Chemia mrożonej żywności - wykład 5 i 6

Betalainy - występują przede wszystkim w korzeniach buraka ćwikłowego, mają barwę żółtą, czerwoną, fioletową. Dzielą się na beta cyjaniny (czerwono fioletowe) do których należą betanidyny i betonina oraz betakasntyna (barwniki żółte).

Obecność betalain stwierdzono również w owocach niektórych gatunków kaktusa oraz kwiatach amarantusa. Dotychczas zidentyfikowano ok. 50 barwników batalainowych.

W żywności jedynym źródłem betaniny są buraki ćwikłowe, a podstawowym czerwonym barwnikiem tego surowca jest betanina, która stanowi 75-95% zawartości betaniny w burakach. Betanina jest fioletowo czerwonym barwnikiem, dobrze rozpuszczalnym w wodzie. Wadą betaminy w czasie składowania i ogrzewania produktów przyśpieszają światło, tlen, czynniki katalizujące procesy oksydacyjne takie jak oksydazy i jony miedzi i żelaza.

Betamina - ma działanie anty nowotworowe. O 20-30% następuje obniżenie zawartości betaminy, zależnie od warunków i długości okresu składowania.

Burak ćwikłowy - 70-300mg/100g

Betanina (czerwień buraczana) - jest stosowana jako naturalny czerwony barwnik spożywczy do barwienia produktów obojętnych lub mało kwaśnych, takich jak przetwory, desery mleczne.

Barwniki chinoidowe - są to żółte i brunatne substancje występujące głównie w korzeniach i drewnie (w jadalnych częściach roślin nie występują).

Największą grupę stanowią barwniki antrachinonowe:

1. Czerwień koszelinowa - jedyny barwnik pochodzenia zwierzęcego stosowany jako dodatek do żywności. Jest to barwnik otrzymywany z suszonych samiczek owadów Coccus Cacki lub Dactylopius coccus costa.

Są to barwniki odporne na światło i na ogrzewanie, mało odporne na działanie di tlenku siarki. Barwniki koszelinowe można stosować do wielu różnych produktów żywnościowych, czynnikiem ograniczającym jest wysoka cena.

Ryboflawina (Wit B2) - jest żółtym barwnikiem występującym w produktach pochodzenia roślinnego, głównie w nasionach, ale również zwierzęcego - mleko; mięso; drożdze. Czysta ryboflawina otrzymana syntetycznie jest pomarańczowa, krystaliczną substancją; trudno rozpuszczalne w wodzie i alkoholu; nierozpuszczalne w tłuszczach. Ryboflawina jest stosowana jako dodatek barwiący i wspomagający do produktów zbożowych, przypraw, serów, soków.

Substancja naturalna - otrzymana naturalnie np. wyciąg z surowca

Substancja identyczna z naturalną - o takim samym składzie jak naturalna ale otrzymana z syntetycznie

Kurkumina - pomarańczowo żółty barwnik otrzymany z kłączy rośliny Curcuma longa. Ma on charakterystyczny ostry zapach i smak co znacznie ogranicza możliwości jej stosowania. Jest używana przede wszystkim jako dodatek barwiący i smakowy do przypraw, konserw, zup, musztard. Świetnie działa na kamienie w woreczku żółciowym. Ma charakter anty nowotworowy - udokumentowane badaniami.

BARWNIKI HEMOWE

Hemoglobina i mioglobina - są chromoproteinami występującymi tylko w produktach pochodzenia zwierzęcego. Barwnik mięsa zawierają w swej cząsteczce płaski pierścień porfirynowy hemu z dwuwartościowym atomem żelaza wbudowanym w centrum pierścienia. Barwniki hemowe mają zdolność odwracalnego wiązania tlenu cząsteczkowego. W organizmach żywych hemoglobina przenosi tlen pobrany w płucach, do poszczególnych organów i tkanek, a mioglobina pełni funkcje stabilizatora utrzymującego niezbędny poziom tlenu w mięśniach.

Mioglobina - cząsteczka hemu jest połączona z jedną cząsteczką globiny. Łańcuch polipeptydowy jest tak pofałdowany, że tworzy hydrofobową niszę , w którą jest wbudowany płaski pierścień hemu połączony z globiną wiązaniem koordynacyjnym między żelazem a azotem grupy histydynowej białka. Masa cząsteczkowa wynosi 17kDa.

Hemoglobina - zbudowana podobnie jak mioglobina z tym że masa cząsteczkowa wynosi 68kDa, 4-krotnie wiecej co jest związane z występowaniem 4 łańcuchów polipeptydowych i każdy z nich jest powiązany z jedną cząsteczką hemu.

W mięsie oznacza się mioglobinę bo mięso traci hemoglobinę w wyniku wykrwawiania.

Oksyhemoglobina Mioglobina Metmioglobina

MbO₂ Mb MMb

Reakcje mioglobiny z tlenem mają istotny wpływ na barwę mięsa. W zależności od procentowego kształtowania się poszczególnych frakcji mioglobiny w tkankach ich barwa podlega zmianą. Ich barwy to odpowiednio:

MbO₂ - jasnoczerwona

Mb - purpurowo czerwona

MMb - brązowa

Produktem przejściowym podczas utleniania oksymioglobiny i met mioglobiny jest ferrylmioglobina (MbFe(IV))=0

Ferrylmioglobina - jest bardzo reaktywna, łatwo utlenia składniki żywności np. aminokwasy oraz grupy tiolowe w centrum aktywnym proteinaz i może prowadzić do sieciowania różnych białek. Po zamrożeniu dominują:

MbO₂ 47,2-53%

Mb 32,3-37,8%

MMb 11,8-15,5%

Znaczny wzrost MMb następuje po ok. miesiącu przechowywania w temp. -18⁰C, niekorzystne zmiany obserwuje się przy poziomie MMb >40%. Przy obniżaniu dalszym temp. udział MMb będzie mniejszy niż 40%. Zapobiec temu można tylko poprzez MA. Należy zmierzać do uzyskania i utrzymania barwy mięsa typowej dla MbO₂ poprzez :

1. Eliminowanie czynników wpływających na aktywność enzymów (zwłaszcza cytochromowych)

2. Obniżanie temperatury

3. Ograniczenie dostępu światła i tlenu

4. Redukowanie uszkodzonych zmian powierzchni

Powstawaniu niepożądanych utlenionych barwników brązowych w gotowanym mięsie zapobiega się poprzez peklowanie , solenie mieszaniną i/lub roztworem soli kuchennej z NaNO₂ i/lub NaNO₃ z odpowiednimi dodatkami przyśpieszającymi proces i działającymi przeciwutleniająco. Azotany V redukują się do azotanów III z których powstaje tlenek azotu NO pod wpływem endogennej oksydazy cytochromowej.

Większy udział azotanów i azotynów wprowadza się do organizmy z produktami roślinnymi. Ale bardziej szkodliwe są one w mięsie bo są z nim ściśle związane. W roślinach podczas mycia duża ilość zostaje wypłukana, lub jeżeli rolnik dodaje je wcześniej to rośliny zdążą zamienić je na azot. Wyższa obróbka termiczna (pieczenie, smażenie, grillowanie) stosowane jest przy mięsie i azotany przekształcają się w nitrozo aminy (RAKOTWÓRCZE). W efekcie tworzy się pod wpływem askorbinianu i w/w czynników jasnoczerwona nitrozylomioglobina. W peklowanym, gotowanym mięsie powstaje stabilny cieplnie nitrozylohemochomogen.

Nitrozylomioglobina nie jest trawiona przez dzieci do 1,5 roku życia. Powoduje to zredukowanie czerwonych krwinek u dzieci co prowadzi do anemii a w skrajnych przypadkach do śmierci.

Zmiany zawartości innych związków biologicznie aktywnych (koenzym Q, sulforafan)

Bardzo cennym warzywem zawierającym ważne zw. biologicznie czynne takie jak sulforafan i koenzym Q są brokuły. Warunki ich przechowywania a także roślin z rodziny krzyżowych Brassicacaea mają wpływ na zawartość w/w związków. Sulforafan - ma własności anty nowotworowe, może powodować blokowanie komórek nowotworowych. Najwięcej jest go w kiełkach brokułów ( w 3 łyżeczkach kiełków tyle co w 10 główkach). Są związkami nietrwałymi, ubywa ich po 3 dobach ( np., na przemiany białek).

Zmiany zawartości suchej masy

Na skutek spalania substratów, głownie cukrów, sucha masa przechowywanych warzy maleje. Z uwagi na jednoczesne straty wody w wyniku transpiracji, pomiary zawartości suchej masy mogą wykazywać jej przyrost w stosunku do wartości początkowej.

Procesy chorobowe biotyczne i abiotyczne

Choroby biotyczne - infekcje

CEBULA I CZOSNEK

1. Zgnilizna szyjki cebuli - Botrytis alli, B.squamosa - na powierzchni pojawia się szary nalot grzybni, po kilku tygodniach czarne sklerocie, w przypadku czosnku murszeją ząbki i całe główki. Zalecana temp. i wilgotność podczas przechowywania hamuje rozwój chorób. Optymalna temp. 10⁰C.

2. Fuzaryjna zgnilizna cebuli - Fusarium oxysporum f sp. cepae - na powierzchni pojawia się różowo biały nalot grzybni, u czosnku następuje murszenie ząbków chorobą pochodzenia odgłębinowego, zapobieganie polega na zmianowaniu.

3. Czarna pleśń cebuli - Aspergillus niger - ovjawy to pyląca masa czarnych zarodników, porażone cebule miękną. Choroba atakuje cebule i czosnek przechowywane w wysokiej temp. i wilgotności, zwłaszcza cebulę nieobuszczoną.

4. Biała zgnilizna cebuli - Sclerotiun cepivorum - choroba pochodzenia doglebowego, porażona cebula gnije od piętki i pokrywa się nalotem białej grzybni z drobnymi czarnymi sklerocjami. Zapobieganie zminą polega na zmianowaniu i przestrzeganiu warunków przechowywania.

5. Antrakroza cebuli - Colletotrichum circinanus - grzyb atakujący cebulę na polu i rozwija się podczas przechowywania

6. Zielona zgnilizna czosnku - Penicillium spp. - na powierzchni tworzą się zielononiebieskie naloty zarodnikującej pleśni, infekcji sprzyjają uszkodzenia mechaniczne i mrozowe oraz zbyt wysoka wilgotność podczas przechowywania.

7. Bakteryjna zgnilizna cebuli - Pseudomonas alli - cola, Lactobacillus spp, Erwinia spp. - cebula jest porażona przez bakterie już w Poli pod koniec wegetacji i przy zbiorze a gnicie następuje w czasie przechowywania, cebula wydziela silny, nieprzyjemny zapach.

8. Bakterioza czosnku - Erwinia carotowana, Pseudomonas xanthochlora - na ząbkach pojawia się brązowa zmiana, następnie szarobrązowa i wydzielają zgniły zapach.

WARZYWA KAPUSTNE

1. Szara pleść - Botrytis cinerea - pokryte szarymi wodnistymi plamami, które potem pokrywają się obfitym szarobrązowym nalotem grzybni. Zapobieganie polega na przestrzeganiu odpowiednich warunków przechowywania.

2. Morka zgnilizna kapustnych - grzyby - występuje w okresach długotrwałych opadów i przechowywania, początkowo powstają gnijące plamy u podstawy głąba, następnie gnicie obejmuje cały głąb, nerwy liści i całe główkę.

3. Zgnilizna twardzikowi - Selerotnina sclerotiorum - główka kapusty pokrywa się obfitym

4. Rizoktonioza kapusty - Rizoctona colani - występuje najczęściej u kapusty, porażony patogen dostaje się do przechowalni razem z zainfekowanymi główkami, liście kapusty ciemnieją i pokrywają się jasnym nalotem grzybni.

5. Czarne plamistości - Alternalia brassicola - na liściach lub różach kalafiora tworzą się ciemne plamy.

6. Czarna zgnilizna kapustnych - Xanthomonas campestris - porażone główki gniją podczas przechowywania, wydzielają żółty śluz z bakteriami

7. Bakteryjne gnicie róż kalafiora - Pseudomonas maculicola, Erwinia sp - infekcje następują w polu, porażone miejsca są czarne, miękkie i wydzielają nieprzyjemny zapach.

8. Wirus mozaiki rzepy - Turnip mosera virus - przenoszony przez mszyce w czasie wegetacji powodują plamy na liściach, otoczone pierścieniami.

---