Development and characterization of antimicrobial gelatin and pectin films with boron derivatives

Abstract

Gıdaların ambalajlanmasının temel amacı gıda ürünlerini fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik kontaminasyondan ve diğer dış faktörlerden korumaktır. Gıda ambalajlama teknolojisi, değişen tüketici taleplerini karşılamak, muhafaza edilen gıdaların kalitesini artırmak ve özellikle de tüketici algısını etkilemek için günümüz trendlerini yakalamak amacıyla sürekli gelişim göstermektedir. Kalite ve gıda güvenliğinin yanı sıra, çevresel sorunlar da gıda ambalaj teknolojilerinin gelişiminde etkili olmuştur. Aktif ambalajlama ve kaplama; gıda güvenliği ve kalitesini geliştiren ve gıdanın raf ömrünü uzatan önemli yenilikçi ambalajlama teknolojilerinden biridir. Biyopolimer bazlı antimikrobiyal ambalajlar, gıdaların mikrobiyal bozulmasını kontrol ederken aynı zamanda yenilenebilir hammadde kullanılan önemli bir aktif ambalajlama türüdür. Bu çalışmanın temel amacı üç farklı bor türevi (borik asit, disodyum oktaborat tetrahidrat ve sodyum pentaborat) kullanılarak antimikrobiyal özellikli jelatin ve pektin filmler geliştirmek ve karakterize etmektir. Jelatin ve pektin filmler farklı formülasyonlarla geliştirilmiş; ve her bor türevi çeşidi ve konsantrasyonunun filmlerin antimikrobiyal ve antifungal aktiviteleri, fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri üzerine ve film oluşturan solüsyonların reolojik özellikleri üzerine olan etkisi deneysel çalışmalarla incelenmiştir. Çalışma bulguları, bor türevleri eklenmesinin filmlerin antimikrobiyal ve antifungal özelliklerini geliştirdiğini ve aynı zamanda filmlerin çekme direncini artırdığını göstermiştir. Oluşturulan bu filmler bazı kolay bozulabilen gıdalar için ambalajlama veya kaplama materyali geliştirilmesinde kullanılabilir.

The main purpose of food packaging is to protect food products from external factors such as oxygen, light, chemical and microbiological contamination. Food packaging technology is continuously developing in order to response changing consumer demands, improve the quality of the preserved food products and mostly to catch today's trends for affecting the consumer perception. Besides the quality and safety issues, environmental concerns have effects on the evolution of food packaging as well. Active packaging and coating is an important innovative packaging technology for increasing the quality and safety of the foodstuffs and also extending the shelf life. Biopolymer based antimicrobial packaging is an important type of active packaging which controls the microbial spoilage of the food by using renewable resources.Aim of this study was to develop and characterize antimicrobial gelatin and pectin films incorporated with three different boron derivatives (boric acid, disodium octaborate and sodium pentaborate). Gelatin and pectin films were developed with different formulations; effect of type and concentration of each boron derivative on antimicrobial and antifungal activities, and physical, mechanical, chemical properties of the formed films and rheological properties of the film forming solutions were examined with experimental studies. Findings of the study suggest that incorporation of boron derivatives improved antimicrobial and antifungal properties of the films against four of five tested microorganisms and also enhanced the tensile strength of the gelatin and pectin films. The films may be used to develop food packaging or coating material for some certain perishable food products.