Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77491
Title: Effect of plasticizer on properties of Mung Bean starch film and its application
Other Titles: ผลของสารเสริมสภาพพลาสติกต่อสมบัติฟิล์มสตาร์ชถั่วเขียวและการประยุกต์ใช้
Authors: Onjira Rompothi
Advisors: Pasawadee Pradipasena
Theeranun Janjarasskul
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: No information provinded
Theeranun.J@Chula.ac.th,Theeranun.J@chula.ac.th
Issue Date: 2014
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: This research determines the effects of starch concentration (3.5-5.0 %w/w) and plasticizer type and concentration [sorbitol (10-60 %w/w) or glycerol (10-30 %w/w)] on thickness, tensile strength (TS), percent elongation (%E), % solubility, water vapor permeability (WVP), oxygen permeability (OP), seal strength and thermal properties of mung bean starch (MBS) films and to determine the onset of the plasticizer concentration at which film can be formed without cracking. Films were prepared by mixing starch, plasticizer and water and heating at 85 ºC for 30 min. The paste was poured over the acrylic plate, and dried in a hot air oven at 35 ºC for 20 hr. MBS films were translucent. In general, increasing starch concentration significantly increased thickness, decreased % solubilityand WVP but did not affect TS, %E and seal strength of the films at controlled plasticizer type and concentration (p≤0.05). At controlled starch concentration, increasing the plasticizer concentration decreased TS and OP but increased thickness, %E, % solubility, WVP and seal strength (p≤0.05) of films. In this research, glycerol showed better plasticizer efficiency than sorbitol as shown by the onset plasticizer concentration that significantly change TS and %E of MBS film. The onset glycerol concentration for TS and %E were > 10 and > 20 %w/w at all controlled MBS concentration, respectively. The onset sorbitol concentration for TS and %E were > 30 and > 40 %w/w, respectively. Films containing sorbitol had higher TS but lower thickness, %E, WVP, OP and seal strength than films containing glycerol. At 30 %w/w plasticizer concentration, film containing sorbitol had lower %E and seal strength than film containing glycerol. According to differential scanning calorimetry study, MBS films exhibited a single endothermic peak with onset temperature (To) ranged between 48.00-63.50 °C and peak temperature (To) between 59.35-70.05 °C. Films having the glycerol or sorbitol concentration ≤ 10 or ≤ 30 %w/w were brittle. The glycerol or sorbitol concentration of ≥ 20 and ≥ 40 %w/w, respectively, was required to form flexible film for wrapping without breaking. To study the effects of storage condition on physical properties [water activity (aw), moisture content (%MC) and total color differrence (ΔE)] and antioxidant capacity[total phenolic content (TPC), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) radical scavenging activity and ferric reducing antioxidant power (FRAP)], dried chili powder which packed inside MBS sachet (5 %w/w starch : 40 %w/w sorbitol) and polypropylene (PP) sachet were stored at 50 % RH and 35, 45 and 55 °C for 50 days. The aw, %MC and ΔE of dried chili powder in all sachets tended to increase over storage time at all temperatures. The kinetics of changes in aw and % MC followed the first-order rate law, while the kinetics of changes in other properties were best fitted by the zero-order model. PP sachet showed a higher moisture barrier ability compared to MBS sachet. The rate constants (k) for changes in color, TPC, DPPH and FRAP of dried chili powder packed in MBS sachets were lower than those packed in PP sachets, except for DPPH at 55 °C. For the effect of storage temperature, TPC, DPPH and FRAP of dried chili powder packed in MBS and PP sachets decreased as the temperature increased. Overall, MBS sachet was a better package for dried chili powder than PP sachet.
Other Abstract: วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือศึกษาผลของความเข้มข้นของสตาร์ช (ร้อยละ 3.5-5.0 โดยน้ำหนัก) และผลของชนิดและความเข้มข้นของสารเสริมสภาพพลาสติก ได้แก่ ซอร์บิทอล (ร้อยละ 10-60 โดยน้ำหนัก) และกลีเซอรอล (ร้อยละ 10-30 โดยน้ำหนัก) ต่อสมบัติของฟิล์มจากสตาร์ชถั่วเขียว ได้แก่ ความหนา ความต้านทานแรงดึง ร้อยละการยืด ร้อยละการละลายน้ำ การซึมผ่านของไอน้ำ การซึมผ่านของออกซิเจน ความแข็งแรงของรอยผนึก และสมบัติทางความร้อน อีกทั้งเพื่อหาความเข้มข้นของสารเสริมสภาพพลาสติกที่ทำให้ฟิล์มสามารถม้วนพับได้โดยไม่เกิดการแตกหัก การขึ้นรูปฟิล์มทำโดยการเตรียมสารละลายผสมของสตาร์ช สารเสริมสภาพพลาสติก และน้ำ แล้วให้ความร้อนที่ 85 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 30 นาที จากนั้นนำแป้งเปียกมาเทลงบนแม่พิมพ์อะคริลิกแล้วทำให้แห้งในตู้อบลมร้อนที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 20 ชั่วโมง ฟิล์มจากสตาร์ชถั่วเขียวที่ได้มีลักษณะโปร่งแสง จากผลการทดลองพบว่า สำหรับฟิล์มที่ควบคุมชนิดและความเข้มข้นของสารเสริมสภาพพลาสติก เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของสตาร์ชมีผลทำให้ความหนาเพิ่มขึ้น และการซึมผ่านของไอน้ำลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) แต่ไม่ส่งผลต่อความต้านทานแรงดึง ร้อยละการยืด ร้อยละการละลายน้ำ และความแข็งแรงของรอยผนึก อย่างไรก็ตาม ฟิล์มที่แต่ละความเข้มข้นของสตาร์ช การเพิ่มความเข้มข้นของสารเสริมสภาพพลาสติกทำให้ความต้านทานแรงดึงลดลง แต่ความหนา ร้อยละการยืด ร้อยละการละลายน้ำ การซึมผ่านของไอน้ำ และความแข็งแรงของรอยผนึกมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) แต่ไม่ผลต่อการซึมผ่านของออกซิเจน ในขณะที่ทุกความเข้มข้นของสตาร์ชพบว่าความเข้มข้นเริ่มต้นของกลีเซอรอลที่ทำให้ความต้านทานแรงดึง และร้อยละการยืดของฟิล์มเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) นั้นมีค่า ≥ ร้อยละ 10 และ 20 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ ในขณะที่ความเข้มข้นเริ่มต้นของซอร์บิทอลที่ทำให้ความต้านทานแรงดึง และร้อยละการยืดของฟิล์มเปลี่ยนแปลงนั้นมีค่า ≥ ร้อยละ 30 และ 40 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ จากสมบัติเชิงกลของฟิล์มแสดงว่ากลีเซอรอลเป็นสารเสริมสภาพพลาสติกที่มีประสิทธิภาพมากกว่าซอร์บิทอล สำหรับฟิล์มที่มีซอร์บิทอลพบว่ามีค่าความต้านทานแรงดึงมากกว่า แต่มีค่าความหนา ร้อยละการยืด การซึมผ่านของไอน้ำ การซึมผ่านของออกซิเจน และความแข็งแรงของรอยผนึกน้อยกว่าฟิล์มที่มีกลีเซอรอล ในขณะที่ความเข้มข้นของสารเสริมสภาพพลาสติกเท่ากับร้อยละ 30 โดยน้ำหนักฟิล์มที่มีซอร์บิทอลมีค่าร้อยละการยืด และความแข็งแรงของรอยผนึกน้อยกว่าฟิล์มที่มีกลีเซอรอล จากการศึกษาสมบัติทางความร้อนพบว่าฟิล์มจากสตาร์ชถั่วเขียวมีพีคดูดพลังงานที่มีอุณหภูมิเริ่มต้นในช่วง 48.00-63.50 องศาเซลเซียส และมีอุณหภูมิที่จุดพีคในช่วง 59.35-70.05 เซลเซียส ฟิล์มที่มีกลีเซอรอลหรือซอร์บิทอลที่ความเข้มข้น ≤ ร้อยละ 10 และ 30 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ มีลักษณะเปราะ ดังนั้นเพื่อขึ้นรูปให้ได้ฟิล์มที่สามารถม้วนพับได้โดยไม่เกิดการแตกหักควรใช้ความเข้มข้นของกลีเซอรอลหรือซอร์บิทอลที่มีค่า ≥ ร้อยละ 20 หรือ 40 โดยน้ำหนัก ตามลำดับ จากนั้นศึกษาการนำไปใช้โดยบรรจุพริกป่นในถุงจากฟิล์มสตาร์ชถั่วเขียว (สตาร์ชร้อยละ 5 โดยน้ำหนัก และซอร์บิทอลร้อยละ 40 โดยน้ำหนัก) และถุงโพลิโพรพิลีนโดยดูผลของสภาวะการเก็บต่อสมบัติทางกายภาพ (ปริมาณน้ำอิสระ ความชื้น และการเปลี่ยนแปลงสี) ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP ของพริกป่นโดยเก็บที่ความชื้นสัมพัทธ์ ร้อยละ 50 ในอุณหภูมิ 35, 45 และ 55 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 50 วัน พบว่า เมื่อระยะเวลาการเก็บเพิ่มมากขึ้นปริมาณน้ำอิสระ ความชื้น และค่าการเปลี่ยนแปลงสีของพริกป่นมีค่าเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) ที่ทุกอุณหภูมิ โดยการเปลี่ยนแปลงทางจลนพลศาสตร์ของปริมาณน้ำอิสระและความชื้นเป็นไปตามกฎอัตราการเกิดปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง ในขณะที่ค่าการเปลี่ยนแปลงสี ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านออกซิเดชันเป็นไปตามกฎอัตราการเกิดปฏิกิริยาอันดับศูนย์ เมื่อเปรียบเทียบระหว่างถุงโพลิโพรพิลีนและถุงจากฟิล์มสตาร์ชถั่วเขียว พบว่า ถุงโพลิโพรพิลีนมีสมบัติต้านการซึมผ่านของไอน้ำดีกว่าถุงจากฟิล์มสตาร์ชถั่วเขียว นอกจากนี้ค่าคงที่ของอัตราการเปลี่ยนแปลงสี ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านออกซิเดชันของพริกป่นที่บรรจุในถุงจากฟิล์มสตาร์ชถั่วเขียวมีค่าต่ำกว่าที่บรรจุในถุงโพลิโพรพิลีนยกเว้นการเปลี่ยนแปลงฤทธิ์ต้านออกซิเดชันของพริกป่นที่เก็บที่ 55 องศาเซลเซียส ซึ่งวิเคราะห์ด้วยวิธี DPPH นอกจากนี้การเพิ่มอุณหภูมิการเก็บส่งผลให้ปริมาณฟีนอลิกทั้งหมด และฤทธิ์ต้านออกซิเดชันด้วยวิธี DPPH และ FRAP ของพริกป่นมีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (p≤0.05) โดยสรุป ถุงจากฟิล์มสตาร์ชถั่วเขียวมีศักยภาพในการบรรจุพริกป่นดีกว่าถุงโพลิโพรพิลีน
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2014
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Food Technology
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/77491
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5572170723.pdf2.97 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.