Nohut Nişastası Bazlı Yenilebilir Film İle Kaplanmış Nar Tanelerinin Kalite Değerlendirmesi

Abstract

Yenilebilir filmler ve kaplamalar gıdanın dış yüzüne kaplanan ve gıdanın raf ömrünü ve kalitesini arttırmaya yönelik uygulanan yenilebilir malzemeler olarak tanımlanırlar. Meyve ve sebzeler yapılarında kabuk ve mum gibi doğal olarak koruyucu bir tabakaya sahiptirler. Bu doğal tabakanın, oksijen, karbondioksit gibi çeşitli gaz ve nem kaybını düzenlediği, aroma ve lezzet kaybını azalttığı bilinmektedir. Gıda sistemlerinde nem, oksijen, karbondioksit, lipid, aroma ve tat bileşenlerinin geçirgenliğini düzenleyen yenilebilir filmler, gıdanın yapısnı ve raf ömrünü geliştirir. Yenilebilir film ve kaplamalar olarak, polisakkaritler, proteinler ve lipidler gibi biyopolimerlerden yararlanılmaktadır. Yenilebilir filmler ve kaplama konusu son yıllarda artarak devam etmekteyse de, bu yöntem geleneksel olarak, gıdayı korumak veya yeni tat kazandırmak için asırlardan beri kullanılmakta olduğu bilinmektedir. En çok bilinen örnekleri, meyvelerin mum ile, şekerlemeler, badem, üzüm, fındık, fıstık gibi meyvelerin ve fırıncılık ürünlerinin çikolata ile, et ürünlerinin yağ bazlı filmlerle kaplanmasıdır. Yenilebilir filmler, birçok kullanım alanı ile gıdanın besin değerini kaybetmeden, güvenilir ve yüksek kaliteli olarak pazarlanmasını sağlar. Yenilebilir film veya kaplamanın en önemli kullanım alanları arasında, kütle transferini kontrol etmesi, mekanik koruma ve duyusal çekicilik sağlaması sayılabilir. Gıdalardaki ve depolama koşullarındaki fonskiyonel özellikleri nedeniyle nişasta bazlı yenilebilir filmlerin kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Düşük fiyatlı olması, mısır, bezelye, patates, nohut gibi birçok gıdada bolca bulunması, kolay işlenmesi ve doğal olarak kullanılması nişastanın önemini arttırmaktadır. Bu çalışmanın amaçları: (1) nar tanelerini kaplamak için en uygun formülasyonu seçmek için nişasta bazlı yenilebilir filmlerin su buharı geçirgenliğini ve oksijen geçirgenliğini belirlemek, (2) paketleme süresince stabilite ve kalite değişikliklerini tahmin etmek için yenilebilir filmlerin farklı sıcaklılarda ve modellerde sorpsiyon izotermleri hakkında bilgi edinmek (3) kaplamanın nar taneleri üzerindeki etkilerini (fiziksel ve kimyasal değişiklikler, toplam fenolik içeriği, toplam flavonoid içeriği, toplam antioksidan aktivitesi) incelemek. Bu amaçla, İstanbul manavından alınan nar ve süpermarketten alınan nohutlar kullanılmıştır. Nohut doğruca nişasta üretimi için kullanıldı. %4 lük nişasta çözeltisi film oluşturan çözelti eldesinde kullanıldı. Film oluşturan çözeltiye beş farklı plastikleştirici ajan eklendi. Bunlar; gliserol, sorbitol ve gliserolle sorbitolün farklı oranlarda karışımından elde edilen plastikleştiriciler (Gliserol:Sorbitol, 1:1, 1:3, 3:1). Farklı bileşimlerde yenilebilir filmler elde edildikten sonra bu filmlerin su buharı geçirgenlikleri ve oksijen geçirgenlikleri belirlendi. Sonuçlara göre, nar tanelerini kaplamak için en iyi üç formülasyon seçildi. Seçilen bu formülasyonlarla nar taneleri kaplandı. Kaplanan nar tanelerinin 4 oC’de 10 gün boyunca depolanması sırasındaki fiziksel ve kimyasal değişiklikleri incelendi: ağırlık kaybı, toplam çözünebilir katı madde içeriği, titrasyon asitliği ve pH. Ayrıca nar tanelerinin depolama sırasında her gün yapılan analizlerle toplam fenolik içeriği, toplam flavonoid içeriği ve toplam antioksidan aktivitesi araştırıldı. Toplam antioksidan aktivitesi için 3 farklı metoddan yararlanıldı:1,1-diphenhenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, Cupric Reducing Antioxidant Capacity (CUPRAC) ve 2,2’azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) analiz metodları. Gliserol ve sorbitolün plastikleştirici ajan olarak kullanıldığı nohut nişastasından elde edilen yenilebilir filmlerim su buharı geçirgenlikleri ve oksijen geçirgenlikleri değerlendirildi. Elde edilen sonuçlar farklı oranlarda ilave edilen plastikleştiricilerin su buharı ve oksijen geçirgenliklerini etkilediğini göstermiştir. Plastikleştirici ajan ilavesi nişasta bazlı filmlerin su buharı geçirgenliklerini arttırmıştır. En yüksek su buharı geçirgenlik değeri %90 gliserolle plastikleştirilmiş yenilebilir filmde (8,7458 ± 0,7a g.mm/day.m2.kPa) gözlenirken, en düşük su buharı geçirgenlik değeriyse %70 sorbitol ilave edilmiş filmde (0,7733 ± 0,3h g.mm/day.m2.kPa) gözlendi. %70 sorbitol içeren yenilebilir film düşük su buharı geçirgenliğe sahip olmasıyla nem bariyer özellikleri diğer filmlere göre daha iyidir. %90 sorbitol (0,885 ml/day.m2.kPa) ilave edilmiş yenilebilir filmin oksijen geçirgenliği %90 gliserolle (8,040 ml/day.m2.kPa) plastikleştirilmiş yenilebilir filminkinden önemli derecede düşüktür. Yenilebilir filme katılan sorbitolün yüzdesinin arttırılması filmin oksijen geçirgenlinin azalmasına yani daha iyi oksijen bariyer özelliklerine nedenolmuştur. Gliseroldeyse durum sorbitolün gösterdiği etkinin zıttıdır. Filmdeki gliserol yüzdesi arttıkça, oksijen geçirgenliği de artmaktadır. Yenilebilir filmlerin sorpsiyon izotermleri karşılaştırıldığında, higroskopik özellikleri en yüksekten en düşüğe doğru sırasıyla, %90, %80 ve %70 sorbitolle plastikleştirilmiş yenilebilir filmlerdir. Su aktivitesi değeri 0,6’dan sonra yenilebilir film eğrilerinin eğimi artmıştır. Bu çalışmada sorpsiyon modellerine uygunluğun belirlenmesi için 3 farklı sıcaklıkta (20 oC, 30 oC, 40 oC) 3 farklı yenilebilir film (%70, %80 ve %90 sorbitol ilave edilmiş) kullanılmıştır. Sonuç olarak, Halsey denklemi tüm film örneklerine uygunluk göstererek sorpsiyon eşitliğini iyi bir şekilde tanımlıyor. Minimum ağırlık kaybı %90 sorbitol ilave edilmiş yenilebilir filmle kaplanmış nar tanelerinde (0,71 % weight loss) gözlenirken, maksimum ağırlık kaybı kaplanmamış nar tanelerinde (1,17 % weight loss) gözlendi. Bu açıdan, kaplama nar tanelerinin kalitesini geliştirir. Antioksidan aktiviteleri incelendiğinde her üç metodla (DPPH, ABTS, CUPRAC) da 4 oC’de 10 günlük depolama süresi boyunca kaplanmamış nar tanelerinin antioksidan içeriği farklı konsantrastonlarda ilave edilmiş (70%, 80% ve 90%) sorbitol ile plastikleştirilmiş yenilebilir filmle kaplanmış nar tanelerinin antioksidan içerğinden daha düşük olduğu gözlenmiştir. Kısacası, nohut nişastası bazlı yenilebilir filmle kaplama işlemi kaplanmamış örneklerle karşılaştırıldığında nar tanelerinin kalitesini devam ettirdi ve raf ömrünü uzattı. Nişasta bazlı çözeltiler nar tanelerini muhafaza etmek için alternatif olabilir.

An edible film is defined as a thin layer made of edible material which is formed on a food as a coating.. Edible films can regualte the transfer of moisture, oxygen, carbon dioxide, lipid, aroma, and flavor compounds in food systems and can improve shelf life of food product and food quality. Although the usage of edible films and coatings in food products is applied lately, the idea of edible films and coating has intrigued packaging and food engineers for a long time. For example, during the twelfth and thirteenth centuries, dipping of oranges and lemons in wax to prevent water loss was applied in China. Edible films and coatings have an use in lots of applications including casings for sausages, chocolate coatings for nuts and fruits and wax coatings for fruit and vegetables. The use of starch based edible film is increasing because of its functional properties in food processing and storage. To be low cost source, to be rich in many foods like corn, pea, potato, chickpea etc., to be easy to process and to use as natural are increasing its importance. Objectives of this research were to (1) to determine the water vapor permeability and oxygen permeability of starch based edible films to select the best formulation for coating pomegranate arils, (2) to obtain information about the sorption isotherms of the edible film at different temperatures and modelling with different sorption isotherm models for predicting stability and quality changes during the packaging, (3) to investigate the effect of coating pomegranate arils on physcial and chemical changes (weight loss, titratable acidity, pH, total soluble solids content), total phenolic content, total flavonoid content and antioxidant activity. For these objectives, chickpea purchased from central supermarket and pomegranate obtained from greengrocer in Istanbul province is used. Chickpea was directly used to produce starch. 4% starch solution was used to form film forming solution and 5 different plasticizer content was used: glycerol, sorbitol and three different ratios of them (1:1, 1:3, 3:1). Then water vapor permeability and oxygen permeability of these edible films were determined. According to results, three best formulation was choosen to coat pomegranate arils. Coated arils were used to observe physical and chemical changes during storage at 4 oC 10 days : weight loss, total soluble solids content, titratable acidity and pH. Then pomegranate arils were used to observe their total phenolic contents, total flavonoid contents and total antioxidant activity by three different methods: 1,1-diphenhenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, Cupric Reducing Antioxidant Capacity (CUPRAC) and 2,2’azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt (ABTS) analysis method. The low cost, abundance of source, good mechanical and barrier properties of chickpea starch potentiate their applications for food preservation. The water vapor annd oxygen permeability of edible films from chickpea starch plasticized by glycerol and sorbitol were evaluated. The results obtained show that different ratios of plasticizer affected WVP and OP of edible films. The addition of plasticizer increased the water vapor permeability of starch films. The highest WVP value was observed in 90% glycerol plasticized edible film, while the lowest in 70% sorbitol added film. 70% Sorbitol plasticized film has better moisture barrier property with having lower WVP value. Oxygen permeability of 90% sorbitol added edible film was significantly lower than that of 90% glycerol plasticized edible film. Increasing the percentage of plasticizer sorbitol results in decreasing the oxygen permeability thus can improve oxygen barrier properties. It has reverse effect on glycerol. Increased level of glycerol had higher oxygen permeability. When it is compared the sorption isotherms of the edible films, the hygroscopic properties from higher to lower is respectively edible film plasticized by 90% sorbitol, 80% sorbitol and 70% sorbitol. The slope of the curve of edible films is increased after the water activity value 0.6. In this study, sorption models for applicablity are investigated for different edible films. As a result, sorption equilibrium can be well described with Halsey equation. Because it is applicable for all edible film samples. The minimum weight loss was obtained in arils with 90% sorbitol plasticized coatings, while the maximum weight loss was observed in uncoated arils. In this term, coating improves the quailty of pomegranate arils. All in all, the chickpea starch-based film coatings maintained the quality of pomegranate arils and prolonged shelf life, compared to uncoated fruit. Starch-based solutions can be alternative to conserve pomegranate arils.