PROBIOTIKA A FUNKČNÍ POTRAVINY

Transkript

1 PROBIOTIKA A FUNKČNÍ POTRAVINY 1

2 Sylabus Složky obilovin, pseudoobilovin, luštěnin, olejnin a jejich působení na organismus. Přírodní x izolované rostlinné složky (doplňky stravy, funkce, účinky betaglukanů, vlákniny, fytonutrientů). Aplikovaný vývoj: uplatnění vybraných mikroorganismů v cereální technologii, využití biotechnologie (kvasinky, LAB, PAB, enzymy). 2

3 Cereální výrobky zdroj sacharidů (škrob, vláknina), bílkovin (neplnohodnotné), vitaminů (skup. B, E), minerálních látek, fytochemikálií (polyfenolů) vliv konzumace některých cereálních výrobků na snižování glykemického indexu (těstoviny, výrobky s ječmenem a ovsem) a prevenci civilizačních onemocnění vývoj nových cereálních výrobků (z netradičních surovin, se zvýšeným obsahem vlákniny, se sníženým obsahem soli, s prodlouženou trvanlivostí, fortifikované, ). 3

4 Obiloviny (cereálie) Pseudoobiloviny (pseudocereálie) Luštěniny, olejniny Chléb Pečivo (běžné, celozrnné, speciální) Snídaňové směsi, vločky, müsli Snack výrobky, těstoviny Funkční potraviny Funkční potravina: potravina s technologicky zvýšenou nutriční hodnotou a kladným vlivem na zdraví, fyzickou výkonnost nebo duševní stav člověka výživa pro zvláštní účely, vědecky prokázaný výživový nebo fyziologický účinek celozrnné cereální výrobky (přídavek vlákniny, minerálních látek) výrobky se sníženým obsahem tuků a cukrů. 4

5 Funkční potravina: preventivní dlouhodobá konzumace, doporučené dávkování, označování specifické funkce ochranné, preventivní účinky (civilizační onemocnění) vliv na imunitu (biologické obranné mechanismy) zlepšení fyzického a duševního stavu rekonvalescence, antiaging bageta s přídavkem ječné mouky pšeničná 70 %, ječná 30 % vdolky s přídavkem ječné mouky pšeničná 70 %, ječná 30 % smetanový jogurt s přídavkem ječných perel 5

6 Typy potravin se specifickými účinky na zdraví člověka pohanka (bílkoviny-lys, vláknina, flavonoidy-rutin, organické kyseliny) amarant (bílkoviny-lys, zlepšuje vstřebávání vápníku, vláknina, minerální látky) quinoa (nenasycené mastné kyseliny) chia chia (bílkoviny) len (lipidy, vláknina) psyllium (vláknina) 6

7 Pseudocereálie pohanka Pohanka je navíc zdrojem řady dalších bioaktivních látek, působících příznivě na kardiovaskulární soustavu (srdečně-cévní) a gastrointestinální (trávicí) trakt. Obsahuje značné množství antioxidantů, zejména typu flavonoidů. Izolace a identifikace 6 flavonoidů: rutin, orientin, vitexin, quercetin, isovitexin a isoorientin. Funkce: antimutagenní, antikancerogenní a protizánětlivé účinky, chrání proti záření, zvyšují pružnost cévních stěn, regulují srážlivost krve a posilují imunitní systém organismu. 7

8 Pseudocereálie amarant (laskavec) - vysoký obsah lipidů (nenasycené MK) a skvalen (7-8 % z celkového množství lipidů), který brání nadbytečné syntéze cholesterolu v organismu (konzumace amarantu může vést ke snížení hladiny cholesterolu) - zdroj vitaminů (B 2, E) a minerálních látek (Ca, Mg, K, Fe) - amylosa (jen 10 %) - amarantová mouka bez lepku vhodná pro celiaky, vhodná i pro fenylketonuriky. 8

9 Pseudocereálie quinoa (merlík chilský) Pro potravinářské účely se zužitkovávají jednak listy, které se upravují jako saláty, zejména ale semena (celá, mouka, krupice), která mají vysokou nutriční hodnotu. Z hlediska aminokyselinového složení obsahuje quinoa nejkompletnější rostlinný protein, odpovídající kvalitou kaseinu. Vysoký obsah nenasycených mastných kyselin (linolenová). 9

10 Obiloviny a výrobky z obilovin Chléb v dnešní době je vyráběný převážně pšenično žitný (konzumní) a chléb žitno pšeničný s obsahem 55 % žitné mouky. Pokles spotřeby pečiva s významným podílem žitné a ječné mouky je zjevně nepříznivým ukazatelem, protože znamená, že v cereální stravě klesl podíl vysokovazných, koloidních složek polysacharidů žita (pentosanů) a polysacharidů ječmene (β-glukany). 10

11 Zdravotní tvrzení Nařízení Komise (EU) č. 40/2014 ze dne 17. ledna 2014, kterým se schvaluje zdravotní tvrzení při označování potravin jiné než tvrzení o snížení rizika onemocnění a o vývoji a zdraví dětí a kterým se mění nařízení (EU) č. 432/2012.

12 Výživový a zdravotní význam vlákniny vláknina potravy (arabinoxylany - zdravotní tvrzení) (Nařízení EU č. 432/2012, č. 40/2014) Konzumace arabinoxylanů z pšeničného endospermu přispívá ke snížení zvýšené hladiny glukózy v krvi po jídle. Toto tvrzení může být použito pro potraviny, které obsahují nejméně 8 g vlákniny z pšeničného endospermu bohaté na arabinoxylany na 100 g využitelných sacharidů v kvantifikované porci tvořící součást jídla. Na obale výrobku musí být uvedeno, že prospěšný efekt arabinoxylanů z pšeničného endospermu je zaručen konzumací vlákniny z pšeničného endospermu bohatého na arabinoxylany jako součást jídla. Nařízení EU se nezmiňuje o žitných arabinoxylanech! 12

13 Výživový a zdravotní význam vlákniny vláknina potravy - zdravotní tvrzení (Nařízení EU č. 432/2012, č. 40/2014) Vláknina ječného, ovesného a žitného zrna a pšeničných otrub přispívá ke zvýšení množství stolice. Tvrzení může být použito pro potravinu, která má vysoký obsah vlákniny, tzn. obsahuje alespoň 6 g vlákniny na 100 g nebo alespoň 3 g na 100 kcal (neboli 420 kj) (podle nařízení EU č. 1924/2006). 13

14 Výživový a zdravotní význam vlákniny vláknina potravy - zdravotní tvrzení (Nařízení EU č. 432/2012, č. 40/2014) Vláknina pšeničného zrna a pšeničných otrub přispívá k urychlení střevní peristaltiky, tzn. průchodu tráveniny střevem. Toto tvrzení může být použito pro potravinu, která má vysoký obsah vlákniny, tzn. obsahuje alespoň 6 g vlákniny na 100 g nebo alespoň 3 g na 100 kcal (neboli 420 kj). Prospěšný efekt je zaručen konzumací nejméně 10 g vlákniny pšeničného zrna denně. 14

15 Výživová tvrzení Tvrzení s nízkým obsahem cukru bez cukru zdroj vlákniny s vysokým obsahem vlákniny zdroj bílkovin s vysokým obsahem bílkovin se zvýšeným obsahem živiny light, lite Podmínky použití nejvýše 5 g cukru/100 g pro potraviny v pevném stavu, nejvýše 2,5 g cukru/100 ml pro tekutiny nejvýše 0,5 g cukru/100 g, 100 ml nejméně 3 g vlákniny/100 g nebo nejméně 1,5 g vlákniny /100 kcal nejméně 6 g vlákniny/100 g nebo nejméně 3 g vlákniny /100 kcal nejméně 12 % energetické hodnoty je tvořeno bílkovinami nejméně 20 % energetické hodnoty je tvořeno bílkovinami musí splňovat podmínky pro tvrzení zdroj živiny dle nařízení a přitom obsahovat o nejméně 30 % živiny více než obvyklá potravina musí splňovat podmínky pro tvrzení se sníženým obsahem, a musí být doplněno informací, jaké látky se snížený obsah týká 1 cal = 4,2 J 1 kcal = 4,2 kj

16 Vliv složek vlákniny na kvalitu pekařských výrobků Vláknina původ, typ vlákniny: rozpustná a nerozpustná, obilná (pšeničná, žitná, ječná, ovesná), ostatní (bramborová, jablečná, řepná, jitrocelová, ). Vláknina granulace (velikost částic). Vláknina zvýšení výživové (nutriční) hodnoty pekařských výrobků. Vláknina snížení energetické hodnoty pekařských výrobků. Vláknina zvýšení vaznosti, rovnoměrné rozdělení vody v těstě, lepší zpracovatelnost a struktura těsta, vliv na objem výrobku, zlepšení vláčnosti a měkkosti střídy výrobku, zlepšení senzorických vlastností střídy a kůrky výrobku, prodloužení životnosti pekařského výrobku. Vláknina komerční zlepšovadla (izolace vlákniny a její zakoncentrování). Vláknina obilná vláknina (vybrané mlýnské pasáže).

17 Pšeničné otruby - trendy v pekárenské výrobě pekařské výrobky snack foods složení a typ vlákniny (poměr rozpustná, nerozpustná) cereální snídaně cereální tyčinky vliv granulace na konzistenci a zpracovatelnost těsta a vlastnosti hotového výrobku (struktura střídy, vzhled a objem výrobku, senzorické vlastnosti), (trvanlivost, snížení glykemického indexu, snížení energetické hodnoty, ) úprava vlastností otrub, modifikace otrub,

18 Druhy chleba a pečiva (vyhláška MZe, vyhl. č. 333/1997 a pozd. úpravy) Druh chleba nebo pečiva žitná Podíly mouk (%) pšeničná pšeničný 90 žitný 90 pšeničnožitný žitnopšeničný celozrnný 80 celozrnných vícezrnný celkem 5 všech zrn speciální 10 přídav. kromě mlýn. výr. pš. nebo 18 ž.

19 Podíl žita v pšenično-žitných výrobcích Jaká je informace pro spotřebitele? Chléb žitno pšeničný, který musí obsahovat v receptuře více než 50 % žitných mlýnských výrobků a více než 10 % pšeničných mlýnských výrobků jistota > 50 % žita. Chléb pšenično žitný, který musí obsahovat v receptuře nejméně 50 % pšeničných mlýnských výrobků a více než 10 % žitných mlýnských výrobků žita mezi 10 a 50 % - nejběžnější typ chleba! 19

20 Obiloviny struktura obilného zrna mletí obilí krupice světlé mouky endosperm aleuronová vrstva testa (osemení) perikarp (oplodí) tmavé mouky X celozrnné mouky obalové a podobalové vrstvy klíček a štítek 20

21 Chemické složení obilného zrna Sacharidy obilovin Škrob Neškrobové polysacharidy (vláknina potravy) (pentosany, beta-glukany, celulosa, fruktany, glukofruktany, glukomannany) Cukry (monosacharidy a oligosacharidy) (Glc, Fru, Mal, Raf, Sach) (prebiotika- FOS, inulin) 21

22 Chemické složení obilného zrna Porovnání složení pšeničného, žitného a ovesného zrna Obsah (% na sušinu) Obilovina Pšenice Žito Oves Složky Bílkoviny Škrob Celková vláknina Rozpustná vláknina Lipidy Minerální látky

23 Výživový a zdravotní význam vlákniny Ve vodě rozpustná (bobtnavá, viskózní) vláknina arabinoxylany (starší název pentosany), beta-glukany, fruktany, glukomannany pocit sytosti snížení rizika srdečně-cévních onemocnění snížení hladiny glukózy a inzulinu v krvi udržení normální hladiny krevního cholesterolu 23

24 Výživový a zdravotní význam vlákniny Ve vodě nerozpustná vláknina celulosa, xyloglukany, rezistentní škrob, glykoproteiny zlepšení střevní peristaltiky prevence rakoviny tlustého střeva a konečníku zdroj výživy pro bakterie tlustého střeva posílení imunitního systému 24

25 Výživový a zdravotní význam vlákniny Mechanismus ochranného vlivu vlákniny potravy proti srdečně-cévním onemocněním Obilná vláknina na sebe váže část cholesterolu, který s ní opouští organismus. o Obilná vláknina ovlivňuje odbourávání cholesterolu na žlučové kyseliny v játrech. Bobtnající (rozpustná složka) vláknina na sebe váže žlučové kyseliny a zabraňuje tak zpětné resorpci kyselin. o Pro zachování normální funkce žluče, musí organismus syntetizovat další žlučové kyseliny z cholesterolu, a tím se snižuje hladina cholesterolu v krevním séru.

26 Negativní účinky vlákniny potravy Během pěstování, při zpracování nebo skladování obilovin jsou určitá rizika kontaminace těžkými kovy (Hg, Pb, As), radioaktivními látkami a rezidui pesticidů. Kyselina fytová tvoří s vápníkem, železem, hořčíkem, mědí nebo zinkem nerozpustné komplexy a snižuje tak využitelnost uvedených minerálních a stopových látek. 26

27 Výživový a zdravotní význam vlákniny o Kyselina fytová (fytin, fytát = sůl fytové kyseliny) (obiloviny, luštěniny) tvoří s vápníkem, železem, hořčíkem, mědí nebo zinkem nerozpustné komplexy a snižuje tak využitelnost uvedených minerálních a stopových látek. Mg 2+ Ca 2 + Zn 2+ Fe 2+ během fermentace těsta nebo pečení výrobku dochází k uvolnění minerálních látek z molekuly fytové kyseliny, tepelné procesy-částečná degradace fyt.kys.

28 Definice vlákniny Historie o 1953, Hipsley: Dietary fibre. (Vláknina potravy). o 1972, Trowel: Zbytky složek rostlinných buněk, odolných hydrolýze lidskými zažívacími enzymy. o 1975, Burkitt a Trowell: Vliv na prevenci civilizačních chorob. o 1976, Trowell: Polysacharidy a lignin, které nejsou tráveny lidskými zažívacími enzymy v tenkém střevě. o 1980, Rozpustná a nerozpustná vláknina. o 1992, Englyst: Polysacharidy částečně fermentovatelné střevní mikroflórou. o 1993, Robefroid: Oligosacharidy. o 1994, Asp: Nestravitelné polysacharidy. Vláknina: hrubá, kyselá detergentní, neutrálně detergentní, vláknina potravy, vláknina.

29 Definice vlákniny Americká asociace cereálních chemiků o Vlákninu potravy tvoří jedlé části rostlin nebo analogické sacharidy, které jsou odolné vůči trávení a absorpci v lidském tenkém střevě a jsou zcela nebo částečně fermentovány v tlustém střevě. o Vláknina potravy zahrnuje polysacharidy, oligosacharidy, lignin, a přidružené rostlinné složky. o Vláknina potravy vykazuje prospěšné fyziologické účinky: laxativní a/nebo upravující hladinu cholesterolu v krvi a/nebo upravující hladinu glukózy v krvi, a další vlastnosti. (AACC 2001)

30 Definice vlákniny CODEX Alimentarius: Guidelines on nutrition labelling (Rev. 2011, Amendment 2013) o Vlákninu potravy představují sacharidové polymery* z deseti a více monomerních jednotek**, které nejsou hydrolyzovány endogenními enzymy v tenkém střevě člověka a náleží do následujících skupin: o o o jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě, uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravinových surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek na zdraví prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky, syntetické uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek na zdraví prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky. * Pokud jsou polymery odvozeny z rostlinného původu, vláknina potravy může zahrnovat frakce ligninu a/nebo další sloučeniny asociované s polysacharidy uvnitř buněčných stěn rostlin. Tyto sloučeniny mohou být stanoveny analytickými metodami určenými pro stanovení vlákniny potravy. Avšak tyto sloučeniny nejsou zahrnuty do definice vlákniny, i když byly extrahovány a znovu zavedeny do potravin. ** Rozhodnutí, zda mají být zahrnuty sacharidy složené ze 3 až 9 monomerních jednotek by mělo být ponecháno na rozhodnutí národních autorit.

31 Definice vlákniny Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 1169/2011, Příloha I o Vlákninou se rozumějí uhlovodíkové polymery s třemi nebo více monomerními jednotkami, které nejsou tráveny ani vstřebávány v tenkém střevě lidského organismu a náleží do těchto kategorií: o jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě, o jedlé uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravinových surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky, o jedlé syntetické uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky.

32 Obilná vláknina Energická hodnota vlákniny vláknina 8,4 kj/g (nebo 2 kcal/g) (Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 1169/2011, Příloha XIV: Převodní faktory pro výpočet energetické hodnoty) Energie v živinách: Sacharidy Bílkoviny Tuky 17,2 kj/g 17,2 kj/g 38,9 kj/g

33 Obilná vláknina Rozpustnost vlákniny o 1980, dělení na rozpustnou a nerozpustnou vlákninu Doporučený poměr rozpustné : nerozpustné vlákniny ve stravě by měl být 3:1 (v literatuře často uváděno chybně!).

34 Obilná vláknina neškrobové obilné polysacharidy (vláknina potravy) celulosa, beta-glukany celulosa = (1 4)-b-D-glukan obilné (1 3)(1 4)-b-D-glukany

35 Metody stanovení vlákniny o Neenzymaticko-gravimetrické (hydrolytické, oxidační, extrakční) (hrubá vláknina) (celulóza) (celulóza, lignin, nerozp. hemicel.) (pektin, tanin) HNO 3 SDS NaOH CF 3 COOH H 2 SO 4 +detergent o Enzymaticko-gravimetrické (amylasy, proteasy) (vláknina potravy) o Enzymaticko-chemické o Enzymaticko-kolorimetrické o Enzymaticko-chromatografické (vláknina potravy)

36 Metody stanovení vlákniny o Neenzymaticko-gravimetrické o Enzymaticko-gravimetrické o Enzymaticko-chemické o Enzymaticko-kolorimetrické o Enzymaticko-chromatografické o Kombinovaná metoda o Enzymatické trávení při 37 C. o Gravimetrická izolace a kvantifikace. o Kapalinová chromatografie. o AACC a AOAC, metoda byla schválena v roce 2011 (AACC ). McCleary a kol. Collaborative Study Report: Determination of Insoluble, Soluble, and Total Dietary Fiber (Codex Definition) by an Enzymatic-Gravimetric Method and Liquid Chromatography. Cereal Foods World, sv. 56, č. 6, 2011, s

37 Rozdíly a chyby při stanovení vlákniny o Anglie, Francie a Dánsko o Anglie Southgateova metoda (kolorimetrie): 20,5 g o Anglie Englystova metoda (chromatografie): 14,4 g o Francie a Dánsko (AOAC): 20,0 g Problematické srovnání mezi státy. Deklarace obsahu vlákniny - záleží na metodě stanovení vlákniny. o Rozdíly při stanovení obsahu vlákniny v potravinách: ovoce, zelenina, obiloviny (mouka, šrot, otruby, chleba).

38 Rozdíly a chyby při stanovení vlákniny Zdroje chyb při stanovení vlákniny o Vynechání enzymatického štěpení. o Srážení etanolem. o Stanovení ligninu.

39 Doporučený denní příjem celkové vlákniny Věk Doporučený příjem (g/den) Dospělí 25 DACH (Německo, Rakousko, Švýcarsko) (platné v ČR) o dospělí: 30 g/den o děti: v 1. roce 10 g/den (mateřské mléko obsahuje oligosacharidy fungující jako prebiotika)

40 Doporučený denní příjem vlákniny v jídelníčku (orientační přehled) o Müsli miska (4 g) o Celozrnný chléb krajíc (3 g) o Ovocný nebo zeleninový salát miska (4 g) o Oříšky, rozinky (2 g) o Porce luštěnin jako hlavní jídlo (3-6 g)

41 Spotřeba vlákniny Stát Průměrná spotřeba vlákniny [g/den] Ženy Muži Portugalsko 23,7 ± 9,4 23,5 ± 9,0 Maďarsko 21,7 ± 5,6 24,2 ± 6,6 Finsko 21,0 ± 9,0 24,0 ± 11,0 Norsko 21,0 ± 8,0 25,0 ± 10,0 Rakousko 20,1 ± 9,3 19,5 ± 9,9 Polsko 19,7 ± 7,9 29,7 ± 11,4 Dánsko 19,0 21,0 Itálie 18,9 ± 6,1 21,8 ± 6,5 Česká republika: not available data. 41

42 Vliv složek vlákniny na kvalitu potravin Přídavek vlákniny do pekařských výrobků (USA, 2013) Nejčastěji využívané typy vlákniny: jablečná, rezistentní škrob, citrusová

43 Chemické složení obilného zrna Lipidy obilovin Oves (6-8 %) (údržnost ovesné mouky), ostatní obiloviny (1-2 %) Klíček-kukuřice, pšenice-stolní olej (linolová, olejová kyselina) Celozrnné mouky (nahořklá chuť, žluknutí lipidů, fosfolipidů) 43

44 Chemické složení obilného zrna Další složky obilovin Fenolické látky (deriváty kyseliny kumarové a skořicové, lignany, taniny) Karotenoidy (barviva) Fytová kyselina Minerální látky 44

45 Fenolické látky Lignany jsou skupinou sekundárních metabolitů rostlin vzniklých dimerizaci fenylpropanoidů. Další fenylpropanoidy-flavonoidy, kumariny, rotenoidy a stilbeny. Vznik fenylpropanoidů je odvozen od šikimové kyseliny. Základním klíčovým meziproduktem biosyntézy fenylpropanoidů je kyselina skořicová, p-kumarová, kávová, ferulová a sinapová. 45

46 Reakce zbytků ferulové kyseliny v arabinoxylanech při tvorbě žitného těsta kyselina ferulová arabinoxylan žitná bílkovina arabinoxylan kyselina ferulová 46

47 rostlinný hormon víno zelenina ovoce víno čaj (Harmatha J., 2005, CHL) 47

48 Biologický význam lignanů Význam pro přežití biologického druhu, ekologické vztahy a fylogenetický vývoj v přírodě (regulátory chování, regulátory růstu a vývoje). Lignany a strukturně blízké fenolové kyseliny byly izolovány z obilovin, různých léčivých rostlin a lněného semínka. Na rozdíl od většiny rostlin, lignan z lněného semínka nebo obilných pluch, je přítomen ve formě propojených oligomerních glykosidů lignanových makromolekul. 48

49 Lignany (mikroflórou v tlustém střevě metabolizovány na enterolakton a enterodiol), ochrana a snížení rizika rakoviny prsu a prevence osteoporózy. SDG 49

50 Fenolické látky Vývoj nových farmakologických preparátů-klinická medicína-chemoterapie rakoviny, dále antivirová aktivita (HIV-1), regenerační a anabolické účinky. 50

51 Fenolické látky lignan x lignin Lignan-dimerizace fenylpropanových jednotek. Lignin-oligomerace (zesíťování) fenylpropanových jednotek. Lignin je vysokomolekulární polyfenolická látka. Základní stavební jednotkou jsou deriváty fenylpropanu, které označujeme jako prekurzory ligninu. Jsou to p-kumaryl alkohol (1), koniferyl alkohol (2) a sinapyl alkohol (3). Tyto prekurzory jsou vázány do trojrozměrných struktur etherovými vazbami nebo vazbami mezi dvěma uhlíky. Lignin je kovalentně vázán na polysacharidy (celulosu) (lignocelulosový komplex-papírenský průmysl, vláknina). 51

52 Chemické složení obilného zrna Další složky obilovin Fenolické látky (deriváty kumarové a skořicové kyseliny, lignany, taniny) Karotenoidy (barviva) (antioxidanty) (lutein) Fytová kyselina Minerální látky 52

53 Antioxidační účinky polyfenolů 1. řada flavonoidů i dalších polyfenolů inhibují oxidaci mastných kyselin (snižují rychlost reakce), stabilizují hydroperoxidy, a tím brzdí tvorbu volných radikálů, po spotřebování veškerého antioxidantu, probíhá autooxidace dále. stálý, nepokračuje v autooxidaci 53

54 Antioxidační účinky polyfenolů 2. některé polyfenoly tvoří chelátové vazby s kovy (katalyzátory, Cu 2+ a Fe 2+ ) (volné ionty těchto kovů se účastní tvorby reaktivních kyslíkových forem- Fentonova reakce) 54

55 Len setý (Linum usitatissimum) 55

56 Lignany lněného semínka Diglukosid sekoisolariciresinolu a herbacetinu jsou nejvíc zastoupenými lignany lněného semínka. Je ve formě esteru kyseliny hydroxymethylglutarové a tvoří základ lignanových makromolekul. Glykosidy fenolových kyselin jsou zřejmě součástí těchto makromolekul, byly detekovány jen v alkalických hydrolyzátech. 56

57 57

58 Složení lněného semínka Len setý - nejstarší, nejužitečnější ; potravinářství, farmacie, krmivářství Lipidy 41 % Vláknina 28 % Bílkoviny 20 % Voda 8 % Popel 3 % (Štefková I., Odborný projekt, 2012; Honců et al., Výživa a potraviny, 2013) 58

59 Lněný olej - lipidy 5 % kyselina palmitová (16:0) 3 % kyselina stearová (16:0) 17 % kyselina olejová (18:1) 15 % kyselina linolová (18:2) 57 % kyselina α-linolenová (18:3) prevence srdečněcévních a nádorových onemocnění, hypertenze, snížení cholesterolu (Štefková I., DP, 2014) 59

60 Obiloviny ječmen Ječmen (rod Hordeum L.) je pravděpodobně nejstarší obilovinou pěstovanou více než deset tisíc let, celková produkce ječmene se snižuje, v ČR větší podíl ječmene jarního. Hlavní podíl potravinářského ječmene se zpracovává na slad, dále se z něj vyrábějí kroupy, krupky, lámanka, ječná mouka, ječné vločky, lupínky, kávové náhražky aj. Nové aplikace ječmene v malovýrobě: v gastronomii (zavářka do polévek, náhrada rýže, zahušťovadlajíšky), v mlékárenství (ječné perly do jogurtů, do tavených sýrů a pomazánkových másel.) 60

61 61

62 Využití ječmene ve výživě současnost - ČR 62

63 Využití ječmene ve výživě 63

64 64

65 Novinky a trendy v pekárenské výrobě ječmen BETAchleba JEČMÁNEK Klinická studie (2015)- beta-glukany ječný chléb Mr. Barley 65

66 Novinky a trendy v pekárenské výrobě žito knäckebrot žitný chléb 66

67

68 Obiloviny ječmen 68

69 69

70 70

71 2013-extrudované ječné pelety, tyčinky, křehké plátky 71

72 72

73 Sluková M., Smrž F., Horáčková Š.: Nové poznatky v cereální biotechnologii: vývoj fermentovaných obilných produktů, jejich charakteristika a vliv na kvalitu pekařských výrobků. Pekař cukrář 10, str (2012). ISSN

74 využití laktobacilů a enzymů hydrolýza, fermentace mouky úprava mouky na bezlepkovou mouku 74

75 75

76 76

77 Vliv složek vlákniny na kvalitu pekařských výrobků Analýza pasáží bezpluchého, sladovnického ječmene (2011) M moučné pasáže, S šrotové pasáže

78 Vliv složek vlákniny na kvalitu pekařských výrobků Distribuce beta-glukanů v pasážích potravinářského ječmene (2013) molekulová hmotnost 10 5

79 Vliv složek vlákniny na kvalitu pekařských výrobků Distribuce beta-glukanů v celozrnné ječné mouce (před a po extruzi) (2013) molekulová hmotnost 10 5 molekulová hmotnost

80 Obiloviny oves V porovnání s jinými cereáliemi má oves nejvyšší obsah bílkovin s vysokou biologickou hodnotou, která je dána především přítomností esenciálních aminokyselin lysinu a methioninu, vysokým obsahem vlákniny potravy (obsah b-glukanů až 7 %) a obsahem tuku s příznivým poměrem nasycených a polynenasycených mastných kyselin. Vysoký syticí účinek, zlepšení metabolických procesů u diabetiků, zlepšení zdravotního stavu u pacientů se zánětem ústní dutiny. 80

81 Obiloviny oves Bohatý zdroj minerálních látek a vitaminů: Si, P, K, Mg, Fe, As, niacin, vitamin E. Fe proti chudokrevnosti As zvýšení pružnosti a hebkosti kůže, proti předčasnému šedivění vlasů Výrobky: ovesné vločky, ovesná mouka (v dětské výživě-ovesné mléčné kaše), ovesné koláčky, cereální tyčinky, výrobky pro celiaky, müsli. 81

82 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? Zdravotní tvrzení-beta-glukany z ovsa a ječmene (nařízení EU č. 432/2012) 82

83 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? zdroje struktury fyzikálně-chemické vlastnosti biologické účinky zdraví prospěšné účinky 83

84 beta-glukany obiloviny oves (Avena sativa), ječmen (Hordeum vulgare) kvasnice (pekařské nebo pivovarnické) Saccharomyces cerevisiaenejsilnější biologické účinky (izolace z buněčné stěny kvasinek) houby hlívy, žampiony, lišejníky mořské řasy hnědé řasy Pleurotus ostreatus (hlíva ústřičná) Agaricus blazei (žampion brazilský) Parmotrema austrosinense (lišejník) Beta-glukany: původ, struktura, větvení, rozpustnost, molekulová hmotnost - nedostatečné znalosti. 84

85 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? neškrobové obilné polysacharidy (vláknina potravy) celulosa, beta-glukany celulosa = (1 4)-b-D-glukan obilné (1 3)(1 4)-b-D-glukany 85

86 houbové beta-glukany JAK JE TO S BETA-GLUKANY? (1 3)-b-D-glukan (1 6)-b-D-glukan smíšené vazby (1 3),(1 4)-b-D-glukan větvený (1 3),(1 6)-b-D-glukan 86

87 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? strukturní polysacharidy, lineární, větvené, v buněčné stěně (pevnost a tvar buňky), polymery monosacharidu D-glukosy rozdíly v molekulové hmotnosti, větvení řetězce, prostorová struktura molekul, fyzikální vlastnosti (velikost molekuly, délka řetězce-stupeň polymeracerozpustnost molekuly ve vodě, typ vazby, viskozita roztoku) způsoby izolace beta-glukanů, chemické modifikace na iontové formy beta-glukanů 87

88 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? houbové beta-glukany (lineární, větvené 1 3 nebo 1 6), beta-glukany z lišejníku (lineární, 1 4, 1 3, lichenan podobný jako obilné beta-glukany) imunomodulační a antinádorová aktivita (beta, 1 3) (zralé houby, trojnásobná šroubovice, Mw, větvení) antioxidační, protizánětlivé, analgetické účinky (Pleurotus ostreatus) Agaricus blazei (žampion brazilský) Agaricus bitorquis (pečárka opásaná) Pleurotus ostreatus (hlíva ústřičná) 88

89 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? Biologická aktivita houbových beta-glukanů závisí na struktuře a molekulové hmotnosti beta-glukanů (avšak byly zjištěny významné antinádorové účinky malých, nevětvených fragmentů beta-glukanů s vazbami 1 3). Schizophyllum (klanolístka obecná) Vliv postupů extrakce na efektivitu beta-glukanů. Komerční potravní doplňky. Lentinula edodes (Shiitake) (houževnatec jedlý) Parmotrema Termitomyces eurhizus Bulgaria inquinans Ganoderma lucidum 89 austrosinens (klihatka černá) (lesklokorka lesklá)

90 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? Zdroj: Větvička (2009) 90

91 JAK JE TO S BETA-GLUKANY? Zdroj: Větvička (2009) 91

92 Typy potravin se specifickými účinky na zdraví člověka Potravní doplňky - potravina určená k přímé spotřebě, s vysokým obsahem nutričně nebo fyziologicky významných látek, byly vyrobeny za účelem doplnění běžné stravy spotřebitele a příznivě ovlivňující jeho zdravotní stav. Označování potravních doplňků: číselný údaj o množství prospěšné složky v jednotkovém množství (tobolce, kapsli, dávce, tabletě, ). 92

93 Infekce, nachlazení, celková únava organismu, imunita, rakovina (plic, prsu, trávicího traktu, leukémie) (stimulace makrofágů), chemoterapie (Japonsko-intravenosní dávkování), antiinfekční imunita (proti infekci antraxem Bacillus anthracis) (aktivované makrofágy produkují H 2 O 2, který bakterie přímo zabijí, stimulované B-lymfocyty produkují více protilátek). 93

94 Účinky ovesného beta-glukanu na cholesterol (zvýšení střevní viskozity, snížení absorpce cholesterolu, snížení absorpce žlučových kyselin, změny ve vyprazdňování žaludku, rychlé vylučování cholesterolu z organismu). Účinky beta-glukanu na hladinu glukosy v krvi (pomalé vstřebávání glukosy). Inhibice vývoje diabetu (beta-glukan moduluje autoimunitní mechanismy ovlivňující pankreatické ostrůvky). 94

95 Glukany účinné při hojení kožních poranění. Směs glukanu a kolagenu při léčbě popálenin u dětí (vliv na ukládání vláken kolagenu, stimulace tvorby a sekrece růstových faktorů a cytokinů. Glukany - antioxidační vlastnosti (srovnatelné s mannitolem a tokoferolem). Kosmetický průmysl (vliv na hydrataci pokožky, redukce vrásek v obličeji). 95

96 Luštěniny 96

97 Luštěniny V ČR - hrách, fazole, čočka, sója, cizrna a lupina. potravina (horší stravitelnost, oligosacharidy-galaktosidy, oligosacharidy-prebiotikum) přídavek mouky, krupice do receptury pečiva, masných výrobků, (bílkoviny, vláknina, FOS, GOS, minerální látky Fe, vitamin B, E, provitamin A). 97

98 Luštěniny-sója sója - Čína, sója žlutá, vysoký podíl bílkovin (biologická hodnota vyšší než u ostatních luštěnin), lipidy, draslík, fosfor, hořčík, oligosacharidy klíčky - vitamin B, saláty mouka, olej, sýr (tofu), mléko, omáčka, maso 98

99 Luštěniny-sója Sójové oligosacharidy - extrakce přímo ze suroviny, nevyžaduje se enzymová výroba, oligosacharidy obsahují rafinosu a stachyosu (prebiotika-stimulace růstu bifidobakterií v tlustém střevě). 99

100 Luštěniny lupina o alternativa sóji o krmivo o potravina Vysoký obsah alkaloidů hlavně sparteinu a lupaninu nepříznivě ovlivňuje chuť semen (hořká chuť), způsobuje poruchy jater a problémy s dýcháním. Vzhledem k tomu, že je většina alkaloidů rozpustná ve vodě, lze snížit jejich obsah povařením a následným promýváním semen vodou. V dnešní době byly šlechtěním získány druhy s velmi nízkým obsahem alkaloidů 0,008-0,12 % (tzv. sladké lupiny), a proto je možné využít semen lupiny k potravinářským účelům. 100

101 Luštěniny lupina Sladká lupina (Lupinus albus), nízký obsah alkaloidů (hořkých látek), nízký obsah antinutričných látek, vysoký obsah bílkovin, nízký obsah škrobu (nízký GI), vitaminy, minerální látky, fosfolipidy (lecitiny), isoflavonoidy (antioxidanty), oligosacharidy (proliferace bifidobakterií v tlustém střevě). Austrálie, Francie, Polsko Přídavek lupinové mouky nebo krupice do pečiva, chleba, těstovin (senzorická a technologická kvalita, trvanlivost), do masných výrobků. Navození sytosti, snížení hladiny krevního cukru (glykemie), snížení dislipidemie. 101

102 NOVINKY (koňské fazole) potential_in_faba_beans#.vih6vwe5clo

103 NOVINKY (koňské fazole) 103

104 Výroba a kvalita chleba Současné postupy výroby chleba chléb s tradičním kvasem (v ČR žitný kvas) několikastupňové pomnožování (spontánní kvasinky + bakterie) bez droždí 104

105 Výroba a kvalita chleba Současné postupy výroby chleba chléb s tradičním kvasem (v ČR žitný kvas) několikastupňové pomnožování (spontánní kvasinky + bakterie) bez droždí chléb s kvasem + droždím zakoncentrovaný (příp. usušený) přírodní kvas živý mléčný kvas bez kvasinek 105

106 Výroba a kvalita chleba Současné postupy výroby chleba chléb s tradičním kvasem (v ČR žitný kvas) několikastupňové pomnožování (spontánní kvasinky + bakterie) bez droždí chléb s kvasem + droždím zakoncentrovaný (příp. usušený) přírodní kvas živý mléčný kvas bez kvasinek chléb z hotových směsí směsi sušeného kvasu (pro chuť), zlepšovadel, příp. mouky, kypřit droždím 106

107 Výroba a kvalita chleba Tradiční postup výroby chleba x moderní (rychlé, zkrácené) technologie investice do zařízení udržování a množení přírodního kvasu dostatečné prostory v provozovně vyučené, spolehlivé pracovníky a jejich finanční ohodnocení. 107

108 INFORMACE ZE SEMINÁŘE BEZPEČNÁ VÝŽIVA 2014 NA VŠCHT v trávicím traktu % buněk imunitního systému, 100 miliónů nervových zakončení skladba střevních mikroorganismů (druh a jejich aktivita) - vliv na obezitu syntéza vitaminů x vstřebávání vitaminů střevní stěnou trvalá kolonizace tlustého střeva (adheze na sliznici tlustého střeva) zdravotní a technologické funkce mikroorganismů (Lactobacillus, Bifidobacterium a další v mléčných výrobcích) tablety, potravní doplňky (živé, tělu vlastní mikroorganismy) synbiotika (synergický efekt) 108

109 PROBIOTIKA A FUNKČNÍ POTRAVINY DĚKUJI ZA POZORNOST! 109