Praca w większość oparta na autorach Roman Cichoń i Lidia Wądołowska. Żywienie człowieka

Duża część produktów przeznaczonych do spożycia jest poddawana procesom przetwórczym i jest przechowywana. Jest to celowe działanie, abyśmy mieli stały dostęp do pożywienia niezależnie od pory roku. Każdy z nas chciałby, aby żywność, którą spożywamy była zdrowa, miała wysoką wartość odżywczą, dobry smak (cechy organoleptyczne) a także dobrze byłoby jeszcze zrobić szybko z takiej żywności posiłek.
Człowiek podejmuje zabiegi technologiczne żywności, które mają na celu:
- zabezpieczenie zdrowotne surowców, produktów i półproduktów
-udostępnianie tych produktów, które nadają się do spożycia
Podczas tych procesów nieuniknione są straty wartości składników odżywczych, oczywiście dla większości surowców są to straty minimalne, ale gdy procesy technologiczne są prowadzone w niewłaściwych zakładach może być inaczej. Ma to znaczenie dla produktów takich, które zawierają cenne składniki dla naszego organizmu witaminy, minerały itp.
PONIŻEJ STRATY W WITAMINIE C NA PRZYKŁADZIE GROSZKU PODCZAS PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH I OBRÓBCE

Na wartość odżywczą wpływają również procesy:
-mechaniczne (wstępna faza obróbki, koncentracja produktu powodują ubytek błonnika i skł. Mineralnych)
- dyfuzyjne(straty rozpuszczalnych białek, witamin czy skł. Mineralnych przechodzących do wody wywarów czy sosów w wyniku blanszowania, gotowania, duszenia, destylacji, suszenia ekstrakcji) na procesach tych oparta jest odwrócona osmoza, która jest przeprowadzana prawie, że bez strat
-chemiczne (np. utwardzanie tłuszczów jest to proces niekorzystny powoduje ubytek nienasyconych kwasów tłuszczowych powstają izomery trans oraz pozycyjne nienasyconych kwasów tłuszczowych)
- biotechniczne(np. fermentacja podnosi wartość odżywczą witamin z grupy B)
-najistotniejsze cieplne:
Tu można napisać więcej są to zarówno chłodzenie i zamrażanie, które minimalizują straty, a także podgrzewanie ma wpływ korzystny na żywność i nie korzystny. Podczas ogrzewania zachodzą w żywności zmiany natury fizycznej i chemicznej, produkty surowe są bardziej akceptowalne pod względem smaku, zapachu czy barwy wzrasta ich strawność a także możliwość utrzymania przez dłuższy czas.
Jak podgrzewamy żywność:
- z dodatkiem tłuszczu lub bez w temp. 120-250 stopni (grillowanie, pieczenie, prażenie)
-w wodzie do 121 stopni (gotowanie, duszenie, blanszowanie, pasteryzacja, sterylizacja)
-w tłuszczu lub syropie 155 do 225 stopni (smażenie, utwardzanie, rafinacja)
Co jest zatem korzystne?
A to, że gdy ogrzewamy zwiększa się dostępność biologiczna składników pokarmowych szczególnie białek i ww. Idąc dalej w niektórych przypadkach jest to konieczne np. rośliny strączkowe (usuwamy inhibitory proteinaz) skrobia w ziemniakach czy produktach zbożowych. W mięsie tak często przez nas spożywanym podnosimy strawność białek wskutek denaturacji, która umożliwia potem enzymom trawiennym dostęp do wiązań peptydowych. Jednak już podczas brunatnienia mięsa lub odwodnienia białka, gdy smażymy lub grillujemy efekt może być już odwrotny.
Co niekorzystne?
Gdy zbyt długo ogrzewamy potrawę i pod coraz większą temperaturą dodatkowo większa ilość wody tez nie pomaga. Powoduje to straty. Dlatego możemy je zmniejszać przez wykorzystanie soków wyciekowych z mięsa i sporządzenia na przykład wywaru lub sosu. Więcej składników traci się w większych naczyniach i w przypadku produktów o konsystencji stałej w wyniku powolnego przenikania ciepła do wnętrza. Duże znaczenie ma również kwasowość produktu dostęp światła, tlenu i dlatego bardzo trudno określić starty rzeczywiste. Straty największe są w gospodarstwach domowych, gdy warzywa czy owoce są nadmiernie rozdrabniane i gotowane w dużej ilości wody, nie wspominając o restauracjach gdzie produkty leżą podgrzewane nawet cały dzień.
Co więc robić?
Najkorzystniej było by używać do rozmrażania kuchenki mikrofalowej, ogrzewanie żywności mrożonej i pakowanej w woreczkach Lub ogrzewanie żywności w paro warach lub tego typu wynalazkach.

Czynniki fizykochemiczne tj. temperatura, tlen, światło, pH mają różne działanie na poszczególne składniki żywności poniżej tabela przestawiająca.

Są witaminy które są bardzo wrażliwe na procesy przechowywania i przetwarzania są to:
Witamina A, D, E,B6, B12, B2, KWAS PANTOTENOWY, Wit. C oraz jednonienasycone kwasy tłuszczowe. Największe straty są w witaminie C oraz B1, wielonienasyconych kw. Tłuszczowych. TEMPERATURA
Krótkotrwałe działanie temperatury na przykład 140stopni powoduje mniejsze straty wartości odżywczej niż obróbka ciągła w 90 stopniach, bardzo podobnie jest z zamrażaniem lepiej wychodzi zamrażanie przemysłowe aniżeli domowe.
TLEN działa szczególnie na witaminy A,E,C i fola cynę już w bardzo niewielkim stężeniu.
ŚWIATŁO na nie narażone są wit. B2 i A.
Bywa że produkty traktuje się dwutlenkiem siarki chroni to wit. C ale jest druga strona medalu powoduje straty tiaminy. Procesy fermentacyjne z wytworzeniem kwasów organicznych lub obniżających pH zmniejsza starty składników takich jak wit. C, B6, B1. Ciekawostką może być fakt dodawania kakao do ciastek zabija ono całą tiamine zawartą w nich.
Poniżej kolejna tabela z zakresem strat poszczególnych składników odżywczych działając różnymi czynnikami fizykochemicznymi.

Poniżej opiszę witaminy i składniki mineralne które są najbardziej narażone na straty.
Składniki mineralne wpływ przetwórstwa przemysłowego i domowego wiąże się z mechanicznym usuwaniem, wymywaniem niektórych połączeń które są rozpuszczalne w wodzie, a także ze zmianami biodostępności. I tak na przykład przemiał zbóż wiąże się nie tylko z obniżeniem włókna pokarmowego ale także właśnie ze startą składników mineralnych które sięgają od 20 do 60%. W badaniach nad wpływem ogrzewania mrożonych lub konserwowanych jabłek, szpinaku, grochu, fasoli czy marchwi na zwartość: Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, P, K, Na i Zn retencja ich wynosiła od 80do 100% i była ona wyższa dla mrożonek niż dla produktów puszkowanych. A to, dlatego gdyż produkty konserwowane zawierają sód i inne rozpuszczalne składniki mineralne, które kumulują się w produkcie i w zalewie i gdy ją odlewamy powodujemy straty składników.

Tłuszcze są bardzo wrażliwe przede wszystkim na tlen i temperaturę, troszkę mniej na światło i odczyn środowiska. W tłuszczach i olejach podczas przechowywania i obróbki mogą mieć następujące procesy:
- do 100 stopni C autooksydacja ( w procesach tych mogą powstawać związki o właściwościach toksycznych można podzielić je na 3 grupy:
1. Produkty utleniania, np. nadtlenki i hydronadtlenki oraz epoksydy
2. Produkty polimeryzacji
3. Produkty cyklizacji, czyli tworzenia pierścieni wskutek wygięcia i zamknięcia się części łańcucha węglowego, np. monomery cykliczne)
- powyżej 100 termiczna oksydacja
- ok. 200 stopni bez dostępu tlenu termiczna polimeryzacja i cyklizacja
- ok. 180 izomeryzacja geometryczna i położeniowa
- ok. 400 pyroliza czyli bezpośrednie działanie ognia
działanie tlenu
Jak pisałem wyżej tłuszcze są szczególnie podatne na tlen, więc oksydacja zachodzi w warunkach przechowywania i przetwarzania ich. Bardzo wrażliwe na utlenianie są produkty bogate w nienasycone kwasy tłuszczowe a proces ten zachodzi jeszcze szybciej, jeśli są poddane wcześniej hydrolizie tłuszczu. Rozkładają się karotenoidy a także witaminy A i E. Powoduje ona straty NNKT i wzrasta zawartość nadtlenków, hydrotlenków i produktów ich rozpadu, które przecież wykazują właściwości toksyczne. Co robią? Mogą uszkadzać błony komórkowe, struktury wewnątrz komórkowe, unieczynnić enzymy i jest możliwość rozwoju miażdżycy czy raka. Jednak toksyczność ich ulega osłabieniu, jeśli dostają się przez przewód pokarmowy gdyż podczas wchłaniania w jelitach znaczna ich część zostaje zmetabolizowana przez drobnoustroje.
działanie ogrzewania
Ogrzewanie również powoduje stratę NNKT, ale może prowadzić do powstania monomerów cyklicznych i polimerów. Polimery nie poddają się działaniu enzymów trawiennych. Obniżają one strawność tłuszczów i smażonych w nich produktów, a spożywane w większych ilościach wywołują biegunki i zaburzenia żołądkowo jelitowe. Gorsze od nich są jednak monomery cykliczne, powstają one z kwasów wielonienasyconych. Wchłaniają się bardzo dobrze i mogą powodować uszkodzenia np. wątroby, nerek, serca wykazują właściwości mutagenne i kancerogenne.
przemysłowe uwodornienie olejów
Dochodzi tutaj do całkowitego wysycenia wodorem wiązań podwójnych w wielonienasyconych kwasach tłuszczowych. Powoduje 100% strat kwasu linolowego i linolenowego i powstawanie izomerów geometrycznych i pozycyjne kwasów tłuszczowych obniżają one wartość tłuszczu a przy dużym ich spożyciu mogą być niebezpieczne dla zdrowia. Tłuszcze trans są naturalnym składnikiem tłuszczu zwierząt przeżuwających, ale występują tam w niewielkich ilościach. Trochę tłuszczów trans powstaje także podczas rafinacji, szczególnie odwadniania. Duża ich ilość występuje w tłuszczach utwardzanych tłuszcze smażalnicze cukiernicze czy piekarnicze mogą zawierać ich nawet 37%. Mogą zawsze występować one podczas smażenia szczególnie podatne są na to oleje roślinne.

BIAŁKA
Na co są wrażliwe?
-temperaturę
-stopień uwodnienia
-środowisko alkaliczne
temperatura
Przykładowo blanszowanie, czyli łagodne ogrzewanie nie wpływa na wartość odżywczą białek, choć występuje tutaj utrata aktywności enzymatycznej i hormonalnej. Pod wpływem temperatur 60-80 stopni C przy obecności cukrów czy tłuszczów a także przy małej ilości wody grupa aminowa Elizyny tworzy wiązanie z grupą karbonylową, które nie jest hydrolizowane w przewodzie pokarmowym człowieka. I tak na przykład chleb z brązową skórką będzie miał białko o obniżonej wartości biologicznej, (choć i tak ma go mało). Temperatury w granicach 115-160 stopni C podczas prażenia lub ekstruzji produktów zbożowych prowadzą do degradacji lizyny innych aminokwasów a co za tym idzie obniżają strawność i wartość białka. W temperaturach 180-300stopni C z czasem wytwarzają się wiązania krzyżowe i rozkład aminokwasów. Plus to polepszenie substancji smakowych i zapachowych. Chodzi o pieczenie mięsa i ciast.
środowisko alkaliczne
W wyniku utleniania i traktowania alkaliami także zachodzą zmiany w białkach. Obniżenie zawartości lizyny w procesach oksydacyjnych średnio o 10% zaobserwowano podczas smażenia filetów rybnych na zjełczałym oleju. Niepożądana lizoanalina powstaje wyniku ogrzewania w warunkach alkalicznych, może występować w żywności przetworzonej w ilościach dochodzących do 50mg/g białka. Obniżanie wartości odżywczych białek i ograniczenia strawności jest tym mniejsze im bardziej alkaliczne jest środowisko i dłuższy czas trwania procesu. Dla przykładu działanie alkalanami o pH 12 przez 4-6 h w temp.40-60 stopni uzyskano obniżenie wskaźnika aminokwasu ograniczającego białka produktów sojowych z 63 do 41, izolatu białka sojowego z 63 do 24% a z kazeiny z 63 do 53%.

WĘGLOWODANY
Są wrażliwe na ogrzewanie, a jakie będą zmiany to już zależy od środowiska - uwodnienia i pH a także od obecności białka. Skrobia pod wpływem temp. Rozpada się na związki prostsze, w środowisku wodnym hydrolizuje a suchym dekstrynizuje, jednak oba te procesy pozwalają ją wykorzystać przez organizm człowieka, bo w stanie surowym jest ciężko strawna. Dekstrynizacja ma miejsce podczas pieczenia chleba robienia grzanek czy zasmażek powoduje brunatnienie i obniża wartość biologiczną ww i białek. Hydroliza dwucukrów np. podczas produkcji kompotów praktycznie nie wpływa na właściwości ale gdy na przykład następuje karmelizacja sacharozy lub glukozy w temp. 180-200 stopni C obniża się biodostępność cukrów. W produktach roślinnych podczas ich ogrzewania pęcznieją i rozluźniają się struktury włókna pokarmowego ułatwia to dostęp do wnętrza komórki roślinnej i wykorzystanie składników pokarmowych.

WITAMINA D
Wrażliwa zarówno na tlen i światło, określa się ją przy szacowaniu strat z witaminy K, która wydaję się być wrażliwa na tlen, światło i metale.

WITAMINA E
Jak wiem jest to dobry przeciw utleniacz łatwo ulega katalizowaniu przez śladowe ilości miedzi czy żelaza. Głównym źródłem tej witaminy są oleje roślinne a ponieważ często są rafinowane powinniśmy zwracać uwagę przy kupnie i wybierać lepsze czyli nierafinowane gdyż w tamtych straty Wit. Mogą dochodzić do 30% lub więcej. Gotowanie powoduje straty 10% tej witaminy, suszenie warzyw 50-70%. Całkowita prawie strata witaminy E jest przy długotrwałym ogrzewaniu w wys. Temp. Przez używanie np. olejów smażalniczych.
WITAMINA B12
Mało wrażliwa na ogrzewanie przy pH wynoszącym 4-5 ale odparowywanie wody przy wysokim pH wywołuje jej szybki rozpad, podobnie czyni światło. Podczas obróbki w kuchni jej straty wynoszą zazwyczaj od 7% do 30%. Pasteryzacja ma minimalny wpływ na jej zawartość w mleku, jednak produkty mleczne, które są znacznie zubożone w tę witaminę to mleko zagęszczone 70-90% strat mleko w proszku 20-30% strat. Produkty fermentowane mają jej nieznacznie mniej z wyjątkiem użycia bakterii fermentacji propionowej, tam występuje podwyższona jej zawartość.

WITAMINA A
Wrażliwa na utlenianie, co powoduje zmniejszenie wartości odżywczej a na przykład w mleku szczególny posmak. Odwodnione produkty tracą także dużo tej witaminy często przez nieprawidłowe przechowywanie np. marchew liofilizowana pozostawiona na powietrzu prze 1-2 tyg. staje się białka i traci prawie wszystkie karotenoidy. Straty witaminy A są też ogromne gdy przechowujemy tłuszcze w nieodpowiednich warunkach. Wrażliwość na światło również jest duża mleko przechowywane w szklanej butelce naświetlone przez 3h straciło 20% witaminy A w mleku odtłuszczonym a wzbogaconym witamina "uciekała" szybciej.

WITAMINA C
Forma kwasu l-askorbinowego wrażliwa jest na ogrzewanie natomiast forma kwasu dehydroaskorbinowego "uczulona" na obecność tlenu ponad to jest nietrwała w środowisku obojętnym i zasadowym. Przy pH 6 w 70 stopniach C półokres trwania kwasy dehydroaskorbinowego wynosi mniej niż 2 min niezależnie od obecności tlen. Uszkodzenia tkanki owoców czy warzyw przez zgniecenie lub zamrożenie liściastych warzyw może powodować straty do 100% i uwolnienie oksydazy. Duże są straty witaminy c podczas przetrzymywania jej w podwyższonych temp. Ugotowanych już warzyw oraz podczas przechowywania w lodówce do następnego dnia sięgają one od 60-80%. Straty witaminy C w warzywach liściastych sięgają 70% a korzeniowych ok.40% w warunkach domowych spowodowane obróbką termiczną. Świeże po zbiorze tracą do 40% w okresie między zbiorem a spożyciem. Wynika z powyższego tekstu, że wszelkie rozdrabniane powoduje straty witamin.
Oto parę przykładów:
- po przygotowaniu sałatki z kapusty po 2 godzinach straty wit.c wynoszą 50%
- plasterkowanie ogórków 30%
- mrożone koncentraty soku pomarańczowego w szklanych butelkach tylko 10% a w tych pakowanych w papier pokryty polietylenem nawet 75%
- frytki zachowują 75% tej witaminy dzięki ochronnemu działaniu warstwy pochłoniętego oleju i efektowi dehydratacji ziemniaków podczas smażenia, ale mimo wszystko nie polecam ich, jako źródła witaminy C ϑ
WITAMINA B5 = KWAS PANTOTENOWY
W miarę stabilny przy pH 5-7 natomiast trochę nie trwały na ogrzewanie przy pH 3-4. Przy gotowaniu straty mogą wynosić, 50% ale gotując ryż są one małe. Pieczenie powoduje degradację tylko w 5-10% z gdy są wycieki z mięsa 25%. Dla roślin strączkowych przedstawia się to następująco groszek 46& soczewica 81% fasola 70 do 90%. Oczywiście mówię tutaj o gotowaniu. Najwyższe straty są w żywności wysoko przetworzonej.

WITAMINA B2 = RYBOFLAWINA
Odporna na ogrzewanie w roztworze kwaśnym i obecności łagodnych środków utleniających, lecz bardzo łatwo rozpada się pod wpływem światła zwłaszcza w środowisku obojętnym i zasadowym. Domowe gotowanie grochu, fasoli, soczewicy pozwala zachować 100% tej witaminy przy krótkim gotowaniu a przy długim nawet 75%. Ryboflawina jest trwała podczas gotowania mięsa. Przy pieczeniu wołowiny i wieprzowiny retencja ryboflawiny wynosi 70-90%, jeśli zapobiegnie się wyciekaniu soku.
Pasteryzacja i sterylizacja mleka powodują straty witaminy B2 nieprzekraczające 10%. Ale już przy wystawieniu mleka na światło przez 2h może dojść do straty sięgających 20-80% witaminy B2.

WITAMINA PP = NIACYNA
Niewrażliwa zarówno na światło jak i temp. W całym zakresie pH. Jest jak zawsze jednak, ALE blanszowanie i płukanie obniża jej zawartość szczególnie w warzywach puszkowanych i mrożonych. Gorzej jest z roślinami strączkowymi przygotowanymi w wodzie (moczone) starty mogą wynosić 25-40%. Może być ona enzymatycznie degradowana w procesie dojrzewania mięsa. Z uwagi na jej rozmieszczenie w ziarnie jest usuwana w znacznym stopniu podczas przemiału zbóż.

WITAMINA B9 = FOLACYNA
Bardzo wrażliwa na działanie wysokiej temperatury, słońca oraz odczynu kwaśnego poniżej 7pH. Świeże warzywa przechowywane w domu w temp. Pokojowej mogą tracić nawet 70% tej witaminy. Termiczny rozkład fola cyny jest związany z reakcją utleniania. Stabilizuje ją kwas askorbinowy a katalizują ją jony miedzi. Czasem w pożywieniu mogą być inhibitory wykorzystania fola cyny. Z gotowanej wątroby wołowej i surowej kapusty jest całkowicie dostępna dla organizmu, podczas gdy z gotowanej kapusty tylko w 60%, przy czy równocześnie może tracić kwas askorbinowy. Folacyna jest słabo rozpuszczalna w wodzie, ale to nie przeszkadza w jej wypłukiwaniu podczas gotowania czy blanszowania straty w kalafiorze to ok. 84% a w szparagach 22%. Przetrzymywanie w wyższych temperaturach tez nie sprzyja hamburgery cały czas przechowywane w cieple miały jej śladowe ilości. Nieskoniugowany kwas foliowy jest stabilny podczas pasteryzacji mleka, ale jego gotowanie niesie straty fola cyny 40-90%. Fermentacja z kolei podwyższa poziom tej witaminy.

WITAMINA B1 = TIAMINA
Najbardziej niestabilna ze wszystkich witamin z grupy B, najmniej trwała w formie pirofosforanu tiaminy w niektórych produktach zawartość jego przekracza 50%. Łatwo degradowana w niskich temperaturach w środowisku obojętnym i alkalicznym. Retencja tiaminy w pieczywie (pH 5,8) wynosi 75-80% a spada do zera przy ciastkach kakaowych, gdyż mają one odczyn alkaliczny. Przemiał zbóż powoduje straty do 75% . W mięsie wacha się od 40-85%. Gotowanie pozwala jej zachować od 40-100% a pieczenie 50-60% wyjściowej zawartości. Pasteryzacja mleka niszczy 10% tiaminy a zagęszczanie już 30%. Pasteryzacja UHT tylko 4% witaminy a suszenie mleka 5-15%. W konserwach warzywnych zawartość tiaminy jest zarówno w substancji stałej i ciekłej to, co odlewamy to ok. 30% tiaminy. Puszkowane warzywa i owoce przechowywane w temperaturze 19 stopni nie wykazują wielkich różnic w wit B1 natomiast już przechowywane w 29 stopniach tracą jej do 25%. Dwutlenek siarki rozszczepia tiaminę na część pirymidynową i tiazolową, dlatego straty podczas blanszowania kapusty z użycie dwutlenku siarki sięgają do 45%, bez dwutlenku siarki 15%.

Witamina B6
Jej zawartość w pożywieniu zależy w dużym stopniu od działania pH, temperatury i światła. Pirydoksamina, pitydoksal i ich fosforany są mniej stabilne niż pirydoksyna, która przy pH ok. 4 jest najbardziej trwała. W żywności przetworzonej termicznie część zawartości witaminy B6 stanowi lizyno-pirydoksal, który ma bardzo niska przyswajalność. Owoce i warzywa są bardziej bogate niż produkty pochodzenia zwierzęcego w pirydoksynę, dlatego też tutaj tej witaminy ubywa najwięcej. W wyniku mrożenia straty są od 15-70% a w czasie obróbki kulinarnej mięsa 50-70%. Przemiał pszenicy niszczy witaminę B6 w 75-90%, wypiek chleba 15% a 10% ubywa, gdy go przechowujemy. Podczas pasteryzacji mleka jest stabilna jednak gorzej jest z mlekiem zagęszczonym 50-60% strat. Witamina B6 jest dość wrażliwa na światło po 8godz oświetleniu mleka straty wynosiły 20%. Oczywiście szybkość degradacji zależy od formy, w jakiej występuje stabilniejsza od pirydoksaminy jest pirydoksyna. Dodam na koniec o biotynie, o której stabilności nie jest za dużo podane, ale wiadomo, że jest prawie niewrażliwa na temp, światło, tlen. Witamina trwała jest podczas domowego gotowania, co ciekawe nie przechodzi do wywaru jak inne, ponieważ wiązana jest chemicznie. Awidyna obecna w Białku jaja kurzego wiąże biotynę, gdy jaja spożywane są na surowo. Gotowanie jaj denaturuje awidynę i w ten sposób organizm może korzystać z biotyny.