Method Article

Kitosan Bazlı Kaplamalarda Gümüş/Titanyum Dioksit Kompozitlerinin İşlevselleştirilmesi ve Yumurta Koruma Performansları

DOI:

10.3791/61850

⸱

July 2nd, 2021

 ,  ,  , 
1College of Civil and Architecture Engineering, Guilin University of Technology, 2Guangxi Key Laboratory of New Energy and Building Energy Saving, 3Saint James School, 4Guangxi Beibu Gulf Engineering Research Center for Green Marine Materia, 5Guangxi Engineering Research Center for Solid Waste Resources Development and Application, Guilin University of Technology, 6Department of Physics, College of Science, Tibet University, 7Institute of Oxygen Supply, Tibet University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kitosan bazlı kaplamaların stabilitesini ve sterilize edilebilirliğini arttırmak ve belirli nanopartiküllerin gıda korumasına uygulanmasını genişletmek için, Ag / TiO2 kompozitleri, yumurta koruması için kitosan kaplamaları işlevsel hale getirmek için sentezlenir. Yumurta kabuğu morfolojisi, ağırlık kaybı, Haugh birimi ve albümin pH'ı, kaplamaların koruma performansını karakterize etmek için kullanılır.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yumurta, tüm dünyada günlük diyette popüler olarak tüketilen mükemmel bir protein, mineral ve vitamin kaynağıdır. Yumurta kabukları üzerindeki mikro gözenekler ve mikro çatlaklar ise nem kaybına ve CO2'nin kaçmasına yol açarak yumurta bozulmasının hızlanmasına ve ekonomik kayba neden olur. Mevcut kitosan bazlı kaplama malzemelerinin stabilitesini ve sterilize edilebilirliğini arttırmak ve anti-bakteriyel ve yumurta koruma için yeni çok işlevli nano-kompozitler geliştirmek için, gümüş / titanyum dioksit (Ag / TiO2) kompozitleri sentezlenir ve yumurta raf ömrünün uzatılması için kitosanı modifiye etmek için uygulanır. Elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri, kompozit parçacıkların yapısını ve morfolojisini ve kaplanmış yumurta kabuklarının morfolojisini analiz etmek için kullanılır. Kompozit kaplamaların koruma performansları çeşitli parametrelerle değerlendirilir: ağırlık kaybı, Haugh birimi, albümin pH'ı ve numunelerin yumurta kabuğu morfolojileri. Ag / TiO2 kompozitlerinin benimsenmesi, chitosan için sinerjik bir etkiye katkıda bulunur ve bu da koruma süresini daha da uzatabilir. Bununla birlikte, kitosan kaplamanın performansları şu anda mevcut parçacık türleri ve konsantrasyonu ile sınırlıdır ve bu da gelecekteki çalışmalarda optimizasyon gerektirir. Bu çalışmadaki yöntemler, nanopartikül ve öncülün birleştirici etkilerini elde etmenin yanı sıra gıda koruma alanında yeni çok işlevli kaplamalar hazırlamak için kaplama öncüsüne belirli nanopartiküller eklenerek oluşturulabilecek yeni kaplama malzemelerini incelemektedir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Mükemmel ve popüler protein, inorganik tuz ve vitamin kaynakları olan yumurtalar, dünya çapında büyük ölçekte üretilen ve tüketilen insan beslenmesi için popüler tedarikçilerdir 1,2. Yumurta kabukları doğal koruyucu bariyerler olmasına rağmen, yumurta taşıma ve depolama sırasında bütünlüklerini koruyamayacak kadar kırılgandırlar. Yumurta kabukları üzerindeki küçük gözeneklerden kolayca gerçekleşebilen yumurta albümini ile çevre arasındaki gaz değişimi ve mikrobiyal penetrasyon, CO2 kaybına ve yumurta kalitesinin bozulmasına yol açacaktır 3,4. Ayrıca, yumurta kabuklarındaki küçük çatlaklar mikrobiyal kontaminasyon riskini artıracaktır. Bu nedenle, ekonomik fayda ve insan sağlığı için etkili yumurta muhafaza yöntemlerinin acilen geliştirilmesi gerekmektedir.

Şu anda, yumurta muhafazası için iki tür yol vardır. İlk yol,yumurta kabukları 5,6,7,8 üzerindeki mikroorganizmaları etkisiz hale getirmektir. Deaktivasyon işlemi, yumurta kabuğu yüzeyini çevresel mikroorganizmaların ve nemin erozyonundan uzaklaştırarak yumurta koruma süresini uzatır. Öte yandan, yumurta kabuğu üzerindeki küçük gözeneklerin ve çatlakların belirli fonksiyonel malzemelerle kaplanması, yumurta albümininden su buharı ve CO2 kaybını önlemenin yanı sıra yumurta kabuğunu mikroorganizma tahribatından korumak için mükemmel bir yöntem olarak da hizmet edebilir. Basit, etkili ve enerji tasarruflu oldukları için, kaplamalar yumurta muhafazası için artan ilgi görmektedir. Uygun kaplama malzemelerinin karşılaması gereken temel ilkeler kimyasal stabilite, etkili geçirgenlik, geniş kullanılabilirlik ve güvenilir güvenliktir. En çok çalışılan kaplama malzemeleri yağ 9,10, proteinler11, biyopolimerler3 ve kitosan12'dir.

Kitosan, mükemmel film oluşumu, antibakteriyel aktivite ve güvenlik özellikleri nedeniyle popüler bir kaplama malzemesi olarak kabul edilmiştir13. Yumurta fizikokimyasal değişikliklerinin ve mikrobiyal kontaminasyonun, yumurtanın korunması için etkili bir yol olarak hizmet eden bir kitosan kaplama ile korunduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, zayıf su buharı bariyeri ve nem adsorpsiyonu olan hidrofilik bir polimer olarak kitosan, yüksek nemli bir ortamda kararsızdır, koruma etkilerini sınırlar ve yumurtaların raf ömrünü belirli bir dereceye kadar azaltır.

Bu sorunun üstesinden gelmek ve kitosan koruma performansını teşvik etmek için, kitosan bazlı kaplamalarda zina edici olarak spesifik nanopartiküller kullanılmıştır. Bunun üzerine, antibakteriyel karakter14'e sahip bir nano dolgu maddesi olarak, nano gümüş (Ag) kitosana katkılanmıştır. Ag ilavesi sadece kitosan filmin bariyer özelliğini arttırmakla kalmadı, aynı zamanda kaplamanın koruma etkisini iyileştirdiği kanıtlanmış olan antibakteriyel etkisini de arttırdı. Bununla birlikte, Ag parçacıklarının kolay toplanması ve basit yapısı, belirli nanoparçacıkların biriktirilmesiyle iyileştirildiği doğrulanan kitosan filmin stabilitesini ve dayanıklılığını azaltabilir. Titanyum dioksit (TiO2 ), kimyasal stabilite, düşük toksisite ve makul maliyetler gibi mükemmel özelliklere sahip tipik bir metal oksit bileşiğidir. Bu fonksiyonel özellikler, TiO2'ye birçok araştırma alanında büyük bir potansiyel kazandırmaktadır15. Örneğin, TiO2 parçacıkları, yapışkanlıkları ve bakterisidal aktiviteleri nedeniyle tıbbi cihazlarda ve biyomalzemelerde katkı maddesi görevi görebilir. Bununla birlikte,TiO2 parçacıklarının gerçek uygulaması, kararsız termodinamikleri ve aglomera eğilimleri ile büyük ölçüde sınırlıdır. Bu nedenle, antibakteriyel aktivitenin, gelişmiş dağılabilirliğin ve termostabilitenin birleştirici etkisini elde etmek için spesifik fonksiyonel malzemelerin TiO2'ye dopinglenmesi önerilmiştir.

Bu çalışmada, antibakteriyel Ag / TiO2 kompozitleri sentezlenmiş ve yumurta muhafazası için bir kitosan kaplamaya uygulanmıştır. SEM görüntüleri, Ag / TiO2 parçacıklarının ve yumurta kabuklarının yapısını ve morfolojisini analiz etmek için kullanılır. Kaplamanın koruma performansı, ağırlık kaybı, Haugh birimi, albümin pH'ı ve yumurta kabuğu morfolojileri ile değerlendirilir ve karşılaştırılır. Bu çalışma, nano kompozit karışımlı kitosan kaplamaların gıda muhafazasındaki olasılığını ve potansiyelini göstermektedir.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Nano Ag / TiO2 kompozitlerinin sentezi

  1. Nano gümüş solu hazırlamak için 100 mL AgNO3 solüsyonu, 100 mL koruyucu madde ve 50 mL NaBH4'ü 500 mL'lik bir kesicide birleştirin.
    1. Koruyucu ajanın öncüsü olarak 100 mL kompleks asit çözeltisi elde etmek için asetik asit ve metanoik asidi (analitik derece) 1: 1 hacim oranında karıştırın. Asit çözeltisini deiyonize su (18 MΩ • cm) ile koruyucu madde olarak 500 mL'ye seyreltin.
    2. AgNO3 çözeltisi (0.3 mol / L),AgNO3 çözünen maddeler koruyucu çözelti içinde eşit olarak dağılana kadar, kuvvetli karıştırma altında elde edilen koruyucu maddeye ekleyin. Karışımı oda sıcaklığında 1 saat reaksiyona soktuktan sonra iyi dağılmış Ag sol'u elde etmek için 0.4 g NaBH4 ekleyin.
      DİKKAT: Nano-gümüşün parçacık boyutu, koruyucu maddenin konsantrasyonu ve adım 1.1.2'deki karıştırma hızı ile ayarlanabilir.
  2. Ag'yi karıştırarak tetrabütil titanat (TBOT)-etanol çözeltisine birleştirin ve ardından damla damla 80 mL asit katalizörü ekleyin.
    1. Karışık çözeltiyi elde etmek için 500 μL benzensülfonik asit (BA) ve buzlu asetik asidi (AA) birleştirin (1:2 hacim oranında BA ve AA). Asit katalizörünü hazırlamak için çözeltiyi 100 mL deiyonize suya (18 MΩ • cm) seyreltin.
    2. Elde edilen Ag sol'u önceden dağılmış tetrabütil titanat (TBOT)-etanol çözeltisine (100 mL etanol çözeltisinde 2.5 TBOT) ekleyin ve karışık solu elde etmek için 1 saat karıştırın. Daha sonra, solu damla damla 80 mL asit katalizörüne ekleyin ve 70 ° C'de 4 saat karıştırın.
    3. Nihai Ag / TiO2 kompozitini elde etmek için karışımı oda sıcaklığında 48 saat boyunca sürekli olarak karıştırın.
      KATYON: Güçlü karıştırma, çözelti damlalarının sıçramasına neden olabilir. Güvenliği sağlamak için koruyucu ağız-burun maskesi, laboratuvar önlüğü ve eldiven gibi koruyucu cihazlar kullanın. Yukarıda belirtilen prosedürlerde dönüş hızı için kesin bir standart yoktur.

2. Kitosan kaplamanın hazırlanması

  1. Kitosanı% 1 (hacim) asetik asit içinde çözün ve kaplama çözeltisini hazırlamak için 25 ° C'de 24 saat karıştırın (elde edilen çözeltide kitosan konsantrasyonunun% 0.5 (wt) olduğundan emin olun.
  2. Ag / TiO2 parçacıklarını süspansiyona ayrı ayrı ekleyin (sırasıyla 0, 0.5, 1 ve 1.5 g Ag / TiO2'yi 50 g kitosan çözeltisine ekleyin), % 0,% 1,% 2 ve% 3 (ağırlıkça) Ag / TiO 2-CS0, Ag / TiO2-CS1, Ag / TiO2-CS2 ve Ag / TiO2-CS3 olarak gösterilen Ag / TiO2-kitosan çözeltileri, sırasıyla.
    DİKKAT: Yukarıda belirtilen prosedürlerde dönüş hızı için kesin bir standart yoktur.

3. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) gözlemi

  1. Deneysel yumurta kabuğunu parçalara ayırın (yaklaşık 2-3 mm kare boyutlarında).
  2. Yumurta kabuğu parçalarını iletken bir yapıştırıcı (yani çift taraflı karbon iletken bant veya diğer benzer malzemeler) ile metal bir saplama üzerinde hareketsiz hale getirin. Numunenin ellerden herhangi bir şekilde kirlenmesini önlemek için numune hazırlama sırasında eldiven kullanın. Numuneyi işaretleyin (örneğin, elmas kalem kesici kullanarak L şeklinde bir çizik ile).
  3. Alternatif olarak, şarj etkilerini önlemek için iletken malzeme (~ 10 nm kalınlığında) ile püskürtülmüş bir kaplama uygulayın.
  4. Numunenin üstten görünümünden en az üç yüksek çözünürlüklü SEM mikrografı (ideal olarak en az beş) edinin. Her görüntünün en az 25 μm x 25 μm boyutunda bir alan ve 20 μm çözünürlük oranıyla görüntülendiğinden emin olun. Makroskopik yüzey kusurları olan yüzey bölgelerinden görüntü almaktan kaçının.
  5. Aşağıdaki SEM parametrelerini kullanın: 30 kV çalışma voltajı. İkinci elektron görüntüsünün çözünürlüğü, yüksek dereceli bir taramalı elektron mikroskobunda bir alan emisyon elektron tabancası kullanılarak 2 nm'ye ulaşabilir (iyon ışını akım yoğunluğu yaklaşık 105 A /cm2'dir).
  6. L şeklindeki işaretleyiciye göre her resmin tam konumuna dikkat edin.

4. Yumurta koruma deneyleri

NOT: Taze bırakılan yumurtalar, Çin'in Shenzhen kentindeki yerel bir çiftlik tarafından sağlanan tavuk yumurtalarıdır.

  1. Uygun bir yumurta koruma deney süreci sağlamak için yüzeylerinde çatlak, makula veya kum bulunan yumurtaları hariç tutarak deneysel yumurtaları tarayın.
  2. Taze bırakılan yumurtaları, her grupta 30 yumurta olacak şekilde beş gruba bölün. Ag /TiO 2-CS0, Ag / TiO 2-CS1, Ag / TiO2-CS2 ve Ag / TiO2-CS3 olarak sırasıyla% 0,% 1,% 2 ve% 3 (wt) katkılı chitosan, Ag / TiO2-kitosan ile kaplanmış dört kaplamalı grubu tasarlayın.
  3. Yumurtaları 5 dakika boyunca farklı kaplama solüsyonlarına daldırmak ve 24 saat ortam koşullarında kurutmak için kaplama işlemini gerçekleştirin. Suyla yıkanmış yumurtaları (WE) bir kontrol deneyi olarak ayarlayın. Yukarıda belirtilen işlemlerden sonra, işlem görmüş yumurtaları 25 ° C'de saklayın. Koruma performansını değerlendirmek ve karşılaştırmak için kilo kaybını, Haugh birimini, albümin pH'ını ve yumurta kabuğu morfolojilerini ölçmek için işaretli beş yumurtayı alın.
    1. Yumurtanın ilk güne göre yüzde olarak kilo farkını hesaplayarak yumurtanın kilo kaybını (%) elde edin. Her gruptaki yumurtaların ağırlığını her 5 günde bir ölçün.
    2. Yumurta ağırlığını albümin kalınlığı ile ilişkilendirmek için Haugh birimini hesaplayın (Denklem 1)12.
      HU = 100 günlük (H-1.7W0.37+7.6) (1)
      burada H albümin yüksekliğini (mm) ve W yumurta ağırlığını (g) temsil eder.
      1. Haugh biriminin değerine göre, bir yumurtanın Haugh birimi 72'nin üzerinde, sırasıyla 71-60 arasında ve 60'ın altında olduğunda yumurtaları AA, A ve B derecesine göre sınıflandırın (Amerika Birleşik Devletleri Bireysel Kabuklu Yumurtaların Kalite Standartları).
    3. Albümini yumurta sarısından ayırın ve albüminin pH değerlerini ölçmek için dijital bir pH metre kullanın.
    4. Numunelerin platin püskürtülmesinden sonra bir taramalı elektron mikroskobu kullanarak yumurta kabuklarının yüzeylerinin morfolojilerini gözlemleyin.
      KATYON: Yumurta kabukları, şiddetli darbelere dayanamayan kırılgan maddelerdir. Bu nedenle yumurta kabuklarına herhangi bir zarar gelmemesine dikkat edin. Ayrıca, adım 4.3.4'teki prosedürler adım 3 ile aynıdır.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ag/TiO2 kompozitlerinin partikül boyutu, sentez koşullarından etkilenen 100-300 nm arasında değişmektedir (Şekil 1).

figure-results-1
Şekil 1: Ag/TiO2 kompozit parçacıklarının farklı çözünürlük oranlarında (500 nm) SEM görüntüleri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Depolama sırasında farklı yumurta örneklerinin ağırlık kayıpları Tablo 1'de gösterilmektedir. Sürekli artan kilo kaybı, albümin CO2 ve su buharının yumurta kabukları üzerindeki gözeneklerden kaçmasından kaynaklanır ve bu da yumurta kalitesinin bozulmasına yol açar. WE yumurtalarının ağırlık kayıpları diğer gruplara göre çok daha yüksektir, bu da kitosan bazlı kaplamaların yumurta kalitesi için koruyucu kapasitesini gösterir. Kitosan ile kaplandıktan sonra, yumurta kabuğu üzerindeki çatlaklar gözle görülür şekilde azalır, bu da CO2 ve su buharı kaybını sınırlar.

Depolama süresi (gün)Kilo kaybı (ağırlıkça%)
BİZAg/TiO2-CS0Ag/TiO2-CS1Ag/TiO2-CS2Ag/TiO2-CS3
60,78±0,09c0,69±0,09c0,53±0,12bir0.49±0.21a,b0,48±0,06A
111,85±0,13 milyar1,54±0,18c1,34±0,15A1.28±0.13a,b1,26±0,21A
162,53±0,21 milyar2,34±0,27c1,95±0,21 milyar1,93±0,35A1,89±0,38A
214.01±0.25c3,63±0,32 milyar3,21±0,09 milyar3,18±0,22A3,09±0,16A
264,86±0,34 milyar4,18±0,25 milyar4,09±0,39 milyar4,05±0,29A3.98±0.21a,b
315,62±0,41A5,01±0,51 milyar4,76±0,48A4,69±0,17A4,58±0,35A
Aynı satırda farklı süper çizilmiş harflerle önemli ölçüde farklıdır.

Tablo 1: Depolama süresi boyunca farklı yumurtaların kilo kaybının değişimi.

Ayrıca, Ag / TiO2 partikülleri ile katkılı kitosan kaplamalar, gözenekleri kapatmada ve yoğun tabakalar oluşturmada daha etkilidir ve bu da önemli ölçüde inhibe edilmiş kilo kaybına yol açar. Ag / TiO2 partiküllerinin dozajı ne kadar büyük olursa, CO2 ve buhar kaybını azaltmak için karşılık gelen kaplamanın etkisi o kadar güçlü olur (Şekil 2).

figure-results-2
Şekil 2: 0, 11, 16 ve 31. günlerde çiğ yumurta kabuğu yüzeylerinin ve kitosan muameleli yumurta kabuğu yüzeylerinin SEM görüntüleri. (A) çiğ yumurta kabuğu yüzeyleri; (B) kitosan ile muamele edilmiş yumurta kabuğu yüzeyleri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Haugh birimi, protein proteolizi ve albümin pH'ı ile yakından ilişkili olan albümin incelme varyasyonunu yansıtan beyaz proteinlerin yaşa bağlı değişiklikleri ile hesaplanır. WE grubundaki Haugh biriminin kitosan kaplama gruplarına göre daha hızlı azalması ve her zaman daha düşük değerleri, kitosanın etkili koruyucu kapasitesini gösterir. Kitosan ile muamele edilen gruplardaki yumurtalar 26 gün boyunca üstün A derecesini korurken, WE grubu 6. günden sonra B derecesine düşer. Ag / TiO 2-CS1'deki Haugh biriminin değerleri, tedavi edilen tüm gruplar arasında her zaman en yüksektir, bu da şunları gösterir: (i) Ag / TiO2 parçacıklarının eklenmesi, kaplama stabilizasyonu ve bakteri kontrolü için daha etkili olan kitosan ile sinerjik bir etkiye katkıda bulunur; (ii) fazla Ag / TiO2 parçacıkları, kitosan kaplamanın katmanlı yapısını tahrip ederek daha zayıf bir koruma kapasitesine yol açacaktır. Tablo 2'deki sonuçlara göre, %1 (ağırlıkça) Ag/TiO2 partikülleri ile katkılı kitosan, albümin proteinlerinin bozulmasını yavaşlatmak için en iyi performansı sergiler ve böylece raf ömrünü 30 güne kadar uzatır.

Depolama süresi (gün)Haugh Birimi
BİZAg/TiO2-CS0Ag/TiO2-CS1Ag/TiO2-CS2Ag/TiO2-CS3
673.23±0.68c80,32±0,59 milyar83.34±0.12a,b81,60±1,41A77.06±0.35A
1169,86±3,25c75,64±1,27 milyar77.18±2.45a,b76.05±3.13a,b74.32±1.41A
1667.31±2.43b73,88±2,06 milyar75.36±1.34A75,61±2,15A71,53±2,18A
2162,93±5,32c71,06±3,88c73.20±3.09A72,94±3,52A69.35±1.34a,b
2658,55±2,89 milyar69,85±1,53c71,85±2,39bir70.34±4.19a,b66.21±2.10A
3155.24±3.04A65,26±0,51A69.31±3.18A68,96±1,17bir62,64±4,03A
Farklı üst simgeli harflerle aynı satırda önemli ölçüde farklıdır

Tablo 2: Depolama süresi boyunca farklı yumurtaların Haugh biriminin değişimi.

Albümin pH'ının değişimine CO2 tahliyesi neden olur ve bu da depolama süresi ile pH değerlerinin yavaş bir şekilde artmasına neden olur. WE yumurtalarının albümin pH'ı 10 gün içinde keskin bir şekilde artar ve 30. günde 9.5'e kadar ulaşır. Proteinlerin yağ ve peptona bozunması pH düşüşüne yol açar. Bir kitosan kaplama ile korunduktan sonra, albümin pH'ı 20 gün içinde benzer eğilimler gösterir ve bunlar pH 8.0-8.2 civarında stabilize edilir. 20. günden sonra, Ag / TiO 2-CS0 ve Ag / TiO2-CS1'in pH değerleri, pH 8.2 civarında hafif dalgalanma gösterir ve Ag / TiO2-CS2 ve Ag / TiO2-CS3 için pH 7.5-8.0 arasında stabilize olur. WE grubu ile karşılaştırıldığında tedavi edilen grupların nispi stabil albümin pH'ı, albüminde CO2 kaybının etkili bir şekilde azaldığını göstermektedir (Şekil 3). Ag / TiO2 partikülünün eklenmesi, 31 güne kadar iyi stabiliteyi koruyabilen kitosanın stabilitesini arttırır (Şekil 4).

figure-results-3
Şekil 3: Depolama süresi boyunca farklı yumurtaların albümin pH'ındaki değişiklikler. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-4
Şekil 4: 0, 11, 16 ve 31. günlerde Ag/TiO2-CS kaplı yumurta kabuğu yüzeylerinin SEM görüntüleri. (a) Ag/TiO2-CS1; (b) Ag/TiO2-CS2; (C) Ag/TiO2-CS3. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yumurta proteini kalitesinin korunması sorunları, yumurta raf ömrünü uzatmanın etkili bir yolu olduğu kanıtlanmış olan kitosan kaplama ile giderilebilir. Bununla birlikte, tek bir kitosan kaplamanın kullanılması, kararsızlık, koruma süresinin sınırlandırılması ve kitosan bazlı kaplamaların gerçek uygulaması gibi çeşitli problemler yaratır. Özellikle, spesifik antibakteriyel nanopartiküllerin kitosan içine dopinglenmesinin raf ömrünü daha da uzatması önerilmiştir. Bu çalışmada, Ag / TiO2 parçacıkları başarılı bir şekilde sentezlenir ve koruma süresini en az 30 güne kadar uzatabilen bir kitosan kaplamaya dopinglenir.

SEM görüntüleri, Ag / TiO2 parçacıklarının yapısını ve morfolojisini ve ayrıca kaplanmış yumurta kabuklarının morfolojisini analiz etmek için kullanılır. Kompozit kaplamaların koruma performansları, numunelerin ağırlık kaybı, Haugh birimi, albümin pH ve yumurta kabuğu morfolojileri ile değerlendirilir. Ag / TiO2 kompozitlerinin benimsenmesi, chitosan için sinerjik bir etkiye katkıda bulunur ve bu da koruma süresini daha da uzatabilir.

Ag / TiO2 kompozitlerinin partikül boyutları 100-300 nm aralığındadır (sentez koşulu tarafından kontrol edilir), bu da yumurta kabuğunun üstündeki gözenekleri tıkayabilir ve koruma performansını artırabilir. Bununla birlikte, fazla Ag / TiO2 parçacıkları, kitosan kaplamanın katmanlı yapısını tahrip ederek daha düşük bir koruma kapasitesi ile sonuçlanacaktır.

Bununla birlikte, şu anda, bu çalışmadaki kitosan kaplamanın performansları, gelecekteki çalışmalarda optimizasyon gerektiren mevcut partikül türleri ve konsantrasyonları ile sınırlıdır.

Bu çalışmadaki yöntemler, nanopartikül ve öncülün birleştirici etkilerini elde etmek ve ayrıca gıda koruma alanında yeni çok işlevli kaplamalar hazırlamak için belirli nanopartiküller tarafından kaplama öncüsüne karıştırılabilen yeni kaplama malzemelerini göstermektedir.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların ifşa edecek hiçbir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Guangxi Yeni Enerji ve Bina Enerji Tasarrufu Vakfı Anahtar Laboratuvarı (No. 19-J-21-17, 19-J-21-30), Guangxi Üniversiteleri Bilimsel Araştırma Projesi (2020KY06029) ve Wuhan Teknoloji Üniversitesi-Tibet Üniversitesi Ortak İnovasyon Fonu (LZJ2020003) tarafından desteklenmiştir.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
asetatAladdin64-19-7GR, %99.8
Benzensülfonik asitAladdin03/11/1998%98
KitosanAladdin9012-76-4< 200 mPa ve boğa; Kendimiz
tarafından hazırlanandeiyonizesu-18MΩ &boğa; cm
Elektronik hassas dengeSartoriusBSA124S-CW
EtanolAladdin64-17-5& ge; GC için% 99,8
FormatAladdin64-18-6Standardı,% >99
pH metreHeYiPHS-25
Taramalı elektron mikroskobuHiatchiSU8010
Gümüş nitrat (AgNO3)Aladdin7761-88-8≥ % 99,9
Sodyum borhidrür (NaBH4)Aladdin16940-66-2%98
Sıcaklık nem odasıYiHengLHS-50CH
Titanyum butoksit (TBOT)Aladdin5593-70-4CP,%98

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Nondestructive measurement of yolk viscosity in lightly heated chicken shelleggs. Journal of Food Engineering. 205, 18-24 (2017).">Kuroli, S., Kanoo, T., Itoh, H., Ohkawa, Y. Nondestructive measurement of yolk viscosity in lightly heated chicken shelleggs. Journal of Food Engineering. 205, 18-24 (2017).
  2. Effect of dietary pomegranate seed oil on laying hen performance and physicochemical properties of eggs. Food Chemistry. 221, 1096-1103 (2017).">Kostogrys, R. B., et al. Effect of dietary pomegranate seed oil on laying hen performance and physicochemical properties of eggs. Food Chemistry. 221, 1096-1103 (2017).
  3. Efficacy of antimicrobial pullulan-based coating to improve internal quality and shelf-life of chicken eggs during storage. Journal of Food Science. 80, 1066-1074 (2015).">Morsy, M. K., Sharoba, A. M., Khalaf, H. H., El-Tanahy, H. H., Cutter, C. N. Efficacy of antimicrobial pullulan-based coating to improve internal quality and shelf-life of chicken eggs during storage. Journal of Food Science. 80, 1066-1074 (2015).
  4. Effect of dietary canthaxanthin and iodine on the production performance and egg quality of laying hens. Journal of Poultry Science. , (2018).">Damaziak, K., et al. Effect of dietary canthaxanthin and iodine on the production performance and egg quality of laying hens. Journal of Poultry Science. , (2018).
  5. Effects of ultrasonic treatment and storage temperature on egg quality. Journal of Poultry Science. 90, 869-875 (2011).">Sert, D., Aygun, A., Demir, M. K. Effects of ultrasonic treatment and storage temperature on egg quality. Journal of Poultry Science. 90, 869-875 (2011).
  6. Ozone treatment of shell eggs to preserve functional quality and enhance shelf life during storage. Journal of the Science of Food and Agriculture. 96, 2755-2763 (2016).">Yaceer, M., Aday, M. S., Caner, C. Ozone treatment of shell eggs to preserve functional quality and enhance shelf life during storage. Journal of the Science of Food and Agriculture. 96, 2755-2763 (2016).
  7. Bactericidal paper trays doped with silver nanoparticles for egg storing applications. Bulletin of Materials Science. 39, 819-826 (2016).">Viswanathan, K., Priyadharshini, M. L. M., Nirmala, K., Raman, M., Raj, G. D. Bactericidal paper trays doped with silver nanoparticles for egg storing applications. Bulletin of Materials Science. 39, 819-826 (2016).
  8. Effects of vacuum packing on eggshell microbial activity and egg quality in table eggs under different storage temperatures. Journal of the Science of Food and Agriculture. 93, 1626-1632 (2013).">Aygun, A., Sert, D. Effects of vacuum packing on eggshell microbial activity and egg quality in table eggs under different storage temperatures. Journal of the Science of Food and Agriculture. 93, 1626-1632 (2013).
  9. Internal quality and shelf life of eggs coated with oils from different sources. Journal of Food Science. 76, 325-329 (2011).">Ryu, K. N., No, H. K., Prinyawiwatkul, W. Internal quality and shelf life of eggs coated with oils from different sources. Journal of Food Science. 76, 325-329 (2011).
  10. Effects of packaging, mineral oil coating, and storage time on biogenic amine levels and internal quality of eggs. Journal of Poultry Science. 93, 3171-3178 (2014).">Figueiredo, T. C., et al. Effects of packaging, mineral oil coating, and storage time on biogenic amine levels and internal quality of eggs. Journal of Poultry Science. 93, 3171-3178 (2014).
  11. Efficacy of various protein-based coating on enhancing the shelf life of fresh eggs during storage. Journal of Poultry Science. 94, 1665-1677 (2015).">Caner, C., Ydceer, M. Efficacy of various protein-based coating on enhancing the shelf life of fresh eggs during storage. Journal of Poultry Science. 94, 1665-1677 (2015).
  12. Effects of chitosan coating structure and changes during storage on their egg preservation performance. Coatings. 8, 317(2018).">Xu, D., Wang, J., Ren, D., Wu, X. Y. Effects of chitosan coating structure and changes during storage on their egg preservation performance. Coatings. 8, 317(2018).
  13. Alginate and chitosan as a functional barrier for paper-based packaging materials. Coatings. 8, 235(2018).">Kopacic, S., Bauer, W., Walzl, A., Leitner, E., Zankel, A. Alginate and chitosan as a functional barrier for paper-based packaging materials. Coatings. 8, 235(2018).
  14. Cross-linked amylose bio-plastic:A transgenic-based compostable plastic alternative. International Journal of Molecular Sciences. 18, 2075(2017).">Sagnelli, D., et al. Cross-linked amylose bio-plastic:A transgenic-based compostable plastic alternative. International Journal of Molecular Sciences. 18, 2075(2017).
  15. Nanostructured titanium dioxide coatings prepared by aerosol assisted chemical vapour deposition (AACVD). Journal of Phothchemistry and Photobiology A-Chemistry. 400, 112727(2020).">Megan, T., Robert, C. P., Ivan, P. P., Clara, P. Nanostructured titanium dioxide coatings prepared by aerosol assisted chemical vapour deposition (AACVD). Journal of Phothchemistry and Photobiology A-Chemistry. 400, 112727(2020).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Silver Titanium Dioxide CompositesChitosan based CoatingsEgg Preservation PerformanceElectron Microscopy AnalysisWeight Loss MeasurementHaugh Unit EvaluationAlbumen pH AnalysisEggshell Morphology AssessmentNanoparticle FunctionalizationFood Preservation Coatings
Video Coming Soon

Related Articles