Preparation and characterization of antimicrobial food packaging applications

Abstract

Bu çalımada, antimikrobiyel madde olarak lisozim içeren selüloz asetat (SA)antimikrobiyel paketleme malzemeleri gelitirilmitir. Ajanların uygun kontrollüsalımlarına ulaabilmek için filmlerin balangıç ıslak çözelti komposizyonlarıdeitirilerek farklı asimetrik ve gözenekli yapıda filmler elde edilmitir. Filmler dahasonra çözünür ve tutuklu lisozim aktiviteleri, salım kinetikleri ve seçilenmikroorganizmalar üzerine aktiviteleri için test edilmitir. En yüksek salım hızı,çözünür lisozim aktivitesi ve sonuçlanan antimikrobiyel aktivite (E.coli üzerine) % 5 SAile hazırlanmı %1,5 lisozim içeren filmlerden elde edilmitir. Filmlerin balangıç ıslakçözeltilerinde CA miktarındaki artı filmlerin gözenekliliini dolayısıyla salım hızını,maksimum salınan aktiviteyi ve antimikrobiyel aktiviteyi azaltmıtır. Dier taraftan,filmlerin tutuklu aktiviteleri ve gerilme dayanıklılıkları artmıtır. %15 SA ilehazırlanmı filmlerin mekanik dayanıklılıklarında ve uzama deerlerinde lisozimiçermeyenlere göre önemli bir azalma görülmesine ramen %5 ve %10 SA ilehazırlanmı antimikrobiyel filmlerin mekanik özelliklerinin lisozim içermeyenlerle aynıolduu bulunmutur. Filmlerin gözenekli ve gözenekli olmayan youn yüzeylerindenelde edilen farklı sonuçlar, bu yüzeylerin gıda ürünlerinin hedeflenen raf ömürlerinegöre antimikrobiyel paketleme için uygulanabilir olduunu göstermektedir. %5 SA ilehazırlanmı filmler 4°C'de 105 gün depolandıında, zamanla çözünür lisozim veantimikrobiyel aktivitelerinde artı gözlenmitir. Bu sonuçlar, hazırlanan SA filmlerinantimikrobiyel ambalajlamada kontrollü salım elde etmek için kullanılabileceinigöstermektedir.

In this study, cellulose acetate (CA) based antimicrobial packaging materialscontaining lysozyme as an antimicrobial additive were developed. In order to achieveappropriate controlled release of antimicrobial agent, the structure of the films werechanged from highly asymmetric and porous to dense ones by modulating thecomposition of the initial casting solution. The effectiveness of the films were then testedthrough measurement of soluble and immobilized lysozyme activity, release kinetics andantimicrobial activity on selected microorganisms. The highest release rate, solublelysozyme activity and resulting antimicrobial activity (on E.coli) was obtained with thefilm prepared from 5 % CA solution including 1.5 % lysozyme. Increasing CA contentin the casting solution decreased the porosity of the films, hence, reduced the releaserate, maximum released activities and the antimicrobial activities of the films. On theother hand, immobilized activities and the tensile strength of the films increased. Themechanical properties of the antimicrobial films cast with 5 % and 10 % CA weresimilar to those of lysozyme free CA films. However, significant reductions in tensilestrength and elongation values were observed for the antimicrobial films prepared with15 % CA. Differences in the release rates, soluble, immobilized and antimicrobialactivities at porous and dense surfaces of the films suggest that different surfaces of CAfilms can be employed for antimicrobial packaging according to the targeted shelf-life ofthe food products. When the films made with 5 % CA were stored at 4 °C for a maximalperiod of 105 days, an increase in soluble lysozyme and antimicrobial activities of thefilms were observed. The results demonstrate that CA films prepared in this study showpromising potential to achieve controlled release in antimicrobial packaging.