Naturalne stabilizatory żywności
Substancje dodatkowe w żywności
Nie spożywane odrębnie jako żywność
Nie będące typowymi składnikami żywności
Celowe użycie technologiczne w procesie produkcji, przetwarzania, przygotowania, pakowania, transportu, przechowania, powoduje określone rezultaty (np. przedłużenie trwałości, zapobieganie niekorzystnym zmianom barwy, smaku, zapachu, konsystencji itp.)
Dozwolone dodatkowe substancje mogą być stosowane tylko wtedy gdy:
Ich użycie jest technologicznie uzasadnione
Nie stwarzają zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka
Nie mogą zastępować przewidzianych w procesie technologicznym etapów produkcyjnych
Nie mogą być stosowane w celu wprowadzenia konsumenta w błąd co do jakości produktu
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 23.04.2004r. W sprawie dozwolonych substancji dodatkowych lub substancji pomagających w przetwarzaniu (D.U. 2004r. Nr 94, poz.933) zawiera:
Wykaz substancji dodatkowych według numerycznego systemu oznaczeń Unii Europejskiej ( symbol E i numer liczbowy)
Maksymalne dopuszczalne ilości
Środki spożywcze do których mogą być stosowane
Żywność dla niemowląt i dzieci nie może być przetwarzana, nie może zawierać konserwantów i stabilizatorów.
Dopuszczalne do stosowania substancje dodatkowe zostały dokładnie sprawdzone pod kątem oceny ich bezpieczeństwa:
Toksyczności
Dopuszczalnego dziennego pobrania (ADI)
Wywoływania alergii, nadwrażliwości oraz nietolerancji
Powodowania różnych schorzeń
ADI - ilość substancji wyrażona w mg na kg wagi ciała, która według obecnego stanu wiedzy może być codziennie spożywana bez szkody dla zdrowia
Kategorie substancji dodatkowych, do których można zaliczyć ekstrakty roślinne:
Barwniki - naturalne, identyczne z naturalnymi, organiczne syntetyczne, nieorganiczne. Nadają barwę, poprawiają lub wzmacniają istniejącą.
Aromaty - naturalne, identyczne z naturalnymi, syntetyczne. Nadają zapach lub/i smak.
Substancje konserwujące - przedłużają trwałość, poprzez zabezpieczenie przed rozkładem, spowodowanym przez drobnoustroje.
Przeciw utleniacze - przedłużają trwałość poprzez zabezpieczenie przed rozkładem spowodowanym utlenianiem.
Olejki eteryczne:
Wieloskładnikowe mieszaniny wtórnych metabolitów roślin
Zawierają od kilkudziesięciu do kilkuset związków, głównie mono- i sekwiterpenowe węglowodory i ich tlenowe pochodne
Wykorzystywane z przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym oraz spożywczym
W produkcji żywności:
Naturalne konserwanty
Poprawa walorów smakowych
Poprawa walorów zapachowych
Przeciwdrobnoustrojowe działanie olejków eterycznych:
Zależy od rodzaju rośliny, gatunku, chemotypu, części rośliny, warunków klimatycznych (skład chemiczny olejku)
Rodzaju nośnika olejku (rozpuszczalnik)
Rodzaju matrycy żywności
Aktywności wodnej środowiska
Temperatury
Czasu działania
Aktywność składników olejków
fenole > aldehydy > ketony > alkohole > estry/etery > węglowodory
Fenole:
Tymol i karwakrol - olejek tymiankowy, cząbrowy i oregano
Eugenol - olejek goździkowy
Aldehydy:
Aldehyd cynamonowy - olejek cynamonowy
Alkohole:
Terpinen-4-ol i α-terpineol - olejek drzewa herbacianego ( zastosowanie w aromaterapii i przemyśle farmaceutycznym)
Geraniol i cytronellol - olejek geraniowy
Mentol - olejek miętowy
Ketony:
Tujon i kamfora - olejek szałwiowy
Menton i karwon - olejek miętowy
Etery:
Anetol - olejek fenkułowy
Cyneol - olejek eukaliptusowy, rozmarynowy
Węglowodory
Olejki cytrusowe
Ocena aktywności antydrobnoustrojowej olejków eterycznych:
Indeks hamowania rozwoju mikroorganizmu w % wobec próby kontrolnej (bez olejku)
MIC (Minimal Inhibitory Concentration) minimalne stężenie olejku hamujące wzrost organizmu.
MID (Maximal Inhibitory Dilution) największe rozcieńczenie olejku hamujące wzrost organizmu.
MBC(Minimal Bactericidal Concentration) minimalne stężenie bakteribójcze.
MFC (Minimal Fungicidal Concentration) minimalne stężenie grzybobójcze.
MLC (Minimal Lethal Concentration) stężenie niszczące > 99,9% inokulum.
Przedział MIC i MLC, dwa kolejne stężenia: najwyższe, dla którego obserwowano jeszcze wzrost mikroorganizmów i najniższe, dające całkowite zahamowanie wzrostu odpowiednio w pierwszej (dla MIC) i/lub drugiej (dla MLC) fazie inkubacji.
System ocen w skali:
Od 0 ( MIC>1% ) do 5 (MIC<0,01%)
Od 1 (MIC>1:500) do 10 (MIC<1:5000)
Czynniki wpływające na wynik badania aktywności antydrobnoustrojowej olejków eterycznych:
Dobór testowych szczepów mikroorganizmów.
Fazy hodowli mikroorganizmów.
Wielkości inokulum
Rozpuszczalniki lub zawieszalniki olejku eterycznego
Warunki hodowli: dostęp tlenu, temperatura
Im większe inokulum, tym odpowiedź mikroorganizmów na olejek jest słabsza.
Metody badania aktywności antydrobnoustrojowej olejków eterycznych
Metoda dyfuzyjna agarowa
Krążkowa (auksonograficzna)
Studzienkowa
Metoda rozcieńczeń
Pomiar wielkości strefy zahamowania wzrostu drobnoustrojów:
[mm]
0, +, ++, +++
Niekonwencjonalne metody badania aktywności antydrobnoustrojowej olejków eterycznych:
metoda badania mikroatmosfery:
odmiana metody dyfuzyjnej agarowej (krążkowej)
dla olejków przeznaczonych do dezynfekcji powietrza
krążki bibułowe mocowane do wieczka płytki
wynik jako średnica strefy zahamowania lub MIQ (Minimal Inhibitory Quentity) ilość olejku wywołująca całkowite zahamowanie wzrostu drobnoustrojów.
Bioautografia:
Szeroko stosowana w badaniach ekstraktów roślinnych
Chromatograficzny rozkład składników ekstraktu
Nanoszenie zawiesiny drobnoustrojów w pożywce na plamy rozdzielonych substancji
Ocena wzrostu drobnoustrojów (+ lub -)
Turbidymetria:
Odmiana metody rozcieńczeń
Pomiar zmętnienia hodowli drobnoustrojów (OD - Optical Dentsity)
Małe objętości hodowli (mikropłytki typu ELISA, Petra - Plastic itp.)
Badanie dużej liczby prób (96-100 celek na 1 płytce)
Automatyzacja odczytu i zapisu wyników
Imedymetria:
Odmiana metody rozcieńczeń
Pomiar impedencji (oporność), kapacytancji (objętość) lub konduktancji (przewodność)
Małe objętości hodowli (1-2 ml)
Badanie dużej ilości prób (jednorazowo od 84 do 512 testów)
Szczelne zamknięcie płytki (zapobiega odparowaniu olejku)
Określenie stopnia inhibicji populacji w CFU/ml
Automatyzacja odczytu i zapisu wyników
Systemy in situ (naturalne)
Badanie aktywności olejku w matrycy:
Produkty spożywcze
Kosmetyki
Badania kliniczne (lekowe)
Badania na zwierzętach
Badania na insektach
Jest to metoda kosztowna i pracochłonna. Wcześniej wymienione metody są metodami in vitro
Mechanizm drobnoustrojowego działania olejków eterycznych:
Upośledzenie transportu błonowego
Inhibicja enzymów oddechowych
Inhibicja fosforylacji ADP
Denaturacja protein
Niszczenie lipopolisacharydów ściany komórkowej
Inhibicja syntezy kwasów nukleinowych DNA, RNA
Działanie podobne do antybiotyków.
Ogólna liczba drobnoustrojów w przyprawach:
TVC - 104 - 109 CFU/g - realne zanieczyszczenie
→106 CFU/g - standardowo
Jeżeli zanieczyszczenie jest < 104 CFU/g to jakość produktu jest dobra.
Jeżeli zanieczyszczenia są 104 - 106 CFU/g to jakość produktu jest gorsza.
Coliformy <104 CFU/g (Miano Coli- akceptowalne)
Drożdże , pleśnie <104 CFU/g
Salmonella sp.
Listeria sp nieobecne w 25g. Norma rośnie 125g
Nieobecne w 50g 250g
Aktywność olejków eterycznych - MIC
Bacillus sp
Miętowy 1,66 μl/ml
Cynamonowy, goździkowy 200 ppm
Bazyliowy 600 ppm
Jałowcowy 1,3 - 9 mg/ml
Oregano, majerankowy 0,4 ppm
Metoda dyfuzyjna:
Tymiankowy
Pieprzowy
Szałwiowy
Cząbrowy
Clostridium botulinum:
Goździkowy, tymiankowy 100 ppm
Oregano, cynamonowy 100 ppm
Enterococcus faecalis
Cynamonowy , gożdzikowy 1400ppm
Oreganowy 2000 - 4000 μg/ml
Tymiankowy 2000 μg/ml
Metoda dyfuzyjna - goździkowy
Escherichia coli
Drzewa herbacianego 0,25%
Jałowcowy 1,3 - 9 mg/ml
Oreganow 250 - 1000 μg/ml
Tymiankowy 2000 μg/ml
Metoda dyfuzyjna:
Goździkowy
Kolendrowy
Majerankowy
Szałwiowy
Pseudomonas Aeruginosa
Jałowcowy > 1,6 mg/ml
Oreganowy 4000 μg/ml
Tymiankowy 4000 μg/ml
Metoda dyfuzyjna:
Goździkowy
Cynamonowy
Pseudomonas fluorescens
Cynamonowy, goździkowy 1000 ppm
Oreganowy, majerankowy 0,8 ppm
Salmonella Typhimurium
Miętowy 0,8 μg/ml
Eukaliptusowy 1,66 μl/ml
Metoda dyfuzyjna:
Szałwiowy
Cząbrowy
Tymiankowy
Staphylococcus aureus
Drzewa herbacianego 2%
Kardamonowy 1600 μg/ml
Lemongrasowy 0,3 μl/ml
Eukaliptusowy 0,41 μl/ml
Miętowy 1,66 μl/ml
Jałowcowy 0,9 - 3,6 mg/ml
Eukaliptusowy 0,4%
Oreganowy 500 μg/ml
Tymiankowy 4000 μg/ml
Metoda dyfuzyjna:
Pieprzowy, goździkowy
Mycobacterium smagmatis
Oreganowy 500 μg/ml
Tymiankowy 500 μg/ml
Vibrio cholerae
Lemongrasowy 0,3 μl/ml (trawy cytrynowej)
Eukaliptusowy 0,41 μl/ml
Miętowy 1,66 μl/ml
Metoda dyfuzyjna:
Pieprzowa
Oregano
Aspergillus Flavus
Goździkowy, cynamonowy 250 μg/ml
40% zahamowanie wzrostu
70% zahamowanie produkcji aflatoksyny b1
Marchwiowy 2000ppm
Aldehyd cynamonowy 200 ppm
Aspergillus Fumigatus
Marchwiowy 2000 ppm
Metoda dyfuzyjna:
Pieprzowy, lemongrasowy, miętowy
Candida Albicans - drożdże ( atakuje układ rozrodczy)
Jałowcowy 3,4 - 9 μg/ml
Eukaliptusowy 0,4 %
Metoda dyfuzyjna:
Rozmarynowy
Goździkowy
Kolendrowy
Cynamonowy
Majerankowy
Praktyczne zastosowanie olejków:
Olejek tymiankowy - silne działanie bakteriobójcze i grzybobójcze
Olejki bazyliowy, cynamonowy, lemongrasowy - zastępują syntetyczne fungilydry
Olejek goździkowy - aktywność porównywalna ze szpitalnymi środkami dezynfekcyjnymi
Olejki sosnowy i oregano - działanie konserwujące produkty spożywcze podobnie jak kwas sorbowy