Celem niniejszej publikacji jest określenie możliwości praktycznego wykorzystania nizyny do modyfikacji powierzchniowej tekturowych materiałów opakowaniowych do żywności. W ramach pracy porównano aktywność preparatów komercyjnych oraz otrzymywanych w wyniku ciągłej produkcji z zastosowaniem szczepu bakterii o właściwościach bakteriocynogennych Lactococcus lactis oraz bioreaktora kolumnowego. Badania wykazały, że powłoka nanoszona na tekturę o gramaturze 245 g/m2 z wykorzystaniem jako materiał powłokotwórczy oktanylobursztynian skrobi w postaci 30% wodnego roztworu nie obniża właściwości antymikrobiologicznych bakteriocyny. Aktywność roztworu nizyny otrzymanego w wyniku ciągłej produkcji na poziomie 30 IU/ml jest zbyt niska dla zapewnia skutecznej ochrony antymikrobiologicznej, gdzie przeprowadzone badania wskazują na zadowalające wyniki dla roztworów o aktywności w przedziale 200-300 IU/ml. Słowa kluczowe: powłoki antymikrobiologiczne, aktywne opakowania, tektura, nizyna. The evaluation of potential application of nisin as natural antimicrobial substance to modify the surface of paperboard food packaging. Abstract The purpose of this paper is to determine the feasibility of the practical use of nisin to the surface modification of paperboard packaging materials for food. The study compares the activity of commercial products and received as a result of continuous production with the use of a strain of Lactococcus lactis and column bioreactor. Studies have shown that the coating applied to the paperboard with a grammage of 245 g/m2 based on film-forming material octenylsuccinic starch as 30% aqueous solution does not reduce the antimicrobial properties of bacteriocins. The activity of nisin solution obtained by the continuous production of 30 IU/ml is too low to provide effective antimicrobial protection, where studies show satisfactory results for the solutions of the activity in the range of 200- 300 IU/ml. Keywords: antimicrobial coa[...]

Małgorzata Mizielińska, Katarzyna Sobecka, Sławomir Lisiecki, Wioletta Krawczyńska, Artur Bartkowiak: Badanie podatności na biodegradację wybranych folii skrobiowych oraz folii celulozowych w warunkach laboratoryjnych. W badaniach podjęto próbę określenia podatności na biodegradację dwóch rodzajów folii, celulozowej i skrobiowej, produkowanych na skalę przemysłową. Oba materiały są otrzymywane z surowców pochodzenia naturalnego i zgodnie z informacją otrzymaną od producentów spełniają one wszystkie wymogi Europejskiej normy EN13432, dzięki czemu mogą być klasyfikowane jako materiały biodegradowalne. Ze względu na swoje odpowiednie parametry wytrzymałościowe mogą być one alternatywą dla konwencjonalnych folii polietylenowych. Celem przeprowadzonych doświadczeń było określenie p[...]

  Cinnamic aldehyde and its complex with beta-cyclodextrin were added (5%) to the title films, tested then for mech. and antimicrobial properties. The tests did not show any significant deterioration of the mech. properties of the modified films. Cinnamic aldehyde-doped PE-LD films inhibited the growth of both Gram-pos. bacteria (S. aureus) and Gram-neg. bacteria (E. coli) by 99.99% and 99.81%. resp., whereas beta-cyclodextrin complex-doped films by 99.99% for both strains. The PLA films inhibited only the growth of Gram-pos. bacteria (S. aureus) by 96.45%. Przedstawiono wyniki doświadczalnych badań folii otrzymanych z polilaktydu (PLA) oraz polietylenu małej gęstości PE-LD (low-density polyethylene) otrzymywanych metodą wylewania (cast) zawierających w swoim składzie olejek eteryczny z aldehydem cynamonowym (CEO) oraz kompleksy z beta-cyklodekstryną (beta-CD). Olejek eteryczny w obu postaciach dodawano w celu nadania foliom właściwości antymikrobiologicznych. Stwierdzono, że dodatek 5% CEO oraz 5% kompleksów β-CD/CEO nie wpływa znacząco na jakość mechaniczną folii. Otrzymane folie PE-LD z dodatkiem CEO hamują wzrost bakterii Gram-dodatnich (S. aureus) i Gram-ujemnych (E. coli) o odpowiednio 99,99% oraz 99,81% w porównaniu z czystą folią. Dodatek kompleksów β-CD/CEO hamuje wzrost obu referencyjnych bakterii o 99,99%. Badania folii PLA z CEO wykazały działanie antymikrobiologiczne tylko dla bakterii Gram- -dodatnich (S. aureus). Liczba drobnoustrojów zmniejszyła się o 96,45%. W ostatnich latach główny trend rozwoju technologii dotyczącej opakowań oraz przetwórstwa polimerów skupiał się na polepszaniu właściwości pozwalających na zachowanie wysokiej jakości produktów pakowanych. Zostało to wymuszone wzrastającą z roku na rok świadomością konsumentów dotyczącą zdrowego odżywiania, jak również wzrastającą świadomością niebezpieczeństw związanych z psującą się żywnością. Zaproponowanie nowych rozwiązań wydłu[...]

  Wybrane probiotyki kapsułkowano w maśle kakaowym, pakowano w MAP oraz w atmosferze powietrza. Do części kapsułek dodano witaminę C oraz tokoferol. Kapsułki przechowywano przez cztery miesiące w temp. 25ºC. Badania wykazały, że immobilizacja i pakowanie drobnoustrojów w MAP spowodowało, że bakterie przechowywane przez miesiąc w temp. pokojowej były stabilne, a ich liczba mieściła się w tym samym rzędzie logarytmicznym. Czteromiesięczny okres przechowywania immobilizowanych probiotyków pakowanych w MAP spowodował spadek ich liczebności o dwa rzędy logarytmiczne. Przechowywanie kapsułek pakowanych bez modyfikowanej atmosfery w temp. 25ºC doprowadziło do spadku liczby komórek o 4 rzędy logarytmiczne. Dodatek tokoferolu lub witaminy C nie wpłynął na zwiększenie przeżywalności probiotyków.Według FAO/WHO bakterie probiotyczne wprowadzone do organizmu wywierają korzystny wpływ na jego zdrowie. Są to wyselekcjonowane kultury bakterii lub drożdży, głównie bakterii z rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium [1-11]. Żywność zawierająca probiotyki powinna być przechowywana w odpowiednich warunkach tak, aby liczebność żywych komórek utrzymywała się na stałym poziomie po całym okresie przechowywania produktu spożywczego. Tlen, temperatura, pH są ważnymi czynnikami wpływającymi na liczebność bakterii. Produkty spożywcze zawierające probiotyki przechowywane są zazwyczaj w temp. 4‒5°C [11], ponieważ temp. 20°C obniża ich przeżywalność. Wykazano, że bakterie należące do rodzajów Lactobacillus i Bifidobacterium przeżywają w zakresie pH od 5,5‒6,0 do 6,0‒7,0, przy czym tolerancja na niskie pH zależy od gatunku bakterii, a niekiedy od szczepu [7, 10, 11]. Istotne znaczenie ma także rodzaj i grubość materiału opakowaniowego, a także technika pakowania [8, 11]. Aby umożliwić przechowywanie mikroorganizmów w temp. pokojowej, można poddać je kapsułkowaniu. Bioimmobilizacja może poprawić żywotność bakterii w warun[...]

  Lactobacillus rhamnosus kapsułkowano za pomocą suszenia rozpyłowego. Wykorzystano emulsję skrobiową z 10-procentową zawartością masła kakaowego, którego dotychczas nie wykorzystywano w procesie suszenia rozpyłowego probiotyków. Analizowano przeżywalność bakterii po procesie suszenia oraz po 3 h inkubacji w pH 2. Zastosowano dwa warianty suszenia: temp. wlotowa 180°C, temp. wylotowa 65°C, przepływ 290 mL/h oraz temp. suszenia 130°C, temp. wylotowa 55°C, przepływ 290 mL/h. Masło kakaowe ochroniło mikroorganizmy przed wysoką temperaturą procesu oraz przed niskim pH. Optymalna temperatura suszenia wynosiła 130°C, wysoka przeżywalność bakterii po procesie (1 log) oraz najmniejsza wrażliwość na działanie niskiego pH.Proces immobilizacji bakterii może poprawić ich przeżywalność w organizmie ludzkim w obecności kwasu żołądkowego, zwiększyć tolerancję na ciepło oraz ochronić przed niekorzystnymi reakcjami zachodzącymi w czasie przechowywania bakterii [1-4, 6, 7, 10, 11]. Do najczęściej stosowanych metod bioimmobilizacji probiotyków należą: suszenie rozpyłowe, liofilizacja oraz kapsułkowanie komórek w żelowych kapsułkach za pomocą ekstruzji lub koekstruzji [1-4]. Badanie polegało na pułapkowaniu probiotyków i analizie ich liczebności po inkubacji w kwasie żołądkowym [1, 2, 5-7]. Badano także wpływ skrobi, alginianów, np. natywnego alginianu, palmitoilowanego alginianiu oraz białka serwatkowego na wydajność enkapsulacji. Dowieidziono, że zarówno białko, jak i polisacharydy chroniły mikroorganizmy, natomiast tłuszcze czy woski mogą stanowić ochronę dla bakterii [12]. Suszenie rozpyłowe jest jedną z najczęściej stosowanych metod kapsułkowania w przemyśle spożywczym i - co ważne - jest to metoda korzystna pod względem ekonomicznym. Umożliwia uzyskanie kapsułek o średnicy mniejszej niż 40 mm [8, 10, 12]. Istotnym czynnikiem suszenia rozpyłowego jako sposobu kapsułkowania jest odpowiedni dobór parametrów procesu, ale nie mniej ważn[...]

  Tektura i papier są bardzo często wykorzystywane w opakowalnictwie. Do ich zalet należy podatność na biodegradację oraz biozgodność, a do wad słabe właściwości barierowe względem pary wodnej, które wymagają obróbki powierzchni prowadzącej do nadania tym materiałom nowych właściwości1, 2). Modyfikację można prowadzić na wiele sposobów. Powszechnie stosowane jest pokrywanie ich powłokami. Powłoki nadają pokrywanemu materiałowi takie cechy, które są niezbędne do przechowywania konkretnych produktów wprowadzanych do opakowania. Powłoki te powinny jak najdłużej utrzymać świeżość i wysoką jakość żywności. Dlatego bardzo istotne jest, by dokonać wyboru odpowiedniego nośnika powłokotwórczego1, 3, 4). Powlekanie papieru może mieć na celu poprawę właściwości barierowych względem pary wodnej lub gazów. Zastosowanie nośników hydrofobowych, takich jak Eurocryl 2080, Exceval HR 3010 lub Ecroprint RA 112 może poprawić barierowość materiałów względem pary wodnej1). Oprócz poprawy właściwości barierowych powłoki mogą chronić produkty spożywcze przed wzrostem mikroorganizmów powodujących ich psucie się. Aktywna powłoka o właściwościach antymikrobiologicznych stanowi warstwę zewnętrzną, a tworzący ją 97/4(2018) 649 Dr inż. Katarzyna SOBECKA w roku 2007 ukończyła studia na Wydziale Nauko o Żywności i Rybactwa Akademii Rolniczej w Szczecinie (obecnie Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie). W 2012 r. uzyskała stopień doktora nauk rolniczych w dyscyplinie technologia żywności i żywienia na Wydziale Nauko o Żywności i Rybactwa ZUT w Szczecinie. Jest pracownikiem naukowo-technicznym w Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych ZUT tej uczelni. Specjalność - enkapsulacja bakterii, bioprocesy pozyskiwania odbakteryjnych substancji aktywnych, badanie właściwości antymikrobiologicznej substancji aktywnych. Mgr Michał JAROSZ w roku 2008 ukończył studia na Wydziale Biotechnologii i Hodowli Zwierząt na Akade[...]

  Przeprowadzone poprzednio badania1) wykazały, że hydrofobowe powłoki Exceval, Ecroprint i Eurocryl pozwoliły uzyskać papier opakowaniowy o zwiększonej barierowości względem pary wodnej, a dodatkowe pokrycie powłokami MerthocelTM z polilizyną (2%) lub z PSP (2%) umożliwiło uzyskanie materiału hamującego wzrost szczepów S. aureus i E. coli. Powlekanie papieru zwiększyło też siłę przebicia i maksymalną siłę przy zerwaniu. Uwzględniając właściwości barierowe oraz antymikrobiologiczne uzyskanych materiałów, stwierdzono, że powłoka Eurocryl pokryta warstwą zawierającą polilizynę okazała się najlepszym rozwiązaniem i zalecono jej wykorzystanie w opakowalnictwie jako powłoki aktywnej. Nośnikami powłokotwórczymi są też emulsje parafinowe i kopolimery na bazie poliuretanu lub styrenu2). Przykładem takich nośników są komercyjne emulsje woskowe Aquacer 2650 (Byk, Niemcy) i Ultralub (Keim Additec Surface, GmbH, Niemcy). Nanoszone na materiały opakowaniowe powłoki ulegają starzeniu podczas przechowywania. Istotne jest, by zachowały one wszystkie nadane im właściwości po procesie starzenia. Podjęto wiele prób zbadania wpływu przyspieszonego starzenia na antymikrobiologiczne właściwości powłok. Badano, czy przyspieszone promieniowanie UV-A oraz Q-Sun ograniczy aktywność powłok, czy doprowadzi[...]

Małgorzata Mizielińska, Katarzyna Sobecka, Maria Chojnacka, Wioletta Krawczyńska, Sławomir Lisiecki, Artur Bartkowiak: Badanie podatności na biodegradację folii skrobiowych oraz folii celulozowych w warunkach kompostu organicznego. Folie celulozowe i skrobiowe są kompostowalnymi materiałami wytwarzanymi odpowiednio na bazie pulpy celulozowej i skrobi. Oba badane w ramach projektu materiały są certyfikowane zgodnie z normami EN13432 oraz ASTM D6400 jako materiały do otrzymywania biodegradowalnych opakowań. Folie te mogą zatem być poddane kompostowaniu w warunkach określonych w powyższych normach. Ulegają one rozkładowi pod wpływem mikroorganizmów znajdujących się w odpadach komunalnych oraz w glebie. W wymienionych warunkach już po kilku tygodniach folie te powinny według produ[...]

  Według WHO bakterie probiotyczne wykazują właściwości prozdrowotne, gdy są podawane w ilości nie niższej niż 107 komórek/g produktu spożywczego [1-11]. Mikroorganizmy te wprowadzane są często do suchych produktów spożywczych, których przydatność do spożycia datowana jest w miesiącach. Ważne jest zatem, aby ich liczebność nie spadła poniżej wymaganego poziomu przez cały okres przydatności do spożycia danego produktu spożywczego. Mikrokapsułkowanie może stanowić ochronę dla komórek bakteryjnych, a jedną z metod pułapkowania bakterii jest suszenie rozpyłowe [8-11]. Chociaż suszenie rozpyłowe ma dużo zalet, wiele czynników może spowodować spadek liczebności probiotyków. Do czynników tych zalicza się: temperaturę suszenia, stężenie i rodzaj nośnika stanowiącego fazę ciągłą, rodzaj i stężenie protektantów oraz specyfikę szczepu, temperaturę i warunki przechowywania produktu końcowego, a także rodzaj opakowania. Ze względu na wyższe koszty operacyjne produktów spożywczych, które muszą być przechowywane w warunkach chłodniczych, trudności w transporcie i dystrybucji, a także ograniczoną dostępność magazynów- chłodni, pożądane są produkty zawierające bakterie probiotyczne stabilne w temp. pokojowej [1-11]. Proces suszenia prowadzony w skali ćwierćtechnicznej, ze względu na wyższą temperaturę wylotową, wymaga opracowania formulacji wykorzystywanych w procesie i dobrania parametrów tak, aby uzyskać jak najwyższą liczebność bakterii po suszeniu oraz jak najwyższą stabilność przechowywanych próbek. Celem przeprowadzonych badań było opracowanie formulacji na bazie skrobi i masła kakaowego oraz dobór parametrów suszenia rozpyłowego w skali ćwierćtechnicznej, aby uzyskać niski spadek liczebności bakterii po suszeniu. [...]

  Influence of protectants on the survival of Lactobacillus rhamnosus after 4 weeks storage in 25°C conditions - part 1 STRESZCZENIE: Opracowano 13 formulacji emulsji, zawierających substancje hydrofobowe. Do emulsji wprowadzono komórki Lactobacillus rhamnosus. Bakterie kapsułkowano za pomocą procesu suszenia rozpyłowego w skali laboratoryjnej. Proszki zapakowano w niskobarierowe woreczki PLA. Porównywano przeżywalność bakterii po procesie suszenia oraz po 4 tygodniach przechowywania proszków w temp. 25°C. Najlepszym protektantem dla L. rhamnosus podczas suszenia była 20% skrobia, dla której liczebność komórek spadła z 2,98 x109 jtk/g do 2,26 x109 jtk/g. Skrobia nie chroniła jednak bakterii po 4 tygodniach przechowywania w temp. 25°C. Najlepsze wyniki w testach przechowalniczych uzyskano dla emulsji zawierających 20% skrobi, 10% masła kakaowego i 10% maltodekstryny oraz dla emulsji składającej się z 20% skrobi z 10% dodatkiem masła kakaowego. Dla tych układów liczebności komórek spadły tylko o 1 rząd logarytmiczny, tzn. z 1,52 x109 jtk/g oraz 1,77 x109 jtk/g do 2,19 x108 jtk/g i do 2,46 x108 jtk/g. ABSTRACT: 13 different emulsions containing hydrophobic substances were used to protect Lactobacillus rhamnosus cells during spray drying. The powders were introduced into low-barier PLA bags and packed in air conditions. The viability of bacteria after drying and after 4 weeks storage in 25°C was analyzed. The 20% starch was the best protectant for L. rhamnosus cells after drying due to the lowest decrease of their viability (from 2,98 x109 cfu/g to 2,26 x109 cfu/g). It was demonstrated that 20% starch contaning 10% of cocoa butter and 10% of maltodextrin and an emulsion consisted of 20% starch and 10% cocoa butter were the best protectants for probiotics after 4 weeks of storage in 25°C. The numbers of survinal cells for these emulsions decreased from 1,52 x109 cfu/g to 2,19 x108 cfu/g and from 1,77 x109 cfu/g to 2,46 x108 cfu/g respectively. Wprowadze[...]