W dobie rosnącej świadomości konsumentów na temat zdrowego stylu życia oraz potrzeby ochrony środowiska, naturalne konserwanty żywności zyskują na znaczeniu jako alternatywa dla syntetycznych środków chemicznych. Te naturalne substancje, pochodzące z roślin, zwierząt i mikroorganizmów, nie tylko skutecznie przedłużają trwałość produktów spożywczych, ale także wykazują właściwości prozdrowotne.
Artykuł ten omawia naturalne konserwanty żywności, których używa się w celu zwiększenia bezpieczeństwa żywności i wydłużenia okresu przydatności do spożycia produktów spożywczych. Naturalne środki przeciwdrobnoustrojowe hamujące wzrost bakterii i grzybów są głównie ekstrahowane i izolowane jako wtórne metabolity roślin, zwierząt i mikroorganizmów, i cieszą się dużym zainteresowaniem.
Wzrost zapotrzebowania na naturalne konserwanty
W ostatnich latach konsumpcja świeżej żywności wzrosła ze względu na zapotrzebowanie konsumentów na wygodną, gotową do spożycia lub szybkiego przygotowania żywność oraz chęć prowadzenia zdrowego stylu życia. Owoce, warzywa, owoce morza i mięso mają krótki okres przydatności do spożycia, a zatem wymagają odpowiednich technologii konserwacji, w celu przedłużenia ich trwałości. Liczba ognisk chorób przenoszonych przez żywność wzrasta nawet w krajach rozwiniętych. Nowe zagrożenia wynikają ze zmian w praktykach produkcji żywności, środowiska, wzrostu globalnego handlu żywnością i adaptacji genetycznych mikroorganizmów chorobotwórczych. Konsumenci stają się coraz bardziej świadomi wad syntetycznych związków przeciwbakteryjnych i przeciwutleniających oraz ich związku ze zdrowiem.
Źródła naturalnych konserwantów żywności
Naturalne środki przeciwdrobnoustrojowe można znaleźć w warzywach, owocach i ziołach/przyprawach. Owoce i warzywa (czosnek, papryka, cebula, kapusta i guawa), nasiona i liście (liście oliwki, pietruszka, kminek, gałka muszkatołowa, koper włoski i pestki winogron) oraz zioła i przyprawy (majeranek, bazylia, oregano, rozmaryn, tymianek, szałwia, goździki i kardamon) zawierają naturalne substancje przeciwbakteryjne i przeciwutleniające.
Ekstrakty roślinne
Olejki eteryczne i ekstrakty pochodzące z roślin są od dawna stosowane jako dodatki do żywności w celu poprawy smaku oraz przedłużenia okresu przydatności do spożycia żywności, poprzez zapobieganie jełczeniu i kontrolowanie zanieczyszczenia mikrobiologicznego. Rzeczywiście, te substancje mogą ograniczać lub hamować rozwój szkodliwych bakterii ze względu na wysoką zawartość metabolitów wtórnych, głównie związków fenolowych, izoflawonoidów, terpenów, ketonów, alkoholi alifatycznych, kwasów i aldehydów.
Olejki eteryczne w konserwacji żywności
Olejki eteryczne są wysoce lotnymi, słodko pachnącymi cząsteczkami o oleistej konsystencji, wytwarzanymi przez rośliny. Mogą być ekstrahowane z różnych części roślin aromatycznych. Właściwości antybakteryjne olejków to natlenione terpenoidy (takie jak alkohol i terpeny fenolowe). Kilka węglowodorów, takich jak węglowodory alifatyczne, monoterpenowe i seskwiterpenowe, posiada właściwości, które sprawiają, że są one aktywne mikrobiologicznie.
Wśród olejków eterycznych posiadających właściwości przeciwbakteryjne dla takich drobnoustrojów jak: L. monocytogenes, M. fructigena, E. coli O157: H7, czy C. jejuni znajdują się olejek z cząbru, z tymianku, z oregano, olejek cynamonowy, olejek z liścia laurowego, z werbeny, olejek cytrynowy, olejek z liści oliwki i olejek z kasztanowca.
Konserwanty pochodzenia zwierzęcego
Zwierzęta także wytwarzają związki antybakteryjne, które są bezpieczne do spożycia przez ludzi. Wśród nich można wymienić chitozan zwykle występujący w egzoszkieletach skorupiaków, takich jak kraby i homary. Chitozan jest obecnie powszechnie stosowany w jadalnych powłokach i foliach w celu zmniejszenia zawartości pary wodnej, ograniczenia przenoszenia tlenu i wydłużenia okresu przydatności do spożycia owoców (działanie antyoksydacyjne).
Chitozan
Chitozan to pochodna chityny. Ma liczne zastosowania w medycynie, bo świetnie sprawdza się przy hamowaniu krwotoków oraz opatrywaniu ran.
Chitozan jest też znanym suplementem diety, który pomaga przy pozbyciu się zbędnych kilogramów. Jest to związek organiczny, który należy do grupy polisacharydów. Jest nietrawiony przez ludzki układ pokarmowy.
Najsilniejszym antyoksydantem pochodzenia zwierzęcego jest miód, ze względu na wysoką zawartość flawonoidów.
Enzym lizozym występujący w jajach jest często stosowany jako środek przeciwbakteryjny i konserwujący w przypadku drobiu, mięsa i owoców. Lizozym jest dobrze znanym komercyjnie środkiem zapobiegającym późnemu pęcznieniu sera półtwardego wywołanemu przez C. tyrobutyricum.
Laktoferyna jest jednym z najskuteczniejszych środków przeciwdrobnoustrojowych występujących w mleku. Wykazano, że hamuje aktywność mikrobiologiczną E. coli i L. monocytogenes.
Laktoferyna
Laktoferyna, wyprodukowana z świeżego mleka krowiego, to zaawansowany składnik biologicznie aktywny, który odgrywa kluczową rolę w wspieraniu zdrowia i prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Peptydy przeciwdrobnoustrojowe występują w mleku naturalnie. Na przykład laktoperoksydaza jest powszechnym enzymem, który ma silne właściwości przeciwko bakteriom, grzybom i wirusom. W przemyśle mleczarskim do utrzymania czystości mikrobiologicznej mleka krowiego wykorzystuje się dodatek tego enzymu.
Mikroorganizmy jako źródło naturalnych konserwantów
Mikroorganizmy, takie jak bakterie, grzyby i pleśń, wytwarzają różne substancje chemiczne, które są potencjalnie szkodliwe dla innych mikroorganizmów. Bakteriocyna, cząsteczka białka, jest kluczowym składnikiem, który może działać jako środek przeciwbakteryjny zapobiegający psuciu się lub patogenom mikrobiologicznym. Inne aktywne bakterie, takie jak reuteryna i pediocyna, oprócz bakteriocyn, mogą skutecznie ograniczać rozwój zarazków powodujących psucie się żywności. Bakteriocyny mogą hamować patogeny przenoszone przez żywność, takie jak C. botulinum, E. faecalis i L. monocytogenes. Nizyna jest dobrze znaną bakteriocyną, która jest powszechnie stosowana do przygotowania serów i kiełbas. Lactococcus lactis wytwarza nizynę złożoną z aminokwasów, takich jak lantionina, dehydroalanina i kwas aminomasłowy.
Bakterie kwasu mlekowego w przedłużaniu trwałości produktów spożywczych
Pałeczki kwasu mlekowego to główne czynniki biokontroli stosowane w celu przedłużenia trwałości łatwo psujących się produktów. Aktywność przeciwdrobnoustrojowa bakterii kwasu mlekowego wynika z ich potencjału do wytwarzania różnych środków przeciwdrobnoustrojowych, takich jak nadtlenek wodoru, kwasy organiczne, dwutlenek węgla, bakteriocyny, reuteryna i etanol.
Lactobacillus reuteri produkuje reuterynę i reuterycyklinę, które są aktywnymi środkami przeciwdrobnoustrojowymi przeciwko bakteriom Gram-dodatnim. Pediocyna wytwarzana przez gatunki Pediococcus, to kolejna termostabilna bakteriocyna, stosowana jako konserwant w różnych produktach spożywczych, w tym w serach i produktach na bazie mięsa.
Naturalne konserwanty żywności stanowią obiecującą alternatywę dla syntetycznych środków, oferując zarówno skuteczną ochronę przed psuciem się produktów, jak i korzyści zdrowotne dla konsumentów. W obliczu rosnącego zapotrzebowania na świeżą, bezpieczną żywność oraz globalnych wyzwań związanych z bezpieczeństwem żywności, ich rola staje się coraz bardziej istotna. Naukowcy i przetwórcy żywności wciąż poszukują naturalnych konserwantów żywności o szerokim spektrum działania antybakteryjnego.
Wykorzystanie naturalnych środków przeciwdrobnoustrojowych i przeciwutleniających oraz naturalnych jadalnych środków powlekających przedłuża trwałość produktów, chroniąc przed szkodliwym działaniem bakterii i innymi procesami psucia, co jest kluczowe dla zaspokojenia współczesnych potrzeb konsumentów.
Literatura:
- Nugboon K., Intarapichet K. Antioxidant and antibacterial activities of Thai culinary herb and spice extracts, and application in pork meatballs. International Food Research Journal. 2015;22(5):1788–1800.
- Jasour M. S., Ehsani A., Mehryar L., Naghibi S. S. Chitosan coating incorporated with the lactoperoxidase system: an active edible coating for fish preservation. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2022 ;95(6):1373–1378.
- Dhall R. K. Advances in edible coatings for fresh fruits and vegetables: a review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2013;53(5):435–450.
