Έρευνα του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων που δημοσιεύτηκε στο Foods δείχνει ότι βιοδιασπώμενα φιλμ γλουτένης σίτου με αιθέρια έλαια καθυστερούν τη μικροβιακή αλλοίωση του κιμά
Η αυξανόμενη απαίτηση της αγοράς τροφίμων για προϊόντα με περιορισμένη χρήση συντηρητικών και μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα έχει ενισχύσει το ενδιαφέρον για ενεργά και βιοαποδομήσιμα υλικά συσκευασίας. Ιδιαίτερα στα ευπαθή προϊόντα ζωικής προέλευσης, όπως ο κιμάς, η μηχανική κατεργασία αυξάνει δραστικά την επιφάνειά του και καταστρέφει τη φυσική μυϊκή δομή, δημιουργώντας ευνοϊκές συνθήκες για ταχεία μικροβιακή ανάπτυξη. Υπό συνθήκες αερόβιας ψύξης, η αλλοίωση εξελίσσεται ταχέως, περιορίζοντας τη διάρκεια ζωής και αυξάνοντας τις απώλειες σε επίπεδο λιανικής και κατανάλωσης.
Έρευνα που πραγματοποιήθηκε από Έλληνες επιστήμονες από το Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων, Τμήμα Χημείας, του Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων εξετάζει τη χρήση βιοδιασπώμενων φιλμ από γλουτένη σίτου, εμπλουτισμένων με αιθέρια έλαια δυόσμου και γαρύφαλλου, ως μέσο ελέγχου της μικροβιακής αλλοίωσης και παράτασης της διάρκειας ζωής φρέσκου κιμά κοτόπουλου κατά τη διάρκεια ψυχόμενης αερόβιας αποθήκευσης. Η μελέτη εκπονήθηκε από τους Αρσένιο Ανθομελίδη, Αλεξία Γκουρογιάννη, Ιωάννα Σ. Κοσμά και Αναστασία Β. Μπαδέκα και δημοσιεύθηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Foods.
Επειδή ο κιμάς κοτόπουλου αποτελεί ιδιαίτερα ευπαθές τρόφιμο, η έρευνα εστίασε στη διερεύνηση ενεργών υλικών συσκευασίας που δεν βασίζονται στην προσθήκη συντηρητικών στο τρόφιμο, αλλά στη δημιουργία ενός λειτουργικού φραγμού με αντιμικροβιακές ιδιότητες στην επιφάνειά του. Η γλουτένη σίτου επιλέχθηκε ως πρώτη ύλη λόγω της ικανότητάς της να σχηματίζει συνεκτικά πρωτεϊνικά φιλμ, της διαθεσιμότητας και του χαμηλού κόστους της, καθώς και της βιοδιασπώμενης φύσης της. Παράλληλα, παρουσιάζει περιορισμένη εγγενή αντιμικροβιακή δράση, γεγονός που οδήγησε στον εμπλουτισμό της με αιθέρια έλαια φυτικής προέλευσης. Ο δυόσμος και το γαρύφαλλο επιλέχθηκαν λόγω της τεκμηριωμένης αντιμικροβιακής και αντιοξειδωτικής δράσης των κύριων πτητικών συστατικών τους και της σχετικά ήπιας οσφρητικής έντασης σε χαμηλές συγκεντρώσεις.
Στο εργαστηριακό μέρος της μελέτης παρασκευάστηκαν τρεις τύποι φιλμ: φιλμ γλουτένης σίτου χωρίς πρόσθετα, φιλμ γλουτένης με προσθήκη 2% αιθέριου ελαίου δυόσμου και φιλμ γλουτένης με προσθήκη 2% αιθέριου ελαίου γαρύφαλλου. Τα φιλμ εφαρμόστηκαν απευθείας στην επιφάνεια μερίδων κιμά κοτόπουλου, οι οποίες στη συνέχεια συσκευάστηκαν σε δίσκους πολυστυρενίου και καλύφθηκαν με διαφανή μεμβράνη πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας. Τα δείγματα αποθηκεύτηκαν στους 4 ± 1 βαθμούς Κελσίου για χρονικό διάστημα οκτώ ημερών, υπό αερόβιες συνθήκες.
Παράλληλα με την εφαρμογή στα τρόφιμα, τα φιλμ υποβλήθηκαν σε εκτενή χαρακτηρισμό ως προς το πάχος, το χρώμα, τις μηχανικές ιδιότητες, την αντιοξειδωτική ικανότητα και τη χημική τους δομή. Η ενσωμάτωση των αιθέριων ελαίων αύξησε σημαντικά την αντιοξειδωτική δράση των φιλμ, με το φιλμ που περιείχε γαρύφαλλο να εμφανίζει τις υψηλότερες τιμές, γεγονός που αποδόθηκε στην υψηλή περιεκτικότητα του ελαίου σε ευγενόλη. Από μηχανικής άποψης, τα φιλμ με αιθέρια έλαια παρουσίασαν αυξημένη ελαστικότητα και μειωμένη αντοχή σε εφελκυσμό, ένδειξη πλαστικοποιητικής δράσης των ελαίων στο πρωτεϊνικό πλέγμα της γλουτένης. Η ανάλυση FTIR έδειξε ότι τα αιθέρια έλαια εγκλωβίστηκαν φυσικά στη δομή του φιλμ, χωρίς σχηματισμό νέων χημικών δεσμών.
Η μικροβιολογική παρακολούθηση του κιμά κοτόπουλου περιέλαβε τον προσδιορισμό του ολικού μικροβιακού φορτίου, των ζυμών, των Pseudomonas spp., της Brochothrix thermosphacta, των Enterobacteriaceae και των βακτηρίων γαλακτικού οξέος. Τα δείγματα χωρίς φιλμ παρουσίασαν την ταχύτερη αύξηση μικροβιακού φορτίου, με το όριο αποδοχής για τον ολικό αριθμό βακτηρίων να ξεπερνάται την τέταρτη ημέρα αποθήκευσης. Στα δείγματα με απλό φιλμ γλουτένης και φιλμ με δυόσμο, το ίδιο όριο ξεπεράστηκε περίπου μία ημέρα αργότερα, ενώ στα δείγματα με φιλμ γλουτένης και αιθέριο έλαιο γαρύφαλλου παρατηρήθηκε καθυστέρηση έως δύο ημερών.
Παρόμοια εικόνα καταγράφηκε και για τις επιμέρους ομάδες αλλοιογόνων μικροοργανισμών, με τα φιλμ που περιείχαν αιθέρια έλαια να περιορίζουν αποτελεσματικότερα την ανάπτυξή τους σε σχέση με τα δείγματα ελέγχου. Η ανασταλτική δράση ήταν εντονότερη στην περίπτωση του αιθέριου ελαίου γαρύφαλλου, γεγονός που συνδέθηκε με τη χημική του σύσταση. Τα βακτήρια γαλακτικού οξέος δεν παρουσίασαν αντίστοιχη αναστολή, κάτι που αποδόθηκε στη φυσιολογία τους και στις τοπικές συνθήκες που δημιουργούνται στην επιφάνεια του προϊόντος λόγω της παρουσίας του φιλμ.
Οι φυσικοχημικές μετρήσεις έδειξαν ότι τα δείγματα με φιλμ διατήρησαν πιο σταθερές τιμές pH σε σύγκριση με τα δείγματα χωρίς επικάλυψη, ενώ οι αντικειμενικές μετρήσεις χρώματος δεν κατέδειξαν ανεπιθύμητες αλλοιώσεις. Αντιθέτως, σε ορισμένες περιπτώσεις παρατηρήθηκε καλύτερη διατήρηση της ερυθρότητας στα δείγματα που καλύπτονταν με φιλμ.
Η έρευνα καταγράφει τη συσχέτιση μεταξύ των ιδιοτήτων των υλικών συσκευασίας και της μικροβιολογικής συμπεριφοράς ενός πραγματικού τροφίμου, υπό συγκεκριμένες συνθήκες αποθήκευσης. Τα αποτελέσματα αφορούν αποκλειστικά κιμά κοτόπουλου, αερόβια ψυχόμενη αποθήκευση και τη συγκεκριμένη σύνθεση φιλμ και αιθέριων ελαίων που εξετάστηκε, όπως αυτά μελετήθηκαν στο εργαστήριο του Τμήματος Χημείας του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων και δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Foods.
Πηγή: Foods https://www.mdpi.com/2304-8158/15/2/390
