YENİLEBİLİR FİLM ve KAPLAMALAR

Transkript

1 YENİLEBİLİR FİLM ve KAPLAMALAR Yenilebilir film ve kaplamalar gıdaların yüzeyi üzerinde oluşturulmuş ince tabakalı, gıdayla birlikte tüketilebilen ve doğal kaynaklardan elde edilen maddelerdir. Gıdaların raf ömrünü uzatmakta, organoleptik özellikleri, besinsel değeri ve kalitesini geliştirmektedirler. Yenilebilir filmlerin aktif ambalajlamada kullanımı gıda güvenliğinde yeni bir yaklaşımdır. Basit üretim teknolojisi gerektirmeleri, ucuz olmaları, doğal bileşiklerden elde edilmeleri, fonksiyonel özelliklerindeki çeşitlilik ve biyolojik olarak bozunabilmeleri nedeniyle son yılların dikkat çeken ambalaj materyalleridir. Gıda komponentleri arasında veya gıdayı çevreleyen atmosferle, gıda arasında kütle transferi bariyeri gibi görev yaparak, nem, oksijen, karbondioksit, lipid, lezzet ve aroma transferini kontrol etmektedirler. Yenilebilir film ve kaplamalara prezervatif maddeler, antioksidan gibi maddeler eklenerek gıdaların yüzeyindeki mikroorganizma sayısı kontrol edilebilmektedir. Ayrıca paketlemede kullanılan artık materyallerinin çevreye verdiği zararlar alternatif paketleme uygulamalarını cazip hale getirmektedir. Tüketicilerin güvenilir, yüksek kaliteli ve uzun raf ömrüne sahip ürünlere olan taleplerinin artmasıyla yenilebilir film ve kaplamaların kullanımı da artmaktadır (McHugh, 2000). Yenilebilir film ve kaplamalar polisakkarit, lipid, protein ve kompozit film ve kaplamalar olmak üzere dört farklı grup altında sınıflandırılabilmektedir (Campos ve ark., 2011). 1. Polisakkarit filmler Polisakkarit filmlerin mekanik ve gaz bariyer özellikleri oldukça iyidir. Aynı zamanda yağlara karşı etkili birer bariyer olmalarına karşın, hidrofilik karakterleri nedeniyle su migrasyonuna düşük direnç gösterirler. Yenilebilir polisakkarit film ve kaplama materyali olarak; selüloz eterleri, nişasta, kitosan, pektinler, yosun ekstratları ve gamlar kullanılmaktadır (Gennadios, 1997; Janjarasskul ve Krochta, 2010). 2. Lipid filmler Hidrofilik karakterleri nedeniyle gıdalarda nem bariyeri olarak görev yapan lipidler, gıdaların yüzeyinde parlaklık sağlamak, elastik bir yapı oluşturmak amacıyla da kullanılmaktadırlar. Lipid kaplamalar aerobik solunumun oranını baskılamakta, mikrobiyolojik ve fizikokimyasal degredasyonun önlenmesinde etki göstermekte ve böylece son ürünün depolanma ömrü uzamasına katkı sağlamaktadırlar. Oksidasyona karşı hassas olan gıda komponentlerinin enkapsülasyonunda lipid bazlı filmler oksijen bariyeri olarak kullanılmaktadır. Lipidler taze meyve ve sebzelerin yüzeyine sprey tarzında uygulandığında O 2 akışını sınırlandırmakta ve kurumayı geciktirmektedirler (Callegarin ve ark., 1997; Dursun ve Erkan, 2009). Yenilebilir lipid film ve kaplama materyalleri olarak; gliserol esterleri, vakslar ve rezin kullanılmaktadır. (Callegarin ve ark., 1997; Baldwin, 2007; Janjarasskul ve Krochta, 2010). 3. Protein filmler

2 Protein kaynaklı filmlerin mekaniksel ve bariyer özellikleri, polisakkarit ve lipid kaynaklı filmlerden daha iyidir. Proteinleri diğer yapısal bileşenlerden ayıran özelliği fonksiyonel özelliklerinin çeşitli olması, özellikle intermoleküler bağlanma potansiyellerinin yüksek olmasıdır. Kullanım alanlarını sınırlandıran özelliği ise su buharı dirençlerinin düşük olmasıdır (Campos ve ark., 2011). Yenilebilir protein filmleri bitkisel kökenli proteinler (mısır zeini, buğday gluteni, soya proteini, bezelye proteini, ayçiçeği proteini, yer fıstığı proteini, pirinç proteini ve pamuk tohumu proteini gibi) ve hayvansal kökenli proteinler (keratin, kollajen, jelatin, balık miyofibriler proteini, yumurta akı proteini, kazein ve peynir altı suyu proteini) olarak iki gruba ayrılmaktadır (Dursun ve Erkan, 2009). 4. Kompozit Filmler Yenilebilir film ve kaplamalar polisakkarit, protein ve lipidlerin kombinasyonları şeklinde kullanılabilmektedir. Film oluşturmakta kullanılan polimerlerin kombinasyonları protein ve karbonhidrat, protein ve lipid veya karbonhidrat ve lipidler şeklinde olabilir. Bu yaklaşım bileşenlerin farklı özelliklerini bir arada kullanabilme imkanı sağlamaktadır (Bourtoom, 2008). Protein ve polisakkaritlerden düşük nem bariyeri performansı ve yüksek nemde baskılanmış gaz bariyer ve mekanik özellikleri nedeniyle suya duyarlı filmler elde edilmektedir. Hidrofobik lipidler ise nem migrasyonuna karşı etkili olmalarına rağmen polimerik olmayan özellikleri nedeniyle mekanik özellikleri geri planda kalmaktadır. Formülasyondaki lipidler su geçişini azaltırken, hidrokolloid komponentler (protein ve polisakkaritler) selektif gaz bariyerleri olarak görev yapmakta ve yapısal bütünlük sağlamaktadırlar (Janjarasskul ve Krochta, 2010). Nişasta bazlı filmler gıdalarda koruyucu bariyer olarak kullanılmalarına rağmen yüksek su çözünürlükleri ve gevreklikleri nedeniyle uygulanabilirlilikleri kısıtlıdır. Mısır nişastası ve kitosan karışımlarından oluşan filmlerdeki nişasta oranı arttıkça, filmlerin gerilme gücü ve uzama miktarının arttıdığı, su buharı geçiş oranını azalttığı bildirilmektedir (Xu ve ark., 2005). Tapioka nişastası ve hidroksipropil metil selüloz gibi polisakkaritlerin, peynir altı suyu proteinlerinin ve jelatinin formülasyona eklenmesi filmlerin mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla uygulanmaktadır (Campos ve ark., 2011). Kitosan, yetersiz olan su bariyeri özelliğini geliştirmek amacıyla oleik asit ile kombine şekilde uygulandığında çileğin raf ömrünün arttığı bildirilmiştir (Vargas ve ark., 2006). Yasal düzenlemeler Yenilebilir filmler aktif filmler olarak nitelendirilmektedir. Gıdalarla etkileşim halinde bulunan, gıdalara absorbe olabilecek veya gıdalardan açığa çıkabilecek materyallerin belirlendiği 1935/2004/EC ve 450/2009/EC yönetmeliklerinde aktif ve akıllı materyaller, paketlenmiş gıdaların raf ömrünü uzatmak ve kalite gelişimi sağlamak amacıyla kullanılan materyaller olarak tanımlanmışlardır (Anon, 2004; Anon, 2009). Türk Gıda Kodeksi Rejenere Selüloz Filmlerden Üretilen Gıda İle Temas Eden Madde ve Malzemeler Tebliği nde ise gıda ile temas etmesi amacıyla rejenere selüloz filmlerden üretilmiş maddelerin yüzde olarak ifade edildiği değerler, susuz kaplanmamış rejenere selüloz filmin miktarına göre hesaplanır ve ağırlık/ağırlık olarak ifade edilir. Belirtilen tebliğe göre kaplanmış rejenere selüloz filmlerde rejenere selüloz için ağırlık/ağırlık oranı %72 den olmaması gerekmektedir (Anon, 2012). Kaplamada kullanılacak polimer maddelerin toplam ağırlığı, kaplamanın gıda ile temas eden yüzeyinde 50 mg/dm 2 yi ve yine kaplamada kullanılacak plastikleştirici maddelerin toplam miktarı, kaplamanın gıda ile temas eden yüzeyinde 6 mg/dm 2 yi geçmemesi gerekmektedir. çift karbon sayılı

3 doymuş veya doymamış doğrusal yağ asitleri (8 den 20 ye kadar 20 dahil) ile asitlerin amidleri, tuzları, gliserol ve sorbitol esterleri; kazeinler, doğal yenilebilir nişasta ve unlar için bir kısıtlama getirilmemiştir (Anon, 2012). SONUÇ Çeşitli süt ürünleri, tarım ürünleri, su ürünleri, et ve et ürünlerinde ambalaj materyali olarak kullanılan yenilebilir filmler, ürün özelliklerine göre çeşitli amaçlara yönelik olarak kullanılmaktadır. Yenilebilir filmler gıdaları mekanik olarak koruma, ürünün duyusal özelliklerini arttırma, heterojen yapıdaki gıdalarda komponentler arasında kütle transferini engelleme özellikleri sebebiyle iyi bir alternatif paketleme uygulaması haline gelmiştir. Yenilebilir film ve kaplamaların kullanılması, bitkisel ve hayvansal ürünlerin işlenmesi sırasında açığa çıkan atıkların değerlendirilmesi, ham maddesi plastik olan ambalajların neden olduğu atık sorunu ve kanserojen riskinin önlenmesi açısından da önem taşımaktadır. Yenilebilir film ve kaplamalarda kullanılabilecek materyallerin gün geçtikçe artış göstermesi, bu alanda yapılan çalışmaların devam edeceğini göstermektedir. KAYNAKLAR ADEBİYİ, A. P., ADEBİYİ, A. O., JİN, D., OGAWA, T., MURAMOTO K. (2006). Rice bran protein-based edible films. Int J Food Sci Technol., 43(3): ANON (2004). Regulation (EC) No 1935/2004 of The European Parliament and of The Council on Materials and Articles Intended to Come into Contact With Food and Repealing Directives 80/590/EEC and 89/109/EEC. ANON (2009). Commission Regulation (EC) No 450/2009 on Active and Intelligent Materials and Articles Intended to Come into Contact With Food. ANON (2012). TGK, Türk Gıda Kodeksi Gıda ile Temas Eden Madde ve Malzemeler Yönetmeliği. Ek 13- İzin verilen diğer gıda katkı maddeler. Türk Gıda Kodeksi. RG Tarih: Sayı: AYDINLI, M., TUTAS M. (2000). Water sorption and water vapour permeability properties of polysaccharide (locust bean gum) based edible films. LWT-Food Sci and Technol., 33 (1): BALDWIN, E. A. (2007). Surface Treatments and Edible Coatings in Food Preservation. Handbook of Food Preservation, Second Edition. Resins. Proteins BEVERLYA, R. L., JANES, M. E., PRINYAWIWATKULA, W., NO, H. K. (2008). Edible chitosan films on ready-to-eat roast beef for the control of Listeria monocytogenes. Food Microbiol., 25 (3): BOURTOOM, T. (2008). Edible films and coatings: characteristics and properties. Int Food Res J., 15(3): 7 8. CALLEGARIN, F., GALLO, J. Q., DEBEAUFORT, F., A. VOILLEY. (1997). Lipids and Biopackaging. J Am Oil Chem Soc., 74 (10): CAMPOS, C. A., GERSCHENSON, L. N., FLORES, S. K. (2011). Development of Edible Films and Coatings with Antimicrobial Activity. Food Bioprocess Technol., 4 (6):

4 CHOI, W. S., HAN J. H. (2001). Physical and mechanical properties of pea protein based edible films. J Food Sci., 66 (2): DURSUN, S., ERKAN, N. (2009). Yenilebilir protein filmler ve su ürünlerinde kullanımı. J Fish Sci., 3(4): DURSUN, S., ERKAN, N. (2009). Yenilebilir protein filmler ve su ürünlerinde kullanımı. J Fish Sci., 3(4): In: DURST, J.R. (1969). Stable food pieces. FAMÁ, L., FLORES, S. K., GERSCHENSON, L., GOYANES, S. (2006). Physical characterization of cassava starch biofilms with special reference to dynamic mechanical properties at low temperatures. Carbohydr Polym., 66 (1) FAN, W., SUN, J., CHEN, Y., QIU, J., ZHANG, Y., CHI, Y. (2009). Effects of chitosan coating on quality and shelf life of silver carp during frozen storage. Food Chem., 115 (1): GALUS, S., LENART, A. (2012). Development and characterization of composite edible films based on sodium alginate and pectin. J Food Eng., Article in Press. GENNADIOS, A., HANNA, M. A., KURTH, L. B. (1997). Application of Edible Coatings on Meats, Poultry and Seafoods. Lebensm Wiss Technol., 30(4): GOMBOTZ, W. R., WEE, S. F. (2012). Protein release from alginate matrices. Adv Drug Delivery Rev., 64: IWATA, K. I., ISHIZAKI, S. H., HANDA, A. K., TANAKA, M. (2000). Preparation and characterization of edible films from fish water soluble proteins. Fish Sci., 66 (2): JANJARASSKUL, T., KROCHTA, J. M. (2010). Edible Packaging Materials. Annu Rev Food Sci Technol., 1: LEE, K. Y., SHIM, J., LEE, H. G. (2004). Mechanical properties of gellan and gelatin composite films. Carbohydr Polym., 56 (2): LIU, C.C., TELLEZ-GARAY, A. M., CASTELL-PEREZ, M. E. (2004). Physical and mechanical properties of peanut protein films. Lebensm Wiss Technol., 37 (7): MARTELLI, S.M., MOORE, G.R.P., LAURINDO, J.B. (2006). Mechanical Properties, Water Vapor Permeability and Water Affinity of Feather Keratin Films Plasticized with Sorbitol. J Polym Environ., 14 (3): MARTINS, J. T., CERQUEIRA, M. A., BOURBON, A. I., PINHEIRO, A. C., SOUZA, B. W. S., A. A. VICENTE. (2012). Synergistic effects between κ-carrageenan and locust bean gum on physicochemical properties of edible films made thereof. Food Hydrocolloids, 29 (2): MCHUGH., T. H. (2000). Protein-lipid interactions in edible films and coatings. Mol Nutr Food Res., 44 (3): OJAGH, S. M., REZAEI, M., RAZAVI, S. H., HOSSEINI, S. M. H. (2010). Effect of chitosan coatings enriched with cinnamon oil on the quality of refrigerated rainbow trout. Food Chem., 120 (1):

5 ORLIAC, O., SILVESTRE, F. (2003). New thermo molded biodegradable films based on sunflower protein isolate: aging and physical properties. Macromol Symp., 197 (1): PERESSINI, D., BRAVIN, B., LAPASIN, R., RIZZOTTI, C., SENSIDONI, A. (2003). Starch methylcellulose based edible films: rheological properties of film-forming dispersions. J Food Eng., 59 (1): PETERSEN, K., NIELSEN, P. V., BERTELSEN, G., LAWTHER, M., OLSEN, M. B., NILSSON, N. H., MORTENSEN, G. (1999). Potential of biobased materials for food packaging. Trends Food Sci Technol., 10 (2): RAMOS, Ó. L., FERNANDES, J. C., SILVA, S.I., PINTADO, M. E., MALCATA, F. X. (2012). Edible films and coatings from whey proteins: a review on formulation, and on mechanical and bioactive properties. Crit Rev Food Sci Nutr., 52 (6): ROJAS-GRAÜ, A. M., TAPIA, M. S., MARTÍN-BELLOSO, O. (2008). Using polysaccharide-based edible coatings to maintain quality of fresh-cut Fuji apples. Lebensm Wiss Technol., 41 (1): SEOL, K. H., LIM, D. G., JANG, A., JO, C., LEE, M. (2009). Antimicrobial effect of Ƙ-carrageenanbased edible film containing ovotransferrin in fresh chicken breast stored at 5 C. Meat Sci., 83 (3): SHIH, F.F. (1998). Film-forming properties and edible films of plant proteins. Mol Nutr Food Res., 42 (03-04): TANABE, T., OKITSU, N., YAMAUCHI, K. (2004). Fabrication and characterization of chemically crosslinked keratin films. Mater Sci Eng.: C, 24 (3): TEMIZ, H., YESILSU, A. F Bitkisel Protein Kaynaklı Yenilebilir Film Ve Kaplamalar. Electron J Food Technol., 2: VARGAS, M., ALBORS, A., CHIRALT, A., GONZÁLEZ-MARTÍNEZ, C. (2006). Quality of coldstored strawberries as affected by chitosan oleic acid edible coatings. Postharvest Biol Technol., 41 (2): VARGAS, M., ALBORS, A., CHIRALT, A., GONZÁLEZ-MARTÍNEZ, C. (2009). Characterization of chitosan oleic acid composite films. Food Hydrocolloids, 23 (2): WU, Y., RHIM, J.W., WELLER, C.L., HAMOUZ, F., CUPPETT, S., SCHNEPF, M. (2000). Moisture Loss and Lipid Oxidation for Precooked Beef Patties Stored in Edible Coatings and Films. J Food Sci., 65 (2): XU, Y.X., KIM, K.M., HANNA, M.A., NAG, D. (2005).Chitosan starch composite film: preparation and characterization. Ind Crops Prod., 21 (2): YANG, L., PAULSON, A. T. (2000). Effects of lipids on mechanical and moisture barrier properties of edible gellan film. Food Res Int., 33 (7): YILMAZ, L., BAYIZIT, A. A., YILSAY, T. Ö Süt Proteinlerinin Yenilebilir Film Ve Kaplamalarda Kullanılması. Electron J Food Technol., 1: