РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ СЪЕДОБНЫХ БИОРАЗЛАГАЕМЫХ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ КРАХМАЛА И ХИТОЗАНА, ОБРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОННЫМ ОБЛУЧЕНИЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА RSM

Целью настоящего исследования являлась разработка и оптимизация съедобных антимикробных пленок с использованием крахмала, обработанного электронным пучком, и биополимерных добавок. Рисовый крахмал сорта «Маржан» и маниоковый крахмал сорта «Cassava 531» подвергались физической модификации методом облучения с дозами 0, 3, 6 и 9 кГр с применением ускорителя ILU-10. Пленкообразующие растворы готовились путём смешивания крахмала, хитозана и глицерина, после чего осуществлялось литьё и сушка. Метод поочерёдного варьирования одного фактора (OFAT) применялся для оценки влияния содержания крахмала, времени клейстеризации, содержания глицерина и хитозана на свойства пленок: прочность на разрыв (TS), удлинение при разрыве (EAB), паропроницаемость (WVP) и прозрачность.

Для многофакторной оптимизации использовался метод поверхности отклика (RSM) на основе дизайна Бокса-Бенкена (BBD). Регрессионная модель прозрачности (%) показала, что содержание крахмала и хитозана оказывает положительное линейное влияние, однако это влияние уменьшается из-за выраженных отрицательных квадратичных членов. Время клейстеризации и содержание глицерина показали отрицательное линейное влияние на прозрачность, а также были выявлены значимые взаимодействия факторов.

Несмотря на умеренную статистическую значимость модели (R² = 35,05%), она выявила сложные взаимозависимости факторов и позволила определить направление для оптимальной формулы. Полученные результаты подтверждают потенциал облучённого крахмала в качестве функционального компонента биоразлагаемых пленок и создают основу для дальнейшей разработки устойчивых упаковочных материалов с улучшенными физико-механическими и барьерными свойствами.

1. Biocontrol of Pathogen Microorganisms in Ripened Foods of Animal Origin / J. Delgado et al // Microorganisms. – 2023. – Vol. 11.

2. Microbial decontamination of food by electron beam irradiation / H.-M. Lung et al // Trends in Food Science and Technology. – 2015. – Vol. 44. – P. 66-78.

3. Effect of Electron Beam Irradiation Doses on Quality and Shelf Life Extension of Non-Allergenic Ready-to-Eat Plant-Based Meat and Egg / Y. Puangwerakul et al // Journal of Current Science and Technology. – 2023.

4. Rajina M. Efficacy of e-beam irradiation on shelf-life and accompanied changes in major metabolites of Desmodium gangeticum (L.) DC., an Ayurveda medicinal plant / M. Rajina, K.M. Khaleel // International Journal of Research in Pharmaceutical Sciences. – 2019.

5. Food irradiation: A review / S. Ashraf et al. – 2019.

6. Effects of electron-beam irradiation on blueberries inoculated with Escherichia coli and their nutritional quality and shelf life / Q. Kong et al // Postharvest Biology and Technology. – 2014. – Vol. 95. – P. 28-35.

7. Effect of electron beam irradiation on the quality of vacuum-packed, chilled-stored tilapia fish chunks / A. Jeyakumari et al // Indian Journal of Fisheries. – 2023.

8. Özer Z.N.E. Application of Electron Beam Irradiation Technique for Shelf-Life Extension of Animal Food Products / Z.N.E. Özer // Kocatepe Veterinary Journal. – 2020.

9. Electron beam irradiation to reduce the mycotoxin and microbial contaminations of cereal-based products: an overview / A.M. Khaneghah et al // Food and Chemical Toxicology. – 2020.

10. Orynbekov A. Combined effects of electron-beam irradiation and storage conditions on the safety of fresh meat / A. Orynbekov, M. Lee, L. Zhao // Meat Science. – 2024. – Vol. 198. – P. 109712.

11. Yamaoki R. Effectiveness of electron beam irradiation for microbial decontamination of turmeric powder (Curcuma longa Linne) / R. Yamaoki, S. Kimura // Journal of Food Processing and Preservation. – 2018.

12. Evaluation of certain food additives and contaminants: fifty-seventh report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives: World Health Organization & Food and Agriculture Organization of the United Nations / рук. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA), Nutrition and Food Safety (NFS), Standards & Scientific Advice on Food Nutrition (SSA). – Geneva, 2022. – 186 p.

13. Irradiation as a Promising Technology to Improve Bacteriological and Physicochemical Quality of Fish / E.F.E. Mohamed et al // Microorganisms. – 2023. – Vol. 11, № 5.

14. Ellahamy A. Effect of Frozen Storage on Fish Quality and Fishery Products: A Review / А. Ellahamy // Mediterranean Aquaculture Journal. – 2024.

15. Khandare S. Inhibitory Activity of Lactic Acid Bacteria Against Isolated Pathogens and Spoilage / S. Khandare, S. Patil // Organisms Associated with Fresh Meat. – 2015.

16. Molins R.A. Food irradiation: principles and applications / R.A. Molins // John Wiley & Sons. – 2001.

17. Loaharanu P. Irradiation as a cold pasteurization process of food / P. Loaharanu // Veterinary Parasitology. – 1996. – Vol. 64, № 1-2. – P. 71-82.

18. Olson D.G. Irradiation of food / D.G. Olson // Food technology. – 1998. – Vol. 52.

19. Microbial spoilage of vegetables, fruits and cereals / О. Alegbeleye et al // Applied Food Research. – 2022. – Vol. 2, № 1. – P. 100122.

20. Morehouse K. Food Irradiation – US Regulatory Considerations / K. Morehouse // Radiation Physics and Chemistry. – 2002. – Vol. 63. – P. 281-284.