Tại vùng UV, phần trăm ánh sáng truyền qua màng mủ trơm đã oxy hóa và thủy phân – oxy hóa có xu hướng thấp hơn (p <0,05) so với mẫu màng mủ trôm nguyên thủy. Mẫu màng mủ trơm đã thủy phân có phần trăm ánh sáng truyền qua cao nhất. Do đó có thể nhận xét q trình oxy hóa giúp màng có khả năng cản tia UV tốt hơn. Hàm lượng nhóm aldehyde càng nhiều thì cản tia UV nhiều hơn các mẫu màng khác.
Sự truyền ánh sáng UV được tìm thấy rất thấp ở 270 nm với màng mủ trơm oxy hóa và mủ trơm thủy phân – oxy hóa. Đỉnh này khơng được nhận thấy rõ ở hai mẫu màng mủ trôm nguyên thủy và thủy phân.
Kết quả này phù hợp với báo cáo trước đó của Changdao Mu, cho thấy tiềm năng làm chậm lại q trình oxy hóa sản phẩm do tia UV gây ra khi tăng hàm lượng dialdehyde carboxymethyl cellulose ở bước sóng 280 nm của màng trên nền gelatin (Changdao Mu, Guo, J., Li, X., Lin., 2012). 200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 35 (270, 7.5) %T Bước sóng (nm)
Nguyên thủy Oxy hóa
Thủy phân Thủy phân - Oxy hóa
52
Tại vùng khả kiến, phần trăm ánh sáng truyền qua của mẫu màng tinh bột bổ sung mủ trôm thủy phân cao hơn so với mẫu màng mủ trơm ngun thủy. Bên cạnh đó các màng mủ trơm oxy hóa và thủy phân – oxy hóa có phầm trăm ánh sáng truyền qua thấp hơn. Điều đó phù hợp với thực tế quan sát được là mẫu màng mủ trơm oxy hóa và thủy phân oxy hóa đục hơn so với các mẫu màng khác. Do sự hình thành liên kết chéo của nhóm aldehyde, liên kết hydro liên phân tử và nội phân tử tạo ra càng nhiều và chặt chẽ nên ánh sáng khó truyền qua chứng tỏ màng càng đục.
Kết quả hình 3.14 và bảng 3.4 thấy rằng khi bổ sung 1% cinnamaldehyde so với khối lượng tinh bột, màng có khả năng cản tia UV tốt hơn và màng có xu hướng đục hơn. Cụ thể, với màng mủ trơm oxy hóa, sự truyền ánh sáng UV được tìm thấy rất thấp tại bước sóng 270 nm, %T = 6,5 khi màng không chứa cinnamaldehyde giảm xuống cịn 2% khi màng có cinnamaldehyde (giảm xuống khoảng 3 lần). Bên cạnh đó, tại vùng khả kiến, phần trăm ánh sáng truyền qua của màng có cinnamaldehyde cao hơn nên màng đục hơn, hiện tượng trên cũng được nhìn thấy ở ba màng cịn lại. Điều này có thể được lý giải do cinnamaldehyde không phân tán được tốt, tạo các giọt giống nhũ tương dẫn đến đục màng. Benjakul, Artharn và Prodpran, cũng chỉ ra rằng màng trên nền protein được coi là có đặc tính chống tia cực tím, do hàm lượng hợp chất thơm hấp thụ tia cực tím (Benjakul, S., Artharn, A., & Prodpran, T., 2008).
Asthana và cộng sự cũng đã báo cáo các dẫn xuất của aldehyde hấp thụ mạnh tia UV ở bước sóng khoảng 280 nm (Asthana, A., Bose, D., Kulshrestha, S., Pathak, S. P., 1998), phù hợp với kết quả nghiên cứu của chúng tơi rằng q trình oxy hóa mủ trơm và bổ sung cinnamaldehyde làm tăng hàm lượng nhóm aldehyde tạo điều kiện tốt giúp màng chống lại tia UV ở bước sóng khoảng 270 - 280 nm, nhờ đó bảo vệ thực phẩm khỏi q trình oxy hóa gây ra bởi tia UV.
53
Hình 3. 14. Phần trăm ánh sáng truyền qua của các mẫu màng khơng có và có cinnamaldehyde
200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 35 (278, 4.8) %T Bước sóng (nm)
Nguyên thủy Nguyên thủy cinnamaldehyde (1%)
200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 35 %T Bước sóng (nm)
Thủy phân Thủy phân cinnamaldehyde (1%)
(270, 6.0) 200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 35 (270, 2.0) (270, 6.5) %T Bước sóng (nm)
Oxy hóa Oxy hóa cinnamaldehyde (1%)
200 400 600 800 1000 0 5 10 15 20 25 30 35 (274, 3.0) (270, 7.5) %T Bước sóng (nm)
54
3.2.6. Khả năng kháng nấm mốc
Cinnamaldehyde là một chất có hoạt tính ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nấm men và nấm mốc, bằng cách ức chế hoạt động của ATPase, ức chế sinh tổng hợp thành tế bào dẫn tới thay đổi cấu trúc và tính tồn vẹn của màng. Các đặc tính chống mốc của cinnamaldehyde và các dẫn xuất của chúng cũng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Ngày nay, người ta đã ứng dụng cinnamaldehyde vào các màng bao hoạt tính nhằm mục đích kéo dài thời gian bảo quản các sản phẩm thực phẩm và đặc biệt ứng dụng khả năng chống vi khuẩn và chống mốc.
Mẫu màng Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3
Nguyên thủy
Nguyên thủy cinnamaldehyde
55 Thủy phân cinnamaldehyde Oxy hóa Oxy hóa cinnamaldehyde
Thủy phân - Oxy hóa
56
Thủy phân – Oxy hóa cinnamaldehyde
Hình 3. 15. Khả năng kháng nấm mốc của các mẫu màng qua 3 ngày
Quan sát sự phát triển của nấm mốc (Collectotrichum gloeosporioides) qua hình 3.15, ta thấy sự khác nhau rất lớn giữa các đĩa petri có màng chứa cinnamaldehyde và màng khơng bổ sung cinnamaldehyde. Đối với các mẫu màng khơng bổ sung cinnamaldehyde thì nấm mốc phát triển nhanh chóng và sinh bào tử sau 24 h. Qua 3 ngày theo dõi thì nấm mốc mọc gần hết đĩa petri có chứa màng ở giữa và mọc lên cả trên màng. Còn với các đĩa petri chứa màng có bổ sung cinnamaldehyde (5%) thì sự phát triển của nấm mốc chậm đi, nấm mốc mọc ít hơn so với việc khơng bổ sung cinnamaldehyde, theo dõi thì thấy nấm mốc khơng mọc lên trên màng.
Sự khác biệt ở trên là do đặc tính kháng nấm mốc của cinnamaldehyde. Nhờ vào khả năng đặc biệt của cinnamaldehyde mà các màng có bổ sung 5% cinnamladehyde có khả năng ức chế nấm mốc và không mọc lên trên màng. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng của màng bao bổ sung cinnamaldehyde trong thực phẩm. Trong một nghiên cứu của Balaguer và cộng sự, họ cũng bổ sung 5% cinnamaldehyde vào màng hoạt tính và theo dõi khả năng kháng nấm của cinnamaldehyde và họ nhận thấy rằng với nồng độ 5% cinnamaldehyde thì màng của họ đã có khả năng chống lại các loại nấm hư hỏng thực phẩm (Balaguer MP, Lopez-Carballo G, Catala R, Gavara R, Hernandez-Munoz P. , 2013).
Khả năng kháng nấm mốc của cinnamaldehyde cũng đã được nghiên cứu rất nhiều trong những năm gần đây. Han-Chung và cộng sự đã nghiên cứu về khả năng chống nấm của cinnamaldehyde chống lại các loại nấm gây bệnh khác nhau như Collectotrichum gloeosporioides, Rhizoctonia solani, Fusarium solani và Ganoderma austral (Han-Chung L,
Sen-Sung C, Shang-Tzen C. , 2005). Sự giảm hàm lượng ergosterol và hoạt động ATPase của màng sinh chất được coi là cơ chế hoạt động chống nấm của cinnnamaldehyde (Shreaz S, Sheikh RA, Bhatia R, Hashmi AA, Manzoor N, Khan LA. ., 2010).Trong một nghiên cứu của Xie và
57
cộng sự đã báo cáo rằng cinnamaldehyde có khả năng ức chế Aspergillus flavus (A. flavus), cho thấy khả năng nảy mầm của bào tử giảm đi cùng với những thay đổi đáng kể về hình thái và cấu trúc siêu vi của sợi nấm và bào tử (Xie XM, Fang JR, Xu Y. , 2004). Kyo và cộng sự đã có nghiên cứu về khả năng kháng nấm của cinnamaldehyde trên nấm men S. cervisiae và cho thấy với nồng độ 100 µg/mL cinnamaldehyde đã ức chế hồn tồn sự phát triển của nấm. Họ cũng phát hiện ra rằng cinnamaldehyde ức chế S. cervisiae mạnh hơn so với Aspergillus parasiticus (Kyo M, Manabu G, Tokio F, Kei Y. , 1988).
3.2.7. Khả năng kháng vi khuẩn
Mẫu màng Ngày 1 Ngày 2 Ngày 3 Ngày 4
Nguyên thủy
Nguyên thủy cinnamaldehyde
58 Thủy phân cinnamaldehyde Oxy hóa Oxy hóa cinnamaldehyde Thủy phân - Oxy hóa
59
Thủy phân - Oxy hóa cinnamaldehyde
Hình 3. 16. Khả năng kháng vi khuẩn của các mẫu màng qua 4 ngày
Quan sát và theo dõi sự phát triển của vi khuẩn E.coli trong vòng 4 ngày ở trên các đĩa petri có chứa các mẫu màng (hình 3.16), ta thấy được sự khác nhau rõ ràng giữa các màng khơng bổ sung cinnamaldehyde và các màng có kết hợp cinnamaldehyde. Đối với các màng khơng có cinnamaldehyde thì vi khuẩn mọc trên khắp đĩa và mọc cả trên màng. Cịn đối với các màng có bổ sung cinnamldehyde thì ta thấy trên đĩa petri có một vịng trịn kháng khuẩn. Quan sát sự phát triển của vi khuẩn trên các đĩa petri có màng khơng cinnamaldehyde sau 4 ngày ta thấy vi khuẩn mọc càng nhiều hơn và mọc cả trên màng. Cịn đối với màng có bổ sung cinnamaldehyde thì sau 4 ngày khơng thấy sự khác biệt gì nhiều đối với đường kính vịng kháng khuẩn.
Sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu màng có và khơng có bổ sung cinnamaldehyde là nhờ vào khả năng kháng khuẩn của cinnamaldehyde.Với nồng độ 5% cinnamaldehyde được bổ sung vào màng mà ta thấy được khả năng kháng khuẩn của màng. Điều này cho thấy việc cinnamaldehyde tác dụng như một tác nhân gây stress có tính chống oxy hóa đối với E.coli. Theo Verbeken thì mủ trơm cũng có khả năng chống lại vi khuẩn và suy thoái enzyme (Verbeken, D., Dierckx, S., & Dewettinck, K., 2003), tuy nhiên ở nghiên cứu này, mủ trôm được sử dụng với hàm lượng thấp và mật độ vi khuẩn cao nên khả năng kháng khuẩn của mủ trôm không quan sát được.
Trong một nghiên cứu của Jingxuan Ke (2019) về màng tinh bột ngô với cinnamaldehyde để ứng dụng bảo quản thực phẩm thì chỉ với 2,0 % tinh dầu quế, màng đã thể hiện hoạt tính kháng khuẩn trong hơn 120 ngày (Jingxuan Ke, L., Yu, G., Wu, H & Zhang , 2019). Trong một nghiên cứu khác của A. Nostro và cộng sự cũng đã chứng minh rằng màng bao boạt tính có cinnamaldehyde có tác dụng diệt khuẩn đáng kể, chống lại Staphylococcus aureus, Escherichia
60
coli, Staphylococcus epidermidis và Listeriamonocytogenes (Nostro, A., Scaffaro, R., D’Arrigo,
M., Botta., 2012).
Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng kháng khuẩn của cinnamaldehyde, bao gồm nhiệt độ ủ, mật độ vi khuẩn,….Cơ chế tác dụng này của cinnamaldehyde phụ thuộc vào liều lượng sử dụng. Với làm lượng nhỏ, cinnamaldehyde có vẻ như tương tác với các thành phần của màng tế bào, trong khi với lượng lớn thì cinnamaldehyde khuếch tán vào bên trong tế bào và làm biến tính các enzyme trong tế bào chất, dẫn đến tế bào bị chết (Mousavi, F.; Bojko, B.; Bessonneau, V., 2016). Cinnamaldehyde là thành phần tốt nhất chống lại vi khuẩn gram dương và gram âm, gây ra sự phá vỡ của màng tế bào chất và sự đông tụ của các chất trong tế bào. Cinnamaldehyde ức chế sản xuất các enzyme thiết yếu trong vi khuẩn và gây tổn thương thành tế bào của vi khuẩn (Sanla‐Ead, N., Jangchud, A., Chonhenchob. , 2012).
61
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN
Qua nghiên cứu và các kết quả thu được cho thấy sau khi xử lý mủ trôm bằng phương pháp thủy phân giúp tăng khả năng của hịa tan mủ trơm. Mặt khác, phương pháp oxy hóa làm giảm khả năng hịa tan nhưng tăng tính kháng ẩm của bột.
Việc biến tính mủ trơm và hàm lượng cinnamaldehyde có ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất của màng tinh bột – mủ trơm. Tùy vào từng ứng dụng mà có thể lựa chọn các phương pháp biến tính khác nhau. Khi bổ sung mủ trơm thủy phân thì tăng khả năng kéo giãn của màng, tăng độ ẩm, khả năng hấp thụ và hòa tan trong nước, tăng khả năng thấm ẩm, độ truyền suốt và giảm độ cứng. Dựa vào các đặc tính này màng mủ trơm thủy phân có thể ứng dụng vào việc thay thế các túi nhựa trong bao gói gia vị, trái cây, thịt cá hay bánh kẹo. Bên cạnh đó, màng bổ sung mủ trơm oxy hóa có độ cứng tăng và kéo giãn giảm. Màng có khả năng chống ẩm, chống thấm hơi nước giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Hơn thế nữa, q trình oxy hóa mủ trơm giúp màng chống lại tia UV, làm chậm q trình oxy hóa sản phẩm gây ra bởi tia UV. Màng bổ sung 5% cinnamaldehyde với hoạt tính kháng khuẩn chống lại các vi sinh vật cũng như chống oxy hóa nhằm bảo vệ sản phẩm. Cinnamaldehyde cũng giúp cản tia UV đồng thời như chất hóa dẻo làm tăng độ giãn dài của màng.
Bên cạnh những kết quả khảo sát được, để đánh giá hoàn thiện hơn về ảnh hưởng của việc biến tính mủ trơm và hàm lượng cinnamaldehyde đến tính chất màng chúng tơi có một số kiến nghị sau:
- - Xác định thêm cấu trúc bên trong màng nhờ phương pháp XRD.
- Phân tích thêm bề mặt của màng bằng phương pháp SEM, phân tích ảnh hưởng của glycerol đến cấu trúc màng.
- Phân tích nhiệt phân hủy của màng bằng phương pháp DSC. - Đánh giá tính ổn định nhiệt của màng.
62
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Ancerewicz, J., Migliavacca, E., Carrupt, P. A., Testa, B., Brée, F., Zini, R., ... & Crevat, A. 1998. Structure–property relationships of trimetazidine derivatives and model compounds as potential antioxydants. Free Radical Biology and MediCine, 25(1), 113-120.
Anjum Nawab, Feroz Alam, Muhammad Abdul Haq. 2017. Mango kernel starch-gum composite films: Physical, mechanical and barrier properties. International journal of biological macromolecules, 98, 869-876.
Arvanitoyannis, I., Psomiadou, E., Nakayama, A. 1997. Edible films made from gelatin,
soluble starch and polyols, Part 3. Food Chemistry 60: 593-604.
Asthana, A., Bose, D., Kulshrestha, S., Pathak, S. P. 1998. Determination of aldehydes in
water samples by capillary electrophoresis after derivatization with hydrazino benzene sulfonic acid. Chromatographia, 48(11-12), 807-810.
Babak Ghanbarzadeha, Hadi Almasia, Ali A. Entezamib. 2011. Improving the barrier and
mechanical properties of corn starch-based edible films: Effect of citric acid and carboxymethyl cellulose. Industrial Crops and products, 33(1), 229-235.
Balaguer MP, Lopez-Carballo G, Catala R, Gavara R, Hernandez-Munoz P. 2013.
Antifungal properties of gliadin films incorporating Cinnamaldehyde and application in active food packaging of bread and cheese spread foodstuffs. Int. J Food Microbiol ;166;369-77.
Balaguer, M. P., Fajardo, P., Gartner. 2014. Functional properties and antifungal activity
of films based on gliadins containing Cinnamaldehyde and natamyCin. International journal of
food microbiology, 173, 62-71.
Benjakul, S., Artharn, A., & Prodpran, T. 2008. Properties of protein-based film from round scad (Decapterus maruadsi) muscle as influenced by fish quality. LWT e Food Science
and Technology, 41, 753-763.
Bertuzzi, M. A., Vidaurre, E. C., Armada, M., & Gottifredi, J. 2007. Water vapor
permeability of edible starch based films. Journal of food engineering, 80(3), 972-978.
Bertuzzi, m.a., armada, m. and gottifredi, j.c. 2007. Physicochemical characterization of
63
Bourtoom, T,. 2008. Edible films and coatings: characteristics and properties.
International food research journal, 15(3), 237-248.
Brito, A. C. F., Silva, D. A., de Paula, R. C., & Feitosa, J. P. 2004. Sterculia striata exudate
polysaccharide: Characterization, rheological properties and comparison with Sterculia urens (karaya) polysaccharide. Polymer International, 53(8), 1025-103.
Cai, Y.-Z., & Corke, H. 2000. Production and properties of spray‐dried Amaranthus
betacyanin pigments. Journal of food science, 65(7), 1248-1252.
Cao, T. L., & Song, K. B. 2019b. Effects of gum karaya addition on the characteristics of
loquat seed starch films containing oregano essential oil. Food Hydrocolloids, 97, 105-198.
Cao, T. L., & Song, K. B. 2019a. Active gum karaya/Cloisite Na+ nanocomposite films
containing cinnamaldehyde. Food Hydrocolloids, 89, 453-460.
Cocchiara, J., Letizia, C. S., Lalko, J., Lapczynski, A., & Api, A. M. 2005. Fragrance material review on Cinnamaldehyde. Food and chemical toxycology, 43(6), 867-923.
Changdao Mu, Guo, J., Li, X., Lin. 2012. Preparation and properties of dialdehyde carboxymethyl cellulose crosslinked gelatin edible films. Food Hydrocolloids, 27(1), 22-29.
Dehghani, S., Hosseini, S. V., & Regenstein, J. M. 2018. Edible films and coatings in seafood preservation: A review. Food chemistry, 240, 505-513.
Fang, Y. P., Takahashi, R., & Nishinari, K. 2005. Protein/polysaccharide cogel formation
cased on gelatin and chemicallymodified schizophyllan. Biomacromolecules, 6, 3202–3208.
Farahnaky, A., Saberi, B., & Majzoobi, M. 2013. Effect of glycerol on physical and mechanical properties of wheat starch edible films. Journal of Texture Studies, 44(3), 176-186.
Friedman, M. 2017. Chemistry, Antimicrobial Mechanisms, and Antibiotic Activities of Cinnamaldehyde against Pathogenic Bacteria in Animal Feeds and Human Foods. Journal of
Agricultural and Food Chemistry, 65(48), 10406–10423.
Gaudin, S., Lourdin, D., Le Botlan, D., Ilari, J.L. and Colonna, I. 1999. Plasticisation and
mobility in starch–sorbitol films. J. Cereal Sci. 29, 273–284.
Gennadios, A., Handa, A., Froning, G. W., Weller, C. L., & Hanna, M. A. 1998. Physical
properties of egg white-dialdehyde starch films. Journal of Agricultural Food and Chemistry,
46, 1297 – 1302.
64
Gontard, n., guilbert, s. and cuq, j.l. 1992. Edible wheat gluten films: influence of the main
process variables on film properties using response surface methodology. Journal of food science, 57(1), 190-195.
Gutzeit, Herwig. 2014. Plant Natural Products: Synthesis, Biological Functions and Practical Applications. Wiley. 19–21. 978-3-527-33230-4.
Han, J.K., Miltz, J., Harte, B.R., and GiaCin, J.R. 1987. Loss of 2- tertiary-butyl-4- methoxy phenol (BHA) from high-density polyethylene film. Polym. Eng. Sci., 27:934–938.