WYKŁAD 1

REWOLUCJA ŻYWNOSCIOWA I ŻYWIENIOWA W XXI WIEKU

1.Zmiana potrzeb konsumentów

• potrzeby bezpieczeństwa zdrowotnego i bezpieczeństwo dostępu

Zagrożenia zdrowotne żywności

1. zagrożenia biologiczne: wirusy, bakterie, grzyby - drożdże i pleśnie, parazyty, szkodniki - roztocza, nicienie, owady, gryzonie

2. zagrożenia chemiczne:

• pestycydy (rodentycydy, insektycydy, akarycydy, moloskocydy, herbicydy, fungicydy, defolianty, repelenty, atraktanty)

• dioksyny

• nawozy

• metale ciężkie

• pierwiastki promieniotwórcze

• leki - antybiotyki

• enzymy

• naturalne składniki surowców

3. zagrożenia fizyczne

- ciała obce:

- towarzyszące surowcom (piasek, kamienie, patyki)

- pochodzące z surowców (pestki, liście, kości, włosy)

- pochodzące z procesu produkcji roślinnej lub zwierzęcej (metal, drewno, sznurki)

- pochodzące z opakowań transportowych (metal, drewno)

Dioksyny - nie rozpuszczają się w wodzie, rozpuszczają się w tłuszczach, powstają np. przy spalaniu polichlorku winylu lub przy produkcji pestycydów

2. Jakość żywności

• tradycyjna jakość produktu jako zaspokojenie potrzeb

• systemy zapewnienia jakości

Jakość wyrobu - spełnienie przez produkt parametrów zapisanych w normie jakości

Jakość obiektu wg PN-ISO 8402 : 1996 - ogół właściwości wiążących się z jego zdolnością do zaspokajania potrzeb stwierdzonych i oczekiwanych

Obiekt - to wyrób, działanie lub proces, organizacja, system lub osoba, kombinacja wymienionych składników

Zarządzanie jakością - to wszystkie działania które decydują o polityce jakości, celach i odpowiedzialności, a także o ich realizacji w ramach systemu jakości (struktura organizacyjna, procedury, procesy, zasady) za pomocą takich środków jak: planowanie jakości, sterowanie jakością, zapewnienie i doskonalenie jakości.

Wartość odżywcza - to przydatność produktów żywnościowych i złożonych z nich racji pokarmowych do pokrycia potrzeb organizmu związanych z przemianami metabolizmu, która zależy od zawartości i zbilansowania składników odżywczych oraz ich strawności (białka, tłuszcze, węglowodany) lub biodostępności (składniki mineralne, witaminy).

Systemy jakości

GMP HACCP ISO 9000 TQM

dobra praktyka system analizy zagrożeń

produkcyjna i krytycznych punktów kontroli

3. Produkcja surowców żywnościowych

rolnictwo konwencjonalne / rolnictwo ekologiczne

odmiany, rasy / surowce modyfikowane genetycznie GMO i GMF

Ekologiczne metody produkcji rolniczej

1. utrzymanie i zwiększenie żyzności gleby

2. wykorzystanie nawozów gospodarskich

3. biologiczna aktywizacja gleby

4. zapobieganie chorobą roślin bez chemii

5. utrzymanie zdrowia zwierząt przez żywienie

6. hodowla respektująca warunki biologiczne

7. chów oborowy sprzyjający zwierzętom

8. wielokrotny typ gospodarowania

9. ocena jakości płodów - jakość żywienia

10. myślenie całościowe

4. Przetwórstwo żywności

• żywność nie przetwarzana

• żywność minimalnie przetwarzana

• żywność całkowicie przetwarzana

Technologie minimalnego przetwarzania obejmują nowoczesne techniki pozwalające na uzyskanie żywności o trwałości umożliwiającej dystrybucję i spełniającej potrzeby konsumentów w zakresie wygody i jakości określonej jako świeżość.

Procesy przechowalnicze

1. Metaboliczne

• oddychanie tkankowe: owoce klimakteryczne i nieklimakteryczne

warzywa i zioła - nieklimakteryczne

klimakteryczne - dojrzewają do optymalnej jakości

nieklimakteryczne - optymalna jakość przy zbiorze

• wytwarzanie ciepła

• uszkodzenia tkankowe pod wpływem gazów: CO , O , etylenu

• reakcje enzymatyczne oksydazy, peroksydazy, amylazy, celulazy, pektolityczne

• fermentacja mlekowa

2. Transpiracja: turgor (jędrność)

wysychanie, więdnięcie

3. Zjawiska wzrostu: kiełkowanie

tworzenie korzeni

dojrzewanie / przekwitanie

zielenienie

4. Zepsucia: biologiczne

uszkodzenia tkanek pod wpływem światła słonecznego

mechaniczne

Żywność chłodzona świeża - zalecane temperatury

1. mięso, ryby, drób, przetwory mleczarskie -1 : +1 C

2. warzywa liściaste, korzeniowe, cebulowate 0 : 4 C

owoce: jabłka, gruszki, truskawki, brzoskwinie

3. ziemniaki, cytrusy, awokado, papryka 4 : 10 C

4. pomidory, ogórki, winogrona 10 : 13 C

5. banany, mango 13 : 18 C

Mieszaniny gazowe stosowane do pakowania w modyfikowanej atmosferze

1. 20 - 35% CO / 65 - 80% N

mięso gotowane, duszone, peklowane oraz przetwory mięsne (kiełbasy, franfurterki, kotlety, mięso mielone z przyprawami), mięso świeże (różnych gatunków zwierząt rzeźnych), podroby, ryby tłuste i owoce

2. 3 - 10% CO / 3 - 10% O / 80 - 90% N

potrawy cook - chill, potrawy wieloskładnikowe (pizza, gulasz, dród i ryby faszerowane, zapiekanki, paszteciki z nadzieniem mięsnym, hod - dog)

3. 40 - 60% CO / 40 - 60% N lub 40 - 100% CO / 0 - 60% N

warzywa i owoce - można stosować naturalne powietrze lub w przypadku składowania dużych mas również próżnię

4. 100% N

przetwory mleczne - sery podpuszczkowe, wyroby mączne, koncentraty zbożowe (makarony, kluski), wyroby piekarnicze i cukiernicze

5. 20% CO / 80% O

przetwory mleczne, sery podpuszczkowe w plasterkach

5. Żywienie człowieka

• ekotrofologia

• składniki odżywcze w żywności

• żywność funkcjonalna

Źródła naturalnych antyoksydantów i antyrakowych substancji

1. Rośliny: oleje roślinne, ziarna (zarodki), nasiona roślin strączkowych, warzywa, owoce, woski liści, korzenie i łodygi

2. Przyprawy korzeniowe, ziołowe, herbata

3. Rośliny lecznicze

4. Glony mleczarskie

5. Produkty zwierzęce

6. Produkty metabolizmu drobnoustrojów

7. Produkty fermentacji

8. Hydrolizaty białkowe

9. Produkty reakcji Maillarda

W Polsce je się mało owoców i warzyw

1. świeże i przetworzone owoce 4,10 kg / miesiąc

2. świeże i przetworzone warzywa 5,45 kg / miesiąc razem 185 kg / rok

3. ziemniaki 6,16 kg / miesiąc

w USA i Kanadzie zaleca się 2 razy więcej

Żywność funkcjonalna

(żywność o specyficznym działaniu zdrowotnym wg Min. Op. Społ. i Zdrow. Japonia 1991)

1. żywność otrzymana z naturalnie występujących składników

2. żywność stanowiąca podstawowy element codziennej diety

3. żywność, która po spożyciu reguluje ważne procesy fizjologiczne organizmu

• podwyższa naturalną odporność

• przeciwdziała określonym chorobom (np. dietozależnym)

• sprzyja zahamowaniu i leczeniu określonych chorób

• sprzyja dobrostanowi fizycznemu i psychicznemu

• spowalnia procesy starzenia się organizmu

błonnik zbożowy - działa przeciw miażdżycowo

oligosacharydy - soja, fasola, groch, burak - poprawia procesy trawienia

alkohole wielowodorotlenowe - aktywność przeciw próchnicza, kontrola nadwagi

fenole - herbata, zioła, warzywa - działanie przeciw nowotworowe, regulacja nadciśnienia, cholesterolu we krwi

fosfolipidy - soja, jaja - regulacja metabolizmu tłuszczu w wątrobie i plaźmie krwi

WYKŁAD 2

• Rośliny warzywne należą do:

- gromady - Nasienne

- podgromady - Okrytonasienne (Słupkowe)

• Prawie wszystkie gatunki roślin warzywnych należą do klasy dwuliściennych

• Jedynie gatunki:

- z rodziny Liliowate: cebula, por, czosnek, szczypiorek

- z rodziny Trawy: kukurydza cukrowa i kukurydza pękająca

należą do jednoliściennych

• Podział warzyw pod względem wymagań termicznych:

- największe wymagania termiczne (giną od długotrwałych chłodów) - melon, oberżyna, papryka, ogórek,

- giną w temp. poniżej 0 C: dynia, fasola, koper, kukurydza, pomidor

- znoszą kilkustopniowe przymrozki: brokuł, bób, burak, cebula, groch, kalafior, kalarepa, kapusta biała, czerwona, włoska, pekińska, marchew, pietruszka, rzodkiewka, seler

- w latach o lekkich zimach mogą zimować w polu: cykoria, czosnek, kapusta brukselska, por, sałata, skorzonera, szpinak

- zimotrwałe: chrzan, jarmuż, rabarbar, szczaw, szczypiorek, szparag

• Podział warzyw ze względu na wymagania dotyczące optymalnej wilgotności gleby:

- największe wymagania - brokuł, kalafior, kalarepa, kapusta pekińska, melon, oberżyna, ogórek papryka, rzodkiewka, sałata

- wymagania większe niz średnie - cebula, czosnek, fasola, kapusta biała, czerwona, włoska, brukselska, por, kukurydza, szczaw, szpinak

- wymagania średnie - bób, chrzan, dynia, pietruszka, ziemniaki, marchew, skorzonera, szczypiorek, dynia, groch, pomidor (odmiany samo kończące)

- wymagania małe - burak ćwikłowy, cykoria, pomidor (wysoko rosnące odmiany), szprag

• Podział warzyw ze względu na:

a) osiągnięcie dojrzałości fizjologicznej

- roczne

- dwuletnie

- wieloletnie

2. sposób użytkowania

- świeże

- zimujące

- po przechowywaniu

- po przetworzeniu

• Uwzględniamy 3 podstawowe kryteria:

- długość okresu wegetacji

- część jadalna

- przynależność do rodzin botanicznych

• Użytkowanie:

1. Liściowe: koper zwyczajny - liście

szpinak zwyczajny - rozeta liściowa

szpinak nowozelandzki - grube mięsiste liście

seler naciowy - mięsiste ogonki liściowe

boćwina - mięsiste ogonki liściowe

2. Psiankowate: pomidor - dwu lub wielokomorowa jagoda

papryka - jagoda o twardych ścianach podzielona na 2-4 komory

oberżyna - jagoda

ziemniak - bulwy

3. Strączkowe i kukurydza: fasola zwyczajna - u szparagowych - strąk ; u fasoli - nasiona

groch -

bób - nasiona

4. Cebulowe: cebula - panwy liściowe

czosnek - główka

szczypiorek - liście

por - panwy liściowe

5. Dyniowate: ogórek - rzekoma jagoda

dynia zwyczajna- rzekoma jagoda

dynia olbrzymia - rzekoma jagoda

melon - rzekoma jagoda

6. Korzeniowe: korzeń spichrzowy

6. Krzyżowe kapustne:

kapusta głowiasta czerwona - pąk szczytowy

kapusta głowiasta biała - pąk szczytowy kalafior - róża

brokuł włoski - róża główna kapusta brukselska - główeczka

kalarepa - łodyga kapusta pekińska - rozeta liściowa

Warzywa zawierają dużo witamin, związków mineralnych, specyficznych substancji decydujących o leczniczym działaniu (pektyny, błonnik)

Ogólny kierunek - wzrost produkcji i spożycia, równomierne rozłożenie w roku, poprawa struktury, większe dopasowanie uprawianych odmian do kierunku użytkowania, ograniczenie strat (zbiór, przygotowanie do spożycia, przechowywanie), do 94 wzrost spożycia

Gatunki wiodące w Polsce: kapusta, cebula, marchew, burki ćwikłowe, ogórki, pomidory

Struktura produkcji

gatunek lata 1981 95 plony 1991-95

kapusta 32,5% ~330g/ha

marchew 14,8% ~250

cebula 12% ~200

buraki 10% ~220

ogórki 7,5% ~120

pomidory 7,5% ~140

Plony w szklarni: pomidory 8-20kg/m.

ogórki 12-30 kg/m.

Zużycie węgla na 1hg: pomidory 9-30kg

ogórki 6-20 kg

Mało uprawia się groszku zielonego, fasolki szparagowej, selera, dyniowatych

Aktualnie skup zorganizowany ~10% - tendencja ze skupionych ok. 50%, przemysł przetwarza (pomidory >90%, ogórki ~ 70%, buraki ćwikłowe ~ 30%, kapusta ~ 30%)

chcemy 120 - 130kg - 300g/dzień

w spożyciu wzrasta udział przetworów ok. 20-30%

Najwięcej warzyw spożywa się:

Grecja 244/ osobę /rok

Turcja 164/osobę /rok

Portugalia 156

Francja 144

Indie 26

Chiny 26

Zawartość składników mineralnych- tabela

Zawartość witamin w 100 g - tabela

Azotany i azotyny

- warzywa są głównym źródłem azotanów i azotynów w pożywieniu;

- największe niebezpieczeństwo: marchew dla dzieci szczególnie, buraki, szpinak, kapusta wczesna

- niska zawartość azotanów część jadalna owocu i nasiona: pomidor, papryka, ogórek, fasola

- wysoka zawartość azotanów: warzywa Liściowe i Korzeniowe: szpinak, sałata, rzodkiewka, burak ćw. (ściąga substancje szkodliwe)

- średnia zawartość azotanów: marchew, pietruszka, seler (zdolność do gromadzenia azotanów)

Ograniczenie gromadzenia się azotanów:

- ograniczenie nawożenia mineralnego

- ograniczenie nawożenia pogłównego

- uprawa warzyw w miejscach nasłonecznionych i w okresach gdy intensywność światła jest duża

- systematyczne nawadnianie

- uprawa na glebach lekkich - gleby ciężkie ograniczają możliwość przemieszczania się N

- opóźnienie terminu zbioru

- zbiór roślin po słonecznym dniu

Czynniki kształtujące przydatność żywieniową

1. genetyczne

2. środowiskowe

- klimat i gleba

- zabiegi

- nawożenie

- zbiór (termin i sposób) oraz transport

- składowanie

-przechowywanie

Klimat i pogoda

- w zależności od warunków pogodowych są wahania: wit.C, karotenu, chlorofilu

- słoneczna ciepła pogoda: wyższa zawartość wit. C, cukrów, mniejsza zawartość kwasów

- światło i temperatura: tworzenie karotenoidów

- dihopen w pomidorach tworzy się najszybciej w temp. 25 - 30 C

- zawartość s.m. uwarunkowana jest w dużym stopniu wysoką temp.

- w polskich warzywach o zawartości s.m. decyduje wysoka temp. w okresie zbiorów tj. w przypadku pomidorów głównie w sierpniu

Gleba: rodzaj, kwasowość, zaopatrzenie w H O

- coraz większe znaczenie mają gleby torfowe - nie wymagają nawożenia, duża pojemność wodna -zwłaszcza dla warzyw mało wrażliwych na przymrozki (kapusta, brukselka, brokuły, selery, pory, cebula)

- w przypadku marchwi najwyższe plony są na glebach lessowych, najniższe zaś na bielicach

- gleba wpływa na kształt korzeni (np. w glebach o małej pojemności wodnej korzenie marchwi są długie z wycięciami o nieregularnych .......

- dobre wybarwienie marchwi - gleby ciężkie (torf niski); gleby brunatne (najmniej korzeni z zielonymi główkami

- warzywa z torfu - wyższy % N i Na i wyższy plon

- warzywa z gleb mineralnych - wyższa zawartość s.m., cukrów

Zabiegi agrotechniczne

1. termin siewu - decyduje w dużym stopniu o wysokości plonu (im później tym z reguły wyższy plon)

- można w określonych granicach regulować - przedłużenie użytkowania na świeżo i wydłużenie kampanii - przechowowej np. grochu zielonego, fasoli szparagowej

- dla Polski środkowej bez obniżania wysokości i jakości plonów można wysiewać fasolę szparagową od połowy maja do połowy czerwca, ale już opóźnienie na koniec czerwca powoduje obniżenie plonu o ok. 30%

- siewy lipcowe są bardzo ryzykowne - duża część zawiązków nie zdąży się wykształcić przed przymrozkami

2. rozstawa - różna w zależności od przeznaczenia

- przy zagęszczeniu siewu grochu - wzrost plonu z hektara, wyższa równomierność dojrzewania strąków

- przy zagęszczeniu np. rzędów szpinaku z 40cm do 20 cm - wzrost plonów o >40%, spadek wymiarów blaszek liściowych

- na ogół gęściej sadzimy i siejemy rośliny w przypadku niekorzystnych warunków wzrostu, ale i w dobrych warunkach

- większy plon warzyw korzeniowych i kapusty uzyskuje się przy mniejszej rozstawie (sałata 20- 25 szt. / m. ; ogórki 2szt/m. )

3. nawożenie

• najlepsze wyniki daje nawożenie kombinowane tzn. podstawowe nawożenie organiczne i dodatkowe nawożenie mineralne - wysoki plon, optymalne cechy użytkowe

a) AZOT - niezbędny do wzrostu masy zielonej, składnik białka i związków azotowych niebiałkowych oraz chlorofilu;

- zarówno zbyt niskie, jak i zbyt wysokie dawki azotu w stosunku do zapotrzebowania - powstają zaburzenia fizjologiczne i ujemnie wpływając na przydatność żywieniową;

- zbyt duże nawożenie - nadmierny wzrost i pogorszenie jakości (wyższa zawartość związków azotowych o gorszym składzie aminokwasowym białka i wyższa zawartość związków azotowych niebiałkowych

- optymalne wyniki uzyskuje się przy nawożeniu azotowym 60-120kg/ha przy równoczesnym pokryciu potrzeb na inne składniki i odpowiednie nawadnianie

- ziemniak: przenawożenie - pogorszenie zdolności przechowalniczej ziemniaka (ciemnienie bulw), nadmierny wzrost;

- seler: korzeń np. selerów - powstawanie rdzawych plam na miąższu, dziupowatość → szybkie gnicie rdzenia, złe przechowywanie

- szpinak: wysoko nawożony - większa zawartość białka organicznego, w tym również właściwego, ale zmniejszona zawartość metioniny, >N-NO.....

- kapusty: nadmiar nawożenia - mniejsza zwięzłość głów, miękkość liści - gorsze przechowywanie

- kapusta czerwona: nadmiar nawożenia - zmniejszenie ilości atocyjanu, rozjaśnienie barwy

Ogólne, ważne, umiarkowanie

- ważna forma N, na ogół korzystniejsza amonowa, nie azotonowa (siarczan amonu, w przypadku szpinaku -wówczas obniżenie poziomu szczawianów w liściach)

- ważny termin nawożenia: późne - gromadzenie NO i NO

b) FOSFOR

- w produkcji warzyw takich jak: sałata, jarmuż, kapusta głowiasta - w miarę wzrastających dawek fosforu wyraźny spadek zawartości białka i karotenu, a zwiększenie zawartości cukrów i witaminy C

- w produkcji kapusty brukselskiej stosowanie wysokich dawek N przy niedostatecznej ilości P i K powoduje zmniejszenie zawartości cukrów i witaminy C

- nawożenie P grochu zielonego - korzystny wpływ na jakość białka (>udział aminokwasów egzogennych, w tym metioniny i tryptofanu)

- Schuman stosując P w ilości od 0 do 240kg/ha (szpinak) wykazał dodatnią zależność dla plonu szpinaku i zawartości P., Na, Cl, a ujemną zależność dla s.m., wit. C, szczawianów oraz K, Ca, Mg i S

3. POTAS

- w miarę wzrostu dawek K zwiększa się zawartość wit. C w główkach brukselek, przy równoczesnym tworzeniu ścisłych główek

- nawożenie K jarmużu - bardzo korzystne, mięsiste i soczyste liście

- zbyt duże dawki K - spadek zawartości wit. C, karotenu, chlorofilu i ogólnej zawartości kwasów

- według Schumana zwiększenie dawek K powoduje zwiększenie plonu szpinaku, zmniejszenia zawartości kwasu szczawiowego i azotu w liściach oraz obniżenie zawartości wit. C i karotenu

4. MIKROELEMENTY

- obserwuje się coraz wyraźniejsze zubożenie gleby, zmianą proporcji poszczególnych pierwiastków

- Cu i Fe - szpinak - zwiększenie zawartości wit. C

- Mg - bardzo korzystnie wpływa na zawartość β - karotenu

Niektóre interakcje:

- Mg i B - nie mogą być pobierane przez korzenie drzew, jeżeli w glebie występuje nadmiar K

- Fe - nie jest pobierane gdy w glebie jest dużo Ca, a jej odczyn zbliżony jest do obojętnego lub zasadowego

- Ca - dużo Ca w miąższu owoców - dobre przechowywanie jabłek, zbyt mało Ca - gorzka plamistość

- przy niedoborze Cu liście sałaty są żółtozielone, ich brzegi zasychają, wzrost ulega zahamowaniu, plony niskie

- niedobór Mo - na kapuście brukselskiej objawia się............

- brak boru w glebie - u kalafiora objawia brunatnieniem i rozsypywaniem róż; u buraka ćw. - sucha zgnilizna korzeni (nawożenie borem - zahamowanie tej choroby)

- rośliny selera - nawożenie borem i molibdenem - zdrowsze

- korzenie roślin cierpiących na niedobory boru zawierały więcej białka i skrobi, a mniej cukrów

• Dawki > 120kg N, 150kg K O i 60kg P. O na 1 ha, już nie wpływa na zwiększenie plonów, pogarszając bardzo wyraźnie jakość

• Dobre przechowywanie jabłek uzyskuje się przy nawożeniu nie więcej niż 80kg N, 100kg K i 40kg P/ha

• Chcąc nawozić mniej, bez obniżania plonu należy stosować przed wegetacyjnie mniejsze dawki nawozów w formie kompletnej oraz zmniejszyć nawożenie pogłówne - wyłącznie dolistne

• Zmniejszenie nawożenia P i K nawet o 50% w porównaniu do tradycyjnego (lepsze wykorzystanie) - rośnie plon, poprawia się jego wartość, zużywa mniej pestycydów

• Owoce z drzew przy niskim nawożeniu N - mniejsze, miąższ twardy, mniejsza intensywność oddychania, dłużej się przechowują , mniejsze straty

5. OBORNIK

- badania instytutu warzywnictwa (dotyczy ogórków) wykazały, że nawożenie obornikiem ogórków wpływa korzystnie na smak i konsystencję ogórków kiszonych

- przy wyłącznie mineralnym nawożeniu - tendencja do powstawania pustych przestrzeni zarówno w surowych jak i po zakiszeniu

6. FEKALIA:

- nie wolno zwłaszcza warzyw nawozić fekaliami bez przeprowadzenia specjalnych zabiegów umożliwiających zabicie zarodków chorobotwórczych takich jak: cholera, tyfus, gruźlica, wirusów żółtaczki zakaźnej, paraliżu dziecięcego, a także jaj pasożytów bytujących w przewodzie pokarmowym (bakterie tyfusu zachowują żywotność przez wiele tygodni, w glebie 1rok; jaja glisty ludzkiej - w glebie nawet przez kilka lat); należy wykorzystywać wrażliwość białka tych organizmów na wysoką temp. - kompostowanie na gorąco (dostęp powietrza)

Mądre nawożenie = obornik kompost + NKP + występujące w niedoborze mikroskładniki daje najwyższe plony o wysokiej przydatności żywieniowej (wyższa zawartość białka, karotenu, wit. C i składników mineralnych ); średnio niższa zawartość cukrów w porównaniu z produkcją na samym oborniku

Nawadnianie:

- wzrost poziomu dawek nawozowych NPK powyżej określonej granicy...................

- w warunkach dostatecznego nawilgotnienia gleby rośliny wykorzystują korzystnie ok. 50%, wyższe dawki nawozów

- w warunkach Polski plony wielu gatunków warzyw ograniczone są nie dostępem wody w okresie wegetacji

- nawadnianie w okresach korzystnych jest zabiegiem w pełni opłacalnym, zwłaszcza dla roślin o dużych wymaganiach wodnych: kapusta, kalafior, ogórki, szpinak, cebula, brokuł

---