Fot. Mikrokapsułki opracowane przez naukowców z PŁ, źródło: Jacek Szabela

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, co wynika m.in. z jego naturalnej formy fizycznej (gęstej lepkiej cieczy) oraz dużej skłonności do krystalizacji.

Fot. 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, źródło: 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% w stosunku do obecnych już na rynku produktów suszonych z udziałem maltodekstryny stanowiącej nawet 50% 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% 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 m.in. 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, niestosowane 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.

Autorka: Justyna Rosicka-Kaczmarek, Instytut Technologii i Analizy Żywności