EFFECT OF ENCAPSULATION ON ANTIMICROBIAL ACTIVITY OF COFFEE GROUND RESIDUE-IMPREGNATED FILM

Abstract

This work aimed to develop an encapsulated spent coffee grounds extract-incorporated chitosan film (eS-CH). The experiment 1, The antimicrobial activity of the chitosan film containing spent coffee grounds extract (S-CH) with various spent coffee grounds extract (S) concentrations (0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0 % (w/v)) against Staphylococcus aureus TISTR2329 Bacillus subtilis TISTR1984 Escherichia coli TISTR527 and Salmonella typhimurium TISTR2519. It was found that S-CH film significantly inhibited all the tested microorganisms and the microbial survivability decreased with the increasing S concentrations in the S-CH film (p≤0.05). In the Exp. 2, The antimicrobial and antioxidant activity of the chitosan film containing encapsulated spent coffee grounds extract (eS-CH) with various encapsulated spent coffee grounds extract (eS) concentrations (0.5, 0.75 and 1.0 % (w/v)) compared with the S-CH film with equivalent S concentrations. The results showed that the eS-CH film significantly exhibited the higher antimicrobial than the S-CH film (p ≤0.05). The eS-CH film had TPC, CGA, CF content and antioxidant activity increased with increasing content of eS in the film (p≤0.05). However, there was no significant different in the antioxidant activity of both S-CH and eS-CH films containing equivalent amount of S (p > 0.05). Exp 3, the physical, mechanical and physicochemical properties of eS-CH 1.0 % compared with S-CH 1.0 % and chitosan film (CH). It was found that TS and EAB values of the S-CH 1.0 % and eS-CH 1.0 % films were less than those of the CH film (p≤0.05). The thickness and WS of the S-CH 1.0 % and eS-CH 1.0 % films were greater than those of the CH film (p≤0.05) and WVTR was not different from CH film (p>0.05), whereas the TS, EAB WSI and WVTR values of both the S-CH 1.0 % and the eS-CH 1.0 % films were not statistically significant (p>0.05). The results suggest that encapsulation could enhance the antimicrobial and antioxidant activities of the films, however other film properties, including the physical, mechanical and physicochemical properties of the film could not be impaired. Encapsulation therefore, could be an alternative that can be applied for the antimicrobial film development from the spent coffee ground as an antimicrobial food packaging.

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาฟิล์มต้านจุลินทรีย์ไคโตซานที่มีสารสกัดจากกากกาแฟที่ผ่านการเอนแคปซูเลชัน โดยการทดลองที่ 1 ศึกษาฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ของฟิล์มไคโตซานที่มีสารสกัดจากกากกาแฟที่ไม่ผ่านการเอนแคปซูเลชัน (S-CH) ที่มีสารสกัดจากกากกาแฟ (S) 0 0.25 0.5 0.75 และ 1.0 % (w/v) ต่อ Staphylococcus aureus TISTR2329 Bacillus subtilis TISTR1984 Escherichia coli TISTR527 และ Salmonella typhimurium TISTR2519 โดยพบว่าฟิล์ม S-CH สามารถยับยั้งแบคทีเรียที่ทดสอบทุกสายพันธุ์ และจำนวนการรอดชีวิตของแบคทีเรียลดลงเมื่อความเข้มข้นของ S ในฟิล์ม S-CH เพิ่มขึ้น (p≤0.05) การทดลองที่ 2 ศึกษาฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์และฤทธิต้านอนุมูลอิสระของฟิล์ม eS-CH ที่มีสารสกัดกากกาแฟที่ผ่านการเอนแคปซูเลชัน (eS) 0.5 0.75 และ 1.0 % (w/v) เปรียบเทียบกับฟิล์ม S-CH ที่มีปริมาณ S ที่เทียบเท่ากัน พบว่าฟิล์ม eS-CH มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์มากกว่าฟิล์ม S-CH อย่างมีนัยสำคัญ (p ≤0.05) และพบว่าฟิล์ม eS-CH มีปริมาณ TPC CGA CF และฤทธิ์ต้านอนุมูลเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณของ eS ในฟิล์มเพิ่มขึ้น (p≤0.05) อย่างไรก็ตามพบว่า ฟิล์มทั้งสองชนิดที่มีปริมาณของ S ที่เทียบเท่ากัน มีมีปริมาณ TPC CGA และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระแตกต่างกันอย่างไม่มีนัยสำคัญ (p >0.05) การทดลองที่ 3 ทำการศึกษาสมบัติสมบัติทางกายภาพ สมบัติทางกล และสมบัติทางเคมีกายภาพของฟิล์ม eS-CH 1.0 % เปรียบเทียบกับฟิล์ม S-CH 1.0 % และฟิล์มไคโตซาน (CH) พบว่าฟิล์ม S-CH 1.0 % และ eS-CH 1.0 % มีค่า TS และ EAB น้อยกว่าฟิล์ม CH มีค่าความหนา และ WS มากกว่าฟิล์ม CH (p≤0.05) และมีค่า WVTR ไม่แตกต่างกับฟิล์ม CH (p>0.05) อย่างไรก็ตามพบว่าฟิล์ม S-CH และ eS-CH มีค่า ความหนา TS EAB WS และ WVTR แตกต่างกันอย่างไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ (p>0.05) จึงสามารถสรุปได้ว่าการเอนแคปซูเลชันช่วยเสริมฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ และฤทธิ์ต้านอนุมูลอิสระของฟิล์ม แต่ไม่ส่งผลกระทบต่อสมบัติทางกายภาพ สมบัติทางกล และทางเคมีกายภาพของฟิล์ม การเอนแคปซูเลชันจึงเป็นทางเลือกหนึ่งที่สามารถนำมาใช้สำหรับการพัฒนาฟิล์มต้านจุลินทรีย์จากกากกาแฟเพื่อใช้เป็นบรรจุภัณฑ์ต้านจุลินทรีย์ในอาหารได้