アントシアニン及び／又はベタシアニンを含有するデンプン／ポリビニルアルコールフィルムの物理的及び機能的特性の比較

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Int. J. Biol. Macromol..2020 Jul;163:898-909. S0141-8130(20)33816-2. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.065.Epub 2020-07-10.

アントシアニン及び／又はベタシアニンを含有するデンプン／ポリビニルアルコールフィルムの物理的及び機能的特性の比較

Comparison of the physical and functional properties of starch/polyvinyl alcohol films containing anthocyanins and/or betacyanins.

Yan Qin
Fengfeng Xu
Limin Yuan
Huixia Hu
Xiyu Yao
Jun Liu

PMID: 32653375 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.065.

抄録

アントシアニンとベタシアニンは2種類の異なる天然色素である。本研究では、デンプン/ポリビニルアルコール(PVA)フィルムにアントシアニンまたはベタシアニン、またはアントシアニン/ベタシアニン混合物(3:1、1:1、1:3の重量比)を添加することにより、アクティブパッケージやインテリジェントパッケージを作製した。現像したフィルムの物理的・機能的特性を比較した。その結果、アントシアニンはベタシアニンよりもpH感受性が高いことがわかった。しかし、ベタシアニンはアントシアニンに比べてフィルムのコンパクト性を向上させる効果があり、またフィルムマトリックスとの水素結合性が強いことがわかった。アントシアニンおよび／またはベタシアニンの添加は、フィルムの結晶性をわずかに低下させるが、紫外線-可視光バリア性、水蒸気バリア性、酸化防止性、抗菌性、およびアンモニア感受性の特性を有意に向上させた。また、ベタシアニンの割合の増加に伴い、フィルムのバリア性、酸化防止性、抗菌性が増加した。また，アントシアニンとベタシアニンを重量比で1:3の割合で混合したフィルムを豚肉の鮮度管理に使用したところ，明らかな色の変化が見られた。これらの結果から，デンプン/PVAフィルムのバリア性，酸化防止性，抗菌性を向上させるには，ベタシアニンの方が有効であることが示唆された。また、アントシアニンとベタシアニンを同時に添加したデンプン/PVAフィルムの方が、豚肉の鮮度管理に適していることがわかった。

Anthocyanins and betacyanins are two different types of natural pigments. In this study, active and intelligent packaging were prepared by adding anthocyanins or betacyanins or anthocyanins/betacyanins mixture (in the weight ratios of 3:1, 1:1 and 1:3) into starch/polyvinyl alcohol (PVA) films. The physical and functional properties of developed films were compared. Results showed anthocyanins were more pH-sensitive than betacyanins. However, betacyanins were more beneficial to improve the compactness of the films and had stronger hydrogen bonding interactions with film matrix as compared with anthocyanins. The addition of anthocyanins and/or betacyanins slightly decreased the crystallinity of the films but significantly increased the ultraviolet-visible light barrier, water vapor barrier, antioxidant, antimicrobial, and ammonia-sensitive properties of the films. Moreover, the barrier, antioxidant and antimicrobial properties of the films increased with the increase of betacyanins proportion. Amongst different films, the film containing anthocyanins/betacyanins mixture in the weight ratio of 1:3 presented obvious color changes when the film was utilized to monitor the freshness of pork. Our results suggested betacyanins was more beneficial to enhance the barrier, antioxidant and antimicrobial properties of starch/PVA films. Starch/PVA films simultaneously added with anthocyanins and betacyanins were more suitable to monitor the freshness of pork.