Wzrost zainteresowania żywnością funkcjonalną wymaga zapewnienia trwałości związkom bioaktywnym występującym w naturalnych produktach. Można to uzyskać między innymi przez zamykanie labilnych materiałów w kapsułkach. Wśród trendów rozwojowych współczesnej technologii żywności szczególną uwagę zwracają te, które pozwalają otrzymać produkty o charakterze prozdrowotnym, do których bez wątpienia należy miód. Zespół badawczy z PŁ wytworzył innowacyjne mikrokapsułki miodu. Badania in vitro wykazały ich szerokie działanie prozdrowotne.
Researchers from TUL have enclosed the effect of bees' work in a capsule. They produced innovative honey microcapsules using natural biopolymers. The innovative method used for the first time in the world allowed to limit losses of bioactive compounds in honey, which are the result of destructive action of gastric juice and digestive enzymes. In vitro studies have shown the extensive health-promoting effects of the developed microcapsules.
more on the website „Życie Uczelni” information bulletin of TUL
Miód jest jednym z nielicznych naturalnych produktów o wysokiej wartości odżywczej oraz szerokim spektrum związków bioaktywnych, które kształtują jego właściwości prozdrowotne, w tym antyoksydacyjne, immunomodulujące, prebiotyczne oraz przeciwdrobnoustrojowe. Wchłanianie związków bioaktywnych odpowiedzialnych za wymienione właściwości miodu może zachodzić zarówno w jelicie cienkim, jak i grubym. Jednakże, ze względu na wysoką labilność oraz degradację spowodowaną niskim pH kwasów żołądkowych znaczna część związków bioaktywnych nie dociera do jelita, więc ich przyswajalność (biodostępność) jest istotnie ograniczona.
Według badań Głównego Urzędu Statystycznego średnie spożycie miodu w Polsce wynosi zaledwie 0,3 kg/osobę rocznie. Zastosowanie miodu w przemyśle spożywczym jest ograniczone, wynika to m.in. z jego naturalnej formy fizycznej gęstej lepkiej cieczy oraz dużej skłonności do krystalizacji.
Zespół badawczy, od lewej: dr hab. inż. Tomasz P. Olejnik, prof. PŁ, dr inż. Karolina Miśkiewicz, dr hab. inż. Justyna Rosicka-Kaczmarek, prof. PŁ oraz dr inż. Gabriela Kowalska
foto: Jacek Szabela
Enkapsulacja – nowy sposób wykorzystania miodu
Wymienione czynniki generują potrzebę poszukiwania nowych sposobów wykorzystania tak dużego potencjału prozdrowotnego, jaki wykazuje miód.
Nowatorskim rozwiązaniem może być utrwalenie miodu w postaci proszku, przy zastosowaniu rozwiązania jakim jest enkapsulacja. Ta technologia pozwoli na poszerzenie spektrum wykorzystania miodu w różnych gałęziach przemysłu oraz zwiększenie jego udziału w naszej diecie przy zachowanie cennych składników bioaktywnych. Takiego wyzwania podjęli się członkowie zespołu badawczego z Instytutu Technologii i Analizy Żywności na Wydziale Biotechnologii i Nauk o Żywności PŁ, w składzie: dr hab. inż. Justyna Rosicka-Kaczmarek, prof. PŁ, dr inż. Gabriela Kowalska dr inż. Karolina Miśkiewicz oraz dr hab. inż. Tomasz P. Olejnik, prof. PŁ.
Światowa innowacja z PŁ
Naukowcy otrzymali utrwalony preparat miodu w postaci mikrokapsułek metodą suszenia rozpyłowego. Optymalizacja procesu enkapsulacji miodu, w porównaniu z istniejącymi podobnymi rozwiązaniami, skoncentrowana była przede wszystkim na doborze odpowiedniego materiału opłaszczającego, jednego z głównych czynników determinujących powodzenie procesu. Aby zrealizować postawiony sobie cel naukowcy z PŁ, jako pierwsi na świecie, wykorzystali w roli takiego materiału innowacyjne naturalne biopolimery izolowane z otrąb żyta i wytłoków siemienia lnianego. Biopolimery te, wykazując istotnie wyższy potencjał bioaktywny w stosunku do naturalnego miodu, stanowiły jednocześnie wartość dodaną otrzymanych mikrokapsułek. Ponadto zastosowany rodzaj nośnika pozwolił na istotne zmniejszenie jego ilości w enkapsulacie do 17 proc. w stosunku do obecnych już na rynku produktów suszonych z udziałem maltodekstryny stanowiącej nawet 50 proc. proszku miodowego.
Badania mikrokapsułek
Docelowym zastosowaniem innowacyjnych mikrokapsułek będzie wykorzystanie ich jako tzw. systemów kontrolowanego dostarczania związków bioaktywnych do jelita. Z tego powodu mikrokapsułki miodu zostały poddane m.in. procesowi symulowanego trawienia w warunkach in vitro. Wyniki analiz pozwoliły stwierdzić, że związki fenolowe w otrzymanym proszku miodowym wykazywały średnio o 85 proc. wyższą biostabilność podczas symulowanego trawienia na etapie żołądka, co przekładało się na ich wyższą biodostępność na odcinku jelita cienkiego. Ponadto, innowacyjny proces enkapsulacji pozwolił na uwolnienie od dwu do dziesięciokrotnie większej ilości związków bioaktywnych w jelicie cienkim w odniesieniu do ilości związków uwolnionych z miodu w naturalnej formie. Tym sposobem zastosowane innowacyjne naturalne nośniki biopolimerowe ograniczają straty zarówno w ilości, jak i w aktywności związków bioaktywnych znajdujących się w miodzie, które są efektem destrukcyjnego działania soku żołądkowego i enzymów trawiennych.
W badaniach przeprowadzonych w warunkach in vitro z udziałem otrzymanego proszku miodowego wykazano, że mikrokapsułki miodu z dobrym skutkiem mogą być wykorzystane między innymi jako preparat wspomagający gojenie się ran lub nutraceutyk o potwierdzonych właściwościach immunomodulujących i prebiotycznych z możliwością ukierunkowanego, kontrolowanego uwalniania w jelicie.
Ochrona patentowa
Opracowana innowacyjna metoda utrwalania miodu przez jego enkapsulację jest chroniona zgłoszeniem patentowym P.433321.
Zespół nie poprzestał tylko na immobilizacji miodu. Badane są również możliwości enkapsulacji innych produktów pszczelich, tj. mleczka pszczelego (zgł. pat. P438554), pierzgi lub jadu pszczelego oraz innych surowców o wysokim potencjale bioaktywnym.
Naukowcy do tego celu wykorzystują w roli nośników naturalne, nie stosowane dotychczas biopolimery, w tym głównie śluzy pozyskiwane z produktów ubocznych przemysłu spożywczego. Prowadzone badania wpisują się w założenia gospodarki o obiegu zamkniętym i są zgodne z celami zrównoważonego rozwoju ONZ.
