Wil je eens wat weten ? Eetbare chitosan-coatings verhogen shelf life van kant-en-klaar fruit en groenten
Beschermingsmaatregelen voor geoogste producten brengen heel wat verschillende technieken met zich mee, zoals het wassen met ozon, bestralingen tegen micro-organismen en andere beschermingsmaatregelen met behulp van aangepaste verpakkingen en coatings. Eetbare biomaterialen aanbrengen werd beschouwd als een opduikende techniek, die zeer geschikt is voor de korte termijnbewaring van intact of vers gesneden fruit en groenten. Die materialen zijn ontworpen om voedingsproducten te beschermen tegen mechanische, fysische, chemische of microbiologische afbraak.
Eetbare coatings zijn dunne laagjes van een eetbaar polymeer, die rechtstreeks aangebracht of toegepast worden op voeding. Het is de bedoeling dat ze een semi-permeabele barrière vormen voor gassen en vluchtige bestanddelen. Zij zijn in staat de verontreiniging door pathogenen en bederforganismen te beperken, en de groei van micro-organismen te vertragen. Het is overduidelijk dat het afremmen van verontreinigingen van capitaal belang is voor bewerkte voeding. Volgens McHugh [2000] is een eetbare coating een dunne laag van eetbaar materiaal die wordt aangebracht als een afdeklaagje op een voedingsproduct, terwijl een eetbare film een vooraf gevormd dun laagje van eetbaar materiaal is dat op of tussen de voedingsproducten kan geplaatst worden.
Traditionele verpakkingstechnologiën kunnen verbeterd worden met behulp van eetbare coatings of films. Een vroegere studie betreffende coatings van maiszetmeel vermengd met glycerol, die werden toegepast op Brusselse spruitjes, heeft aangetoond dat de spruitjes, wanneer ze werden behandeld met de oplossing, bewaard in polystyreen en afgedekt met polyvinylchloride, 42 dagen constant bleven bij bewaring bij 0° C [Viña et al. 2007].
Voor eetbare coatings en filmen wordt uitgegaan van proteïnen, lipiden, polysacchariden en composiet. De verbindingen die gebruikt worden voor eetbare coatings en filmen omvatten chitosan, zetmeel, cellulose en heel wat andere [Falguera et al. 2011; Yam 2009]. Hierbij worden chitosan-houdende coatings zeer wijd erkend als beloftevolle materialen, omdat ze heel gemakkelijk filmen vormen zonder inbreng van weekmakers en omwille van hun brede antimicrobiële activiteit en hun grote affiniteit voor organische oppervlakken. Chitosan is een polysaccharide dat wordt verkregen door deacetylering van chitine dat werd geextraheerd uit het exoskelet van schaaldieren. Het vertoont de zeer belangrijke eigenschap de expressie van een aantal genen, die betrokken zijn bij het beschermingsmechanisme van planten, te induceren. Daarenboven werd er vastgesteld dat het fungeert als schimmeldodend middel voor meerdere bederfgisten [No et al. 2007]. En chitosan filmen zijn stevig, zeer transparant, soepel en scheurbestendig.
Chitosan heeft dus heel wat in zijn marge voor de voedingsindustrie, omwille van zijn bijzondere fysico-chemische eigenschappen zoals biodegradeerbaarheid, biocompatibiliteit met menselijk weefsel, nul-toxiciteit en boven alles zijn antimicrobiële en schimmelwerende eigenschappen.
Dat chitosan de bewaring verbetert (de shelf life verlengt) en het bederf van fruit en groenten vertraagt werd vaak aangetoond. Het werd geïdentificeerd als een ideale coating voor druiven, aardbeien en zoete kersen; dit zijn allemaal bederfelijke vruchten die gemakkelijk worden aangetast door allerhande ziektes en dit zowel op de plant als na de oogst. Chitosan behandelingen vóór en na de oogst reduceren het verval. De beste resultaten werden behaald bij concentraties van 1 % in zuur midden [Romanazzi 2010].
Er werd ook aangetoond dat chitosan coatings het rijpingsproces van mango’s aanzienlijk vertragen, vooral de kleurwijzigingen, de titreerbare zuurheid en het gehalte aan ascorbinezuur. Overigens gaan de effecten van chitosan op het rijpings- en verouderingsproces waarschijnlijk ook gepaard met de onderdrukking van latente infecties [Jitareerat et al. 2007].
Eetbare coatings op basis van hoogmoleculair chitosan, al dan niet vermengd met methylcellulose of oleinezuur, werden ook toegepast voor vers geraspte wortelen [Vargas et al. 2009]. Het uitzicht van de monsters was significant verbeterd omdat het verschijnen van de witte blos tijdens de bewaring werd onderdrukt. Wanneer de coating werd aangebracht door simpele onderdompeling werden weliswaar noch een significante verbetering van de barrière-eigenschappen noch het behoud van de mechanische eigenschappen van de vers geraspte wortelen gunstig beïnvloed. Daarentegen, was er wel degelijk een verbetering wanneer de coating werd aangebracht onder vacuum. De kleurvastheid en de mechanische respons tijdens de koele bewaring werden positief beïnvloed.
En er zijn nog heel wat andere voorbeelden in de wetenschappelijke literatuur. Zo reduceert de toepassing van een chitosanoplossing van 0.02 g mL-1 de afbraakprocessen in vers gesneden papaya, die wordt bewaard bij 5 C. Ze behoudt de kwaliteit en ze verhoogt de shelf life [González-Aguilar et al. 2009].
Wanneer chitosan wordt aangebracht op het oppervlak van gesneden fruit dan vormt het een zeer transparante film; dit maakt het mogelijk elke wijziging in het afgedekt oppervlak, elke bruinkleuring of pathogene infectie bij voorbeeld, visueel te controlleren, te identificeren of te vergelijken. In een studie van Assis & de Britto [2010] werd chitosan gebruikt om het oppervlak van gesneden appels af te dekken en nadien werd een beeldanalyse-techniek gebruikt om de evolutie van de schimmelinfectie op de oppervlakken et evalueren.
Wanneer rechtstreeks aangebracht op het oppervlak van gesneden appels, beschikt chitosan over het potentieel om een onzichtbare coating te vormen die inhiberend werkt op de ontwikkeling van schimmels. Deze activiteit kan heel gemakkelijk visueel opgevolgd worden. De auteurs van het artikel concludeerden dat chitosan een goede bron is voor eetbare coatings die worden toegepast voor de bewaring van vers gesneden fruit. En bovendien is het een alternatief voor traditionele schimmelwerende middelen.
Over het algemeen is de toepassing van eetbare films en coatings op verse, lichtjes en grondig bewerkte vruchten en groenten een efficient middel om de shelf life ervan te verbeteren en het behoud van de microbiologische, sensorische en nutritionele kwaliteit te garanderen. Enkele formuleringen werden speciaal getetst op het vermogen om polyfenoloxidase-activiteit te inhiberen en bruinkleuring te vertragen. Het enzyme polyfenoloxidase catalyseert de o-hydroxylering van monofenolen tot o-difenolen en kan verder ook nog de oxidatie van o-difenolen tot o-quinonen catalyseren. Het is de snelle polymerisatie tot o-quinonen, die zwarte, bruine en rode pigmenten vormt, die de bruinkleuring van het fruit veroorzaakt [Wikipedia].
Daarenboven bieden eetbare coatings en filmen de mogelijkheid om stoffen te transporteren, die duidelijke voordelen betekenen voor de voeding en ook voor de consument. Daarvoor worden bioactieve producten ingebed of nieuwe producten ontwikkeld met nutraceutical en functionele eigenschappen (neutraceuticals zijn voedingen of voedingsproducten die een gezondheids- of medisch voordeel bieden).
Het spreekt voor zich dat eetbare coatings en films veel eigenschappen en voordelen bieden. Ofschoon de belangrijke functionele kenmerken van een speciale toepassing afhangen van de verpakte voeding en van zijn belangrijkste bederfmechanisme is de weerstand tegen migratie en/of permeatie van water meestal het allerbelangrijkste kenmerk.
Het hedendaags onderzoek in dit domein mikt op de karakterisering van nieuwe hydrocolloid filmen en niet-conventionele bronnen. Het onderzoek buigt zich ook op het vermogen van deze stoffen om moleculen met een bijzondere functie vrij te stellen; hierbij gaat het over vitamines, antioxidanten, natuurlijke kleurstoffen en aromatische verbindingen. Voornamelijk de grote interesse voor een betere voedselkwaliteit en voedselveiligheid evenals voor minder en duurzame verpakkingen aan redelijke prijzen, zal in de toekomst aanleiding geven tot een toenemend gebruik van eetbare coatings en filmen.
Referenties
Assis & de Britto [2011]. Evaluation of the antifungal properties of chitosan coating on cut apples using a non-invasive image analysis technique, Polymer International xxx
Falguera et al. [2011]. Edible films and coatings: structures, active functions and trends in their use, Trends in Food Science & Technology 22, 292
González-Aguilar et al. [2009]. Effect of chitosan coating in preventing deterioration and preserving the quality of fresh-cut papaya ‘Maradol’, Journal of the Science of Food and Agriculture 89, 15
Jitareerat et al. [2007]. Effect of chitosan on ripening, enzymatic activity and disease development in mango (Mangifera indica) fruit, New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 35, 211
McHugh [2000]. Protein-lipid interactions in edible films and coatings, Nahrung 44, 148
No et al. [2007]. Applications of Chitosan for Improvement of Quality and Shelf Life of Foods: A Review, Journal of Food Science 72, R 87
Romanazzi [2010]. Chitosan treatment for the control of postharvest decay of table grapes, strawberries and sweet cherries, Fresh Produce 4, 111
Vargas et al. [2009]. Effect of chitosan-based edible coatings applied by vacuum impregnation on quality preservation of fresh-cut carrot, Postharvest Biology and Technology 51, 263
Viña et al. [2007]. Effects of polyvinylchloride and edible starch coatings on quality aspects of refrigerated Brussels sprouts, Food Chemistry 103, 701
Yam [2009]. Encyclopedia of Packaging Technology, John Wiley and Sons Inc.
|
