Badania wykazały, że stosowane do przechowywania surowców olejkodajnych popularne materiały opakowaniowe takie jak np. worki z tworzyw sztucznych czy papierowe niezbyt dobrze spełniają swoją funkcję. Podczas przechowywania ziół przez okres 12 miesięcy dochodzi do strat zawartości substancji aktywnych sięgających przeciętnie do ok. 30 pkt %. Dlatego też należy poszukiwać nowych, tanich materiałów opakowaniowych o lepszych właściwościach barierowych. IN ENGLISH: The effect of packaging and storage time on herbal raw materials quality; ABSTRACT: In the experiment the effects of packaging material and storage time on essential oil content in thyme, marjoram and peppermint herb were compared. Samples of plant material were stored without packaging, in monolayer paper bags, three-layer paper bags, PVC bags, LDPE bags, glass jars as well as woven polypropylene and jute bags. In the 3-month intervals during the year (ie. 3, 6, 9 and 12 months after harvest) samples of raw material were subjected to percentage of essential oil determination by steam distillation in Deryng's apparatus. Studies have shown that packaging materials traditionally used for the storage of raw materials containing essentail oils such as plastic bags or paper didn’t work very well. When storing herbs for a period of 12 months there was observed a loss of active substance content of up to an average of 30% points. Hence new, low-cost packaging materials with improved barrier properties should be sought.
Wstęp
Niezwykle ważnym zagadnieniem dla przemysłu zielarskiego, jak też spożywczego jest właściwe opakowanie i przechowywanie zakonserwowanego surowca. Przy tym dla każdego rodzaju surowca należy stosować odpowiednie opakowanie, zabezpieczające przed zawilgotnieniem, pleśnieniem i rozkładem związków czynnych. Opakowania szczelne są zalecane dla surowców silnie higroskopijnych, aromatycznych lub zawierających łatwo rozpadające się substancje aktywne. Opakowania półszczelne i zwykłe stosuje się do surowców masowych, aromatycznych o mniej lotnych składnikach oraz mniej higroskopijnych. Opakowania przewiewne polecane są zaś dla surowców niearomatycznych, mniej wrażliwych na zmiany warunków atmosferycznych lub takich, które łatwo się zaparzają. W praktyce w naszym kraju najczęściej stosowane są opakowania jutowe (tzw. wańtuchy), z tworzyw sztucznych lub worki papierowe (Elbanowska 1994, Kołodziej 2010). Podobnie w UE oraz w Indiach stosuje się opakowania polietylenowe (HDPE/LDPE) lub otrzymane z tkanin z włókien naturalnych (Masand i in. 2014).
Surowiec roślinny przeznaczony do produkcji preparatów leczniczych nie powinien być przechowywany zbyt długo, ponieważ wraz z upływem czasu następuje rozkład substancji czynnych i surowiec traci na wartości. Dowiedziono, że surowce zawierające alkaloidy lub niektóre glikozydy po 5-10 latach tracą kilka procent substancji aktywnych, surowce garbnikowe – po 2–3 latach ok. 20%, natomiast olejkowe – w zależności od opakowania: w poliamidowych lub blaszanych ubywa 5-10% w ciągu roku, w polietylenowych lub z polichlorku winylu – po kilku miesiącach nawet do 50% (Elbanowska 1994). Te ostatnie substancje aktywne – olejki eteryczne stanowią heterogenną grupę produktów roślinnych o zróżnicowanym charakterze chemicznym, które wykazują szerokie spektrum właściwości farmakologicznych. Od dawna znane są jako zapachowe substancje roślinne stosowane do celów kosmetycznych, dezynfekujących, leczniczych i przyprawowych (Elbanowska 1994, Kołodziej 2010). Ze względu na nietrwałość (łatwość ulatniania i żywiczenia) oraz fakt gromadzenia się ich w zewnętrznych częściach roślin (wytworach skórki – o różnorodnych kształtach, lecz łatwo ulegających uszkodzeniu – gruczołkach i przewodach olejkowych) stanowią modelowy przykład do badań nad zmianami zawartości ciał czynnych w surowcach zielarskich. Natomiast właściwy dobór materiału opakowaniowego o wysokiej barierowości podczas ich przechowywania w magazynach zielarskich oraz u plantatora ma zasadniczy wpływ na jakość surowca. Dowiedziono bowiem, że możliwa jest migracja składników aromatycznych, np. cytralu czy limonenu (lub wręcz ich pochłanianie przez materiał opakowaniowy) powodująca tzw. scalping – spłaszczanie aromatu surowców żywnościowych (Chaliha i in. 2013).
Celem niniejszych badań była analiza zmian zawartości olejków eterycznych w popularnych surowcach olejkodajnych uprawianych w Polsce w zależności od materiału zastosowanego do ich opakowania oraz długości czasu przechowywania surowca.
Materiał i metodyka
Doświadczenie przeprowadzono w latach 2013-2014 w Gospodarstwie Doświadczalnym UP w Lublinie. Porównywano w nim wpływ materiału opakowaniowego i czasu przechowywania trzech popularnych aromatycznych surowców zielarskich (otartego ziela tymianku zwyczajnego – Thymi herba i majeranku ogrodowego – Majoranae herba oraz ziela mięty pieprzowej – Menthae piperitae herba) na jakość wyrażoną zawartością olejku eterycznego. Surowce olejkodajne pozyskano z komercyjnych plantacji na terenie woj. lubelskiego pod koniec sierpnia 2013 r. i natychmiast po zbiorze wysuszono w suszarni termicznej w temperaturze 40°C (w przypadku ziela tymianku i majeranku dodatkowo po wysuszeniu ziele otarto na sitach o średnicy oczek 5 mm oddzielając grubsze części zdrewniałych łodyg, zaś w przypadku mięty – pocięto).
Pierwszym czynnikiem doświadczalnym były różne materiały opakowaniowe: L – bez opakowania (surowiec przechowywany luzem na pryzmie), P1 – worek papierowy jednowarstwowy otwarty klejony, P2 – worek papierowy trójwarstwowy otwarty klejony, F1 – worek z polichlorku winylu, F2 – worek polietylenowy LDPE, S – słój szklany 10 l, F – worek polipropylenowy tkany, J –worek jutowy (wańtuch). Drugim czynnikiem eksperymentalnym był czas przechowywania surowca. Odpowiednio opakowane 20 kg próbki materiału roślinnego przechowywano w temperaturze pokojowej (ok. 19°C) w zaciemnionym pomieszczeniu na stelażach metalowych. Po wysuszeniu surowca (czas 0) oraz w odstępach 3-miesięcznych w ciągu roku (tj. po 3, 6, 9 i 12 miesiącach od zbioru) pobierano z opakowań 200 g próbki surowca zgodnie z normą PN-91/R-87019 i PN-ISO 948. Następnie przeprowadzono analizę procentowej zawartości olejku eterycznego metodą destylacji parą wodną w aparacie Derynga (wg Farmakopei Polskiej IX (2011) i PN-ISO 6571). Metoda polega na oddestylowaniu z 40 g próbek materiału olejku z parą wodną, zebraniu destylatu w części pomiarowej aparatu i odczycie objętości zebranego olejku (czas analizy 3 godziny). Badania przeprowadzono w 5 powtórzeniach, uzyskane dane eksperymentalne poddano analizie wariancji ANOVA za pomocą programu SAS (8.2 SAS Institute, Cary, N.C.).
Wyniki
Badane surowce zielarskie charakteryzowały się dość dobrą jakością, spełniając wymagania stawiane im w polskich normach (PN-A-86958, PN-ISO 6754, PN-85/R-87017) oraz w Farmakopei Polskiej IX (2011). Po zbiorze i zakonserwowaniu (wysuszeniu) surowca największą ilość olejku eterycznego stwierdzono w zielu tymianku zwyczajnego (średnio 2,71%), najmniejszą zaś w zielu mięty pieprzowej (średnio 0,96%) – tab. 1. Zastosowane czynniki eksperymentalne w istotny sposób modyfikowały procentową zawartość olejków eterycznych w trzech badanych surowcach zielarskich – tab. 1. Analizy zmian zawartości olejku wykonywane w odstępach 3-miesięcznych wykazały, że niezależnie od materiału opakowaniowego i rodzaju surowca już po
3 miesiącach przechowywania notowano obniżenie zawartości substancji czynnych w zakresie od 2 do 12 pkt %, po 6 miesiącach – od 11 do 23 pkt %, po 9 miesiącach – od 15 do 32 pkt %, zaś po roku przechowywania dochodziły one do 17-35 pkt %. Podobną zależność obniżania zawartości składników olejków eterycznych podczas 6-miesięcznego okresu przechowywania obserwowali Chaliha i in. (2013). W doświadczeniu własnym największe straty olejku eterycznego zanotowano w przypadku ziela mięty pieprzowej, najmniejsze zaś u majeranku (rys. 1-3).
Niezależnie od czasu przechowywania ziół, największe obniżki zawartości olejku stwierdzono w przypadku surowca przechowywanego na pryzmach, luzem (po 3 miesiącach średnio
12 pkt %, po 6 m-cach – 23 pkt %, po 9 m-cach – 32 pkt %, zaś po roku 35 pkt %) – rys. 1-3. Najlepszym materiałem opakowaniowym okazały się szczelne opakowania szklane, gdzie straty zawartości olejków po roku przechowywania dochodziły do 17 pkt %. Niemal dwukrotnie większe obniżki zawartości ciał czynnych notowano w przypadku zastosowania worków jutowych oraz pojedynczych worków papierowych do przechowywania surowca, zatem w praktyce produkcyjnej powinny być eliminowane. Dość dobrym materiałem opakowaniowym, choć znacznie ustępującym opakowaniom szklanym, okazały się być worki z LPDP oraz wykonane z wielowarstwowego papieru (gdzie po roku przechowywania obniżki zawartości ciał czynnych dochodziły odpowiednio do 27 i 29 pkt %). Podobnie dość dużą przepuszczalność olejków eterycznych przez opakowania polietylenowe notowali Chaliha i in. (2013). Polietylen znany jest bowiem jako absorber lotnych substancji smakowo-zapachowych, zwłaszcza związków aldehydowych, ketonów, estrów i alkoholi (Sajilata i in. 2007; Forney 2008). Sorpcja i przenikanie składników surowców zielarskich przez materiał opakowaniowy zależą od ich właściwości. Polipropylen i polietylen, które są powszechnie używane w pakowaniu ziół, char
akteryzuje wysokie powinowactwo do związków lotnych ze względu na ich niepolarne właściwości, natomiast poliestry są bardziej polarne i dlatego przejawiają słabsze powinowactwo do substancji aromatycznych (Forney 2008). Natomiast pośrednie zmiany zawartości substancji aktywnych notowano w przypadku worków z PVC.
Wydaje się zatem, że stosowane dotychczas rodzaje opakowań surowców olejkodajnych nie posiadają wystarczających właściwości barierowych, które można byłoby zwiększyć stosując np. laminaty tworzyw sztucznych.
Badania wykazały, że stosowane do przechowywania surowców olejkodajnych popularne materiały opakowaniowe takie jak np. worki z tworzyw sztucznych czy papierowe niezbyt dobrze spełniają swoją funkcję. Podczas przechowywania ziół przez okres 12 miesięcy dochodzi do strat zawartości substancji aktywnych sięgających przeciętnie do ok. 30 pkt %. Dlatego też należy poszukiwać nowych, tanich materiałów opakowaniowych o lepszych właściwościach barierowych.
Literatura
1. Chaliha M., Cusack A., Curie M., Sultanbawa Y., Smith H. 2013. Effect of packaging materials and storage on major volatile compounds in three australian native herbs. J Agricultural and Ford Chemistry. 61, 5738-5745, dx. doi. org/10.1021/jf400845t
2. Elbanowska A. Suszenie i przechowywanie surowców zielarskich. Instytut Roślin i Przetworów Zielarskich, 1994
3. Farmakopea Polska IX, tom I. W-wa, 2011, ISBN 978-83-88157-78-3
4. Forney Ch. F. 2008. Flavour loss during postharvest handling and marketing of fresh-cut produce. Stewart Postharvest Review 3: 5, 1-10
5. Kołodziej B. 2010. Pakowanie i magazynowanie surowca. w: Uprawa ziół. Poradnik dla plantatorów. Pr. zb. pod red. B. Kołodziej, PWRiL, 83-84
6. Masand S., Madan S., Balian S. K. 2014. Modern cocept of storage and packaging of raw herbs used in Ayurveda. Int J Ayurveda Pharm 5: 2, 242-245
7. PN-A-86958: 1997 Przyprawy ziołowe. Majeranek
8. PN-85/R-87017 Surowce zielarskie. Ziele suszone
9. PN-ISO 948: 2001 Przyprawy. Pobieranie próbek
10. PN-91/R-87019 Surowce zielarskie. Pobieranie próbek i metody badań
11. PN-ISO 6754: 1999 Suszone ziele tymianku (Thymus vulgaris L.). Wymagania
12. PN-ISO 6571: 2001 Przyprawy i zioła. Oznaczanie zawartości olejku eterycznego
13. Sajilata MG, Savitha K, Singhal RS and Kanetkar VR. Scalping of flavors in packaged foods. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety 2007: 6: 17-35
