Použití manganistanu draselného a různých obalových materiálů k prodloužení skladovatelnosti jablek

Bc. Anna Cecoi

Master's thesis

The use of potassium permanganate and various packaging materials to extend the shelf life of apples

Abstract:

Souhrn Obalové materiály plní v potravinářském průmyslu důležitou roli. Marketing, distribuce, skladování, mikrobiologická a zdravotní nezávadnost patří mezi důležité faktory a funkce, na kterých se obaly podílejí. S ohledem na rizika spojená s infekcemi přenášenými potravinami, ale i na speciální požadavky spotřebitelů na kvalitní, čerstvé a nezávadné potraviny, dochází k inovacím v oblasti technologie balení potravin. Pro zajištění těchto požadavků je nutné znát chemické a fyzikální vlastnosti nejen obalů, ale i samotných potravin. Obaly musí splňovat i požadavky týkající se udržitelnosti a legislativní nařízení a limity. Jedním z řešení výše zmíněných požadavků jsou aktivní obaly. Na rozdíl od tradičních obalových systémů mohou být dle NAŘÍZENÍ KOMISE (ES) č. 450/2009 ze dne 29. května 2009 o aktivních a inteligentních materiálech a předmětech určených pro styk s potravinami, složky obalu záměrně uvolňovány do potravin či do vnitřního prostředí obalu. Aktivní obaly jsou založeny na zakomponování antioxidantů, antimikrobiálních látek, absorbentů vlhkosti, kyslíku či etylenu nebo látek pohlcujících pachy a příchutě. Literární rešerše nabízí přehled typů aktivních obalů, jejich výhody, nevýhody a využití v praxi. Mezi tyto aktivní obaly je řazen i absorbent etylenu. Dále byl také sledován vliv různých obalových materiálů na skladovatelnost jablek. Růst, klíčení či zrání a další fyziologické pochody u klimakterického ovoce, tedy i jablek jsou řízeny etylenem. Tento růstový hormon přispívá k rychlejšímu dozrávání plodů a tím limituje skladovatelnost. Nejčastěji využívanou látkou sloužící k absorpci etylenu je manganistan draselný, zakomponovaný do sáčků, které byly vloženy do obalů pro potraviny (Sadeghi et al. 2021). Tyto sáčky byly aplikovány v různých variantách obalových materiálů a byla sledována skladovatelnost jablek po dobu deseti týdnů. V sedmidenních intervalech byl zaznamenáván hmotnostní úbytek jednotlivých jablek ve všech variantách. Obalové materiály využity v praktické části jsou speciální inovativní pytle Zembag, kdy první variantou toho obalu je kombinace juty, netkané textilie a aluminiové folie, zatímco druhá varianta Zembagu je jen juta bez funkční vrstvy. Dalším materiálem je nízkohustotní polyetylen (LDPE) a varianta LDPE z recyklovaného materiálu, dále papír a plastová kuchyňská nádoba představující skladování při pokojové teplotě v domácích podmínkách. Na základě zaznamenaných dat hmotnostních úbytků byla provedena statistická analýza pro obecný lineární model odpovídající dvoufaktorové ANOVA s opakovaným měřením. Výsledkem bylo zamítnutí hypotézy, která uvádí, že manganistan draselný jako absorbent etylenu prodlouží skladovatelnost jablek. Ukázalo se, že vliv na kvalitu a skladovatelnost měly v tomto experimentu obalové materiály. Papírové obaly a kontrolní varianta misky zapříčinily vyšší hmotnostní ztráty a nepřijatelné senzorické změny. Plastové obaly vykazovaly nejvyšší množství vzorků jablek napadených plísněmi a hnilobami, avšak ostatní vzorky v plastových materiálech si zachovaly své vlastnosti jako barvu či pevnost po delší dobu skladování. Hypotéza, která tvrdí, že obalové materiály mají vliv na skladovatelnost jablek byla potvrzena.

Abstract:

Summay Packaging materials play an important role in the food industry. Marketing, distribution, storage, microbiological and health safety are among the important functions that food packaging provides. Due to increasing food-borne infections, as well as special consumer demands for quality, fresh and safe food, innovations in food packaging technology are taking place. In order to meet these requirements, it is necessary to know the chemical and physical properties not only of the packaging but also of the food itself. Packaging must also meet sustainability requirements and comply with legislative regulations and limits. One solution to the above requirements is active packaging. In contrast to traditional packaging systems, according to COMMISSION REGULATION (EC) No. 450/2009 of 29 May 2009 on active and intelligent materials and articles intended to come into contact with food, packaging components can be intentionally released into food or into the internal environment of the packaging. Active packaging is based on the incorporation of antioxidants, antimicrobials, moisture, oxygen or ethylene absorbers or odour and flavour absorbers. The literature search offers an overview of the types of active packaging, their advantages, disadvantages and practical applications. Among the active packaging that has been used subsequently in the experimental part is ethylene absorbent. The effect of different packaging materials on the storage life of apples was also investigated. Growth, germinating or ripening and other physiological processes in climacteric fruits such as apples are controlled by ethylene. This growth hormone contributes to faster ripening of the fruit and thus limits storage life. Potassium permanganate incorporated into bags that have been bagged for food packaging is the most commonly used substance used for ethylene absorption (Sadeghi et al. 2021). These sachets were applied in different packaging material variants and the shelf life of apples was monitored for ten weeks. The weight loss of individual apples in all variants was recorded at seven-day intervals. The packaging materials used in the practical part are special innovative zembags, where the first variant of this packaging is a combination of jute, non-woven fabric and aluminium foil, while the second variant of zembag is just jute without a functional layer. Another material is low-density polyethylene (LDPE) and a variant of LDPE made of recycled material, as well as paper and a plastic kitchen container representing storage at room temperature in domestic conditions. Based on the recorded weight loss data, statistical analysis was performed for a general linear model fitting a two-factor repeated measures ANOVA. The result was a rejection of the hypothesis that potassium permanganate as an ethylene absorber would extend the storage life of apples. It showed that packaging materials had an effect on quality and shelf life in this experiment. Paper packaging caused higher weight losses and unacceptable sensory changes. Plastic packaging showed the highest number of samples of apples affected by mould and rot, but the other samples retained their characteristics such as colour and strength over a longer storage period. The hypothesis that packaging materials have an effect on the storability of apples was confirmed.

Keywords

kvalita, mikroorganismy, riziko, obal, potraviny, antioxidant, aditiva, kontaminace

Keywords

antioxidant, contamination, food, risk, quality, additives, microorganisms, packaging

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 14. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Matěj Božik, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products