MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE BRNO 2015 PETRA LUPÍNKOVÁ 1

2 Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin Těstoviny s přídavkem vlákniny a jejich přínos ve výživě člověka Diplomová práce Vedoucí práce: Ing. Viera Šottníková, PhD. Vypracoval: Petra Lupínková Brno

3 zadání 3

4 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem práci: Těstoviny s přídavkem vlákniny a jejich přínos ve výživě člověka vypracoval/a samostatně a veškeré použité prameny a informace uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím, aby moje práce byla zveřejněna v souladu s 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách ve znění pozdějších předpisů a v souladu s platnou Směrnicí o zveřejňování vysokoškolských závěrečných prací. Jsem si vědom/a, že se na moji práci vztahuje zákon č. 121/2000 Sb., autorský zákon, a že Mendelova univerzita v Brně má právo na uzavření licenční smlouvy a užití této práce jako školního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona. Dále se zavazuji, že před sepsáním licenční smlouvy o využití díla jinou osobou (subjektem) si vyžádám písemné stanovisko univerzity, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity, a zavazuji se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla, a to až do jejich skutečné výše. V Brně dne:.... podpis 4

5 PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych v první řadě poděkovat své vedoucí diplomové práce, Ing. Vieře Šottníkové, Ph.D., za její čas, cenné rady a veškerý poskytnutý materiál. Dále bych chtěla poděkovat doc. Ing. Šárce Nedomové, Ph.D. za její ochotu a umožnění měření tvrdosti vzorků na přístroji TIRATEST a doc. Ing. Radovanu Koppovi, Ph.D. za ochotu a pomoc při pořizování snímků vlákniny na elektronovém mikroskopu s fotoaparátem. 5

6 ABSTRAKT Cílem této diplomové práce s názvem Těstoviny s přídavkem vlákniny a jejich přínos ve výživě člověka bylo navrhnout vhodnou recepturu pro výrobu bezlepkových těstovin. V laboratoři na Ústavu technologie potravin Mendelovy univerzity v Brně bylo vyrobeno celkem 30 vzorků bezlepkových těstovin, a to z bezlepkových surovin rýžové a kukuřičné mouky. Pro zvýšení nutriční hodnoty produktů byly přidány různé typy vlákniny o různé délce vlákna. Jako náhražka lepku byla použita hydroxypropylmetylcelulóza. U všech vzorků těstovin byla z fyzikálně-chemických metod změřena tvrdost těstovin. Dále byly provedeny zkoušky vařivosti a senzorické zhodnocení syrových a uvařených těstovin. Jako senzoricky nejlepší byly vyhodnoceny vzorky vyrobené z rýžové mouky s přídavkem 4 % (vzorek č. 21) a 8 % (vzorek č. 22) pšeničné vlákniny s označením WF 600 a bez přídavku jakékoliv vlákniny (vzorek č. 30). Klíčová slova: bezlepková dieta, celiakie, bezlepkové těstoviny, vláknina, lepek ABSTRACT The aim of the thesis entitled Pasta with addition of fiber and their benefits to human nutrition was to design a suitable recipe for the production of gluten-free pasta. In the laboratory at the Institute of Food Technology at Mendel University was produced a 30 samples of gluten-free pasta altogether and they were made from glutenfree ingredients - rice and corn flour. Various types of fibers with different length have been added to increase the nutritional value of products. As a substitute for gluten was used hydroxypropylmethylcellulose. There were measured hardness of all pasta samples from physico-chemical methods. Further tests of cooking and sensory evaluation of raw and cooked pasta were performed. As sensory the best evaluated samples were prepared from rice flour containing 4% (sample no. 21) and 8% (sample no. 22) wheat fiber type WF 600 and without the addition of any fiber (sample no. 30). Keywords: gluten-free diet, celiac disease, gluten-free pasta, fiber, gluten 6

7 OBSAH 1 ÚVOD CÍL PRÁCE LITERÁRNÍ PŘEHLED CELIAKIE Charakteristika onemocnění Příznaky onemocnění Diagnostika celiakie Formy celiakie Léčba Označování potravin pro celiaky BEZLEPKOVÉ SUROVINY PRO VÝROBU TĚSTOVIN Kukuřice (Zea mays L.) Rýže (Oryza sativa L.) Proso (Panicum miliaceum) Pohanka (Fagopyrum sagitatum) Laskavec (Amaranthus) Merlík (Quinoa) TĚSTOVINY Historie těstovin Členění a označování těstovin Suroviny pro výrobu těstovin Výroba těstovin Jakostní požadavky na těstoviny VLÁKNINA Charakteristika vlákniny Pozitivní vliv na zdraví Rozdělení vlákniny MATERIÁL A METODIKA POUŽITÝ MATERIÁL

8 4.1.1 Použité suroviny pro výrobu Použitá vláknina METODY POUŽITÉ K HODNOCENÍ JAKOSTI VZORKŮ Stanovení tvrdosti syrových a uvařených těstovin Zkoušky vařením Senzorické hodnocení vzorků bezlepkových těstovin VÝSLEDKY A DISKUZE HODNOCENÍ TVRDOSTI SYROVÝCH TĚSTOVIN HODNOCENÍ TVRDOSTI UVAŘENÝCH TĚSTOVIN HODNOCENÍ VAŘIVOSTI TĚSTOVIN HODNOCENÍ VAZNOSTI TĚSTOVIN HODNOCENÍ MNOŽSTVÍ SEDIMENTU U TĚSTOVIN 5.6 SENZORICKÉ HODNOCENÍ VZORKŮ TĚSTOVIN Senzorické hodnocení těstovin v syrovém stavu Senzorické hodnocení vzorků těstovin po uvaření STATISTICKÉ VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ ZÁVĚR POUŽITÁ LITERATURA SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM TABULEK SEZNAM PŘÍLOH

9 1 ÚVOD Celiakie patří mezi autoimunitní onemocnění člověka. Toto onemocnění je geneticky podmíněné. Projevuje se pouze u jedinců, u kterých se na šestém chromozomu vyskytují specifické alely, označované jako HLA-DQ-2 a HLA-DQ 8. U těchto jedinců dochází po požití lepku k alergické reakci v organismu, která vede k poškození epitele tenkého střeva. Následkem je pak vznik zánětu, zmenšování střevních klků a mikroklků, čímž dochází ke zmenšení absorpční plochy střeva. Proto je celiakie řazena mezi malabsorpční syndromy. Bylo zjištěno, že tuto alergickou reakci vyvolává určité seskupení aminokyselin v bílkovinné frakci lepku v obilovinách, konkrétně α-gliadinu, a to v pořadí prolin serin glutamin glutamin nebo glutamin glutamin glutamin prolin. Celiakie se může objevit kdykoliv v průběhu života. U dospělých je její vznik často spojován s prožitím zátěžové situace těhotenství, porod, stres, nemoc. Typickými příznaky této nemoci bývají gastrointestinální potíže plynatost, nevolnost, zácpa, průjem, nechutenství, bolesti břicha. Z důvodu nižšího vstřebávání živin dochází u dětí ke zpomalení tělesného růstu, zpomalení pohlavního vývoje, častějšímu výskytu zubního kazu a odvápnění kostí. U dospělých se často objevují deprese, strach, únava, malátnost, osteoporóza a anémie. Jedinou léčbou celiakie v dnešní době je celoživotní dodržování bezlepkové diety. Z jídelníčku je nutné vyřadit obiloviny pšenici, ječmen, oves, žito a výrobky z nich. Základem bezlepkového jídelníčku je pak rýže, kukuřice, brambory, pseudocereálie a luštěniny. Tyto suroviny však obsahují nižší množství vlákniny, proto je nutné lidem trpícím alergií na lepek dodávat vlákninu jiným přirozeným způsobem, a to např. jejím přídavkem do potravin. Je nutné důkladně číst etikety a vyhýbat se potravinám, které by lepek mohly obsahovat ve formě mouky či jako zahušťovadlo. Pro lepší orientaci jsou bezlepkové potraviny označovány speciálním symbolem přeškrtnutým klasem. Odhaduje se, že v České republice trpí celiakií okolo 4 5 tisíc osob. Pouhá 1/10 je však na tuto nemoc léčena, to znamená pacientů. Nejvíce konzumovanou potravinou v dnešní době představují těstoviny. Jejich spotřeba se neustále zvyšuje. V České republice činila jejich spotřeba v roce ,1 kg na obyvatele. Těstoviny se stávají oblíbenými díky jejich snadné a rychlé 9

10 přípravě, cenové dostupnosti a rozmanitému způsobu využití. Existuje mnoho různých tvarů, velikostí a druhů těstovin. Výroba bezlepkových těstovin je náročná na navržení správné receptury, jelikož lepek má v těstovinách hlavní roli, a to držet tvar a strukturu. Je důležité nahradit jej tak, aby si těstoviny zachovaly tvar i po uvaření, měly příjemný vzhled, vůni i chuť. Jejich výroba je dále náročná kvůli vyšší ceně potřebných bezlepkových surovin a požadavkům na proces výroby. Musí zde být zamezeno jakékoliv kontaminaci lepkem. Proto je výběr a množství bezlepkových těstovin nižší. V posledních letech však jejich výroba narůstá. Dříve jsme se s nimi mohli setkat jen ve specializovaných prodejnách zdravé výživy. V posledních letech jsou lehce k dostání i v běžných obchodech a supermarketech. 10

11 2 CÍL PRÁCE Cílem mé diplomové práce s názvem Těstoviny s přídavkem vlákniny a jejich přínos ve výživě člověka bylo: prostudovat dostupnou odbornou literaturu a vypracovat literární rešerši týkající se technologie výroby těstovin zjistit požadavky na jakost těstovin dle platné legislativ zjistit vhodnost bezlepkové suroviny, včetně druhu a množství přidané vlákniny, pro výrobu těstovin provádění pokusů navržením vhodných receptur a výroba těstovin v laboratorních podmínkách s následným odzkoušením v poloprovozu u vyrobených těstovin provádět zkoušky fyzikální (vařivost, barvu, pevnost) i senzorické výsledky získané hodnocením statisticky a graficky zpracovat a konfrontovat s literárními údaji 11

12 3 LITERÁRNÍ PŘEHLED 3.1 Celiakie Charakteristika onemocnění Celiakie je autoimunitní onemocnění, patřící mezi funkční poruchy tenkého střeva, řadící se do kategorie malabsorpčního syndromu. Autoimunitní reakce je v organismu zahájena v případě, že došlo ke styku lepku, respektive jeho frakce alfagliadinu, s buňkami tenkého střeva. Následuje tvorba protilátek proti vlastním buňkám sliznice, čímž dochází k jejich porušení. Následkem je pak ubývání střevních klků a mikroklků, v některých případech může dojít až k jejich úplnému vymizení. V důsledku tohoto jevu je zmenšena absorpční plocha pro vstřebávání živin v tenkém střevě. Bylo zjištěno, že toxicitu vyvolává u citlivých jedinců specifické seskupení aminokyselin v obilných bílkovinách. Jde o úseky aminokyselin jdoucích po sobě v pořadí prolin - serin - glutamin - glutamin nebo glutamin - glutamin - glutamin - prolin. Takto uspořádané peptidové úseky vyvolávají alergickou reakci vedoucí k poškození vlastní sliznice tenkého střeva, může však dojít až ke vzniku zánětů. (KUČEROVÁ, J., PLIKÁN, M., 2008) Celiakie vzniká u geneticky podmíněných jedinců, kteří mají ve své genetické informaci specifické alely, označované jako HLA-DQ 2 a HLA-DQ 8, umístěné na šestém chromozomu. Onemocnění se projevuje u osob všech věkových kategorií. Nemusí se však projevit ihned v dětství, ale i v průběhu života. U dospělých osob je většinou rozvoj celiakie spojen s vystavením jedince zátěžové situaci, jako je např. porod, těhotenství, nemoc a stres. (KVASNIČKOVÁ, A., 1998) Příznaky onemocnění Při požití lepku dojde u nemocného člověka k alergické reakci, kdy jsou tvořeny protilátky proti vlastní sliznici tenkého střeva. Následkem této reakce je ubývání resorpční plochy tenkého střeva (ubývání klků, mikroklků) a porušení tvorby trávicích šťáv. (KOHOUT, P., 2006) 12

13 Nejčastějšími příznaky celiakie jsou gastrointestinální potíže, především plynatost, průjem nebo zácpa, nechutenství, bolesti břicha, u dětí pak typicky páchnoucí stolice. Toto onemocnění je rizikové zejména pro děti, protože v důsledku špatného vstřebávání živin dochází k poruchám růstu a vývoje jedince. Mohou tak vznikat další zdravotní problémy, především zastavení růstu dítěte, podrážděnost, oddálení období dospívání, zvýšená kazivost zubů a další. (DAJKOVÁ, J., 2008) U dospělých osob se většinou typické zažívací obtížení neobjevují. Často však dochází ke vzniku anémie, únavy a vyčerpání, deprese, strachu, artritidy, osteoporózy, ale také neplodnosti. U některých jedinců se mohou vyskytovat i kožní projevy ve formě svědivých vyrážek, které jsou označovány jako dermatitis herpetiformis, známé též pod názvem Duhringova choroba. (SUCHARDA, P., 1995) Diagnostika celiakie Pokud se u pacienta objevují typické příznaky pro celiakii, je nejprve provedeno sérologické vyšetření krve. Mezi používané testy se používají: - IgA ttga - test protilátek na tkáňovou transglutaminasu - IgA EmA test protilátek proti endomysiu - IgA/G AGA test protilátek proti gliadinu - IgA/G DGP-AGA - test protilátek na deaminovaný gliadin Nejčastěji se využívají první dva typy testů díky jejich vysoké specifičnosti a citlivosti. Tyto imunologické testy se pak provádí i v průběhu léčby onemocnění, kdy by se měly jejich hodnoty snižovat. Pokud má jedinec podezření, že se u něj celiakie vyskytuje, neměl by před vyšetřením krve vyřadit potraviny obsahující lepek. Množství protilátek by se snížilo a testy by mohly vyjít negativně, i když pacient celiakií trpí. (ROSTOM a kol., 2005) Pokud je prokázána zvýšená tvorba protilátek na lepek, následuje bioptické vyšetření tenkého střeva, které spočívá v zavedení endoskopu, s malou kamerou na konci, přes ústní dutinu do tenkého střeva (do dvanáctníku pod Vaterovu papilu). Zde se kamerou sleduje stav sliznice a poté je pomocí nožíku odebrán malý vzorek sliznice pro následné histologické vyšetření. (DAJKOVÁ, J., 2008) Při histologickém vyšetření vzorku se sleduje přítomnost klků, infiltrace enterolymfocytů a výskyt Lieberkühnovvých krypt ve sliznici. Dle výsledků je pak celiakie řazena do čtyř kategorií postižení dle Marshovy klasifikace. 13

14 Obr. 1: Marshova klasifikace (LATTA, J., 2012) Formy celiakie Celiakie se rozděluje do několika forem lišících se klinickými projevy, anamnézou nebo výsledky histologického vyšetření vzorku sliznice tenkého střeva. Dnes se rozlišuje pět forem celiakie klasická, subklinická, silentní, latentní a potenciální. Klasická forma celiakie je v populaci rozšířena nejvíce. Typické jsou gastrointestinální příznaky, zpomalení růstu, chronický průjem, nechutenství, apatie. Dále jsou u této formy zvýšené hladiny protilátek na lepek a pozitivní nálezy při enterobioptickém vyšetření. (FASANO, A., 2005) Subklinická forma celiakie má atypické příznaky, které se netýkají zažívání. Dochází k úbytku hmotnosti, objevuje se chudokrevnost, osteoporóza, neplodnost. Pacient má nedostatek vitaminu A a B-komplexu. Často se také objevuje zvýšená kazivost zubů a Duhringova choroba. Jsou prokázány pozitivní testy na protilátky i histologické vyšetření. Silentní (tichá) forma nemá žádné příznaky onemocnění. Při vyšetření krve jsou však testy na protilátky i histologie pozitivní. Tento typ celiakie se vyskytuje především u rizikových osob (diabetici, příbuzní 1. stupně). (FERGUSON, A., 1993) Latentní forma je také bezpříznaková. U enterobiopsie se také neobjevují žádné změny sliznice, ale vyšetření krve na protilátky je pozitivní. (FRIČ, P., 2003) U potenciální formy celiakie jsou zjištěny zvýšené hladiny protilátek na transglutaminázu a proti endomysiu. Opět se neobjevují typické příznaky. Jedinec 14

15 může mít dále HLA-predispoziční genotyp typický pro celiakii (DQ2, DQ8). Sliznice střeva při enterobiopsii je bez poškození nebo jsou sledovány minimální změny. Takový jedinec nese riziko vzniku celiakie kdykoliv během života. (KVASNIČKOVÁ, A., 1998) Léčba Jedinou možností léčby celiakie v dnešní době je celoživotní dodržování bezlepkové diety, kdy jsou z jídelníčku vyřazeny veškeré potraviny obsahující lepek. Vyloučeny musí být tedy obiloviny - pšenice, žito, ječmen a oves a produkty z nich vyrobené. Mezi bezlepkovými potravinami často převažují rafinované potraviny, jejichž základem je škrob (pečivo, mouka, směsi na pečení, těstoviny). Pokud nejsou tyto výrobky ničím obohaceny, dochází u celiaků k ještě většímu deficitu vitaminu skupiny B, vápníku, hořčíku, železa, zinku a k nedostatku vlákniny v potravě. (PŘIBYLOVÁ, P., 2012) Proto musí být obilné suroviny nahrazeny alternativními plodinami, především pseudocereáliemi, jako je pohanka, proso, čirok, merlík, které výrazně zvyšují nutriční stránku bezlepkové diety. Dále je často zařazována především kukuřice a rýže. Pro snížení deficitu jednotlivých nutrientů by se měly bezlepkové suroviny v jídelníčku střídat, aby byla strava co nejvíce pestrá. (LEE a kol., 2009; CIACCI, C. 2015) Pozornost musí být věnována i tzv. skryté formě lepku, což představují různé emulgátory a zahušťovadla přidávaná do potravin (zejména v uzeninách, mléčných výrobcích, bujónech v kostce, směsích koření a dalších). (KOHOUT, P., 2010) Pokud pacient dodržuje svědomitě nařízenou dietu, dochází k obnovení sliznice tenkého střeva a k odstranění projevů nemoci, kterými jsou především bolesti břicha, průjem, zažívací obtíže a mnoho dalších. V posledních letech proběhlo mnoho výzkumů týkajících se celiakie. Především je zde snaha objevit další metody léčby, kdy by nemusela být dodržována pouze bezlepková dieta. Jedná se o objevování a zkoumání látek působících především jako enzymy, blokátory toxického působení lepku, blokátory HLA-DQ2 a HLA-DQ8 a mnoho dalších. Většina výzkumů je stále ve fázi testování. (KHOSLA, CH., SOLLID, L., 2012) 15

16 3.1.6 Označování potravin pro celiaky Evropská unie vydala nařízení 41/2009/ES o složení a označování potravin vhodných pro osoby s nesnášenlivostí lepku. Podle definice uvedené v tomto nařízení se potravinami pro osoby s nesnášenlivostí lepku rozumí potraviny pro zvláštní výživu, které jsou speciálně vyrobeny, připraveny a/nebo zpracovány tak, aby splňovaly zvláštní výživové požadavky osob s nesnášenlivostí lepku. Lepek je zde pak definován jako bílkovinná frakce z pšenice, žita, ječmene, ovse nebo jejich kříženců a derivátů, na kterou mají některé osoby nesnášenlivost a která je nerozpustná ve vodě a 0,5 M roztoku chloridu sodného. Pokud je při označování potravin uveden výraz velmi nízký obsah lepku, musí takto vyrobená potravina dle tohoto nařízení obsahovat maximálně 100mg lepku/ kg potraviny. Pokud je použito označení bez lepku, taková potravina pak musí mít obsah lepku maximálně 20 mg/ kg potraviny. (KOMISE EVROPSKÝCH SPOLEČENSTVÍ, 2009) 3.2 Bezlepkové suroviny pro výrobu těstovin Při bezlepkové dietě je nutno jako surovinu pro jakoukoliv výrobu vyřadit pšenici, ječmen, oves a žito. Nejpoužívanějšími plodinami pro výrobu bezlepkových těstovin jsou kukuřice a rýže. Mohou však být využity například i pseudoobiloviny (pohanka, merlík, laskavec). (ANONYM, 2014; KUČEROVÁ, J., ŠOTTNÍKOVÁ, V., 2004) Kukuřice (Zea mays L.) Obecná charakteristika Kukuřice je jednoděložná rostlina patřící do čeledi lipnicovitých. Je rostlinou cizosprašnou, pyl je přenášen především větrem. Kukuřice je jako potravina využívána dlouhou dobu. Její původ je v subtropických a tropických oblastech Severní a Jižní Ameriky. S jejím pěstováním začali Aztékové, Mayové a Inkové. Pěstování kukuřice bylo rozšířeno i do Afriky, Indie, Austrálie a Evropy. V České republice se s jejím pěstováním začalo v roce Dnes se kukuřice stala nejproduktivnější hospodářskou plodinou. U nás je kukuřice z 90 % zpracována na siláž, 10 % produkce je pěstováno na zrno, které se uplatňuje díky jeho velikosti především pro krmné účely. V Americe 16

17 a Africe se z kukuřice vaří převážně kaše (polenta) a tradiční kukuřičné pečené výrobky. Její využití je také pro výrobu extrudovaných a pufovaných výrobků, škrobu a lihu. Jako surovina přirozeně bezlepková je kukuřice vhodná pro lidi s celiakií. (PRUGAR A KOL., 2008) Mezi běžně pěstované odrůdy patří kukuřice setá tvrdozrnná a kukuřice setá koňský zub. Rozšířenou odrůdou je i kukuřice cukrová, která má ve svých obilkách méně škrobu a lipidů. Kukuřice pukancová se využívá k výrobě pop cornu, kdy zrno po zahřátí expanduje a vnitřní část obilky se dostává napovrch a dojde ke zvětšení jeho objemu. (NOVÁK, D., VRZAL, J., 1995) Chemické složení kukuřičného zrna Kvůli své velikosti má kukuřičné zrno nejvyšší energetickou hodnotu ze všech obilovin. Obsah bílkovin je 99,9 g.kg -1 a tvoří je zein, leukosin, edestin a glutenin. Lipidy tvoří 4 %, převažují zde esenciální nenasycené mastné kyseliny linolová (61 %), α-linolenová (2,7 %), olejová (18 %). Sacharidy jsou obsaženy v množství 728,0 g.kg -1, z toho 629,4 g.kg -1 tvoří škrob a 13,0 g.kg -1 sacharosa. Zrno je zdorjem jak nerozpustné, tak i rozpustné vlákniny. Kukuřičná obilka má velké množství minerálních látek draslíku, vápníku, hořčíku, selenu a dalších. Dále je v kukuřici i množství vitamínů vitamin E, vitaminy skupiny B (B 1, B 2, B 6 ), biotin, amid kyseliny nikotinové, kyselina pantotenová, vitamin K. Z antinutričních látek je to kyselina fytová (9,41 g.kg -1 ), fytátový fosfor a inhibitory proteáz. (BULKOVÁ, V., 2011) Rýže (Oryza sativa L.) Obecná charakteristika Rýže patří mezi nejcennější obiloviny na světě díky jejímu využití jako základní potraviny u téměř poloviny světové populace. Její původ není zcela znám, ale předpokládán v Číně a Indii, kde je rýže pěstována více než 5000 let. Rýže patří mezi jednoleté trávy a je pěstována především v Asii, Africe a Americe. Je nejvíce používanou plodinou pro přímou konzumaci. Nejčastěji se tato obilovina používá jako příloha, dále se z ní vyrábí kaše, extrudované a expandované výrobky. Menší část produkce se zpracovává na mouku. Největšími producenty surové rýže jsou Čína, Indie, 17

18 Indonésie, Bangladéš. Mezi země s největším exportem rýže patří USA, Uruguay, Čína a Španělsko. (BUREŠOVÁ, I., LORENCOVÁ, E., 2013) Chemické složení rýžového zrna Rýžové zrno obsahuje 85g.kg -1 bílkovin. Nejvíce jsou zde zastoupeny albuminy a globuliny, v malé míře pak oryzenin, amidy a prolaminy. Množství lipidů v zrnu je 19,3 g.kg -1, z nichž 65 % tvoří nenasycené (50 % linolová, 50 % olejová kyselina) a 35 % nasycené matné kyseliny. Sacharidů je zde 688 g.kg -1, převážnou část tvoří škrob, který je tvořen drobnými zrnky o velikosti 2-10 µm. Dále sacharidovou složku zrna tvoří dextriny (1,5 %), cukry (1 %) a malé množství vlákniny. Z vitamínů se v rýžovém zrnu nachází především vitamíny skupiny B B 1 (1,2 mg.kg -1 ) a B 2 (0,6 mg.kg -1 ), najdme zde i niacin, kyselinu nikotinovou, vitamín E a další bioaktivní látky (např. flavony kyseliny fenolové). V 1 kg rýže je obsaženo 8,4-8,9 g kyseliny fytové u neloupané a u loupané rýže 3,4-5,0 g kyseliny fytové, která je řazena do antinutričních látek. Díky tomu, že zrno neobsahuje lepek, může být rýžová mouka využita pro bezlepkovou dietu u celiaků. Tento druh mouky obsahuje 73,0 g.kg -1 bílkovin, 6,8 g.kg -1 lipidů, 792,0 g.kg -1 sacharidů a z vitamínů skupiny B B 1 0,6 mg.kg -1 a B 2 0,3 mg.kg -1. (BULKOVÁ, V., 2011) Proso (Panicum miliaceum) Obecná charakteristika Proso patří společně s pšenicí a ječmenem mezi nejstarší obiloviny využívané člověkem. Původem je z jihovýchodní Asie a západní Indie. Evropa začal s pěstováním ve 2. a 3. století našeho letopočtu v Rusku, Ukrajině, a Bělorusku. V 18. století došlo ke snížení pěstování, kdy byla příprava kaší z prosa nahrazena konzumací brambor. Nárůst zájmu o tuto obilovinu nastal až v 90. letech 20. století. (MOUDRÝ A KOL., 2011) Proso patří mezi teplomilné a suchovzdorné rostliny. Pěstuje se především tam, kde se nedaří pšenici a kukuřici. Je známo mnoho odrůd. Obilka je pluchatá, pluchy mají různé barvy bílou, žlutou, oranžovou, šedozelenou a hnědou. Do rodu Panicum L. je řazeno více než 500 druhů, nejvýznamnější je proso seté, u nás se dále pěstuje 18

19 mohár, čumíza a čirok, patřící mezi prosovité rostliny. Loupáním prosa získáme jáhly, které je nutno před dalším zpracováním spařit pro odstranění trpké chuti. Největší využití prosa je na přípravu kaší. (SUKOVÁ, I., 2011) Chemické složení jáhel Jáhly jsou velmi dobře stravitelnou potravinou. Množství bílkovin v zrnu je 106,0 g.kg -1, hlavní složku tvoří prolaminy (přes 50 %) a gluteliny (28 %). Jáhelné bílkoviny neosahují všechny esenciální aminokyseliny, ale jsou bohaté na leucin, valin isoleucin a fenylalanin. Naopak je zde nízké množství lysinu. Zrno má vysoký obsah lipidů 34 g.kg % tvoří nenasycené mastné kyseliny, z toho polynenasycené kyselina linolová 67,4 %, α -linolenová 7,7 % a monoenová olejová kyselina %. Nasycené mastné kyseliny jsou obsaženy z 17,9-21,6 %. Nejvíce je tuk shromážděn v klíčku (24 %). Dále je v zrnu 712,0 g.kg -1 sacharidů, z čehož % tvoří škrob a % amylóza. Jáhly obsahují nerozpustnou i rozpustnou vlákninu. Minerální látky jsou zejména v obalových vrstvách, které se při loupání odstraní. Mezi významné patří hořčík, železo, fosfor, mangan, zinek a měď. Z vitaminů jsou zde vitaminy skupiny B, tokoferoly α, β, γ, δ, tokotrienol α a γ a ší. dal I jáhly obsahují antinutriční látky kyselinu fytovou a inhibitory proteáz. (PELLEGRINI, N., AGOSTONI, C., 2014) Pohanka (Fagopyrum sagitatum) Obecná charakteristika Pohanka pochází ze střední Asie a je řazena mezi nejmladší plodiny v Evropě. K nám se pěstování pohanky dostalo až ve 12. století. Patří do čeledi rdesnovitých a je řazena skupiny pseudocereálií. Pseudocereálie jsou skupinou plodin, které nepatří do čeledi lipnicovitých a díky chemickému složení semen se mohou zpracovávat podobným způsobem jako obiloviny. Tyto plodiny se vyznačují vyšší výživovou hodnotou než obiloviny kvůli vyššímu obsahu vlákniny a železa, dále neobsahují lepek, proto jsou vhodné pro zařazení do bezlepkové stravy. Pohanka je teplomilná, jednoletá, cizosprašná rostlina. Pohanka je vhodnou potravinou pro diabetiky a celiaky, dále snižuje vysoký krevní tlak a je vhodná pro konzumaci při onemocnění trávicího traktu. (ŠMAJSTRLA, V., ŠMAJSTRLOVÁ-PETROVOVÁ, J., 1991) 19

20 Chemické složení pohanky Pohanka obsahuje velké množství bioaktivních látek, z nichž největší část tvoří antioxidanty (katechin, epikatechin, myricetin, kvercetin a další). Převažujícími bílkovinnými složkami jsou albuminy a globuliny. Bílkoviny v pohance mají vyvážené složení aminokyselin. Dále je zde vysoký obsah nenasycených mastných kyselin linolová %, α-linolenová 1,9-2,8 %. Nejvíce zastoupenou složkou sacharidů je škrob (566,7 g.kg -1 ). Obsah vlákniny v pohankové nažce je 3,4-5,2 %, z čehož % tvoří rozpustná vláknina. Pohanka je bohatá na minerální látky fosfor, vápník, hořčík, železo, měď, zinek, selen. Dále obsahuje vitaminy B 1, B 2, E a niacin. Velmi významnou složkou pohankové nažky jsou bioflavonoidy, z nichž nejvýznamnější je rutin. Ten napomáhá zpevnění stěny cév (125 g pohankových krup pokryje jeho denní potřebu). (GIMÉNEZ-BASTIDA a kol., 2015) Laskavec (Amaranthus) Obecná charakteristika Amarant, také laskavec, je rostlina pocházející ze Střední Ameriky. Historické důkazy o pěstování amarantu jsou datovány do doby 5000 let př. n. l. Jeho název je odvozen z řečtiny a jeho význam je nesmrtelný, nevadnoucí. U nás je začátek jeho využívání jako potraviny až v 90. letech 20. století. Semena amarantu se mohou pražit, vařit nebo drtit na mouky, která se dále přidává do pečiva, těstovin a pokrmů. Stejně jako pohanka patří mezi pseudocereálie. (STEHLÍKOVÁ, P., 2011) Chemické složení semena amarantu Semeno amarantu obsahuje 16 % bílkovin v sušině, vysoký podíl tvoří albuminy (49-65 %), dále gluteliny (22-42 %), globuliny (13-18 %), nízkou hodnotu tvoří prolaminy (1-3 %). Obsah lipidů se pohybuje mezi 4-9 %, z toho 77 % jsou nenasycené mastné kyseliny (linolová, olejová, linolenová). Kolem % obsahu sušiny tvoří sacharidy, kde je opět převažující škrob, dalšími složkami, zastoupenými jen v malém množství, jsou sacharosa, rafonisa, stachyosa a maltosa. I zde je obsažena jak nerozpustná, tak rozpustná vláknina. Z minerálních látek je zde vyšší hodnota draslíku, 20

21 fosforu, hořčíku a železa než v pšenici. Z vitaminů se zde vyskytuje vitamin B 1 (0,7-2,5 mg.kg -1 ), B 2 (1,9-3,2 mg.kg -1 ), niacin. Amarant je dále zdrojem antioxidantů α, β, δ-tokoferolů a dalších biologicky aktivních látek (skvalen, fenolové kyseliny, rutin, nicotinflorin. (BULKOVÁ, V., 2011) Merlík (Quinoa) Obecná charakteristika Merlík má podobnou historii jako amarant. Zmínky o pěstování jsou již 3500 let př. n. l. v Peru a Bolívii. Byl základní potravinou Inků a Aztéků. V době rozšiřování křesťanství byl merlík zakázanou rostlinou a byl pěstován jen v horských oblastech. Merlík patří mezi pseudoobiloviny, je to jednoletá bylina patřící do čeledi merlíkovitých, do které se řadí i mnoho plevelů rostoucích u nás. (PRUGAR A KOL., 2008) Chemické složení semene merlíku Semeno merlíku je složeno z 60 % škrobem, bílkoviny tvoří 16 %, tuk 6 % (většinu tvoří nenasycené mastné kyseliny) a vláknina 3,5 %. Semena dále obsahují velké množství minerálních látek, především fosfor, vápník a hořčíku. Z vitamínů jsou zastoupeny thiamin, kyselina listová, β-karoten a vitamin C. (BULKOVÁ, V., 2011) 3.3 Těstoviny Historie těstovin Kde a kdy těstoviny vznikly, je již po dlouhá léta zkoumáno a bádání neustále pokračuje. Různé příběhy a legendy byly objevovány po staletí. Již starověký italský spisovatel Giovanni Boccaccio, známý díky jeho dílu Dekameron, se v jedné z jeho povídek zmiňuje o makaronech a raviolách. Podle jedné legendy je za jednoho z předpokládaných objevitelů těstovin považován Muse Thalia, který sestrojil kovový přístroj vyrábějící dlouhá vlákna těstovin (špagety). Podle další legendy, zveřejněné 21

22 v roce 1929 v časopise americké asociace výrobců těstovin s názvem The Macaroni Journal, je za objevitele těstovin považován benátský cestovatel Marco Polo, který přivezl špagety do Itálie při své zpáteční cestě z Číny. Za skutečné objevitele těstovin jsou však považováni Etruskové, stará civilizace uprostřed italského poloostrova velmi aktivní v řemeslné dovednosti. Nástrojům, které k výrobě těstovin používaly, se podobají i ty dnešní. (KRUGER A KOL., 1998) Členění a označování těstovin Dle vyhlášky 333/1997 Sb. zákona o potravinách 110/97 Sb. jsou těstoviny definovány jako potravina vyrobená tvarováním nekynutého a chemicky nekypřeného těsta, které je vyrobeno hlavně z mlýnských výrobků nebo jejich směsí. (MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ, 1997) Těstoviny jsou dle této vyhlášky členěny do několika skupin a podskupin. Rozdělujeme je na skupinu vaječné, bezvaječné, semolinové,celozrnné a ostatní. Jednotlivé skupiny jsou definovány takto: Vaječné těstoviny těstoviny, k jejichž výrobě se kromě mlýnských obilných produktů používají vejce nebo vaječné výrobky Bezvaječné těstoviny těstoviny vyroben bez přídavku vajec Semolinové těstoviny těstoviny vyrobené pouze z krupice vyrobené z pšenice triticum durum bez přídavku vajec Celozrnné těstoviny těstoviny vyrobené z celozrnné mouky z jednoho či více druhů obilovin, pohanky nebo rýže Těstoviny jsou pak dále řazeny do podskupin sušené, nesušené, plněné, zmrazené nebo hluboce zmrazené, balené vakuově nebo v modifikované atmosféře a instantní. Jednotlivé skupiny jsou definovány takto: Sušené těstoviny po ztvarování jsou usušeny na vlhkost nejvýše 13 % hmotnostních Nesušené těstoviny po ztvarování jsou mírně osušeny na vlhkost nejméně 20 % hmotnostních Plněné těstoviny těstoviny s náplní Instantní těstoviny těstoviny vyrobené speciálním technologickým postupem, které se pro konzumaci připraví rehydratací ve vodě nebo jiné tekutině 22

23 Dále můžeme dělit těstoviny dle tvaru a velikosti na: Drobné drobení, písmenka, těstovinová rýže, hvězdičky, mušličky a jiné Střední vlasové a široké nudle, mušličky, kolínka a další Dlouhé špagety a makarony Podle způsobu použití se dále dělí na: Zavářkové určené k použití jako zavářka do polévek (vlasové nudle, polévkové nudle, drobení, písmenka a další) Přílohové určené k použití jako příloha nebo hlavní pokrm (ravioly, flíčky, široké nudle, kolínka, vruty a jiné) Na každém balení těstovin musí být v názvu výrobku uveden druh a skupina, do které výrobek patří. Pokud jsou těstoviny nesušené, musí být na obale uvedeno slovo nesušené a dále doba použitelnosti. U těstovin balených vakuově nebo v inertní atmosféře musí být uvedeno, do kdy je nutné těstoviny po otevření spotřebovat. U plněných těstovin musí být označena náplň Suroviny pro výrobu těstovin Základními surovinami pro výrobu těstovin jsou mouka a voda, a podle druhu těstovin se pak mohou přidávat další suroviny (vejce, barviva, vitaminy a další). Mouka Pro výrobu těstovin se používá převážně mouka semolinová, vymletá ze zrna pšenice tvrdé (Triticum durum), nebo mouka z pšenice obecné (Triticum aestivum). Mouka jako hlavní surovina má největší vliv na vzhled, mechanické a senzorické vlastnosti hotových těstovin. Požadavky na kvalitu zrn pšenice tvrdé jsou uvedeny v České státní normě ČSN , 3. část a v Nařízení komise EU č. 1272/2009. Dle jakostních požadavků musí být zrno vyzrálé, typické barvy, bez zápachu a živých škůdců v jakémkoliv vývojovém stádiu. Další požadavky jsou uvedeny v tabulce níže. (EVROPSKÁ KOMISE, 2009) 23

24 Tab. 1: Jakostní požadavky na zrno pšenice dle Nařízení komise č. 1272/2009 Jakostní požadavky Pšenice tvrdá Pšenice obecná Maximální obsah vlhkosti 14,5 % 14,5 % Maximální procentní podíl jiných látek: 12 % 12 % a. Zlomky zrn 6 % 5 % b. Nežádoucí zrnové příměsi, z toho: 5 % 7 % Jiné obiloviny 3 % - Tepelně poškozená zrna 0,50 % 0,50 % c. Zrna napadená plísněmi a/nebo houbami 5 % - Zrna napadená houbami 1,5 % - d. Porostlá zrna 4 % 4 % e. Nečistoty, z toho: 3 % 3 % Škodlivá cizí semena 0,10 % 0,10 % Zrna tepelně poškozená zapařením, 0,05 % 0,05 % při sušení Námel 0,05 % 0,05 % Maximální procentní díl zrn, která jsou zcela 27 % - nebo částečně bez sklovitého vzhledu Maximální objemová hmotnost (kg/hl) Minimální obsah bílkovin (% sušiny) 11,5 % 10,5 % Minimální číslo poklesu (sekundy) Minimální sedimentační index (ml) - 22 Pšenice tvrdá je vyšlechtěna z původní pšenice dvouzrnky. Oproti pšenici obecné má vyšší obsah bílkovin (12-16 %), mnohem tvrdší endosperm zrna a vysoký obsah karotenoidních barviv, která jí dávají sytě žlutou barvu. Těstoviny vyrobené z pšenice tvrdé se nelepí a mají pevnější strukturu. Jelikož se u nás pšenice tvrdá nepěstuje, vyrábí se těstoviny i z pšenice obecné nebo její směsi s pšenicí tvrdou. (KADLEC A KOL., 2009) Do bezlepkové diety se pak hodí těstoviny vyrobené z mouky rýžové, kukuřičné, sojové, dále mohou být využity mouky získané z pseudocereálií, luštěnin (hrachová, fazolová mouka) a dalších přirozeně bezlepkových surovin. (MARTI a kol., 2013) 24

25 Voda Voda použitá při přípravě těsta pro výrobu těstovin musí splňovat požadavky na pitnou vodu. Přidává se v množství % na celkovou hmotnost mouky. Voda by neměla být kyselá a tvrdost by neměla být vyšší než mmol CaCO 3 na litr. Pokud je vysoký obsah solí, dochází k drobení těstovin. Ionty železa pak mohou způsobovat tmavnutí těstovin, ionty hořčíku komplikují proces sušení. Teplota použité vody je závislá na druhu těstovin a na jakosti použité mouky. Čím vyšší je obsah lepku, tím může být teplota vyšší. Měla by se pohybovat v rozmezí C. (BUREŠOVÁ, I., LORENCOVÁ, E., 2013) Vejce Vejce jsou součástí těst pro výrobu vaječných těstovin, jsou však nezbytnou součástí i při výrobě těstovin z polohrubé mouky získané z pšenice obecné. Většinou se přidávají v sušené formě. V České republice je přídavek 2-5 ks vajec na 1 kg mouky. Jejich přídavek zvyšuje jak nutriční, tak i technologické vlastnosti těstovin zlepšují barvu, zvyšují objem a pevnost těstovin při vaření. (KUČEROVÁ, J., 2004) Další suroviny Ostatní suroviny se přidávají v malých množstvích a nejsou nezbytnou součástí receptur. Většinou se přidávají suroviny sloužící jako barvivo (kurkuma, špenát, červená řepa, rajčatový protlak) nebo se těstoviny obohacují o vitaminy pro zvýšení jejich nutriční hodnoty. Do plněných těstovin se pak přidávají různé náplně dle receptur (masová, sýrová). (KADLEC A KOL., 2009) Výroba těstovin Těstoviny se vyráběly již tisíce let zpátky. Základní receptura se ani do dnešní doby nijak moc nezměnila, technologický postup však ano. Původně se těsto připravovalo hnětením rukama nebo šlapáním, poté se vyválelo na placku, rozkrájelo na proužky a 25

26 nechalo se volně sušit na slunci. Postupem času se začaly využívat dřevěný vany s mlýnskými kameny. V 18. století byl sestrojen dřevený těstárenský lis a v roce 1933 byla v Itálii patentována první výrobní linka těstovin. (KRUGER A KOL., 1998) Technologický postup výroby těstovin se skládá z těchto základních výrobních kroků: příprava a dávkování surovin mísení, hnětení a lisování ofukování, předsušení a sušení chlazení skladování balení Příprava a dávkování surovin Pro získání těstovin požadované jakosti je důležité připravit homogenní směs ze základních surovin. Mouka je do výroby dopravována ze zásobníku pomocí pneumatické dopravy. Další suroviny se dávkují také ze zásobníků pomocí dávkovacích vah. Takto získaná směs se zhomogenizuje a dopravuje nad těstárenský lis. Výroba těsta a lisování Těsto připravené pro výrobu těstovin je nesourodé, rozpadavé. Obsah vody je kolem %, při použití semolinové vody se dávka zvyšuje o 1-1,5 %. Mísení a hnětení probíhá v těstárenském lisu pod tlakem. U starších typů lisů je doba mísení a hnětení asi minut, u novějších a modernějších lisů je doba přípravy těsta kratší. Takto zpracované těsto je posunuto do výtlačného šneku, kde je protlačováno přes matrici. Tato operace je nazývána jako nízkotlaká extruze (do 12 MPa). Aby nedocházelo k lepení těsta na lisu a ke vzniku senzorických odchylek, jsou těstárenské lisy intenzivně chlazeny. Tvar vylisovaných těstovin závisí na tvaru výtlačné hlavice. Vytlačované těstoviny jsou poté odřezávány na požadovanou délku pomocí rotujícího nože (krátké těstoviny) nebo odřezávány a věšeny na závěsné tyče (dlouhé těstoviny). Následuje ofukování těstovin vzduchem o teplotě asi 50 C, kterým 26

27 se odstraní povrchová vlhkost a zabrání se tak slepení těstovin dohromady. (PŘÍHODA A KOL., 2003) Sušení těstovin Při sušení se snižuje vlhkost těstovin z původních % na konečných 13 %. Tato operace se provádí ve dvou fázích rychlé předsoušení a pomalé dosušení. Rychlé předsoušení se provádí teplým vzduchem o teplotě asi C, relativní vlhkosti % po dobu minut v závislosti na druhu těstovin a typu sušárny. Tímto krokem dojde ke snížení vlhkosti na %. Při pomalém dosušení lze také použít teplý vzduch v rozmezí teplot C, relativní vlhkost je %. Tato fáze trvá 6-12 hodin a vlhkost těstovin je snížena na stanovených 13 %. Pokud by byly těstoviny vysušeny příliš rychle, zůstala by uvnitř vyšší vlhkost než na povrchu, a při vaření by docházelo ke zmatnění povrchu těstoviny a vzájemnému slepení, někdy i rozváření. Moderní technologie se snaží dobu sušení zkrátit, ale zachovat kvalitu výrobků. Dle maximální teploty při sušení rozlišujeme 3 typy technologií sušení, a to LT (nízkoteplotní), HT (vysokoteplotní) a UHT (velmi vysokoteplotní) (tab. 3). Velkým přínosem UHT režimu je snížení mikrobiální kontaminace těstovin, zejména bakteriemi Staphylococcus aureus. Dále se sníží lepivost povrchu těstovin a těstoviny získají žlutější barvu díky inaktivaci enzymů, které způsobují rozklad pšeničných barviv. Nepříznivým vlivem LT a HT režimu je snížení výživových hodnot těstovin zničením lysinu a vitaminů skupiny B. ((BUREŠOVÁ, I., LORENCOVÁ, E., 2013) Tab. 2: Teplotní režimy sušení těstovin (KRUGER, 1996) Typ režimu Teplota při sušení Relativní vlhkost Doba sušení (hod.) ( C) (%) LT HT UHT > Skladování a balení Finálně usušené těstoviny jsou skladovány v zásobnících nebo se ihned balí do plastových folií, které potravinu chrání hygienicky a mechanicky. Takto připravené 27

28 těstoviny se expedují. Sušené těstoviny lze skladovat po dobu 1 2 let při teplotě 8 15 C a relativní vlhkosti %. (KILL, R. C., TURNBULL, K., 2001) V posledních letech spotřeba těstovin vzrostla díky jejich dlouhé době skladovatelnosti, snadné a rychlé přípravě, rozmanitosti použití a lehké stravitelnosti. Největší spotřeba těstovin je v Itálii (30 kg/osobu) a Číně (15 kg/osobu). (PŘÍHODA a kol., 2003) Tab. 3: Spotřeba těstovin v ČR (Český statistický úřad, 2012) Rok Spotřeba těstovin (kg/obyvatele) , , , , , Jakostní požadavky na těstoviny Požadavky na jakost těstovin jsou uvedeny ve vyhlášce Ministerstva zemědělství č. 333/1997 sb. Jedná se o smyslové, fyzikální a chemické požadavky, které jsou v této vyhlášce popsány v příloze č. 6. (MINISTERSTVO ZEMĚDĚLSTVÍ, 1997) Smyslové požadavky Vzhled a tvar: musí odpovídat tržnímu druhu, spotřebitelské balení nesmí obsahovat nad 1 % příměs jiných tvarů. Povrch těstovin je hladký, kompaktní, bez prasklin. Podíl zlomů je stanoven na maximum 10 %. Dle podmínek uvedených v návodu na obalu se těstoviny nerozvařují, po uvaření se nelepí a zachovávají si svůj tvar. Barva těstovin: světlá v různých odstínech žluté, rovnoměrná, u vaječných těstovin odpovídající počtu přidaných vajec, semolinové těstoviny jantarové nebo v různých odstínech tmavší žluté, u ostatních druhů těstovin barva 28

29 odpovídá použitým surovinám, aditivům nebo látkám určeným k aromatizaci. Vůně a chuť: příjemná, po použitých surovinách, aditivech nebo látkách určených k aromatizaci. Fyzikální a chemické požadavky V této části vyhlášky jsou uvedeny povolené hodnoty pro vlhkost u jednotlivých druhů těstovin: Sušené těstoviny max. 13 % Nesušené těstoviny nejméně 20 %, nejvýše 30 % Zmrazené těstoviny nejméně 20 %, nejvýše 38 % Balené vakuově nebo v inertní atmosféře nejméně 20 %, nejvýše 38 % 29

30 3.4 Vláknina Charakteristika vlákniny Vláknina je důležitou součástí lidské stravy. Již v roce 1954 Hipsley definoval termín dietní vláknina (vláknina potravy), který zahrnuje nevyužitelné sacharidy rostlinného původu nestravitelné v horní části trávicího traktu člověka, tedy v žaludku a tenkém střevě. Dříve se vláknina nepovažovala za významnou, od roku 1970 však o ni vzrostl zájem v důsledku epidemiologické studie Burkitta a Trowella, kteří zjistili, že nedostatek vlákniny ve stravě souvisí se zvýšeným rizikem výskytu civilizačních chorob poruchy cévního systému, nádory garstrointestinálního traktu a žlučníku, ateroskleróza, vznik diabetu mellitu a další. Tato onemocnění se vyskytovala častěji u lidí z průmyslově vyspělejších oblastí. (SANDBERG, A., 1982) Dnes je vláknina definována jako nestravitelné rostlinné polysacharidy a lignin, které nejsou hydrolyzovány trávicími enzymy člověka a mají jeden nebo více pozitivních fyziologických účinků zkracují dobu průchodu tráveniny střevy, zvyšují objem stolice, mohou být zkvašeny mikroflórou tlustého střeva, snižují krevní hladinu LDL cholesterolu i celkového cholesterolu a mnoho dalších. Dle směrnice evropské komise 2008/100/ES jsou do pojmu vláknina zahrnuty i uhlovodíkové polymery s jedním nebo více prospěšnými fyziologickými účinky. Tyto rostlinné polymery mohou být vázány na lignin nebo další složky vlákniny a jsou-li extrahovány spolu s vlákninou při stanovení, jsou považovány také za vlákninu. (EVROPSKÁ KOMISE, 2008) Pozitivní vliv na zdraví Vláknina není člověkem využita jako zdroj energie, ale prochází v nezměněné podobě až do tlustého střeva, kde se štěpí působením střevních bakterií (na obr. 3: struktura vlákniny). Její hlavní přínos pro lidské zdraví je především ve schopnosti zřeďovat kalorický obsah potravin a zvyšovat viskozitu obsahu tenkého střeva, což vede ke sníženému vstřebávání živin a zvýšenému vylučování stolicí pryč z těla. Produkty vzniklé mikrobiální fermentací působí jako bioaktivní látky buď přímo v tlustém střevě, kde vznikly, nebo systematicky jako výsledek absorpce do krve a její distribucí 30

31 do cílových orgánů. Dalším pozitivním účinkem vlákniny v tlustém střevě je pomnožení střevních bakterií díky jejímu využití jako zdroje energie. Tím dochází k potlačení růstu patogenní mikroflóry a snížení rizika vzniku rakoviny a srdečně cévních onemocnění. (ALUKO, E. R., 2012) Konzumace vlákniny působí jako prevence mnoha zdravotních problému a nemocí. Pokud je konzumována v doporučeném množství, které je stanoveno na 30 g za den, napomáhá při problémech se zácpou. Vláknina nepodléhá působení trávicích enzymů v tenkém střevě, prochází tedy trávicím traktem nezměněná. Dochází ke zvětšení objemu stolice a lepšímu a rychlejšímu vyprázdnění. (TOPPING, D., 2007) Konzumace rozpustné vlákniny, především ovesných β -glukanů a guarové gumy, vede ke snížení hladiny glukózy a inzulinu v krvi. Tento jev je spojován se schopností rozpustné vlákniny zvýšit viskozitu v tenkém střevě. (ANDERSON a kol., 2004) Dalším pozitivem je prevence kardiovaskulárních onemocnění působením nerozpustné vlákniny. Hlavním rizikovým faktorem rozvoje kardiovaskulárních onemocnění je zvýšená hladina celkového cholesterolu a LDL-cholesterolu v séru, který v těle působí jako přenašeč cholesterolu do tkání a je spojován se vznikem aterosklerózy. Právě nerozpustná vláknina napomáhá zmenšení výskytu kardiovaskulárních onemocnění snížením hladiny plasmatického cholesterolu. Hlavním zdrojem jsou jablka, ječmen, fazole a další luštěniny, ovoce, zelenina, ovesná kaše, ovesné otruby. (ERKILLA, A., LICHTENSTEIN, A., 2006) Dále vláknina snižuje riziko vzniku kolorektálního karcinomu, působí jako ochrana proti vzniku nádorů jako přirozený protinádorový činitel s imunomodulačními a tumor-specifickými účinky. (KUMAR a kol., 2012) Vlákninu je možno přidávat do pokrmů, kde může zlepšit jejich konzistenci a texturu. Její využití tedy může být jako náhrada zahušťovadel. Nejčastěji obohacovanými potravinami o vlákninu jsou snídaňové cereálie, celozrnné výrobky. Přídavkem vlákniny do těstovin lze dosáhnout lepších fyzikálních vlastností a zvýšení jejich nutriční hodnoty, jelikož vláknina zde může sloužit jako náhrada tuku. Využití vlákniny je v dnešní době velmi pestré. Pro zlepšení vlastností a nutričních parametrů potravin se přidává např. do jogurtů a nápojů pro zvýšení viskozity, do masných produktů pro zachování křehkosti a šťavnatosti, jelikož na sebe váže větší množství vody. (LESNÁ, I., 2013; KUČEROVÁ, J., VONKOVÁ, J., 2000) 31

32 Obr. 2: Struktura vlákniny (RETTENMEIER AND SÖHNE) Rozdělení vlákniny Vlákninu jako celek můžeme z hlediska rozpustnosti ve vodě dělit na vlákninu rozpustnou a vlákninu nerozpustnou. Konzumace nerozpustné a rozpustné vlákniny by měla být v poměru 3:1. (VELÍŠEK, J., 2002) Rozpustná vláknina Rozpustná vláknina je tvořena pektiny, některými hemicelulózami (arabinoxylany, β-glukany), rostlinnými slizy, rostlinnými gumami, polysacharidy mořských řas, modifikovanými škroby a modifikovanými celulózami. Rozpustná vláknina váže do své struktury vodu, je tedy schopna ve střevě bobtnat. Dochází ke zvětšení objemu tráveniny v žaludku a střevě, je zpomalena motilita trávicího traktu. Důsledkem toho je i zpomalení průchodu obsahu trávicí trubice. (KASTNEROVÁ, M., 2012) Rozpustná vláknina je téměř zcela fermentována mikroorganismy v tlustém střevě, pouze malé množství je vyloučeno stolicí. Tento typ vlákniny pozitivně reguluje hladinu cukru v krvi, snižuje hladinu cholesterolu v krvi, dále díky zvětšení objemu dochází k naředění škodlivých látek v tlustém střevě. Nejdůležitější funkcí je možnost její fermentace, čímž se stává zdrojem energie pro bakterie osídlující tlusté střevo. Nevýhodou je omezení přístupu trávicích enzymů k trávenině kvůli snížené motilitě, 32

33 a tím se snižuje i využitelnost živin z potravy. (ZAMRAZILOVÁ, E., MAYLÍK, J., 1989) Rozpustná vláknina se nachází, na rozdíl od nerozpustné, především v mladých rostlinách. Jejím zdrojem je ovoce, zelenina, luskoviny, semena lnu a psyllia. (PRUGAR A KOL., 2008) Nerozpustná vláknina Do skupiny nerozpustné vlákniny patří především celulóza, některé hemicelulózy, které mají sníženou schopnost vázat vodu, a lignin. Tyto látky jsou nerozpustné ve vodě a jsou charakteristické silnými vlákny. Nerozpustná vláknina prochází v nepozměněné formě do tlustého střeva, kde je fermentována mikroorganismy tlustého střeva za vzniku mastných kyselin s krátkým řetězcem. Dále zvyšuje podíl živin a jídla, které projdou přes gastrointestinální trakt, čímž se snižuje množství vstřebaných živin. Velký význam má nerozpustná vláknina díky pozitivním účinkům na hladinu glukózy v krvi. Zvyšuje sekreci glukózo-dependentního inzulinotropního peptidu (GIP), hormonu stimulujícího uvolňování inzulinu po jídle. (ALUKO, R. I., 2012) V tabulce číslo 4 jsou zobrazeny účinky rozpustné a nerozpustné vlákniny. Tab. 2: Vliv vlákniny na lidský organismus (KALAČ, P., 2003) účinky Nerozpustná vláknina Rozpustná vláknina Zpevňování zubů, prevence zubního kazu Snížení přijímané energie Omezení pocitu hladu Snížení hladiny glukosy v + + krvi Snížení hladiny cholesterolu v krvi Vyvázání toxických složek + + tráveniny Podpora činnosti střev Urychlení průchodu

34 tráveniny střevním traktem Vysvětlivky: 0 bez účinku, + slabý příznivý účinek, ++ zřetelně příznivý účinek, +++ velmi výrazný příznivý účinek 34

35 4 MATERIÁL A METODIKA 4.1 Použitý materiál Pro hodnocení byly použity vzorky těstovin vyrobené z bezlepkových surovin s přídavkem vlákniny dle konkrétní receptury. Veškeré použité vzorky byly vyrobeny na Ústavu technologie potravin Mendelovy univerzity v Brně. K výrobě byl použit laboratorní těstárenský lis TR 70 (viz. příloha 1, obr. 1 a 2). Před započetím vlastní výroby je nutné nasadit hnací šnek, přivádějící těsto do výtlačného otvoru lisu, a míchací hřeben umožňující dokonalé promíchání směsi. Nejprve se nasadí plastová záslepka, která se dotáhne kovovou dotahovací hlavou. Do míchací vany se vsypou veškeré sypké suroviny a 2 minuty se směs nechá dokonale promíchat tak, aby byla zcela homogenní. Poté se postupně přidá potřebné množství vody za stálého míchání směsi a nechá se dalších 10 minut opět promíchávat. Po této době se lis vypne. Vymění se plastová záslepka za vybranou matrici a přepneme na režim lisování. Za matrici se nasadí elektrický rotační nůž, u kterého si nastavíme rychlost dle potřebné délky dané těstoviny. Hnací šnek přivádí těsto do matrice, přes kterou se protlačují těstoviny vybraného tvaru a jsou postupně odřezávány rotačním nožem. Jednotlivé vzorky těstovin byly sušeny volně na sítech. U všech vzorků byl zvolen jednotný tvar vrtulky. Pro hodnocení bylo vyrobeno celkem 30 vzorků těstovin. Složení jednotlivých vzorků těstovin je uvedeno v tabulce č. 5, 6, Použité suroviny pro výrobu K výrobě bezlepkových těstovin byla použita kukuřičná a rýžová mouka hladká. Oba typy mouky byly od stejného výrobce - Natural Jihlava JK s.r.o., v balení po 400 g. Z těchto mouk se poté vyrobily těstoviny čistě kukuřičné, čistě rýžové a rýžovokukuřičné v poměru 1:1. Jako náhrada lepku byla do všech vzorků těstovin přidána hydroxypropylmetylcelulóza s označením HPMC E4M. Dále se do všech vzorků přidávaly 3 druhy vláknin pšeničná WF600, pšeničná WF200 a ovesná HF , 35