Development and Characterization of Antimicrobial Films Containing Carvacrol, Thymol and Gallic Acid : Application to Beef Patties Preservation

Abstract

Recently, active packaging is regarded as a promising approach to extend the shelf-life of food. In this regard, novel active films, chitosan-starch films containing carvacrol, thymol and gallic acid, were developed and characterized. Our results exhibited that incorporation of gallic acid in chitosan-starch films increased color changes, tensile strength, antioxidant activity and decreased elongation at break, water vapor permeability of the films. The films with carvacrol and thymol showed an increase in ductility, color changes, antioxidant activity, antimicrobial effect and decreasing tensile strength, water vapor permeability. Furthermore, by the addition of both gallic acid and essential oils, films presented the best mechanical, water barrier properties and the strongest antioxidant and antimicrobial activity. Finally, the application of the blending film to the preservation of beef patties was performed. The results showed that the films containing carvacrol and gallic acid effectively prevented lipid peroxidation and reduced total viable cell population of ground beef patties. This study showed the benefits of the incorporation of gallic acid, carvacrol and thymol into chitosan-starch films and the potential of their use as active packaging in food products.

최근 활성 포장이 식품의 유통기한을 연장할 수 있는 유망한 방법으로 간주 됨에 따라 새로운 활성 포장 필름의 개발이 중요해지고 있다. 이에 따라 새로운 활성 필름인 카바크롤, 티몰, 갈산을 첨가한 키토산-전분 필름을 개발했고 그 특성을 규명하였다. 실험 결과를 통해 키토산-전분 필름에 갈산을 첨가했을 때, 갈산이 폴리머와 결합할 수 있는 성질에 의해 필름의 인장 강도가 증가하고 연신율과 수증기 투과도는 감소하는 것을 확인했다. 카바크롤과 티몰을 키토산-전분 필름에 첨가했을 경우 연신율, 색 변화, 항산화, 항균 효과는 증가하고 인장 강도, 수증기 투과도는 감소하는 경향을 보였다. 더 나아가, 필름에 갈산과 에센셜 오일을 같이 넣었을 때 필름은 가장 뛰어난 기계적 성질과 수증기 장벽으로서의 성질을 보일 뿐만 아니라 가장 강력한 항산화, 항균 효과를 보였다. 마지막으로, 필름을 소고기 패티 보관에 적용하여 그 효과를 확인했다. 결과를 통해 갈산과 카바크롤을 같이 첨가한 필름은 소고기 패티 저장 시 높은 항산화, 항균 효과를 보이는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 키토산-전분 필름에 갈산, 카바크롤, 티몰을 첨가함으로써 얻는 다양한 이점을 알 수 있었고, 실제 식품에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.