Аннотация

Введение. В настоящее время перспективным направлением считается использование упаковочных материалов на основе доступного и биоразлагаемого сырья для создания интеллектуальной упаковки, позволяющей контролировать порчу продукта в режиме реального времени. Целью исследования стало обоснование использования анионных полисахаридов и антоцианового пигмента для создания пленок и их использование в качестве тест-системы для определения свежести рыбного фарша. Объекты и методы исследования. Замороженные ягоды черной смородины (Ríbes nígrum), пленки на основе полисахаридов и содержащие антоциановый пигмент, а также свежеизмельченный фарш трески. Экстракты антоцианового пигмента и пленок на основе агар-агара, каппа-каррагинана, хитозана, крахмала и антоцианового пигмента анализировали методом ИК спектроскопии. Результаты и их обсуждение. Способностью к образованию пленок обладают анионные полисахариды – агар-агар и каппа-каррагинан. Пленки на основе 1,5 % агар-агара и 2,0 % каппа-каррагинана обладают эластичностью, упругостью, пластичностью и стойкостью к механической деформации. Нейтральный полисахарид крахмал и катионный полисахарид хитозан такой способностью не обладают. Данные ИК-спектров свидетельствуют об электростатической природе формирования полиэлектролитных комплексов антоцианового пигмента с анионными полисахаридами. Пленку на основе 1,5 % агар-агара с добавлением антоцианового пигмента использовали как тест-систему для анализа качества фарша трески. При контактировании пленки, содержащей антоциановый пигмент, со свежим рыбным фаршем изменение окраски пленки не происходило. При контакте пленки с фаршем сомнительной свежести изменение цвета пленки начиналось уже после 2-х мин контактирования: пленка приобретала синеватый оттенок. Выводы. На процесс образования пленок существенное влияние оказывает заряд полисахарида и тип взаимодействия между полисахаридами и антоциановым пигментом. Благоприятными для создания комплексов являются анионные полисахариды. Показана возможность использования пленок в качестве интеллектуальной упаковки для определения качества рыбного фарша.

Ключевые слова

Черная смородина, антоциановый пигмент, агар-агар, каппа-каррагинан, крахмал, хитозан, интеллектуальная упаковка, тест-система, рыбный фарш

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Mohan C. O. A., Ravishankar C. N. Active and intelligent packaging systems-application in seafood // World Journal of Aquaculture Research and Development. 2019. Vol. 1. № 1. P. 010–016.
2. Intelligent food packaging: A review of smart sensing technologies for monitoring food quality / H. Yousefi [et al.] // ACS Sensors. 2019. Vol. 4. № 4. P. 808–821. https://doi.org/10.1021/acssensors.9b00440.
3. Intelligent packaging: Trends and applications in food systems / S. Kalpana [et al.] // Trends in Food Science and Technology. 2019. Vol. 93. P. 145–157. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.09.008.
4. Singh S., Gaikwad K. K., Lee Y. S. Anthocyanin – A natural dye for smart food packaging systems // Korean Journal of Packaging Science and Technology. 2018. Vol. 24. № 3. P. 167–180. https://doi.org/10.20909/kopast.2018.24.3.167.
5. Active and intelligent food packaging: legal aspects and safety concerns / D. Dainelli [et al.] // Trends in Food Science and Technology. 2019. Vol. 19. P. S103–S112. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2008.09.011.
6. Pereira V. A. Jr., de Arruda I. N. Q., Stefani R. Active chitosan/PVA films with anthocyanins from Brassica oleraceae (Red Cabbage) as Time-Temperature Indicators for application in intelligent food packaging // Food Hydrocolloids. 2015. Vol. 43. P. 180–188. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.05.014.
7. Preparation of an intelligent pH film based on biodegradable polymers and roselle anthocyanins for monitoring pork freshness / J. Zhang [et al.] // Food Chemistry. 2019. Vol. 272. P. 306–312. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.08.041.
8. Preparation and characterization of indicator films from carboxymethyl-cellulose/starch and purple sweet potato (Ipomoea batatas (L.) lam) anthocyanins for monitoring fish freshness / G. Jiang [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2020. Vol. 143. P. 359–372. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.12.024.
9. Extract from Lycium ruthenicum Murr. Incorporating κ-carrageenan colorimetric film with a wide pH–sensing range for food freshness monitoring / J. Liu [et al.] // Food Hydrocolloids. 2019. Vol. 94. P. 1–10. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.03.008.
10. Developing an intelligent film containing Vitis amurensis husk extracts: The effects of pH value of the film-formingsolution / Q. Ma [et al.] // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 166. P. 851–859. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.08.099.
11. Intelligent poly (vinyl alcohol)-chitosan nanoparticles-mulberry extracts films capable of monitoring pH variations / Q. Ma [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2018. Vol. 108. P. 576–584. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2017.12.049.
12. Anthocyanins based indicator sensor for intelligent packaging application / V. Shukla [et al.] // Agricultural Research. 2016. Vol. 5. № 2. P. 205–209. https://doi.org/10.1007/s40003-016-0211-0.
13. Preparation of an intelligent film based on chitosan/oxidized chitin nanocrystals incorporating black rice bran anthocyanins for seafood spoilage monitoring / C. Wu [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2019. Vol. 222. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115006.
14. Novel colorimetric films based on starch/polyvinyl alcohol incorporated with roselle anthocyanins for fish freshness monitoring / X. Zhai [et al.] // Food Hydrocolloids. 2017. Vol. 69. P. 308–317. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2017.02.014.
15. Colorimetric film based on polyvinyl alcohol/okra mucilage polysaccharide incorporated with rose anthocyanins for shrimp freshness monitoring / S. Kang [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2020. Vol. 229. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115402.
16. A pH and NH3 sensing intelligent film based on Artemisia sphaerocephala Krasch. gum and red cabbage anthocyanins anchored by carboxymethyl cellulose sodium added as a host complex / T. Liang [et al.] // Food Hydrocolloids. 2019. Vol. 87. P. 858–868. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.08.028.
17. Mohammadalinejhad S., Almasi H., Moradi M. Immobilization of Echium amoenum anthocyanins into bacterial cellulose film: A novel colorimetric pH indicator for freshness/spoilage monitoring of shrimp // Food Control. 2020. Vol. 113. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107169.
18. Electrochemical writing on edible polysaccharide films for intelligent food packaging / S. Wu [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2018. Vol. 186. P. 236–242. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.01.058.
19. Development of active and intelligent films based on cassava starch and Chinese bayberry (Myrica rubra Sieb. et Zucc.) anthocyanins / D. Yun [et al.] // RSC Advances. 2019. Vol. 9. № 53. P. 30905–30916. https://doi.org/10.1039/c9ra06628d.
20. Polyphenolic content of Vranec wines produced by different vinification conditions / V. Ivanova [et al.] // Food Chemistry. 2011. Vol. 124. № 1. P. 316–325. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.06.039.
21. Demonstration of the occurrence of flavanol-anthocyanin adducts in wine and in model solutions / E. Salas [et al.] // Analytica Chimica Acta. 2004. Vol. 513. № 1. P. 325–332. https://doi.org/10.1016/j.aca.2003.11.084.
22. The fate of flavanol-anthocyanin adducts in wines: Study of their putative reaction patterns in the presence of acetaldehyde / F. Nave [et al.] // Food Chemistry. 2010. Vol. 121. № 4. P. 1129–1138. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.01.060.
23. Development of antioxidant and intelligent pH-sensing packaging films by incorporating purple-fleshed sweet potato extract into chitosan matrix / H. Yong [et al.] // Food Hydrocolloids. 2019. Vol. 90. P. 216–224. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.12.015.
24. Koosha M., Hamedi S. Intelligent Chitosan/PVA nanocomposite films containing black carrot anthocyanin and bentonite nanoclays with improved mechanical, thermal and antibacterial properties // Progress in Organic Coatings. 2019. Vol. 127. P. 338–347. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2018.11.028.
25. Novel pH-sensitive films containing curcumin and anthocyanins to monitor fish freshness / H.-Z. Chen [et al.] // Food Hydrocolloids. 2020. Vol. 100. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105438.
26. Съедобные пищевые пленки из концентрированных ягодных соков для вареных колбасных изделий / О. А. Шалимова [и др.] // Мясная индустрия. 2010. № 3. С. 56–58.
27. Intelligent pH indicator film composed of agar/potato starch and anthocyanin extracts from purple sweet potato / I. Choi [et al.] // Food Chemistry. 2017. Vol. 218. P. 122–128. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2016.09.050.
28. Halász K., Csóka L. Black chokeberry (Aronia melanocarpa) pomace extract immobilized in chitosan for colorimetric pH indicator film application // Food Packaging and Shelf Life. 2018. Vol. 16. P. 185–193. https://doi.org/10.1016/j.fpsl.2018.03.002.
29. Liang T., Wang L. A pH-sensing film from tamarind seed polysaccharide with litmus lichen extract as an indicator // Polymers. 2017. Vol. 10. № 1. https://doi.org/10.3390/polym10010013.
30. Development of a colorimetric pH indicator based on bacterial cellulose nanofibers and red cabbage (Brassica oleraceae) extract / S. Pourjavaher [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2017. Vol. 156. P. 193–201. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.09.027.
31. Effect of pulsed electric fields assisted acetylation on morphological, structural and functional characteristics of potato starch / J. Hong [et al.] // Food Chemistry. 2016. Vol. 192. P. 15–24. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.06.058.
32. A highly methylated agar from red seaweed, Gracttaria arcuate / M. Tako [et al.] // Botanica Marina. 1999. Vol. 42. № 6. P. 513–517. https://doi.org/10.1515/BOT.1999.058.
33. Chemical composition of agars from a newly reported Japanese agarophyte, Gracilariopsis lemaneiformis / A. Chirapart [et al.] // Journal of Applied Phycology. 1995. Vol. 7. № 4. P. 359–365. https://doi.org/10.1007/BF00003793.
34. Matsuhiro B. Vibrational spectroscopy of seaweed galactans // Hydrobiologia. 1996. Vol. 326–327. P. 481–489. https://doi.org/10.1007/BF00047849.
35. Effect of agar on the microstructure and performance of potato starch film / Y. Wu [et al.] // Carbohydrate Polymers. 2009. Vol. 76. № 2. P. 299–304. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.10.031.
36. El-Hefian E. A., Nasef M. M., Yahaya A. H. Preparation and characterization of chitosan/agar blended films: Part 1. Chemical structure and morphology // E-Journal of Chemistry. 2012. Vol. 9. № 3. P. 1431–1439. https://doi.org/10.1155/2012/781206.
37. Взаимодействие желатины с κ-каррагинаном по данным ИК-спектроскопии / А. А. Маклакова [и др.] // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2014. Т. 17. № 1. С. 53–60.
38. A novel colorimetric indicator film based on chitosan, polyvinyl alcohol and anthocyanins from jambolan (Syzygium cumini) fruit for monitoring shrimp freshness / B. Merz [et al.] // International Journal of Biological Macromolecules. 2020. Vol. 153. P. 625–632. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.03.048.
39. Мегеда Е. В., Ким И. Н. Биохимические аспекты формирования запаха сырых гидробионтов // Известия ТИНРО. 2008. Т. 154. С. 345–371.
40. Богданов В. Д., Волотка Ф. Б. Функционально-технологические свойства дальневосточной красноперки и кефали-лобана // Известия ТИНРО. 2013. Т. 173. С. 280–292.