Development of alternative edible coatings for Turkish delight (lokum) and determination of film properties

Abstract

Bu çalışmada, polisakkarit bazlı yenilebilir filmler hazırlanmış, karakterize edilmiş ve en uygun kaplama formülasyonu lokum örneklerine uygulanmıştır. Hazırlanan filmlerin, gıdaların raf ömrünü uzatabilmek için kontrollü su buharı geçirgenliğine sahip olan ve iyi mekanik özellikler gösteren paketleme materyalleri olması hedeflenmiştir. Film hazırlama prosedürlerinin geniş ölçekte pratik ve ekonomik olması dikkate alınmıştır. Bu amaçla, film ana materyali olarak karboksimetil selüloz (CMC), nişasta ve modifiye nişasta seçilmiştir. Çözücü olarak distile su, plastikleştirici olarak da gliserol kullanılmıştır. Kalsiyum karbonat (CaCO3) ve polietilen glikol (PEG) yapışkanlık azaltıcı bileşen olarak kullanılmıştır. Film kompozisyonu öncelikle film kalınlığına ve filmin görsel özelliklerine (bütünlük, esneklik, homojenite vb) göre optimize edilmiş, ardından en iyi formülasyon tüm fiziksel (renk, opaklık, nem içeriği), bariyer (su buharı geçirgenliği) ve mekanik özelliklerine göre (gerilme kuvveti ve uzama) test edilmiştir. Elde edilen filmlerin bu özellikleri, yenilebilir gıda kaplaması olarak etkinliklerini değerlendirmek amacıyla ölçülmüştür.Olası alternatifler içinde karboksimetil selüloz, gliserol ve polietilen glikol ince, homojen ve esnek filmler oluşturmak için en iyi bileşenler olarak belirlenmiştir. Optimize edilmiş konsantrasyonlar % 0.5 CMC, % 0.1 PEG ve % 0.5 gliserol olarak bulunmuştur. Elde edilen filmler renksiz ve transparandır ve istenilen mekanik ve fiziksel özellikleri göstermiştir. Ayrıca karboksimetil selülozun iyi matriks oluşturabilen bir materyal olduğu ve gliserolün film esnekliğini geliştiren, kullanımını kolaylaştıran, çatlak ve delikleri engelleyen ve karboksimetil selülozla uyumlu bir plastikleştirici olduğu gözlenmiştir.

In the present study, polysaccharide based edible films were prepared, characterized and the optimal coating solution was applied to lokum samples. The films were targeted as packaging material for foods, which require controlled water vapor transport and good mechanical properties to extend the shelf life of products. Film formation procedures were deemed to be practical and economical at large scales. For this purpose carboxymethyl cellulose (CMC), starch and modified starch were chosen as film forming materials. Distilled water and glycerol were used as solvent and plasticizer, respectively. Calcium carbonate (CaCO3) and polyethylene glycol (PEG) were used as stickiness reducing agents.Film composition was optimized according to the film thickness and appearance (integrity, flexibility, homogeneity etc.) and the best formulation was fully tested for its physical (color, opacity, moisture content), barrier (water vapor permeability) and mechanical properties (tensile strength and elongation). These characteristics of the derived films were measured to assess their effectiveness as edible coatings for food. Among the possible alternatives carboxymethyl cellulose, glycerol and polyethylene glycol suspensions were chosen to be the best components for the formation of homogeneous, thin and flexible films. The optimized concentrations were found as 0.5 % w/v, 0.1 % w/v and 0.5% w/v for CMC, PEG and Gly, respectively. The derived films were colorless, transparent and showed desired mechanical and physical properties.It was also observed that CMC is a good matrix-forming material that allows the elaboration of edible films and glycerol is a plasticizer compatible with CMC, improving film flexibility, facilitating its handling and preventing pores and cracks.