طراحی برچسب حاوی متابولیت های ثانویة گیاهی به عنوان شناساگر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه رازی کرمانشاه

2 دانشجوی دکترای مهندسی شیمی، دانشگاه رازی کرمانشاه

چکیده

متابولیت های گیاهی به علت حضور مواد کنژوگه یا فنولیک، با تغییر pH ،تغییر رنگ نشان می دهند ولی متأسفانه بررسی این موضوع، به شکل کاربردی و همچنین به عنوان شناساگر دمایی- زمانی پرداخته نشده است. این مطالعه به منظور طراحی برچسب حاوی متابولیت های ثانویة گیاهی به عنوان شناساگر زمانی- دمایی انجام شد. جهت ساخت برچسب هوشمند زمان-دما، کاغذ سلولزی در محلول حاوی آنتوسیانین هویج سیاه قرار داده‌ شد. برای بررسی سینتیک تغییر رنگ، از فعال‌سازی برچسب زمان- دما توسط مقیاس CIElab استفاده گردید. به منظور بررسی موروفولوژی آنتوسیانین مورد استفاده جهت ساخت برچسب زمان- دما در مطالعه حاضر از تصویربرداری الکترون روبشی، و به منظور بررسی ساختار شیمیایی از آنالیز طیف سنج مادون قرمز استفاده شد. برچسب زمان- دمای تهیه ‌شده در زمان‌های 0 ،1 ،3 ،7 ،12 ،24 ،48 و 72 ساعت پس از فعال‌سازی برچسب در دماهای 2-، 6 ،15 و 25 درجه سانتی‌گراد مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که ساختار دارای فشردگی کافی بدون شکاف است. نتایج طیف سنجی نشان داد که زمان cm-1  1369 نمایانگر وجود گروه‌های فنول C-O در ساختار آنتوسیانین می‌باشد. زمان مشاهده‌ شده در فرکانس cm-1 1155 مربوط به حلقه پیران و زمان موجود در فرکانس cm-1 1025 متعلّق به ارتعاشات  C-Hدر ساختار آنتوسیانین می‌باشد. نتایج آنالیز تغییر رنگ نشان می دهد که با گذشت زمان و افزایش دما گوشت شروع به فاسد شدن می کند و برچسب زمان – دمای روی بسته گوشت نیز دچار تغییر رنگ می شود، به طوری که با گذشت زمان و افزایش دما میزان تغییر رنگ برچسب نیز افزایش می یابد. بنابراین برچسب حاوی متابولیت های ثانویة گیاهی به عنوان شناساگر زمانی- دمایی می تواند استفاده شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Designing Lable Containing Plant Secondary Metabolites as an Indicator

نویسندگان [English]

  • Roonak Amiri 1
  • Golshan Moradi 2
1 M.Sc in Chemical Engineering, Department of Chemical Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
2 PhD Student Chemical Engineering, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Due to the presence of conjugates or phenolics, plant metabolites exhibit color change with changing pH, but unfortunately, this has not been investigated functionally as well as as a time-temperature indicator. This study was conducted to design a lable containing secondary plant metabolites as a time-temperature indicator. To fabricate a smart time-temperature lable, cellulose paper was inserted in a solution containing black carrot anthocyanin. Activation of the time-temperature label by CIElab scale was used to investigate the color change kinetics. Scanning electron microscopy (SEM) was used to investigate the anthocyanin morphology used for time-temperature labeling and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to investigate the chemical structure. At 0, 1, 3, 7, 12, 24, 48 and 72 hours after label activation, Time-temperature lables were investigated at temperatures of -2, 6, 15 and 25 ° C. The results of SEM show that this structure sufficiently has compacted without slit. Based on the FTIR results, peak 1369 cm-1 indicates phenol C-O groups in the anthocyanin structure. In addition, peak observed at 1155 cm-1 is related to the pyran ring and the peak at 1025 cm-1 is due to C-H vibrations in the anthocyanin structure. the time-temperature label on the meat pack also changes color with time the temperature changes The color of the label also increases. Therefore, the label containing secondary plant metabolites can be used as a time-temperature indicator. The results of the color change analysis show that as time goes on and the temperature increases, the meat starts to spoilage and the time-temperature label on the meat pack also changes color. By increasing the time and temperature the amount of color change on the label also increases. Therefore, the label containing secondary plant metabolites can be used as a time-temperature indicator.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anthocyanin
  • Time-Temperature Indicator
  • Smart Lable
  • CIElab Scale
1. Kim, M. J., Jung, S. W., Park, H. R., & Lee, S. J. (2012). “Selection of an optimumpH-indicator for developing lactic acid bacteria-based time–temperature integrators (TTI).” Journal of Food Engineering, 113(3), 471–478.

2. Heising, J., van Boekel, M., & Dekker, M. (2015). “Simulations on the prediction ofcod (Gadus morhua) freshness from an intelligent packaging sensor concept.” Food Packaging and Shelf Life, 3, 47–55.

3. Waghmare, R. B., & Annapure, U. S. (2015). “Integrated effect of sodiumhypochlorite and modified atmosphere packaging on quality and shelf life offresh-cut cilantro.” Food Packaging and Shelf Life, 3, 62–69.

4. EU. (2009). “Commission regulation (EC) No 450/2009 of 29 May 2009 on active andintelligent materials and articles intended to come into contact with food.” OJL135,30.05.2009, 3.

5. Vanderroost, M., Ragaert, P., Devlieghere, F., & De Meulenaer, B. (2014). “Intelligentfood packaging: The next generation.” Trends in Food Science & Technology,39(1), 47–62.

6. Pourjavaher S, Almasi, H , Meshkini S, Pirsa S, Parandi E. Development of a colorimetric pH indicator based on bacterialcellulose nanofibers and red cabbage (Brassica oleraceae) extract.” Carbohydrate Polymers 156 (2017) 193–201.

7. Brody, A. L., Bugusu, B., Han, J. H., Sand, C. K., & McHugh, T. H. (2008). “Scientific status summary.” Journal of Food Science, 73(8), R107–R116.

8. Kerry, J., O’grady, M., & Hogan, S. (2006). “Past, current and potential utilisation ofactive and intelligent packaging systems for meat and muscle-based products: A review.” Meat Science, 74(1), 113–130.

9. Zajko,ˇS., & Klimant, I. (2013). “The effects of different sterilization procedures on theoptical polymer oxygen sensors.” Sensors and Actuators B: Chemical, 177, 86–93.

10. Gannakourou, M.C., Koutsoumanis, K., Nychas, G.J.E., & Taoukis, P.S. (2005). “Field evaluation of the application of time temperature integrators for monitoring fish quality in the chill chain.” International Journal of Food Microbiology, 102, 323–336.

11. Mai, N., Audorff, H., Reichstein, W., Haarer, D., Olafsdottir, G., Bogason, S.G., Kreyenschmidt, J., & Arason, S. (2011). “Performance of a photochromic time– temperature indicator under simulated fresh fish supply chain conditions.” International Journal of Food Science and Technology, 46, 297–304.

12. Kuswandi, B., Restyana, A., Abdullah, A., Heng, L. Y., & Ahmad, M. (2012). “A novelcolorimetric food package label for fish spoilage based on polyaniline film.” Food Control, 25(1), 184–189.

13. Khan, P. M. A., & Farooqui, M. (2011). “Analytical applications of plant extract asnatural pH indicator: A review.” Journal of Advanced Scientific Research, 2(4).

14. Chandrasekhar, J., Madhusudhan, M., & Raghavarao, K. (2012). “Extraction ofanthocyanins from red cabbage and purification using adsorption.” Food and Bioproducts Processing, 90(4), 615–623.

15. Zhang, X., Lu, S., & Chen, X. (2014). “A visual pH sensing film using natural dyes fromBauhinia blakeana Dunn.” Sensors and Actuators B: Chemical, 198, 268–273.

16. Shahid, M., & Mohammad, F. (2013). “Recent advancements in natural dyeapplications: A review.” Journal of Cleaner Production, 53, 310–331.

17. Yoshida, C. M., Maciel, V. B. V., Mendonc¸ a, M. E. D., & Franco, T. T. (2014). “Chitosanbiobased and intelligent films: Monitoring pH variations.” LWT: Food Scienceand Technology, 55(1), 83–89.

18. Pereira, V. A., de Arruda, I. N. Q., & Stefani, R. (2015). “Active chitosan/PVA filmswith anthocyanins from Brassica oleraceae (Red Cabbage) astime astime–temperature indicators for application in intelligent food packaging.” FoodHydrocolloids, 43, 180–188.

19. Tsao, R., & McCallum, J. (2010). “Chemistry of flavonoids. In U Fruit and vegetable phytochemicals.” New Delhi: Wiley-Blackwell.

20. Castañeda-Ovando, A., Pacheco-Hernández, M. d. L., Páez-Hernández, M. E., Rodríguez, J. A., & Galán-Vidal, C. A. (2009). “Chemical studies of anthocyanins: A review.” Food Chemistry, 113(4), 859-871.

21. Garber, K. C. A., Odendaal, A. Y., & Carlson, E. E. (2013). “Plant Pigment Identification: A Classroom and Outreach Activity.” Journal of Chemical Education, 90(6), 755-759.