biotechnologia


 
 

Owies - zastosowania inne niż spożywcze

owies Użytkowanie owsa jako surowca przemysłowego znajduje się aktualnie na trzecim miejscu po zastosowaniach paszowych oraz spożywczych. Jednakże owies posiada unikalne własności, które stanowią olbrzymi potencjał do przemysłowego wykorzystania. Z nadejściem nowych technologii i procesów frakcjonowania składników owsa pojawiło się rosnące zainteresowanie nowatorskimi i nietypowymi zastosowaniami skrobi, białka, gum (nieskrobiowych frakcji zawierających β-glukan), oleju i frakcji łuski okrywowej. Wobec tak szerokiej gamy składników powstało wiele koncepcji nowych zastosowań oraz niestandardowych produktów. Przegląd ten dotyczy aktualnie istniejących i potencjalnych możliwości przemysłowego spożytkowania owsa i jego frakcji.

Popularny owies łuskowy tradycyjnie stosowany jest jako pasza dla zwierząt, podczas gdy owies bezłuskowy znajduje zastosowanie jako surowiec przemysłu spożywczego. Użycie owsa jako surowca przemysłowego jest mniej powszechne, lecz obecnie wzrasta świadomość zakresu potencjalnego zastosowania owsa jako surowca w wielu branżach produkcyjnych. Takie zastosowanie tego zboża nie jest rzeczą całkowicie nową, ale koloidalna mąka owsa tradycyjnie stosowana była bez dalszego przetwarzania. Zauważalny ostatnio wzrost zainteresowania owsem został spowodowany pojawieniem się nowych metod frakcjonowania owsa na części składowe, jak również rozszerzeniem późniejszych możliwości zastosowania poszczególnych składników. Wspomniany wzrost zainteresowania zbiegł się także z potęgującym się zapotrzebowaniem konsumenta na produkty pochodzenia naturalnego, a w szczególności roślinnego.

Spośród wielu gałęzi przemysłowych na szczególną uwagę zasługują przemysły kosmetyczny i farmaceutyczny, a następnie produkcja dodatków funkcjonalnych do żywności oraz inne.


Zastosowania kosmetyczne


Owies od dawna był popularnym składnikiem kosmetyków i środków czystości. Zawiesina płatków owsianych jest nieznacznie kwasowa w stosunku do ludzkiej skóry i czyści przez wchłanianie brudu bez podrażniania otaczających tkanek. W dodatku pozostawia ochronny film, który powstaje z tzw. gum czyli nieskrobiowych frakcji polisacharydowych i niewielkiej ilości oleju owsianego. Inne zastosowania w tej gałęzi przemysłu dotyczą użycia owsa jako dodatku do płynów kąpielowych usuwającego podrażnienia skóry, wykorzystanie go do leczenie świądu, egzemy, odry, ospy wietrznej i oparzeń słonecznych, mydle i w materiałach opatrunkowych przeznaczonych do twarzy. Opatentowano także preparaty stosowane do leczenia trądziku zawierające sproszkowany owies. W większości dawnych wyrobów handlowych używana była surowa mąka owsa i nawet do dzisiaj istnieją markowe produkty zwierające właśnie surową mąkę. Jednakże ostatnio, dzięki rozwinięciu się metod frakcjonowania i analizy, dowiedziono, że znacznie korzystniejsze jest stosowanie składników wyselekcjonowanych, pochodzących z rozdzielenia mąki owsianej.

β-glukan, główny komponent nieskrobiowej frakcji polisacharydowej owsa, wywołał duże zainteresowania z powodu podobieństwa swoich własności strukturalnych do własności kwasu hialuronowego, składnika pozyskiwanego się z kilku zwierzęcych źródeł takich jak grzebienie kurczaków czy ludzka pępowina. β-glukan ma mocno nawilżające właściwości, jak również uważa się, że w połączeniu z innymi składnikami przyczynia się do procesu gojenia się skóry. Z tego powodu znajduje on zastosowanie w śmietankach i płynach kosmetycznych, jak również rozwija się jego zastosowanie jako składnika mokrych chirurgicznych opatrunków.

Inne frakcje owsa również znajdują wykorzystanie w kosmetykach i środkach czystości. Ekstrakt z owsa wraz z innymi ekstraktami roślinnymi wchodzi w skład kremów z filtrem słonecznym, dowiedziono bowiem, że wykazuje on działanie blokujące wpływ promieniowania ultrafioletowego synergistycznie wraz z dwutlenkiem tytanu, który jest podstawowym składnikiem blokerów słonecznych, a dodatek ekstraktu z owsa w takich preparatach waha się od 0,1 – 2,0 %. Wśród innych produktów wymieniających jako składnik ekstrakt z owsa znajdują się lotiony do skóry, kremy chłodzące i szminki. Dowiedziono, że olej z owsa posiada wiele korzystnych dermatologicznie właściwości. Charakterystyczna dla niego zdolność częściowej redukcji peroksydacji lipidów skóry poddanej naświetlaniu promieniowaniem ultrafioletowym spowodowana jest dobroczynnym działaniem kwasu linolowego. Także mydło toaletowe zawierające olej owsiany posiada korzystne dla skóry własności.

Białka owsa, zarówno natywne jak i zhydrolizowane, zostały wykorzystane w kosmetykach i środkach czystości. Białka zhydrolizowane mają dodatkową zaletę jaką jest, większa niż mają natywne białka owsa, rozpuszczalność w wodzie. Na tych białkach oparte zostało szerokie spektrum dodatków kosmetycznych i preparatów toaletowych. Znalazły one zastosowanie jako składniki przejrzystych kosmetyków do pielęgnacji włosów i skóry. Zhydrolizowane białko owsa jest popularnym składnikiem w szamponach i odżywkach, zwłaszcza jako zamiennik dla białek pochodzenia zwierzęcego, gdyż udowodniony został jego pozytywny wpływ na odżywienie i odbudowę powłoki włosa, zapobieganie wysuszania się włosów i poprawę struktury włosa.

Wykorzystanie skrobi z owsa jest również bardzo rozmaite, należy do niego zamienne użycie skrobi w miejsce talku, z którym wiąże się różne niekorzystne dla zdrowia właściwości. W połączeniu z dodatkiem innej frakcji owsa skrobia używana jest jako puder do rękawiczek chirurgicznych, który oprócz zapewnienia gładkości posiada również właściwości niepodrażniania skóry.


Zastosowania farmakologiczne


Wiele składników owsa ma udowodnione właściwości prozdrowotne i może stanowić czynny składnik wielu leków. Właściwości obniżania poziomu cholesterolu charakterystyczne dla β-glukanu i tokoferoli zostały dobrze przebadane i obecnie produkty zawierające te składniki owsa mają prawnie określone pozwolenie na stosowanie takiej informacji na etykiecie. Opracowane zostały różne preparaty pochodzące np. z liści owsa, m. in. należy do nich ekstrakt o właściwościach stymulujących wydzielanie hormonów kory mózgowej, podwzgórza i przysadki mózgowej. Z kolei ekstrakt z całej rośliny wykazuje korzystny wpływ na zmniejszenie potrzeby palenia u pacjentów uzależnionych od nikotyny, stąd też powstał pomysł zastosowania prażonego owsa jako dodatku obniżającego poziom nikotyny w papierosach. Udokumentowano działanie wyciągu z zielonego owsa jako antagonisty morfiny, jak również korzystne jego oddziaływanie jako środka stosowanego zewnętrznie. Ekstrakt z łusek owsa wykazuje właściwości przeciwwydzielnicze oraz zapobiegające wrzodom żołądka u świń (chociaż ten sam efekt był nieobecny dla szczurów).

Właściwość łusek owsa, która może w przyszłości mieć potencjalne znaczenie jest fakt, że mogą one dostarczyć środka chroniącego przed próchnicą zębów. Właściwość ta została odkryta około 40 lat temu zarówno w testach in vitro jak i w eksperymentach na szczurach. Pomimo intensywnych badań składnik odpowiedzialny za tę właściwość nie został jednoznacznie określony, chociaż domniemywa się, iż jest on cząsteczką organiczną możliwą do wyekstrahowania zakwaszonym etanolem. Opracowano obszerne raporty dotyczące przeciwpróchniczych właściwości zbóż, jednakże do tej pory nie ma handlowych preparatów zawierających takie zbożowe substancje ochronne, prawdopodobnie dlatego, że nie istnieją klinicznie udowodnione przypadki ich prozdrowotnego działania.


Zastosowania jako składniki żywności funkcjonalnej


Kilka składników pochodzących z owsa może zostać wykorzystane w produktach spożywczych, bardziej jednak z powodu swoich właściwości funkcjonalnych niż wartości odżywczych.
Przeciwutleniające właściwości owsa są znane od lat, jednym z pierwszych rynkowo wprowadzonych produktów była specjalna mąka o udowodnionych właściwościach przeciwutleniających, która wykazywała działanie zarówno dodawana bezpośrednio do produktu jak również stanowiąc składnik materiały opakowaniowego w takich produktach jak mleko, mleko w proszku, masło, lody, olej rybi, oliwa z oliwek, boczek, smalec, mrożone ryby i wędliny.
Ostatnio ponownie pojawia się zainteresowania w obszarze zastosowania mąki owsa z powodu jej właściwości antyutleniających, jakkolwiek najwięcej badań skupionych jest na identyfikacji antyoksydacyjnego mechanizmu działania tej mąki. Najnowsze doniesienia dotyczą kwasów hydroksycynamonowych i związków pokrewnych. Surowy olej z owsa wykazuje wysokie stężenie α-tokoferoli i α-tokotrienoli, a obydwa te związki charakteryzują się własnościami przeciwutleniającymi. Zidentyfikowano około 24 przeciwutleniaczy, w tym estry glicerolowe takich kwasów jak hydroksycynamonowy, kofeinowy i ferulowy. Jednakże dopuszczenie do stosowania w żywności syntetycznych przeciwutleniaczy takich jak butylowany hydroksyanizol, butylowany hydroksytoluen czy galusan propylu wraz z wieloma innymi środkami zapobiegającymi utlenianiu tłuszczy spowodowało znaczne zmniejszenie zainteresowania naturalnymi antyutleniaczami jako dodatkami do żywności. Natomiast szerokie zastosowanie mogą znaleźć emulgatory pochodzące z owsa, jako że jedynym obecnie istniejącym naturalnym emulgatorem jest produkt otrzymywany z soi, który na dodatek posiada ograniczenia stosowania wynikające z właściwości fizycznych i charakterystyki sensorycznej. Owies natomiast zawiera bipolarne lipidy, które mogą zostać efektywnie wykorzystane w takich produktach jak masło, margaryna czy czekolada. Nieskrobiowe polisacharydy pochodzące z owsa posiadają duży potencjał użytkowy jako skuteczne zamienniki dla innych zagęstników i stabilizatorów, takich jak żelatyna czy alginian. Zaproponowane zostały już możliwości zastosowania ich w produkcji lodów, sosów i dresingów sałatkowych.
Istnieje także duże zainteresowanie zastosowaniem modyfikowanych białek owsa jako funkcjonalnych składników żywności. Białka te mają bardzo dobrą rozpuszczalność, własności emulgujące, wiążą tłuszcz i mają doskonałą pienistość.


Zastosowania w przemyśle chemicznym


Owies w produkcji lepiszcz stosowany jest w postaci łusek jako domieszka objętościowa w klejach używanych do produkcji sklejki. Istnieje również możliwość wykorzystania owsa jako surowca do produkcji klejów, gdzie głównym składnikiem wykazującym właściwości klejące jest skrobia. Skrobia owsiana stosowana jest także w przemyśle papierniczym jako łącznik włókien, który dodatkowo zapewnia wyjątkową gładkość powierzchni, ponieważ charakterystyka cząsteczek skrobi owsianej czyni ją idealną do takich zastosowań. Z przeprowadzonych badań wynikło, że właśnie skrobia pochodząca z owsa charakteryzuje się unikalnymi właściwościami w porównaniu do innych skrobi. Jakkolwiek nie istnieją przesłanki sugerujące, że opłacalne jest wydobywanie skrobi tylko i wyłącznie z owsa, to w sytuacji kiedy skrobia owsiana powstaje jako produkt uboczny, należałoby rozważyć możliwość jej zastosowania w produkcji klejów.

Łuski owsiane stanowią surowiec, z którego można otrzymać furfural i wiele jego związków pochodnych, jednakże ostatnio faktyczny popyt na furfural i inne furany przerósł dostępność łusek jako surowca. Oznaczało to konieczność zastosowania do jego produkcji innych surowców takich jak kolby kukurydzy, łuski ryżowe czy wytłoki trzciny cukrowej. W efekcie zapotrzebowania rozwinęła się w sposób znaczący gałąź przemysłu chemicznego, w której furfural i związki pochodne znalazły szerokie wykorzystanie. Do najważniejszych produktów otrzymywanych z furfuralu należą alkohol furfurylowy, alkohol tetrahydrofurfurylowy, furan, tetrahydrofuran i politetrametylenowy eter glikolu.
Przemysłowe zastosowanie furfuralu, mieszanin pochodnych i produktów ubocznych dotyczy ekstrakcji rozpuszczalnikowej ropy naftowej, przemysłu nylonowego, rozpuszczalników dla barwników, żywic, farb i lakierów, produkcji elastomerów i tworzyw termoplastycznych, produkcji fenolowych klejów do żywicy i klejów do sklejki, materiałów wybuchowych opartych na nadtlenku wodoru, składników zabezpieczających przed poślizgiem powierzchnie toczne, użycia jako substancja pomocnicza w filtrach w browarach, przy produkcji materiałów konstrukcyjnych i pulpy celulozowej.


Pozostałe zastosowania


Dla owsa znaleziono także wiele niecodziennych zastosowań jak na przykład jako surowiec do produkcji kociego żwirku sanitarnego. Dowiedziono bowiem, że białka obecne w owsie wiążą odchody kota formując bryłkę. Taka charakterystyka dotyczyła zresztą nie tylko łusek owsa, lecz również innych zbóż. Innym niestandardowym zastosowaniem była produkcja płynnego środka ułatwiającego wiercenie, w skład którego wchodziły mielone łuski owsa.

Duże zainteresowanie dotyczy zbóż jako surowców do produkcji biodegradowalnych plastików. Po konwersji skrobi do octanu wraz z innymi biodegradowalnymi wypełniaczami udało się wytworzyć odpowiednie tworzywo sztuczne. Również białka owsa znalazły nietypowe zastosowanie jako nośniki i środki o właściwościach kontrolowanego uwalniania substancji czynnych w chemikaliach służących do oprysków rolniczych. Wśród pozostałych rozmaitych metod spożytkowania owsa znajduje się hodowla drożdży, hodowla boczniaków, wytwarzanie białek pleśniowych, produkcja karboksylowych eterów ksylanu, zastosowanie jako wskaźniki toksyczności zanieczyszczonych detergentami wód czy produkcja ksylitolu.

Jeszcze inna możliwość, która wyewoluowała wraz ze wzrostem wiedzy i możliwości technologicznych, to otrzymywanie z owsa różnych enzymów, jednakże okazało się, że tylko lipaza jest obecna w takiej ilości, by opłacalne było jej wydobywanie.

Jak widać z przedstawionego powyżej krótkiego przeglądu – owies jest zbożem o wielu już odkrytych i, co więcej niż prawdopodobne, wielu jeszcze nieznanych właściwości o dużym potencjale handlowym.


Autor artykułu: dr inż. Joanna Harasym
Przedruk z: biorafinacja.pl


Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

77 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u