%و ٢-١ قطره متيل رد به عنوان شاخص وارد شد. محلول زرد رنگ حاصله با اسيد سولفوريک ٧ تا حاصل شدن رنگ ارغواني تيتر شدو به صورت ميليگرم نيتروژن در ١٠٠ گرم نمونه بيان شد[٢٦].
٢-٥-٢-پراکسيد
بدين منظور از روش يدومتري چربي استخراج شده از٥٠ گرم نمونه گوشت با استفاده از کلروفرم ٨.متانول ٩ استفاده شد[٢٧].يديد پتاسيم در محيط اسيدي منجر به احياي پراکسيد روغن استخراج شده از نمونه ميشود. يد آزاد شده با افزودن معرف نشاسته تازه تهيه شده و تيتراسيون ١٠ به وسيله تيوسولفات سديم ١١ اندازه گيري شد.
با استفاده از رابطه ميزان پراکسيد نمونه برحسب ميلياکيوالان ١٢ پراکسيد بر ١٠٠٠ گرم روغن (g oil١٠٠٠.m.eq.peroxide) به دست مي آيد.
٢-٦- تجزيه و تحليل آماري
14 داده هاي به دست آمده به کمک آناليز١٣ واريانس دو طرفه با آزمون فاکتوريل ١٥ در قالب طرح کاملا تصادفي توسط آزمون چند دامنه دانکن ١٦ در سطح اطمينان ٩٥ درصد با استفاده از نرم افزار ٩.١.٣ SAS با يکديگر مقايسه ميشوند.
٣-نتايج و بحث
٣-١-بررسي خصوصيات ميکروبيولوژيکي
تغييرات ميزان بار باکتريايي کل تيمارهاي مختلف در طي نگه داري در يخچال در(نمودار ١)مشاهده مي شود.
ميزان بار باکتريايي کل در تيمارهاي مختلف با گذشت زمان نگه داري افزايش يافت . در نمونه شاهد ميزان آن از Log cfu.g ٤.٦٦ در روز صفر به Log cfu.g ٨.٧١در روز ٩ افزايش يافت .ميزان اين شاخص در نمونه هاي ٢، ٣ و٤در ابتداي دوره نگه داري به ترتيب Log cfu.g ٥.٠١، 4.54Log cfu.gو Log cfu.g ٥.٠٨و در انتهاي دوره Log cfu.g ٧.٠٣، 6.59Logcfu.g و Log cfu.g ٦.٤١بود. در تيمارهاي شماره ٥، ٦و ٧ با درصد کيتوزان بالاتر در روز صفر به ترتيب Log cfu.g 4.58،Log cfu.g ٤.٧٦و Log ٤.٣٢ودر روز ٩ نگه داري در يخچال Log cfu.g cfu.g٦.٥٥، 6.51Log cfu.gو Log cfu.g ٦.١٩ شد. در کل دوره ، نمونه هاي شاهد بار باکتريايي بالاتري داشتندو با توجه به مدت نگه داري مرغ تازه که حد مجاز آن طبق استاندارد سازمان دامپزشکي ٣ روز مي باشد، در نمودار مشاهده ميشود که از روز سوم به بعد افزايش تندي در لگاريتم ١ تعداد باکتريها در نمونه هاي شاهد وجود دارد که در نمونه هاي پوششي، رشد ميکروبي کندتروبا نمونه هاي شاهد اختلاف معناداري(٠.٠٠٠١> p) داشتند. در نمونه ٢ با درصد کمتري از ژلاتين و کيتوزان مشاهده مي شودکه نسبت به ساير نمونه هاي پوششي رشد ميکروبي سريع تري داشته است و در روز ٦ نگه داري از حد مجاز طبق استاندارد ( Log cfu.g ٦)بيشتر است . با توجه به نمودارو(جدول ١)در رابطه با تأثير غلظت هاي مختلف ژلاتين و کيتوزان ميتوان به اين نتيجه رسيد که بين ژلاتين ٦و ٨ درصد اختلاف معنادار نبوده و نمودارها تقريبا شيب يکساني داشتند؛ اما بين کيتوزان ١و ٢%اختلاف معنادار مي باشد.بنابراين کيتوزان با اثر ضدميکروبي، نقش مهمي در کاهش بار ميکروبي داردو با توجه به نمودار، کيتوزان ٢ درصد ميانگين بار ميکروبي کمتري دارد. شاخص هاي متعددي بر فعاليت ضدباکتريايي کيتوزان اثرگذار است . گرچه مکانيسم ٢ دقيق آن هنوز به روشني مشخص نشده ؛ اما نظرات متفاوتي براي آن ارائه شده است . نظريه اي اين اثر کيتوزان رابه وجود گروه هاي آمينوي با بار مثبت نسبت داده است که با درشت مولکول هاي داراي بار منفي در سطح سلول ميکروبي پيوند ايجاد نموده و منجربه گسيختگي غشاي سلول باکتري، نشت مواد درون سلولي و در نهايت مرگ آن ميشود [٢٨].