PL236599B1

PL236599B1 - Sposób otrzymywania powłoki pullulanowej

Info

Publication number: PL236599B1
Application number: PL422784A
Authority: PL
Inventors: Małgorzata Gniewosz; Katarzyna Pobiega; Karolina Kraśniewska
Original assignee: Szkola Glowna Gospodarstwa Wiejskiego W Warszawie
Priority date: 2017-09-07
Filing date: 2017-09-07
Publication date: 2021-01-25
Also published as: PL422784A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania powłoki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym, który polega na tym, że propolis zamraża się i mieli, po czym prowadzi się ekstrakcję alkoholem etylowym o stężeniu od 40 do 96%, w stosunku wagowym alkoholu do propolisu od 1:15 do 1:5, w temperaturze od 20 do 35°C, w czasie od 1 do 10 dni. Otrzymany ekstrakt chłodzi się do temperatury od 2 do 8°C, w czasie od 6 do 48 h, zagęszcza się, filtruje, zamraża się supernatant w temperaturze od -20 do -80°C i liofilizuje. Tak przygotowany liofilizat propolisu dodaje się do wodnego roztworu pullulanu z glicerolem zawierającego 8 - 10% wag. pullulanu i 1 - 3 wag. glicerolu. Tak przygotowany roztwór powłokotwórczy może służyć do powlekania surowca lub produktu żywnościowego przez jego zanurzenie lub spryskanie powierzchni.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania powłoki pullulanowej o działaniu przeciwdrobnoustrojowym do bezpośredniego powlekania żywności.

Podstawową funkcją opakowań stosowanych do żywności jest zabezpieczenie produktu przed szkodliwym działaniem środowiska zewnętrznego oraz czynnikami wewnętrznymi. Dużym zainteresowaniem wśród producentów żywności cieszy się nowa metoda bezpośredniego powlekania surowców i produktów jadalnymi powłokami, np. natryskowo lub przez zanurzenie w roztworze powłokotwórczym. Utworzone na żywności cienkie warstwy powłoki chronią żywność przed zepsuciem.

Powłoki jadalne mogą być wytwarzane z białek, tłuszczy i polisacharydów. Surowcem powłokotwórczym może być pullulan - polisacharyd naturalnego pochodzenia, wytwarzany przez grzyby z gatunku Aureobasidium pullulons. Związek ten cechują dobre właściwości adhezyjne, brak barwy, smaku i zapachu oraz barierowość w stosunku do tłuszczu i tlenu. Materiał ten jest wysoce biodegradowalny oraz łatwy w formowaniu filmów i powłok. Obserwuje się korzystny efekt oddziaływania powłok pullulanowych zawierających ekstrakty roślinne na zmniejszenie objawów zepsucia i dojrzewania surowców (Gniewosz M., Synowiec A., Kraśniewska K., Przybył J.L., Bączek K., Węglarz Z. (2014): The antimicrobial activity of pullulan film incorporated with meadowsweet flower extracts (Filipendulae ulmariae flos) on postharvest quality of apples. Food Control 37, 351-361; Kraśniewska K., Gniewosz M., Synowiec A., Przybył J.L., Bączek K., Węglarz Z. (2014): The use of pullulan coating enriched with plant extracts from Satureja hortensis L. to maintain pepper and apple quality and safety. Postharvest Biology and Technology 90, 63-72).

W publikacji Chlebowska-Śmigiel A, Gniewosz M. „Effect of pullulan coating on inhibition of chosen microorganisms' growth” (Acta Scientiarum Polonorum. Technologia Alimentaria, 2009, 08, 3) przedstawiono badania, których celem było otrzymanie powłoki pullulanowej i sprawdzenie jej wpływu na wzrost drobnoustrojów, będących przyczyną psucia się żywności. Sprawdzano przepuszczalność tlenu i dwutlenku węgla przez film wytworzony z 10-procentowego wodnego roztworu pullulanu oraz stopień zahamowania wybranych drobnoustrojów przez powłokę pullulanową utworzoną na powierzchni podłoża wzrostowego. Stwierdzono małą przepuszczalność gazów przez film pullulanowy oraz znaczne ograniczenie wzrostu wszystkich badanych drobnoustrojów. Obserwowano całkowite zahamowanie wzrostu 21 z 36 badanych szczepów oraz częściowe ograniczenie wzrostu pozostałych 15 szczepów. Efekt hamujący był zróżnicowany i wynosił od 63 do 100%. Zastosowana w badaniach powłoka pullulanowa wykazała dużą barierowość w stosunku do tlenu i dwutlenku węgla, co wpłynęło na hamowanie wzrostu większości badanych drobnoustrojów, odpowiedzialnych za psucie się żywności. Jednak efekt hamowania wzrostu drobnoustrojów przez powłoki pullulanowe wynikał wyłącznie z jego wysokiej barierowości, powodującej brak dopływu tlenu niezbędnego do wzrostu drobnoustrojów, natomiast sam pullulan, jako taki, nie hamuje wzrostu żadnego mikroorganizmu.

Dużą zaletą stosowania pullulanu do wytwarzania powłok jadalnych na żywności jest możliwość włączania w jego skład dodatków funkcjonalnych np. substancji przeciwdrobnoustrojowych. Powłoki pullulanowe zawierające ekstrakty z roślin leczniczych lub aromatycznych np. bazylii wonnej i cząbru ogrodowego wykazują działanie przeciwdrobnoustrojowe. Takie powłoki hamują wzrost bakterii Gram -dodatnich i Gram-ujemnych oraz grzybów. W tym przypadku film pullulanowy spełnia głównie rolę nośnika ekstraktów.

Propolis, inaczej zwany kitem pszczelim, wytwarzany jest przez pszczoły jako lepka, żywicowata substancja, głównie z substancji żywicznych pochodzących z drzew, krzewów oraz pąków kwiatowych, wzbogacona w wosk, olejki eteryczne, pyłek kwiatowy oraz enzymy zawarte w ślinie pszczół. Propolis wykazuje właściwości przeciwdrobnoustrojowe, które wynikają z synergistycznego działania jego wielu składników. Propolis jest naturalnym składnikiem, który spełnia wymogi funkcjonalnego dodatku do jadalnych powłok, jednak, ze względu na jego żywiczny charakter, powstaje problem wprowadzenia go do powłoki pullulanowej, tak aby nie tracić jego pożądanych właściwości i nie wpływać negatywnie na wygląd i smak powłoki.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu otrzymywania powłoki pullulanowej o działaniu przeciwdrobnoustrojowym zawierającej propolis.

Sposób otrzymywania powłoki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym na bazie pullulanu według wynalazku charakteryzuje się tym, że propolis zamraża się i mieli, po czym prowadzi się ekstrakcję alkoholem etylowym o stężeniu od 40 do 96%, w stosunku wagowym alkoholu do propolisu od 1:15 do 1:5, w temperaturze od 20 do 35°C, w czasie od 1 do 10 dni, po czym otrzymany ekstrakt chłodzi się do

PL 236 599 B1 temperatury od 2 do 8°C, w czasie od 6 do 48 h, zagęszcza się, filtruje, zamraża się supernatant w temperaturze od -20 do -80°C i liofilizuje. Tak przygotowany liofilizat propolisu dodaje się do wodnego roztworu pullulanu z glicerolem, zawierającego 8-10% wag. pullulanu i 1-3 wag. glicerolu.

Korzystnie ekstrakcję propolisu prowadzi się z użyciem alkoholu etylowego 70%, w stosunku wagowym alkoholu do propolisu 1:10, w temperaturze 28°C, w czasie 7 dni.

Korzystnie supernatant zamraża się w temperaturze -80°C.

Korzystnie przed etapem chłodzenia roztwór homogenizuje się, korzystnie za pomocą ultradźwięków.

Korzystnie po etapie chłodzenia roztwór zagęszcza się do 50% objętości, filtruje i odwirowuje w celu oddzielenia substancji czynnych od wosków.

Korzystnie etap dodawania liofilizatu propolisu do wodnego roztworu pullulanu z glicerolem prowadzi się w temperaturze od 20 do 30°C.

Tak przygotowany roztwór powłokotwórczy może służyć do powlekania surowca lub produktu żywnościowego przez jego zanurzenie lub spryskanie powierzchni. Surowiec roślinny lub produkt żywnościowy z naniesionym roztworem powłokotwórczym pozostawia się w temperaturze pokojowej do utworzenia cienkiej warstwy powłoki na powierzchni.

Tak utworzona na surowcu lub produkcie powłoka pullulanowa zawierająca liofilizat etanolowego ekstraktu z propolisu wykazuje działanie hamujące (bakteriostatyczne lub fungistatyczne) lub niszczące (bakteriobójcze lub grzybobójcze) wzrost mikroflory zanieczyszczającej żywność, w tym saprofitycznej i patogennej w stosunku ludzi oraz wydłuża czas przechowywania żywności w temperaturze chłodniczej (4°C) i obrotu handlowego (16°C).

Dzięki włączeniu propolisu do matrycy powłokotwórczej, możliwe jest efektywne oddziaływanie aktywnych składników propolisu bezpośrednio na powierzchnię surowca, gdzie obserwuje się wzrost drobnoustrojów zanieczyszczających żywność.

Sposób według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie stosowania.

P r z y k ł a d

Przygotowanie etanolowego ekstraktu z propolisu obejmuje: ekstrakcję zamrożonego i zmielonego propolisu w 70% etanolu, na wytrząsarce posuwisto-zwrotnej (180 rpm), w temperaturze 28°C przez 7 dni, bez dostępu światła, homogenizację przy użyciu ultradźwięków przez 20 min, schłodzenie roztworu w temperaturze 4°C, dwuetapową filtrację przez watę i bibułę celulozową, zagęszczenie w wyparce próżniowej do 50% objętości, odwirowanie celem oddzielenia substancji czynnych od wosków, zamrożenie w temperaturze -80°C i liofilizację. W skład wodnego roztworu powłokotwórczego wchodzą [g/100 ml]: preparat pullulanu 10,0; glicerol 3,0. Po wymieszaniu składników z wodą o temperaturze 80°C roztwór studzi się w temperaturze pokojowej, po czym dodaje się liofilizat etanolowego ekstraktu z propolisu i miesza. Owoce lub warzywa np. jabłka lub papryki zanurza się w tak przygotowanym roztworze, a po wyjęciu suszy w temperaturze pokojowej przy nawiewie jałowego powietrza. Powleczone owoce lub warzywa można przechowywać w temperaturze chłodniczej lub w temperaturze obrotu handlowego (16°C). Powleczone owoce i warzywa utrzymują jędrny wygląd przez dłuższy czas przechowywania o dodatkowe 4-5 dni w temperaturze chłodniczej oraz o dodatkowe 2 dni w temperaturze obrotu handlowego (16°C) w porównaniu do surowców niepowleczonych. Powłoka pullulanowa z liofilizatem etanolowego ekstraktu z propolisu zabezpiecza surowce przed zepsuciem mikrobiologicznym; ogranicza wzrost mikroorganizmów o minimum 2 cykle logarytmiczne.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób otrzymywania powłoki o działaniu przeciwdrobnoustrojowym na bazie pullulanu, znamienny tym, że propolis zamraża się i mieli, po czym prowadzi się ekstrakcję alkoholem etylowym o stężeniu od 40 do 96%, w stosunku wagowym alkoholu do propolisu od 1:15 do 1:5, w temperaturze od 20 do 35°C, w czasie od 1 do 10 dni, po czym otrzymany ekstrakt chłodzi się do temperatury od 2 do 8°C, w czasie od 6 do 48 h, zagęszcza się, filtruje, a następnie zamraża się supernatant w temperaturze od -20 do -80°C i liofilizuje, po czym tak przygotowany liofilizat propolisu dodaje się do wodnego roztworu pullulanu z glicerolem zawierającego 8-10% wag. pullulanu i 1-3% wag. glicerolu.

PL 236 599 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrakcję propolisu prowadzi się z użyciem alkoholu etylowego 70%, w stosunku wagowym alkoholu do propolisu 1:10, w temperaturze 28°C, w czasie 7 dni.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że supernatant zamraża się w temperaturze - 80°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed etapem chłodzenia roztwór homogenizuje się, korzystnie za pomocą ultradźwięków.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po etapie chłodzenia roztwór zagęszcza się do 50% objętości, filtruje i odwirowuje w celu oddzielenia substancji czynnych od wosków.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap dodawania liofilizatu propolisu do wodnego roztworu pullulanu z glicerolem prowadzi się w temperaturze od 20 do 30°C.