Περίληψη
Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως σκοπό την αξιολόγηση της προσθήκης βιοενεργών ουσιών με αντιοξειδωτική και αντιμικροβιακή δράση, με τη μέθοδο της μοριακής συμπλοκοποίησης στην αμυλόζη, σε βιοαποικοδομήσιμα φιλμ αμύλου και, πιο συγκεκριμένα, την επίδραση στις ιδιότητες φραγμού, στις φυσικοχημικές, μηχανικές, αντιοξειδωτικές, αντιμικροβιακές και οπτικές ιδιότητες τους. Επίσης, σκοπός της εργασίαςήταν να αξιολογηθεί ο συνδυασμός νανοπηλού και συμπλοκοποιημένων στην αμυλόζη, βιοενεργών ουσιών στη συντήρηση, όπως και στη βελτίωση της ποιότητας τροφίμων σε κανονικές, καθώς και σε επιταχυνόμενες συνθήκες γήρανσης. Τέλος έγινε προσπάθεια να αξιολογηθεί η αντοχή των φιλμ αμύλου με νανοπηλό σε επιταχυνόμενες συνθήκες επιμήκυνσης και να βρεθεί το στατιστικό μοντέλο που προβλέπει καλύτερα την πιθανότητα θραύσης των φιλμ σε διάφορους συνδυασμούς επιμήκυνσης και χρόνου εφαρμογής της επιμήκυνσης. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση της ρεολογικής μνήμηςτων φιλμ αμύλου με νανοπηλό στην αύξηση της ε ...
Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως σκοπό την αξιολόγηση της προσθήκης βιοενεργών ουσιών με αντιοξειδωτική και αντιμικροβιακή δράση, με τη μέθοδο της μοριακής συμπλοκοποίησης στην αμυλόζη, σε βιοαποικοδομήσιμα φιλμ αμύλου και, πιο συγκεκριμένα, την επίδραση στις ιδιότητες φραγμού, στις φυσικοχημικές, μηχανικές, αντιοξειδωτικές, αντιμικροβιακές και οπτικές ιδιότητες τους. Επίσης, σκοπός της εργασίαςήταν να αξιολογηθεί ο συνδυασμός νανοπηλού και συμπλοκοποιημένων στην αμυλόζη, βιοενεργών ουσιών στη συντήρηση, όπως και στη βελτίωση της ποιότητας τροφίμων σε κανονικές, καθώς και σε επιταχυνόμενες συνθήκες γήρανσης. Τέλος έγινε προσπάθεια να αξιολογηθεί η αντοχή των φιλμ αμύλου με νανοπηλό σε επιταχυνόμενες συνθήκες επιμήκυνσης και να βρεθεί το στατιστικό μοντέλο που προβλέπει καλύτερα την πιθανότητα θραύσης των φιλμ σε διάφορους συνδυασμούς επιμήκυνσης και χρόνου εφαρμογής της επιμήκυνσης. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση της ρεολογικής μνήμηςτων φιλμ αμύλου με νανοπηλό στην αύξηση της εφελκυστικής τάσης, ύστερα από διαδοχικές επιμηκύνσεις εντός της ελαστικής παραμόρφωσης. Ως προς τη μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε, αυτή ακολούθησε τα εξής βήματα: αρχικά, σχεδιάστηκε μία παραμετρική ανάλυση με σκοπό να αξιολογηθεί το ποιοι είναι οι παράγοντες που διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο και πως επηρεάζονται από αυτούς η παραγωγή και οι ιδιότητες των βιοαποικοδομήσιμων φιλμ αμύλου με νανοπηλό. Πιο συγκεκριμένα, επιλέχθηκαν ως παράγοντες της παραμετρικής ανάλυσης οι εξής: οι συγκεντρώσεις του αμύλου, της γλυκερόλης και του νανοπηλού, η θερμοκρασία ξήρανσης, το είδος του περιέκτη ξήρανσης και το είδος του αμύλου. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν ήταν η υγρασία των φιλμ, οι μηχανικές ιδιότητες (μέγιστη αντοχή στον εφελκυσμό και επιμήκυνση κατά τη θραύση), οι ιδιότητες φραγμού (διαπερατότητα σε υδρατμούς), το πάχος των φιλμ, καθώς επίσης και οι οπτικές ιδιότητες των φιλμ (αδιαφάνεια και χρωματομετρικές παράμετροι). Μέσω των αποτελεσμάτων αυτής τηςδιαδικασίας, έγινε εφικτή και η εξαγωγή του συνδυασμού των παραγόντων που οδηγούν στα φιλμ με τις βέλτιστες ιδιότητες, πράγμα που είναι πολύ σημαντικό, πριν προχωρήσει η διαδικασία στη μοριακή συμπλοκοποίηση των βιοενεργών ουσιών στην αμυλόζη.Σε δεύτερο χρόνο, για να παραχθούν φιλμ αμύλου με μοριακή συμπλοκοποίηση βιοενεργών ουσιών με την αμυλόζη με τη μέθοδο της συμπλοκοποίησης με ζελατινοποίηση χρησιμοποιήθηκε ο βέλτιστος συνδυασμός των παραγόντων της παραμετρικής ανάλυσης. Οι βιοενεργές ουσίες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η καρβακρόλη, το ασκορβικό οξύ και το υδροξυκινναμωμικό οξύ, σε συγκεντρώσεις μεταξύ 2 έως 22 %κ.β. επί της αμυλόζης. Εκτός όλων των παραμέτρων της προηγούμενης παραγράφου, στα συγκεκριμένα φιλμ αμύλου, μελετήθηκαν αφενός και η αντιμικροβιακή δράση έναντι της ολικής αερόβιας μεσόφιλης και ψυχρότροφης μικροχλωρίδας νωπού βόειου κιμά και αφετέρου η επίδραση της συσκευασίας στη διατήρηση του χρώματος, των ποσοστών οξυμυοσφαιρίνης καθώς και της φυσικοχημικής ποιότητας του βόειου κιμά κατά τη συντήρηση υπό ψύξη για διάστημα 4 ημερών.Τελικώς, για να διαμορφωθούν τα τελικά φιλμ που θα περιείχαν το συνδυασμό των συμπλοκοποιημένων στην αμυλόζη βιοενεργών ουσιών και νανοπηλού, επιλέχθηκαν η λιναλοόλη και το ασκορβικό οξύ σε συγκεντρώσεις 5 και 15% κ.β. επί της αμυλόζης και πραγματοποιήθηκε ακριβώς η ίδια ανάλυση όπως στην προηγούμενη περίπτωση.Επιπλέον, έγινε προσπάθεια αξιολόγησης της ποιότητας του συσκευασμένου σε φιλμ αμύλου, με συνδυασμό συμπλοκοποιημένου ασκορβικού οξέος 5% κ.β. επί της αμυλόζης και νανοπηλού, ρυζιού τύπου basmati και καστανού ρυζιού, το οποίο υποβλήθηκε σε δοκιμή επιταχυνόμενης γήρανσης για 20 ημέρες στους 70 °C. Οι αναλύσεις που έγιναν στα κονιοποιημένα ρύζια ήταν η μέτρηση της οξύτητας υδατικού και αλκοολικού εκχυλίσματος, καθώς και η μέτρηση του χρώματος των ρυζιών.Επιπλέον, για να αξιολογηθεί η πραγματική καταπόνηση των φιλμ αμύλου ως συσκευασίες τροφίμων, οργανώθηκε πειραματικός σχεδιασμός που στόχευε στην προσομοίωση της συνεχόμενης φθοράς που υφίστανται οι συσκευασίες, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο των επιταχυνόμενων δοκιμών διάρκειας ζωής, με χρήση της επιμήκυνσης ως παράγοντα καταπόνησης. Επίσης, αξιολογήθηκε η ικανότητα των φιλμ αμύλου με νανοπηλό να έχουν ρεολογική μνήμη, η οποία αποτυπώνεται από την αύξηση της εφελκυστικής τάσης, κατά τον εφελκυσμό σε κύκλους φόρτισης, οι οποίοι εφαρμόστηκαν είτε συνεχόμενα είτε με χρονική διαφορά. Για το σκοπό αυτό, χρησιμοποιήθηκαν φιλμ με άμυλο και νανοπηλό, τα οποία επιμηκύνθηκαν γιαδιαφορετικούς χρόνους και ποσοστά επιμήκυνσης και έγινε σύγκριση της εφελκυστικής τάσης μετά από διαδοχικές επιμηκύνσεις με διάστημα 1 εβδομάδας μεταξύ τους με τη μέγιστη αντοχή στον εφελκυσμό μετά από διαδοχικές επιμηκύνσεις χωρίς χρονικό διάστημα μεταξύ τους.Κατά την παραμετρική ανάλυση εξήχθησαν οι στατιστικώς σημαντικές επιδράσεις που είχαν οι παράγοντες στις παραμέτρους που μελετήθηκαν ως εξής: To πάχος αυξήθηκε κατά την αύξηση του ποσοστού αμύλου, γλυκερόλης και νανοπηλού, ενώ η υγρασία των φιλμ αυξήθηκε με την αύξηση του ποσοστού της γλυκερόλης. Η μέγιστη αντοχή στον εφελκυσμό μειώθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης της γλυκερόλης, ενώ, αντίθετα, αυξήθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης του νανοπηλού. Η επιμήκυνση κατά τη θραύση αυξήθηκε παράλληλα με την αύξηση της συγκέντρωσης γλυκερόλης, ενώ η αύξηση της συγκέντρωσης του νανοπηλού δεν επηρέασε σημαντικά, εντός ορισμένων ορίων, αυτή την παράμετρο. Η διαπερατότητα σε υδρατμούς αυξήθηκε με την αύξηση του ποσοστού αμύλου καθώς και της γλυκερόλης, ενώ μειώθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης νανοπηλού. Η αδιαφάνεια των φιλμ μειώθηκε παράλληλα με την αύξηση της συγκέντρωσης γλυκερόλης, ενώ αυξήθηκε κατά την αύξηση της συγκέντρωσης νανοπηλού. Η χρωματομετρική παράμετρος L*, μειώθηκε με την αύξηση της συγκέντρωσης αμύλου και γλυκερόλης. Η χρωματομετρική παράμετρος b* αυξήθηκε παράλληλα με την αύξηση της συγκέντρωσης αμύλου και νανοπηλού. Τέλος, για να παραχθεί ένα φιλμ με επιθυμητές ιδιότητες, οι παράγοντες της παραμετρικής ανάλυσης πρέπει να έχουν τις ακόλουθες τιμές: συγκέντρωση αμύλου 5,5% κ.β., συγκέντρωση γλυκερόλης 30% κ.β. επί ξηρού αμύλου, συγκέντρωση νανοπηλού 10,5% κ.β. επί ξηρού αμύλου, θερμοκρασία ξήρανσης 45 °C, ρεβίθι ως είδος αμύλου και plexiglass ως είδος περιέκτη.Όσον αφορά την παραγωγή φιλμ με συμπλοκοποιημένες βιοενεργές ουσίες, φαίνεται ότι η αδιαφάνεια τους και οι χρωματομετρικές παράμετροι L*, a*, b* δεν επηρεάστηκαν, εκτός μόνο από την περίπτωση του υδροξυκινναμωμικού οξέος, ενώ, όσον αφορά τις μηχανικές ιδιότητες, φάνηκε ότι η συμπλοκοποίηση βιοενεργών ουσιών οδήγησε σε αύξηση της μέγιστης αντοχής σε εφελκυσμό των φιλμ, χωρίς να επηρεαστεί σημαντικά η επιμήκυνση κατά τη θραύση. Η διαπερατότητα σε υδρατμούς των φιλμ με συμπλοκοποιημένες βιοενεργές ουσίες ήταν υψηλότερη σε σχέση με τους μάρτυρες, με εξαίρεση την περίπτωση της συμπλοκοποίησης ασκορβικού οξέος. Από την άλλη, η προσθήκη βιοενεργών ουσιών με τη μέθοδο της μοριακής συμπλοκοποίησης στην αμυλόζη, οδήγησε σε μείωση της ολικής αερόβιας μέσοφιλης και ψυχρότροφης χλωρίδας του βόειου κιμά, ειδικά στη περίπτωση της καρβακρόλης, ενώ βοήθησε στη διατήρηση του λαμπερού κόκκινου χρώματος του κρέατος καθ’ όλη τη διάρκεια συντήρησής του, μέσω τη διατήρησης σε υψηλά επίπεδα των επιπέδων της οξυμυοσφαιρίνης, ειδικά στηνπερίπτωση του ασκορβικού οξέος. Αυτό έγινε εφικτό, καθώς φάνηκε ότι η αντιοξειδωτική δράση του κρέατος, που οφείλεται στις βιοενεργές ουσίες, διατηρήθηκε υψηλή καθ’ όλη τη διάρκεια συντήρησης του βόειου κιμά.Σχετικά με την παραγωγή φιλμ με συμπλοκοποιημένες βιοενεργές ουσίες και νανοπηλό, φάνηκε ότι, όσον αφορά την αδιαφάνεια των φιλμ, αυτή αυξήθηκε εντός ορισμένων ορίων από την προσθήκη νανοπηλού, ενώ, όσον αφορά στις χρωματομετρικές παραμέτρους L*, a*, b*, φάνηκε ότι αφενός για τις παραμέτρους L* και a* δεν υπήρξαν μεγάλες μεταβολές σε σχέση με τα φιλμ που είχαν μόνο βιοενεργές ουσίες, αφετέρου δε φάνηκε ότι η προσθήκη νανοπηλού οδήγησε σε αύξηση των τιμών της παραμέτρου b* στα φιλμ. Σε σχέση με τις μηχανικές ιδιότητες και, πιο συγκεκριμένα, τη μέγιστη αντοχή στον εφελκυσμό, η προσθήκη του συνδυασμού βιοενεργών ουσιών και νανοπηλού οδήγησε σε αύξηση της μέγιστης αντοχής σε εφελκυσμό των φιλμ, ενώ ταυτόχρονα η επιμήκυνση κατά τη θραύση μειώθηκε. Ωστόσο, όσον αφορά στη διαπερατότητα σε υδρατμούς, ο συνδυασμός βιοενεργών ουσιών και νανοπηλού, οδήγησε σε αύξηση των τιμών, ενώ η προσθήκη νανοπηλού μαζί με συμπλοκοποιημένες βιοενεργές ουσίες δεν επηρέασε την υψηλή αντιοξειδωτική δράση των φιλμ. Από την άλλη, η προσθήκη βιοενεργών ουσιών με τη μέθοδο της μοριακής συμπλοκοποίησης στην αμυλόζη σε συνδυασμό με την προσθήκη νανοπηλού, οδήγησε σε μείωση της ολικής αερόβιας μέσοφιλης και ψυχρότροφης χλωρίδας του βόειου κιμά, ειδικά στη περίπτωση της λιναλοόλης και νανοπηλό, ενώ οδήγησε σε αύξηση του λαμπερού κόκκινου χρώματος του κρέατος καθ’ όλη τη διάρκεια συντήρησής του σε σχέση με όλες τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις, μέσω τη διατήρησης σε υψηλά επίπεδα των επιπέδων της οξυμυοσφαιρίνης, ειδικά στην περίπτωση του ασκορβικού οξέος και νανοπηλού. Όσον αφορά στη μελέτη της ποιότητας των συσκευασμένων σε φιλμ αμύλου με ασκορβικό οξύ και νανοπηλό ρυζιών που υποβλήθηκαν σε επιταχυνόμενη γήρανση, φάνηκε από τις μετρήσεις του χρώματος ότι όλα τα φιλμ από άμυλο είχαν υψηλότερες τιμές της παραμέτρου L* σε σχέση με το δείγμα εμπορίου, όπως και χαμηλότερες τιμές της παραμέτρου b* από το δείγμα εμπορίου. Στην περίπτωση της οξύτητας, τα δείγματα ρυζιού που ήταν συσκευασμένα σε φιλμ αμύλου με συμπλοκοποημένο ασκορβικό οξύ 5% κ.β. επί της αμυλόζης και νανοπηλό είχε στις περισσότερες περιπτώσεις τις χαμηλότερες τιμές σε σχέση με όλα τα υπόλοιπα δείγματα, κάτι που υποδεικνύει την υπεροχή του συνδυασμού συμπλοκοποίησης βιοενεργών ουσιών και νανοπηλού στις λειτουργικές ιδιότητες των φιλμ αμύλου. Όσον αφορά τις επιταχυνόμενες δοκιμές διάρκειας ζωής στα φιλμ, με παράγοντα καταπόνησης την επιμήκυνση παρατηρείται μείωση του λογαριθμισμένου εφελκυστικού λόγου (πηλίκο της εφελκυστικής τάσης διά τον κύκλο θραύσης) καθώς αυξάνεται ο λογαριθμισμένος ακριβής χρόνος θραύσης, η οποία είναι περισσότερο απότομη στο χαμηλό ποσοστό επιμήκυνσης ή ποσοστό επιμήκυνσης αναφοράς, ενώ, επίσης, παρατηρήθηκε αύξηση των φιλμ που αντέχουν σε υψηλούς κύκλους θραύσης και συγκεκριμένα σε περιοχές υψηλού χρόνου και χαμηλής εφελκυστικής τάσης. Από την άλλη, όσον αφορά στη δοκιμή των διαφορετικών μεταχειρίσεων φάνηκε ότι το δείγμα που περιείχε το υψηλότερο ποσοστό αμύλου και νανοπηλού και το χαμηλότερο ποσοστό γλυκερόλης έχει τη μεγαλύτερη αντοχή στις διαφορετικές συνθήκες καταπόνησης, καθώς ένας μεγάλος αριθμός μονάδων αυτής της μεταχείρισης έσπασε σε υψηλότερα επίπεδατου λογαριθμισμένου εφελκυστικού λόγου (2 έως 3) καθιστώντας το ως το πιο ανθεκτικό δείγμα. Τέλος, όσον αφορά στις μετρήσεις αξιολόγησης της ρεολογικής μνήμης, τα πρωτόκολλα συνδυασμού επιμήκυνσης - χρόνου που εφαρμόστηκαν ήταν 5% για 2’, 5% για 5 ́ και 7% για 2’ με σκοπό να αξιολογηθεί τόσο η επίδραση της τάνυσης όσο και του χρόνου στη ρεολογική μνήμη του πολυμερούς και κατ’ επέκταση η επίδραση στην εφελκυστική τάση. Αυτό που παρατηρήθηκε είναι ότι, στα φιλμ που περιείχαν νανοπηλό, οι τιμές της εφελκυστικής τάσης, όταν η επιμήκυνση εφαρμοζόταν εβδομαδιαία, συγκριτικά με την επιμήκυνση που εφαρμοζόταν διαδοχικά, αυξάνονταν με το πέρας των εβδομάδων, σε αρκετές περιπτώσεις ακόμη και με γραμμικό τρόπο, κάτι που δεν παρατηρήθηκε για τα φιλμ χωρίς νανοπηλό.
περισσότερα
Περίληψη σε άλλη γλώσσα
The aim of this doctoral thesis is to evaluate the addition of bioactive compounds with antioxidant and antimicrobial activity, via the method of molecular complexation in amylose, to biodegradable starch films and, more specifically, the effect on their barrier, physicochemical, mechanical, antioxidant, antimicrobial and optical properties. Also, the aim of the study was to evaluate the effect of the combination of nanoclay and molecularly complexed bioactive compounds in amylose, in the preservation and the enhancement of the quality of food products under normal as well as accelerated aging conditions. Finally, an attempt was made to evaluate the durability of starch films with nanoclay under accelerated elongation conditions and to find the statistical model that best predicts the probability of film failure at various combinations of elongation level and duration of elongation. In addition, the effect of rheological memory of starch nanoclay films on the strain hardening phenomeno ...
The aim of this doctoral thesis is to evaluate the addition of bioactive compounds with antioxidant and antimicrobial activity, via the method of molecular complexation in amylose, to biodegradable starch films and, more specifically, the effect on their barrier, physicochemical, mechanical, antioxidant, antimicrobial and optical properties. Also, the aim of the study was to evaluate the effect of the combination of nanoclay and molecularly complexed bioactive compounds in amylose, in the preservation and the enhancement of the quality of food products under normal as well as accelerated aging conditions. Finally, an attempt was made to evaluate the durability of starch films with nanoclay under accelerated elongation conditions and to find the statistical model that best predicts the probability of film failure at various combinations of elongation level and duration of elongation. In addition, the effect of rheological memory of starch nanoclay films on the strain hardening phenomenon after successive elongations within the elastic deformation was studied.As for the methodology used, it followed the following steps: first, a parametric analysis was designed to evaluate which factors play an important role and how the productionand properties of biodegradable starch films with nanoclay are affected by these factors. More specifically, the following factors were selected as factors for the parametric analysis: starch, glycerol and nanoclay concentrations, drying temperature, type of drying container and starch type. The responses studied were the moisture of films, the mechanical properties (ultimate tensile strength and elongation at break), the barrier properties (water vapor permeability), the thickness of the films, as well as the optical properties of the films (opacity and colorimetric parameters). Through the results of this process, it was also possible to extract the combination of factors leading to the films with optimal properties, which is very important, before proceeding to the production of films by molecular complexation of bioactive substances in amylose.Secondly, the optimal combination of the parametric analysis factors was used to produce starch films with molecular complexation of bioactive substances in amylose via themethod of gelatinization complexation and the compounds used were carvacrol, ascorbic acid and hydroxycinnamic acid, at concentrations between 2 and 22 % w/w on amylose. These films were studied in terms of ultimate tensile strength and elongation at break, water vapor permeability, film thickness, opacity and chromatometric factors. In addition, the antimicrobial activity against total aerobic mesophilic and psychrotrophic microbiota of fresh minced beef and the effect of packaging on the preservation of colour, oxymyoglobin levels and the physico-chemical quality of minced beef during refrigeration for 4 days were also studied.Finally, in order to formulate the final films containing the combination of bioactive substances complexed in amylose and nanoclay, linalool and ascorbic acid were selected at concentrations of 5 and 15 % w/w on the amylose and the same analysis as in the previous case was carried out. In addition, an attempt was made to evaluate the quality of basmati rice and brown rice packaged in starch films, with a combination of 5% w/w ascorbic acid complexed in amylose and nanoclay, which were subjected to anaccelerated aging test for 20 days at 70 °C. The assays made on the powdered rice were the measurement of acidity of aqueous and alcoholic extract and the measurement of ricecolour.In addition, in order to evaluate the actual fatigue of starch films as food packaging, an experimental design was organized to simulate the continuous degradation that the packages underwent, using the method of accelerated shelf-life tests, with the elongation as an acceleration factor, monitoring the logarithmic tensile ratio (the quotient of the tensile strength divided by the break cycle). Also, the ability of starch nanoclay films to have rheological memory, which is reflected by the increase in tensile strength, during the application of tensile cyclic loads, which were applied either consecutively or with time intervals, was evaluated. Thus, starch and nanoclay films were used, which were elongated for different times and percentages, and the tensile strength after consecutive elongations with 1-week intervals was compared with the tensile strength observed after consecutive elongations with no time interval between them.Regarding the parametric analysis, it was shown that the thickness increased along with the increase of starch, glycerol and nanoclay concentration. The moisture of films increased with the increase of glycerol concentration. The ultimate tensile strength decreased with the increase of glycerol concentration and increased along with the increase of the concentration of nanoclay. The elongation at break increased with higher glycerol concentration, while, increasing the nanoclay concentration, did not significantly affect, within certain limits, this parameter. The water vapor permeability increased with higher concentrations of starch and glycerol, whereas, increasing the percentage of nanoclay, decreased this parameter. The opacity of films decreased with higher glycerol concentration and increased with higher nanoclay concentration. Τhe colorimetric parameter L* decreased with higher starch and nanoclay concentrations. Τhe colorimetric parameter b* increased with higher starch and nanoclay concentrations. Finally, the film with optimal properties consisted of: starch concentration 5.5% w/w, glycerolconcentration 30% w/w on dry starch, nanoclay concentration 10.5% w/w on dry starch, drying temperature 45 °C, chickpea as the starch type and plexiglass as the containertype.Regarding the production of films with molecularly complexed bioactive compounds, it appeared that their opacity and the colorimetric parameters L*, a*, b* were not affected, the only exception being hydroxycinnamic acid, while, regarding the mechanical properties, it appeared that the complexation of bioactive compounds led to an increase in the ultimate tensile strength of the films, without having a significant effect on the elongation at break. The water vapor permeability of the films with complexed bioactive substances was higher than the controls with the exception of ascorbic acid complexation. On the other hand, the addition of bioactive compounds via the method of molecular complexation in amylose led to a reduction of total aerobic mesophilic and psychrotrophic bacteria in minced meat, particularly in the case of carvacrol, and also helped to maintainthe bright red colour of meat throughout its preservation by maintaining high levels ofoxymyoglobin, particularly in the case of ascorbic acid. This was possible because it appeared that the antioxidant activity of the meat, due to the bioactive compounds, was kept high throughout the preservation of the minced beef.Regarding the production of films with complexed bioactive compounds and nanoclay, it was shown that in terms of film opacity, there was an increase within certain limits by the addition of nanoclay, while regarding the colorimetric parameters L*, a*, b*, it was found that, for the parameters L* and a* there were no major changes compared to the films containing only bioactive compounds and, on the other hand, it was found that the addition of nanoclay led to an increase in the values of the parameter b* in the films. With respect to mechanical properties and, more specifically, the ultimate tensile strength, the addition of the combination of bioactive compounds and nanoclay led to an increase in the ultimate tensile strength of the films, while, at the same time, the elongation at break decreased. However, in terms of water vapor permeability, the combination of bioactive compounds and nanoclay led to an increase in the values, while the addition of nanoclay together with complexed bioactive compounds did not affect the high antioxidant activity of the films. On the other hand, the addition of bioactive compounds via molecular complexation in amylose and nanoclay led to a decrease in the total aerobic mesophilic and psychrotrophic bacteria of minced meat, particularly in the case of linalool and nanoclay, and, also, led to an increase in the bright red colour of meat throughout its preservation, through the retention of high levels of oxymyoglobin, particularly in the caseof ascorbic acid and nanoclay. Regarding the study of the quality of rice packaged in starch films with ascorbic acid and nanoclay and subjected to accelerated ageing, it was apparent from the colour measurements that all starch films had higher values of the L* parameter than the commercial sample, as well as lower values of the b* parameter than the commercial sample. In the case of acidity, the rice samples packed in starch films with complexed ascorbic acid 5% w/w on amylose and nanoclay had, in most cases, the lowest values compared to all other samples, indicating the superiority of the combination of bioactive compounds complexation and nanoclay on the functional properties of the starch films.Regarding the accelerated lifetime tests on the films, using the elongation as an acceleration factor, a decrease in logarithmic tensile ratio was observed as the logarithmic exact break time increased, which was steeper at the lowest or reference elongation level, while an increase in films withstanding high break cycles was also observed, specifically in high time and low logarithmic tensile ratio regions. On the other hand, in terms of testing the different treatments, it appeared that the sample containing the highest percentage of starch and nanoclay and the lowest percentage of glycerol seemed to have the highest resistance to the different tensile conditions, since a large number of units broke at higher levels of logarithmic tensile ratio (2 to 3) making it the most resistant sample. Regarding the rheological memory evaluation measurements, the elongation-time combination protocols applied were 5% for 2', 5% for 5' and 7% for 2' in order to evaluate both the effect of elongation and time on the rheological memory of the polymer and thus the effect on the tensile strength. It was observed that, in the films containing nanoclay, the values of the tensile strength when the elongation was applied weekly versus sequentially increased with the passage of weeks, in many cases even in a linear manner, something that was not observed in films without nanoclay.
περισσότερα