بررسی برخی خصوصیات ساختاری و فعالیت آنتی اکسیدانی فیلم پروتئینی دانه گاودانه و تاثیر آن بر شاخص های اکسیداسیون روغن آفتابگردان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استاد، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استادیار، گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

هدف این تحقیق، بررسی برخی خصوصیات ساختاری و فعالیت آنتی‎اکسیدانی فیلم زیست‎تخریب‎پذیر تهیه‎شده از پروتئین دانه گاودانه و تأثیر آن بر شاخص‎های اکسیداسیون روغن آفتابگردان بود. ابتدا فیلم از کنسانتره پروتئینی دانه گاودانه و گلیسرول تهیه و ساختار آن با تبدیل فوریه مادون قرمز، میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرارگرفت. در مرحله بعد میزان فعالیت آنتی‎اکسیدانی فیلم تهیه‎شده اندازه‎گیری شد. سپس فیلم حاصل، با ابعاد مشخصی به نمونه‎های روغن آفتابگردان اضافه و تأثیر آن بر شاخص‎های اکسیداسیون روغن (عدد اسیدی، عدد پراکسید و تیوباربیتوریک اسید) در مقایسه با نمونه کنترل (بدون فیلم) در یک دوره انبارداری 45 روزه و در دمای 40 درجه‎سانتی‎گراد، مورد ارزیابی قرار گرفت. در طیف تبدیل فوریه مادون قرمز، پیک‎های مشخصی مربوط به گروه‎های درگیر در برهم‎کنش‎های ساختاری فیلم حاصل مشخص شد. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی نیز سطح به نسبت صاف (زبری سطح 63/10 نانومتر) و ساختار به نسبت متراکم و به‎هم پیوسته‎ای از فیلم مورد نظر آشکار کردند. فیلم تهیه‎شده در این تحقیق (با فعالیت آنتی‎اکسیدانی 56/22%) فعالیت آنتی‎اکسیدانی قابل مقایسه و حتی بهتری را نسبت به فیلم‎های زیست‎تخریب‎پذیر دیگر نشان داد. در حضور فیلم پروتئینی، اکسیداسیون روغن آفتابگردان در مقایسه با نمونه کنترل (بدون فیلم) به‎طور معنی‎داری (p<0.001) کاهش یافت. با توجه به نتایج به‎دست آمده، فیلم پروتئینی گاودانه به‎دلیل فعالیت آنتی‎اکسیدانی به نسبت مناسب، تأثیر مثبتی بر کاهش روند اکسیداسیون روغن آفتابگردان داشته و در صورت بهبود برخی نقاط ضعف آن به‎ویژه میزان نفوذپذیری به رطوبت می‎تواند گزینه مناسبی جهت استفاده در بسته‎بندی مواد غذایی باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of some structural properties and antioxidant activity of protein-based film from bitter vetch seed and its effect on oxidation of sunflower oil

نویسندگان [English]

  • Akram Arabestani 1
  • Mahdi Kadivar 2
  • Mohmmad Shahedi 2
  • Sayed Amir Hossein Goli 3
1 PhD Student of Food Science and Technology, Department of Food Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan
2 Professors of Food Science and Technology, Department of Food Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan
3 Assisttant Professor of Food Science and Technology, Department of Food Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan
چکیده [English]

The aim of the present study was to investigate some structural properties and antioxidant activity of a biodegradable film prepared from bitter vetch seed protein and its effect on oxidation of sunflower oil. At first, the film was cast from bitter vetch protein concentrate (BPC) and glycerol. Then structural characteristics of the film were analyzed using fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). In the next step, the antioxidant activity of the prepared film was measured. The resulting film with specific dimensions was added to sunflower oil samples and its effect on oxidation (peroxide, acidic and thiobarbitoric acid values) of sunflower oil was evaluated in comparison to control sample (without film) in a 45-day storage period at 40 ° C. The infrared spectra showed distinct peaks corresponding to the groups involved in the film structure. AFM and SEM images also revealed the relatively smooth surface (surface roughness of 10.63 nm) and relatively dense and interconnected structure of the films. The antioxidant activity of the prepared film in this study (antioxidant activity 22.56%) was comparable to or even better than other biodegradable films. In the presence of protein film, the oxidation of sunflower oil significantly decreased in comparison with the control (p< 0.001). According to the results, the bitter vetch protein film due to the relatively good antioxidant activity had a positive effect on reducing the oxidation of sunflower oil. Additionally, if some modifications are applied, particularly the water vapor permeability, it will be suitable for use in food packaging.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bitter vetch
  • Biodegradable film
  • Antioxidant activity
[1] Cutter, C.N. (2006). Opportunities for bio-based packaging technologies to improve the quality and safety of fresh and further processed muscle foods. Meat Sci., 74, 131-142.
[2] Lee, J-W., Son, S-M., Hong, S-I. (2008). Characterization of protein-coated polypropylene films as a novel composite structure for active food packaging application. J. Food Engin., 86, 484–493.
[3] Popovic, S., Pericin, D., Vastag, Z., Popovic, L., Lazic, V. (2011). Evaluation of edible film-forming ability of pumpkin oil cake; effect of pH and temperature. Food Hydrocolloid., 25, 470-476.
[4] Bamdad, F., Goli, A.H., Kadivar, M. (2006). Preparation and characterization of proteinous film from lentil (Lens culinaris) Edible film from lentil (Lens culinaris). Food Res. Int., 39, 106–111.
]5[. قنبرزاده، ب.؛ الماسی، ه. زاهدی، ی. (1388) بیوپلیمرهای زیست‎تخریب‎پذیر و خوراکی در بسته‎بندی مواد غذایی و دارویی. چاپ اول، انتشارات امیر کبیر، ص 86-81.
[6] Ghanbarzadeh, B., Oromiehi, A.R. (2008). Biodegradable biocomposite films based on whey protein and zein: Barrier, mechanical properties and AFM analysis. Int. J. Biol. Macromo., 43, 209–215.
[7] Salgado, P.R., Molina Ortiz, S.E., Petruccelli, S., Mauri, A.N. (2010). Biodegradable sunflower protein films naturally activated with antioxidant compounds. Food Hydrocolloid., 24, 525–533.
[8] Larbi, A., El-Moneim, M.A., Nakkoul, H., Jammal, B., Hassan, S. (2011). Intra-species variations in yield and quality determinants in Vicia species:1. Bitter vetch (Vicia ervilia L.). Anim. Feed Sci. Technol., 165, 278–287.
[9] Piergiovanni, A.R., Taranto, G. (2005). Specific differentiation in Vicia genus by means of capillary electrophoresis. J. Chromatogr. A., 1069, 253–260.
[10] Arabestani, A., Kadivar, M., Shahedi, M., Goli, S.A.H., Porta, R. (2013). Properties of a new protein film from bitter vetch (Vicia ervilia) and effect of CaCl2 on its hydrophobicity. Int. J. Biol. Macromol., 57, 118-123.
[11] Monsoor, M.A., Yusuf, H.K.M. (2002). In vitro protein digestibility of lathyrus pea (Lathyrus satirus), lentil (Lens culinaris), and chickpea (Cicer arietinum). Int. J. Food Sci. Technol., 37, 97–99.
[12] American Association of Cereal Chemists. (2003). Approved methods of AACC., The Association: St. Paul, MN.
[13] Siripatrawan, U., Harte, B. (2010). Physical properties and antioxidant activity of an active film from chitosan incorporated with green tea extract. Food Hydrocolloid., 24, 770-775.
[14] Norajit, K., Kim, k.M., Ryu, G.H. (2010). Comparative studies on the characterization and antioxidant properties of biodegradable alginate films containing ginseng extract, J. Food Engin., 98, 377-384.
[15] Horwitz, W. (2004). Official methods of analysis of AOAC International, 17thed., Gaithersburg, Maryland.
[16] Pastor-Cavada, E., Juan, R., Pastor, J.E., Alaiz, M., Vioque, J. (2011). Nutritional characteristics of seed proteins in 28 Vicia species (Fabacease) from southern spain. J. Food Sci., 76, 1118-1123.
[17] Sadeghi, GH., Pourreza, J., Samei, A., Rahmani, H. (2009). Chemical composition and some anti-nutrient content of raw and processed bitter vetch (Vicia ervilia) seed for use as feeding stuff in poultry diet. Trop. Anim. Health Prod., 41, 85–93.
[18] Tang, C.H., Jiang, Y., Wen, Q-B., Yang, X-Q. (2005). Effect of transglutaminase treatment on the properties of cast films of soy protein isolates. J. Biotechnol., 120, 296–307.
[19] Saremnezhad, S., Azizi, M.H., Barzegar, M., Abbasi, S., Ahmadi, E. (2011). Properties of a new edible film made of faba bean protein isolate. J. Agric. Sci. Technol., 13, 181-192.
[20] Hu, M., McClements, D.J., Decker, E.A. (2003). Lipid oxidation in corn oil-in-water emulsions stabilized by casein, whey protein isolate and soy protein isolate. J. Agic. Food Chem., 51, 1696-1700.
[21] Rajapakse, N., Mendis, E., Jung, W., Je, J., Kim, S. (2005). Purification of a radical scavenging peptide from fermented mussel sauce and its antioxidant properties. Food Res. Int., 38, 175-182.
[22] Acran, I., Yemencioglu, A. (2007). Antioxidant activity of protein extracts from heat-treated or thermally processed chickpeas and white beans. Food Chem., 103, 301-312.
]23[. فاطمی، ح. (1381). شیمی مواد غذایی، چاپ سوم، شرکت سهامی انتشار، ص 176-179.
[24] Atarés, L., De Jesْs, C., Talens, P., Chiralt, A. (2010). Characterization of SPI-based edible films incorporated with cinnamon or ginger essential oils. J. Food Engin., 99, 384–391.
[25]Cho S., Lee, S-Y., Rhee, C. (2010). Edible oxygen barrier bilayer film pouches from corn zein and soy protein isolate for olive oil packaging. LWT-Food sci. Technol., 43(8),1234-1239.