DODATKI DO ŻYWNOŚCI - ASPEKTY PROZDROWOTNE

Prof. Krzysztof Krygier

• Wykład 1 27.04.09r.

KWASY I REGULATORY KWASOWOŚCI

1. Nadanie cech smakowych:

• precyzyjny dobór kwasu i jego stężenia

>

• bardzo niskie progi wyczuwalności: 0k. 0,002%

• podkreślenie smaku, np. jabłkowy smak owoców

• niektóre kwasy nie są kwaśne, np. pikrynowy - gorzki

2. Zwiększenie trwałości mikrobiologicznej

• rozwój drobnoustrojów zależny od pH:

- bakterie gnilne wrażliwe na kwasy 6,5

- mało wrażliwe na kwasy 5,0

- bakterie kwasu mlekowego 4,0

- drożdże 2,5

- pleśnie 2,0

• niszczenie ścian błon komórkowych drobnoustrojów

• zakłócenia w transporcie metabolitów

• ułatwienie inaktywacji przetrwalników podczas utrwalania termicznego, np. pasteryzacja ogórków konserwowych

3. Zmiana szybkości procesów enzymatycznych

• obniżenie pH hamuje np. brązowienie enzymatyczne obranych0krojonych owoców czy warzyw

4. Unieczynnienie jonów metali

• zmniejszenie szybkości wielu niekorzystnych zmian katalizowanych przez jony metali, np. utlenianie tłuszczów, naturalnych barwników i witamin (dodatek kwasu cytrynowego do olejów rafinowanych

5. Ułatwienie przemian fizykochemicznych

• żelowanie pektyn wysokometylowanych tylko przy niskim pH

• niskie pH powoduje wytrącanie białek: klarowanie

• zapobieganie rozwarstwiania się, żelowania, krystalizacji itp., np. sole fosforanowe

- przetwórstwo mięsa: wiążą wodę, emulgują tłuszcz, utrwalają barwę

- mleczarstwo: stabilizują mleko i przetwory, topniki do serów topionych

- skracają czas gotowania nasion strączkowych

* serki topione - bardzo niezdrowe!

6. Stabilizują tworzenie barwy

• antocyjany: zależne od pH - czerwone lub niebieskie, np. w czerwonej kapuście

SUBSTANCJE PRZECIWZBRYLAJĄCE (anticaking agents)

• żywność silnie rozdrobniona, higroskopijna, absorbuje wilgoć z otoczenia --> zbrylanie

• szczególnie podatne: suszone rozpyłowo, instant

• przykłady: proszki mleczne, ekstrakty kawy, odżywki, desery, sosy, zupy w proszku, mąki, sól

*żelazocyjanek w soli spożywczej

• Skutki zbrylania:

• gorsza rozpuszczalność

• gorsze pęcznienie

• gorsze pienienie

• przebarwienia

• gorsza sypkość

• wilgotność -> rozwój drobnoustrojów

• Substancje zapobiegające - 2 mechanizmy:

- pochłanianie wilgoci

- powlekanie cząstek produktu

• Działają przeciw zlepianiu się np. serków plasterkowanych, płatków gumy do żucia, osłonek do wędlin

*lecytyna dodaje poślizgu

*kalafonia powoduje zmętnienie w napojach owocowo podobnych

• Substancje przeciwzbrylające:

• E170 węglan wapnia (proszki do pieczenia)

• E341 fosforany wapnia (koncentraty w proszku, mieszanki przyprawowe)

• E żelazocyjanki (sól spożywcza)

SUBSTANCJE PRZECIWPIANOTWÓRCZE (anti-foaming agent)

• Kiedy występuje pienienie:

• zagęszczanie

• gotowanie

• smażenie

• fermentowanie (piwo)

• pasteryzacja

• wirowanie

• filtrowanie

• E470 sole kwasów tłuszczowych (bazy gumy do żucia)

• E900a dimetylopolisiloksan (napoje bezalkoholowe z automatów, tłuszcze - frytury - do smażenie wyłącznie w zakładach gastronomicznych)

DODATKI STOSOWANE NA POWIERZCHNIĘ

1. Zabezpieczenie przed:

• wodą, tlenem, drobnoustrojami, wysychaniem, deformacją i zlepianiem (tzw. pseudo opakowanie)

2. Nadanie atrakcyjnego wyglądu (barwa, połysk)

3. Dodatkowy element smakowo - zapachowy

*wyroby cukiernicze, pieczywo, sery

• guma arabska (desery owocowe)

• sorbitol (wyroby cukiernicze)

• glicerol (galaretki)

• pektyny

• talk (guma do żucia)

• woski

• parafina (do serów, usuwania resztek pierza)

• ksantan

SUBSTANCJE WSPOMAGAJĄCE PIENIENIE

• Cel stosowania: wbicie i utrzymanie drobnej dyspersji gazu w produkcie:

- zmniejszenie napięcia powierzchniowego

- stworzenie i równomierne rozprowadzenie drobnych pęcherzyków gazu w produkcie

- utrwalenie układu (powłoka; gaz - irlandzki stout)

*piwo guinnessa - kulka z azotem, który tworzy trwałą pianę

• naturalne białka: białko jaja, żelatyna, kazeiniany, izolaty białka sojowego

• wspomagające: emulgatory np. mono i diacyloglicerole

• korzeń mydlnicy (roślina bałkańska)

• dodatki:

- E999 ekstrakt z kory drzewa guillaja (m.in. cydry)

- E1505 cytrynian trójetylenowy (m.in. wspomaga utrzymanie CO₂ w napojach gazowanych)

GAZY - szerokie zastosowanie w produkcji żywności:

1. Atmosfera kontrolowana (MAP) - zapobieganie utlenianiu, utrwalanie barwy

2. Składnik utrwalający i smakowy: CO₂ w napojach (ukwasza, a zatem utrwala)

3. Chemiczne modyfikacja żywności: uwodornienie olejów, produkcja polioli

4. Chłodzenie i zaprażanie: ciekły azot, CO₂ w stanie stałym (suchy lód)

5. Ekstrakcja m.in. aromatów: freon, CO₂ w stanie ciekłym lub nadkrytycznym

6. Gazy rozprężające np. śmietanki w pojemniku

7. Czynnik dezynfekujący np. ozon

8. Preparaty do „natłuszczania” form piekarskich i ciastkarskich: butan i mieszanina propan-butan

9. Gazy do pakowania

10. Gazy nośne (gazowe środki wypierające) - CO2, azot, wodór, podtlenek azotu - desery w aerozolu

SUBSTANCJE SPULCHNIAJĄCE (zw. obj.)

• winiany (koncentraty spożywcze)

• pirosiarczan sodu (wyroby ciastkarskie)

• fosforany - makarony instant

• di fosforany (wyroby ciastkarskie)

• kwas adypinowy (proszek do pieczenia)

• lakton kwasu glukonowego (proszek do pieczenia)

• węglany (proszek do pieczenia)

PRZECIWUTLENIACZE

Dwie zasadnicze grupy podatnych produktów:

1. tłuszcze (tzw. jełczenie) i produkty z tłuszczem, szczególnie drobno rozdrobnione np. mąka - tłuszcz 2% (trwałość 3 m-ce)

*majonezów nie pasteryzujemy bo emulgatorem jest żółtko jaja

2. produkty nietłuszczowe, najczęściej z udziałem enzymów (oksydazy) np. ciemnienie przekrojonych owoców i warzyw, brunatnienie mięsa

UWAGA - konieczna jest diagnoza! Czy to na pewno jest utlenianie?!

• Wykład 2 4.05.09r.

DEFINIOWANIE WADY PRODUKTU

	UTLENIANIE	HYDROLIZA
Masło - utlenianie kwasów tłuszczowych nienasyconych (35 %); NNKT ok. 3% - trwałość 2-3 tygodnie - krótkie łańcuchy ( C4 do C10) stanowią problem w hydrolizie ponieważ ich produkty dają nieprzyjemny zapach - do masła nie można dodawać konserwantów - dodatek wit. A i D do masła niskokalorycznego jest obowiązkowy	słabe	dobra
Margaryna - nienasycone kwasy tłuszczowe 65% - NNKT ok. 40 % - trwałość kilka miesięcy - utlenianie w margarynie stanowi problemu, długi okres przechowywania i duże utlenianie w tym czasie - hydroliza nie stanowi problemu, nie ma krótkołańcuchowych kw. tł. - przeciwutleniacze - niekiedy dodatek konserwantów - obowiązkowo wit. A i D	duże utlenianie	słaba (bo margaryna jest pasteryzowana)

SUBSTANCJE SŁODZĄCE

• spożycie słodzików wzrasta (w ciągu roku ok. 8%)

• spożycie cukru spada

• produkcja cukru białego jest nieekonomiczna i wzrośnie produkcja cukru trzcinowego

• dla osób z otyłością zalecane słodziki (słodziki = obniżenie kaloryczności produktów)

• Wady cukru:

1. zdrowotne:

- otyłość i nadwaga (puste kalorie)

- próchnica zębów

- cukrzyca

2. technologiczne:

- pożywka dla drobnoustrojów

• Zawartość cukru w produkcie:

- produkt z oznaczeniem na etykiecie „nie zawiera cukrów”, ma ustaloną maksymalną zawartość na poziomie 0,5g na 100g lub 100ml

- produkt „ o niskiej zawartości cukrów” może zawierać nie więcej niż 5g cukrów na 100g produktu stałego lub 2,5g na 100ml produktu ciekłego

- „bez dodatku cukru” oznacza produkt, do którego w procesie produkcji nie zostały dodane żadne cukry proste, dwucukry ani jakiekolwiek inne surowce zastosowane ze względu na ich właściwości słodzące (np. miód)

- jeżeli cukry występują naturalnie w danym produkcie, na etykiecie powinna być dodatkowa informacja „zawiera naturalnie występujące cukry”

- produkty, w których zmniejszono ilość cukru lub usunięto go całkowicie, mogą być także określone jako produkty o „zmniejszonej wartości energetycznej” czyli o mniejszej kaloryczności. Ich wartość energetyczna musi być jednak niższa o przynajmniej 30% w stosunku do produktu tradycyjnego.

Różnice pomiędzy cukrem (4 kcal) i aspartamem (4 kcal; aspartam słodszy)

	Cukier (kcal)	Aspartam (kcal)
Napój 350 ml	140	1
Jogurt aromatyzowany 180 ml	167	87
Napój mleczny 350 ml	260	70
Budyń czekoladowy	150	75
Deser żelatynowy 125 ml (żelatyna 2%, cukier 10-12%)	81	10

• Idealny słodzik wg Calorie Control Council :

• nietoksyczny

• taka sama lub wyższa słodycz niż sacharozy

• bez obcych posmaków, zapachu, bezbarwny

• łatwo rozpuszczalny w wodzie

• stabilny w wysokich temperaturach i stabilny w przechowywaniu

• bez lub niskokaloryczny

• ulega prawidłowej przemianie materii lub jest odporny na trawienie

• nie powinien wywoływać próchnicy zębów

• tani

• wywołuje odczucie w ustach wzmacnianie aromatów (tomatyna - daje słodycz i wzmacnia smak)

• odporność na zmienne pH

Aspartam i acesulfam K - najczęstsza para

Synergizm:

- warunkiem czystego, pełnego smaku słodkiego jest wykorzystanie właściwości synergistycznych słodzików

- bardzo dobre efekty można ponadto uzyskać pozostawiając w recepturze część cukru

- efekt jest najczęściej podwójny: lepsza słodycz i mniejsza ilość substancji słodzącej, zmniejszenie obcych posmaków

• Podział substancji słodzących:

1. Cukry: mono- i disacharydy:

1. niedozwolone dla diabetyków: sacharoza, glukoza, maltoza, syrop glukozowy

2. traktowane jako dozwolone dla diabetyków: fruktoza

2. Silnie słodzące:

1. syntetyczne: aspartam, acesulfam, sacharyna

2. naturalne: taumatyna (talin), mirakulina (białka słodzące)

3. O małej słodkości (wypełniające) - głównie półsyntetyczne poliole (alditole) np. : sorbitol, mannitol, ksylitol, izomalt

• Funkcje cukru:

• nadaje produktom smak słodki

• nośnik smaku

• nadaje odpowiednią strukturę i wypełnienie (karmelki, lody)

• nadaje lepkość (syropy)

• działa konserwująco (stężenie powyżej 65%)

• nadaje charakterystyczną barwę (produkcja karmelu, reakcje nieenzymatycznego brunatnienia)

• stanowi pożywkę dla drożdży

• ułatwia żelowanie niektórych polisacharydów np. pektyna wysokometylowana - stężenie cukru powyżej 60%

2a ) Syntetyczne silnie słodzące:

• 
  acesulfam K (E950) słodziki nowej generacji, lepszy smak i bardziej bezpieczne

• aspartam (E951)

• cyklaminiany (E952)

• sacharyna (E 954) - najstarszy syntetyczny słodzik, XIX w.

• sukraloza (E955)

• neohesperydyna ( E959) - silnie wzmacnia aromaty

• sól acesulfamu K i aspartamu (E962)

• Acesulfam K (E950):

• ok. 200 razy słodszy od sacharozy

• bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie

• stabilny termicznie

• stabilny w środowisku pH 3 - 7

• dobry efekt synergizmu (zwiększenie słodkości, ograniczenie obcych posmaków) z innymi słodzikami, z wyjątkiem sacharyny

• Aspartam (E951), rok 1965 :

• ok. 200 razy słodszy od sacharozy

• uważany za najbardziej bezpieczny, gdyż składa się z dwóch aminokwasów obecnych w żywności

• słabo rozpuszczalny w wodzie

• zawiera fenyloalaninę (fenyloketonuria)

• wzmacnia smaki zapach, szczególnie napojów cytrusowych

• uważany za nietrwały termicznie, choć straty nie są duże (tabela)

• Wykład 3 11.05.09r.

Straty termiczne aspartamu

Proces	Temperatura [^oC]	Czas [s]	Straty [%]
HTST	90	15 - 30	< 2
UHT	135	13 - 15	< 5
Pasteryzacja tunelowa	80	20 min	< 5
Gorące napełnianie	80	-	< 5

Aspartam - wątpliwości:

- aspartam bywa oskarżany o działanie rakotwórcze, ale przeprowadzonych ok. 300 badań nie wykazało praktycznie żadnych negatywnych efektów zdrowotnych

- ostatnio (2008r.) potwierdziła to Europejska Agencja ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA)

(ma największe ADI, jest słodzikiem, którego możemy spożywać najwięcej)

• Kwas cyklaminowy i jego sole: sodowa i wapniowa:

• dopuszczony w Europie, a niedopuszczony w USA

• jedynie 30 - 40 razy słodsze od sacharozy

• długie odczucie słodyczy

• b. stabilny termicznie i przechowalniczo

• w UE tendencje do ograniczenia stosowania, włącznie z całkowitym zakazem

• mała słodkość - duża ilość, wtedy mogą przyczyniać się do powstawania raka pęcherza moczowego

• Sacharyna:

• najstarszy słodzik syntetyczny ( 1879r.)

• produkcja przemysłowa 1950r.

• FDA (USA) - GRAS 1958r.

• na początku stosowana do słodzenia past do zębów, do produktów i napojów dietetycznych

• może powodować raka pęcherza - 1960r.

• później nie potwierdzono szkodliwości - odwieszono go

• Sacharyna i jej sole: sodowa, potasowa, wapniowa:

• ok. 300 - 500 razy słodsze od sacharozy

• wadą jest gorzko - metaliczny posmak, który można ograniczyć mieszając z aspartamem lub cyklaminianami

• ma złą opinię

• Neohesperydyna DC:

• 1500 - 2000 razy słodsza od sacharozy

• występuje naturalnie w owocach cytrusowych

• poza funkcją słodzącą poprawia smak i zapach, łagodzi smak gorzki

• charakteryzuje się dobrą stabilnością podczas produkcji i przechowywania

• wrażliwa na bardzo niskie pH, może powodować żółte przebarwienia

• Sól aspartamu - acesulfamu (Teensweet) ? - nie wiadomo dokładnie, co to jest, chemicznie nie jest solą

• nowy pomysł „akceptuje” UE - 2004r.

• sól jest przygotowywana przez ogrzewanie aspartamu i acesulfamu K w stosunku wagowym ok. 2:1, w roztworze o kwasowym pH i pozwoleniu na zajście krystalizacji. Eliminuje się potas i wodę. Produkt jest bardziej stabilny niż sam aspartam

• trudno rozpuszczalna w wodzie

• czysty smak

• uwalnianie słodyczy w gumie do żucia

• Sukraloza:

• zmodyfikowana sacharoza, w której trzy grupy -OH zostały zastąpione atomami chloru

• pochodzenie powoduje, że często jest błędnie określana jako naturalna; „produkowana z cukru czyli naturalna”

• bardzo słodka, 600 razy słodsza od cukru

• bardzo odporna na działanie temperatury, niskie pH i wysokie ciśnienie

• Alitam: - zakazany w UE

• syntetyczny dipeptyd jak aspartam

• bez fenyloalaniny

• 2000 razy słodszy od sacharozy

• bardzo stabilny termicznie (produkty pieczone)

• bez posmaków

• dopuszczony w niewielu państwach: Australia, Nowa Zelandia, Meksyk, Chiny

2b) Silnie słodzące naturalne (słodkie białka):

• lata 60-te XX w. - silny rozwój, krytyka słodzików (m.in. sacharyna - rakotwórcza)

• mirakulina

• monelina

• taumatyna i talina

• Mirakulina:

• z „cudownego owocu” tropikalnego krzewu, czerwony, owalny: Afryka Zach.

• zmienia smaki, np. : smak octu na smak … , smak kwaśnego soku cytrynowego na smak słodkiego napoju z delikatnym posmakiem cytrusowym

• lata 70-te - rozwój plantacji w Indiach i Brazylii, produkcja koncentratów

• w 1977r. w USA zakazano stosowania - może maskować znaki zepsucia

• Monelina:

• intensywnie słodkie jagody, „oszałamiający słodki smak”; Afryka Zach.

• z 1kg owoców - 3-6 g czystego białka

• Taumatyna:

• ma wit. E

• przedstawiciel słodzików naturalnych

• słodkie białko, jest polipeptydem z 207 aminokwasów

• b. duża słodkość; 2000-3000 razy słodsza od sacharozy

• b. silne właściwości wzmacniania smaku i zapachu

• jako białko nie jest odporna na wysokie temperatury

• Taumatyny i talina:

• z 1kg owoców 0,9 g Taumatyny I i II; 1600 razy słodsze od sacharozy

• talina, 35000 razy słodsza od sacharozy

3)O małej słodkości (wypełniające; półsyntetyczne poliole)

• Poliole:

• mało słodkie, wypełniające

• półsyntetyczne substancje słodzące - wielowodorotlenowe alkohole cukrowe: poliole, alditole

• otrzymuje się przez redukcję odpowiednich cukrów

• słodkość mniejsza niż cukru

• w wielu produktach nadają strukturę (np. karmelki)

• odczucie chłodu (guma do żucia)

• cechy:

- mało reaktywne w reakcjach brązowienia enzymatycznego

- mało podatne na fermentacje alkoholowe i mlekowe

- nie są fermentowane przez mikroorganizmy w jamie ustnej

- nie zwiększają poziomu cukru we krwi

- mają zdolność zapobiegania krystalizacji sacharozy

• różnice; konieczny dobór ze względu na:

- rozpuszczalność

- stopień słodyczy

- odczucie chłodu

- teksturę

- skłonność do powodowania przeczyszczeń

Przykłady polioli (alkohole cukrowe): sorbitol, mannitol, izomalt

• Sorbitol:

• występuje w niektórych owocach (gruszki)

• przemysłowo otrzymywany przez uwodornienie glukozy

• ziarnisty proszek lub 70% roztwór

• roztwory mają dużą lepkość

• maskuje gorzki smak sacharyny

• 25/50 g na dobę może mieć efekt przeczyszczający

• Izomalt:

• otrzymywany przez uwodornienie izomaltozy, mieszanina sorbitolu i mannitolu

• stopiony, po ochłodzeniu tworzy szklistą masę - karmelki

• duża odporność na wysoką temperaturę

• substancja słodząca, przeciwzbrylające, wypełniająca, glazurująca

• zastosowanie: guma do żucia, karmelki czekolada

Inne substancje słodzące (nieobecne w UE/PL):

• Erytrytol (dopuszczony):

• alkohol - wypełniający

• obecny w owocach, warzywach, prod. fermentowanych, wino, piwo, sery ,sos sojowy

• nie powoduje próchnicy

• Tagatose:

• probiotyczne właściwości

• z laktozy

• wzmacnia smak

• Shugr =erytrytol + tagose

• Neotame:

• 8000 razy słodszy

• dobry smak

• tani

• nie ma w UE, jest w USA

• Stewiozydy - (z liści rośliny stewii):

• stewia - słodkie liście, jest to roślina

• Paragwaj i Brazylia - od stuleci słodzenie napojów leczniczych i herbaty

• opisana po raz pierwszy w końcu XIX wieku przez pewnego włoskiego badacza, któremu zawdzięcza nazwę

• w Japonii dużo się używa do słodzenia napojów owocowych, lodów, gum do żucia

• w USA od 2008 GRAS

• 1000% rozpuszczalny w wodzie

• czysty smak, bez posmaków

• 400 razy słodszy od cukru

• certyfikat koszerności

• najwyższa czystość, ok. ponad 99%

• Wykład 4 18.05.09r.

ŻYWNOŚĆ PROZDROWOTNA I DODATKI/SKŁADNIKI PROZDROWOTNE

• Naturalna żywność funkcjonalna (herbata, czosnek, białka sojowe, warzywa, owoce)

• „Zdrowa żywność” (określenie `nielegalne'; hasło marketingowe)

• Żywność wzbogacona w składniki odżywcze (witaminy, substancje mineralne i in.; informacja zawarta w rozporządzeniu; np. jod w soli, witaminy w margarynie)

• Żywność BFY (Better For You; powstała w USA; są to polepszane produkty, np. usunięcie 1% cukru, 1% tłuszczu z produktu

• Żywność funkcjonalna (żywność do której dodaje się prozdrowotne składniki, albo odbiera się składniki niezdrowotne; Benecol, Flora pro activ - sterole, stanole) Novel Foods

• Suplementy diety (żywność w pigułkach)

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

• Środki parafarmaceutyczne (leki) ?

* inulina w miodzie - działanie bakteriostatyczne miodu; natomiast miodu nie ma na żadnej liście żywności prozdrowotnej

• oświadczenie żywieniowe - odnosi się do składników znajdujących się w żywności (np. bogate w białko, bez cukru, itp.)

• oświadczenie zdrowotne - przeniesienie oświadczenia żywieniowego na zdrowie (np. produkty bogate w wapń obniżają ryzyko osteoporozy)

• Komu, co :

• dzieci w wieku szkolnym: A, B, C, D, wapń, żelazo

• dziewczęta w okresie dojrzewania: B6, żelazo, wapń, D

• kobiety w ciąży i karmiące: B6, B12, kwas foliowy, żelazo, DHA

• osoby aktywne zawodowo: B, C, E

• kobiety w okresie menopauzy: A, B6, D, wapń, żelazo

• osoby palące papierosy: B, C

• osoby pijące dużo alkoholu: B, C, cynk

• osoby przebywające w zanieczyszczonym środowisku: C, E, karotenoidy (przeciwutleniacze)

• wegetarianie: B12, żelazo, wapń

• osoby przeziębione (również profilaktycznie): C, wapń

• Makro/mikroelementy:

• Makroelementy:

- dzienne zapotrzebowanie ponad 100 mg/dzień

- zawartość w organizmach żywych ponad 0,01%

- wapń, fosfor, magnez, potas, sód, chlor, siarka

• Mikroelementy lub pierwiastki śladowe:

- dzienne zapotrzebowanie poniżej 100 mg/dzień

- zawartość w organizmach poniżej 0,01%

- żelazo, cynk, miedź, mangan, fluor, jod, selen, chrom

• Pierwiastki ultraśladowe:

- kobalt, molibden, nikiel, wanad

• Wykład 5 25.05.09r.

ANTYOKSYDANTY

- 6000 związków, ilość - 1g/dobę powinno wynosić spożycie (0,5 kg warzyw minimum)

- spożycie wit. C i E nie przekracza 100mg/dobę

- flawonoidy - obniżenie ciśnienia

- izolaty białka sojowego, 25g/dziennie - zmniejszenie występowania chorób układu krążenie

- zawierają antyoksydanty: owoce, warzywa, wino, czekolada gorzka, herbata

• Karotenoidy

- β-karoten: marchew, dynia, olej palmowy; neutralizuje wolne rodniki

- luteina, zeaksantyna: szpinak ,jaja, cytrusy; pozytywnie działa na wzrok

- likopen: pomidory; różowe grejpfruty; ogranicza powstawanie raka prostaty

• Błonnik

- nierozpuszczalny: zboża, kukurydza, skórka owoców; zapobiega powstawaniu nowotworów

- rozpuszczalny (β-glucan) - najcenniejszy błonnik: jęczmień, owies, żyto; chroni przed chorobami serca, zawałami

- ogólnie rozp. : psyllium husk (roślina z Indii) - 90% rozp. błonnika; wpływa na choroby układu krążenia - CHD, nowotwory

- wszystkie gatunki: pełnoziarniste zboża; wpływa na CHD, nowotwory, obniża poziom glukozy we krwi

• Kwasy tłuszczowe

- kw. tł. jednonienasycone: orzechy z drzew, oliwa, olej rzepakowy; wpływają na CHD, obniżają poziom cholesterolu

- kw. tł. wielonienasycone (18:3, grupa n-3, omega-3) : orzechy włoskie, len, rzepak; wpływa na serce, mózg, oczy

- grupa omega-3 z ryb (bardziej aktywne) DHA (22:6)/EPA(20:5) : ryby morskie; wpływ na CHD, mózg, oczy

- CLA 18:2 kwas linolowy o sprzężonych wiązaniach podwójnych: wołowina, jagnięcina, masło, mleko, sery; wspomagają odchudzanie

NNKT

18:2 (na liście składników rakotwórczych) 18:3

n-6 n-3

ok. 4 4 : 1 ! ok. 1

musi być zachowana proporcja!

• Flawonoidy

- antocyjany: owoce jagodowe, wiśniowe; wpływ na pracę mózgu, dobre wł. przeciwutleniające

- katechiny: herbata zielona, kakao, jabłka; wpływ na choroby serca

- flawanony: cytrusy; neutralizują wolne rodniki

- kwercetyny: cebula, herbata, jabłka, brokuły; neutralizuje wolne rodniki

: żurawina - zapobiega infekcjom pęcherza moczowego

• Mikro i makro elementy

- wapń: sardynki, szpinak, jogurt; zapobiega osteoporozie

- magnez: szpinak, nasiona dyni, halibut; wpływa na mięśnie, system nerwowy, odpornościowy

- potas: ziemniaki, pełnoziarniste produkty, fasola; wpływ na ciśnienie krwi, udary, ale jedynie z dietą nisko sodową

- selen: ryby, czerwone mięso, zboża, jaja, czosnek; neutralizuje wolne rodniki, funkcja odpornościowa

• Kwasy fenolowe

- kawowy i ferulowy: jabłka, cytrusy, gruszki, kawa; wpływ na wzrok, serce, funkcja przeciwutl.

• Białko sojowe + izotiocyjaniny

- 20 g/dzień

- CHD

• Stanole/Sterole

- wolne: olej drzewny, kukurydza, wzbogacona żywność i napoje; 1,5g/dzień; CHD

- estry: estryfikowane kwasami tłuszczowymi z rzepaku, rozp. w tłuszczu, blokują wchłanianie cholesterolu; Flora pro.activ, Benecol

• Poliole

- guma do życia i inne; ogranicza próchnicę

• Probiotyki

• Inulina

• Fitoestrogeny

- izoflawony: soja; wpływ: mózg, kości, odporność, menopauza

- ligniany: żyto, ryż; choroby serca, odporność

• Związki siarkowe

- czosnek ,cebula, por; serce, odporność

• Witaminy

- A: mleko, jaja, marchew, szpinak; oczy, odporność

- B1 tiamina: gruszki, brązowy ryż, orzechy brazylijskie; regulacja metabolizmu, mózg

- B2: jaja, zielone części warzyw; regulacja metabolizmu, wzrost

- B3: ryby, jaja, orzechy; regul.metab., wzrost

• Wykład 6 1.06.09r.

PREBIOTYKI I PROBIOTYKI

• Układ trawienny

- pow. nabłonka jelita - 300m2

- jelito grube ok.. 300-400 różnych bakterii

• Zaburzenia w składzie mikroflory jelitowej występują:

- po przebytych chorobach układu pokarmowego

- po kuracji antybiotykowej

- w przypadku chronicznych chorób układu pokarmowego (np. choroba Crohnam, nowotwory okrężnicy)

• 40 - 50% jelita grubego stanowi mas bakteryjna. Produktami masy bakteryjnej są metabolity, które mogą zagrażać zdrowiu i życiu człowieka.

Mikroflora jelitowa

Drobnoustroje korzystne

probiotyczne bifidobakterie

Drobnoustroje bezwzględnie szkodliwe

produkują toksyny, substancje potencjalnie kancerogenne, np.Clostridium

Drobnoustroje potencjalnie szkodliwe

np. E.coli

• Toksyczne metabolity:

- amoniak i aminy (toksyny wątroby)

- nitrozoaminy (subst. o działaniu kancerogennym)

- fenole i krezole (wzmagające działanie subst. kancerogennych)

- estrogeny kancerogenne

- wtórne kwasy żółciowe

- aglikony (często mutagenne)

• Probiotyczne bifidobakterie:

- Lactobacillus

- Gram(+) paciorkowce

- Bifidobakterie

• Efekty aktywności:

- synteza witamin

- wytwarzanie enzymów zwiększających wartość odżywczą żywności

- stabilizacja układu mikroflory, w tym ograniczenie patogenów jelitowych

- obniżenie wchłaniania cholesterolu

- detoksykacja kancerogenów i ograniczenie rozwoju komórek nowotworowych (zmniejszenie ryzyka nowotworu okrężnicy)

- zwiększenie mechanizmów odporności komórkowej

• Probiotyki - żywe mikroorganizmy, które w postaci preparatów farmaceutycznych lub dodane do żywności, korzystnie wpływają na organizm poprzez poprawę równowagi jego ekosystemu jelitowego.

• Wymagania stawiane szczepom probiotycznym:

1. Powinny pochodzić ze zdrowej mikroflory ludzkiego organizmu.

2. Powinny posiadać precyzyjnie określony rodzaj i gatunek, potwierdzony najnowszymi badaniami molekularnymi.

3. Powinny wykazywać wyjątkową, antagonistyczną aktywność wobec typowych patogenów przewodu pokarmowego.

4. Posiadać zdefiniowane właściwości powierzchniowe i adherencyjne, potwierdzone za pomocą hodowli tkankowej.

5. Odporne na sok żołądkowy i sole żółci.

6. Powinny potwierdzać swoje probiotyczne działanie w prawidłowo przeprowadzonych badaniach klinicznych.

• Prebiotyki - są to węglowodory, które mogą być użyte w produkcji żywności; bakterie żywią się nimi, prebiotyki stymulują wzrost probiotyków.

• Kryteria, które musi spełniać składnik żywności, aby być prebiotykiem:

1. Nietrawiony - nie hydrolizowany przez enzymy, odporny na kwasy, pH, temperaturę, nie wchłaniany w układzie pokarmowym

2. Musi ulegać fermentacji przez mikroflorę układu trawiennego (głównie okrężnicy)

3. Selektywnie stymulować wzrost i aktywność metaboliczną tych bakterii układu trawiennego, które są związane ze zdrowiem i ogólnym samopoczuciem

Probiotyk + Prebiotyk = Synbiotyk (nie zawsze!; prebiotyki nie zawsze muszą działać wspólnie z probiotykami; `wiodą niezależne życie')

PREBIOTYKI

Ad 1) Kryterium nietrawienia

- I etap badań - in vitro (na zewnątrz organizmu z zachowaniem warunków)

- II etap - in vivo

Ad 2) Kryterium fermentacji

- prebiotyk powinien być głównym źródłem węgla podczas fermentacji przez mikroflorę jelitową i dodatkowo ulegać jej całkowicie, czyli nie może być zanieczyszczony przez mono i disacharydy

Ad 3) Kryterium selektywnej stymulacji wzrostu i/lub aktywności metabolicznej bifidobakterii

- kryterium trudne do udowodnienia

- badane in vitro

• Oligosacharydy - status prebiotyczny:

1. inulina (100%)

2. TOS (+ +)

3. laktuloza (+)

1. INULINA - „wzorcowy” prebiotyk

- długołańcuchowy fruktan, podstawowy budulec to fruktoza

- fruktozy połączone są wiązaniem β2-1 glikozydowym, a na końcu każdego łańcucha znajduje się cząsteczka glukozy

- wiązanie β2-1 glikozydowe jest nietrawione w przewodzie pokarmowym

• występowanie inuliny:

-w bulwach i korzeniach roślin: (jest to węglowodanowy materiał zapasowy roślin) cykoria (korzeń: 15-20%), dalia, karczoch, łopian, mniszek lekarski (13-15%), czosnek (9-16%), cebula, por (3-10%)

- mniejsze zawartości występują w ziarnach zbóż: jęczmień, żyto, pszenica

- oraz banany

• na skalę przemysłową substratami do jej pozyskiwania są (ekstrakcja) :

- agawa

- Jeruzalem

- cykoria

• inne sposoby pozyskiwania:

- synteza in vivo z sacharozy za pomocą fruktozylotransferazy

- syntetyzowanie fruktanów przez bakterie i grzyby

Otrzymywanie:

• inulina jako preparat handlowy, 2 warianty:

- natywna (DPśr = 10, stopień polimeryzacji)

- długołańcuchowa (DPśr = 25)

• produktem częściowej hydrolizy inuliny przez enzymy - inulinazy - jest oligofruktoza (DPśr = 4)

• „inulina wzbogacona oligofruktozą „ - prebiotyk nowej generacji

2. TOS - galaktooligosacharydy

- otrzymywane z laktozy, są mieszaniną oligosacharydów

- krótkołańcuchowe DPśr =3 - 5

3. LAKTULOZA - środek farmaceutyczny

- otrzymywana z laktozy

- DPśr = 2

- dla małych dzieci jako środek przeczyszczający

Inne przykłady prebiotycznych oligosacharydów:

• IMO - izo-malto-oligosacharydy

• Laktosacharoza

• XOS - xylo-oligosacharydy (kukurydza)

• sojowe oligosacharydy (koncentraty z soi)

• gluko-oligosacharydy (produkcja na drodze fermentacji)

• izomalt

Okrężnica:

wydalanie wydalanie

wchłanianie kwasów tłuszczowych

Efekty zdrowotne działania pro- i prebiotyków:

• Działanie niekorzystne oligosacharydów:

- więcej niż 0,2-0,5 g/kg masy ciała powoduje biegunki

• Stosowane mogą być jako:

- błonnik prebiotyczny

- zamiennik tłuszczu i cukru

- czynnik teksturo twórczy i żelujący

- synergizm ze słodzikami; kształtowanie tekstury

Najważniejsze rzeczy, na zaliczenie:

- jakie drobnoustroje w okrężnicy? (podział: korzystne, szkodliwe, itp.)

- definicje pro-, pre- i synbiotyk

- kryteria klasyfikacji prebiotyku

- przykłady prebiotyku

- efekty zdrowotne działania pro- i prebiotyków

- właściwości technologiczne prebiotyków

korzeń cykorii

ekstrakcja gorącą wodą

oczyszczanie

częściowa hydroliza enzymatyczna

oczyszczanie

suszenie rozpyłowe

usunięcie składników o niskim poziomie polimeryzacji

suszenie rozpyłowe

odparowanie

suszenie rozpyłowe

inulina standard

inulina wysoko przetworzona

syrop oligofruktozowy (dod. do jogurtów)

sproszkowana oligofruktoza

fermentacja przez mikroflorę

10% gazy: CO2, H2, CH4

50% krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (octowy, masłowy, mlekowy, propionowy)

40% biomasa bakterii

Pro- i Prebiotyki

działają jako immunomodulatory (absorbują substancje rakotwórcze)

obniżają poziom cholesterolu i triacylogliceroli we krwi

zmniejszają nietolerancję na alergie pokarmowe

odbudowują pozytywną florę jelitową

hamują wzrost wielu szkodliwych bakterii i drożdży

polepszają absorpcję substancji mineralnych (Ca, Mg)

obniżają poziom toksyn wątroby, np. amin i amoniaku we krwi

wytwarzają składniki odżywcze, np. wit. z gr. B, kwas foliowy

---