SUPERVISOR
Javad Keramat,Mehdi Kadivar,Amir Hosein Goli
جواد کرامت (استاد راهنما) مهدی کدیور (استاد مشاور) سیدامیرحسین گلی (استاد راهنما)
STUDENT
Reza Ghadermazy
رضا قادرمزی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Evaluation of antioxidant activity of Clove, Oregano and Sage essential oils in edible films prepared by hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC)
Oxidation is a major reason of deterioration in foods, leads to reduction of nutritional value and quality. The produced free radicals from oxidation increase the risk of human diseases. Application of the natural antioxidants is a useful way for prevention of creation of these compounds. These antioxidants not only such as BHA and BHT aren’t synthetic, but also promote the consumer health. Nowadays, edible and environmental friendly films are alternative to other packaging materials such as plastic ones. These films can be used as carriers of the nutritional ingredients (i.e. vitamins and mineral), preservation materials (i.e. antimicrobials and antioxidants), and flavoring and coloring agents. These additives can increase the functional and preservative properties of films. The current study was designed to evaluate the antioxidant activity of essential oils (EOs) of clove, oregano and sage herbs comparing to BHT. The antioxidant activity of the EOs was investigated using DPPH• (2, 2- diphenyl-1-picrylhydrazyl) free radical scavenging, ?-carotene/linoleic acid assay and reducing power methods. Different concentrations of EOs (200, 400, 600, 800 and 1000 ppm) and BHT (100 and 200 ppm) were added to the soybean oil. Then the antioxidant-added soybean oil was stored at an accelerated storage condition to speedup oxidation (60 °C/30 days). Moreover, the antioxidant activity of EOs was also determined by measuring their peroxide value (PV) and tiobarbitoric acid (TBA) during 30 days of storage. The EOs was separately added to aqueous Hydroxyl propylmethylcellulose (HPMC). HPMC films were prepared from the EO-added solutio the ratio of HPMC: glycerol: Tween 80: EO was 1:0.5:0.05:0.1(%w/w). The control film was prepared without adding EO. The mechanical/optical properties and water vapor (WVP)/oxygen permeability (OP) of films was also investigated. Subsequently, the antioxidant activities of films against soybean oil oxidation were evaluated during 60 days storage at 40 °C by measuring the PV. For all of tests the highest antioxidant activity was observed for clove and which was followed by BHT, oregano and sage as respectively. EOs was able to reduce the oxidation rate of soybean oil and showed more antioxidant effect comparing to control sample. The EOs causes a significant decrease of WVP and OP of films. The sage EO-added films (S-F) had lowest water vapor permeability which was followed by oregano EO-added film (O-F), clove EO-added film (CL-F) and control films (CO-F). More effective in decreasing film OP was observed in order to O-F, S-F, CL-F, CO-F. In general, addition of EO into HPMC film led to decrease of traarency, tensile strength (TS), elongation percentage (%E) and elastic modulus (EM) of the composite films. The lowest TS and EM was observed for the O-F which was followed by S-F and CL-F; the CO-F had highest TS and EM. Moreover, highest %E was observed in order to CO-F, S-F, O-F and CL-F. These films containing EOs reduced soybean oil oxidation during storage, significantly. CL-F was more effective against soybean oil oxidation which was followed by O-F, S-F and CO-F. In general the antioxidant activity of EOs-added films was lower effect than direct addition of EOs into soybean oil.
اکسیداسیون یکی از مهمترین دلایل فساد در غذاها میباشد و باعث کاهش ارزش تغذیهای و کیفی غذا شده و رادیکالهای آزاد به وجود آمده نیز باعث به خطر انداختن سلامت مصرف کننده میشوند. از راههای جلوگیری از ایجاد این ترکیبات استفاده از آنتیاکسیدانهای طبیعی میباشد. آنتی اکسیدان های طبیعی نه تنها فاقد زیانهای آنتی اکسیدان های مصنوعی می باشند بلکه مصرف آنها میتواند به حفظ و تأمین بیشتر سلامت انسان بینجامد. فیلمهای خوراکی می توانند جایگزین پوشش های پلاستیکی شوند. این فیلمها میتوانند حاوی مواد مغذی (مانند ویتامینها و مواد معدنی)، مواد نگهدارنده (آنتی میکروبها و آنتی اکسیدان ها) طعم دهندهها و رنگها باشند و به این طریق خواص نگهداری و عملکردی آنها را افزایش میدهند. در این تحقیق خواص آنتی اکسیدانی اسانس گیاهان میخک، پونه کوهی و مریم گلی در مقایسه با BHT با استفاده از مدل سیستمهای مهار رادیکال آزاد DPPH، بتا کاروتن/ لینولئیک اسید و قدرت احیاکنندگی تعیین شده است. غلظتهای مختلف (200، 400، 600، 800 و 1000 قسمت در میلیون) اسانسها وBHT (100 و 200 قسمت در میلیون) به روغن سویا اضافه شد. روغنها به مدت 30 روز در شرایط تسریع شده 60 درجه سانتی گراد و تاریکی نگهداری شدند. فعالیت آنتی اکسیدانی به وسیله تعیین عدد پراکسید و تیوباربیتوریک اسید هر 5 روز محاسبه شد. فیلم خوراکی بر پایه هیدروکسی پروپیل متیل سلولز (HPMC) حاوی این اسانسها نیز از نظر خواص مکانیکی، ویژگی های نوری، نفوذپذیری به بخار آب و اکسیژن مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس فعالیت آنتی اکسیدانی این فیلم ها با توجه به قابلیت آن ها در محافظت از اکسیداسیون روغن سویا در دمای 40 درجه سانتی گراد و یک مکان تاریک به مدت 60 روز و در فواصل زمانی 15 روزه با تعیین عدد پراکسید مشخص شد. نسبت وزنی مواد افزودنی در فیلم برای HPMC : گلیسرول : توئین80 : اسانس به ترتیب 1: 5/0: 05/0: 1/0 بود. نمونه شاهد نیز فاقد اسانس بود. در تمامی مدل سیستمها، بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی به ترتیب مربوط به اسانس میخک، BHT ، اسانس پونه کوهی، و کمترین قدرت مربوط به اسانس مریم گلی بود. در واقع اسانس های پونه کوهی و مریم گلی فعالیت بسیار ضعیف تری در مقایسه با اسانس میخک داشتند(05/0 P ). اسانس ها توانایی خوبی در کاهش سرعت اکسیداسیون روغن سویا در مقایسه با نمونه های شاهد از خود نشان دادند. بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی از لحاظ کاهش سرعت اکسیداسیون به ترتیب مربوط به اسانس میخک، BHT، اسانس پونه کوهی و اسانس مریم گلی بود(05/0 P ). نتایج نشان دادند که اسانس ها دارای اثر قابل توجهی در کاهش نفوذپذیری به بخار آب و اکسیژن بودند. کمترین میزان نفوذپذیری به اکسیژن نیز به ترتیب مربوط به فیلمهای حاوی اسانس های پونه کوهی، مریم گلی، میخک و شاهد بود. به طور کلی، افزودن اسانس ها به فیلم باعث کاهش شفافیت و خواص مکانیکی شد. در بین نمونهها، کمترین استحکام کششی و مدل الاستیکی به ترتیب مربوط به فیلمهای حاوی اسانسهای پونه کوهی، مریم گلی، میخک و فیلم فاقد اسانس (شاهد) بود. کمترین درصد کشش نیز به ترتیب مربوط به فیلم حاوی اسانس میخک، پونه کوهی، مریم گلی و شاهد بود. این فیلم ها اثر خوبی در جلوگیری از اکسیداسیون روغن سویا نشان دادند به طوری که فیلم حاوی اسانس میخک بیشترین اثر را در پایداری اکسیداسیونی روغن از خود نشان داد و بعد از آن فیلمهای حاوی اسانس پونه کوهی و مریم گلی به ترتیب در مقایسه با فیلم بدون اسانس بهترین اثر را داشتند(05/0 P ). به طور کلی اثر مستقیم افزودن اسانس ها به روغن در کاهش اکسیداسیون، بهتر از فیلم حاوی اسانس ها بود.