Badania naukowe dla kuchennych rewolucji przyprawowych. Nowatorskie receptury przyprawione jodem

blank
Innowacyjne ekstrakty

blank

Zadania zrealizowane na podstawie umowy o dofinansowanie Projektu: Opracowanie innowacyjnych bio-nutraceutyków na bazie karbieńca pospolitego i naturalnych źródeł jodu,    w ramach Działania 1.1, Projekty B+R Przedsiębiorstw Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach umowy zawartej w Warszawie w dniu 31.01.2019 z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju

Jod pełni bardzo ważną funkcję w organizmie człowieka, warunkuje m. in. właściwy rozwój mózgu i prawidłowe funkcjonowanie tarczycy.

Podoba Ci się to, o czym piszemy?     

Dzienne zalecane spożycie jodu dla dorosłego człowieka wynosi 150-160 mikrograma/dzienne. Do tej pory głównym źródłem jodu w diecie jest sól kuchenna.

Badania Światowej Organizacji Zdrowia wykazały, że zbyt duże spożycie soli może powodować wiele chorób (m.in. układu krążenia oraz niektóre choroby nowotworowe). Zaistniała więc potrzeba dostarczenia jodu w formie łatwo przyswajalnej dla człowieka z innego źródła. Dlatego też pojawiła się idea wprowadzenia jodu do roślin przyprawowych. Im też poświęcimy miejsce w tym artykule.

W ramach realizowanego z unijnym dofinansowaniem (otrzymanym z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w Warszawie), innowacyjnego projektu pod tytułem ”Opracowanie innowacyjnych bio-nutraceutyków na bazie karbieńca pospolitego i naturalnych źródeł jodu” uzyskano finalny efekt, w postaci opracowanych technologii upraw, metod ekstrakcji, receptur produktów i gotowych przypraw. Powstały one w wyniku prowadzonych dwuletnich (2019-2020 r), dwuetapowych badań naukowych.

Poprzez swoją innowacyjność są one niejako kamieniami milowymi w sferze badań naukowych na rzecz zdrowia, w dziedzinie upraw ziół i tworzenia nowych produktów. Podstawą do napisania artykułu były sprawozdania z obu etapów badań przeprowadzonych w ramach projektu, siłą rzeczy ujęte w formie skróconej.

Znaczenie jodu dla organizmu ludzkiego

Na wstępie pokrótce przypomnijmy, że jod odpowiada za prawidłową pracę tarczycy. Ten zaś gruczoł posiadający zdolności gromadzenia jodu może produkować tzw. hormony tarczycy m.in. tyroksynę i trójjodotyroninę, warunkujące niemalże wszystkie procesy zachodzące w ludzkim organizmie. Od ich stężenia we krwi zależy prawidłowy rozwój naszych nerek, serca, mięśni, przysadki mózgowej oraz całego układu nerwowego, mięśniowego i krwionośnego.

Wpływają też pozytywnie na przemianę materii, wzrost i rozwój intelektualny. Natomiast niedobór jodu może spowodować poważny uszczerbek na zdrowiu. Stąd też zapewnienie jego właściwego poziomu w organizmie jest niezwykle istotnie dla zachowania zdrowia, co z kolei prowadzi nas do odpowiedniego korzystania z produktów, które go dla nas dostarczają.

Cel projektu, zakres badań i zespół badawczy

Celem realizowanego projektu pod tytułem ”Opracowanie innowacyjnych bio-nutraceutyków na bazie karbieńca pospolitego i naturalnych źródeł jodu” było opracowanie grupy produktów rynkowych, w tym przypraw, o zwiększonej zawartości jodu.

Aby go osiągnąć przeprowadzono innowacyjne i eksperymentalne prace związane z pozyskaniem surowców: ziela karbieńca pospolitego, ziela cząbru ogrodowego i bazylii wonnej o zwiększonej zawartości jodu, jak też z oceną ekstraktu z bursztynu. Poza tym prowadzono badania dotyczące różnych technik ekstrakcji pod kątem obecności wybranych składników biologicznie czynnych i jodu, uzyskanych z tych wymienionych surowców w izolatach (ekstraktach). Realizowano ten proces w ramach badań przemysłowych (I etap – 12 miesięcy w roku 2019) oraz eksperymentalnych prac rozwojowych (II etap – 10 miesięcy w roku 2020).

Trzon kadry naukowo-badawczej zaangażowanej w projekt stanowili:

  • prof. dr hab. Ewa Osińska z Wydziału Ogrodnictwa, Biotechnologii Katedry Roślin Warzywnych i Leczniczych Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie,
  • dr hab. Daniel Załuski, prof. Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu, Katedra Botaniki Farmaceutycznej i Farmakognozji
  • dr inż. Piotr Barczak – prezes przedsiębiorstwa P.H.Royal sp. z o.o. – beneficjenta programu.

Prace zespołu wspierał w zakresie zarządzania mgr Maciej Barczak, a pracami laboratorium P.H.Royal kierowała inż. Anna Wadas.

I etap badań przemysłowych

Pierwszy etap prowadzonych badań obejmował trzy sfery działań. Polegał on na opracowaniu technologii uprawy karbieńca pospolitego (Lycopus europaeus L.) w warunkach klimatyczno-glebowych Polski. W kolejnym działaniu opracowano technologię uprawy dla dwóch jednorocznych roślin przyprawowych – bazylii wonnej i cząbru ogrodowego w aspekcie uzyskania surowca o podwyższonej zawartości jodu.

W ramach tego etapu opracowano również najlepszą metodę ekstrakcji ziela karbieńca pospolitego, ziela bazylii wonnej, ziela cząbru ogrodowego i bursztynu w celu uzyskania standaryzowanych wyciągów (o określonej zawartości wybranych związków biologicznie czynnych oraz jodu).

 „Opracowanie technologii uprawy karbieńca pospolitego….”

W tym celu w 2019 r założono uprawę karbieńca pospolitego (w medycynie zalecany jako roślina regulująca pracę tarczycy i tyreostatyczny) na polu doświadczalnym Katedry Roślin Warzywnych i Leczniczych w Wilanowie-Zawadach na glebie typu mada. W czasie jego wegetacji prowadzono obserwacje wzrostu i rozwoju roślin w poszczególnych fazach rozwojowych.

Po sierpniowym zbiorze ziele wysuszono w temperaturze 35ºC. Przeprowadzono ocenę chemiczną surowca zebranego na polu doświadczalnym w Wilanowie oraz z uprawy amatorskiej prowadzonej w Runowie (wysuszonego w warunkach naturalnych).

W suchym  zielu oznaczono zawartość jodu, olejku eterycznego, kwasów polifenolowych oraz flawonidów. Uzyskane wyniki wykazały, że ziele zebrane z uprawy w Wilanowie charakteryzuje się wyższą zawartością określanych związków.

blank
Zbiór ziela na poletkach pilotażowych

Kolejne podjęte działanie to „Opracowania technologii uprawy dla dwóch jednorocznych roślin przyprawowych: bazylii wonnej i cząbru ogrodowego w aspekcie uzyskania surowca o podwyższonej zawartości jodu”.

Jego celem było opracowanie metody wzbogacenia bazylii wonnej i cząbru ogrodowego w jod. Przyprawa oparta właśnie na zielu bazylii wonnej i cząbry ogrodowego biofortyfikowanych jodem pozwoli nie tylko na zwiększenie asortymentu w tej grupie produktów, ale także zasili rynek nutraceutyków o nowe produkty zawierające ten pierwiastek. Doświadczenie polowe założono w tym samym miejscu jak i pierwsze. Gdy rośliny osiągnęły wysokość 50 cm i znajdowały się w fazie wegetatywnej przeprowadzono zabieg biofortyfikacji jodem opryskując je roztworem KJOɜ (jodan potasu) w różnych stężeniach.

Zbiór ziela wykonano tydzień i 2 tygodnie po biofortyfikacji. Po trzech tygodniach od ostatniego zbioru, gdy rośliny badanych gatunków odrosły powtórzono zabieg biofortyfikacji, opryskując połowę roślin roztworami o analogicznych stężeniach, jak przy pierwszym zabiegu. Wszystkie rośliny ścięto po tygodniu od drugiego oprysku.

Ocenę chemiczną ziela wykonano analogicznie jak w przypadku ziela karbieńca pospolitego. Biofortyfikacja obu gatunków jodem, niezależnie od zastosowanej metody i dawki jodu, wpłynęła bardzo wyraźnie na zawartość tego pierwiastka w badanych surowcach.

W przypadku bazylii najlepsze efekty uzyskano dla kombinacji, w której rośliny bazylii opryskano dwukrotnie roztworem jodanu potasu. Podobne wyniki uzyskano dla cząbru ogrodowego, z tym że zawartość jodu w zielu tego gatunku była od 4 do 10 razy wyższa w porównaniu z bazylią wonną. Na zawartość tego pierwiastka wpłynął także termin zbioru surowca. U obu badanych gatunków najwyższą zawartością jodu charakteryzował się surowiec zebrany w II terminie zbioru.

Oceniając pozostałe  grupy związków czynnych, stwierdzono, że w przypadku bazylii wonnej i cząbru ogrodowego biofortyfikacja nie wpłynęła wyraźnie na zawartość olejku eterycznego. Miała natomiast istotny wpływ na zwartość kwasów polifenolowch w zielu cząbru ogrodowego.

W przypadku związków flawonoidowych najwięcej oznaczono ich w bazylii wonnej  poddanej dwukrotnemu opryskowi jodanem potasu. A dla  cząbru ogrodowego przy jednokrotnym oprysku dolistnym roztworem KJOɜ.

Ostatnim zakresem działań w I etapie badań było „Opracowanie metod ekstrakcji ziela karbieńca pospolitego, ziela bazylii wonnej, ziela cząbru ogrodowego i bursztynu w celu uzyskania standaryzowanych wyciągów (o określonej zawartości wybranych związków biologicznie czynnych oraz jodu”.

W projekcie dokonano oceny wpływu sposobów ekstrakcji na wydajność tego procesu z uwzględnieniem zawartości związków polifenolowych i jodu w uzyskanych wyciągach.

Badaniami objęto surowce karbieńca pospolitego, bazylii wonnej i cząbru ogrodowego oraz bursztyn. Zastosowano cztery sposoby ekstrakcji: maceracja, ekstrakcja za pomocą aparatu Soxhleta, ekstrakcja ultradźwiękami oraz  ekstrakcja z zastosowaniem urządzenia ASE. W kompleksowych i złożonych badaniach użyto też czterech mediów ekstrakcji: woda, 100% etanol, 70% etanol i 40% etanol.

Wydajność przeprowadzonych procesów ekstrakcji była zbliżona. W przypadku karbieńca pospolitego, ekstrakt ten charakteryzował się wysoką zawartością polifenoli oraz dość wysoką zawartością jodu. W przypadku bursztynu uzyskany ekstrakt charakteryzował się najwyższą zawartością polifenoli ogółem i wysoką zawartością jodu, w porównaniu z innymi ekstraktami.

Najwięcej jodu zawierał jednakże wyciąg uzyskany przy użyciu ultradźwięków. Oceniając wydajność zastosowanych technik ekstrakcyjnych w przypadku ziela bazylii wonnej najwyższą wydajność uzyskano przy zastosowaniu ekstrakcji w aparacie Soxhleta używając 70% etanolu, oraz w przypadku ekstrakcji ultradźwiękami z użyciem 100% etanolu.

blank
Ekstrakt z bursztynu

Dokonując oceny zawartości jodu w ekstraktach z bazylii wonnej należy podkreślić, że proces biofortyfikacji wpłynął na wysoki udział jodu w badanych ekstraktach (wyższy w porównaniu z wyciągami z karbieńca i bursztynu). Najwyższą zawartość tego pierwiastka uzyskano dla wyciągu wykonanego ultradźwiękami, z użyciem 100% etanolu, dla surowca zebranego z poletek biofortyfikowanych dwukrotnie jodem.

W przypadku cząbru ogrodowego wydajność powyżej 1% uzyskano dla ekstrakcji w z użyciem 40% etanolu. Wyciągi z ziela cząbru charakteryzowały się najwyższą w porównaniu z wcześniej opisanymi zawartością jodu. Wysokie zawartości jodu w przypadku tej rośliny odnotowano dla surowca dwukrotnie biofortyfikowanego jodem.

II etap badań

W  ramach II etapu badań dokonano opracowania receptury nowych produktów o walorach przyprawowych na bazie surowców uzyskanych z upraw pilotażowych.

Kolejnym zadaniem było opracowanie receptury nowych produktów na bazie ekstraktów uzyskanych w badaniach pilotażowych. W trzecim zadaniu opracowano metodykę oceny sensorycznej ziela i ekstraktów uzyskanych w pierwszym etapie badań, które dotyczą ziela i ekstraktu karbieńca, ziela i ekstraktu bazylii, ziela i ekstraktu cząbru oraz ekstraktu z bursztynu.

„Opracowanie receptury nowych produktów o walorach przyprawowych na bazie surowców uzyskanych z upraw pilotażowych” nastąpiło w trakcie 10 miesięcy w roku 2020. Ziele karbieńca pospolitego (roślina wieloletnia) zebrano dwukrotnie z plantacji założonej w 2019 r., a bazylii wonnej i cząbru ogrodowego (rośliny jednoroczne) z plantacji po uprawach założonych w 2020 r. W przypadku karbieńca analizy chemiczne wykazały, że zawartość oznaczonych związków biologicznie czynnych w zielu z obu zbiorów jest zbliżona i surowce do przygotowania przypraw można łączyć.

Odnośnie bazylii wonnej i cząbru ogrodowego w oparciu o wyniki plonowania oraz oceny chemicznej, przeprowadzonej w 2019 roku i powtórzonej dla wybranych kombinacji w roku 2020 ustalono, że do wytworzenia przyprawy – ziela bazylii wonnej wzbogaconej w jod oraz ziela cząbru ogrodowego wzbogaconego w jod, najlepszym surowcem jest ziele zebrane z roślin opryskanych roztworem jodanu potasu (KJOɜ), zarówno jednokrotnie, jak i dwukrotnie.

W wyniku przeprowadzonych prac badawczych przygotowano do oceny przyprawy jednoskładnikowe i wieloskładnikowe. Przyprawy jednoskładnikowe stanowią:

  • ziele karbieńca okruszone, krojone i okruszone, zmielone;
  • ziele bazylii okruszone, krojone i okruszone, zmielone
  • ziele cząbru okruszone, krojone i okruszone, zmielone.

Przyprawy dwu- i trzy- składnikowe poddane badaniom to:

  • ziele bazylii + ziele cząbru (krojone) połączone w proporcji 1:1;
  • ziele bazylii + ziele cząbru (zmielone) w stosunku 1:1
  • ziele bazylii + ziele karbieńca (krojone) w proporcji 1:1.

Kolejne mieszanki przyprawowe to:

  • ziele bazylii + ziele karbieńca (krojone) połączone w proporcji  2:1,
  • ziele cząbru + ziele karbieńca (krojone) w stosunku 1:1,
  • ziele cząbru + ziele karbieńca (krojone) w proporcji  2:1 ,
  • ziele bazylii +ziele cząbru + ziele karbieńca (krojone) połączone w proporcji 1:1:1
  • ziele bazylii + ziele cząbru + ziele karbieńca (zmielone) w proporcji 1:1:1.

Opracowane w projekcie preparaty przyprawowe poddano analizie chemicznej na zawartość olejku eterycznego oraz związków polifenolowych (kwasów polifenolowych i flawonoidów). Dla wybranych prób określono także zawartość jodu i właściwości antyutleniające. W obrębie poszczególnych przypraw porównano zawartość tych związków w zależności od formy surowca (krojony albo zmielony).

blank
Innowacyjne mieszanki przyprawowe

Stwierdzono, że dla wszystkich ocenianych gatunków i mieszanek ziołowych zawartość olejku eterycznego była większa w surowcu krojonym. W przypadku wszystkich gatunków, z których przygotowano produkty przyprawowe jednoskładnikowe, zawartość kwasów polifenolowych była też zbliżona.

Nie stwierdzono także wyraźnych różnic w zawartości tych związków pomiędzy surowcem krojonym i zmielonym (z wyjątkiem cząbru ogrodowego). Więcej kwasów polifenolowych oznaczono w surowcu zmielonym, w porównaniu z surowcem krojonym (bazylia: cząber 1:1) oraz w mieszankach charakteryzujących się wyższym udziałem bazylii bądź cząbru.

Zawartość związków flawonoidowych w zielu bazylii wonnej i cząbru ogrodowego była wyższa w surowcu zmielonym, niż krojonym, przy czym w zielu cząbru była to różnica istotna. Oceniając zawartość związków flawonoidowych w opracowanych mieszankach przyprawowych stwierdzono, że zawartość tych związków była zbliżona do zawartości w produktach jednoskładnikowych.

Zawartość jodu w przyprawach okazała się być związana z ich składem. Karbieniec pospolity nie był suplementowany jodem, a badania z 2019 r. wykazały, że zawiera on niewielkie ilości tego pierwiastka.

Przyprawą zawierającą znaczne ilości jodu jest ziele cząbru ogrodowego suplementowane jodem. Wysoka zawartość tego pierwiastka w zielu cząbru wpłynęła na wysoką zawartość jodu w przyprawach dwu i trzyskładnikowych, w których jednym z składników było właśnie to ziele. Wszystkie opracowane przyprawy charakteryzowały się wysoką aktywnością antyutleniającą. Najwyższą była dla mieszanki trójskładnikowej (ziele bazylii: ziele cząbru: ziele karbieńca (1:1:1)

Kolejnym elementem badań było „Opracowanie receptury nowych produktów na bazie ekstraktów uzyskanych w badaniach pilotażowych”. Uwzględniając wyniki z roku 2019, do przygotowania ekstraktów w II etapie badań wybrano dwie metody ekstrakcji, to jest macerację i ekstrakcję wspomaganą ultradźwiękami. Oceniono przy tym wpływ zastosowanych sposobów ekstrakcji na wydajność tego procesu oraz zawartość związków polifenolowych i jodu w uzyskanych wyciągach. Badaniami objęto ziele karbieńca pospolitego, ziele bazylii wonnej i cząbru ogrodowego biofortyfikowane jodem oraz bursztyn.

W przypadku karbieńca pospolitego wyższą zawartość polifenoli stwierdzono w ekstrakcie uzyskanym w wyniku maceracji, flawonoidów przy ultradźwiękach, a jodu przy maceracji. Najwyższą zawartością wszystkich oznaczonych związków biologicznie aktywnych, w tym jodu stwierdzono w wyciągu uzyskanym metodą maceracji z ziela  karbieńca zebranego w sierpniu.

Podobne obserwacje poczyniono w przypadku ziela bazylii wonnej i ziela cząbru ogrodowego. Podczas ekstrakcji wyższą wydajność uzyskano przy zastosowaniu procesu maceracji. Najwyższą zawartość polifenoli i flawonoidów ogółem stwierdzono w surowcu zebranym z roślin dwukrotnie opryskanych dolistnie roztworem KJO3.

Proces biofortyfikacji wpłynął na wysoki udział jodu w badanych ekstraktach z bazylii (wyższy w porównaniu z wyciągami z karbieńca i bursztynu).

W przypadku cząbru ogrodowego najwyższą wydajność ekstrakcji uzyskano na drodze maceracji z surowca zebranego z roślin dwukrotnie biofortyfikowanych dolistnie. Najwięcej polifenoli stwierdzono w wyciągach uzyskanych w wyniku maceracji, a flawonoidów  w przypadku izolatu otrzymanego z surowca zebranego z roślin dwukrotnie biofortyfikowanych KJO³. Wyciągi z ziela cząbru charakteryzowały się najwyższą, w porównaniu z wcześniej opisanymi, zawartością jodu.

W projekcie przeprowadzono też ocenę potencjału przeciwutleniającego badanych  ekstraktów, które uzyskano w procesie maceracji. Wszystkie ekstrakty wykazywały aktywność antyutleniającą. Najwyższą stwierdzono dla ekstraktu z ziela cząbru ogrodowego biofortyfikowanego jodem. Wyciąg z ziela bazylii wonnej charakteryzował się zbliżoną do niego aktywnością antyutleniającą.

W przypadku ekstraktu z bursztynu stwierdzono obecność takich związków jak plumbagina, cyneol i kwas bursztynowy. Kwas bursztynowy to niezwykle istotny związek występujący w bursztynie. Uważa się, że sole tego kwasu pozwalają szybko uzyskać odporność na choroby, szczególnie po długotrwałych i ciężkich urazach, a także podnoszą sprawność umysłową wraz ze zdolnością do koncentracji.

Opierając się na wynikach oceny chemicznej ekstraktów uzyskanych w 2019 i 2020 roku, do opracowania preparatów przyprawowych przygotowano ekstrakty uzyskane na drodze 7- dniowej maceracji, przy użyciu  etanolu. Po zakończeniu ekstrakcji odparowano rozpuszczalnik i uzyskano ekstrakty suche. Wybrane suche ekstrakty poddano analizie sensorycznej (o tym poniżej). Przygotowano testowe wyroby rynkowe o potencjale sprzedaży na rynkach międzynarodowych. Opracowano następujące preparaty:

  • bio karbieniec – ekstrakt suchy rozpuszczony w 60% alkoholu,
  • bazylia suplementowana jodem – ekstrakt suchy rozpuszczony w 70% etanolu,
  • cząber suplementowany jodem – ekstrakt suchy rozpuszczony w 40% etanolu,
  • bio bursztyn – preparat złożony.
blank
Innowacyjne ekstrakty

W trzecim zadaniu II etapu badań w projekcie dokonano „Opracowania metodyki oceny sensorycznej ziela i ekstraktów uzyskanych w pierwszym etapie badań, które dotyczą. ziela i ekstraktu karbieńca, ziela i ekstraktu bazylii, ziela i ekstraktu cząbru oraz ekstraktu z bursztynu”.

W tym zakresie przeprowadzono prace badawcze dotyczące analizy sensorycznej, a do oceny produktów zaadoptowano opisową metodę profilowania. W badaniach zestaw wyróżników opracowany został dla dwóch grup produktów, czyli surowców (pojedynczych ziół i mieszanek ziołowych) oraz dla ekstraktów roślinnych i ekstraktu z bursztynu.

Oceniono ogólną intensywność zapachu wszystkich próbek oraz intensywność zapachu poszczególnych wyróżników. Najwyższą ocenę zapachu przyprawowego, który uznano za pożądany dla opracowanych preparatów, uzyskała mieszanka trzech ziół tj. bazylii, cząbru i karbieńca. Pozostałe przyprawy oceniono także pozytywnie.

Najwyższą intensywnością zapachu grzybowego charakteryzowała się mieszanka trójskładnikowa, najniższą ziele bazylii. Nie stwierdzono też istotnych różnic w ocenie zapachu grzybowego i ziołowego. Najwyższą notę dla ‘smaku przyprawowego’ uzyskała mieszanka bazylii z cząbrem 1:1, a w dalszej kolejności mieszankę cząbru z karbieńcem 1:1 i mieszankę trzech ziół (bazylia, cząber, karbieniec 1:1:1). Najwyższą notę dla ‘smaku ostrego, piekącego’ uzyskało ziele cząbru ogrodowego, podobnie jak dla ‘smaku cierpkiego ściągającego’.

Dla ekstraktów przeprowadzono tylko ocenę profilową zapachu. Większość not jakie uzyskano w ekstraktach dla parametru ’Ogólna intensywność zapachu’ kształtowała się wysoko, a niższa była tylko w przypadku karbieńca i bursztynu. Przy wyróżniku ‘zapach ostry’ najwyższą notę uzyskał ekstrakt z ziela cząbru suplementowanego jodem uzyskany z ekstrakcji ultradźwiękami. Najwyższą notą zapachu ‘przyprawowego’ charakteryzował się macerat z ziela bazylii.

Porównując wyższe noty zapachowe uzyskiwano, gdy zastosowanym sposobem ekstrakcji była maceracja. Przyprawy opracowane w projekcie zostały poddane także ocenie konsumenckiej.

Prawie wszystkie przygotowane preparaty uzyskały wysoka ocenę pod względem pożądalności zapachu. Najwyżej oceniona została mieszanka bazylii z karbieńcem (2:1), a w dalszej kolejności  ziele bazylii pospolitej, mieszanka bazylii z cząbrem (1:1) i mieszanka bazylia + cząber + karbieniec (1:1:1).

Najbardziej pożądanym smakiem okazał się smak ziela cząbru ogrodowego. Na uwagę zasługuje także nota jaką uzyskała mieszanka bazylii z cząbrem (1:1) oraz mieszanka cząber + karbieniec (1:1), bazylia + karbieniec (2:1) i bazylia + cząber + karbieniec (1:1:1). Uzyskane wyniki oceny konsumenckiej wskazują, że walory sensoryczne (zapach, smak) opracowanych produktów przyprawowych powinny zyskać uznanie konsumentów.

 Efekt końcowy II etapu badań

Wynikiem II etapu badań było opracowanie receptury nowych produktów o walorach przyprawowych, na bazie surowców uzyskanych z upraw pilotażowych karbieńca pospolitego, bazylii pospolitej i cząbru ogrodowego.

Na podstawie wyników z roku 2019 i 2020 ustalono, że najlepszym surowcem do produkcji przyprawy o zwiększonej zawartości jodu, w przypadku bazylii wonnej i cząbru ogrodowego jest ziele suplementowane zarówno jednokrotnie jak i dwukrotnie tym pierwiastkiem. W przypadku bazylii wonnej do produkcji przyprawy wykorzystać można surowiec z każdego zbioru niezależnie, a w przypadku cząbru ogrodowego zaleca się połączyć surowiec z dwóch zbiorów. Uzyskane wyniki badań wskazują, że opracowane produkty o walorach przyprawowych o podwyższonej zawartość jodu, spełniają dzienne zapotrzebowanie dorosłego człowieka na jod.

We wszystkich surowcach uzyskanych z upraw pilotażowych obecne były związki polifenolowe (kwasy polifenolowe i flawonoidy). To sprawia, że zarówno pojedyncze zioła, jak i opracowane na ich bazie mieszanki ziół charakteryzowały się wysoką aktywnością antyutleniającą.

Zastosowane w mieszankach przyprawowych proporcje poszczególnych składników gwarantują też, że gotowe produkty są bezpieczne dla konsumentów. Co ważne spełniają także ich oczekiwania pod względem walorów smakowo-zapachowych. Polifenole obecne w opracowanych przyprawach mogą być również pomocne w procesach trawienia i przyswajania pokarmów. W wyniku przeprowadzonych badań opracowano 9 produktów przyprawowych (trzy produkty jednoskładnikowe i 6 mieszanek), ustalono także, że lepszą formą handlową, z uwagi na mniejsze straty olejku eterycznego, będą produkty wykonane z surowców krojonych.

Przygotowane testowe wyroby rynkowe mogą być przeznaczone na sprzedaż rynkową zarówno w kraju jak i zagranicą. Ostatecznym efektem w postaci opracowanych produktów gotowych są takie preparaty jak:

  • BioKarbieniec – ekstrakt suchy rozpuszczony w 60% alkoholu,
  • Bazylia suplementowana jodem – ekstrakt suchy rozpuszczony w 70% etanolu,
  • Cząber suplementowany jodem – ekstrakt suchy rozpuszczony w 40% etanolu,
  • preparat złożony – BioBursztyn.

W przygotowanych ekstraktach badania przeprowadzone w roku 2020 potwierdziły też uzyskanie zaplanowanej zawartości jodu w otrzymanych ekstraktach z karbieńca oraz ekstraktach z bursztynu (5-50 mg/100 g ekstraktu z karbieńca; 10-70 mg/100 g ekstraktu z bursztynu).

W przypadku ekstraktu z bursztynu określono dodatkowo zawartość kwasu bursztynowego, związku zarejestrowanego przez Unię Europejską jako dodatek do żywności, np. w napojach. Sugeruje się, że kwas bursztynowy i związki polifenolowe mogą indukować wzrost odporności organizmu na szkodliwe działanie czynników zewnętrznych.

Badania krokiem milowym

O krótkie podsumowanie znaczenia przeprowadzonego, innowacyjnego procesu badawczego i jego efektów poprosiliśmy zaangażowaną w tę pracę prof. dr hab. Ewę Osińską:

W ramach projektu pod tytułem ”Opracowanie innowacyjnych bio-nutraceutyków na bazie karbieńca pospolitego i naturalnych źródeł jodu” opracowano grupę produktów rynkowych, w tym przypraw, o zwiększonej zawartości jodu. Przeprowadzono innowacyjne i eksperymentalne prace związane z pozyskaniem surowca o zwiększonej zawartości jodu oraz ekstraktów z ziela cząbru ogrodowego i bazylii wonnej zawierających jod. Przyprawy, w których ważną rolę odgrywa jod praktycznie nie występują na polskim rynku, nie licząc produktu rynkowego jakim jest sól jodowana (traci ona jednak w trakcie gotowania zawarty w niej jod). Przyprawy oparte na zielu bazylii wonnej i zielu cząbru ogrodowego biofortyfikowanych jodem pozwalają nie tylko na zwiększenie asortymentu w tej grupie produktów, ale także zasilają rynek nutraceutyków w produkty zawierające jod. Uzyskane wyniki badań pozwoliły ustalić, czy techniki oparte na podawaniu dolistnym jodu w trakcie uprawy pozwalają uzyskać rośliny przyprawowe o specjalnych walorach odżywczych. W ramach badań oceniano pod względem jakości także ekstrakty uzyskane różnymi technikami, pod kątem obecności wybranych składników biologicznie czynnych, w tym ww. pierwiastka. Tego typu eksperymenty nie były dotychczas prowadzone w Polsce i w Europie. Równolegle prowadzono też prace z bardzo ciekawą rośliną leczniczą – karbieńcem pospolitym oraz z naturalną kopalną żywicą – bursztynem. Opracowane produkty (pojedyncze przyprawy, mieszanki ziołowe oraz ekstrakty zostały w odpowiedni sposób przygotowane i opisane. Ekstrakt z karbieńca stanowił innowację produktową o możliwości sprzedaży w Polsce jak również na świecie. Kolejną innowacją jest  ekstrakt z bursztynu o zrównoważonej zawartości jodu. Ekstrakty wyprodukowane w ramach badań znajdą zastosowanie w atomizerach, które posłużą klientom do opryskiwania pożywienia, np. sałatek warzywnych lub owocowych. Tego typu rozwiązania nie są dotychczas stosowane na świecie” .

Prace przedwdrożeniowe

Uzyskanie przełomowych efektów innowacyjnych prac nie byłoby możliwe gdyby nie ich unijne dofinansowanie z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w Warszawie.

Obecnie, po opisywanym, przeprowadzonym etapie przemysłowym i następującym po nim etapie rozwojowym, w czasie którego opracowano produkty gotowych preparatów trwają prace przedwdrożeniowe. Prowadzone są badania rynkowe i przygotowywana produkcja w oparciu o naukowo opracowane receptury.

Na rynki krajowe i międzynarodowe trafią zatem nowe produkty przyprawowe stanowiące suplementy diety i zapewniające bezpieczne dostarczenie  ludzkiemu organizmowi niezbędnych dawek jodu. Uzyskano już także biocertyfikację na BioBursztyn, czyli ekstrakt zawierający cenny kwas bursztynowy.

Warto wspomnieć, że patenty na wyroby bursztynowe ma już Japonia, gdzie produkty, które on zawiera cieszą się ogromnym powodzeniem. Kolejnym olbrzymim rynkiem zainteresowanym sprowadzaniem tych nowych produktów są Stany Zjednoczone. Dokonane naukowe opracowania i przygotowane innowacyjne receptury dają daleko idące możliwości ekspansji z nowymi produktami i dotychczas nie stosowanymi na świecie rozwiązaniami.

 

blank

Zadania zrealizowane na podstawie umowy o dofinansowanie Projektu: Opracowanie innowacyjnych bio-nutraceutyków na bazie karbieńca pospolitego i naturalnych źródeł jodu,    w ramach Działania 1.1, Projekty B+R Przedsiębiorstw Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020 współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach umowy zawartej w Warszawie w dniu 31.01.2019 z Narodowym Centrum Badań i Rozwoju

Brak postów do wyświetlenia