Preview

Хранение и переработка сельхозсырья

Расширенный поиск

Пленки из хитозана: модификация, применение и функционализация электрохимически активированным водным раствором

https://doi.org/10.36107/spfp.2023.448

Аннотация

Введение: Пролонгация срока хранения пищевых продуктов является актуальным вопросом индустрии питания. В данном обзоре предметного поля проанализированы научные источники опубликованных работ о способах изменения свойств полисахаридов (с 2013 по 2023 г.) с тем, чтобы использовать их в области производства упаковки для пищевых продуктов.


Цель: Целью работы является анализ методов модификации полисахаридов, создание биоразлагаемых защитных пленок, применение таких плёнок, в том числе в сочетании с обработкой их поверхности электрохимически активированным водным раствором (ЭХАР).


Материалы и методы: В обзор включены научные публикации российских и зарубежных авторов по вопросам пролонгации сроков хранения продуктов питания с помощью биоразлагаемых защитных пленок из хитозана. В работе систематизированы статьи, которые опубликованы в 2013–2023 годах в изданиях, включенных в базы данных Scopus и РИНЦ.


Результаты: Рассмотрены методы направленного изменения свойств полисахаридов, новые виды плёнок на основе хитозана с добавлением различных компонентов, а также результаты обработки поверхности пленки электрохимически активированным водным раствором. Настоящий обзор будет полезен при разработке способов хранения пищевых продуктов, используя упаковки на основе модифицированных полисахаридов в сочетании с другими средствами защиты.


Выводы: В обзоре систематизированы материалы, опубликованные за последние 10 лет, которые нацелены на разработку способов улучшения свойств пленок на основе полисахаридов. Анализ полученных результатов показывает, что хитозан уже используют для изготовления безопасной и биоразлагаемой упаковки. Такая упаковка становится значительно эффективнее при сочетанном воздействии физических или химически средств обеззараживания поверхности пищевых продуктов. В их ряду, пожалуй, наиболее перспективной является дополнительная обработка метастабильной фракцией ЭХАР, что одновременно обеззараживает поверхность пищевых продуктов и пролонгирует сроки их годности, не влияя при этом на качество и органолептические показатели.

Об авторах

Олег Александрович Суворов
Российский биотехнологический университет Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук
Россия

д.т.н., профессор РОСБИОТЕХ



Лариса Григорьевна Ипатова
Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук
Россия

доктор техн. наук, доцент, в.н.с. лаборатории функциональной микроскопии биоструктур



Мария Александровна Погорелова
Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук
Россия

кандидат биол. наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональной микроскопии биоструктур, ФГБУН Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук



Дарья Андреевна Песоцкая
Российский биотехнологический университет
Россия

студент магистратуры



Максим Сергеевич Сафонов
Российский биотехнологический университет Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук
Россия


Александр Григорьевич Погорелов
Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук
Россия

доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией функциональной микроскопии биоструктур ИТЭБ РАН (г. Пущино)



Список литературы

1. Бахир В.М. Электрохимическая активация. Изобретения, техника, технология. М: ВИВА-СТАР, 2014. 512 с.

2. Варламов В.П. и др. Хитин/хитозан и его производные: фундаментальные и прикладные аспекты // Успехи биологической химии. [Internet] – 2020, т. 60, с. 317–368. Available from: https://www.fbras.ru/wp-content/uploads/2020/01/8-Varlamov-final.pdf

3. Загрутдинова А.К. и др. Электретные биоразлагаемые материалы на основе полиэтилена высокого давления и хитозана // Вестник технологического университета. [Internet] – 2014. – т.17. – в.14. – С. 281-284. Available from: https://cyberleninka.ru/article/n/elektretnye-biorazlagaemye-materialy-na-osnove-polietilena-vysokogo-davleniya-i-hitozana/viewer

4. Икрамов Р. А., Нилова Л. П. Формирование антиоксидантных свойств желейных продуктов на основе композиций ягодных экстрактов // Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг. – 2019. – С. 230-233.

5. Камская В.Е. Хитозан: структура, свойства и использование // Научное обозрение. Биологические науки. [Internet] – 2016. – №6. – С. 36-42. Available from: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1020

6. Amor G. et al. Basil essential oil: Composition, antimicrobial properties, and microencapsulation to produce active chitosan films for food packaging //Foods. [Internet] – 2021. – Т. 10. – №. 1. – С. 121. Available from: https://doi.org/10.3390/foods10010121

7. Bakhir V.M., et al. Universal electrochemical technology for environmental protection // Int. J. Pharm. Res. Allied Sci. [Internet] – 2018. – V. 7. – Р. 41-57. Available from: https://ijpras.com/issue/2018-volume-7-issue-1

8. Brychcy E., et al. Physicochemical Properties of Edible Chitosan/Hydroxypropyl Methylcellulose/Lysozyme Films Incorporated with Acidic Electrolyzed Water // International Journal of Polymer Science. [Internet] – V. 2015. – Article ID 604759. – 10 pages. Available from: http://dx.doi.org/10.1155/2015/604759

9. Characteristics in Fresh Cabbage Disinfection Against Human Norovirus // Front. Microbiol. [Internet] – 2021 – V.12. – P. 616297. Available from: https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.616297

10. Chen S. et al. Physicochemical characterization, rheological and antioxidant properties of three alkali-extracted polysaccharides from mung bean skin //Food Hydrocolloids. [Internet] – 2022. – Т. 132. – С. 107867. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2022.107867

11. Cui R., Zhu F. Ultrasound modified polysaccharides: A review of structure, physicochemical properties, biological activities and food applications //Trends in Food Science & Technology. [Internet] – 2021. – V. 107. – P. 491-508. Available from: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2020.11.018

12. de Oliveira A. C. S., Ugucioni J. C., Borges S. V. Effect of glutaraldehyde/glycerol ratios on the properties of chitosan films //Journal of Food Processing and Preservation. [Internet] – 2021. – Т. 45. – №. 1. – С. e15060. Available from: https://doi.org/10.1111/jfpp.15060

13. Dordevic S. et al. Incorporation of Natural Blueberry, Red Grapes and Parsley Extract By-Products into the Production of Chitosan Edible Films //Polymers. [Internet] – 2021. – V. 13. – №. 19. – P. 3388. Available from https://doi.org/10.3390/polym13193388

14. Feng Y. et al. Effects of multi-mode divergent ultrasound pretreatment on the physicochemical and functional properties of polysaccharides from Sagittaria sagittifolia L //Food Bioscience. [Internet] – 2021. – V. 42. – P. 101145. Available from: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101145

15. Han R. et al. Sequential treatment with slightly acidic electrolyzed water (SAEW) and UVC light-emitting diodes (UVC-LEDs) for decontamination of Salmonella typhimurium on lettuce //Food Control. [Internet] – 2021. – V. 123. – P. 107738. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107738

16. Hopkins D.Z. et al. () Surface Decontamination of Fresh, Whole Peaches (Prunus persica) Using Sodium Hypochlorite or Acidified Electrolyzed Water Solutions // International Journal of Fruit Science. [Internet] – 2021. –V.21 – №1. – P.1-11. Available from: https://doi.org/10.1080/15538362.2020.1822269

17. Jakubowska E. et al. Physicochemical and storage properties of chitosan-based films plasticized with deep eutectic solvent //Food Hydrocolloids. – 2020. [Internet] – V. 108. – P. 106007. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106007

18. Jakubowska E. et al. The role of a deep eutectic solvent in changes of physicochemical and antioxidative properties of chitosan-based films //Carbohydrate Polymers. [Internet] – 2021. – V. 255. – P. 117527. Available from: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.117527

19. Jiang Y. H., Cheng J. H., Sun D. W. Effects of plasma chemistry on the interfacial performance of protein and polysaccharide in emulsion //Trends in Food Science & Technology. [Internet] – 2020. – Т. 98. – С. 129-139. Available from: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2019.115208

20. Kan X. et al. Application of protein-polysaccharide Maillard conjugates as emulsifiers: Source, preparation and functional properties //Food Research International. [Internet] – 2021. – V. 150. – P. 110740. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2021.110740

21. Kang M, et al. () Kinetic Modeling of Slightly Acidic Electrolyzed Water Decay

22. Król Ż. et al. Characteristic of gelatine, carrageenan and sodium alginate hydrosols treated by direct electric current // Polymers. [Internet] – 2016. – V.8. – №8. Available from: https://doi.org/10.3390/polym8080275

23. Leceta I. et al. Characterization and antimicrobial analysis of chitosan-based films //Journal of Food Engineering. [Internet] – 2013. – V. 116. – №. 4. – P. 889-899. Available from: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2013.01.022

24. Liu S. et al. Effect of sodium carbonate on the gelation, rheology, texture and structural properties of maize starch-Mesona chinensis polysaccharide gel //Food Hydrocolloids. [Internet] – 2019. – Т. 87. – С. 943-951 Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2018.09.025

25. Lu L. et al. Application of Electrolyzed Water in the Quality and Safety Control of Fruits and Vegetables: A Review // International Journal of Food Science & Technology. [Internet] – June 2022. – V. 57(9). Available from: https:DOI:10.1111/ijfs.15916

26. Malinowska-Pańczyk E. et al. Antimicrobial properties of chitosan solutions, chitosan films and gelatin-chitosan films //Polimery. [Internet] – 2015. – V. 60. – №. 11-12. – P. 735-741. Available from: https://doi.org/10.14314/polimery.2015.735

27. Palotás P. et al. Preservative effect of novel combined treatment with electrolyzed active water and lysozyme enzyme to increase the storage life of vacuum-packaged carp //Journal of Food Quality. [Internet] – 2020. – V. 2020. Available from: https://doi.org/10.1155/2020/4861471

28. Pavinatto A. et al. Coating with chitosan-based edible films for mechanical/biological protection of strawberries //International journal of biological macromolecules. [Internet] – 2020. – Т. 151. – С. 1004-1011. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2019.11.076

29. Qin Y. et al. Preparation and characterization of antioxidant, antimicrobial and pH-sensitive films based on chitosan, silver nanoparticles and purple corn extract //Food Hydrocolloids. [Internet] – 2019. – Т. 96. – С. 102-111. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.05.017

30. Rambabu K. et al. Mango leaf extract incorporated chitosan antioxidant film for active food packaging //International journal of biological macromolecules. [Internet] – 2019. – Т. 126. – С. 1234-1243. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2018.12.196

31. Rebezov M. et al. Аpplication of Electrolyzed Water in the Food Industry: A Review // Appl. Sci. [Internet] – 2022. – V.12(13), 6639; Available from: https://doi.org/10.3390/app12136639

32. Ren Y. et al. Effects of Mesona chinensis Benth polysaccharide on physicochemical and rheological properties of sweet potato starch and its interactions //Food Hydrocolloids. [Internet] – 2020. – Т. 99. – С. 105371. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105371

33. Riaz A. et al. Chitosan-based biodegradable active food packaging film containing Chinese chive (Allium tuberosum) root extract for food application //International Journal of Biological Macromolecules. [Internet] – 2020. – Т. 150. – С. 595-604. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.02.078

34. Riešutė R. et al. Effect of Anolyte on S. Typhimurium and L. monocytogenes Growth in Minced Pork and Beef Cuts // Foods. [Internet] – 2022. – 11(3). – P. 415. Available from: https://doi.org/10.3390/foods11030415

35. Roy P. K. et al. Elimination of Vibrio parahaemolyticus biofilms on crab and shrimp surfaces using ultraviolet C irradiation coupled with sodium hypochlorite and slightly acidic electrolyzed water //Food Control. [Internet] – 2021. – V. 128. – P. 108179. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2021.108179

36. Sheng X. et al. Combined approach consisting of slightly acidic electrolyzed water and chitosan coating to improve the internal quality of eggs during storage //Journal of the Science of Food and Agriculture. [Internet] – 2021. – V. 101. – №. 6. – P. 2355-2361. Available from: https://doi.org/10.1002/jsfa.10858

37. Tang Q., Huang G. Improving method, properties and application of polysaccharide as emulsifier //Food Chemistry. [Internet] – 2021. – P. 131937. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131937

38. Tango C. N. et al. Slightly acidic electrolyzed water combined with chemical and physical treatments to decontaminate bacteria on fresh fruits //Food microbiology. [Internet] – 2017. – V. 67. – P. 97-105. Available from: https://doi.org/10.1016/j.fm.2017.06.007

39. Turantaş et al. Decontamination Effect of Electrolyzed Water washing on Fruit and Vegetables // J. Microbiol. Biotech. Food Sci. [Internet] – 2018. – V.7 – №4. – Р.337-342. Available from: https://doi.org/10.15414/jmbfs.2018.7.4.337-342

40. Wang H. et al. Effect of calcium ions on rheological properties and structure of Lycium barbarum L. polysaccharide and its gelation mechanism //Food Hydrocolloids. [Internet] – 2022. – V. 122. – P. 107079 Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.107079

41. Wang H. et al. Ultrasound irradiation alters the spatial structure and improves the antioxidant activity of the yellow tea polysaccharide //Ultrasonics sonochemistry. [Internet] – 2021. – Т. 70. – С. 105355. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2020.105355

42. Wu W. et al. Effects of the steaming process on the structural properties and immunological activities of polysaccharides from Polygonatum cyrtonema //Journal of Functional Foods. [Internet] – 2022. – V. 88. – P. 104866. Available from: https://doi.org/10.1016/j.jff.2021.104866

43. Xiao J. et al. Effects of ultrasound on the degradation kinetics, physicochemical properties and prebiotic activity of Flammulina velutipes polysaccharide //Ultrasonics Sonochemistry. [Internet] – 2022. – V. 82. – P. 105901. Available from: https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2021.105901

44. Yan P. et al. Stability and Antibiofilm Efficiency of Slightly Acidic Electrolyzed Water Against Mixed-Species of Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus //Frontiers in microbiology. [Internet] – 2022. – V. 13. Available from: 10.3389/fmicb.2022.865918

45. Zhu F. Polysaccharide based films and coatings for food packaging: Effect of added polyphenols //Food Chemistry. [Internet] – 2021. – V. 359. – P. 129871. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.129871


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Суворов О.А., Ипатова Л.Г., Погорелова М.А., Песоцкая Д.А., Сафонов М.С., Погорелов А.Г. Пленки из хитозана: модификация, применение и функционализация электрохимически активированным водным раствором. Хранение и переработка сельхозсырья. 2023;(3):13-27. https://doi.org/10.36107/spfp.2023.448

For citation:


Suvorov O.A., Ipatova L.G., Pogorelova M.A., Pesotskaya D.A., Safonov M.S., Pogorelov A.G. Chitosan Films: Modification, Use and Fictionalization with Electrochemically Activated Aqueous Solutions. Storage and Processing of Farm Products. 2023;(3):13-27. (In Russ.) https://doi.org/10.36107/spfp.2023.448

Просмотров: 311


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-9669 (Print)
ISSN 2658-767X (Online)