การเตรียมฟิล์มเคลือบผิวแป้งมันสาคูเม็ดและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวาและการใช้งานเพื่อยืดอายุการเก็บรักษากล้วยน้ำว้า
คำสำคัญ:
คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส, ผักตบชวา, แป้งมันสาคูเม็ด, อายุการเก็บรักษา, กล้วยน้ำว้าบทคัดย่อ
วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือการศึกษาการเตรียมฟิล์มเคลือบผิวแป้งมันสาคูเม็ดและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวาและการศึกษาผลของฟิล์มเคลือบต่อการยืดอายุการเก็บรักษากล้วยน้ำว้า การเตรียมฟิล์มเคลือบผิวทำโดยละลายแป้งมันสาคูเม็ดในน้ำที่ความเข้มข้น 3% (w/v) และคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวาที่ความเข้มข้นต่างกัน 5 ระดับ ได้แก่ 0, 5, 10, 15 และ 20% โดยน้ำหนักของแป้ง โดยเติมกลีเซอรอลเป็นพลาสติไซเซอร์ที่ 20% ของน้ำหนักสารละลายแป้งและทำแห้งที่อุณหภูมิ 65 oC เป็นเวลา 18 ชั่วโมง ผลการศึกษา พบว่า ความหนาของแผ่นฟิล์มเพิ่มขึ้นเมื่อความเข้มข้นของคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวามากขึ้น ค่าวอเตอร์แอคทีวิตี้อยู่ระหว่าง 0.30-0.37 ค่าการละลายและค่าซึมผ่านไอน้ำของแผ่นฟิล์มมีค่าต่ำลงเมื่อปริมาณคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวาสูงขึ้น ผลการศึกษาการย่อยสลายโดยฝังในดิน พบว่า ฟิล์มสามารถย่อยสลายได้ 45-100% ในระยะเวลา 14 สัปดาห์ โดยแผ่นฟิล์มจะย่อยสลายได้ลดลงเมื่อปริมาณคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวาเพิ่มขึ้น การเคลือบผิวกล้วยน้ำว้าด้วยฟิล์มเคลือบแป้งมันสาคูเม็ดและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจากผักตบชวาที่ความเข้มข้น 10% (w/v) ช่วยชะลอการสูญเสียน้ำหนัก การเปลี่ยนสีผิวของเปลือก และยืดอายุการเก็บรักษากล้วยน้ำว้าได้นานที่สุด 9 วัน ที่อุณหภูมิห้อง 28 ± 2 oC และความชื้นสัมพัทธ์ 65 ± 2% เมื่อเปรียบเทียบกับชุดควบคุมที่มีอายุการเก็บรักษานานเพียง 5 วัน
References
Soradech, S., Nunthanid, J., Limmatvapirat, S. and Luangtana-anan, M., 2017, “Utilization of Shellac and Gelatin Composite Film for Coating to Extend the Shelf Life of Banana,” Food Control, 73, pp. 1310-1317.
Phinainitisatra, T. and Harnkarnsujarit, N., 2021, “Development of Starch-based Peelable Coating for Edible Packaging,” International Journal of Food Science and Technology, 56, pp. 321-329.
Breuninger, W.F., Piyachomkwan, K. and Sriroth, K., 2009, “Tapioca/ Cassava Starch: Production and Use,” Starch: Chemistry and Technology, 3rd ed., Elsevier.
Koohestani, B., Darban, A.K., Mokhtari, P., Yilmaz, E. and Darezereshki, E., 2018, “Comparison of Different Natural Fiber Treatments: A Literature Review,” International Journal of Environmental Science and Technology, 16 (1), pp. 1-14.
Sophonputtanaphoca, S., Chutong, P., Cha-aim, K. and Nooeaid, P., 2019, “Potential of Thai Rice Straw as a Raw Material for The Synthesis of Carboxymethylcellulose,” International Food Research Journal, 26 (3), pp. 969-978.
Putri, D.A. and Kurniyati, Z., 2016, “Effect of Sodium Chloroacetate towards the Synthesis of CMC (Carboxymethyl Cellulose) from Durian (Durio zibethinus) peel Cellulose,” International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering, 3 (3), pp. 28-32.
Hidayat, S., Mubarok, I., Adiperdana, B., Suroto, B.J., Riveli, N., Hartati, Y.W. and Rahayu, I., 2019, “Characteristics of CMC from Corncob and its Application as Electrode Binder in Lithium Ion Battery,” Materials Science, 966, pp. 433-436.
Ndimele P.E., Kumolu-Johnson C.A. and Anetekhai M.A., 2011, “The Invasive Aquatic Macrophyte, Water Hyacinth {Eichhornia crassipes (Mart.) Solm-Laubach: Pontedericeae}: Problems and Prospects,” Research Journal of Environmental Sciences, 5 (6), pp. 509-520.
Abdel-Fattah, A. F. and Abdel-Naby, M. A., 2012, “Pretreatment and Enzymic Saccharification of Water Hyacinth Cellulose,” Carbohydrate Polymers, 87 (3), pp. 2109-2113.
Ozdemir, K.S. and Gokmen, V., 2017, “Extending the Shelf-Life of Pomegranate arils with Chitosan-Ascorbic Acid Coating,” LWT - Food Science and Technology, 76, pp. 172-180.
Gholamali, I. and Yadollahi, Mehdi., 2020, “Doxorubicin-Loaded Carboxymethyl cellulose/Starch/ ZnONanocomposite Hydrogel Beads as an Anticancer Drug Carrier Agent,” International Journal of Biological Macromolecules, 160, pp. 724-735.
iZCi, L., EKiCi, F. and GÜNLÜ, A., 2018, “Coating with Chitosan Film of Sea Bream (Sparus aurata) Fillets: Determining Shelf Life in Refrigerator Conditions,” Food Science and Technology, Campinas, 38 (1), pp. 54-59.
Ma’arif, L., Fitrass, U. and Sedyadi, E., 2020, “Bioplastic Biodegradation Based on Ganyong Umbi States with Addition of Sorbitol and CMC (Carboxy Methil Cellulose) In Soil Media,” Proceeding International Conference on Science and Engineering, 3, pp. 429-435.
Talja, R.A., Roos, H. and Jouppila, K., 2007, “Effect of Various Polyols and Polyol Content on Physical and Mechanical Properties of Potato Starch Based Films,” Carbohydrate Polymers, 67, pp. 288-295.
Sukkasem, T., Buranachokpaisan, K. and Anukulwattana, K., 2017, “Mechanical and Physical Properties of Edible Film from Corn Husk Waste (Zea mays Linn.),” Khon Kaen Agriculture Journal, 45 (1), pp. 1222-1228. (in thai)
Khemkaew, S. and Kaewpirom, S., 2016, “Effects of Glycerol and PEG-10 Dimethicone on Properties of Biofilm from Durian Rind,” The Journal of Industrial Technology, 12 (2), pp. 11-21.
Rachtanapun, P., Luangkamin, S., Tanprasert, K. and Suriyatem, R., 2012, “Carboxymethyl Cellulose Film from Durian Rind,” LWT - Food Science and Technology 48, pp. 52-58.
Tavares, K.M., Campos, A., Mitsuyuki, M.C., Luchesi, B.R. and Marconcini, J.M., 2019, “Corn and Cassava Starch with Carboxymethyl Cellulose Films and Its Mechanical and Hydrophobic Properties,” Carbohydrate Polymers, 223, pp. 1-11.
Tongdeesoontorn, W., Mauer, L.J., Wongruong, S., Sriburi, P. and Rachtanapun, P., 2020, “Physical and Antioxidant Properties of Cassava Starch–Carboxymethyl Cellulose Incorporated with Quercetin and TBHQ as Active Food Packaging,” Polymers, 12 (2), pp. 1-18.
American Society for Testing and Materials, 2010, “ASTM E96/E96M-10 Standard Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials,” Annual Book of ASTM Standard, Philadelphia. (DOI : 10.1520/E0096_E0096M-10)
Tavares, K.M., Campos, A., Luchesi, B.R., Resende, A. A., Oliveirad, J.E. and Marconcini, J.M., 2020, “Effect of Carboxymethyl Cellulose Concentration on Mechanical and Water Vapor Barrier Properties of Corn Starch Films,” Carbohydrate Polymers, 246, pp. 1-10.
Tsou, C.H., Suen, M.C., Yao, W.H., Yeh, J.T., Wu, C.S., Tsou, C.Y., Chiu, S.H., Chen, J.C., Wang, R.Y., Lin, S.M., Hung, W.S., Guzman, M.D., Hu, C.C. and Lee, K.R., 2014, “Preparation and Characterization of Bioplastic-Based Green Renewable Composites from Tapioca with Acetyl Tributyl Citrate as a Plasticizer,” Materials, 7, pp. 5617-5632.
Soltani, M., Alimardani, R. and Omid, M., 2010, “Prediction of Banana Quality during Ripening Stage using Capacitance Sensing System,” Australian Journal of Crop Science, 4 (6), pp. 443-447
Mandal, D., Lalhmingchawii, C., Hazarika, T.K. and Shukla, A.C., 2018, “Effect of Chitosan, Wax and Particle Film Coating on Shelf Life and Quality of Tomato cv. Samrudhi at Ambient Storage,” Research Journal of Agricultural Sciences, 9 (1), pp. 111-116.
Suriyatem, R., Noikang, N., Kankam, T., Jantanasakulwong, K., Leksawasdi, N., Phimolsiripol, Y., Insomphun, C., Seesuriyachan, P., Chaiyaso, T., Jantrawut, P., Sommano, S.R., Ngo, T.M.P. and Rachtanapun, P., 2020, “Physical Properties of Carboxymethyl Cellulose from Palm Bunch and Bagasse Agricultural Wastes: Effect of Delignification with Hydrogen Peroxide,” Polymers, 12, pp. 1-16.
Jinaphan, N., Sangsuwan, J. Sutthasupa, S. and Kamthai, S., 2012, “Properties of Carboxymethyl Cellulose (CMC) Film from Rice Straw Pulp,” Agricultural Science Journal, 43, pp. 616-620. (in Thai)
Juárez-Lunaa, G. N., Favela-Torres, E., Quevedo, I. R. and Batina, N., 2019, “Enzymatically Assisted Isolation of High-Quality Cellulose Nanoparticles from Water Hyacinth Stems,” Carbohydrate Polymers, 220, pp. 110-117.
Hidayat, S., Susanty., Riveli, N., Suroto, B.J. and Rahayu, I., 2018, “Synthesis and Characterization of CMC from Water Hyacinth for Lithium-Ion battery Applications,” AIP Conference Proceedings, 1927 (1), pp. 1-5.
Anantachaisilp, S., Siripromsombut, S., Ruansoong, T. and Kwamman, T., 2021, “An Eco-Friendly Bioplastic Film obtained from Water Hyacinth,” Journal of Physics: Conference Series, 1719, pp. 1-6.
Rambabu, K., Bharath, G., Banat, F., Show, P.L. and Cocoletzi, H. H., 2019, “Mango Leaf Extract Incorporated Chitosan Antioxidant Film for Active Food Packaging,” International Journal of Biological Macromolecules, 126, pp. 1234-1243.
Pisamai, J., Yongkasikan, A., Sangwain, C. and Nanthachai, N., 2012, “The Study of Edible Film from Mango Powder,” Agricultural Science Journal, 45 (2), pp. 89-92.
Veiga, S.P., 2007, “Sucrose and Inverted Sugar as Plasticizer. Effect on Cassava Starch-Gelatin Film Mechanical Properties Hydrophilicity and Water Activity,” Food Chemistry, 103, pp. 255-262.
Theamdee, P. and Pumnarin, K., 2020, “Effect of Sorbitol Content on Physical and Chemical Properties of Coating Films from White Tapioca Pearl and Gelatin for Prolonging Shelf-Life of Namwa Banana,” KMUTT Research and Development Journal, 43 (4), pp. 517-528. (In Thai)
Akhtar, H. M. S., Riaz, A., Hamed, Y.S., Abdin, M., Chen, G., Wan, P. and Zeng, X., 2018, “Production and Characterization of CMC-based Antioxidant and Antimicrobial Films Enriched with Chickpea Hull Polysaccharides,” International Journal of Biological Macromolecules, 118, pp. 469-477.
Jannatyha, N., Shojaee-Aliabadi, S., Moslehishad, M. and Moradi, E., 2020, “Comparing Mechanical, Barrier and Antimicrobial Properties of Nanocellulose/ CMC and Nanochitosan/CMC Composite Films,” International Journal of Biological Macromolecules, 164, pp. 2323-2328.
Tavares, K.M., de Campos, A., Luchesi, B.R., Resende, A.A., de Oliveira, J.E. and Marconcini, J.M., 2020, “Effect of Carboxymethyl Cellulose Concentration on Mechanical and Water Vapor Barrier Properties of Corn Starch Films,” Carbohydrate Polymers, 246 (116521), pp. 1-10.
Suriyatem, R., Auras, R.A. and Rachtanapun, P., 2019, “Utilization of Carboxymethyl Cellulose from Durian Rind Agricultural Waste to Improve Physical Properties and Stability of Rice Starch-Based Film,” Journal of Polymers and the Environment, 27, pp. 286-298.
Wang, J., Xu, X., Zhang, J., Chen, M., Dong, S., Han, J. and Wei, M., 2018, “Moisture-Permeable, Humidity-Enhanced Gas Barrier Films Based on Organic/Inorganic Multilayers,” ACS Applied Materials and Interfaces, 10 (33), 28130–28138.
Pithakpol, W., Peerae, W., Pojanataree, P. and Vorapunthu, S., 2016, “Effect of Carboxymethylcellulose from Water Hyacinth on Postharvest Quality of Longkong,” Khon Kaen Agriculture Journal, 44 (1), pp. 880-886. (In thai)
Lerdthanangkul, S. and Krochta, J. M., 1996, “Edible Coating Effect on Postharvest Quality of Green Bell Peppers,” Journal Food Science, 61 (1), pp. 176-179.
Srithanyarat, S., Ratanachinakorn, B. and Songchan, K., 2012, “Effect of Some Coatings on the Quality of Mangoes cv. Nam Dok Mai No.4 During Storage,” Agriculture Science Journal, 43 (2), pp. 101-104. (In thai)
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2022 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
เนื้อหาของบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science and Engineering Connect ในทุกรูปแบบ รวมถึงข้อความ สมการ สูตร ตาราง ภาพ ตลอดจนภาพประกอบในรูปแบบอื่นใด เป็นลิขสิทธิ์ของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี การนำเนื้อหา ไม่ว่าจะในรูปแบบใด ของบทความไปใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ ต้องได้รับอนุญาตจากบรรณาธิการวารสารอย่างเป็นลายลักษณ์อักษรก่อนเท่านั้น
