W1

BIOLOGICZNIE AKTYWNE SUBSTANCJE WYSTĘPUJĄCE W OWOCACH I WARZYWACH

Najnowsza piramida:

• codziennie jedz co najmniej 5 porcji produktów zbożowych. Zawarta w nich skrobia dostarcza energii mięśniom, a błonnik reguluje pracę jelit.

• 4 porcje warzyw i 3 owoców

• 2 szklanki mleka dziennie - odpowiednia ilość Ca i białka

• 1 porcja ryb, grochu, fasoli lub mięsa - odpowiednia ilość pełnowartościowego białka

Warzywa i owoce jako źródło:

• witamin

• błonnika

• soli mineralnych

• związków biologicznie czynnych (polifenole, karotenoidy, kumaryny, terpeny)

wpływ:

• regulacja czynności przewodu pokarmowego (suszone śliwki)

• diuretyki (banany)

• działanie przeciwbakteryjne (czosnek)

• obniżanie poziomu cholesterolu we krwi oraz obniżanie ciśnienia krwi- czosnek

• wpływ na perystaltykę jelit

• zapobieganie zakażenia pęcherza i dróg moczowych

• zwiększają odporność immunologiczną

• działanie przeciwnowotworowe (pomidory, czosnek)

• zmniejszają ryzyko chorób układu krążenia

Wg WHO spożycie owoców i warzyw > 500g/ dziennie obniża nowotwory przewodu pokarmowego ok. 50%

	błonnik pokarmowy				probiotyki i prebiotyki
witaminy (a, c, e)		ŻYWNOŚĆ					ligniny
lipidy											flawonoidy
sterole											selen, wapń
		białko, peptydy			oligosacharydy

NATURALNE SUBSTANCJE NIEODŻYWCZE (NSN)

Nie mają dla człowieka właściwości odżywczych. Znajdują się one w roślinach zazwyczaj w niewielkich ilościach, a wpływają na organizm człowieka przeciwbakteryjnie, przeciwutleniająco, regulują przemianę materii i zwiększają odporność.

Do NSN zaliczamy:

• związki fenolowe (kw. fenolowe, flawonoidy)

• terpenoidy (monoterpeny, saponiny, karotenoidy)

• związki azotowe (alkaloidy, aminy, aminokwasy niebiałkowe, glikozydy, glikozynolany)

• związki zapasowe roślin (fosforany inozytolu i oligosacharydy).

Substancja biologicznie czynne może być:

• składnikiem naturalnym wywodzącym się z surowca (najczęściej roślin) wówczas jej udział w diecie reguluje się poprzez odpowiedni zestaw potraw

• dodatkiem do żywności wprowadzonym w określonych celach i wielkościach - substancje wyodrębnione na drodze syntezy chemicznej a nawet modyfikacji genetycznych.

Naturalne składniki biologicznie aktywne - potencjalne dodatki do żywności:

• β-karoten (E160a) - naturalny przeciwutleniacz, przeciwdziała powstawaniu nowotworów, wzmacnia system immunologiczny

• likopen (E160d) - karotenoid skórki pomidorów, czynnik zmniejszający ryzyko różnych form nowotworów (prostaty, przewodu pokarmowego). Aktywność likopenu większa niż β-karotenu

• tokoferole (E306) - jako przeciwutleniacz może zapobiegać łączeniu się cholesterolu z lipoproteinami o niskiej gęstości (LDL)

• antocyjany, glikozydy, antocyjanidy- występują w skórkach czarnych winogron, kwiatów hibiskusa, czerwonej kapuście. Neutralizują wolne rodniki, opóźniają procesy starzenia utraty pamięci, zręczności motorycznej

• pirogroniany - stabilizowanie postaci kwasu pirogronowego (owoce, warzywa, sery). Przyspieszają produkcję energii i lepsze jej wykorzystanie przez organizm

• polifenole- herbata czarna i zielona, czerwone winogrona,. Wykazują działanie przeciwutleniające i przeciwnowotworowe, hamują rozwój bakterii i wirusów. Galusan epigallaktechiny obniża ryzyko raka (skóra, płuca, żołądek) u myszy. Katechiny herbaty zmniejszają ryzyko raka, polepszają stosunek HDL/LDL

• kwas foliowy - (szpinak, kalafiory) - brak w diecie u kobiet ciężarnych zwiększa ryzyko wady cewy moczowej i rozszczepu kręgosłupa u noworodków. W USA od 1.01.98r wzbogaca się produkty zbożowe w kwas foliowy od 0,94 do 3,08 mg/kg.

• Izoflawony (soja) - obniżają ryzyko chorób serca oraz rozwoju różnego rodzaju nowotworów (piersi, płuc, prostaty). Fitoestrogeny - blokują działania enzymów istotnych w rozwoju nowotworów.

• Związki siarkowe (czosnek) - zapobiegają rozwojowi niektórych bakterii i grzybów, zawałom, wzmacniając system immunologiczny, chronią przed nowotworami.

Potencjał mechanizmu antykarcerogennego

działanie niektórych BANS

Izoflawony	→	Soja i inne	→	↑/↓ aktywność estrogenów
						→	↑ aktywność izomerazy

Rośliny hamujące procesy nowotworowe:

Czosnek, Kapusta, Lukrecja, Soja ,Imbir; Cebula - Herbata - Kurkuma

Owoce cytrusowe; Pszenica - Len - Ryż

FLAWONOIDY

(izoflawony, flawonole, antocyjany, katechiny)

Źródło: warzywa (cebula, brokuły, pomidory); owoce (pomarańcze, jagody, czarne i czerwone porzeczki, aronia, ciemne winogrona); czerwone wino; herbata

		POLIFENOLE
		↓
		ZWIĄZKI FENOLOWE
		↓							↓
	KWASY FENOLOWE -pochodne kw.benzoesowego i cynamonowego							FLAWONOIDY Antocyjany, flawonole, flawanole, izoflawony

PODZIAŁ POLIFENOLI:

• kwasy organiczne: pochodne kwasu dihydroksybenzoesowego i kwasu dihydroksycynamonowego

• pochodne flawonu (katechina, leukocyjanidenol, leukoantocyjanidyny) oraz flawonoidy (kwercetyna, myrycetyna)

• pochodne stilbenu

• produkty polimeryzacji pochodnych flawanu

Forma: występują jako wolne aglikony lub połączone z cukrami jako glikozydy.

Związki fenolowe - oddziaływanie:

• erdukowanie nadtlenków

• zapobieganie reakcji powodowanych przez tlen singletowy

• hamowanie aktywności enzymów utleniających

• chelatowanie metali prooksydacyjnych

• blokowanie wolnych rodników

Sposoby przerywania łańcucha reakcji wolnorodnikowych:

• bezpośrednia reakcja z wolnymi rodnikami

• zmiatanie wolnych rodników

• nasilenie dysmutacji wolnych rodników do związków o znacznie mniejszej reaktywności

• hamowanie metali prooksydacyjnych

• hamowanie lub wzmacnianie działania wielu enzymów

• zapobieganie tworzenia reaktywnych form tlenu (hamowanie enzymów je generujących, lipooksygenazy, cyklooksygenazy, oksydazy ksantynowej.

Polifenole zielonej herbaty:

• flawonole (30% katechina) i ich glikozydy

• depsydy (kwas chlorogenowy)

• teogalina (kwas 3-galoilochinowy)

Polifenole wina:

• kwasy fenolowe (kumarynowy, cynamonowy, kawowy, gentyzynowy, ferulowy, waniliowy)

• flawonoidy (katechina epikatechina, kwercetyna)

• polifenol pochodny stilbenu - resweratrol

FLAWONY I FLAWONOLE

400 glikozydów flawonoli
80 glikozydy kwercetyny
60% spożywanych flawonoidów

Działanie:

• blokują rodniki nadtlenkowe

• wykazują zdolność chelatowania jonów metali

Źródła: cebula czerwona 117,4 - 1917 mg/kg; szalotka, cebula o brązowej suchej łusce 54,3-1187 mg/kg.

Flawonole obecne w warzywach i owocach: kwercetyna, kampferol, myrycetyna.

ANTOCYJANY

Pochodne kationu flawyliowego-2-fenylobenzopiryliowego

• aglikony - antocyjanidyny

• glikozydy - antocyjaniny

• rozpuszczalne w wodzie barwniki

• nadają barwę czerwoną, fioletową lub niebieską owocom i warzywom

• w naturze występują w postaci glikozydów zbudowanych z części fenolowej - algikonu i reszty cukrowej

• składnik cukrowy - fruktoza, galaktoza

• kwas solny - (hydroliza) cukry i antocyjanidyny

• owoce i warzywa - forma nieacylowana - mniej stabilna

• źródła: czereśnie 350-450 mg/100g, borówki, winogrona czerwone, porzeczki czarne

TANINY

Polifenole o masie cząsteczkowej 30-20000 - grupa związków zbudowana z 5-7 pierścieni aromatycznych, zawierających 12-16 grup fenolowych.

		TANINY
		↓							↓
	PROANTOCYJANIDYNY Toaminy skondensowane, niehydrolizujące							Estry kwasu galusowego i jego pochodnych, taniny hydrolizujące

Źródła: herbata, orzechy, owoce, warzywa, nasiona strączkowe, zioła, zboża.

GLUKOZYNOLANY (GLS) (i produkty ich hydrolizy)

Są tioglikozydami, których składnikiem cukrowym jest β-(D) glukoza

GLUKOZYNOLANY

↓

↓

↓

Alifatyczne: Pochodne metioniny

Arylowe: Pochodne fenyloalaniny lub tyrozyny

Indolowe: Pochodne tryptofanu

Źródło - warzywa krzyżowe: czarna rzodkiew, jarmuż, brokuł, rzeżucha, kapusta biała, czerwona, włoska, brukselka, kalafior, kalarepa.

Działanie

• przeciwnowotworowe

• produkty hydrolizy GLS - izotiocyjaniny i związki indolowe

• właściwości przeciw żywieniowe - wole endemiczne (niedoczynność tarczycy)FOSFORANY INOZYTOLU

To związki zbudowane z cząsteczki myo-inozytolu, w której grupy wodorotlenowe są zestryfikowane kwasem fosforanowym.

W zależności od ilości reszt kwasu fosforowego występują mono-, di-, tri-, tetra-, penta- i heksafosforany inozytolu.

Heksafosforan inozytolu = kwas fitynowy = fityna

Źródło: nasiona strączkowe: fasola, groch, łubin, soczewica, bobik;

nasiona oleiste i zboża- soja, rzepak, słonecznik, pszenica, owies, żyto, gryka.

Działanie:

• hamowanie rozwoju raka jelita grubego

• właściwości przeciwutleniające

• chelatowanie składników mineralnych (jony żelaza)

KAROTENOIDY

• karoteny - „czyste” węglowodory nie zawierające atomów tlenu: β-karoten, α-karoten, likopen, γ-karoten, ζ-karoten

• ksantofile - cząsteczki zawierające atomów tlenu w postaci grup hydroksylowych, karboksylowych, epoksylowych

• luteina

Źródła:

• produkty mleczne: mleko, masło, ser, lody

• owoce morza: ryby, skorupiaki

• owoce: pomarańcza, ananas, winogrona, figi, mango, nektarynki, truskawki, arbuz

• warzywa: marchew, szparagi, słodkie ziemniaki, pomidory

• inne: olej palmowy, żółtko jaja

OLIGOSACHARYDY

Z rodziny rafinozy (α-galaktozydy) - zbudowane są z łańcucha cukrowego, w którym do cząsteczki sacharozy przyłączone są wiązaniami α-1,6-glikozydowymi od 1 do 4 cząsteczek glukozy.

FRUKTANY

• rozpuszczalne w wodzie którtko- i długołańcuchowe polisacharydy, których podstawową jednostką budulcową stanowi fruktoza.

Źródło: w jadalnych częściach roślin, bulwy, korzenie, liście.

Właściwości:

• stabilne w obojętnych roztworach

• odporne na działanie wysokich temperatur

• inulina i lewan - są długołańcuchowe.

INULINA

Węglowodan zapasowy wielu roślin z rodziny Campositae i Liliacae, występujący w największej ilości w cykorii (15-20%)

• poszczególne cząstki fruktozy (20-50 reszt fruktopiranozowych) w inulinie są połączone wiązaniem β-1,2-glikozydowym, a na końcu każdego łańcucha znajduje się cząsteczka glukozy, posiadają właściwości redukujące.

Rola inuliny:

• nie jest wchłaniana w organizmie człowieka

• stymuluje wzrost mikroflory w jelicie grubym

• posiada zdolność wiązania wody, przez co zwiększa objętość treści pokarmowej

• wiąże cholesterol i kwasy żółciowe

• hipoglikemicznie działanie

• ↑ absorpcję wapnia, magnezu i żelaza

• ↓ ryzyko występowania nowotworów okrężnicy i polipów jelita grubego

Zastosowanie:

• zamiennik cukru w czekoladach

• zamiennik tłuszczu w produktach mlecznych

• polepsza jakość musów

• polepsza jakość serów o obniżonej zawartości tłuszczu

FITOESTROGENY- izoflawony soi

• zawartość - 589-3810 mg/kg

• β-D-glukozydy

• genistyna

• daidzyna

• glicytyna

• inne

• odpowiadające im aglikony

• genisteina

• daidzyeina

• glicyteina

Powstają dopiero w trakcie procesów technologicznych, pod wpływem obróbki termicznej lub podczas fermentacji.

Działanie:

• przeciwutleniające

• przeciwnowotworowe

• aktywność estrogenowa

ligniny głównie w nasionach lnu.

Źródło błonnika:

• ziarna zbóż

• otręby

• warzywa

• owoce

• nasiona roślin strączkowych

• skrobia oporna

			KLASYFIKACJA WŁÓKNA POKARMOWEGO
			↓		↓
POLISACHARYDY NIESKROBIOWE					LIGNINA
↓			↓
POLISACHARYDY NIECELULOZOWE			CELULOZA
↓
Arabinoksylany Β-glukany Arabinogalaktany Arabany Kwasy uronowe

Właściwości funkcjonalne błonnika pokarmowego:

• zdolność do wiązania wody

• zdolność do wymiany kationów

• adsorpcja kwasów żółciowych

• oddziaływanie na absorpcję lipidów przez wiązania cholesterolu

• wiązanie jonów metali

efekty fizjologiczne oddziaływania błonnika pokarmowego:

• zwolnienie opróżniania żołądka

• obniżanie stężenia glukozy we krwi

• pobudzanie perystaltyki jelit

• zwiększenie masy stolca

PREBIOTYKI

Składniki żywności, które nie są trawione i korzystnie wpływają na organizm gospodarza poprzez selektywną stymulację wzrostu i aktywności jednego lub niewielkiej liczby gatunków bakteryjnych w okrężnicy co powoduje poprawę jego zdrowia.

Właściwości prebiotyków:

• nie mogą ulegać hydrolizie ani wchłanianiu w jelicie cienkim

• powinny stanowić selektywny substrat dla jednego lub ograniczonej liczby pasożytniczych gatunków bakteryjnych bytujących w okrężnicy

• powinny stymulować rozwój korzystny dla zdrowia flory przewodu pokarmowego

do prebiotyków należa:

• oligosacharydy

• fruktooligosacharydy

• oligosacharydy sojowe

• izomaltooligosacharydy

• ksylooligosacharydy

galaktooligosacharydy

WYKŁAD 2 dr hab. Alicja Kawka 14.02.07

Temat : Współczesne trendy w piekarstwie.

Światowa produkcja zbóż 2000r.: 584 mln ton pszenica

594 mln ton kukurydza

594 mln ton ryż

132 mln ton jęczmień

132 mln ton żyto

26 mln ton owies

Produkcja zbóż w Polsce w mln ton :

Pszenica - największe 8,8- 1996-2000r

Żyto 8,2- 1991-1995r to są zboża chlebowe, które

wykazują tendencje wzrostowe

Jęczmień 8,0- 1990-1986r

Owies to są zboża niechlebowe, które

Wykazują tendencje spadkowe

Zboża i produkty zbożowe :

• najważniejsze pożywienie człowieka- sacharydy, białka, lipidy

• 50% zapotrzebowania kalorycznego

• 50% zapotrzebowania na białko

Spożycie przetworów zbożowych w gospodarstwach domowych w kg/m-c

	1999	2004
ogółem	11,08	8,68
pieczywo	7,85	6,08
makaron	0,25	0,38
inne	0,42	0,62

Pieczywo - stanowi ok. 70% w ogólnej mierze produktów zbożowych.

Wartość odżywcza- dąży się do poprawy wartości odżywczej pieczywa.

Struktura produkcji pieczywa

	Polska	Niemcy
Rodzaj pieczywa :	Udział w %
p. pszenne	25	11
p. żytnie	5	9
p. ogólnie, mieszane	65	55
* pszenno-mieszane	60	20
* żytnio- mieszane	5	35
p. pełnoziarniaste, mieszane	5	25

Pieczywo „Alternatywne”

• ruch społeczny w Europie (hasło: reforma życia)

„ alternatywne wyżywienie”, „ pełnowartościowe wyżywienie”

• pieczywo alternatywne ( „biopieczywo”)

• surowiec produkowany w gosporadstwazh ekologicznych

( dbałość o środowisko, produkcja roślin bez nawozów sztucznych, produkcja pełnowartościowej żywności o wysokiej wartości odżywczej )

• rodzaj EWG 2092/91- zbiór przepisów ds. rolnictwa ekologicznego oraz opakowania produktów, środków spożywczych

• Stowarzyszenie Producentów Żywności Metodami Ekologicznymi w Polsce- Przysiek k ? Torunia, 1998

• w 2003 r funkcjonowało 1287 gospodarstw ekologicznych z certyfikatem zgodności oraz 999 gospodarstw w I lub II roku przestawiania się na produkcją ekologiczną

• produkcja zbóż metodami ekologicznymi

• bardziej pracochłonna, wydajność zbóż za h niższa, większe nakłady na ochronę przed szkodnikami, i chorobami itp.

• ceny żywności produkowanej metodami ekologicznymi- wyższe niż produkcja żywności metodą konwencjonalną

Pieczywo „ Ekologiczne”- atestowane

• wyprodukowane w sposób kontrolowany, gwarantujący najwyższą jakość.

Zawiera ono :

• mniej azotanów i azotynów oraz pozostałości pestycydów

• więcej witamin z gr. B (B1, B2, niacyny), wartościowego białka, węglowodanów, substancji przeciwutleniających oraz makro- i mikroorganizmów

MĄKI CHLEBOWE

• wpływ wyciągu mąki na zawartość wybranych składników chemicznych :

* 75- 60 - jasne, wytwarzane z wewnętrznej części bielma ziarniaka

* 990-100 - z zewnętrznej części ziarniaka

skrobia

białko skrobia

lipidy białko

popiół

włókno surowe

75 60 99 100

Wartość odżywcza produktów zbożowych :

• niższa w produktach przemiału niż w całym ziarnie

• wyższa dla mąki ciemnej niż mąki jasnej

• wyższa dla mąki żytniej jasnej niż mąki pszennej jasnej

Skład chemiczny i wartość energetyczna w 100g pieczywa

Skład chemiczny	tostowy	mieszany	żytni	razowy	chrupki
Woda	35	40	42,2	43,8	6,4
Popiół	1,8	1,7	2,0	2,2	3,5
Tłuszcz	3,9	1,5	0,9	1,2	2,8
Białko	7,9	7,0	6,3	6,3	10,2
Sacharydy	50,1	48,1	44,6	40,4	68,0
Blonnik	2,5	3,3	6,0	8,8	14,2
Wartość energetyczn	267	234	212	200	338

Wartość odżywcza pieczywa :

• rodzaj i wyciąg mąki

• mąki pszenne i żytnie

• mąki jasne - zawartość popiołu < 1%

• mąki ciemne - zawartość popiołu > 1%

• proces technologiczny

• metody wytwarzania ciasta

• dodatki technologiczne

Dodatki technologiczne

• podstawowy element kształtowania lepszych jakościowo produktów, np. stabilizacja wartości wypiekowej mąki

• usprawnienie procesu technologicznego, np. zmniejszenie pracochłonności, obniżenie kosztów produkcji, poprawa cech ciasta

• kształtowanie cech sensorycznych, np. poprawa struktury miękiszu pieczywa

• zwiększa wartość odżywczą produktu

Definicja żywnośći funkcjonalnej wg Fufose

Żywność może być uznawana za funkcjonalną jeśli udowodniono jej korzystny wpływ na jedną lub więcej cech.

Jakość zdrowotna żywności funkcjonalnej :

Substancje bioaktywne :

• błonnik

• oligosacharydy

• poliole

• aminokwasy, peptydy, białka

• wielonienasycone kwasy tłuszczowe itd.

MĄKI NIECHLEBOWE

jęczmień i owies

• niska zawartość skrobi

• bogate w białka o najwyższej wartości odżywczej

owies > żyto > jęczmień > kukurydza > pszenica

• wysoka zawartość błonnika w tym jego frakcji rozpuszczalnej

• bogate źródło witamin z gr. B i E

Skład chemiczny ziarna jęczmienia :

Ziarno nieobłuszczone	Ziarno obłuszczone
Lipidy - 2,7%	Lipidy - 1,9%
Woda - 61,4%	Woda - 70,3%
Popiół - 1,8%	Popiół - 1,2%
Błonnik - 23,1%	Błonnik - 15,8%
Białko - 11%	Białko - 10,8%

Produkty owsiane i jęczmienne :

• prażone obłuszczone ziarno

• otręby

• płatki, kasze

• mąki całoziarnowe, jasne

• mąka słodowa, ekstrakty słodowe

• produkty wysokobłonnokowe ( np. Otrim, Z- Trim)

Wykorzystanie produktów jęczmiennych i owsianych :

• pieczywo

• śruta, płatki, mąka, otręby, wysłodziny jęczmienne

• wyroby cukiernicze

• płatki, mąka, otręby, wysłodziny jęczminne

• dania śniadaniowe, obiadowe

• płatki, kasza, otręby, pełne i obłuszczone ziarno

• makarony, preparowane przetwory zbożowe

Chleb- najdawniejszy pokarm

- różne rodzaje placków :

• surowe zbożowe

• palone

• zgniatane, niemyte, gotowane

Chleb plackowy

• surowce : śruta owsiana lub jęczmienna

• cechy chleba plackowego :

• barwa ciemna

• przyjemny zapach i smak

• ciężko i słabo spulchniony miękisz

• popularny w krajach bałkańckich

Skład chemiczny produktów ze zbóż niechlebowych :

Skład chem	OTRĘBY		MĄKA
% s.m	jęczmienne	owsiane	jęczmienne	owsiane
Popiół	3,7	2,8	1,8	0
Białko	18,7	18,6	12,7	13,5
Lipidy	3,8	7,7	2,5	0,8
skrobie	51,0	52,3	74,0	78,1
Β- glukany	20,4	13,9	7,1	4,4
Błonnik	6,9	4,7	2,7	2,2

Skład chemiczny wysłodzin jęczmiennych

Skład chem	FRAKCJE
% s. m	gruba	drobna
Wilgotność	4,6	5,0
Błonnik i białko- wysoka	27,1	19,6
Lipidy- niska	0,8	1,4

Pieczywo z udziałem produktów ze zboża niechlebowego :

• typowe metody prowadzenia ciasta

• modyfikacje tradycyjnych receptur

• rodzaj surowca i ilość surowca

• modyfikacja procesu technologicznego

Wpływ wodochłonności i stałość ciasta

wodochłonność RDJ stałość ciasta

PJ PJ

MJ

MJ

RDJ

60

udział produktu w % udział produktu w %

Wpływ udziału produktów ze zbóż niechlebowych na cechy ciasta :

• wydajność

• rodzaj i ilość produktu

• kwasowość ciasta

• rodzaj i ilośc produktu, sposób wytwarzania ciasta, wydajność faz, warunki fermentacji

Jakość pieczywa z udziałem produktów jęczmiennych i owsianych :

• zmniejszenie objętości chleba

• spadek ilości białek glutenowych, wzrost ilości białek rozpuszczalnych, wyższa zawartość NSP, niższa zdolność zatrzymania gazów

• poprawa jakości miękiszu

• porowatość - delikatna, drobna, równomierna

• smak - typowy, dla chleba mieszanego

• zapach - aromatyczny

• korzystna zmiana składu chemicznego chleba

• zwiększenie zawartości białka o wysokiej wartości odżywczej

• zwiększenie zawartości błonnika i ogółem jego frakcji w wodzie

• zwiększenie zawartości witamin i składników mineralnych

Wartość odżywcza :

• zwiększenie zawartości białka

- wysoka wartość odżywcza

• zwiększenie zawartości błonnika

• frakcja rozpuszczalna w wodzie

• witaminy

• wit. z gr. B ( 4razy)

• pieczywo jęczmienne : 12,8% - błonnik rozpuszczalny

5,2% - błonnik nierozpuszczalny

Pieczywo z produktami zbóż niechlebowych :

• składnik całodziennej diety

• wartość składników odżywczych

• korzystne funkcje w organizmie człowieka

• choroby cywilizacyjne

• miażdżyca, cukrzyca, ch. przewodu pokarmowego, nowotwory

• zaburzenia gospodarki lipidowej

• zmniejszenie cholesterolu i jego frakcji HDL i LDL

• zmniejszenie trójglicerydów

• zmniejszenie wskaźnika aterogenności

Wartość wskaźnika aterogenności a ryzyko ch. nadciśnienia serca

LDL/HDL ryzyko ch.n.s

> 5 duże

2-3 umiarkowane

< 2 niskie

W-3 prof. Kijowski 20.02.2007

Temat: ZAGROŻENIA ŻYWNOŚCI W RAPORTACH

ISO 22000:2005, System Zarządzania Bezpieczeństwem Żywności - Wymagania dla każdej organizacji uczestniczącej w łańcuchu żywnościowym, wprowadza ujednolicony i globalnie zharmonizowany standard w zakresie bezpieczeństwa i higieny żywności, ułatwiając jednocześnie implementację systemu HACCP oraz integrację z normą ISO 9001:2000 (tabela pokazująca powiązanie wymagań obydwu norm).Podmioty związane obowiązkiem interaktywnej komunikacji.

Ustawodawcy i nadzór nad realizacją ustaw, przepisów KONSUMENCI

Produkcja zbóż Produkcja pasz Produkcja surowców Przetwórcy wtórni Przetwórcy żywności Hurtownicy Detaliści Operatorzy serwisu żywnościowego i aprowizatorzy

Producenci pestycydów Producenci leków weterynaryjnych Łańcuch dla prod. składowych i dodatków Operatorzy transportu i magazynowania Prod. i wyposażenie ( maszyn i urządzeń) Prod. śr. Czyszczących i higienizacyjnych Prod. materiałów opakowaniowych Obsługa serwisowa usługodawcy

Zarządzanie jakością a zarządzanie bezpieczeństwem

ISO 22000

Ryzyko potrzeba zapewnienia jakości ( w tym bezpieczeństwa)

RASFF UE ( Rapie Alert System for Ford and Feed of the European Union) to europejski system szybkiego ostrzegania o niebezpiecznych produktach żywnościowych i środkach żywienia zwierząt obowiązujący we wszystkich krajach Unii.

• Na podstawie ustawy z 22 stycznia 2000 roku o ogólnym bezpieczeństwie produktów (Dz.U. nr 15, poz. 179) utworzono Krajowy System Informowania o Niebezpiecznych Produktach Żywnościowych. System ten obejmuje też środki żywienia zwierząt.
  Od 2003 roku system ten jest częścią składową RASFF - Systemu

• Struktura RASFF'u zbudowana jest na zasadzie sieci. Każdy kraj uczestniczący w systemie ma na swoim terenie krajowy punkt kontaktowy mający łączność z centralnym punktem kontaktowym (punkty kontroli na zewnętrznych granicach Unii Europejskiej także są połączone z systemem szybkiego ostrzegania). Każdy punkt ma własną skrzynkę poczty e-mail. Na ten adres przesyłane są informacje rozpowszechniane w systemie. Do wymiany informacji w obrębie systemu służą przygotowane formularze obejmujące trzy rodzaje powiadomienia:

• powiadomienie o zagrożeniu,

• powiadomienie informacyjne

• i wiadomości/informacje.

• Powiadomienie o zagrożeniu (alarmowe) odnosi się do sytuacji, gdy żywność, pasza stanowi ryzyko zdrowotne, konieczna jest natychmiastowa interwencja bowiem produkt jest już na rynku.

• Powiadomienie informacyjne nie wymaga podjęcia natychmiastowej interwencji, ale może dostarczać przydatnych informacji o źródle zagrożenia. Najczęściej niebezpieczna żywność/ pasza została zidentyfikowana/ oceniona na granicy zew. UE.

• Wiadomości/informacje dostarczają innych przydatnych informacji niezwiązanych bezpośrednio z wystąpieniem zagrożenia żywności odpowiedzialnym instytucjom krajów członkowskich.

PN-EN ISO 2000 systemy zarządzania bezp. żywności (BŻ), wymagania dla każdej organizacji należącej do łańcucha żywnościowego.

Wykład 4 dr Piasecka-Kwiatkowska 21.02.2007r

Temat: Metody immunochemiczne i ich zastosowanie w przemyśle spożywczym.

1.Wymagania dotyczące metod stosowanych w analizie żywności:

1. specyficzność

2. powtarzalność

3. czułość

4. szybkość

5. możliwość analizy równocześnie dużej liczby próbek

2.Metody immunochemiczne - są to metody pomiaru reakcji antygen -przeciwciało, wykorzystujące specyficzne oddziaływania pomiędzy tymi reagentami.

3.Aspekty stosowanych metod immunochemicznych w przemyśle spożywczym:

1. bezpieczeństwo

2. technologia

3. pochodzenie

4.Bezpieczeństwo żywności.

1. zanieczyszczenia biologiczne

-bakterie

-grzyby

-toksyny

-owady

-wirusy

2. zanieczyszczenia chemiczne

-pestycydy

-leki weterynaryjne

-hormony

-związki ropopochodne

3. składniki alergenne

4. składniki antyżywieniowe

-inhibitory

-antywitaminy

-glukozynolany

5.Przykłady komercyjnie dostępnych testów do oznaczania:

-Salmonella

-Listeria

-E.coli

6.Zalety stosownych metod immunochemicznych do oznaczania biologicznych zanieczyszczeń żywności:

-brak wyników fałszywie negatywnych

-minimalna liczba wyników fałszywych pozytywnych

- czułość na poziomie 1jtk/25g próbki

-znacząco krótszy czas wykonania oznaczenia

-niewymagana obecność personelu z zaawansowanym wykształceniem analitycznym

-jednoznaczny, prosty w interpretacji wynik

7.Przykłady dostępnych testów ELISA do oznaczania mikotoksyn w żywności:

-aflatoksyny 1-20 ppb

-aflatoksyny M1 5-100 ppt

-ochratoksyny A 2-40 ppb

-fumonizyny 250-25000 ppb

-deoxynivalerolu 0,25-5 ppm

-zearalenonu 40-1000 ppb

-T - 2 75-500 ppb

8.Co to jest 1 ppb?

-1 cząsteczka na 1.000.000.000

-1 sekunda w ciągu 32 lat

-1 ziarenko w 22 kg piasku

-1 ziarno kukurydzy na 3,5 wagonu kolejowego kukurydzy

-1 roślina kukurydzy na polu kukurydzy o powierzchni 16187,4ha

9. Przykłady dostępnych testów ELISA do oznaczania alergenów w żywności:

-gluten 10-200 ppm

-orzechy ziemne 1-20 ppm

-mleko 1,6-25 ppm

-sezam 6-100 ppm

-soja 0,35-7%

-jaja 0,5-10 ppm

-β-laktoglobulina 1-5 ppm

-migdały 1-5 ppm

-krewetki 0,05-0,5 ppm

-orzechy laskowe 0,5-5 ppm

10.Ocena technologiczna.:

1. przemysł zbożowy

-ω - gliadyny

-zawartość pentozanów

-wartość wypiekowa

b)przemysł piwowarski

-jednorodność kiełkowania jęczmienia

-białka odpowiedzialne za pienistość

c)przemysł mleczarski

-zawartość białek ważnych dla serowarstwa

-zawartość produktów degradacji białek

d)przemysł mięsny

-analiza białek modyfikowanych

-znaczniki jakości mięsa

11. Pochodzenie -traceability, (czyli zafałszowania)

a)odmiana zboża

-pszenica durum czy vulgare

-jęczmień jary czy ozimy

b)rodzaj mleka (uczulone dzieci)

-mleko kozie, krowie czy owcze

c)rodzaj mięsa

-wieprzowina, wołowina, drób, konina, itp.

d)GMO

12. Zalety stosowanych immunooznaczeń w analizie żywności:

-specyficzność

-czułość

-możliwość szybkiej analizy dużej liczby próbek

-odpowiednie dla złożonych biologicznych matryc, jakimi jest żywność

13.Przeciwciała (immunoglobuliny) - cząsteczki glikoproteiny wytwarzane przez plazmatyczne komórki limfocytów B, po wtargnięciu do organizmu intruza (antygenu) zdolne do swoistego wiązania antygenu.

14.Antygeny (immunogenny)są to obce makrocząsteczki, zdolne do wywołania tworzenia się przeciwciał. Efektywnymi antygenami są białka, polisacharydy i kwasy nukleinowe. Miejsce antygenu wiązane przez przeciwciała nazywa się epitopem lub determinantą antygenową.

15.Hapteny to małe, obce cząsteczki (Mcz<1kDa), które nie indukują przeciwciał, zdolność tą zdobywają po przyłączeniu wielocząsteczkowego nośnika, zazwyczaj białka. Przykłady haptenów: hormony, toksyny, małe peptydy.

16.Struktura immunoglobulin( przeciwciał).

Wszystkie przeciwciała mają podobną budowę. Są to białkowe cząsteczki o kształcie litery "Y" o masach cząsteczkowych od 150 do 970 kDa, złożone z czterech glikozylowanych łańcuchów peptydowych. Dwa z tych łańcuchów, określane mianem łańcuchów ciężkich są dłuższe i związane ze sobą wiązaniami dwusiarczkowymi. Pozostałe dwa łańcuchy, nazywane lekkimi) są związane z łańcuchami ciężkimi również za pomocą mostków dwusiarczkowych. Obydwa łańcuchy ciężkie w danej cząsteczce są identyczne, podobnie jest z łańcuchami lekkimi. 17.Immunizacja to podanie antygenu, aby otrzymać odpowiedź immunologiczną. 18.Charakterystyka oddziaływań Ag-Ab: a)teoria klucza i zamka b)wiązania niekowalencyjne - -mostki wodorowe -oddziaływania elektrostatyczne -siły Van der Waalsa -oddziaływanie hydrofobowe c)wiązania wielokrotne d)odwracalne 19.Efektywnośc reakcji Ag-Ab a)wartościowość -liczba determinant antygenowych, które może związać cząsteczka przeciwciała. b)powinowactwo -siła wiązania pojedynczej determinanty antygenowej z jednym paratopem. c)zachłanność - charakteryzuje siły wiążące jedno poliwalentne przeciwciało z jednym wielowartościowym antygenem. Powinowactwem przeciwciała nazywamy siłę wiązania antygenu przez pojedynczy paratop, co odpowiada reakcji, w której pojedyncze paratopy przeciwciał reagują z antygenami. Reakcja jest przedstawiona poniżej:

Przy małym powinowactwie tworzy się mniej kompleksów, a przeciwciała takie są mniej skuteczne. Wynika to z faktu, iż przeciwciała o dużym powinowactwie zwiążą dużo antygenów już przy ich małym stężeniu, a więc szybciej zareagują na ich obecność.

Powinowactwo zależy zarówno od szybkości tworzenia się wiązań między epitopem i paratopem, jak również od siły tego wiązania. Zachłanność oznacza ona siłę wiązania poliwalentnego antygenu z kilkoma paratopami przeciwciała. Jest to stała reakcji przedstawionej poniżej i jest obliczana w podobny sposób jak w przypadku powinowactwa:

20.Przeciwciała użyteczne w analityce: -przeciwciała poliklonalne- mieszanina immunoglobulin o różnej specyficzności i powinowactwie rozpoznające różne(liczne) epitopy użytego do immunizacji antygenu -przeciwciała monoklonalne- jednorodny typ immunoglobulin pochodzący z jednej linii komórek limfocytów mających jednakową specyficzność i powinowactwo. 21.Reakcje krzyżowe jest to wiązanie innych niż antygen substancji przez przeciwciało specyficzne dla danego antygenu; substancje reagujące krzyżowo mają zbliżone konfiguracje do determinant określonego antygenu. 22.Typy reakcji immunochemicznych : Reakcje pierwotne polegają na formowaniu kompleksu antygen -przeciwciało -chromatografia immunopowinowactwa -zastosowanie znakowanych reagentów (RIA,EIA, immunofluorescencje, biosensory) Reakcje wtórne polegają na tworzeniu precypitujących immunokompleksów -immunoprecypitacja w żelu -aglutynacja i bierna aglutynacja -immunoprecypitacja w roztworze (immunoelektroforeza, podwójna dyfuzja, immunoelektrodyfuzja, elektrosynereza) 23.Chromatografia immunopowinowactwa 24.Immunochromatografia paskowa 25.Aglutynacja 26.Elisa -immunoenzymatyczny test fazy stałej Zasada działania testu ELISA polega na tym, że przeciwciało związane z określonym enzymem może specyficznie rozpoznawać dane białko, które wcześniej zostało unieruchomione na podłożu. Po dodaniu przeciwciał następuje utworzenie kompleksów immunologicznych, zatem przeciwciało także zostaje unieruchomione. Po wypłukaniu niezwiązanego przeciwciała i dodaniu substratu dla enzymu związanego z przeciwciałem zajdzie reakcja enzymatyczna, czemu z kolei będzie towarzyszyło pojawienie się produktu. Wykrycie jego obecności świadczy o obecności danego białka w badanym materiale. Mierząc z kolei ilość powstającego produktu można także przeprowadzić analizę ilościową. Typy oznaczeń: -kompetycyjne -niekompetycyjne -kanapkowe -pośrednie -bezpośrednie 27.Enzymatyczne znaczniki przeciwciał: -peroksydaza chrzanowa -alkaliczna fosfataza 28.Immunobloting - etapy: 1.Elektroforeza w żelu poliakcylamidowym. 2. Transfer białek w żelu na matryce. Blokowania (wysycenie wolnych miejsc wiążących matrycy) 4.Wywołanie matrycy: Reakcje bezpośrednie - antygen jest wiązany bezpośrednio przez znakowane przeciwciało. Reakcje pośrednie-antygen jest wiązany przez przeciwciało wykrywane następnie znakowanym przeciwciałem antyimmunoglobulinowym.

W - 5 Pakowanie i przechowywanie żywności w modyfikowanej atmosferze.

1. Pakowanie w modyfikowanej atmosferze nie jest koncepcją nową i była stosowana w różnych formach ponad 100 lat temu. Wykorzystywana jest tutaj prosta idea zmiany normalnego składu atmosfery powietrza wewnątrz opakowania: 21%O₂ 78%N₂ <0,1%CO₂ Zmiana tej atmosfery przez obniżenie zawartości O₂ i wzrost zawartości CO₂ i/lub N₂ w istotny sposób wydłuża trwałość łatwo psującej się żywności przechowywanej w stanie schłodzonym.

MAP - pakowanie w modyfikowanej atmosferze, powietrze w opakowaniach zastępuje się pojedynczym gazem lub mieszaniną gazów, której skład określony jest w trakcie pakowania i nie przeprowadza się już dalej żadnej korekty w czasie dalszego przechowywania.

CAP - pakowanie w kontrolowanej atmosferze, system kontrolowanej atmosfery wymaga stałej kontroli ustalonego wcześniej składu atmosfery i konieczności wyrównywania zmian powodowanych przez oddychanie surowców (produktów). CAS - przechowywanie w kontrolowanej atmosferze, bez uprzedniego zapakowania w opakowania jednostkowe.

2Sposoby ochronnego pakowania mięsa. Pakowanie w modyfikowanej atmosferze:

1. pakowanie próżniowe

- folie o stopniu przepuszczalności dla O₂ 50 cm³ O₂/24h/1atm

2. pakowanie w atmosferze gazów

- pakowanie w atmosferze atmosferze dużej zawartości tlenu (surowe mięso)

* stosunek objętości atmosfery do produktu 3:1

* skład atmosfery gazowej 80%O₂ 20%CO₂

- pakowanie w atmosferze atmosferze niskiej zawartości tlenu

* skład atmosfery gazowej 50-90%CO₂ 10-40%N₂ 1-10%O₂

2. Materiały opakowaniowe i urządzenia do pakowania:

1. do pakowania próżniowego oraz pakowania w modyfikowanej atmosferze - folie o przenikalności O₂ od 10 do 100 cm³/m²/24h/1atm. Opakowanie musi być szczelnie zamknięte (łączenie na gorąco pod dociskiem lub klipsy).

2. urządzenia wolno, szybko i bardzo szybko usuwające powietrze

- do pierwszej grupy należą urządzenia, w których powietrze atmosferyczne jest usuwane z opakowania strumieniem gazu/gazów

- w maszynach zaliczanych do drugiej grupy pakowanie odbywa się w przestrzeni osłoniętej z równoczesną ewakuacja powietrza z opakowań i osłoniętej przestrzeni (próżnia od 100 - 20 tor)

- w systemach, które zapewniają usuniecie bardzo dużych ilości powietrza z opakowań zbiorczych, ewakuacja powietrza następuje przez zawór do którego podłączony jest otwór opakowania z głowicą zamykającą (wysoka próżnia ok. 1 tor)

3. Pakowanie i przechowywanie schłodzonego mięsa w modyfikowanej atmosferze.

> zanieczyszczenie mikrobiologiczne mięsa

> barwa surowego mięsa

d - głębokość

C_o - ciśnienie cząstkowe tlenu na powierzchni

D - stała dyfuzji

A₀ - szybkość zużycia tleny przez mięso

> cele i sposoby pakowania mięsa:

* zapewnienie wygodnego pakowania

* zabezpieczenie przed nadmiernym zanieczyszczeniem samego mięsa jak i wywołanym przez mięso

Kwasowość:

Wartość pH
Nazwa bakterii	5,5 - 7		6,0 lub wyżej
		Dostępność tlenu
		Obecny	Brak	Obecny	Brak
Pseudomonas	+	+	+	-
Enteriobacteriacea	+	-	+	+
Aeromonas	-	-	+	+
Bakterie ferm.mlekowej	+	+	+	+

Formy mioglobiny i ich przemiany w surowym mięsie:

utlenowanie

Mioglobina Oksymioglobina

purpurowoczerwona odtlenowanie jaskrawoczerwona

utlenianie utlenianie

Podczas przechowywania mięsa dużych zwierząt rzeźnych tzw. czerwonego, duże stężenie CO₂ mogą być i są przyczyną:

- niekorzystnej zmiany barwy powierzchni

- mogą przyspieszyć procesy utleniania się lipidów

Zjawiska te nasilają się, gdy równocześnie równocześnie CO₂ w zmodyfikowanej atmosferze występują niewielkie ilości tlenu.

W przypadku mięsa tzw. białego (ryby, drób) obserwuje się wybielenie (odbarwienie) powierzchni.

4. Technologia modyfikowanej atmosfery:

CO₂ - gaz lub gazy otaczające produkt muszą zawierać przynajmniej 20% (v/v) CO₂

- produkt i modyfikowana atmosfera muszą znajdować się w opakowaniu, które zabezpiecza lub znacznie ogranicza wymianę gazów ze środowiska zawietrznego

- temperatura przechowywania musi być kontrolowana i utrzymywana na odpowiednim poziomie

Do prostszych sposobów przedłużania okresu przechowywania chłodniczego mięsa należy zaliczyć wzbogacanie powietrza CO₂. Dwutlenek węgla wprowadzony w ilości 20-40% znacznie przedłuża okres trwałości wołowiny i ryb. Gaz ten silnie hamuje rozwój drobnoustrojów, szczególnie z rodzaju:

- Pseudomonas

- Lactobacillus

- Enteriobacteriaceae (Salmonella)

Dwutlenek węgla może hamować rozwój bakterii w ciągu kilku tygodni nawet w obecności znacznych ilości tlenu.

Mechanizm działania dwutlenku węgla na drobnoustroje:

- gaz ten przenika przez ściany komórkowe mikroorganizmów mikroorganizmów równoczesnym obniżeniem wartości pH cytoplazmy

- wchodzi w połączenie z enzymami komórkowymi drobnoustrojów powodując ich inaktywacje

- zmienia przepuszczalność ścian komórek bakteryjnych

N₂- jest gazem obojętnym, stosowany jako wypełniacz modyfikowanej atmosfery, obniża stężenie pozostałych gazów w opakowaniu.

- w mieszaninie innymi gazami azot nie wpływa na barwę mięsa jak również nie ogranicza rozwoju bakterii

- stosowany jest w roli dopełniacza pomagając obniżyć stężenia innych gazów znajdujących się w mieszaninie

O₂- stosowany jest do otrzymywania odpowiedniej ilości oksymioglobiny w mięsie, a więc zapewnienia odpowiedniej pożądanej przez konsumenta barwy.

5. Czynniki mające wpływ na trwałość produktów pakowanych w modyfikowanej atmosferze:

• CO₂

• N₂

• O₂

• Objętość produktu do objętości opakowania

• Urządzenia do pakowania

• Pakowanie próżniowe

• Temperatura przechowywania i stan fizjologiczny drobnoustrojów

• Barierowość opakowania (układ przenikalności przez opakowanie gazów)

6.Pakowanie i przechowywanie schłodzonych produktów mięsnych w modyfikowanej atmosferze.

Czynniki decydujące o trwałości produktów mięsnych:

ENDOGENNE:

- stężenie jonów wodorowych (pH, kwasowość czynna)

- aktywność wody

- potencjał oksydoredukcyjny

- początkowa liczba drobnoustrojów

- rodzaj rozwijającej się mikroflory

- obecność bakterii przetrwalnikujących

- składniki dostępne do rozwoju (glukoza, składniki niemięsne)

- ilość ilość rodzaj konserwantów (NaCl, NaNO₂)

- naturalne substancje inhibitujące

EGZOGENNE:

- temperatura

- światło

- skład atmosferyczny gazów

- sposób i warunki pakowania

Wyjściowa liczba mikroorganizmów mikroorganizmów połączeniu z warunkami temperaturowymi w całym łańcuchu pozyskiwania surowca determinuje efekt przedłużenia trwałości mięsa podczas przechowywania w modyfikowanej atmosferze gazów ochronnych.

Niedopuszczalne do większego wzrostu wyjściowej liczby drobnoustrojów można osiągnać poprzez kontrole i zabezpieczenie odpowiedniej temperatury połączonej z innymi czynnikami utrwalającymi t.j.: kwasowość czynna, aw, ogrzewanie.

Populacja mikroorganizmów świeżego mięsa jest wynikiem wielu czynników t.j.:

- gatunek zwierząt lub ptaków, stan zdrowia i warunki chowu

- stan sanitarny podczas uboju i obróbki poubojowej

- sposoby schładzania mięsa

- warunki temperaturowe i sanitarne podczas przygotowania mięsa do pakowania

- techniki pakowania mięsa w atmosferze gazów ochronnych

- warunki temperaturowe podczas składowania i dystrybucji

6. Technologia pakowania mięsa w atmosferze gazów ochronnych - wymaga opakowań elastycznych o dużej barierowości dla gazów. Mogą być też stosowane różnej wielkości gazoszczelne opakowania zbiorcze np. kontenery. W przypadku opakowań ważnymi czynnikami są:

1. Barierowość dla gazów (folie wielowarstwowe)

2. Wielkość przestrzeni miedzy opakowaniem a surowcem (produktem)

3. Forma, kształt opakowania

4. Jednorodność materiału

Grupy	Kryteria	Temperatura
TRWAŁE	aw ≤ 0,95 i pH ≤5,2 aw ≤ 0,91 i pH ≤5,0	Nie jest wymagana temperatura chłodnicza!!!!
PSUJĄCE SIĘ	aw ≤ 0,95 lub pH ≤5,2	T≤ + 10°C
ŁATWO PSUJĄCE SIĘ	aw > 0,95 i pH >5,2	T≤ + 5°C

7. Korzyści wynikające z zastosowania modyfikowanej atmosfery:

bezpieczeństwo mięsa i produktów mięsnych pakowanych w modyfikowanej atmosferze - możliwości rozwoju:

- Clostridium botulinum

- Clostridium perfringens

- Campylobacter

- Salmonella

- Listeria monocytogenes

- Yersinia enterocolitica

	CO2	N2	O2
Wołowina	20 20 95	80 77 -	- 3 5
Wieprzowina	20 10	70 90	10 -
Mięśnie piersiowe kurcząt	20 70	80 15	- 15
Tuszki drobiowe	50 50	50 40	- 10

8. Skład zmodyfikowanej atmosfery:

Mieszaniny gazów, które w znaczny sposób przedłużają okres trwałości i nie powodują istotnego pogorszenia się jakości mięsa:

Duże zwierzęta rzeźne:

75% CO₂ 15% N₂ 10%O₂

Mięso drobiu:

75% CO₂ 20% N₂ 5%O₂

Modyfikacja składu atmosfery dotyczy w szczególności obniżenia poziomu tlenu lub jego eliminacji i wprowadzenia dwutlenku węgla, co w wielu przypadkach jest przyczyna zachwiania równowagi w rozwoju mikroorganizmów faworyzowania wzrostu bakterii beztlenowych.

Beztlenowych konsekwencji jest bardzo prawdopodobne stworzenie warunków dla szybkiego rozwoju beztlenowców np. z rodzaju Clostridium (botulinum)

Zmiany temperatury pozostają ciągle bardzo ważnym czynnikiem we współdziałaniu z opakowaniem i składem atmosfery gazów ochronnych.

Technologia pakowania w modyfikowanej atmosferze gazów ochronnych nie zastępuje jak również nie zwalnia z obowiązku zachowania odpowiednich temperatur przechowywania.

Skuteczność technologii zmniejsza się ze wzrostem temperatury, która powinna wynosić od 0 do 2°C!!!!!!

Umożliwia to przedłużenie trwałości mięsa od 2 - 4 a nawet 6 tygodni!!!!

9. Objętość atmosfery do objętości produktu:

1. Jeżeli stosunek ten jest mały (<1) wówczas wymagane są większe stężenia gazów np.CO₂

2. Jeżeli stosunek jest duży (>1) wówczas efektywnie można oddziaływać CO₂ w stężeniu 10-20%

W. VI 28.02.2007

ŻYWNOŚĆ FERMENTOWANA ŚWIECIE:

Fermentacja - cykl reakcji biochemicznych zachodzących pod wpływem enzymów wytwarzanych przez drobnoustroje w warunkach tlenowych lub beztlenowych - przewaga reakcji katabolicznych. Ważna metoda przygotowania i konserwowania żywności dla wegetarian.

Podział procesów fermentacyjnych:

• Ze względu na dominujący typ metabolizmu - tlenowe i beztlenowe

• Ze względu na rodzaj mikroflory - bakteryjne, drożdżowe, grzybowe (pleśniowe)

Podział procesów fermentacji wg Steinkrausa:

• Procesy w których nastąpiło wytworzenie smaku mięsnego z białek pochodzenia roślinnego np. tempeh

• Fermentacja w obecności soli kuchennej - sosy, pasty np. sosy sojowe - shoyu

• Procesy fermentacyjne z wytworzeniem kwasu mlekowego - np. kapusta kwaszona, idii, kimchi

• Fermentacje etanolowe np. wina, sake pulque, chicha

• Fermentacja octowa - np. octy, cydr jabłkowy

• Fermentacja alkaliczna - np. natto

• Fermentacja drożdżowa i zakwaszająca w produkcji chleba

Znaczenie procesów fermentacji:

• Sposób konserwowania żywności

• Zapewnienie bezpieczeństwa żywności

• Nadają jej pożądany zapach, smak, strukturę zbliżoną do produktów mięsnych

Fermentowana żywność - surowiec, który został zaszczepiony prze nieszkodliwe dla człowieka mikroorganizmy, a wytwarzane przez nie enzymy (amylazy, protezy, lipazy) spowodowały hydrolizę polisacharydów, białek, lipidów do nietoksycznych produktów o smaku, zapachu atrakcyjnym do konsumenta. Mogą zwiększać wartość żywieniową surowca.

Tempeh - podstawową funkcję pełnią grzyby pleśniowe, w wyniku 20 - 30 godz. wzrostu grzyba Rhizopus następuje powiązanie sieci.

Produkcja:

1. Nasiona soi

2. Mycie, moczenie 12 - 24h

3. Gotowanie 1h

4. Obłuskanie

5. Osuszanie

6. Mieszanie z inokulum grzybowym

7. Pakowanie w liście bananów, drewniane pojemniki

8. Fermentacja (24 - 30h, 30 - 36Ⴐ C)

9. Tempeh pedele - otrzymujemy

Proces fermentacji nie zmienia istotnie składu chemicznego. Ilości białek czy tłuszczów są niewielkie. Tworzą się znaczące ilości witamin (dieta wegetariańska jest uboga w te witaminy), a strawność ze względu na działanie grzybów hydrolizujących jest wyższa.

Cechy prozdrowotne tempeh:

• Białka soi obniżają cholesterol do 30% i LDL o 30 - 40%

• Obniża gazotwórczość - właściwości soi

• Redukuje objawy biegunki i innych problemów jelitowych

• Zawiera znaczące ilości błonnika

• Białko tempeh jest wskazane dla diabetyków

• Genisteina - naturalnie występujące w soi izoflawonoidy

Żywność fermentowana postrzegana jest jako żywność bezpieczna, odporna na zakażenie mikrobiologiczne.

Sos sojowy (shoyu) - to rodzaj hydrolizatu białkowego charakteryzujący się silnym aromatem, barwą od żółtej do brązowej, łagodnym słonym smakiem pobudzającym apetyt.

Produkcja koji: wytworzenie kompleksu enzymów i przetworzenie węglowodanów do cukrów prostych, białek, peptydów, aminokwasów, które są pożywką dla mikroorganizmów rozwijających się w trakcie dalszego procesu technologicznego.

Sake - fermentowany produkt alkoholowy:

• Przezroczyste, bladożółte wino o 15 - 22% obj. Etanolu, lekko słodkie i kwaśne

• Wino ryżowe - japończycy

• Hydroliza skrobi prowadzona przez amylazy grzybowe

• Etanol wytworzony jest przez drożdże Sacharomyces cerevisiae, drożdże (moto)

• Scukrzanie i fermentacja zachodzą w niefiltrowanym zacierze (moromi) dość wolno (temp. 7 - 8ႰC, do 15 - 16ႰC na końcu procesu, czas 20 - 25 dni) - wysokie namnożenie komórek. Sake zawiera 22 - 23% alkoholu

• Lekko słodki smak - dodatek parowanego ryżu

Produkcja sake:

1. Polerowany ryż

2. Moczenie

3. Gotowanie

4. Inkubacja

5. Mieszanie

6. Fermentacja

7. Filtracja

8. Sake

Pulque - napój alkoholowy, otrzymywany przy użyciu mikroflory mieszanej. Zawiera 4 - 6%alkoholu, białko 3 - 5g/dm³, ph - 3,5 - 4,0. Wytwarzany z soku agawy. W fermentacji biorą udział drożdże Saharomyces cerevisiae i bakterie Zymomonas mobilis, bakterie kwasu mlekowego - Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis.

Cicha - produkt alkoholowy, w produkcji biorą udział drożdże i bakterie kwasu mlekowego. Zawartość etanolu 8 - 12%.

Kimchi - mikroorganizmy: Leuconostoc mesenteroides

Staphylococus faecalis

Lactobacillus brevis

ph - 5,5 - 6,8

produkcja z kapusty kwaszonej

Cechy żywności fermentowanej:

• Konserwowanie żywności

• Podnoszenie wartości odżywczej

• Ułatwienie trawienia

• Pożądane cechy smakowo - zapachowe

WYKŁAD VII 6.03.2007

JAJA KURZE- DR LEŚNIEROWSKI

Wykład VIII 7.03.2007

Barwniki roślinne i ich zastosowanie prof. Czapski

WYKŁAD 9 13.03.2007

Wpływ procesów technologicznych i obróbki kulinarnej na jakość oraz wartość biologiczną tłuszczy jadalnych

Substancje biologicznie czynne występujące w olejach i tłuszczach roślinnych to: NIKT, fosfolipidy, związki wit.E(aktywne),karotenoidy, sterole, zw. Fenolowe.

Tokotrienole naturalnie występują jedynie oleju palmowym i kokosowym.

Schemat technologiczny otrzymywania oleju i jego rafinacji

Nasiona

Wcześniejsze tłoczenie 90C ekstrakcjia55C rozdrobnienie olej surowy hydratacjia(60C,2%wody 2h) odszlamowanie i odkwaszanieH₃PO₄ 75%,90C,5min, NaOH 2^oBa, 90C osadzają się tokoferole odbarwianie(ziemia bieląca ,1%90C,

i sterole podczas 30min,80hPa)

tego procesu odwanianie ( 3-5%, 5hPa,185-240C)-tworzy się destylat produkt uboczny bogaty w kw. Tłuszczowe, tokoferole, sterole-forma natywna tych związków)

Olej rafinowany

Olej może być tylko raz tłoczony

Schemat technologiczny otrzymywania oleju typu BIO

Nasiona

Rozdrabnianie tłoczenie prasy hydraulityczne20C pracy ślimakowe45C sedymentacjia filtracjia przemywanie wodą wirowanie olej bio 9ma taki sam skł jak nasiona-olej tłoczony na zimno)

Każda wyższa temp. Może zapoczątkować proc. Autooksydacji kw. Tłuszczowych dlatego prasy ślimakowe są otoczone płaszczem wodnym w celu jego ochładzania

Olej nie powinien zawierać:

-środoków ochrony roślin (pestycydy, dessianty, defolianty)

-środ.chemizacji rolnictwa (pierwiastków pochodzących z nawozów sztucznych)

-wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych lub innych pochodzących z działalności człowieka

produktów przemian wywołanych przez sam proces otrzymywania oleju(zbyt wysoka temp.procesu): prod.izomeryzacji polienowych kw.tłuszczowych, prod. Polimeryzacji kw.tł, prod.autooksydacji.

z oleju nie możemy usuwać;
-fosfolipidów

-tokoferoli

-steroli

Do oleju nie można dodawać:

-przeciwutleniaczy

-konserwantów

-barwników

Kryteria ocent jakości oleju:

-ozn.liczby jodowej LJ>158-162

-ozn.liczby kwasowej LK 0,7-0,8

-ozn.liczby nadtlenowej L-Lea-4jednoski

-ozn.skł.kw.tł GC

-ozn.zaw.metali ciężkich ASA-1

-ozn.stabilności oksydatywnej(Rancimat, Oxidograph, ilość drenów sprzężonych)

Ocena aktywności przeciwrodnikowej:

-określenie siły redukcyjnej

- określenie wygaszania rodników difenylopikrylohydrazylowych (DPPH)

O szybkości i kierunku procesów oksydacyjnych oleju decydują rozpuszczone w nich sub.o właściwościach biologicznych: przeciwutleniacze, tokoferole, karotenoidy, polfenole, fosfolipidy orza sub. Proutleniające: barwniki, chlorofile

Wartość biologiczna olejów określamy przez skł.triacylogliceroli, kw.nienasyconych.

Przemiany zachodzące w tł. Podczas przetwarzania, przechowywania mogą być spowodowane przez procesy:

-biochemiczne biochemiczne udziałem enzymów

-chemiczne

Mogą prowadzić do:

-hydrolizy wiązań estrowych pomiędzy glicerolem prowadzi się uwodornianie kw.tł(WKT)zostaje obniżona jakośc sensoryczna spowodowana uwolnieniem kw.tl krótkołańcuchowych(np.utlenienie kw.tł pod wpływem enz utleniających) zmiany smaku, zapachu, barwy .

Przemiany chemiczne; hydroliza odgrywa istotną rolę w proc.smażenia czy ogrzewania potraw

- ult. Bez udziału enz.-tzw,autooksydacjia

Zjawiska towarzyszące proc.technologicznym rafinacji i uwodornienia olejów roślinnych , którym podlegają kw.tł to powstawanie izomerów nienasyconych kw.tł o konfiguracji trans.

Izomery trans kw.tł tworzą się głównie podczas ostatniego etapu rafinacji

-odwanianie(temp,ciśnienie,czas)

-utwardzanie-hydrogenacjia(temp, ciśnienie, katalizator)

stąd ich obecność obecność wyrobach tł jak:

-margaryny, oleje roślinne

-tł. Piekarskie

-shortening, majonezy

Głównie izomeryzacji ulegają kw. O większej ilości wiązań podwójnych

Kwlinolenowy(n-3)-----linolowy(n-2)--------oleinowy(n-1)

Barierę energetyczna do wywołania łańcuchowej reakcji autooksydacji obniżają czynniki zewnętrz, które mogą oddziaływać np. podczas przechowywania tł:

-światło,promieniowanie UV,gamma

-podwyższona temp,

-zanieczyszczenia metalami ciężkimi

Wpływ procesów smażenia na jakość tł:

Stosowane sposoby smażenia:

-w małej ilości tł

-smażenie kontaktowe-bez tł

-w dużej ilości tł.-smażenie zanurzeniowe

Podczas smażenia zanurzeniowego tł. narażony jest działanie:

-wysokiej temp

-tlenu z powietrza

-pary wodnej ze smażonego produktu

Podczas smażenie powstają:

Zw. Toksyczne, tł utlenione, nadtlenki lipidów, epoksydy, hydroksyl kwasy, monomery cykliczne, dieny

Do konsekwencji autooksydacji tł należy:

-pogorszenie smaku i zapachu potraw

-zmiany barwy w wyniku przemian barwników naturalnych

-tworzenie nowych barwników tzw.zw.Maillarda

-tworzenie kompleksów pomiędzy prod utlenienie tł a różnorodnej budowie chemicznej z bialkami(niższa wartość biologiczna białka)

-powstawanie zw. Toksycznych (nadtlenki, wolne rodniki)

-obniżenie wart.odżyw.witam A,D,E B6

Odporność tł,smażalniczych zależy od:

-skł.kw.tł.

-dokładnego oczyszczenia tł w trakcie rafinacji

-wyższa jakość-świeżość tł(niska zaw,nadtlenków i WKT)

-unikanie nadmiernego napowietrzenia

-systematyczne oczyszczanie tł. I smażalnicy, uzupełnianie ubytku tł, w czasie smażenia

-uwarunkowań technologicznych (rodzaj materiału konstrukcji, sposów ogrzewania, intensywność proc.smażenia, dokładna i sprawna termoregulacjia.

Kontrola jakości tł:

-systematyczne badanie laboratoryjne

-ocena organoleptyczna , barwa,

-zaw.liczby utlenionych kw.tł

-zaw.WKT

-temp.rozkładu tł (tzw.punkt dymienia)

-zastosowanie przyspieszonych testów-utlanianie0Rancimat, Oxidog,

Zawartość wit.Eaktywnej grupy tokochromanoli

-homonologeniczne tokoferole:α, β, γ ,δ-T

- homonologeniczne tokotrienoli

tokoferole- przeciwutleniacze należą do tzw. Drugie linii obrony oleju przed autooksydacjią wiążą :

1.wolny rodnik nadtlenkowy

2. nadtlenki kw.t

Właściwości utleniające wit E

Skuteczność przeciwutleniająca homologów tokoferoli i tokorienoli In vitro maleje według następującek kolejności:

δ-T> γT> βT> δ-T3> γT3> βT3> αT3> αT

aktywność przeciwutleniajaca tokoferoli zależy od:

- budowy tokochromanolu

-zastosowanego stężenia

-skł matrycy tł układu w którym działają

Jakość i ilość tokoferoli w oleju rafionownym zależy od:

-czasu trwania kolejnych etapow rafinacji

-stosowanego ciśnienia i temp.procesu

-ilości pary wodnej w trakcie dezodoryzacji?

-szczelności i jakości materiału z jakiego jest wykonana aparatura

sumaryczne ubytki tokoferoli podczas proc. Rafinacji Ole. Roślinnych:

-rzepakowy 10-40%

-sojowy25-36%

-kukurydziany do32%

-słonecznikowy 24-40%

olowa z oliwek do15%

palmowy do34%

Straty tokochromanoli w oleju spowodowane przechowywaniem i różnymi sposobami obróbki kulinarnej zależą od:

-skł kw.tł oleju

-czasu i temp.np. przechowywania , smażenia

-opakowania i szczelności zamknięcia

-świeżości oleju lub tł

- sposobu Obróbki np.smażenie, pieczenie, kuchenka mikrofalowa

-skł.chem produktu, który jest poddawany zabiegom

-dostępności takich czynników jak bezpośredni kontaky z tlenem, światłem

-obecność przeciwutleniaczy naturalnych i syntetycznych

(rozmaryn,palmitynian askorbylu)

Straty tokoferoli i tokochromanoli zależeć będą od występujących homonologów i ich początkowej zawartości w oleju lub tł

Sterole roślinne:

Kampesterol, brasskosterol(rzepak),stigmasterol, sitosterol

Do grupy fitosteroli występujących w nasionach roślin oleistych i tł roślinnych należą: Kampesterol, brasskosterol(rzepak),stigmasterol, sitosterol

Należą do frakcji nieglicerynowej olejów i tł roślinnych roślinnych są jej głównym skł(50%) rzepak60-74% kukurydziany80%,soja 56-60%

Reakcję w których uczestniczą sterole jako sub.biologiczna

-ulegają reakcjom utl.do oksyfitosteroli

-wpływają na kinetykę utl(tworzą barierę ochronną w stosunku do NIKT)

-

procesy produkcji oleju i tł roślinnych powodują straty w frakcji steroli

-wilekość strat zależy od formy w jakiej występują w oleju

-wrażliwe są na alkalizacjię w procesie neutralizacji podczas której dochodzi moich utlenienia

-w trakcie bielenia sterole ulegają trans estryfikacji i deacylacji oraz adsorpcji na ziemi bielącej do 50%

-proces odwaniania powoduje destylacjie wolnych form steroli

-proc uwodornienia prowadzi nawet do 60% strat steroli

w konsekwencji autooksydacji i przemian termicznych tł nie tylko tracą aktywnośc biologiczną ale ich produkty przemiany mogą stać sieczynnikami antyżywieniowymi

zachodzą reakcjie autooksydacji i przemian termicznych tł prowadzą do:

-obniżenia wart.biologicznej tł

-utlenienia i strat wit

- utlenienia i strat steroli

-interakcji pomiędzy prod utl.tł i białek

-toksycznych oddziaływań prod utle.tł na organizm

Wykład 10 14.03.2007

NUTRIGENOMIKA - przyszłość dietetyki?

Dietetyka - nauka o roli żywienia w etiopatogenezie.

Nutrigenomika - zastosowanie genomiki w żywieniu człowieka, szczególnie w aspekcie powiązań między żywieniem z zdrowiem.

Czy nutrigenomika to rzeczywistość dla dietetyki?

„omiki” związanie z nauką o żywieniu

• nutrigenomika

• transkryptomika - analiza transkryptów mRNA na poziomie całego genomu

• proteomika - analiza białek organizmów żywych ich funkcji, interakcji między nimi

• matabolomika - badania nad profilami metabolitów komórkowych. Metabolity te są końcowym produktem ekspresji genów

Genotyp - genetyczny status organizmu układ wariantów genów

Fenotyp - cecha charakteryzująca organizm np. kolor oczu, kolor włosów, grupa krwi, ale również wykorzystywanie energii, poziom agresji, inteligencja, wzrost, waga itp.

I. Zmienność cech fenotypowych

Zmienność - różnorodność wartości lub jakości cech obserwowana wśród osobników

Zmienność fenotypowa - zmienność genetyczna + zmienność środowiska kształtowania fenotypu

II. Kształtowanie fenotypu

Co wpływa na zmienność fenotypu?

Cecha fenotypowa

• geny

• interakcje między genami a środowiskiem

• środowisko

• zmienność genów

• interakcje pomiędzy genami

• zmienność środowiska

Genom - cała informacja genetyczna żywego organizmu

Gen - fragment DNA zawierający informacje niezbędne do syntezy jednego produktu - białko lub RNA

DNA:

• tymina

• adenina

• guanina

• cytozyna

Ma postać helisy. Pojedyncza nić polimeru na którą składają się monomeryczne podjednostki zwane nukleotydami.

Zmienność DNA

Zmienność materiału genetycznego dotyczyć może całego genomu, pojedynczego chromosomu lub DNA

Polimorfizm pojedynczego nukleotydu

• najczęściej występuje w genomie zmiana w całym szeregu par zasad tylko jednego nukleotydu.

Skutki zmienności DNA:

• skutek mutacji na poziomie genu może przejawiać się jako:

• utrata funkcji genu lub zmniejszenie aktywacji jego produktu (białka)

• nabycie innych niespecyficznych funkcji

• nabycie funkcji antagonistycznych do niezmutowanego genu

• skutek mutacji na poziomie całego organizmu

Jak genotyp tworzy fenotyp → ekspresja genu

Ekspresja genu - proces w trakcie którego informacja zapisana w DNA zostaje przekształcona w struktury obecne i działające w komórkach (białka, RNA)

• poziom ekspresji zależy od tkanki fazy rozwojowej organizmu oraz od matabolitycznego lub fizjologicznego stanu komórki

• zmiana poziomu ekspresji genu jest reakcją genu na bodźce

transkrypcja translacja

DNA RNA BIAŁKO

BIAŁKA

• dzięki informacjom zawartym w DNA powstają wszystkie białka w endogamie

Funkcje białek:

• wiązanie specyficznych ligandów (receptory)

• katalaza (enzymy)

• kontrola procesów zachodzących w organizmach

• elementy strukturalne organizmów żywych (np. jedwab, aktyna)

Środowisko - wszystkie elementy poza genetycznymi wpływające na osobniki, w tym też żywność i żywienie.

Nutrigenomika - zajmuje się oddziaływaniem środowiska (w postaci skł. pokarmowych) na zróżnicowanie genetyczne organizmu.

Dieta a fenotyp

pełne zrozumienie wpływu żywności i żywienia na fenotyp (w tym zdrowie człowieka ) wymaga poznania działania składników żywności na poziomie molekularnym.

Bioaktywne składniki żywności - modyfikują wiele procesów zachodzących w żywym organizmie , również prze interakcje z DNA

bioaktywne składniki żywności:

• cykl komórkowy

• apoptoza

• naprawa DNA

• różnicowanie komórek

• regulacja hormonalna

• metabolizm kancerogenów

NURTIGENOMIKA - zastosowanie genomiki w żywieniu człowieka, szczególnie w aspekcie powiązań między żywieniem i zdrowiem.

Genomiki - badania genów i ich funkcji m.in. w oparciu o znajomość sekwencji całego organizmu.

Nutrigenomika jest próbą zrozumienia wpływu zmienności genetycznej na wymagania żywieniowe lub na interakcje między dietą a chorobą.

Cele nutrigenomiki:

• określenie diety, która z wysokim prawdopodobieństwem będzie przyczyniać się do zapobiegania chorobom przy jednoczesnej minimalizacji działań niepożądanych

• określenie diety w celu efektywnego leczenia chorób przewlekłych z uwzględnieniem interakcji między genami a składnikami żywności w heterogennej genetycznie populacji.

Nutrigenomika opiera się na założeniach:

• dieta i jej składniki mogą zmieniać ryzyko rozwoju chorób przez modyfikacje wielu procesów związanych m.in. z rozpoczęciem, przebiegiem i nasileniem procesu chorobowego (element wspólny z klasyczną dietetyką)

• składniki pokarmowe mogą wpływać pośrednio lub bezpośrednio na genom człowieka m.in. zmieniając ekspresję genów

• dieta może kompensować lub wzmacniać efekt polimorfizmu DNA

• ostateczny efekt zależy od układu genów konkretnych osób

Czym są składniki pokarmowe dla organizmu?

• są sygnałami, które odbierane prze komórkę wpływają na funkcjonowanie komórki oraz ekspresję genów i produkcję metabolitów

Wpływ składników pokarmowych na ekspresję genów

• glukoza

• kwasy tłuszczowe

• Wit. A

• Wit. D

• Wit. E

• Ca

• Zn

• Fe

• flawonoidy

przykład:

• uważa się że długołańcuchowe NWKT ( wielonienasycone kwasy tłuszczowe) mają działanie prewencyjne w przypadku chorób sercowo-naczyniowych, cukrzycy, raka, chorób neurologicznych

• działanie to jest rezultatem wpływu kwasów tłuszczowych na ekspresję genów

Co powoduje że różnie reagujemy na sygnały którymi są składniki pokarmowe → m.in. zmienność DNA

Polimorfizm genów a żywienie

metabolizm lipidów	polimorfizm genów geny apolipoprotein receptory LDL, lipazy lipoprotein	podatność na wpływ lipidów z diety na biomarkey sercowo-naczyniowe
stan kości	geny receptora wit. D , receptora estrogenów, kolagenu I typu	związek z metabolizmem kości, osteoporozą i transportem Ca i P
metabolizm folianów	gen reduktazy metylenotetrahydrofolianu	wpływ na ryzyko defektów cewy nerkowej

Metabolizm folianów

• polimorfizm genu reduktazy metylenotetrahydrofolianu (enzymu uczestniczącego w metabolizmie folianów) wpłw na ryzyko defektów cewy nerkowej → zmiana jednego aminokwasu w białku

• zmiana ta wpływa na stabilność białka i jego powinowacta do kofaktora

• spadek aktywności enzymatycznej białka , a co za tym idzie upośledzony jest metabolizm folianów m.in. ich kumulacja

• genotyp powoduje powstawanie

• wadliwego enzymu jest czynnikiem ryzyka dla kobiet (uszkodzenie cewy nerkowej, płodu)

• wpływ tego polimorfizmu można modyfikować poprzez przyjmowanie odpowiedniej dawki folianów

Przyszłość ??

Nutrigenomika DNA

Transkryptomika RNA fenotyp

Protomika Białka

Metabolomika metabolit

DNA ↔ bioaktywne składniki żywności ↔RNA

Geny poprzez swoje produkty mogą wpływać na absorpcję, metabolizm lub transport bioaktywnych składników żywności, a także mogą warunkować całościową odpowiedź na rodzaj żywienia.

Wykład 11 20.03.2007

ALKOHOL A ZDROWIE

ALKOHOL ETYLOWY

-etanol, spirytus winny

-otrzymywany w wyniku fermentacji alkoholowej skrobi/cukru

C₆H₁₂O₆→ 2 CH₃CH₂OH+ 2 CO₂

EtOH

-bezbarwna, palna ciecz o piekącym smaku i charakterystycznej woni

-t. t. 114, ⁰C t. w. 78, 3⁰ C

-gęstość 0,7893 g/cm³ (absolutny)

-miesza się z wodą w dowolnym stosunku ₂

-mieszanina 95, 6 % etanolu z wodą= spirytus

-etanol 100% (absolutny)- ekstrakcja ze spirytusu przy pomocy eteru dietylowego lub benzenu i ponownej destylacji.

OTRZYMYWANIE

EtOH-do celów spożywczych w wyniku fermentacji cukrowej

ZRÓDŁA CUKRÓW : zboża , ziemniaki, owoce.

Etanol spożywczy jest podstawowym składnikiem żywności.

DZIAŁANIE NA ORGANIZM

1. Wchłanianie z przewodu pokarmowego.

5-10 min.

15 min.-50 % spożytej dawki

2. Stabilizacja stężenia EtOH we krwi i tkankach

3. Biotransformacja i eliminacja

90% enzymatyczna

10% usuwanie w postaci niezmienionej(nerki, płuca)

METABOLIZM

1.EtOH-metabolizowany w organizmie dorosłego człowieka z prędkością 7-8 g/h (spadek stęż. we krwi 0,1-0,15%₀ / h)

0,5 l piwa(5 %)-3 h

2. Biotransformacja w komórkach wątroby

a) MOES (układ mikrosomalnych utlenień)

CH₃CH₂OH+ O₂→ CH₃CHO+ H₂O

- przy udziale O₂ i koenzymu NADPH

-cytochrom P-450

b) ADH (DEHYDROGENAZA ALKOHOLOWA)

CH₃CH₂OH+NAD^+ADH→ CH₃CHO+NADH+H⁺

-80-90% utleniania EtOH-decydujący wpływ na osobniczą odporność na zamroczenie alkoholowe

- osoby z dużym jego stężeniem to tzw. Osoby „mające mocną głowę”-zachowują przytomność umysłu

-proces ten prowadzi do powstania aldehydu octowego, który jest bardziej toksyczny niż EtOH

-osoby z mocną głową-silniejszy kac, zapadanie na alkoholizm, zachorowanie na marskość wątroby

c) KATALAZA (CAT)

CH₃CH₂OH^CAT→ CH₃CHO+ H₂O

-10-15% utleniania EtOH

-mniejsze znaczenie w metabolizmie ludzi

II ETAP

CH₃CHO+ AdOH→ CH₃COOH

Dehydrogenaza aldehydowa (AdOH)

-utlenienie aldehydu octowego do kwasu octowego

-kwas octowy(Cykl Krebsa)

MECHANIZM DZIAŁANIA TOKSYCZNEGO ETOH

-nagromadzenie w cytozolu komórki zredukowanych nukleotydów NADH, NADPH, jonów H⁺

^- CH₃CHO- trucizna protoplazmatyczna, denaturacja białka , enzymy

- CH₃COOH- zakwasza organizm

-działanie depresyjne, narkotyczne , hepatotoksyczne

-przenika do neuronów (niedotlenienie)

KIEDY ALKOHOL JEST TRUCIZNĄ?

-ten alkohol jest trucizną

-wypicie w krótkim czasie 150-250 g czystego alkoholu etylowego może prowadzić do śmierci

-działanie etanolu w kategoriach substancji narkotycznej jest zbliżone do działania depresantów

ZATRUCIA OSTRE ETOH

1. lekkie-stężenie alkoholu we krwi 0,5-1,5%₀

pobudzenie, nieznaczne pogorszenie widzenia, koordynacji ruchowej i mięśniowej , wydłużenie czasu reakcji

b) umiarkowane- 1,5-3%₀

nasilenie w/w objawów

2. ciężkie- 3-5%₀

zaburzenia koordynacji, podwójne widz. , utrata przytomności, śpiączka (>5%), śmierć

KIEDY JEST TRUCIZNĄ?

1. małe dawki 10-20 g(duże piwo, kieliszek wódki)

-stan pobudzenia, przyspieszone bicie serca, rozszerzone źrenice, zaprzestanie odczuwania zmęczenia, poprawa nastroju

b) wypicie 100g czystego alkoholu( ok.1/4 l. wódki)

-stan silnego zamroczenia, utrata sprawności ruchowej, w skrajnych przypadkach zamroczenie alkoholowe, utrata świadomości , zaniki pamięci

c) spożywanie podczas ciąży-wystąpienie u dziecka alkoholowego zespołu płodowego

ETANOL-SUBST. O SŁABYM POTENCJALE UZALEŻNIAJĄCYM

-sporadycznie spożywany nie uzależnia

-systematycznie spożywany-pełne fizyczne uzależnienie

-nagłe odstawienie-objawy zespołu abstynencyjnego

-zespół uzależnienia od alkoholu-alkoholizm

ALKOHOL-„NOWE OBLICZE”

-wskaźniki śmiertelności niższe wśród osób spożywających niewielkie ilości alkoholu niż w ogóle niepijących

CO TO JEST „DRINK” ?

1 standardowy drink

-lampka /szkl= 5 uncji wina(ok. 150 ml)

-puszka/butelka= 12 uncji piwa (ok. 130 ml)

1 uncja=28,35 g

-kieliszek=1,5 uncji 80% alkoholu (ok.35 ml)

Drink standardowy to ok.12-14 g EtOH

„UMIAROWANE SPOŻYCIE”

-ilość nie przekraczająca 2 std drinków/d dla mężczyzn < 65 r. ż.

-1 std drink/d dla mężczyzn > życia

-kobiet dowolnym wieku

Skutki picia 2 drinków codz. nie są takie same jak 14 drinków w sobotę.

Spożywanie dużych ilości przedzielone abstynencją-b. szkodliwe dla org.

POTENCJALNE KORZYŚCI Z „UMIARKOWANEGO SPOŻYCIA”

-uczucie relaksu, wzrost towarzyskości, obniżenie ryzyka występowania pewnych chorób wieńcowych

-1-2 drinków dziennie-obniżenie ryzyka CHNS o ok. 30%

-regularne spożycie małych ilości działa ochronnie przed CHD

-niż picie tej samej ilości w większych dawkach , ale rzadziej

CZY ALKOHOL CHRONI PRZED CHNS?

-os. spoż. 6 lub więcej są obciążeni większym ryzykiem śmierci z powodu choroby serca niż spożywający mniej niż 1 do 3-5 drinków dziennie

MECHANIZM ODPOWIADAJĄCY ZA SPADEK RYZYKA CHNS

- podwyższenie stężenia HDL (chroni)

- obniżenie stężenia HDL(podwyższenie ryzyka )

- zapobieganie CHNS( osłabia proces krzepnięcia krwi, zmniejsza zdolność płytek krwi do aglutynacji i formowania niebezpiecznych czopów)

BIOLOGICZNE MECHANIZMY OCHRONNEGO DZIAŁANIA

1. Alkohol poprawia lipidowy profil krwi (wzrost HDL, spadek LDL)

2. Obniża zakrzepicę (redukcja aglutynacji płytek, poziomu fibrynogenu, podwyższa fibrynolizę

3. Wykorzystuje też inne mechanizmy

-redukuje napięcie naczyń wieńcowych

-zwiększa przepływ krwi przez naczynia wieńcowe

-obniża ciśnienie krwi

-obniża poziom insuliny we krwi

-podwyższa poziom estrogenu

ALKOHOL PRZEDŁUŻA ŻYCIE?

-spożywający alkohol umiarkowanie mają niższe ryzyko śmierci niż osoby w ogóle
niepijące

-osoby pijące duże ilości mają wyższe ryzyko śmierci niż niepijący , dużo większe w porównaniu z osobami spożywającymi umiarkowane ilości

-średnia długość życia spoż. nadmiernie alkohol ulega skróceniu

NIEKORZYSTNE SKUTKI

-pewne typy nowotworów, nadciśnienie, uszkodzenie mięśnia sercowego, wątroby(marskość), zapalenie trzustki, uszkodzenie płodu

Osoby rzadko pijące alkohol ulegają większym zaburzeniom niż pijący regularnie.

Brak udowodnionego wpływu alkoholu na nowotwory okrężnicy, odbytu i nowotwory piersi.

Większe spożycie alkoholu może powodować nadciśnienie Spadek spożycia-obniżenie ciśnienia..

WYKŁAD 13 27.03.2007

ETANOL W ŚWIECIE W ASPEKCIE KIERUNKÓW UŻYTKOWANIA< SUROWCÓW I PRODUKTÓW UBOCZNYCH.

Światowa produkcja etanolu w 2003 r. - 37,63 mld l

2004 r. - 42,24 mld l

Światowi potentaci w produkcji etanolu ; produkcja roczna w mld l:

Brazylia - 14,5

USA - 10,6

Chiny - 3,09

Indie - 1,93

Rosja - 1,17

Główni producenci etanolu w krajach UE; produkcja roczna w mld l :

Francja - 800

Wlk. Brytania - 430

Niemcy - 295

Polska - ok. 240

Struktura wykorzystania światowej produkcji etanolu w 2003 r.:

19% - cele spożywcze

11% - cele przemysłowe

70 % - biopaliwa

Biopaliwa:

Etanol odwodniony ( min. 99,5%)

Etanol 96%

Eteretylo-tert-butylowy ( ETBE) - jest ekwiwalentem dla benzyny napędowej

CH₃ CH₃

ჷ ჷ

C₂H₅OH + CH₂ = C Ⴎ C₂H₅ - O - C - CH₃

ჷ ჷ

CH₃ CH₃

Reakcja w fazie ciekłej; temp. 60 -80^oC; katalizator - Amberlyst 35

Cele spożywcze:

• Napoje alkoholowe

• Wyroby cukiernicze

• Ocet spirytusowy

Cele przemysłowe:

• Przemysł farmaceutyczny

• Produkcja farb i lakierów

• Przemysł kosmetyków

• Syntezy organiczne

30 - 40% samochodów jeździ w Brazylii na czystym alkoholu.

ZALETY:

• Zmniejszenie emisji CO, CO₂ i SO₂

• wysoka liczba oktanowa etanolu i ETBE ( pozwala na zmniejszenie zawartości węglowodorów aromatycznych)

• stosowanie odnawialnych źródeł energii

• wspomaganie rolnictwa

WADY:

• Większe zużycie paliwa i większa emisja NO₂

• Wzrost preżności pary ( uniemożliwia dodawanie niskowiążących, niearomatycznych frakcji węglowodanowych o dużych liczbach oktanowych)

• Wiązanie wody

Perspektywy programów biopaliw : największy rozwój przewidywany w Europie

Struktura surowców stosowanych do produkcji etanolu w 2003 r.:

95 % fermentacja

5 % synteza chemiczna

36 % surowce skrobiowe ( zboża, rośliny okopowe - ziemniaki)

64 % - surowce cukrowe ( trzcina i burak cukrowy, owoce)

Surowce zawierające cukier:

• Sok z trzciny cukrowej 17 - 22%; łodyga 10 - 16%

• Melasa z trzciny cukrowej 35 - 56 %

• Melasa buraczana 39 - 57 %

• Buraki cukrowe 13 - 20 %

• Sok słodkiego sorgo 14 - 20%; łodyga 10 - 14 %

• Owoce 4 - 30 %
  

Surowce skrobiowe:

• Kukurydza 62 - 75 %

• Pszenica 60 - 71 %

• Jęczmień 52 - 65 %

• Żyto 54 - 62 %

• Sorgo 67 - 74,5 %

• Ziemniaki 14 - 19 %; np. wódka LUKSUSOWA

• Maniok ( cassava) 27 - 35 %

• Ryż 70 - 76 %

Surowiec zawierający inulinę - TOPINAMBUR; 13 - 18%

Koszt surowca stanowi 50 - 80 % kosztów produkcji etanolu.

Największą wydajność etanolu z 1 ha mamy z :

1. Buraka cukrowego

2. Trzciny cukrowej

3. Kukurydzy

Największa wydajność z 1 tony surowca:

1. Kukurydza

2. Burak cukrowy

3. Trzcina cukrowa

Koszt brutto surowca w odniesieniu do 1 litra wytworzonego etanolu ( szereg malejący):

1. Burak cukrowy

2. Kukurydza

3. Trzcina cukrowa

Stosowanie surowców LIGNOCELULOZOWYCH na skalę przemysłową rozpoczęło się dopiero w roku 2004 w Kanadzie.

Przyczyny trudności w przemysłowym wykorzystaniu surowców lignocelulozowych do produkcji etanolu:

• Złożoność procesu ( hydroliza, fermentacja heksozy, fermentacja pentoz, optymalna temperatura dla hydrolizy znacznie wyższa niż dla fermentacji)

• Struktura surowców lignocelulozowych utrudniająca dostęp

Surowce i metody stosowane w produkcji etanolu syntetycznego:

• z węgła - kiedyś

• z ropy naftowej - obecnie

Surowce stosowane do produkcji etanolu w wybranych krajach:

• St. Zjednoczone - kukurydza

• Wlk. Brytania - alkohol syntetyczny

• Europa - zboża i ziemniaki

Produkcja etanolu z kukurydzy lub pszenicy:

SUCHE MIELONE

Ziarno Ⴎ Mielenie

Ⴏ

enzym Ⴎ Upłynniania

Ⴏ

enzym i drożdże Ⴎ Scukrzanie i fermentacja ( LF lub SSF )

Ⴏ

Destylacja

Ⴏ

Odwadnianie Suszenie

Ⴏ Ⴏ

Etanol suszony wywar

MOKRE MIELONE

Ziarno Ⴎ zawiesina

Ⴏ

Odkiełk/defibryl Ⴎ olej

Ⴏ

Separacja glutenu Ⴎ mączka glutenowa

Ⴏ

Enzym Ⴎ upłynnianie

Ⴏ

Enzym Ⴎ scukrzanie

Ⴏ

Drożdże Ⴎ fermentacja

Ⴏ

Destylacja

Ⴏ

Odwodnienie suszenie

Ⴏ Ⴏ

Etanol pasza

WYWAR - można odwodnić za pomocą wirowania ( oddzielenie odcieku od ciasta).

Ciasto suszymy i otrzymujemy doskonały komponent paszowy natomiast odciek można zawrócić.

Podsumowanie:

1. Światowa produkcja etanolu jest zdominowana przez Brazylię i USA - 2/3 produkcji glebowej.

2. W skali światowej etanol jest wykorzystywany przede wszystkim jako biopaliwo (w 70 % przy tendencji rosnącej).

3. Główne surowce stosowane w produkcji etanolu to sok i melasa z trzciny cukrowej oraz ziarno kukurydzy i zboża.

4. Paszowe wykorzystanie wywarów zbożowych w krajach poza Ameryką Płn. Wymaga zbudowania rynku. Brak jednoznacznych perspektyw przy zagospodarowaniu wywaru melasowego.

Prace naukowe:

• Enzymy, które są w stanie hydrolizować skrobię natywną - wyeliminowanie procesu kleikowania + jednoczesna fermentacja i scukrzanie

• Badania nad mikroorganizmami odpowiedzialnymi za fermentację alkoholową ( obecnie wykorzystywane są głównie drożdże. Poszukiwane są drożdże odporne na wysokie stężenia alkoholu i cukru oraz alternatywne mikroorganizmy rekombinowane genetycznie oraz bakterie).

35

Bioaktywne składniki żywności

wzrost spożycia makaronu

Metmioglobina brązowobrunatna

Specyficzne kryteria bezp. żywności

GMP/GHP/GDP

HACCP

Zarządzanie jakością

Podst. wymagania śrrodowiskowe

Wszystkie atrybuty jakości

Dokumenty programów wstępnych (PRPS) zapewnianie higieny środowiska wytwarzania/obrotu

Sys. zarzadzania

jakości ISO 9001

Plan zapewnienia bezp. żywności ( plan HACCP, O-CP) produkt/proces

---