Natamisin içeren aljinat ve zein filmlerinin hazırlanması, karakterizasyonu ve kaşar peynirinin raf ömrü üzerine etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı, kaşar peynirinde küflenme problemini sınırlandırma/engelleme amaçlı olarak doğal bir antimikrobiyal olan natamisin içeren polisakkarit (aljinat) ve protein (zein) bazlı biyofilmlerin geliştirilmesidir. Farklı konsantrasyonlarda natamisin içeren aljinat ve zein esaslı yenilebilir filmlerin antifungal etkileri model mikroorganizma olarak seçilen Aspergillus niger (A. niger) ve Penicillium camemberti (P. camemberti ) kullanılarak agar disk difüzyon metoduyla belirlenmiştir. Mekanik özellikleri, nem tutma kapasiteleri, filmlerin kesit yapısı ve yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Son olarak filmlerin kaşar peynirinin raf ömrüne etkisi Aspergillus niger ve Penicillium camemberti küfleri test mikroorganizmaları kullanılarak buzdolabı sıcaklığında 45 gün depolama süresi boyunca araştırılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, natamisin konsantrasyonunun artmasıyla her iki test organizmasına karşı antimikrobiyal aktivitenin arttığını; ancak A. niger ve P. camemberti küflerine karşı aljinat filmlerinin, zein filmlerine kıyasla daha geniş inhibisyon zonları oluşturduğu tespit edilmiştir. Zein filmlerine ait gerilme dirençleri, kopma anında uzama yüzdesi ve elastik modülü değerlerinin aljinat filmlerinden daha zayıf olduğu tespit edilmiştir. En yüksek gerilme direnci ve elastik modülü 40 mg natamisin içeren aljinat filmlerde, en yüksek kopma anındaki uzama yüzdesi ise 2 mg natamisin içeren aljinat filmlerde gözlemlenmiştir. Aljinat filmlerin nem tutma kapasiteleri zein filmlerine göre daha yüksektir ve en yüksek nem tutma kapasitesi 20 mg natamisin içeren aljinat filmlerde gözlemlenmiştir. SEM analizi sonucunda aljinat film örneklerinin zein filmlere kıyasla daha düzenli bir yapıya sahip olduğu ve düşük konsantrasyonda natamisinin aljinat filmleri içerisinde daha homojen dağılım gösterdiği belirlenmiştir. 45 günlük depolama süreci sonunda kaşar peynirlerindeki küf yükleri incelendiğinde, yüksek konsantrasyonlarda natamisin bulunduran zein filmlerinin aljinat filmlere kıyasla her iki test organizmasına karşı daha iyi antimikrobiyal aktivite gösterdiği belirlenmiş ve bu nedenle kaşar peyniri ambalajlamasında daha uygun olacağı sonucuna varılmıştır. Bu çalışmada elde edilen bulgular ışığında ekonomik, çevre dostu, doğal ve sağlıklı bir ambalaj elde edilebileceği ortaya konulmuştur.

The aim of this study was to develop polysaccharide (alginate) and protein (zein) based biofilms containing natamycin, a natural antimicrobial, in order to limit or prevent the common molding issue in kashar cheeses. Using disk diffusion method, the antifungal effects of alginate and zein based edible films containing natamycin were determined over the selected model microorganisms; Aspergillus niger (A. niger) and Penicillium camemberti (P. camemberti). The mechanical properties, water holding capacities, cross sectional and surface morphologies were screened using a scanning electron microscope (SEM). Finally, the effects of films on the shelf life of kashar cheeses inoculated with A. niger and P. camemberti were investigated through their storage under refrigerator conditions for 45 days. The results indicated that as the natamycin concentration increased the antifungal activity increased against both microorganisms, however, alginate films were found to create wider inhibition zones than the zein films against both A. niger and P. camemberti. The tensile strength, the percent elongation at break and the elastic modulus values of the zein films were found to be weaker than the alginate films. The highest tensile strength and elastic modulus were observed in alginate films containing 40 mg natamycin while the highest elongation percentage at break was determined in alginate films containing 2 mg natamycin. The moisture retention capacities of the alginate films were higher than those of the zein films and the highest moisture retention capacity was observed in alginate films containing 20 mg natamycin. The SEM micrographs showed that the alginate film specimens had a more regular/organized structure compared to the zein films and a more homogeneous distribution of natamycin in alginate films at lower concentrations. At high natamycin concentrations, zein films were found to show better antimicrobial activity against both test fungi compared to the alginate films at the end of the 45 days of storage. Hence, zein films were regarded as a better option for cheese packaging. It has been shown that economic, environmental friendly, natural and healthy packaging can be obtained in the light of findings obtained in this study.