POJĘCIA OGÓLNE I DEFINICJE: SUROWCE ROŚLINNE - są to części roślin zebrane w ściśle określonym stanie dojrzałości, a służące do przetwarzania. PRODUKTY ROŚLINNE - części roślin zebrane w ściśle określonym stanie dojrzałości, a służące do spożycia w stanie nieprzetworzonym. PRODUKCYJNOŚĆ ROŚLIN - zdolność do wytwarzania globalnej biomasy. PLON ROŚLINNY - część użytkowa masy roślinnej, którą zbiera się w wyniku procesu produkcyjnego (pomidor - owoce, liście i łodygi bezużyteczne). PLON BIOLOGICZNY - jest to ilość składnika (np. % cukru wytwarzanego przez roślinę z jednostki powierzchni).
p = m x f gdzie: p - plon danego składnika m - masa surowca f - % zawartości tego składnika w surowcu DOJRZAŁOŚĆ: technologiczna, botaniczna, fizjologiczna Do oceny (produktów ogrodniczych). Próba - charakteryzuje dane gospodarcze II OCENY: 1. ocena cech niemierzalnych - stan zdrowotny, wygląd, barwa, smak. Jest to ocena pod kątem wizualnym, czyli ocena sensoryczna - zewnętrzna i porównanie do wzorca, czyli do norm (klasy). Ocena według pewnych standardów, które określają normy według, których oceniamy roślinę. 2. ocena mierzalna - oznaczenie zawartości białka, witaminy C, cukrów, H2O, suchej masy.
Kiedy oceniamy oceną niemierzalną, a kiedy mierzalną? + jeśli dany produkt trafia na rynek po raz pierwszy, to jest to ocena mierzalna, czyli ocena pełna.; + te produkty, które są na rynku, to ocena niemierzalna; NORMY NORMALIZACJA - to działanie mające na celu podporządkowanie wszelkich dziedzin działalności ludzkiej i polega na ujednoliceniu, uproszczeniu obowiązujących i dobrowolnie stosowanych norm, przez zwiększenie stopnia typizacji, czyli ujednolicenia zmierzające do wzajemnej zmienności wyrobów. Normalizacja przyczynia się do obniżenia kosztów, przyśpieszenia postępu technicznego, racjonalnego wykorzystywania materiałów i energii, zwiększenia bezpieczeństwa stosunków gospodarczych. Według określenia przyjętego przez Międzynarodową Organizację Normalizacji (ISO), normalizacja jest procesem tworzenia i stosowania reguł zmierzających do porządkowania określonej działalności dla dobra i przy współpracy wszystkich zainteresowanych. Normy jako wynik prac normalizacyjnych, w formie reguł i przepisów.
NORMA - jest to wynik procedury normalizacyjnej, wyrażony w postaci reguł i zatwierdzony przez upoważnioną do tego władzę. + według zasięgu terytorialnego: międzynarodowe, krajowe, regionalne, branżowe + według dziedzin normalizacji, normy dotyczące: mechaniki, elektroniki, chemii, warzyw świeżych, grzybów + ze względu na zakres obowiązywania i znaczenia: PN polskie normy, BN branżowe, ZN zakładowe Polskie normy ustanawia Polski Komitet Normalizacyjny (PKN) Branżowe normy ustanawia właściwy minister Zakładowe normy ustanawia dyrektor danego zakładu PRZEDMIOT NORMY - mogą nim być cechy towarów, czynności, procesy technologiczne, metody badań oraz pojęcia i ich oznaczenia. BUDOWA NORMY - w nagłówku każdej normy podany jest tytuł zasięgu działania, symbol działu, numer, rok wydania, np. PN - R - 75528 : 1996 - Papryka słodka TYPY NORM WEDŁUG ICH TREŚCI: 1.znaczeniowe: + terminologiczne + symbolowe + jednostek miar 2. przedmiotowe: + pełne + niepełne 3. czynnościowe: + na pobieranie próbek + na metody badań + na opakowanie + na przechowywanie + na transport PROBLEMATYKA NORMALIZACYJNA OECD - Organizacja Współpracy Gospodarczej i Rozwoju, powstała w 1962 roku w Paryżu. 8.04.1994 - Polska przyjęta do Systemu Stosowania norm Międzynarodowych na owoce i warzywa. Owoce i warzywa oznakowane OECD są uznawane przez Służby Standaryzacyjne krajów działających w systemie OECD (25 krajów). W Polsce normy OECD wydał PKN i US. Są one wymiennym tłumaczeniem norm Europejskich Komisji Gospodarczej, obejmuje 28 gat. warzyw, 20 gat. owoców świeżych i 7 suszonych. Zmiany organizacji Systemu Normalizacji w Polsce: Zmiany nastąpiły na mocy ustawy z 3.04.1993 o normalizacji. Obecnie podstawowe elementy polskiego systemu normalizacji są analogiczne do systemów normalizacyjnych stosowanych w krajach Unii Europejskiej i składają się z: + Polski Komitet Normalizacyjny PKN + Biura Komitetu PKN + Normalizacyjnych Komisji Problemowych PKN PODLEGŁOŚĆ I ZARZĄDZANIE PKN:
PKN - podlega prezesowi rady ministrów, zarządza kolegialnie, w skład wchodzą członkowie organizacji gospodarczych, naukowych, technicznych oraz przedstawiciele poszczególnych ministerstw. ZADANIA PKN: Wykonywane wszystkie przez to biuro Komitetu oraz Normalizacyjne Komisje, Problemowe Komisje prowadzą prace normalizacyjne w zakresie powierzonej im tematyki.
ZNACZENIE NORMY W NOWEJ SYTUACJI PRAWNEJ PKN: QACP - System Produktów Kontrolnych dla Zapewnienia Jakości. ( Quality Assurance Control Point System ). Jest to system niemal identyczny jak HACCP z uwypukleniem cech jakości handlowej, odżywczej lub organoleptycznej. ISO 9000 - międzynarodowa norma odnosząca się systemu jakości, stanowią podstawę do opracowania systemu zarządzania i sterowania jakością. TQM - Total Quality Management - Kompleksowe Zarządzanie Jakością. Określa się jako szeroko rozumianą metodę skutecznego rozwiązywania wszystkich problemów występujących w produkcji i osiągnięcie najlepszych efektów w określeniu jakości. GMP - Dobra Praktyka Produkcyjna ( Good Manufacturing Practice ) - działania, które muszą być podjęte i warunki, które muszą być spełnione aby produkcje żywności oraz materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością odbywały się w sposób zapewniający właściwą jakość zdrowotną żywności zgodnie z przeznaczeniem. GHP - Dobra Praktyka Higieniczna ( Good Hygienic Practice ) - działania, które muszą być podjęte i warunki higieniczne, które muszą być spełnione i kontrolowane na wszystkich etapach produkcji i obrotu żywnością, aby zapewnić bezpieczeństwo danej żywności. SYSTEM HACCP - System Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli ( Hazard Analysis Critical Control Point System ) - jest systemem postępowania, mającym na celu zapewnienia bezpieczeństwa zdrowotnego żywności poprzez identyfikację i oszacowanie skali zagrożeń bezpieczeństwa żywności. ZASADY GMP - Dobra Praktyka Produkcyjna (Good Manufacturing Practice) Podstawowe wymagania: 1.Zdefiniowanie, opisanie i sprawdzenie wszystkich procesów produkcyjnych. 2.Skontrolowanie wszystkich punktów krytycznych procesu produkcyjnego. 3.Upewnienie się, że proces produkcyjny prowadzi wykwalifikowany personel w odpowiednich pomieszczeniach według właściwej procedury. 4.Zapewnienie pełnej rejestracji przebiegu procesu. 5.Stworzenie systemu załatwiania reklamacji. Aby spełnić wymagania GMP przedsiębiorstwo musi dysponować: 1.Odpowiednimi budynkami. 2.Właściwym i prawidłowo utrzymanym sprzętem. 3.Przeszkolonym personelem. 4.Odpowiednimi surowcami. 5.Opakowaniami 6.Warunkami magazynowania i transportu 7.Harmonogramami mycia i dezynfekcji. Dobra Praktyka Produkcyjna (GMP): - budynki i otoczenia - surowce i materiały - mycie i dezynfekcja - personel - magazynowanie i dystrybucja - maszyny i urządzenia -zapewnienie jakości Wymagania i zasady GMP: - lokalizacja i stan techniczny oraz otoczenie zakładu - budynki i pomieszczenia produkcyjne - układ funkcjonowania gospodarstwa - maszyny i narzędzia - mycie i dezynfekcja - zaopatrzenie w wodę - kontrola odpadów i ścieków GMP - wymagania dotyczą podstawowych wyników utrzymania higieny warunków środowiska: + zapobieganie przenikania do zakładu z zewnątrz owadów, ptactwa i zwierząt + zabezpieczenie miejsca na odpowiednie rozmieszczenie urządzeń produkcyjnych i magazynowych + zapewnienie właściwej wentylacji zakładu + utrzymanie zakładu w dobrym stanie technicznym + zapewnienie skutecznego oświetlenia, gospodarki wodno - ściekowej + procedur mycia i dezynfekcji + kontrola pracowników związana z przeciwdziałaniem zakażeniom żywności. HACCP - Hazard - System Analizy Zagrożeń i Krytycznych Punktów Kontroli. Ukierunkowany na zapewnienie bezpieczeństwa zdrowotnego żywności, z tego względu określany jest jako SYSTEM ZARZĄDZANIA BEZPIECZEŃSTWEM ZDROWOTNYM ŻYWNOŚCI. Jest nierozerwalnie związany z realizacją zasad GMP/GHP. Pochodzenie HACCP: - 1960 - 1970 w USA wprowadzono program `zero - defuts` przy produkcji żywności w NASA; - 1975 system HACCP został oficjalnie zaaprobowany przez WHO, a 1980 przedstawiono na tym samym forum ogólne zasady i definicje; - 1983 system został uznany jako istotne narzędzie w nadzorze nad produkcją żywności; - 1993 został przyjęty przez Komisję Kodeksu Żywnościowego (Codex Alimentarius) w tym samym roku w krajach UE na mocy dyrektyw do spraw higieny UE zobowiązano kraje członkowskie do sukcesywnego wprowadzenia systemu HACCP w przemyśle spożywczym. W Polsce: - stosowanie zasad GMP/GHP jest wymagane prawem; - wdrażanie systemu HACCP obowiązuje od 1.01.2004, gdyż tak to reguluje ustawa o warunkach zdrowotnych żywności; - stosowanie norm ISO jest dobrowolne; 3 zasady: 1.Jakość żywności jest wtedy gdy wracają do nas klienci, a nie nasze wyroby. 2.Zrób dobrze za pierwszym razem. 3.Jakość trzeba wyprodukować, a nie można jej wykontrolować.
HACCP- jest systemem postępowania mającym na celu zapewnienie bezpieczeństwa zdrowotnego żywności przez identyfikację i oszacowanie zagrożeń bezpieczeństwa żywności z punktu widzenia jej jakości zdrowotnej oraz ryzyka wystąpienia tych zagrożeń podczas wszystkich etapów produkcji i dystrybucji żywności. Jest to również system mający na celu określenie metod ograniczenia tych zagrożeń oraz ustalenie działań naprawczych. Codex Alimentaris definiuje system HACCP jako taki system, który: - identyfikuje - ocenia - kontroluje (opanowuje) zagrożenia istotne dla bezpieczeństwa żywności Najistotniejsze elementy systemu HACCP to: - identyfikacje mogących pojawić się zagrożeń - ocena dla istotności - oszacowanie ryzyka (prawdopodobieństwo) ich wystąpienia - określenie metod ich ograniczenia System polega na przeprowadzeniu analizy wszystkich zagrożeń, zarówno biologicznych (zwłaszcza mikrobiologicznych) jak i fizycznych i chemicznych, które mogą stać się przyczyną obniżenia jakości zdrowotnej produkowanej żywności oraz na wskazaniu, które punkty na danym etapie produkcji żywności są „krytyczne” dla bezpieczeństwa zdrowotnego produktu końcowego. Punkty te określa się jako krytyczne punkty kontroli. Środki muszą być udokumentowane i spełniać odpowiednie wymagania, mycie według instrukcji, odpowiednie pomieszczenie na środki, obowiązkowa procedura mycia. ZASADY WDRAŻANIA HACCP Zgodnie z ustaleniami Kodeksu Żywnościowego system HACCP działa w oparciu o 7 podstawowych zasad, które nie powinny być rozpatrywane jako reguły lecz jako zadania do wykonania w celu wdrożenia systemu. 1.Analiza zagrożeń - zidentyfikowanie i ocena zagrożeń oraz ryzyka ich występowania, a także ustalenie środków kontroli i metod przeciwdziałania tym zagrożeniom. 2.Ustalenie Krytycznych Punktów Kontroli - KPK, w celu wyeliminowania lub zminimalizowania występowania zagrożeń. 3. Ustalenie dla każdego punktu krytycznego kontroli wymagań (parametrów), jakie powinien spełniać i określenie granic tolerancji (limitów). 4. Ustalenie i wprowadzenie systemu monitorowania krytycznych punktów kontroli. 5. Ustalenie działań korygujących jeśli punkt kontroli nie spełnia ustalonych wymagań. 6. Ustalenie procedur weryfikacji w celu potwierdzenia, że system jest skuteczny i zgodny z planem. 7. Opracowanie i prowadzenie dokumentacji systemu HACCP dotyczącej etapów jego wprowadzania oraz ustalenie sposobu rejestrowania i przechowywania danych oraz archiwizowania dokumentacji systemu. W praktyce zastosować 12 sekwencji działań: 1. zdefiniowanie zakresu działania systemu HACCP 2. utworzenie zespołu składającego się z fizycznych osób posiadających odpowiedni wiedzę i odpowiednie przeszkolenie 3. opisanie produktu wraz z określeniem przewidywanego wykorzystania danego produktu przez konsumenta 4. opracowanie schematu procesu technologicznego 5. weryfikacja schematu procesu technologicznego oraz linii technologicznej 6. sporządzenie listy wszystkich środków prewencyjnych do kontroli każdego zagrożenia 7. określenie KPK 8. określenie celów i granic tolerancji (określane indywidualnie dla każdego punkt krytyczny) 9. opracowanie systemu manitorowania dla każdego KPK 10. ustalenie działań korygujących 11. ustalenie procedury weryfikacyjnej 12. prowadzenie dokumentacji i zapisów (księga HACCP - udostępniana kontroli zewnętrznej). Najistotniejsze zalety systemu HACCP: 1.Zgodność z zaleceniami FAO / WHO. 2. Zapewnienie spełniania oczekiwań konsumentów dające gwarancję produktu bezpiecznego i wysokiej jakości. 3. Zapewnienie prawidłowej organizacji działań na rzecz podnoszenia jakości. 4. Aktualizacja wiedzy i podnoszenie kwalifikacji personelu. 5. Pokonywanie bariery w porozumiewaniu się pomiędzy poszczególnymi działami w zakładzie. 6. Zapewnienie aktywnego podejścia do rozwiązywania problemów związanych z bezpieczeństwem i jakością zdrowotną żywność. 7. Umożliwienie podjęcia działań zaradnych przed pojawieniem się problemu 8. Potwierdzenie kontroli procesów jest szybsze, szersze i tańsze w porównianiu z systemem kontroli tradycyjnej. 9. Zwiększenie zaangażowania pracowników. Najistotniejsze wady systemu HACCP: 1. Wymaga nakładu na zorganizowanie zespołu pracowników do spraw HACCP. 2. Wymaga zaangażowania i przeszkolenia wszystkich pracowników oraz aktualizacji ich wiedzy. 3. Może powodować dodatkowe koszty związane z zakupem sprzętu np. do monitorowania lub wynajęcia konsultantów. 4. Wymaga systematycznej weryfikacji. 5. Posiada chrakter biurokratyczny - wymaga profesjonalnego zarządzania organizacją i prowadzenia dokumentacji. Wdrażanie HACCP w zakładzie sprzyja: 1.Usprawnieniu procesu produkcji poprzez właściwy obieg informacji i dokumentacji. 2. Wzrostowi świadomości pracowników oraz wczesnemu wykrywaniu niezgodności. 3. Zwiększenie efektywności działań na rzezc zapewnienia bezpieczeństwa i jakości produkowanej żywności. 4. Zdyscyplinowanie załogi i zaciśnieniu współpracy pomiędzy osobami na poszczególnych stanowiskach. Ważniejsze czynniki wpływające na jakość plonu: Wysokość i jakość uzyskiwanych plonów jest zjawiskiem kompleksowym i zależy od cech genetycznych i czynników środowiskowych. Czynniki genetyczne - hodowla nowych odmian Czynniki środowiskowe: - czynniki glebowe; kompleks sorpcyjny, odczyn gleby, skład mechaniczny, bilans wodny i próchniczny; - klimat i przebieg pogody - uprawa gleby - nawożenia - nawadnianie - zachwaszczenie - ochrona roślin - zbiór i przechowywanie WODA - składnik żywności: - najważniejszy związek chemiczny na Ziemi; - występuje w 3 stanach skupienia; - jako ciecz i lód pokrywa 70% pow. ziemi, a jako para wodna istotny składnik atmosfery; - woda słodka niezbędna do podtrzymania życia, stanowi 30% całkowitej ilości wody na Ziemi; - bardzo aktywny związek chemiczny; - uniwersalny rozpuszczalnik; - główny składnik ilościowy wszystkich organizmów żyjących na Ziemi (60 - 80% masy); - ważny element środowiska; - zachodzi w niej przemiana materii, energii, transport substancji odżywczych; - główne źródło tlenu w powietrzu (proces fotolizy w komórkach roślinnych). Zawartość wody w produktach ogrodniczych, a w tkankach roślinnych: + zawartość w tkankach metabolicznie czynnych 70-95% + protoplazma 85-90% + organella (chloroplasty, mitochondria) - 50% + soczyste owoce 85-95% + liście 80-90% + korzenie 70-90% + dojrzałe nasiona 10-15% Zawartość wody zależy od etapu rozwojowego rośliny i tkanki. W produktach oznacza się ją z różnicy próbki danego produktu przed i po wysuszeniu go do stałej masy w temp. 105C. Zawartość wody jest wyrażana w % w przeliczeniu na suchą masę danego produktu. Masę rośliny w stanie naturalnym określamy terminem świeża masa rośliny. Po wysuszeniu w temp. 105C uzyskuje się suchą mase. Po wysuszeniu w temp. pokojowej o wilgotności 50-60% uzyskuje się powietrznie suchą mase. % zawartość suchej masy (s.m.) = 100 - zawartość wody % zawartość wody = 100 - zawartość suchej masy (s.m.) Rodzaje wody w roślinach: + woda wolna - stanowi rozpuszczalnik substancji organicznej i mineralnej, wypełnia wolne przestrzenie, nie podlega zjawiskom kapilarnym, bierze bezpośredni udział w przemianach fizykochemicznych. + woda związana - jest zlokalizowana w bezpośrednim sąsiedztwie substancji rozpuszczalnych lub zawieszonych, ma zwiększoną aktywność, odmienne właściwości od pozostałej masy wody zawartej w danym materiale, może występować w produkcie jako: a). higroskopijna - powlekająca bardzo cienką warstwą powierzchnie wodne produktu; b). kapilarna - występuje w naczyniach włosowatych i podlegająca zjawiskom kapilarnym; c). krystaliczna (strukturalna) - związana chemicznie (poniżej 0,03%) jest integralną częścią składników niewodnych, ulokowana w wolnych przestrzeniach makrocząsteczek lub związana w postaci wodnianów; d). konstytucyjna - wewnątrz komórkowa. Woda wewnątrz komórkowa: W przeciętnej komórce stanowi ok.70% masy i jest roztworem zawierającym: - jony nieorganiczne, zw. organiczne, biopolimery; - temp. całkowitego wymrożenia wody wewnątrzkomórkowej wynosi -70 do -50C - niedostępna jako rozpuszczalnik - nieaktywna osmotycznie Według najnowszych poglądów, wewnątrz komórek istnieją 3 rodzaje wody: - o właściwościach czystej zwykłej wody; - związana z różnymi grupami funkcyjnymi makrocząsteczek w postaci wody hydratacyjnej; -nie związana z grupami funkcyjnymi, ale znajdująca się pos silnym wpływem makrocząsteczek, jest to frakcja wody otaczająca główne elementy strukturalne komórki. Woda w żywności: + zarówno surowce jak i gotowe produkty żywnościowe zawierają z reguły duże ilości wody; + jest czynnikiem wpływającym na intensywność procesów biochemicznych, chemicznych i fizycznych; + właściwa ilość wody decyduje o knsystencji, wyglądzie i smaku oraz podatności na zepsucie. Aktywność wody - jest miarą zawartości wody wolnej w danym materiale (produkcie) umożliwia określenie z jaką intensywnością woda asocjuje ze składnikami niewodnymi. aw wskaźnik stabilności i bezpieczeństwa mikrobiologicznego żywności. Aktywność wody może przyjmować wartość od 1 (dla czystej wody) do ok. 0 (dla układów o niewielkiej zawartości wody). Aktywność wody na wpływ na trwałość produktów aw < 0,6 (nie mogą rozwijać się drobnoustroje) aw > 0,8 (rozwija się większość drobnoustrojów) Najważniejsze parametry w wodzie to zawartość pierwiastków biogennych (N,P), metali ciężkich, chlorków, siarczanów. SKŁADNIKI MINERALNE 1.Makroelementy 2. Mikroelement Makroelementy to te składniki pokarmowe, które występują w roślinach w stężeniach pow. 50mg/kg s,m tkanek. Stanowią 98,8% masy organizmów żywych. Należą do nich: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S, Cl, Na. Mikroelementy to te składniki pokarmowe, które są niezbędne dla roślin w minimalnych ilościach, a ich koncentracja jest niższa niż 50mg/kg s.m. Należą do nich: Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, B. Składnik balastowe to te, które mogą gromadzić się w roślinie w znacznych ilościach, a są szkodliwe dla człowieka: Cd, Hg, Pb. Do składników mineralnych nie zalicza się związków: O, N, H - po spaleniu nie zostawiają popiołu. Zawartość składników mineralnych w materiale roślinnym: Tkanki żywych organizmów składają się z wody, substancji organicznych i składników mineralnych: 70% woda, 27% substancji organicznych, 3% składniki mineralne. Czynnikiem regulującym zawartość składników mineralnych w roślinach jest specyficzna genetycznie utrwalana zdolność pobierania różnych składników. Zawartość składników mineralnych makro w świeżych warzywach: Na - seler korzeniowy 86mg, marchew 82mg, papryka zielona 2mg K - cebula 121mg, ogórek 125mg, soja (nasiona) 2132mg, fasola (nasiona) 1188mg Ca - ziemniaki 4mg, soja 240mg P - cebula 14mg, soja743mg Fe - ogórek 0,2mg, kapusta 0,3mg, soja 8,9mg Mg - rzodkiewka 7mg, cebula 8mg, sałata 9mg, soja 216mg Zawartość składników pokarmowych makro w świeżych owocach: Na - arbuz 1mg, banan 22mg K - banan 62mg, melon 328mg Ca - jabłka 4mg, cytryna 40mg P - arbuz 9mg, czarne porzeczki 58mg Fe - arbuz 0,2mg, czarna porzeczka 1,2mg Mg - arbuz 2mg, czarna jagoda 2mg, banan 32mg Zawartość mikroelementów w warzywach i owocach: Li 0,1-0,5mg/kg s.m Rb 1-51mg/kg s.m Cu 3-7mg/kg Zn 2-58mg/kg B 2-14mg/kg Al. 3-76mg/kg Se 0,03-0,9mg/kg Cr 0,03-0,81mg/kg Mo 0,07-1,5mg/kg F 1-5mg/kg Mn 4-77mg/kg Co 0,02-0,25mg/kg Ni 0,2-2,6mg/kg Mikroelementy kumulowane w niektórych organach i tkankach zwierzęcych: wątroba - As, Be, Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Pb, Rb, Se nerki - Al., As, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sb tkanka tłuszczowa - V mięśnie - Cr, Rb, Se mózg - Al., B, Cu, Pb serce - V, Cu płuca - Al., Ba, Be, Cd, Cr, T, Mo, Ni, Pb, V szpik kostny - Fe Metody oznaczania składników mineralnych: 1. mineralizacja na sucho w temp. 550-600C 2. mineralizacja w stężonych kwasach nieorganicznych 3. elektrody jonoselektywne 4. spektometria atomowa (20 pierwiastków) O wyborze metody oznaczania decydują normy. Ad.1. temp. nie może być wyższa niż 800C - P, Ca, Mg, K, Na Ad.2. kwas siarkowy, azotowy - mikroelementy Zn, Cu, Mn, Fe Ad.3. orientacyjna, duży błąd mają wpływ inne jony np. N Ad.4. absorbcyjna spektofolometria płomieniowa np. K, Na, Ca, Mg Rola składników mineralnych w organizmie: + ich poziom i wzajemne proporcje w tkankach i komórkach decydują o stanie zdrowia; + czynniki wpływające na przyswajalność składników mineralnych (substancje obce Cd, Hg, Pb, Ca obniża biodostępność Zn, Fe, Cu); + równowaga kwasowo - zasadowa, zakwaszająco działa Cl. P, S, alkalizująco działa Ca, Na, K, Mg; + objawy zakwaszenia: zmęczenie, ból głowy, utrata apetytu, zła cera, apatia. W produktach spożywczych przeważają produkty kwasotwórcze: produkty zbożowe (oprócz mleka), owoce i warzywa - zasadotwórcze Zawartość składników mineralnych w organizmie człowieka w przeliczeniu na 1kg: Ca 10-20g P 6-12g K 2-2,5g Cl 1-1,2g Mg 0,4-0,5g Fe 70-100mg Zn 20-30mg Cu 1,5-2,5mg Mn 0,15-0,3mg I 0,1-0,2mg Mo 0,1mg Dzienne zapotrzebowanie czlowieka na: Mg - ok. 300mg --> [Author:DG] Ca - 0,8-1g Zn - 15mg I - 15mg Cu - 2mg BIAŁKA W ROŚLINACH Białka są liniowymi produktami kondensacji ok.20 różnych α-l-aminokwasów połączonych wiązaniami trans - peptydowymi. Ich różnorodność wynika z udziału i uszeregowaniu reszt różnych aminokwasów w cząsteczce. Podział białek: 1. proste a). fibrylarne b). globularne + właściwe - albuminy - globuliny - gluteiny - prolaminy - histony + polipeptydy - protoaminy 2. złożone a). lipoproteiny b). glikoproteiny c). fosfoproteiny d). chromoproteiny e). metaloproteiny f). Nukleoproteiny Białko składa się z aminokwasów, w obrębie aminokwasów można wyróżnić ich 3 rodzaje. Wartość biologiczna białka zawartego w produktach, to jego przydatność do celów anabolicznych, zależy od zawartości poszczególnych aminokwasów egzogennych oraz sumy aminokwasów endogennych. 1. niezbędne (egzogenne): izoleucyna, leucyna, fenyloalanina, metionina, treonina, tryptofan - muszą być dostarczone z pokarmem, ponieważ organizm nie ma zdolności syntetyzowania ich z innych związków. 2. względnie niezbędne (endogenne): tyrozyna, cysteina, arginina. Mogą powstawać w organizmie z odpowiednich prekursorów (tyrozyna z fenyloalaniny, cysteina z metioniny). 3. endogenne - mogą powstawać z kwasów organicznych i pośrednich ogniw przemian sacharydów w obecności żródła N, którego dostarczają aminokwasy w wyniku reakcji transaminacji: glicyna, alanina, cytrulina, pralina, kw. asparginowy). Charakterystyka białek roślinnych: Wśród białek roślinnych wyróżnia się białka enzymatyczne, strukturalne i zapasowe 1. Białka zbóż: - zawierają dużo kw. glutaminowego i prolaniny; - są ubogie w lizynę w mniejszym stopniu w treoninę, leucynę, metioninę, walinę, tryptofan; - albuminy i globuliny stanowią 30% ogólnej masy białek zbóż, występują w zarodku; - prolaminy i gluteiny są białkami zapasowymi; - większość białek w ziarniakach zbóż znajduje się w bielmie; - prolaminy stanowią 50% ogólnej zawartości białka zbóż - zależnie od gatunku zboża pralaminy nazywane są: GLIADYNĄ - pszenica, HORDEINĄ - jęczmień, AWEINĄ - owies, SEKALINĄ - żyto, ZEINĄ - kukurydza. 2. Białka roślin oleistych i strączkowych: + białko soi: - albuminy pełnią funkcje metaboliczne - globuliny tworzą białka zapasowe nagromadzone w tzw. ciałach białkowych, stanowią ok. 60-70% ogólnej masy białek nasion soi; - we frakcji globulinowej największy udział ma wicylina oraz legumina; - inhibitory proteinaz i enzymy; - białkowe produkty z soi: mleko, tofu, sos; + rzepak 20-25% białka: - w tym albuminy 40-50%, bogate w aminokwasy siarkowe i lizynę; - globuliny 30-35%; + łubiny, groch, bób, bobik, fasola.
Zawartość białka w roślinach ogrodowych: bób 7% brukselka 4,7% chrzan 4,5% czosnek 6,4 fasola suche nasiona 21,4 fasola szparagowa 2,4 groch 23,8 groszek zielony 6,7 kukurydza 3,7 soczewica suche nasiona 25,4 soja suche nasiona 34,3 soja kiełki 13,1 szpinak 2,6 ziemniaki 1,9 owoce 0,4-1 Wartość odżywcza białek: Wartość odżywcza białka to % w jakim spożyte białko zostało przyswojone i wykorzystane jako budulec własnych białek organizmu. - decyduje o niej zawartość w białku aminokwasów egzogennych oraz suma aminokwasów endogennych; - białka pełnowartościowe (pełny skład aminokwasów egzogennych); - białka niepełnowartościowe. WOLNE AMINIKWASY I PEPTYDY + Występowanie w artykułach - w bulwach ziemniaka, azot niebiałkowy stanowi ok.50% ogólnej ilości. Utlenianie wolnej tyrozyny powoduje ciemne przebarwienia bulw ziemniaka; + W warzywach azot związków niebiałkowych stanowi 20-50% ogólnej ilości azotu; + Niebiałkowe związki azotowe powstające z ich rozkładu, również bezazotowe lotne produkty kształtują w dużej mierze zapach i smak potraw. Aminy i ich pochodne: Prekursorami wolnych amin są aminokwasy. - powstają wskutek dekarboksylacji pod wpływem egzogennych enzymów; - jako produkty aminacji i transaminacji aldehydu; - mają istotny wpływ na jakość żywności - tworzą zapas (dojrzały lub nieswieży); - aminy drugorzędowe mogą w reakcjach z azotynami tworzyć rakotwórcze N-nitrozoaminy; - heterocykliczne aminy aromatyczne (HAA) - powstają w pieczonych produktach bogatych w białka, mają działanie rakotwórcze i mutagenne. Zawartość azotanów w produktach ogrodniczych: - wpływ czynników na zawartość azotanów w warzywach: gatunek, część użytkowa rośliny, długość okresu wegetacji, warunki klimatyczne i glebowe, światło, pora dnia, nawożenie NPK, mikroelementy Mo, przechowywanie krótkoterminowe, przechowywanie długoterminowe. Zawartość azotanów (V) i (III) w warzywach, owocach i ziemniakach: - rośliny o częściach użytkowych - organy wegetatywne zawierają więcej azotanów; - długość okresu wegetacji - im krótszy, tym więcej azotanów; - klimat ciepły, dużo słońca (intensywne przetwarzanie i asymilacja) - mniej azotanów; - dostępność O2 - strefa korzeniowa, im więcej O2, tym mniej azotanów; - pora dnia, rośliny zbierane późnym popołuniem; - nawożenie ma bezpośreni wpływ (forma i dawka) dużo azotanów - żywienie roślin saletrami. Regulacje prawne: Komitet Ekpertów FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności, określił max. dopuszczalną dzienną dawkę (ADI - Acceptable Daily Intake) dla człowieka azotanów: - (V) 5mg/kg masy ciała - (III) 0,2mg/kg masy ciała dla człowieka o masie 60kg - 300mg azotanów (V) i 12mg azotanów (III) Zawartość azotanów wyrażamy w: mg NaNO3 / kg świeżej masy mg KNO3 / kg ś.m mg NO3- / kg ś.m mg N - NO3 / kg ś.m Przeliczenia związków azotu: KNO3 x 0,138 = N N x 7,22 = KNO3 KNO3 x 0,614 = NO3- NO3- x 1,63 = KNO3 KNO3 x 0,84 = NaNO3 NaNO3 x 1,19 = KNO3 NaNO3 x 0,16 = N N x 6,07 = NaNO3 NaNO3 x 0,73 = NO3- NO3- x 1,37 = NaNO3 NO3- x 0,22 = N N x 4,42 = NO3- WĘGLOWODANY W PRODUKCJI OGRODNICZEJ Węglowodany - cukry, sacharydy, są związkami organicznymi najobficiej występującymi w przyrodzie. Są to związki przeważnie pochodzenia roślinnego. Są podstawowymi związkami głównymi i najtańszym źródłem energii dla komórek. Ponad to pełnią rolę materiału zapasowego strukturalnego oraz uczestniczą w przemianach materii. Sacharydy: + monosacharydy - triozy - tetrozy - pentozy - heksozy - heptozy + oligosacharydy - olisacharydy - trisacharydy - tetrasacharydy + polisacharydy - skrobia - celuloza - pektyny - agar - błonnik Trisacharydy: + solarioza - trójsacharyd, występuje w glikoalkaloidzie (solanienie), związek toksyczny charakterystyczny dla roślin z rodzaju Solanum. + solanina - gromadzi się w kiełkujących zazielenionych ziemniakach; + likotrioza - trisacharyd, który wchodzi w skład częsci cukrowej glikoalkaloidów - tomatyna, która występuje w pomidorach. Tetrasacharydy - są uważane za związki antyżywieniowe, spożycie większej ilości może powodować wzdęcia. + stachioza - występuje w nasionach grochu, fasoli, soi, bobu, soczewicy i łubinu. Polisacharydy - węglowodany zapasowe lub strukturalne. + agar - występuje w krasnorostach, wykorzystywany jako pożywka mikrobiologiczna, substytut mięsa, dodawany do pieczywa - opóźnia czerstwienie, zagęstnik, składnik piwa - piana; + celuloza - występuje w roślinach, zawiera do 14tys. Reszt glukozowych, łańcuch celulozy jest pofałdowany i tworzy micelle, jest odporna na działanie większości enzymów; + pektyny - wchodzą w skład tej części strukturalnej, która występuje w roślinie, zasiedlają młode komórki. Komórki, które są zdrewniałe, mają mniej wody i mniej pektyn - więdną; + błonnik - związek złożony, zbudowany z reszt glukozy. Tym pojęciem określa się nieprzyswajalne, czyli nie strawiane w przewodzie pokarmowym polisacharydy: celuloza, hemiceluloza. - błonnik - włókno surowe „ crude fiber” obejmuje celulozę, hemicelulozę i ligninę. W starszych roślinach celuloza tworzy kompleks z ligniną tzw. lignocelulozę; - błonnik pkarmowy - określa węglowodany i związki zaliczane do węglowodanów, które w przewodzie pokarmowym są odporne na działanie enzymów. Wpływ czynników na zawartość węglowodanów w roślinach (dla owoców): + klimat - temp. powietrza (opt. dla danego gatunku powoduje prawidłowe przemiany i wzrost); - nasłonecznienie - smak, barwa, trwałość sprzyja syntezie cukrów i witamin; - opady - wzrost, zawiązywanie i wykształcanie owoców; + uprawa i nawożenie - trwałość, smak, przechowywanie; + zbiór - dojrzałość zbiorcza - stan, w którym wszystkie procesy życiowe w roślinie osiągnęły opt., zapewniając uzyskanie pełnej wartości smakowej i odżywczej; - dojrzałość konsumpcyjna. Wpływ czynników na zawartość węglowodanów w roślinach (dla warzyw): + podstawowymi składnikami są węglowodany - najważniejsze: cukry proste (fruktoza i glukoza), dwucukry (sacharoza i maltoza - słodki smak), polisacharydy (skrobia, celuloza, związki pektynowe). Udział poszczególnych cukrów zmienia się w zależności od fazy rozwojowej: - błonnik - pektyny - warzywa działają na organizm odkwaszająco TŁUSZCZE (LIPIDY) W ROŚLINACH 1. Znaczenie gospodarcze tłuszczów roślinnych 2. Charakterystyka 3. Rola warunków środowiska w kształtowaniu wartości użytkowej nasion oleistych 4. Zawartość tłuszczów w warzywach i owocach
Tłuszcze występują we wszystkich organizmach żywych. Ich obecność w pożywieniu człowieka jest niezbędne. Pełnią funkcje: - energetyczną - strukturalną Są źródłem bardzo istotnych dla organizmu człowieka substancji biologicznie czynnych. Nośniki witamin i niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych. Jest to grupa naturalnych związków organicznych, nierozpuszczalnych w wodzie, a rozpuszczalnych w rozpuszczalnikach organicznych, tj. eter etylowy, benzen, aceton. Podział tłuszczów: a). tłuszcze właściwe b). woski c). tłuszcze złożone (fosfolipidy - lecytyna); Tłuszcze naturalne: - zwierzęce - roślinne: z owoców, z nasion Nasycone kwasy tłuszczowe Nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT) Tłuszcze proste = właściwe Efekty działania na organizm człowieka NNKT: + są niezbędnymi składnikami budulcowymi błon komórkowych i mitochondrialnych, odgrywają ważną rolę w utrzymaniu struktury i funkcji tych błon; + odgrywają istoyną rolę w transporcie lipidów w organizmie, przyczyniają się do obniżania cholesterolu we krwi; + zapobiegają nadciśnieniu tętniczemu krwi, zakrzepom naczyniowym i miażdżycy; Światowa produkcja: tłuszcze palmowe 30,4 olej sojowy 31,4 olej rzepakowy 16,7 olej słonecznikowy 12,1 olej arachidowy 5,8 olej oliwkowy 3,6 Kwasy tłuszczowe najczęściej występujące w tłuszczach roślinnych: + kwasy nasycone: - palmitynowy C16 - stearynowy C18 - arachidowy C20 - behenowy C22 + kwasy nienasycone: - mirystooleinowy C14 - palmitooleinowy C16 - oleinowy, linolowy, linolenowy C18 - eikozenowy C20 - erukowu C22
Tłuszcze jadalne: Palmy olejowej z miąższu i nasion; Kokosowy Sojowy Rzepakowy: tradycyjny 31% kwasu erukowego - szkodliwy, ulepszony 1,9% kwasu erukowego Słonecznikowy - 61,3 linolowy Arachidowy Oliwkowy (oliwa) 68,8% oleinowy Bawełniany Kukurydziany Sezamowy Woski: + substancje nazwane woskami nie są bezpośrednio składnikami odżywczymi, ale mają znaczenie higieniczne, bowiem ich obecność na owocach i warzywach utrudnia przenikaniu kurzu, drobnoustrojów, środków ochrony roślin i innych substancji; + pod względem chemicznym są estrami wyższych kwasów tłuszczowych z wyższymi alkoholami: palmitynowy C16, alkohol oleinowy (C18H35 - OH); + do wosków zaliczamy towarzyszące im węglowodory - heptokozam występujący w wosku jabłek i naczakozan znajdujący się w wosku liści kapusty; + znaczenie przemysłowe na wosk pszczeli i lanolina. Liczba jodowa - określa wartość techniczną. Farby olejne mają kwas linolenowy i linolowy, o tym jak oleje schną informuje liczba jodowa. Jej wielkość wskazuje na ilość jodu , potrzebna do nasycenia podwójnych wiązań w 100g oleju. Im większa liczba jodowa tym olej szybciej schnie. Wszystkie oleje możemy podzielić na: - nieschnące >85 - półschnące 85 - 130 - schnące <130 Wpływ czynników na zawartość tłuszczów w nasionach: + gatunek: palma 55-70%, soja 18-22%, rzepak i słonecznik 35-50%, orzeszki ziemne 30-40%, oliwa 40-60%, kakao45-65%, kiełki kukurydzy 30-35%; + strefa klimatyczna: w klimacie umiarkowanym nasiona roślin oleistych zawierają mniej tłuszczów niż w klimacie zwrotnikowym (rzepak 1000kg tłuszczów/ha, palma olejowa 3000kg/ha); + gatunki klimatu gorącego charakteryzują się małą zdolnością tworzenia nienasyconych kwasów tłuszczowych, a klimatu umiarkowanego - wytwarzają duże ilości nasyconych kwasów tłuszczowych; + wilgotność gleby i powietrza: w warunkach suszy mniej tłuszczu; + nawożenie i proporcje poszczególnych składników pokarmowych: N - zwiększa plon, ale obniża % zawartość tłuszczu w nasionach P - przyśpiesza dojrzewanie nasion K - zwiększa plon i reguluje gospodarkę wodną
Zawartość tłuszczów w warzywach: Soja 19,6%: 2,8% nasycone, 11,3% nienasycone Kukurydza 1,4%: 0,18% nasycone, 0,8% nienasycone Soczewica 3%: 0,45% nasycone, 1,41% nienasycone Groch 1,4%: 0,22% nasycone, 0,62% nienasycone Zawartość tłuszczów w owocach: + nie przekracza 1% - wartości śladowe od 0 - 0,5% + czarna jagoda 0,6% max. WITAMINY W PRODUKTACH OGRODNICZYCH 1. Charakterystyka witamin z grup rozpuszczalnych w tłuszczach. 2. Charakterystyka witamin rozpuszczalnych w wodzie 3. Zawartość witamin w warzywach. 4. Zawartość witamin w owocach. 5. Wartość biologiczna witamin. Prowitaminy są prekursorami, z których powstają witaminy, np. karoteny. Witaminy są niezbędnymi do życia związkami organicznymi o zróżnicowanej budowie, spełniającymi w żywym organizmie ważne funkcje biologiczne, przede wszystkim katalityczne i stanowiącymi dla człowieka i zwierząt substancje egzogenne. Awitaminoza - niedomaganie spowodowane głębokimi niedoborami jednej lub kilku witamin: szkorbut (C), krzywica (D), anemia złośliwa (B), Hiperwitaminoza - niedomaganie organizmu spowodowane wprowadzeniem bardzo dużych dawek witamin. Toksyczne działanie wit. A i D. Witaminy - jednostki: + mg (miligramy) C, PP, B1, B6 + µg (mikrogramy) A, B12, H, K (1mg = 1000µg) + j.m (jednostki międzynarodowe) - IU - International Unit Za jednaostką międzynarodową przyjmuje się ściśle określoną wagowo ilość witaminy wywołującą fizjologiczne działanie, np. za jednostkę międzynarodową wit. A przyjmuje się octan retinolu, którego 1mg odpowiada 2900j.m Witaminy rozpuszczalnew w tłuszczach: + wit.A - Retinol: - 1mg odpowiada 2900j.m - dzienne zapotrzebowanie wynosi 5000 j.m dla mężczyzn, a 800 dla kobiet; - zapobiega chorobom oczu, wysychaniu rogówki; - wpływa na wzrost kości, skóry, nabłonka, włosów, zębów i dziąseł; - nazywana jest witaminą wzrostow i przeciwinfekcyjną; - występuje: tran, jaja, mleko, owoce, warzywa; + wit.D - przeciwkrzywiczna: - dzienna dawka 200-400 j.m (5-10μg), zapotrzebowanie zależy od ekspozycji na światło słoneczne; - wpływa na metabolizm związków Ca i P; - występowanie: tran, mleko, jaja, brak w roślinach; + wit.E - Tokoferol: - zapotrzebowanie 8-10 j.m; - występowanie: kiełki pszenicy, kukurydza, soja, oleje roślinne, zielone warzywa (brukselka, szpinak), mleko, jaja; - działanie: hamuje proces starzenia komórek, przeciwmiażdżycowo, niszczy wolne rodniki, obniża stany zapalne w żyłach i chorobach serca, witamina przeciwnowotworowa. + wit.K - Filochinon: - zapotrzebowanie 60-80μg; - występowanie: kapusta, kalafior, szpinak, sałata, brukselka, 2zielona herbata; - działanie: odpowiedzialna za krzepliwość krwi, działa przeciwzapalnie i przeciwbólowo. Witaminy rozpuszczalne w wodzie: + grupa wit.B: *B1 (tiamina) - zapotrzebowanie 1-1,5mg, najwczesniej poznana 1912r; - naturalne źródła: drożdże, nie łuskana kasza i ryż, pełne ziarno pszenicy, mięso, wątroba, mleko mniej w warzywach i owocach; - zespół Beń -Beń niedobór B1 zanik mięśni, zapalenie układu nerwowego. *B2 (ryboflawina): - zapotrzebowanie 1-2,5mg - niedobór: zmaiany w obrębie jamy ustnej - źródło naturalne: mleko, wątroba, sery, ryby, jaja. *B5 (kwas pantotenowy) - niezbędna w przemianach tłuszczów i węglowodanów; - bierze udział w Cyklu Cebsa; - występowanie: w pełnym ziarnie zbóż, wątrobie, drożdżach, orzechach, jajach, grzybch; - niedobór: schorzenie układu nerwowego i narządów *B3 (PP) niacyna: - zapotrzebowanie 10-25mg; - zbudowana z kwasu nikotynowego i jego amidu; - niedobór: przy spożywaniu niepełnowartościowego białka, choroba „pelagra: - skóra jest intensywnie rumiana i łuszczy się, leczenie przez podawanie wit.PP lub tryptofanu; - źródło: wątroba, mięso, ryby, orzechy ziemne, grzyby, mleko; *B6 (pirydoksyna): - zapotrzebowanie 1-1,5mg; - udział w przemianie białek, tłuszczów i synteza kwasu mlekowego; - ma powinowactwo do tkanki nerwowej; - niedobór: zmany skórne - źródło: drożdże, mięso, wątroba, jaja, ryby, kiełki przeniczne, orzeszki ziemne. *B8 biotyna (H): -zapotrzebowanie 100-300mg; - niedobór: pogorszenie metabolizmu tłuszczów, zmany skórne, zaburzenia w układzie nerwowym i bóle mięśniowe; - źródło: białko jaja kurzego. *B9 (kwas foliowy): - niedobór: anemia (dla kobiet ciężarnych). *B12 (cyjanokobalamina): - niedobór: anemia złośliwa. *wit.C (kwas askorbinowy): - zapotrzebowanie 100mg, w stanach chorobowych 1000mg; - stymuluje aktywność ciał odpornościowych - występowanie: owoce cytrusowe, jagodowe, zielone liściaste warzywa, papryka, pomidory. *wit.P (bioflawonoidy): - działa przeciw krwawym wybroczynom (pęcherze naczyń włosowatych); występowanie; porzeczka czarna, owoce dzikiej róży, owoce cytrusowe, papryka. Zawartość witamin w warzywach w 100g części jadalnej: - brokuły: A-153μg, E-1,3mg, C-83mg - koper: A-350ug, E-0,3mg, C-31mg - marchew: A-1656ug, E-0,51mg, C-3,4mg - papryka: A-528ug, E-2,9mg, C-144mg - szpinak: A-707ug, E-1,88mg, C-67,8mg - sałata: A-192ug, E-0,43mg, C-13mg - soczewica: A-10ug, E-0,22mg, C-3mg Zawartość witamin w owocacg w 100g części jadalnej: - brzoskwinia: A-99ug, E-0,96mg, C-2,7mg - cytryna: A-1ug, E-0,19mg, C-2,7mg - morele: A-254ug, E-0,50mg, C-6,7mg - jabłko: A-4ug, E-0,49mg, C-9,2mg - porzeczki czarne: A-14ug, E-1mg, C-182,6mg Zapotrzebowaniw jest zróznicowane przez: wiek, stan fizjologiczny, pracę. Witaminy biorą udział we wszystkich procesach metabolicznych, nie są źródłem energii, muszą być dostarczane z zewnątrz, nietrwałe, uszkadzane przez temp., światło, pH. Nadmiar wydalany z moczem, sprzyjają przyswajaniu składników mineralnych. METALE CIĘŻKE W PRODUKTACH OGRODNICZYCH: Metale ciężkie są to metale, których masa atomowa jest wyższa niż 50. Metale ciężkie występują w sposób naturalny w każdym środowisku w ilościach odpowiadających tła naturalnego. Rośliny są głównym odbiorcą metali ciężkich z gleby i głównym źródłem w żywieniu ludzi i zwierząt. Niektóre metale ciężkie są mikroelementami niezbędnymi do rozwoju roślin. Przy wyższych stężeniach są toksyczne dla roślin, ludzi i zweirząt. Metale ciężkie: - pierwiastki metali ciężkich, które nie mają znaczenia jako składniki odżywcze, ale mogą być pobierane przez rośliny As, Cd, Pb, Hg, Nc, Cr; - metale w postaci czystych pierwiastków nie wywierają toksycznego działania, ponieważ praktycznie są nierozpuszczalne; - metale ciężkie i ich związki rozpuszczalne w sposób naturalny w środowisku określamy jako tło; - wartość stężeń wyższych od tła świadczy o zanieczyszczeniu środowiska; Czynniki wpływające na zawartość metali ciężkich: 1. rodzaj skały macierzystej 2.zanieczyszczenie zewnętrzne powodowane przez przemysł, motoryzację i utylizację odpadów oraz stosowania nawozów i środkó ochronnych roślin, przemysł chemiczny, papierniczy, metalurgiczny.
Źródła zanieczyszczenia: - powietrze; - gleba; - woda; - opakowania i pojemniki; - wysypiska i składowiska odpadów przemysłowych i komunalnych; - nawozy fosforowe i wapniowe; - ścieki komunalne. Toksyczne działanie metali: * ołów, kadm, rtęć, arsen - bez względu na ilość są uważane za pierwiastki szczególnie niebezpieczne dla zdrowia ludzi i zwierząt. W Polsce dopuszczalną zawartość zanieczyszczeń metalami: Cd, Pb, As, Hg, Cu, Zn, Sn, Fe określa rozporządzenie Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej. Zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi: 1. Źródła metali ciężkich w agrosystemach: *przemysł * motoryzacja (Pb) - 1kg spalanej benzyny emituje 0,8g ołowiu; *elektrownie, elektrociepłownie (pyły kominowe zawierają 52-520 Nc, 15-416 Cu, 60-1300mg/kg); *pestycydy (Cu, Zn); *osady ściekowe; 2. Formy metali ciężkich w glebie: *ruchome, wymienne, rozpuszczalne; *ogólne 3. Stopnie zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi: *stopień 0 - gleby o naturalnych zawartościach; *I - o podwyższonej zawartości; *II - słabo zanieczyszczone; *III - średnio zanieczyszczone; *IV - silnie zanieczyszczone; *V - bardzo zanieczyszczone Klasy wód (pod względem zawartości metali ciężkich): *klasa I - woda pitna; *klasa II - gospodarcza, hodowla ryb; *klasa III - ewentualnie do podlewania Nawozy mineralne źródłem metali ciężkich: - nawozy fosforowe Zn, F, Cd, Pb, Hg; - wapniowe Zn, Pb; - azotowe (siarczan amonu - Cd); - gnojowica lub obornik; - osady ścieków komunalnych Cu, Mo, Zn, Pb, F, Cd, Co, Mn; - skutki eutrofizacji wód Odpady stosowane do nawożenia: + ścieków nie można stosować: - do upraw przeznaczonych do spożycia na surowo; - w strefach ochrony źródeł lub ujęć wody; - w rezerwatach przyrody i parkach narodowych; - w parkach krajobrazowych i obszaru chronionego krajobrazu; - w pasach eksploatacji wód leczniczych; - na obszarach narażonych na niebezpieczeństwo powodzi; - na na obszarach o spadku powyżej 10%; - w ogrodach domowych i przydziałkowych. Zanieczyszczenie roślin metalami ciężkimi: - metale pobierane są przez korzenie i liście; - duże stężenie powoduje obumieranie roślin; - mniejsze stężenie blokuje enzymy i narusza równowagę elektrolityczną soku komórkowego; - oddziaływanie wtórne w łańcuchu pokarmowym; - Cd, Zn, Ni pobierane są bardzo łatwo przez rośliny, znacznie trudniej Pb, Cr, Cu. Przydatność konsumpcyjna rośliny: - Cd < 0,15 mg/kg - Zn < 50 mg/kg - Pb < 1 mg/kg - Cu < 20 mg/kg - Ni < 10 mg/kg BARWNIKI W PRODUKTACH OGRODNICZYCH: Barwniki w roślinach ogrodniczych: - zwierzęce: homoglobina, mioglobina - roślinne: karotenoidy, chlorofile, antocyjany, betalaniny, flawonoidy Barwa zależy od: - właściwości fizyczne, które kształtują cechy optyczne, tak jak współczynnik absorbcji, współczynnik załamania światła i mętność; - rodzaju promieniowania oświetlającego materiał; - właściwości ludzkiego oka, które jest receptorem promieni świetlnych odbitych. Obiektywną ocenę barwy można uzyskać stosując aparaturę kolorometryczną. Wówczas wyraża się ją liczbowo i porównuje do produktu wzorcowego. Widzialny zakres barwy obejmuje promienie świetlne od 380-780 nm. Długość fali światła: - czerwona 780-620 - pomarańczowa 620-585 - żółta 585-575 - żółto - zielona 575-550 - zielona 550-510 - błękitna 510-480 - niebieska 480-450 - fioletowa 450-380nm Barwniki syntetyczne w produktach nie są szkodliwe dla zdrowia. Barwniki naturalne - związki organiczne pochłaniające światło w zakresie 400-700nm. Występują one w surowcach pochodzenia roślinnego (głównie). Karotenoidy: - występowanie: kwiaty, owoce, bulwy, nasiona, korzenie (głównie w chloroplastach), marchew, pomidory, papryka, nasiona kukurydzy, morele, brzoskwinie, grejfruty; - struktura: związki polienowe, cząstka musi zawierać co najmniej 7 podwójnych wiązań, aby pojawiła się żółta barwa, im więcej wiązań tym barwa zmienia się na pomarańczową; - są zbudowane z 8 jednostek izopropylowych; - znane 400 barwników karotenoidowych naturalnych i 200 sztucznych. Podział: - karoteny - nie zawierają tlenu; - ksantofile - posiadają w cząsteczce tlen w postaci grup hydroksylowych; Pozyskiwanie barwników: 1.Annato - pomarańczowo-żółty barwnik otrzymywany z nasion Bixa orleana; 2.Olej palmowy - 0,2-0,5% barwników, głównie α-karoten i β-karoten; 3.Oleożywica z papryki - czerwony barwnik - kapsantyna i kapsorubina; 4.Likopen - pomarańczowy barwnik ze skórki pomidora; 5.Szafran - żółty barwnik ze znamion słupka kwiatowego Crocus sativus. Zawartość karotenoidów w roślinach: - dużo w szpinaku (34,7) - luteolina 12,4mg%, - jarmuż 17,3 - luteolina 24,4mg% - papryka czerwona razem 30,4 - pomidory - likopen 11,4 - marchew - β-karoten 9,2 Karotenoidy są bardzo wrażliwe na słońce i łatwo się utleniają. Pod wpływem światła i temp. zmieniają barwę na jaśniejszą (także podczas przechowywania). Chlorofile: - najbardziej rozpowszechniony barwnik roślinny; - występują w liściach i innych częściach roślin wystawianych na światło; - nazwa chloros - zielony, phyllon - liść; - zawartość w liściach: 0,25% chlorofilu, 0,03% ksantofili, 0,015% karotenoidy. Podział: 1.chlorofi a - niebiesko-zielony, przy C3 występuje grupa metylowa CH3; 2.chlorofil b - żółto-zielony z grupą fenylową COH przy C3 W roślinach chlorofil a i b występuje w stosunku 3:1. Jest to najmniej trwały barwnik roślinny. Przemiany pod wpływem: 1.rozcieńczonych kwasów - zachodzi wymiana Mg na 2H i powstaje oliwkowozielona feofityna; 2.silnych kwasów - następuje hydroliza wiązań estrowych, oderwanie fitolu, powstaje brunatny feoforbid; 3.zasad - zachodzi hydroliza wiązań estrowych bez usunięcia jonu Mg. Powstałe chlorofiliny zachowują zieloną barwę. Wymiana jonów Mg na Fe lub Sn Wymiana Mg na Cu lub Zn Antocyjany: - to duża grupa barw nadająca owocom i kwiatom atrakcyjne kolory - od pomarańczowego przez różne odcienie fioletu i czerwieni, aż do niebieskiej; - są to flawonoidy, w roślinie występuje w formie glikozydów; - skład antocyjanów jest charakterystyczny dla gatunku i odmian roślin; - najczęściej występującym antocyjanem jest cyjanidyna. Przemiany: - w środowisku: alkalicznym - barwa niebieska, obojętnym - fioletowa, kwaśnym - czerwona; - tworzą połączenia z metalami Fe, Al.; - występują w największych ilościach w owocach bzu czarnego, borówki, kwiatkach bławatka, malwy, owocach aronii; Leukoantocyjanidyny - związki pośrednie między flawonoidami i antocyjanami, są bezbarwne. Turówka jest bogata w te związki, stosowana do barwienia wódek i nadania im charakterystycznego smaku i zapachu. Betalaniny: - występują tylko u roślin z rzędu śródzłożonych (Centrospermae - rodz. Asteraceae); *czerwono-fioletowe betacjaniny *żółte betaksantyny - występują w buraku ćwikłowym; - betanina stanowi 75-95% zawartości betalain w burakach; - właściwość: barwa stabilna przy pH 4-6, mała odporność na ogrzewanie; - degradację betaniny przyspiesza tlen, światło, jony Cu oraz Fe Odzyskiwanie substancji barwiących z odpadów: + antocyjany - wytłoki porzeczki czarnej, aroni, bzu czarnego, borówki czarnicy. Do ekstracji stosuje się: wodę, etanol, metanol, aceton. W środowisku kwaśnym przy użyciu tych rozpuszczalników produkowane są barwniki antocyjanowe. Z 1 tony wytłoków = 50kg barwnika. + karotenoidy - odpady z przerobu marchwi, jarzębiny, papryki, pomidorów. Barwniki rozpuszczają się w tłuszczach i rozpuszczalnikach organicznych. + chlorofile - ze szpinaku, kapusty, groszku, kukurydzy. Chlorofile rozpuszczalne w tłuszczach, a chlorofiliny w wodzie. SUBSTANCJE ZAPACHOWE W PRODUKTACH OGRODNICZYCH Wrażenie zapachu: - zapach a budowa chemiczna - próg zapachu - wpływ różnych czynników na odebrane wrażenia + lotne substancje zapachowe: - naturalne substancje zapachowe: substancje zapachowe owoców, warzyw i grzybów + naturalne środki zapachowe: - olejki eteryczne, lotne substancje zapachowe Zmiany smaku i zapachu wskutek przechowywania. Zapach - ogólne wrażenie sensoryczne Aromat - doznania pozytywne. *Nie udało się ustalić ścisłej zależności między zapachem a budową chemiczną i fizyczną. Nie określimy zapachu po budowie. * Próg zapachu - minimalne stężenie danej substancji zapachowej w powietrzu lub w wodzie, przy których zapach zaczyna być wyczuwalny, określa się terminem progu wyczuwalności. - najniższe stężenie, przy którym można zidentyfikować zapach określa się terminem progu rozpoznania zapachu; - wskażnik rozcieńczenia określa wartość o jaką badany zapach z chromatograficznego rozdziału ekstraktu aromatu przekracza wartość progowa rozpoznania zapachu tego składnika. - jednostka zapachu U jest ilorazem stężenia związków zawartych w produktach C i progu wrażliwości zapachu tych substancij T.
U =C : T *Wpływ czynników na odbierane wrażenia -przechowywanie (im dłużej,tym słabszy zapach) -temperatura (im wyższa tym zapach intnsywniejszy) -wzajemne oddziaływanie mikrocząsteczek białek, lipidówi sacharydów. Lotne substancje zapachowe: *Prekursory lotnych substancij zapasowych-prekursorami są: -białko, aminokwasy, niebiałkowe zwiąski azotowe, sacharydy, hormony, witaminy, nukleotydy, związki małocząsteczkowe, triacylo gricerole. Związki odpowiedzialne za zapach: -aktywne składniki surowców roślinnych: terpeny, aldehydy, ketony, laktony i estry; -produkty reakcji termicznych między lipidami, aminokwasami, sacharydami uwlnianymi podczas rozdrabniania, cięcia, obróbki cieplnej - z sacharydów powstają furanomy = furaned. Jakość substancji zapachowych zależy od gatunku, warunków wzrostu, czasu dojrzewania, warunków przechowywania, obróbki mechanicznej. Naturalne substancje zapachowe: 1. substancje zapachowe owoców Naturalne substancje zapachowe - owoce i warzywa. Zasadniczymi składnikami większości substancji zapachowych są olejki eteryczne, w tym głównie terpeny i substancje o budowie nieterpenoweJ jak estry i etery. 2.Terpeny są składnikami substancji zapachowych, występują we wszystkich roślinach w specjalnych gruczołach lub są rozpuszczane w soku komórkowym. 3.Mazoterpeny: cytral w cytrynach, limonen w owocach cytrusowych. 4.Seskwitepreny o 10-15 atomach C w pomarańczach β-sinensal w grejfrutach: - bardzo intensywny zapach, łatwo identyfikowane. Związki zapachowe o budowie nieterpenowej: -estry: octan etylu (zapach jabłek), octan anylu (zapach gruszek), maślan etylu (zapach ananasów); -laktony: owoce i warzywa -lotne związki: tioestry i estry (melon - niski próg zapachowy). W warzywach: Lotne substancje zapachowe z rodzaju Cruciferae (Brassicaeae) powstają w procesach enzymatycznych po rozerwaniu tkanki przez cięcie, gryzienie lub przy podgrzewaniu, np. chrzan, rzepa (łzawinie) - mirozyna rozkłada glukozynolany do izotiocyjanianów i glukozy (izotiocyjaniany zapach) - lotne związki siarkowe z rodzaju Allium, enzymy zapachu cebuli - allianazy, powstaje kwas propenosulfenowy, czosnku - powstaje allicyna niestabilna o bardzo silnym zapachu, łzawinie (siarczki disulfidu, diallilu, aliolletylu). Substancje zapachowe grzybów - powstają w wyniku enzymatycznych reakcji utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych - zapach grzybowy.
Naturalne środki zapachowe: - olejki eteryczne - są to substancje zapachowe łatwo lotne o konsystencji oleju, otrzymywane z surowców roślinnych. Olejek pomarańczowy otrzymuje się przez wytłaczanie skórek (3%) - lotne substancje zapachowe przypraw. Przyprawy są to wysuszone części roślin (korzenie, liście, kwiaty, owoce) o charakterystycznym aromatycznym zapachu |
3