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Jun 28, 2023

Passionsfrucht liefert einen hohen antioxidativen Inhaltsstoff für stabile essbare Lebensmittelüberzüge

14. November 2022 von

14. November 2022

von der Universität Johannesburg

Untersuchungen der Universität Johannesburg zeigen, dass der hohe Gehalt an Antioxidantien und Polyphenolen in Passionsfruchtschalen ein erhebliches Potenzial für die Konservierung frischer Früchte und frischer Stücke in einer essbaren Lebensmittelhülle aufweist. Eine solche Beschichtung kann Verderb und Plastikverpackungen in Lieferketten reduzieren.

Die Forscher extrahierten, mikroverkapselte, gefriergetrocknete und pulverisierte Passionsfruchtschalen (Passiflora edulis Sims) von einem Biobauernhof. Diese Sorte ist für ihren medizinischen Wert bekannt. Weltweit werden vor allem Passionsfrüchte zur Gewinnung konzentrierter Säfte angebaut.

Ihre metabolischen und anderen Analysen in Antioxidantien zeigen, dass die Pulver die Eigenschaften haben, die für eine hochwertige, stabile, essbare Lebensmittelbeschichtung erforderlich sind. Die Pulver können auch funktionelle Inhaltsstoffe in natürlichen Lebensmittelzusatzstoffen sein.

Wenn frische Produkte in Plastik verpackt werden, entsteht durch das Plastik eine „Mikroatmosphäre“, sagt Prof. Olaniyi Fawole von der Universität Johannesburg. Und das bremst die Auswirkungen von Sauerstoff auf die Produkte.

„Sauerstoff ist der Bösewicht, er verursacht einen großen biochemischen Abbau. Deshalb wollen wir den Sauerstoff, der an die Produkte gelangt, begrenzen. Und wir wollen auch die Austrocknung begrenzen. Essbare Lebensmittelbeschichtungen können möglicherweise sowohl die Sauerstoff- als auch die Austrocknungsprobleme in der Lebensmittelindustrie lösen.“ Kühlkette“, fügt er hinzu.

„Wenn Sie das Produkt beschichten, reduzieren Sie die Beeinträchtigung durch eine Atmosphäre mit hohem Sauerstoffgehalt, da es eine Barriere gibt. Eine Austrocknung wird verhindert, da die Beschichtung die Feuchtigkeit im Inneren hält“, sagt Fawole.

Eine solche Beschichtung muss jedoch einen hohen Gehalt an Antioxidantien aufweisen, um den Verderb durch Oxidation zu verhindern, und sollte außerdem antimikrobielle Wirkstoffe enthalten. Eine essbare Beschichtung sollte die Farbe, das Aussehen oder den Geschmack des Produkts nicht beeinträchtigen.

Frische Schnitte frischer Früchte, die noch schneller verderben als ganze Früchte und weitaus mehr Mikroben und Austrocknung ausgesetzt sind, können von einer solchen Beschichtung noch mehr profitieren.

Durch den Mikroverkapselungsprozess blieb der hohe Gehalt an Antioxidantien und Polyphenolen in den Passionsfruchtschalen erhalten. Dies ist von Bedeutung, da Antioxidantien und andere bioaktive Verbindungen durch industrielle Prozesse, pH-Wert, hohe Lagertemperatur, Sauerstoff, Licht, Lösungsmittel und Metallionen leicht zerstört werden.

Die Forscher verwendeten einen von drei Trägern für die Mikroverkapselung: Gummi arabicum (GA), Maltodextrin (MT) oder Wachsstärke (WS). Als sie die Verkapselungseffizienz (EE) der drei Träger maßen, stellten sie EE-Werte zwischen 82,64 und 87,18 % fest. Dies weist darauf hin, dass Antioxidantien und Polyphenole in den Mikrokapseln der beschichteten Pulverpartikel gut konserviert sein sollten.

Anschließend analysierten sie jedes eingekapselte Pulver der Reihe nach auf Antioxidantien und Polyphenolgehalt.

Phytochemikalien wie Polyphenole sind in Pflanzen zahlreich vorhanden und keine einzelne Analyse kann den Antioxidantiengehalt der Pulver beschreiben. Stattdessen zeigten die Forscher anhand zweier Analysen, inwieweit der Verkapselungsprozess die antioxidative Aktivität der in den Mikropartikeln enthaltenen bioaktiven Verbindungen beeinflusste.

Die erste DPPH-Radikalfängeraktivität zeigte, dass alle drei Träger 45,85 bis 51,29 mM Trolox-Äquivalent (TE)/g DM (WS) besaßen.

Die zweite, Eisen-reduzierende Antioxidationskraft (FRAP), zeigte, dass die Träger 32,30–37,47 mM TE/g TS besaßen.

Trolox ist ein synthetisches wasserlösliches Antioxidans und wurde als Standardantioxidans für diese Antioxidanstests verwendet.

Es gibt eine Tendenz zu Alternativen zu synthetischen Antioxidantien, da deren Sicherheit von den Verbrauchern in Frage gestellt werden könnte.

„Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die verkapselten Pulver eine praktikable Alternative zu synthetischen Antioxidantien sein könnten und wertvolle Eigenschaften wie Anti-Bräunungs- und Anti-Seneszenz-Verhalten bieten können. Sie bieten außerdem den zusätzlichen Vorteil, dass sie essbar sind“, sagt Fawole.

Um herauszufinden, welche Polyphenole in den mikroverkapselten Pulvern vorhanden sind, führten die Forscher metabolische Analysen mithilfe der Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) durch.

Kommerziell wichtige Polyphenole, die in den mikroverkapselten Pulvern in nützlichen Mengen konserviert sind, sind Vanillinsäureglucosid, Quercetin, Zitronensäure, Gluconsäure und Kaffeesäure.

„Eine essbare Beschichtung oder ein natürliches Lebensmittelkonservierungsmittel mag wirksam sein, aber wenn der Rohstoff nicht stabil ist, ist es nutzlos. Wenn es beispielsweise hygroskopisch ist, also Feuchtigkeit aufnimmt, ist es nicht für Anwendungen im industriellen Maßstab geeignet“, sagt Fawole .

„Diese mikroverkapselten Pulver sind für alle drei Träger nicht hygroskopisch. Wenn sie gut verpackt und kühl und trocken gelagert werden, sollten sie bis zu sechs Monate haltbar sein. Sie können auch einen Behälter öffnen, verwenden, was Sie brauchen, und ihn verschließen.“ Der Behälter bleibt stabil, der Rest bleibt stabil. Es ist nicht nötig, den Inhalt eines ganzen Behälters auf einmal zu verbrauchen.“

Insgesamt deuten die detaillierten Laborergebnisse darauf hin, dass mikroverkapselte Pulver aus Passionsfruchtschalen sich hervorragend als Wirkstoff in essbaren Lebensmittelüberzügen und natürlichen Lebensmittelzusatzstoffen, insbesondere für „nackte“ frische Früchte und Frischschnitte, eignen.

Mehr Informationen: Gift Kabelo Kobo et al, Micro-Encapsulation of Phytochemicals in Passion Fruit Peel Waste Produced on a Organic Farm: Effect of Carriers on the Quality of Encapsulated Powders and Potential for Value Added, Antioxidants (2022). DOI: 10.3390/antiox11081579

Zur Verfügung gestellt von der Universität Johannesburg