Physical and antimicrobial properties of biofilms containing natural antimicrobial agents

Abstract

Bu çalışmanın amacı, aktif laktoferrin (ALF), biberiye özütü (RE) ve natamycin (NA) içeren buğday proteini (WG) ve metil sellülozdan (MC) elde edilmiş biyopolimerlerin antimikrobiyal ve fiziksel özelliklerinin incelenmesidir. Doğal maddelerin ve bu maddeleri içeren filmlerin antimikrobiyal özellikleri disk difüzyon metodu ile belirlenmiştir. Ayrıca antimikrobiyal aktivite gösteren filmlerin su buharı geçirgenliği ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Fimlerin yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve orta bölge kızıl ötesi spektrası (FTIR) analizleri ile incelenmiştir. Son olarak, antimikrobiyal filmlerin, Aspergillus niger ve Penicillium roquefortii ile kontamine edilen kaşar peynirleri üzerinde paketleme malzemesi olarak kullanımı 30 gün süreyle buzdolabı sıcaklığında incelenmiştir.Test edilen maddelerden ALF ve RE kullanılan mikroorganizmalara karşı herhangi bir antimikrobiyal etki göstermezken NA'nin A. niger ve P. roquefortii' ye karşı en düşük etki eden konsantrasyonu 750 ppm olarak bulunmuştur. NA içeren WG ve MC filmlerin aynı funguslara karşı etki gösterdikleri en düşük konsantrasyonlar sırasıyla 2 ve 1 mg NA/10gr film solüsyonu (fs)'dur. RE tek başına antifungal özellik göstermezken NA ile birlikte filmlerin yapısına katıldığında A. niger'e karşı sinerjistik aktivite göstermiş ve NA'nin her iki film içindeki en düşük etki eden konsantrasyonunu 1.5 mg NA/10gr fs'nuna düşürmüştür. FTIR analizleri NA ile filmler arasında herhangi bir etkileşim olmadığına işaret etmektedir. SEM fotoğrafları yüksek konsantrasyonda NA'nin filmler içinde kristalize olduğunu göstermektedir. NA eklenmesi filmlerin su buharı geçirgenliğinde önemli bir değişikliğe neden olmamıştır. NA ilave edilmesi WG filmlerin mekanik özelliklerinde değişikliğe neden olmazken MC filmlerin ise gerilme mukavemetleri yüksek NA konsantrasyonunda düşüş göstermiştir. Kaşar peynirleri üzerine denenen NA içeren WG ve MC filmler etkili sonuç sergilemiştir

The goal of this study is to evaluate physical and antimicrobial properties of biopolymers prepared from gluten (WG) and methyl cellulose (MC) with incorporation of activated lactoferrin (ALF), rosemary extract (RE) and natamycin (NA). The effectiveness of agents and antimicrobial films were investigated by agar disc diffusion method. Mechanical and water vapor permeability (WVP) of antimicrobial films were also examined. Film structure was investigated by scanning electron microscopy (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). Application of films was studied on Kashar cheese inoculated with target molds during 30 days storage at 10oC.ALF and RE did not show inhibitory activity against tested microorganisms. Minimum inhibitory concentration (MIC) of NA was found 750 ppm against Aspergillus niger and Penicillium roquefortii. Both films containing NA showed antifungal activity concentrations at and above 2 and 1 mg NA/10 g film solution (fs) against A. niger and P. roquefortii, respectively. RE in combination with NA reduced MIC of NA against A. niger to 1.5 mg NA/10g fs in both films. FTIR spectroscopy did not indicate any interaction between NA and both films. SEM observations showed that NA crystallizes at high concentrations in biopolymers. There was no significant change in WVP of films containing NA. Incorporation of NA to WG film did not cause major changes in its mechanical properties. Reduction in tensile strength of MC films was observed at high NA concentration. Application studies demonstrated the efficacy of WG and MC films including NA against A. niger and P.roquefortii inoculated on Kashar cheese