Intelligent pH indicator film based on PVA/Glycerol/Anthocyanin derived Ipomoea Batatas (L.) Lam for smart food packaging

• Nur Amanah Zulkefli ^[1] ; Mohamad Aizad Mohd Mokhtar ^[1] ; Chia Jing Jie ^[1] ; Añfah Mardhiah Mohamed Radzi ^[1] ; Zatil Izzah Ahmad Tarmizi ^[1] ; Roshafima Rasit Ali ^[1] ; Siti Husnaa Mohd Taib ^[1]
  1. [1] Universidad Tecnológica de Malaysia (Malasia)
• Localización: Ingeniare: Revista Chilena de Ingeniería, ISSN-e 0718-3305, ISSN 0718-3291, Vol. 32, Nº. 1, 2024
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Lámina inteligente indicadora de pH basada en PVA/Glicerol/Anocianina derivada de Ipomoea Batatas (L.) Lam para el envasado inteligente de alimentos
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• Resumen
  • español

    La calidad y la seguridad de los alimentos son importantes factores para la salud y el bienestar de los consumidores. Un indicador inteligente del pH en el envasado de alimentos aportaría ventajas significativas en cuanto a información directa y rápida sobre el estado de los alimentos. El presente estudio utilizó boniato morado para extraer antocianina (ANC) como indicador natural del pH. La concentración variable de ANC extraída (1, 3, 5 y 10wt%) fue incorporada con alcohol polivinílico (PVA) y glicerol como plastificantes para producir películas para el indicador de pH de 1 a 13. La caracterización de la lámina muestra cambios en la concentración de ANC. La caracterización de la lámina muestra cambios en el pico de los espectros FTIR y en la morfología de la superficie atribuidos a la interacción de los materiales. Al añadir un 1% de ANC, las películas muestran un aumento de la estabilidad térmica de 188,27 °C a 194,08 °C con una disminución significativa de la resistencia a la tensión (de 39,64 MPa a 12,80 MPa) pero un aumento de la ruptura por elongación (de 213,40 a 328,75%) en comparación con la película de PVA.

    Además, al aumentar la concentración de ANC, la solubilidad en agua y el índice de hinchamiento aumentaron al disminuir el contenido de agua. La aplicación de las películas como indicadores de pH muestra que el aumento del contenido de ANC produce un oscurecimiento de dichos cambios de color, haciéndolos más definidos. Las variaciones de color de las láminas preparadas incorporando ANC en un amplio rango de pH tienen un gran potencial para ser utilizadas como envases alimentarios que proporcionan información rápida y precisa sobre la calidad de los alimentos. Cualquier contaminación y la vida útil de los alimentos pueden ser controladas antes de la distribución mediante la implicación de este envase para conservar la calidad de éstos y evitar cualquier percance en los consumidores; por consiguiente, podrá constituir una información útil en el sistema de la industria alimentaria.

  • English

    Food safety and quality are important aspects of consumer health and wellness. The application of an intelligent pH indicator in food packaging would give significant advantages in straightforward and quick information regarding the condition of the food. This study used purple sweet potato to extract anthocyanin (ANC) as a natural pH indicator. Variation concentration of extracted ANC (1, 3, 5, and 10wt%) was incorporated with polyvinyl alcohol (PVA) and glycerol as plasticizers to produce films for pH 1 to 13 indicator. The film's characterization shows changes in the peak of FTIR spectra and surface morphology attributed to the interaction of the materials. Upon adding 1% of ANC, the films show increasing thermal stability from 188.27 °C to 194.08 °C with a significant decrease in tensile strength (from 39.64 MPa to 12.80 MPa) but an increase in elongation break (from 213.40 to 328.75%) compared with PVA film. Additionally, as the concentration of ANC increased, the water solubility and swelling index increased with the decreased water content. The application of the films as pH indicators shows that increasing ANC content darkens the color changes, making it more distinct. The instinctcolor changes of prepared films with ANC incorporation at wide pH range have a high potential to be use as food packaging with prompt and accurate quality information of the food condition. Any contamination and food shelf life can be monitored prior to distribution by implying this food packaging to retain the quality of the food and avoid any mishap in consumers; therefore, it will be useful information in the food industry system.