background image

 

 

POLITECHNIKA 

ŁÓDZKA

WYDZIAŁ 
BIOTECHNOLOGII I 
NAUK O ŻYWNOŚCI

dr hab. Bogusław Król prof. nadzw. PŁ

Zastosowanie produktów 

cukrowniczych do 

wytwarzania składników 

funkcjonalnych

Konferencja 
Naukowa      z okazji 
50-lecia istnienia 
KOŁA STC                  
przy Politechnice 
Łódzkiej

Łódź, 30-31.08.2007

background image

 

 

Żywność

 jest niezastąpionym środkiem dostarczania człowiekowi:

• odżywczych składników do prawidłowego rozwoju i funkcjonowania 

• zaspokojenia określonych upodobań estetycznych i hedonicznych. 

      Tradycja, wiedza i intuicja oraz naukowo uzasadnione 
      zalecenia żywieniowe wskazują na sposoby odżywiania 
     z odpowiednim jakościowym i ilościowym doborem pokarmów

background image

 

 

Tradycyjny model racjonalnego żywienia jest 
warunkowany:

• należytą jakością zdrowotną artykułów 
żywnościowych 

•odpowiednią dietą.

Należyta jakość żywności jest zwykle kojarzona z:

• optymalną zawartością składników odżywczych, 
  wynikających z właściwości surowców i warunków 
  kompromisu technologicznego 

• minimalną zawartością szkodliwych zanieczyszczeń, 
  będących pochodną stanu środowiska naturalnego 
  i zachowania zasad dobrej praktyki produkcyjnej. 

background image

 

 

Odpowiednia dieta jest ściśle związana ze spełnieniem 
podstawowych zasad racjonalnego żywienia:

• spożycie energii odpowiadające zapotrzebowaniu

• spożycie tłuszczu na poziomie 30% dziennej wartości energetycznej

• spożycie cukrów rafinowanych  10% dziennej wartości energetycznej

• spożycie skrobi na poziomie 60% dziennej wartości energetycznej

• spożycie białka na poziomie 15% dziennej wartości energetycznej

• spożycie błonnika pokarmowego w ilości 20-40 g dziennie

• spożycie chlorku soda 6g dziennie

background image

 

 

Właściwa dieta jest również warunkowana 
zachowaniem podstaw kompromisu żywieniowego 
w jego czterech aspektach:

                - fizjologicznym

                - kulturowym

                - ekonomicznym

                - psychologicznym

background image

 

 

WSPÓŁCZESNE TRENDY WYTWARZANIA 

ŻYWNOŚCI TO:

• żywność ekologiczna

• żywność minimalnie przetworzona

• suplementy diety

• żywność funkcjonalna

background image

 

 

Wymienione cztery typy żywności:

1. Odzwierciedlają oczekiwania konsumentów dotyczące 

wysokiej jakości i bezpieczeństwa dla zdrowia 

2. Są wyrazem nadziei o prozdrowotnym znaczeniu żywności 
    w zmniejszeniu ryzyka występowania chorób na tle 

odżywiania 

    oraz hamowaniu procesów starzenia

background image

 

 

Dotychczas brak jest jednolitej definicji żywności funkcjonalnej.
Według uzgodnionej deklaracji EC żywność może być uznana za 
funkcjonalną jeżeli spełnia następujące warunki:

•  wywiera udowodniony korzystny wpływ na jedną lub więcej funkcji 
   organizmu ponad efekt odżywczy - korzystny wpływ może polegać 
   na poprawie stanu zdrowia oraz samopoczucia i/lub zmniejszeniu 
   ryzyka chorób

• przypomina postacią żywność tradycyjną 

Unijna definicja jest zbytnio sformalizowana, niezbyt komunikatywna 

i niedostatecznie atrakcyjna dla producentów.

• prozdrowotne działanie składnika lub składników  w danym produkcie 
  wynika z ilości dostosowanej do prawidłowej diety

background image

 

 

Znacznie prostsze jest rozumienie żywności funkcjonalnej w 
USA, 
gdzie mianem tym określa się każdą żywność, która zawiera 
własne lub dodane składniki biologicznie czynne i wywiera 
pozytywny wpływ na zdrowie człowieka.

Zgodnie z takim rozumieniem żywność funkcjonalną w USA klasyfikuje się 
na 4 grupy w zależności od składu i pochodzenia składników bioaktywnych:

1. Naturalna                           (warzywa np. brokuły, pomidory)

2. Wzbogacona                     (soki pomarańczowe z dodatkiem wapnia, 
                                                jogurty z prebiotykami)

3.  Żywność z zamiennikami   (produkty spożywcze w których część 
                                                 tłuszczu zastąpiono błonnikiem np. inuliną

4.  Wzmocniona                     (produkty uzyskane z wyselekcjonowanych 
                                                  odmian roślin np. ryż o podwyższonej 
                                                  zawartości karotenu)

background image

 

 

Przykłady i charakterystyka żywności funkcjonalnej występujące 

na rynku amerykańskim (stanowisko ADA 2004)

Produkt

Składnik 

bioaktywn

y

Efekt prozdrowotny

Zalecana 

dzienna 

ilość lub 

częstotliwoś

ć spożycia

Soja i 

produkty 

sojowe

białka

obniżenie poziomu 

cholesterolu

25g

Sok 

żurawinowy

procjanidy

ny

Zmniejszanie ryzyka 

infekcji moczowodów

300mg

Zielona 

herbata

katechina

Zmniejszania ryzyka 

choroby nowotworowej

4-6 filiżonek

Sok 

pomidorowy

likopen

Zmniejszanie ryzyka 

raka prostaty

½ filiżanki

Mleczne 

produkty 

fermentowan

e

probiotyki

Zmniejszanie ryzyka 

chorób jelita grubego

10

 jtk

Czosnek

Organiczn

e związki 

siarki

obniżenie cholestrolu

0,8g 

(suplement 

lub 
1 ząbek)

Cebula,
tapinambur

FOS

obniżenie cholestrolu 
i ciśnienia krwi

3-10g

background image

 

 

• błonnik pokarmowy

 – zapobiega zaparciom oraz obniża poziom cholesterolu 

we krwi,

• probiotyki

 – (korzystne drobnoustroje) - stabilizują skład mikroflory jelitowej i 

ograniczają rolę patogenów jelitowych oraz stymulują układ immunologiczny

• poliole

 – (alkohole wielowodorotlenowe) – hamują rozwój próchnicy w jamie 

ustnej,

• aminokwasy, peptydy

 – np. L-karnityna przyspiesza metabolizm tłuszczów

• prebiotyki

 – (prebiotyczne oligosacharydy) - działanie prozdrowotne przez 

selektywny rozwój drobnoustrojów probiotycznych

• wielonienasycone kwasy tłuszczowe – omega-3 i omega-6

 zapobiegają   

chorobom układu krążenia,

• witaminy

 – np. wit.C, wit.E i b-karoten - neutralizują wolne rodniki,

• składniki mineralne

 – np. wapń zapewnia odpowiednią mineralizację kości,

• cholina i lecytyna

 – usprawniają funkcjonowanie układu nerwowego,

• fitozwiązki 

– np. flawonoidy (antyutleniacze), kofeina pobudza układ nerwowy.

Podstawowe składniki prozdrowotne i ich funkcje:

background image

 

 

Najważniejsze oligosacharydy prebiotyczne:

- Fruktooligosacharydy 

- Galaktooligosacharydy

- Ksylooligosacharydy

- Izomaltooligosacharydy

- Oligosacharydy sojowe (rafinoza, 

stachioza)

- Laktuloza

background image

 

 

Wskaźniki jakości prebiotycznej (MPE):

Wskaźniki jakości prebiotycznej dla 

wybranych sacharydów (Gibson 

2004)

SKŁADNIK

WSKAŹNIK

Sacharoza
Guma guar
Błonnik słonecznikowy
Izomaltooligosacharydy
Oligosacharydy sojowe

Fruktooligosacharydy 

(FOS)

Galaktooligosacharydy 

(GOS)

FOS + GOS (1:1)

- 0,6
- 0,4
- 0,2

 0,1
 0,3
 

0,4

 1,0
 

1,4

background image

 

 

Oligosacharydy buraka cukrowego:

- Rafinoza (6

G

-galaktozylosacharoza)

- Kestozy (β-fruktooligoscharydy):

- 6-kestoza (6

F

-fruktozylosacharoza)

- 1-kestoza (1

F

-fruktozylosacharoza)

- neo-kestoza (6

G

-

fruktozylosacharoza)

- Galaktinol (L-1-α-galaktopiranozylo-

mezo-inozytol)

background image

 

 

Zawartość oligosacharydów buraka cukrowego:

Burak

[g/100g]

Melas

[g/100g]

Rafinoza

0,3 ÷ 0,4

0,6 ÷ 2,5

Kestozy

< 0,1

0,1 ÷ 0,4

Galaktinol

< 0,2

0,2 ÷ 0,4

background image

 

 

O

OH

OH

CH

2

CH

2

OH

O

OH

OH

OH

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

OH

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

CH

2

OH

O

OH

OH

OH

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

OH

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

CH

2

OH

O

OH

OH

OH

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

CH

2

OH

O

O

OH

OH

CH

2

OH

CH

2

OH

O

składają się z prostych łańcuchów G-Fn  lub Fn 
(G-glukoza, F-fruktoza, n-ilość cząsteczek fruktozy w łańcuchu) 
połączonych wiązaniem 
(21) z wiązaniami (12) ostatniej 

cząsteczki glukopiranozy

                                                 (

Spiegel 1994, Bornet 2002, 

Ritsema 2003)

kestoza

nystoza

fruktozylonystoza

Fruktooligosachar

ydy

synonimy:

oligofruktoza (OLS), 
inulooligosacharydy (IOS), 
inulooligofruktoza 
oligofruktany

 

(Cieślik 2001, Robertfroid 1998, 
Roberftroid 2002, Amarowicz 1990)

background image

 

 

• Ulegają fermentacji pod wpływem części mikroflory 

okrężnicy (Bifidobakterium sp. i Lactobacillus sp.) z 

wytworzeniem kwasu mlekowego oraz 

krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (octowy, 

propionowy, masłowy) oraz gazów (CO2, H2, CH4)

• W wyniku fermentacji obniża się pH treści jelita grubego 

i powstaje należyta jej konsystencja oraz ograniczone są 

procesy gnilne i aktywność szkodliwej mikroflory 

jelitowej

Właściwości fruktooligosacharydów 

background image

 

 

Przy spożyciu 2-10g/dzień
• działanie prebiotyczne
• zapobieganie cukrzycy
• obniżanie poziomu cholesterolu w surowicy
• zwiększane biodostępności składników 

mineralnych

• działanie antykancerogenne
• zapobieganie powstawaniu próchnicy
• zapobieganie zaparciom
• redukcja toksycznych metabolitów i 

szkodliwych enzymów

Efekty zdrowotne fruktooligosacharydów 

background image

 

 

Źródła fruktooligosacharydów w 

diecie

Cebula
Por
Banany
Czosnek
Zboża
Pomidory

background image

 

 

Zawartość poszczególnych sacharydów w cebuli żółtej

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

g/

10

0g

 ś

.m

.

F

G

S

DP3

DP4

DP5

DP6

DP7

DP8

jesień
wiosna

background image

 

 

Zmienność fruktooligosacharydów 

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

g/

1

00

g

 ś

.m

.

DP3

DP4

DP5

DP6

DP7

DP8

DP9

jesień
wiosna

0

0,5

1

1,5

2

2,5

g/

10

0g

 ś

.m

.

DP3

DP4

DP5

DP6

DP7

DP8

jesień
wiosna

background image

 

 

Porównanie średniego spożycia FOS w diecie 

tradycyjnej (USA 1994) z  dwoma poziomami 

zapotrzebowania na FOS (dane z 1999-2000)

g/db/

os

g/db

/os

2,5

-

-

10

0,8

0,8

1,7

9,2

1. Zapotrzebowanie FOS do stymulacji rozwoju 
      flory bifidogennej
2. Zapotrzebowanie FOS do wywoływania 
      dominacji flory bifidogennej
3. Spożycie FOS  z dietą tradycyjną przez 
      statystycznego konsumenta o masie 58,9 kg
                            główne źródła: pomidory 0,62
                                                     banany     0,16
                                                     jęczmień
                                                     cebula        0,01
3.  Niedobór

background image

 

 

Inne źródła 

fruktooligosacharydów

FOS 

(DP 2-7)

Enzymatyczna hydroliza inuliny

Enzymatyczna transglikozylacja sacharozy

FOS 

(DP 3-5)

Naturalne produkty zawierające FOS nie są 

wystarczającym

ich źródłem dla wywołania pożądanych skutków. 

Stąd istnieje potrzeba dostarczenia FOS  z innych 

źródeł.

background image

 

 

F-F-G

F-F-F-F-G

F-F-F-G

F +G

F-G  sacharoza

E

2

E

1

Syropy 

fruktozowe

Syropy 

oligofruktozo

we

DP

-

 3

DP

-

 5

DP

-

 4

Sacharoza jako źródło FOS

background image

 

 

Charakterystyka syropów oligofruktozowych 

otrzymywanych z sacharozy wg sposobu 

opracowanego w Instytucie Chemicznej 

Technologii Żywności

Lp

symbol syropu

FOS-K

FOS-NG

1 Sucha 

substancja ºBx

min 70

min 70

2 Zawartość FOS 

% /s.s.

min 50

min 55

3 Słodycz 1S

0,7

0,5

4 W. 

energetyczna 

kcal/g

1,9

2,1

5 Lepkość mPas 

20ºC 

600

700

background image

 

 

Produkcja kwasu masłowego mol/g 

w treści jelita ślepego u szczurów

background image

 

 

Wybrane parametry surowicy szczurów 
żywionych dietą z dodatkiem fruktanów

background image

 

 

Propozycje obszarów zastosowania 

fruktooligosacharydów do wytwarzania 

żywności funkcjonalnej

produkty mleczarskie (jogurty, desery mleczne, mleko 
dla dzieci)

- produkty niskotłuszczowe (lody niskokaloryczne)

- wyroby cukiernicze (nadzienie) 

- wyroby piekarnicze (biszkopty, kruche ciastka, keks)

- napoje owocowe i warzywne

background image

 

 

Fruktany w produktach 

spożywczych i farmaceutycznych

background image

 

 

•  

Żywność funkcjonalna rozszerza asortyment artykułów 

   spożywczych sprzyjających zachowaniu właściwych nawyków 
   żywieniowych i zdrowia.

• Fruktooligosacharydy otrzymane z sacharozy wykazują 
  porównywalne właściwości prebiotyczne z inuliną 

• Cukier biały jest dogodnym i tanim surowcem do wytwarzania 
   koncentratów FOS o pożądanym udziale kestozy, nystozy
   i fruktozylonystozy.

• Wyznaczenie odpowiedniego poziomu suplementacji  
  wyrobów spożywczych fruktooligosacharydami jest  
  zagadnieniem wymagającym działania specjalistów z  
  różnych dziedzin

WNIOSKI

background image

 

 

Niech żywność będzie twoim lekiem, 

a lek twoją żywnością. 

Jak może zrozumieć choroby 

człowieka ten, kto nie bierze pod 

uwagę tej zasady 

i ignoruje ją?

Hipokrates, 460-377 p n e

Dziękuję za uwagę


Document Outline