Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego INFORMACJA DOTYCZĄCA PRZEPROWADZONYCH BADAŃ I WSPÓŁPRACY UNIWERSYTETU PZRYRODNICZEGO Z ZAKŁADEM PRZETWÓRSTWA ZIÓŁ - FIRMĄ KRAUTEXW ramach projektu Wsparcia Regionalnej Sieci Współpracy, zgłoszonego przez przedsiębiorcę problemu nr 85,KOORDYNOWANEGO PRZEZ URZĄD MARSZAŁKOWSKI W LUBLINIE TEMAT PROJEKTU BADAWCZEGO Opracowania założeń techniczno-technologicznych procesu pozyskiwania olejków eterycznych z świeżo zbieranych korzeni kozłka już na etapie ich zbioru i miejsca wstępnego składowania.

2. FORMY I ZAKRES WSPÓŁPRACY I etap: a) spotkania i dyskusje obu zainteresowanych stron koordynowane przez Zespół pracowników Urzędu Marszałkowskiego w Lublinie. - dotyczyły doprecyzowania zgłoszonego problemu, - wypracowania organizacyjnych (podstawowych) form współpracy (miejsca i częstotliwości spotkań, sposobów komunikowania się i wymiany aktualnych informacji i problemów itp.), II etap: • spotkania i konsultacje organizowane w Urzędzie Marszałkowskim dotyczące bieżących relacji z prowadzonych badań i współpracy, III etap: • wymiana informacji i dyskusje dotyczące uzyskanych wyników badań i ich analizy, • spotkania wszystkich zainteresowanych stron odnośnie sporządzenia końcowego raportu z przeprowadzonych badań i współpracy oraz formy ich opracowania i ewentualnego wdrożenia do praktyki.

3. Wstęp Teren Lubelszczyzny to zagłębie upraw zielarskich, gdzie między innymi produkowane są duże ilości korzenia waleriany (kozłka lekarskiego). Po najczęściej mechanicznym zbiorze, rolnicy suszą korzenie (kłącza) w różnego typu suszarniach przy stosowaniu zróżnicowanych temperatur czynnika suszącego i pozostałych zmiennych warunków suszenia. W trakcie tego procesu, zwłaszcza prowadzonego w przy nieodpowiednich warunkach suszenia następują duże straty zawartych w kłączach kozłka olejków eterycznych i aktywnych substancji leczniczych. Wysuszone korzenie poddawane są procesowi ekstrakcji.

4. Problem badawczy Mając na względzie obniżenie strat cennych składników oraz oszczędności w zużywanej na suszenie energii powstała idea i konieczność opracowania metody ekstrakcji substancji czynnych z części zbieranych jesienią mokrych korzeni kozłka waleriany. Problem badawczy dotyczył propozycji opracowania założeń techniczno-technologicznych procesu pozyskiwania olejków eterycznych z świeżo zbieranych korzeni już na etapie ich zbioru i miejsca wstępnego składowania. Następnie zestawienie i opracowanie poszczególnych operacji technologicznych umożliwiających odzyskiwanie olejków z mokrych kłączy z pominięciem energochłonnego procesu ich suszenia.

5. Cel i zakres badań Głównym celem badań było udokumentowanie, w oparciu o przeprowadzone eksperymenty naukowe i analizy, czy możliwe jest uzyskanie, i w jakich ilościach (w porównaniu do kozłka suszonego) pozyskanie olejków eterycznych z mokrych, tuż po zbiorze korzeni kozłka lekarskiego. Dodatkowym zadaniem było określenie ilości najcenniejszych substancji biologicznych w postaci dwóch grup kwasów (acetoksywalerianowego i walerianowego), które zawarte są w wyekstrahowanym oleju z mokrych korzeni kozłka. Na podstawie analizy literatury i zgłoszonego problemu badawczego sformułowano następującą hipotezę roboczą: • H1. Zaproponowane sposoby przygotowania, przechowywania, a zwłaszcza suszenia kłączy kozłka lekarskiego mają wpływ i prowadzą do znacznych strat olejków eterycznych.

6. Metodyka i warunki badań Do badań wykorzystano świeżo zebrane kłącza z okolic Fajsławic. Próbki o wadze 1 kg, pakowano w foliowe worki strunowe i umieszczano w lodówce (tem. przechowywania +4oC) oraz w zamrażarce (tem. przechowywania - 20oC). Część próbek przeznaczonych do dłuższego przechowywania była pakowana próżniowo. Pozyskiwanie olejków eterycznych z przechowywanych w warunkach chłodniczych kłączy prowadzono w 2 - tygodniowych odstępach czasowych. Drugą partię surowca stanowiły próbki suszone w dwu różnych czasach oraz zróżnicowanych warunkach suszenia konwekcyjnego. Proces pozyskiwania olejków realizowano poprzez zastosowanie destylacji z parą wodną, wykorzystując zestaw aparatów Derynga. Określenie zawartości olejków eterycznych oraz zawartych w nich kwasów przeprowadzono w certyfikowanym laboratorium CLA Parku Technologicznego w Lublinie.

7. Przebieg wykonania usługi badawczo – rozwojowej Badania przeprowadzono w laboratoriach Katedry Inżynierii i Maszyn Spożywczych Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, przy ścisłej współpracy z Kierownictwem i pracownikami laboratorium przyzakładowego Firmy Krautex. Analizy chemiczne zlecone zostały certyfikowanemu laboratorium CLA w Lublinie. Badania przeprowadzono w okresie od 30.09. 2012r. do 01.03.2013r. Ilość powtórzeń dla każdej próby wynosiła n=3. W trakcie prowadzonych badań odbywały się liczne spotkania robocze z Dyrekcją i pracownikami Firmy KRAUTEX.

8. Wyniki badań i ich analiza Rys. 1. Zawartość olejków eterycznych w kozłku lekarskim poddanym różnym rodzajom obróbki wstępnej: A1- surowiec świeży, A2- surowiec suszony w temperaturze 36C przez czas 120h, A3- surowiec suszony w temperaturze 50 C przez czas 90h, A4- surowiec mrożony.

9. Wyniki badań i ich analiza Rys. 2. Zawartość olejków eterycznych w kozłku lekarskim poddanym różnym rodzajom obróbki wstępnej po przeliczeniu na 100g surowca świeżego: A1- surowiec świeży, A2- surowiec suszony w temperaturze 36C przez czas 120h, A3- surowiec suszony w temperaturze 50C przez czas 90h, A4- surowiec mrożony

10. Wyniki badań i ich analizaTabela 1. Skład olejków eterycznych otrzymanych z kozłka lekarskiego poddanego różnym rodzajom obróbki wstępnej: A1- surowiec świeży, A2- surowiec suszony w temperaturze 36C przez czas 120h, A3- surowiec suszony w temperaturze 50C przez czas 90h, A4- surowiec mrożony

11. Wyniki badań i ich analizaTabela 1. c.d. Skład olejków eterycznych otrzymanych z kozłka lekarskiego poddanego różnym rodzajom obróbki wstępnej: A1- surowiec świeży, A2- surowiec suszony w temperaturze 36C przez czas 120h, A3- surowiec suszony w temperaturze 50C przez czas 90h, A4- surowiec mrożony

12. Wyniki badań i ich analiza Rys. 3. Sumaryczna zawartość kwasów seskwiterpenowych w kozłku lekarskim poddanym różnym rodzajom obróbki wstępnej: A1- surowiec świeży, A2- surowiec suszony w temperaturze 36C przez czas 120h, A3- surowiec suszony w temperaturze 50C przez czas 90h, A4- surowiec mrożony

13. Wyniki badań i ich analiza Rys. 4. Sumaryczna zawartość kwasów seskwiterpenowych w kozłku lekarskim poddanym różnym rodzajom obróbki wstępnej po przeliczeniu na 100g surowca świeżego: A1- surowiec świeży, A2- surowiec suszony w temperaturze 36C przez czas 120h, A3- surowiec suszony w temperaturze 50C przez czas 90h, A4- surowiec mrożony

14. Wnioski • Uzyskane wyniki badań i ich analiza wykazały, że istnieje możliwość pozyskiwania olejków eterycznych ze świeżych korzeni kozłka lekarskiego. • Wyniki badań potwierdziły hipotezę roboczą, wskazującą, że podczas suszenia kozłka lekarskiego w różnych warunkach czasowo-temperaturowych dochodzi do znacznych strat olejków eterycznych, przy czym ubytek olejków eterycznych rośnie wraz z temperaturą, jak i czasem suszenia. • Skutecznym sposobem na ograniczenie strat olejków eterycznych jest poddanie korzeni kozłka lekarskiego procesowi zamrażania. Uzyskane wydajności olejków eterycznych ze świeżych, jak i mrożonych korzeni kozłka w przeliczeniu na 100g świeżego surowca są znacznie wyższe od wydajności otrzymanych z surowca suszonego. • Skład chemiczny olejków eterycznych pozyskanych z surowca poddanego różnym rodzajom obróbki wstępnej pozostaje bez zmian (tab.1).

15. Wnioski • Uzyskane wyniki badań potwierdzają celowość opracowania technologii umożliwiającej pozyskiwanie olejków eterycznych ze świeżego kozłka lekarskiego. • Opracowany projekt pozyskiwania olejków eterycznych z mokrych kłączy kozłka obejmuje propozycję wykorzystania niekonwencjonalnych i nie stosowanych dotąd operacji i procesów technologicznych, które w większości mogą być realizowane w warunkach gospodarstwa rolniczego. • Główne założenie projektu ukierunkowane zostało na obniżenie energochłonności procesów przygotowawczych, głównie suszenia. To wpływa na obniżenie ogólnych kosztów ponoszonych na tym etapie produkcji.

16. Wytyczne dotyczące nowatorskiej propozycji technologii pozyskiwania olejów eterycznych z mokrych kłączy kozłka lekarskiego. Zaproponowana metoda i schemat linii technologicznej obejmuje przerób mokrych kłączy kozłka w warunkach gospodarstw specjalizujących się w polowej uprawie tego zioła. Jednym z założeń projektu jest obniżenie energochłonności procesów przygotowawczych, głównie suszenia i tym samym obniżenie ogólnych kosztów ponoszonych na tym etapie produkcji. Zakłada się, iż 20-30% mokrych korzeni kozłka powinno być poddane przerobowi w warunkach gospodarstwa rolniczego.

17. Wybrane pozycje literatury: • Alibas I., 2010. Determination of drying parameters,ascorbic acid contents and color characteristic sof nettle leaves during microwave-, air- and combined microwave-air-drying. J. Food Process Engin. 33, 213–233. • Arabhosseini A., Huisman W., Van Boxtel A., Müller J. 2007. Long-term effects of drying conditions on the essential oil and color of tarragon leaves during storage. J. Food Engin. 79, 561–566. • Arslan D., Özcan M. M., Okyay Mengeş H., 2010. Evaluation of drying methods with respect to drying parameters, some nutritional and colour characteristics of peppermint (Mentha x iperita L.). Energy Convers. Manag. 51, 2769–2775. • Bandoniene D., Venskutonis P. R., Gruzdiene D., Murkovic M., 2002. Antioxidative activity of sage (Salvia officinalis L.), savory (Satureja hortensis L.) and borage (Borago officinalis L.) extracts in rapeseed oil. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 5, 286–292. • Bandyopadhyay M., Chakraborty R., Raychaudhuri U., 2007. Incorporation of herbs into sandesh, an Indian sweet dairy product, as a source of natural antioxidants. Intern. J. Dairy Technol. 3, 228–233. • Calvo-Irabien L. M., Yam-Puc J. A., Dzib G., Escalante- Erosa F., Peña-Rodriguez L. M., 2009. Effect of postharvest drying on the composition of Mexican oregano (Lippia graveolens) essential oil. J. Herbs Spices Med. Plants 15, 281–287. • Capecka E., Mareczek A., Leja M., 2005. Antioxidant activity of fresh and dry herbs of some Lamiaceae species. Food Chem. 93, 223–226. • Czapski J., Mikołajczyk K., 2007. Czynniki wpływające na zawartość przeciwutleniaczy w surowcach roślinnych. [W:] Przeciwutleniacze w żywności. Aspekty zdrowotne, technologiczne, molekularne i analityczne. Grajek W. (red.). Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 209–216. • Dąbrowska K.J.: Wielka księga perfum. Warszawa: Wydawnictwo książkowe „Twój Styl”, 1998. • Daly T., Jiwan M. A., O’Brien N. M., Aherne S. A., 2010. Carotenoid content of ommonly consumed herbs and assessment of their bioaccessibility using an in vitro digestion model. Plant Foods Human Nutr. 65, 164–169.

18. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego INFORMACJA DOTYCZĄCA PRZEPROWADZONYCH BADAŃ I WSPÓŁPRACY Z ZAKŁADEM PRZETWÓRSTWA ZIÓŁ DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ