Owocne badania. Rola aktywnych substancji z odpadów spożywczych w opakowalnictwie

W przypadku krojonego melona okres trwałości wynosi 4 dni, co jest związane przede wszystkim ze spadkiem właściwości sensorycznych (nawet w opakowaniu MAP okres trwałości nie przekracza 10 dni) oraz ze zmianami w zapachu i wyglądzie (wzrost przejrzystości = niższa jakość). Krojony melon podatny jest na rozwój mikroorganizmów, takich jak: Aeromonas hydrphila, Listeria monocytogenes (bakterie psychotropowe), a także na zakażenie Candida spp., jednak istnieje także ryzyko rozwoju Clostridium botulinum (w warunkach beztlenowych). Z punktu widzenia strat, najistotniejsze jest zabezpieczenie przed rozwojem pleśni. Na zdjęciu: wizualizacja jego trwałości przed (pierwsze zdjęcie) i po dodaniu powłoki z alginianu.

 

Na rynku opakowaniowym pojawiają się nowe rozwiązania, które w coraz lepszy sposób chronią zapakowane produkty. Bardzo często kluczem do sukcesu jest to, co dała nam natura. W Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych testowane są obecnie „zielone” technologie,  które mają z jednej strony wydobyć to, co w naturze jest najlepsze, a z drugiej „to” ochronić.

 

Patrycja Sumińska

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

 

Mowa o dwóch projektach: Subwex oraz FreshCoat. Pierwszy finansowany jest w ramach programu CORNET przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju i uczestniczą w nim trzy stowarzyszenia z trzech krajów Unii Europejskiej: PTS (Niemcy), Celabor (Belgia)  i Stowarzyszenie Zachodniopomorski Klaster Chemiczny Zielona Chemia (Polska) oraz trzy jednostki badawcze: PTS (Niemcy), Celabor (Belgia) oraz Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie (ZUT)/ Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych. W ramach prac badawczych naukowcy testują zaawansowaną metodę ekologicznej ekstrakcji substancji aktywnych z roślin za pomocą wody w stanie nadkrytycznym (odpowiednia kombinacja temperatury i ciśnienia), która posiada właściwości zbliżone do rozpuszczalników organicznych. Dodatkowo po usunięciu z materiału wyjściowego substancji aktywnych, sprawdzana jest przydatność pozostałości włóknistej w procesie produkcji papieru. W efekcie końcowym przewidziano integrację energii wykorzystywanej w procesie ekstrakcji z przemysłem papierniczym.

 

Zdrowy papier

Aby zmaksymalizować ekologiczny aspekt projektu Subwex, jako materiał wyjściowy do ekstrakcji posłużyły odpady rolno-spożywcze. Jednak już pierwsze testy wskazały, że nie wszystkie surowce mogą być poddane ekstrakcji, ze względu na niewielki tonaż produkcji w poszczególnych krajach, zbyt wysoką zawartość substancji utrudniających uzyskanie wysokiej wydajności procesu, zbyt niską zawartość substancji aktywnych – o działaniu antyoksydacyjnym, antymikrobiologicznym – lub też nieprzydatność w procesie produkcji papieru. Z tego względu, po sprawdzeniu wybranych surowców zawężono ich grupę do tych o największym potencjale: wytłok z przetwórstwa owoców (jabłek), słomy jęczmiennej i kukurydzianej oraz łusek owsianych. Obecnie trwają prace nad zwiększeniem wydajności procesu ekstrakcji, a także precyzyjnym oznaczeniem właściwości antymikrobiologicznych i antyoksydacyjnych ekstraktów. Dodatkowo prowadzone są badania nad wykorzystaniem włókien celulozowych pochodzących z pozostałości włóknistej do produkcji papieru. Tak szeroko zakrojone badania mogą mieć szeroki wpływ na branżę opakowaniową – zarówno w aspekcie gospodarki energetycznej papierni, w procesie polepszenia jakości włókien celulozowych podczas produkcji papieru, jak i w kwestii nowych metod ekstrakcji antyoksydantów i naturalnych konserwantów, przedłużających okres przydatności do spożycia produktów.

 

Dla truskawek okres trwałości wynosi od 5 do 6 dni, jeśli przechowywane są w warunkach chłodniczych. Ponadto każdy proces obróbki (mycie, suszenie) powoduje skrócenie tego okresu, bowiem owoce te są bardzo podatne na uszkodzenia mechaniczne. W ich przypadku groźne są zakażenia Botrytis cinerea (szara pleśń) i Rhizopus stolonifer, a rozwój tych patogenów jest główną przyczyną strat poza brązowieniem enzymatycznym.

Owocowe pojemniki

Z kolei drugi projekt – FreshCoat –  również finansowany w ramach programu CORNET, koncentruje się na opracowaniu jadalnej powłoki na krojone owoce i warzywa. Bowiem rynek gotowych do spożycia zdrowych przekąsek stale rośnie. W ramach projektu przewidziano opracowanie jadalnej powłoki dla wybranych produktów spożywczych, a także dobór zewnętrznego opakowania. Jadalna powłoka ma stanowić kombinację nośnika (na bazie substancji powłokotwórczej) i substancji aktywnych, polepszających adhezję do powierzchni, a także posiadających specjalne funkcje, np. antyoksydacyjne, zabezpieczające przed brunatnieniem enzymatycznym, zapewniające ochronę przed rozwojem niepożądanej flory bakteryjnej, itd. Jednak taki aktywny nośnik, jak i same substancje, muszą spełniać szereg wymagań, m.in. być dopuszczone do kontaktu z żywnością, być przezroczyste, niewyczuwalne w smaku dla konsumenta oraz dobrze przylegać do powierzchni żywności (hydrofilowej i hydrofobowej). Dlatego w projekcie zdecydowano się użyć jako matryc następujących substancji: skrobie (w tym modyfikowane, o niskiej lepkości, ułatwiające nanoszenie na powierzchnię); alginiany sodu, pochodne celulozy (karboksymetyloceluloza, w tym produkty o różnej masie cząsteczkowej/lepkości, metyloceluloza) oraz chitozan. Z kolei jako substancje aktywne wykorzystano kwas sorbowy i sorbinian potasu, a także naturalny ekstrakt z chmielu (właściwości antymikrobiologiczne i antyoksydacyjne), nizynę (antymikrobiologiczne), kwas askrobinowy (antyoksydacyjne), a także pullulan (produkt z Japonii). Aby opracowana emulsja była trwała i spełniała swoje zadanie, konieczne było zastosowanie dodatkowych substancji, np. glicerolu, oleju słonecznikowego, wybranych emulgatorów i substancji pomocniczych, jak kwas cytrynowy i sole wapnia.

 

Wspólny interes

Obecnie trwa faza testowania opracowanych powłok na wybranych produktach spożywczych: kiełkach, truskawkach, sałacie oraz krojonym melonie. W przypadku tych produktów naukowcy z ZUT biorą pod uwagę również temperaturę przechowywania, która wpływa na okres ich przydatności do spożycia, jak i ryzyko wystąpienia patogenów, w tym pleśni oraz drożdżaków. Zakres prowadzonych badań dobitnie pokazuje, jak istotną rolę przy przechowywaniu owoców i warzyw odgrywa odpowiednio dobrane opakowanie. Ze względu na odmienność struktury powierzchni i podatność na różne czynniki, powłoka powinna być opracowywana indywidualnie z uwzględnieniem potrzeb oraz wymagań konkretnego owocu czy też warzywa. Jest to duże wyzwanie, tym bardziej, że z jednej strony krojone owoce i warzywa potrzebują wilgoci, aby nie ulegać wysychaniu, a z drugiej strony jej nadmiar ułatwia rozwój niepożądanych mikroorganizmów. Podobnie obecność tlenu: przyspiesza przemiany enzymatyczne (tym np. brązowienie/brunatnienie), ale jego brak w szczelnym opakowaniu MAP może powodować rozwój bakterii beztlenowych. Pozostaje mieć nadzieję, że współpraca ZUT przy projekcie FreshCoat z międzynarodowymi organizacjami opakowaniowymi (niemieckie stowarzyszenie IVLV, polskie Stowarzyszenie Zachodniopomorski Klaster Chemiczny „Zielona Chemia”, instytut badawczy Fraunhofer IVV) oraz przedstawicielami MiŚ z Polski i Niemiec dadzą „owocne” rezultaty.

 

 

« poprzedni   |   następny » « wróć

Komentarz miesiąca

Zmiana

Warto wiedzieć, że na dobrą zmianę opakowania zawsze jest odpowiednia pora. Nie liczy się ani dzień, ani pora roku, ani koniunktura. Liczy się tylko wola zmiany i nowa, lepsza wizja. Ktoś mądry zauważył, że punkt widzenia zależy od punktu siedzenia. Tak, to się zgadza. Ja dodałabym również, iż postrzeganie zależy od naszej wiedzy, predyspozycji, umiejętności, doświadczenia, mądrości, inteligencji, poczucia humoru...

Reklama

Ankieta

Jak oceniasz nową stronę internetową

5
4
3
2

Ogłoszenia

Stanowisko:
Region:
zobaczy wszystkie oferty