แปล-แอนโทรไซยานินจากผลลูกหว้าสำหรับตรวจสอบความสดของกุ้ง

บทคัดย่อ จุดมุ่งหมายของการศึกษานี้ คือ การพัฒนาและระบุลักษณะฟิล์มระบุสี โดยใช้ไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และแอนโธไซยานินจากผลไม้แจมโบแลน (Syzygium cumini) ส าหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์อาหารผลของ สารสกัดแอนโทไซยานินที่มีต่อคุณสมบัติต่าง ๆ ของฟิล์มได้รับการวิเคราะห์ รวมทั้งความหนา โครงสร้าง จุลภาค ปริมาณความชื้น ความสามารถในการละลายในน้ า ความสามารถในการกันน้ า โครงสร้างทางเคมี สี และความทึบแสง ผลการวิจัยพบว่าสารสกัดแอนโทไซยานินจากผลจัมโบลันมีผลอย่างมีนัยส าคัญ (p > 0.05) ต่อความหนาและคุณสมบัติทางแสงของฟิล์ม สารสกัดแอนโทไซยานินจากผลจัมโบลันถูกรวมเข้าและกระจาย ตัวเป็นแผ่นฟิล์มอย่างมีประสิทธิภาพ ฟิล์มที่มีสารแอนโทไซยานินแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงจากสีแดงเป็น สีน้ าเงินอย่างเห็นได้ชัด เมื่อใช้ในการตรวจสอบความสดของกุ้งที่อุณหภูมิหลายอุณหภูมิ (ระหว่าง -20 °C ถึง 20 °C) งานวิจัยนี้รายงานข้อมูลเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับการประเมินค่าและการใช้แอนโทไซยานินจากผลไม้จัมโบ ลันเพื่อเป็นทางเลือกส าหรับภาคบรรจุภัณฑ์อาหาร 1.บทน า บรรจุภัณฑ์อาหารสามารถนิยามได้ว่าเป็นวัสดุปิดล้อมที่ใช้ในการจัดเตรียมคุณภาพของผลิตภัณฑ์ อาหารส าหรับการขนส่ง การเก็บรักษา และการใช้งานขั้นสุดท้าย [1] แนวคิดใหม่ส าหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร ได้รับการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เพื่อตอบสนองต่อความกังวลที่เพิ่มขึ้นของผู้บริโภคเกี่ยวกับความ ปลอดภัยและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร [2] บรรจุภัณฑ์อาหารอัจฉริยะสามารถใช้เพื่อตรวจจับ สภาพแวดล้อมภายในหรือภายนอกของบรรจุภัณฑ์ได้ บรรจุภัณฑ์เหล่านี้สามารถใช้เพื่อสื่อสารข้อมูลเกี่ยวกับ คุณภาพอาหารระหว่างการเก็บรักษาแก่ผู้บริโภคหรือผู้ผลิตอาหารได้ [3] โดยทั่วไปแล้ว บรรจุภัณฑ์อาหารที่ ชาญฉลาดส่วนใหญ่จะใช้ในการตรวจสอบความสดของอาหารทะเล ปลา เนื้อสัตว์ และผลไม้ มีบรรจุภัณฑ์ ประเภทหนึ่งที่ใช้ฟิล์มซึ่งมีตัวบ่งชี้สี ซึ่งจะเปลี่ยนสีตามฟังก์ชันของ pH ในอาหาร [1] ฟิล์มบ่งชี้การวัดสีเชิงพาณิชย์ใช้สีย้อมที่ไวต่อ pH เช่น โบรโมฟีนอลบลูและคลอโรฟีนอลเรด สารประกอบเคมีเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทสีย้อมที่อาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์หรือสิ่งมีชีวิต [2] จึงได้ มองเห็นว่า แอนโทไซยานินเป็นสีย้อมธรรมชาติในการตรวจจับค่า pH ซึ่งไม่เป็นพิษ เพิ่งใช้ในระดับ ห้องปฏิบัติการเพื่อผลิตฟิล์มบ่งชี้การวัดสี นักวิจัยบางคนได้ศึกษาแอนโทไซยานินจากโช๊คเบอร์รี่สีด า [4] บลูเบอร์รี่ [5–7] มันม่วง [8] มันเทศสี ม่วง [2] กะหล่ าปลีแดง [9,10] และเมล็ดถั่วด า [11] เพื่อผลิตตัวชี้วัดสี ฟิล์มส าหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์ อาหารในอนาคตที่มีศักยภาพเป็นตัวบ่งชี้ความสดของอาหารและอุณหภูมิเวลา [12] แอนโทไซยานินเหล่านี้ถูก

ผสมกับโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ เช่น แป้ง เจลาติน ไคโตซาน และโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ [4–7] โดยเฉพาะอย่างยิ่งไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ถูกน ามาใช้ในการผลิตฟิล์มวัดสี เนื่องจากโมเลกุลขนาด ใหญ่ทั้งสองชนิดไม่เป็นพิษและมีคุณสมบัติที่ดีส าหรับบรรจุภัณฑ์อาหาร [13–16] อย่างไรก็ตามไคโตซาน มี ความต้านทานเชิงกลต่ าและมักผสมกับโพลีไวนิลแอลกอฮอล์เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกล [4,13] อุตสาหกรรมอาหาร ยา และเครื่องส าอางเพิ่มความต้องการแอนโทไซยานิน ดังนั้นจึงจ าเป็นต้อง ประเมินแหล่งใหม่ของแอนโธไซอะนินที่สามารถน าไปใช้ในอุตสาหกรรมได้ จัมโบลัน (Syzygium Cumini) หรือ ลูกหว้า เป็นผลไม้แหวกแนวที่อุดมไปด้วยแอนโทไซยานินและ แทนนินที่สามารถไฮโดรไลเซเบอ แทนนิน (Hydrolyzable tannins) ได้ เช่น แกลโลแทนนินและเอลลาจิแทน นิน รวมถึงฟลาวาโนนอลและ ฟลาวาน-3-ออลส์ [17,18]. ไม่มีสารพิษจากผลจัมโบลันมี ได้รับรายงานแล้ว [18,19] ผลไม้ชนิดนี้ไม่มีคุณค่าทางเศรษฐกิจและพบข้อมูลเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับจัมโบลันในทางประวัติศาสตร์ (หรือในแบบบันทึก) มีเพียงเอกสารบางฉบับเท่านั้นที่รายงานการฟื้นตัวของแอนโทไซยานินจากผลไม้ชนิดนี้ โดยการสกัดโดยใช้น้ าที่มีความเป็นกรด แอลกอฮอล์ และกรดเป็นตัวท าละลาย [17,20–22]. การศึกษาใหม่ เกี่ยวกับการใช้สารแอนโทไซยานินจากผลไม้จัมโบลันสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับผลไม้แหวกแนวนี้ส าหรับภาค บรรจุภัณฑ์อาหาร ดังนั้น วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือ เพื่อพัฒนาและศึกษาคุณลักษณะของฟิล์มบ่งชี้สีโดยใช้ ไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ที่เติมด้วยแอนโทไซยานินที่สกัดจากผลไม้จัมโบลัน ตลอดจนเพื่อศึกษาการ ประยุกต์ใช้ฟิล์มบ่งชี้สีเหล่านี้ในการตรวจสอบความสดของอาหาร 2. วัสดุและวิธีการ 2.1. วัสดุ ไคโตซาน (เกรดดีอะซิติเลต 85%) จากโพลีมาร์ในอุตสาหกรรมฝุ่น (ฟอร์ตาเลซา, เซอารา, บราซิล) โพลีไวนิลแอลกอฮอล์จาก ลาฟาน (บราซิล) ผลไม้ Jambolan เก็บเกี่ยวในเดือนมกราคม 2019 ในเมืองโฟล เรียนอโปลิส ซานตากาตารินา ประเทศบราซิล น้ ากลั่นและกรดไฮโดรคลอริก (37 เปอร์เซ็นต์โดยน้ าหนัก, นีออน, บราซิล) ถูกน ามาใช้เป็นตัวท าละลาย 2.2. การสกัดและการหาปริมาณแอนโทไซยานินจากผลจัมโบลัน ล้างผลไม้จัมโบลันโดยใช้น้ ากลั่นและท าให้แห้งที่ 20 °C เป็นเวลา 4 ชั่วโมง แยกเนื้อและเมล็ดของ ผลจัมโบลันด้วยมือ เยื่อกระดาษจัมโบลันถูกแช่แข็งที่ −18 °C ตากให้แห้งด้วยการท าให้แห้งแบบเยือกแข็ง

(Liotop L 101) จากนั้นบดในโรงสีมีดสแตนเลส stainless steel knife mill (Tecnal TE-631/2, เซาเปาโล , บราซิล) เยื่อจัมโบลันที่แห้งบดละเอียดถูกบรรจุในถุงพลาสติกโพลีเอทิลีน จากนั้นเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 °C โดย ไม่มีแสงสว่างจนกระทั่งท าการวิเคราะห์เติมผลไม้จัมโบลานแห้ง 1 กรัมที่มีปริมาณน้ า 17.40 ± 0.85% (แบบ เปียก) ลงในสารละลายน้ าที่มีความเป็นกรด 200 มล. (100:1 ปริมาตร/ปริมาตร, H2O: HCl 37 น้ าหนัก%) และเก็บไว้ภายใต้การกวนอย่างต่อเนื่อง (100 rpm) ในเชคเกอร์ (TE-424, Tecnal, เซาเปาโล, บราซิล) โดย ไม่มีแสงสว่างเป็นเวลา 30, 60 และ 80 นาทีที่ 35 °C การวัดปริมาณแอนโทไซยานินทั้งหมด (TAC, มก./ลิตร) ในสารสกัดด าเนินการตามที่เสนอ โดย Giusti และคณะ [24] โดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ UV–vis (U-2900, ฮิตาชิ) ส่วนลงตัว (0.5 มล.) ถูกละลายใน 4.5 มล. ของบัฟเฟอร์โพแทสเซียม คลอไรด์ 0.025 โมลาร์ (pH = 1) และ ใน 4.5 มล. ของบัฟเฟอร์โซเดียมอะซิเตต 0.4 โมลาร์ (pH = 4.5) ในหลอดทดลองที่แยกจากกัน เก็บตัวอย่างการดูดกลืนแสงของสารสกัดและวัดที่ 522 (A522 นาโนเมตร) และ 699 นาโนเมตร (A699 นาโนเมตร) จากนั้น จะได้ TAC จากสมการ (1) โดยที่ Mω คือน้ าหนักโมเลกุลของไซยานิดิน-3-ไกลโคไซด์ (449.2 กรัม/โมล) DF คือปัจจัยการเจือ จาง (10) ε คือสัมประสิทธิ์การสูญพันธุ์ของฟันกราม (29,600 ลิตร/(ซม. โมล)) และ L คือเส้นทางแสง ความ ยาว (1 ซม.) น้ ากลั่นเสิร์ฟเป็นน้ าเปล่า [20] 2.3. การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติสีของสารสกัดแอนโทไซยานิน วิเคราะห์สีของสารสกัด ณ เวลา 30 นาที (ดูส่วนที่ 3.1) หลังจากผสมในบัฟเฟอร์ pH ต่างๆ (pH = 1 ถึง 13) ภาพจากสารสกัดถูกถ่ายส าหรับบัฟเฟอร์ pH แต่ละตัวโดยใช้กล้องดิจิตอลความละเอียดสูง (Nikon AF-S DX Nikkor 18-55 มม. 1:3.5-5.6G VR II, 0.28 ม./0.92 ฟุต ø 52) 2.4. การเตรียมฟิล์มตัวบ่งชี้สี ผลิตฟิล์มโดยใช้ส่วนผสมของสารละลายไคโตซาน (CS) และสารละลายโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PS) เตรียมสารละลาย CS โดยการเติมไคโตซาน 1 กรัมในสารสกัดแอนโทไซยานิน 100 มล. (เวลาสกัด 30 นาที ดู ส่วนที่ 2.2) ภายใต้การกวนอย่างต่อเนื่องด้วยเครื่องคนแม่เหล็กที่อุณหภูมิ 20 °C เป็นเวลา 30 นาที [4] ขณะเดียวกันก็เตรียมสารละลาย PS โดยใช้โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ 1 กรัม/สารละลาย 100 กรัม ดังต่อไปนี้: ให้

ความร้อนโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ที่ 70 ± 1 °C เพื่อละลายโมเลกุลขนาดใหญ่ [13] สารละลายถูกผสมอย่าง สะดวกในสัดส่วน CS/PS ที่ 70/30 (%v/v) และถูกกวนด้วยเครื่องกวนแม่เหล็กเป็นเวลา 30 นาทีที่ 20 °C จากนั้นจึงได้สารละลายที่มีแอนโทไซยานิน 0, 0.1 และ 0.3 กรัม/โมเลกุลขนาดใหญ่ 100 กรัม ฟิล์มได้มาโดยกระบวนการหล่อปริมาณสารละลาย เทลงบนจานเพาะเชื้อค านวณเพื่อให้ได้น้ าหนัก คงที่ ของแห้งประมาณ 6 มก./ซม.2 สารละลายถูกโยนลงใน Petri จาน (เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 ซม.) และอบให้ แห้งในเตาอบโดยมีการหมุนเวียนอากาศ ที่อุณหภูมิ 20 °C เป็นเวลา 48 ชม. 2.5. การศึกษาคุณลักษณะของฟิล์มบ่งชี้สี ก่อนการระบุลักษณะเฉพาะ ฟิล์มจะถูกปรับสภาพเป็นเดซิกเคเตอร์ที่มีสารละลาย NaBr อิ่มตัว (RH = 58%) ที่ 25 °C เป็นเวลาอย่างน้อยเจ็ดวันการแสดงลักษณะเฉพาะทั้งหมดด าเนินการเป็นสามเท่าส าหรับ ฟิล์มแต่ละเรื่อง 2.5.1. ความหนาและสัณฐานวิทยา ความหนาของฟิล์มถูกก าหนดโดยใช้ไมโครมิเตอร์แบบดิจิตอล (0.001 มม.; มิตูโตโย) และ ค านวณค่าเฉลี่ยของต าแหน่งที่แตกต่างกัน 10 ต าแหน่งที่วัดในแต่ละฟิล์ม [25]โครงสร้างจุลภาค ภายในของฟิล์มได้รับการวิเคราะห์หลังจากแช่ในไนโตรเจนเหลวโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แบบส่องกราด (SEM, JSM-6390LV, JEOL, ญี่ปุ่น) ที่แรงดันไฟฟ้าเร่ง 5 kV ก่อนการวิเคราะห์ ฟิล์ม จะถูกยึดบนโครงอะลูมิเนียมด้วยเทปคาร์บอน จากนั้นจึงเคลือบด้วยชั้นทองบางๆ ได้รับไมโครกราฟที่ จุดตัวอย่างสุ่มด้วยก าลังขยาย 1,000 เท่า [26] 2.5.2. ปริมาณความชื้น (MC) ความสามารถในการละลายน้ า (SW) และการสัมผัสน้ า มุม (WCA) ค่า MC แสดงเป็นกรัมของน้ า/100 กรัมของวัสดุเปียก ฟิล์มถูกท าให้แห้งในเตาอบที่อุณหภูมิ 105 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง [25] WCA จากฟิล์มถูกวัดตามมาตรฐาน ASTM D7334 โดยใช้เครื่องวัดแรงดึงแบบออปติคัล (Ramé-Hart 250) [26] ฟิล์มติดอยู่กับอุปกรณ์และน้ ากลั่นหนึ่งหยดประมาณ 4 ไมโครลิตรถูกปล่อย ออกไปทางอากาศบนพื้นผิวฟิล์มโดยใช้กระบอกฉีดที่มีความแม่นย าอัตโนมัติมุมสัมผัสน้ าคือมุม ระหว่างพื้นผิวฟิล์มกับค่าแทนเจนต์ถึงหยด ซึ่งค านวณโดยใช้ซอฟต์แวร์ DROPimage Advanced รูปร่างและขนาดของแต่ละหยดนั่ง เป็นการวิเคราะห์หลังจากวางลงบนตัวอย่างเป็นเวลา 5 วินาทีมี

การวัดทั้งหมดสามครั้งต่อฟิล์ม เพื่อตรวจสอบความสามารถในการละลายของฟิล์มในน้ า (SW) แผ่นฟิล์ม (เส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 ซม. ซึ่งทราบน้ าหนักแห้งเริ่มต้น) ถูกแช่ในน้ ากลั่น 50 มล. และวางในเชคเกอร์ (Tecnal TE/421, บราซิล) ภายใต้การกวนอย่างต่อเนื่อง (100 รอบต่อนาที) ที่อุณหภูมิ 20 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จากนั้นแผ่นฟิล์มถูกเอาออกจากน้ ากลั่น และน าไปท าให้แห้งในเตาอบ (ที่ 105 °C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง) สุดท้าย SW (%) จะถูกค านวณจาก ผลต่างของน้ าหนักแห้ง [27] 2.5.3. สเปกโทรสโกปีการแปลงฟูเรียร์อินฟราเรด (FTIR) ได้รับสเปกตรัม FTIR ของฟิล์ม โดยใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรด FourierTransform (FTIR, Cary 600, Agilent, US)สเปกตรัม FTIR ได้มาในช่วง 650–4000 cm−1 จากการ สแกน 20 ครั้ง ที่ระยะ 4 cm−1 และใช้เม็ด KBr [23] 2.5.4. คุณสมบัติทางแสง สีของฟิล์มถูกก าหนดภายใต้วิธีการที่เสนอโดย Cárdenas-Pérez และคณะ [28]. ฟิล์มที่วาง อยู่ในห้อง (ที่มีการส่องสว่างเป็นเนื้อเดียวกันจากแหล่งก าเนิดหลอดฟลูออเรสเซนต์แบบกระจาย) และภาพได้มาจากกล้องที่มีความละเอียดสูง (ข้อมูลจ าเพาะของกล้องในส่วน 2.3 ก าหนดค่าในโหมด อัตโนมัติ ไม่มีการซูม (55×) และแฟลช [29]) . วิเคราะห์รูปภาพโดยใช้ซอฟต์แวร์ ImageJ v 1.39 (National Institute Health, Bethesda, MD, USA) ร่วมกับปลั๊กอิน Color Space Converter การวัดสีขึ้นอยู่กับพิกัดของ CIELab ได้แก่ L ∗ (ดัชนีความสว่าง), a ∗ (โทนสีจากสีแดงเป็นสีเขียว) และ b ∗ (โทนสีจากสีเหลืองถึงสีน้ าเงิน) ความแตกต่างของสี (ΔE ∗) ค านวณโดยสมการ (2) สมการ (2) where: ΔL ∗ = Lstandard∗ - Lfilm∗ ; Δa = astandard∗ - afilm∗ ; and: Δb ∗ = bstandard∗ - bfilm สีของฟิล์มเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลง pH (pH 1 ถึง 13 พร้อมด้วยบัฟเฟอร์ pH) ยัง ถูกก าหนดภายใต้วิธีการที่อภิปรายไว้ข้างต้นและตั้งค่าอีกด้วย ความทึบของฟิล์ม (Op) ค านวณเป็นค่าการดูดกลืนแสงที่ 600 นาโนเมตรหารด้วยความหนา ของฟิล์ม ค่า Op แสดงเป็น A600/มม. [30]

2.5.5. การย่อยสลายสารแอนโทไซยานินด้วยแสงระหว่างการเก็บรักษา เพื่อตรวจสอบการสลายตัวด้วยแสงของแอนโทไซยานินในฟิล์ม ตัวอย่างถูกเก็บไว้ภายใต้การ ฉายรังสีที่มองเห็นได้ (หลอดฮาโลเจน 25 วัตต์, สีขาว, Kian CFL Reta, จีน) ห่างจากรูรับแสง 30 ซม. น าแสงและการทดสอบการย่อยสลายด้วยแสงด าเนินการที่อุณหภูมิ 20 °C ภายใต้ความดันบรรยากาศ [31] การประเมินการเปลี่ยนแปลงสีของฟิล์มด าเนินการทุกวันภายใต้วิธีการเดียวกันและการตั้งค่าที่ อธิบายไว้ในหัวข้อ 2.5.4 2.5.6. การใช้ฟิล์มบ่งชี้การวัดสีเพื่อติดตามกุ้งความสด คัดเลือกฟิล์มที่มีสารแอนโทไซยานิน 0.3% เพื่อติดตามความสดของกุ้ง (ดูหัวข้อ 3.2.4) วาง กุ้งไว้ในจานเพาะเชื้อและปิดผนึกโดยใช้ฝาปิดจานเพาะเชื้อพร้อมฟิล์มวัดสี (2 × 4 ซม.) ที่ด้านล่าง จานเพาะเชื้อถูกเก็บในช่องแช่แข็ง (-20 °C) ไม่ว่าจะแช่เย็น (4 °C, ≥60% RH) รวมทั้งในตู้ฟักที่มี สภาพอากาศเทียม (20 °C, 60% RH) [32] การเปลี่ยนแปลงสีของฟิล์มได้รับการตรวจสอบด้วย สายตาและค่า pH ที่สอดคล้องกันของกุ้งที่วัดด้วย pH ดิจิทัลที่ปรับเทียบแล้วส าหรับระบบกึ่งของแข็ง (Testo-205) ค่า pH คือค่าเฉลี่ยของต าแหน่งที่แตกต่างกันสามต าแหน่งที่วัดในกุ้งแต่ละตัว 2.6. การวิเคราะห์ทางสถิติ ประสบความส าเร็จในการวิเคราะห์ความแปรปรวน (ANOVA) และการทดสอบ Tukey ของการ เปรียบเทียบหลายรายการด้วยระดับนัยส าคัญ 5% โดยใช้ซอฟต์แวร์ “SAS Uni versity Edition” (เวอร์ชัน 6.0.16, SAS®) 3. ผลลัพธ์และการอภิปราย 3.1. ปริมาณและสมบัติของแอนโทไซยานินจากผลจัมโบลัน TAC ที่เวลา 30, 60 และ 80 นาทีคือ 41.75 ± 2.60 มก./ลิตร (2504.84 ± 155.87 มก./100 กรัม ของวัสดุแห้ง), 48.76 ± 0.47 มก./ลิตร (2925.65 ± 28.33 มก./100 กรัมของวัสดุแห้ง) และ 46.59 ± 3.17 มก./ลิตร (2795.39 ± 189.84 มก./100 กรัมของวัสดุแห้ง) ตามล าดับ โดยไม่มีความแตกต่างทางสถิติ (p > 0.05) เลือกเวลาสกัด 30 นาทีเพื่อเตรียมฟิล์มตัวบ่งชี้สีในการวิจัยปัจจุบัน ค่า TAC สูงกว่าที่พบในสารสกัด แอนโทไซยานินจากผลจัมโบลัน โดยใช้เอทานอลที่มีความเป็นกรดและสารละลายน้ าที่เป็นกรดเป็นตัวท า ละลาย (42–1133 มก./100 กรัมของวัสดุแห้ง) [17]

สารสกัดแอนโทไซยานินจากผลจัมโบลันจะมีสีแดงโดยทั่วไปที่ pH 1–2 ซึ่งสัมพันธ์กับการมีอยู่ของฟ ลาวิเลียมไอออนบวก (รูปที่ 1) ตามวรรณกรรมหรือแบบบันทึก ในช่วง pH 3 ถึง 7 เบสคาร์บินอลเกิดขึ้น เนื่องจากการถ่ายโอนโปรตอนจากฟลาวีเลียมไอออนบวก และการก่อตัวของหมู่ไฮดรอกซิลที่เป็นกรดและสาร สกัดแอนโทไซยานินกลายเป็นสีม่วง [4,5,24] สารสกัดแอนโทไซยานินที่ pH มากกว่า 7 จะค่อยๆ เปลี่ยนสีจาก สีม่วงเป็นสีน้ าเงิน เนื่องจากการก่อตัวของ quinoidal anhydrobase และสุดท้ายเป็นสีเขียวและสีเหลืองอัน เป็นผลมาจากการย่อยสลายของ anthocyanin ในตัวกลางที่เป็นด่าง [33,34] การเปลี่ยนแปลงสีที่คล้ายกันนี้ พบได้ในสารสกัดแอนโทไซยานินจากจัมโบแลน (รูปที่ 1) ในการวิจัยปัจจุบัน การเปลี่ยนสีแสดงให้เห็นว่าสาร สกัดแอนโทไซยานินจากผลไม้จัมโบลันสามารถน ามาใช้ในการตรวจสอบความสดของอาหารในช่วง pH ที่กว้าง ได้ บี. เมิร์ซ และคณะ / วารสารนานาชาติเรื่องโมเลกุลชีวภาพ 153 (2020) 625–632 รูปที่ 1. การเปลี่ยนแปลงสีของสารสกัดแอนโทไซยานินตามฟังก์ชันของ pH (ส าหรับการตีความการอ้างอิงสีในต านานรูปนี้ ผู้อ่านจะอ้างอิงถึงเวอร์ชันเว็บของบทความนี้) รูปที่ 2 รูปภาพของฟิล์มที่มีพื้นฐานมาจาก: ไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (กลุ่มควบคุม) (a); สารสกัดไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และแอนโทไซยานิน 0.1% (b); และไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.3% (c) ภาพตัดขวางของไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (กลุ่มควบคุม) (d); ไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และแอนโทไซยานิน 0.1% (e); และไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และแอนโทไซยานิน 0.3% (f) ตารางที่ 1 ความหนา ปริมาณความชื้น (MC) ความสามารถในการละลายน้ า (SW) และมุมสัมผัสน้ า (WCA) ของฟิล์มบ่งชี้สี

ค่าทั้งหมดแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ค่าคลาดเคลื่อนมาตรฐาน (n = 20 ส าหรับความหนา; n = 4 ส าหรับปริมาณความชื้นและ ความสามารถในการละลายในน้ า) ค่าเฉลี่ยในคอลัมน์เดียวกันตามด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ต่างกันมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยส าคัญ ทางสถิติ (p > 0.05) 3.2. การศึกษาลักษณะเฉพาะทางเคมีฟิสิกส์ของฟิล์มบ่งชี้สี 3.2.1. ลักษณะการมองเห็น ความหนา และสัณฐานวิทยา ฟิล์มทั้งหมดเมื่อน าออกจากจานเพาะเชื้อแสดงโครงสร้างพื้นผิวที่เป็นเนื้อเดียวกัน การเติม สารสกัดแอนโทไซยานินลงในสูตรฟิล์มจะท าให้วัสดุที่ผลิตมีสีแดง ซึ่งเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นของสาร สกัดแอนโทไซยานิน (รูปที่ 2a-c) การให้สีนี้อาจสัมพันธ์กับการมีอยู่ของฟลาวีเลียมไอออนบวกที่ pH ของกรด ดังที่สังเกตไว้ก่อนหน้านี้ในรูปที่ 1 [35] การเติมสารสกัดแอนโทไซยานินช่วยเพิ่มความหนาของฟิล์มเมื่อเปรียบเทียบกับฟิล์มควบคุม (รูปที่ 2d-f และตารางที่ 1) แสดงให้เห็นว่าแอนโทไซยานินเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของฟิล์ม เนื่องจากการผลักกันไฟฟ้าสถิตระหว่างแอนโทไซยานินและโมเลกุลขนาดใหญ่ ผลลัพธ์ที่คล้ายกันนี้พบได้ในฟิล์มที่มีไคโตซาน เจลาติน และแป้ง ซึ่งมีสารแอนโทไซยา นินจากแบล็คเบอร์รี่หรือดอกฮิบิสคัส ซับดาริฟฟา [35,36] ภาพพื้นที่ตัดขวางของฟิล์มแสดงให้เห็น เมทริกซ์ที่สม่ าเสมอซึ่งมีโครงสร้างที่กะทัดรัดและไม่มีการสร้างรูพรุน แสดงให้เห็นว่าสารสกัดแอนโท ไซยานินจากผลจัมโบลันถูกรวมเข้าและกระจายเข้าไปในฟิล์มอย่างมีประสิทธิภาพ (รูปที่ 2d-f) ผลลัพธ์เหล่านี้สอดคล้องกับที่พบในฟิล์มที่มีไคโตซาน เจลาติน และแป้ง ซึ่งมีสารแอนโทไซยานิน ทั้งหมด [35,37]

3.2.2. ปริมาณความชื้น (MC) ความสามารถในการละลายน้ า (SW) และการสัมผัสน้ า มุม (WCA) ไม่พบผลกระทบเกี่ยวกับความเข้มข้นของแอนโธไซยานินต่อค่า MC และ SW ของฟิล์ม (p N 0.05) (ตารางที่ 1) ฟิล์มควบคุมมีค่า MC และ SW ตามแบบฉบับของระบบโพลีเมอร์ชีวภาพ [10,37] ผลลัพธ์ที่คล้ายกันถูกสังเกตโดย Peralta และคณะ [35] ผู้ศึกษาฟิล์มไคโตซานกับแอนโทไซยานิน ค่าของ WCA เปลี่ยนแปลงเมื่อมีสารสกัดแอนโทไซยานิน (ตารางที่ 1) อย่างไรก็ตาม WCA ทั้งหมดมี N90° ซึ่งจัดประเภทฟิล์มเป็นพื้นผิวที่ไม่ชอบน้ า [26] และสามารถน ามาใช้เคลือบผลิตภัณฑ์ อาหารที่มีปริมาณน้ าสูงได้ [25] ส าหรับผลของแอนโทไซยานินใน MC, SW และ WCA ของฟิล์ม พบว่าความสมบูรณ์ทางกายภาพของฟิล์มไม่เปลี่ยนแปลงโดยการเติมแอนโทไซยานิน (ตารางที่ 1) รูปที่ 3 สเปกตรัม FTIR ของฟิล์มต่างๆ ที่ศึกษาในช่วงการดูดซึมทั้งหมด: ไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (ควบคุม) ( - ); สารสกัดไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และแอนโท ไซยานิน 0.1% ( - ); และไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.3% (- ) (ส าหรับการตีความการอ้างอิงถึงสีในต านานรูปนี้ ผู้อ่านจะอ้างอิงถึงเวอร์ชันเว็บ ของบทความนี้) 3.2.3. สเปกโทรสโกปี FTIR สเปกตรัม FTIR ของฟิล์มแสดงให้เห็นแถบหลายแถบซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของโครงสร้างไคโต ซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (รูปที่ 3) มีการสั่นสะเทือนแบบยืดออกของหมู่ไฮดรอกซิลอิสระ ระหว่างและในโมเลกุล (ศูนย์กลางที่ 3740 และ 3340 cm−1 ), การยืด C=H ของอะตอมไฮโดรเจน (2918 cm−1 ), การยืด C=N ของเอไมด์ I ของ ไคโตซาน (1,642 cm−1 ), การดูดซึมของการยืด C=O (1,420 cm−1 ), การยืดของพันธะไกลโคซิดิกของ C-O-C (1,155–1,105 cm. - 1 ) และการยืด C=O ของ C6 ของไคโตซาน ( 1,025 cm−1 ) [2,4,35] การเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่งที่สุดในสเปกตรัมของฟิล์มที่มีสารสกัดแอนโทไซยานินคือการลด ความเข้มของแถบแสงที่ 3,740 และ 3,716 ตารางเซนติเมตร เนื่องมาจากปฏิกิริยาระหว่างโพลีฟี

นอลจากกลุ่มแอนโทไซยานินและไฮดรอกซิลของไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ [38] นอกจากนี้ ความเข้มลดลงที่ 1,645 cm−1 มีความเกี่ยวข้องกับอันตรกิริยาระหว่าง C - O ของกลุ่ม agliconpyranoside และการสั่นสะเทือนแบบยืดออกของ C - C ของวงแหวนอะโรมาติกจากแอนโทไซยานิน กับการสั่นสะเทือนแบบยืด N=H ของเอไมด์จากไคโตซาน [4,39] ผลลัพธ์ FTIR แสดงให้เห็นว่าแอน โทไซยานินมีปฏิกิริยากับไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ ซึ่งบ่งชี้ว่าเม็ดสีนี้ถูกรวมเข้ากับฟิล์มได้ ส าเร็จ [4,40] ปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้าสถิตและพันธะไฮโดรเจนซึ่งไม่สามารถสังเกตได้ด้วยสเปกตรัม FTIR อาจเป็นปฏิกิริยาหลักระหว่างแอนโทไซยานินกับไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ [25] ตารางที่ 2 พารามิเตอร์สี (L ∗ , a ∗ , b ∗ และ ΔE ∗ ) และความทึบของฟิล์มบ่งชี้การวัดสี ค่าทั้งหมดแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ข้อผิดพลาดมาตรฐาน (n = 3 ส าหรับสี; n = 4 ส าหรับความทึบ) ค่าเฉลี่ยในคอลัมน์เดียวกันตามด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ ต่างกันมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยส าคัญทางสถิติ (p b 0.05) ค่า ΔE ∗ ของภาพยนตร์ค านวณโดยใช้สมการ (2) และพิจารณาพารามิเตอร์สีของ ฟิล์มควบคุมเป็นมาตรฐาน 3.2.4. คุณสมบัติทางแสง คุณสมบัติทางแสง เช่น สีและความทึบเป็นตัวแปรที่ส าคัญส าหรับลักษณะของฟิล์มซึ่งส่งผล ต่อระดับการยอมรับของผู้บริโภค [40] ในการวิจัยปัจจุบัน ค่าสีและความทึบได้รับผลกระทบจากสาร สกัดแอนโทไซยานิน (ตารางที่ 2) ฟิล์มควบคุมแสดงสีเหลืองโดยมีความโปร่งใสต่ า (รูปที่ 2a และ ตารางที่ 2) หลังจากการเติมสารสกัดแอนโทไซยานิน ค่า L ∗ , b ∗ และ Op ลดลง ในขณะที่ค่า a ∗ เพิ่มขึ้น ซึ่งบ่งบอกถึงแนวโน้มที่จะเกิดรอยแดง (รูปที่ 2b-c และตารางที่ 2) ตามที่สังเกตไว้ก่อนหน้านี้ ส าหรับสารสกัดแอนโทไซยานินที่ pH = 1 (รูปที่ 1) ฟิล์มที่ผลิตในการวิจัยนี้ที่เติมสารสกัดแอนโทไซ ยานินมีค่า a ∗ และ Op สูง และสามารถน ามาใช้เพื่อลดการสูญเสียสารอาหาร การเปลี่ยนสี และ รสชาติที่ผิดเพี้ยนในอาหารเมื่อสัมผัสกับแสงที่มองเห็นได้และแสงอัลตราไวโอเลต [40,41]

เพื่อตรวจสอบความสัมพันธ์ระหว่างค่า pH และการเปลี่ยนแปลงสีของฟิล์ม สารละลาย บัฟเฟอร์ต่างๆ ที่มีค่า pH แตกต่างกันตั้งแต่ 1 ถึง 13 ถูกหยดลงบนพื้นผิวฟิล์ม ฟิล์มควบคุมไม่มีการ เปลี่ยนสีด้วยการปรับ pH ตั้งแต่ 1 ถึง 13 (ไม่แสดงผลลัพธ์)ในทางตรงกันข้าม ฟิล์มที่มีสารสกัดแอน โทไซยานินแสดงการเปลี่ยนสีตามฟังก์ชันของ pH (รูปที่ 4) คล้ายกับการเปลี่ยนสีก่อนหน้านี้ในสาร สกัดแอนโทไซยานิน (รูปที่ 1) แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างทางเคมีของแอนโทไซยานินจากจัมโบลานไม่มี การเปลี่ยนแปลง การมีไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ตามที่ Andretta และคณะ [5] ความ แตกต่างของสีระหว่างฟิล์มสามารถตรวจพบได้ด้วยตามนุษย์เมื่อค่า ΔE ∗ สูงกว่า 3.0 ในการวิจัยปัจจุบัน ฟิล์มทั้งหมดที่มีแอนโทไซยานินมีความแตกต่างที่มองเห็นได้ระหว่างช่วง pH 1 ถึง 13 (ตารางที่ 3). ในงานนี้ การเปลี่ยนแปลงสีของฟิล์มจะเห็นได้ชัดมากขึ้นเมื่อความเข้มข้นของแอนโทไซยานิน เพิ่มขึ้น (รูปที่ 4) จากผลการเปลี่ยนสี ฟิล์มที่มีไคโตซาน โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ และสารสกัดแอนโทไซ ยานินสามารถใช้เป็นวัสดุบ่งชี้การวัดสีส าหรับอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์อาหารได้ฟิล์มที่มีสารสกัดแอน โทไซยานิน 0.3% มีค่า pH เปลี่ยนสีได้สูงกว่าความเข้มข้นอื่นๆ จึงเลือกใช้เพื่อตรวจสอบความสดของ กุ้ง (ข้อ 3.3) รูปที่ 4 สีของฟิล์มที่มองเห็นได้จากไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์พร้อมสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.1% (a); และสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.3% (b) หลังจากสัมผัสกับสารละลายบัฟเฟอร์ที่ ค่า pH ที่แตกต่างกัน (ระหว่าง 1 ถึง 13) (ส าหรับการตีความการอ้างอิงถึงสีในต านานรูปนี้ ผู้อ่านจะ อ้างอิงถึงเวอร์ชันเว็บของบทความนี้) 3.2.5. การย่อยสลายสารแอนโทไซยานินด้วยแสงระหว่างการเก็บรักษา การทดสอบการย่อยสลายด้วยแสงด าเนินการเพื่อท าความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงสีของฟิล์ม ระหว่างการสัมผัสแสง ซึ่งเป็นการจ าลองสภาพการเก็บรักษาที่ซุปเปอร์มาร์เก็ต ค่า L ∗ , a ∗ , b ∗ และ ΔE ∗ ของฟิล์มควบคุมยังคงที่ในระหว่างการวิเคราะห์ 336 ชั่วโมง (14 วัน) ซึ่งบ่งชี้ว่าสีของฟิล์ม ไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้แสงที่มองเห็นได้ (รูปที่ 5a-d) ส าหรับฟิล์มที่เพิ่มสารสกัดแอนโทไซยานินนั้น L ∗ ยังคงคงที่ คล้ายกับฟิล์มควบคุม (รูปที่ 5a) ในทางกลับกัน ค่า ∗ และ b ∗ ลดลงในช่วงเวลาการ

เก็บรักษา (รูปที่ 5b-c) ซึ่งบ่งบอกถึงการลดลงของสีแดงและสีเหลืองของฟิล์ม (รูปที่ 5) ค่า ΔE ∗ ของ ฟิล์มที่มีสารสกัดแอนโทไซยานินเพิ่มขึ้นในระหว่างการทดสอบการย่อยสลายด้วยแสง (รูปที่ 5d-e) แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงสีของฟิล์มนี้สามารถตรวจพบได้ด้วยตามนุษย์ [5] การเปลี่ยนสีนี้อาจ เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายด้วยแสงของแอนโทไซยานินในภาพยนตร์การวิจัยเพิ่มเติมควรศึกษาถึง ความคงตัวของแสงของแอนโทไซยานินในฟิล์ม ตารางที่ 3 พารามิเตอร์สี (L ∗, a ∗, b ∗ และ ΔE ∗) ของฟิล์มบ่งชี้การวัดสีหลังจากการแช่ ในสารละลายบัฟเฟอร์ที่มีค่า pH ต่างกัน ค่าทั้งหมดแสดงเป็นค่าเฉลี่ย ± ข้อผิดพลาดมาตรฐาน (n = 3) ค่า ΔE ∗ ของภาพยนตร์ค านวณโดยใช้สมการ (2) และ พิจารณาค่าพารามิเตอร์สีของฟิล์มแต่ละฟิล์มที่ pH = 1 เป็นมาตรฐาน 3.3. การใช้ฟิล์มบ่งชี้การวัดสีเพื่อติดตามความสดของกุ้ง

ใช้ฟิล์มที่มีสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.3% เพื่อแสดงความสดของกุ้งที่อุณหภูมิ -20 °C, 4 °C และ 20 °C ฟิล์มที่มีสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.3% ไม่มีการเปลี่ยนสีระหว่างการเก็บรักษากุ้งที่อุณหภูมิ -20 °C ในทาง ตรงกันข้าม ฟิล์มชนิดเดียวกันมีการเปลี่ยนสีระหว่างการเก็บรักษากุ้งที่อุณหภูมิ 4 °C และ 20 °C (รูปที่ 6) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากความเสียหายของจุลินทรีย์อย่างรวดเร็วในตู้เย็นหรืออุณหภูมิที่สูงขึ้น เมื่อโปรตีน ในกุ้งไวต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียอย่างมาก ผลิตสารประกอบไนโตรเจนระเหยได้หลายชนิด (เช่น แอมโมเนียและเอมีน) [42] สารประกอบเหล่านี้มีค่า pH ที่เป็นด่างซึ่งสามารถกระตุ้นการสร้างเบสคาร์บินอล ในแอนโทไซยานิน ส่งผลให้ฟิล์มเปลี่ยนสี คล้ายกับการเปลี่ยนแปลงสีที่สังเกตได้จากแอนโทไซยานินจากจัมโบ แลนที่ pH 7–8 (รูปที่ 1 และ 4) ผ่านการเปลี่ยนสีของฟิล์มที่อุณหภูมิ 4 °C และ 20 °C สามารถเสนอแนะว่าการก่อตัวของเบสคาร์บิ นอลเพิ่มขึ้นที่ 20 °C ในแง่นี้ ฟิล์มที่ใช้แจ้งความสดของกุ้งที่อุณหภูมิ 4 °C จะแสดงสีแดงและสีน้ าเงินระหว่าง 20 ถึง 48 ชั่วโมงแรก และสุดท้ายจะเป็นสีน้ าเงินที่ 93 ชั่วโมง ในขณะที่ฟิล์มแบบเดียวกันที่ใช้ที่อุณหภูมิ 20 °C จะแสดงสีฟ้าหลังจาก 24 ชั่วโมงแรก ของการเก็บกุ้ง (รูปที่ 6) เนื่องจากคุณสมบัติการเปลี่ยนสีระหว่างการ เก็บรักษากุ้ง ฟิล์มที่ศึกษาในงานปัจจุบันสามารถใช้เป็นตัวชี้วัดสีอุณหภูมิเวลาเพื่อแจ้งความสดของกุ้งได้

รูปที่ 5. การเปลี่ยนสีตามพิกัด CIELab ของฟิล์มที่สัมผัสกับแสงที่มองเห็นได้ซึ่งควบคุมเป็นฟังก์ชันของเวลา: L ∗ (a); ก ∗ (b); ข ∗ (ค); และการปรับเปลี่ยน ΔE ∗ (d) ฟิล์มควบคุม (■); ฟิล์มที่ ใช้ไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์พร้อมสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.1% (●); และสารสกัดแอนโทไซยานิน 0.3% (▲) สีของภาพยนต์ก่อนและหลังการฉายภาพ ควบคุมแสงที่มองเห็นได้ในช่วง 14 วัน (e) ค่า ΔE ∗ ของภาพยนตร์ค านวณโดยใช้สมการ (2) และพิจารณาพารามิเตอร์สีของฟิล์มแต่ละฟิล์ม ณ เวลาศูนย์เป็นมาตรฐาน (ส าหรับ การตีความการอ้างอิงถึงสีในต านานรูปนี้ ผู้อ่านจะ อ้างอิงถึงเวอร์ชันเว็บของบทความนี้) รูปที่ 6 การเปลี่ยนสีฟิล์มโดยใช้ไคโตซานและโพลีไวนิลแอลกอฮอล์พร้อมสารสกัดแอนโทไซยานิน (0.3%) ใช้ในการติดตามความสดของกุ้ง (ส าหรับการตีความ การอ้างอิงถึงสีค าอธิบายรูปนี้ ผู้อ่านจะอ้างอิงถึงเวอร์ชันเว็บของบทความนี้) 4. ข้อสรุป ในการศึกษานี้ เตรียมฟิล์มบ่งชี้การวัดสีโดยใช้แอนโทไซยานินจากสารสกัดจัมโบลัน ไคโตซาน และโพ ลีไวนิลแอลกอฮอล์ผล SEM และ FTIR พบว่าสารสกัดแอนโทไซยานินเข้ากันได้กับไคโตซานและโพลีไวนิล แอลกอฮอล์แอนโทไซยานินจากสารสกัดจัมโบแลนไม่ได้เปลี่ยนแปลงความสมบูรณ์ทางกายภาพ แต่ส่งผลต่อ ความหนาและคุณสมบัติทางแสงของฟิล์ม ฟิล์มที่มีสารแอนโทไซยานินแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสีที่ค่า

pH ที่แตกต่างกัน และสามารถใช้เพื่อติดตามความสดของกุ้งที่อุณหภูมิต่างๆ (ระหว่าง -20 °C ถึง 20 °C) การ ทดสอบความคงตัวของสีเป็นหลักฐานว่าแอนโทไซยานินถูกสลายด้วยแสงที่มองเห็นได้ภายใน 336 ชั่วโมง (14 วัน) ที่อุณหภูมิ 20 °C ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าผลจัมโบลานเป็นแหล่งทางเลือกของแอนโทไซยานิน และฟิล์ม บ่งชี้สีที่มีแอนโทไซยานินจากผลจัมโบลัน สามารถใช้ในการตรวจสอบความสดของผลิตภัณฑ์อาหารทะเล เช่น กุ้ง