Přídatné a pomocné látky při výrobě cereálií

Přídatné a pomocné látky při výrobě cereálií Doc. Ing. Josef Příhoda, CSc. Ing. Marcela Sluková, Ph.D. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Fakulta potravinářské a biochemické technologie Ústav sacharidů, a cereálií, Technická 5, Praha 6, 166 28, Josef.Prihoda@vscht.cz Marcela.Slukova@vscht.cz Sluková Příhoda 1

Význam pomocných a přídatných látek V technologii lepší dispergování složek a stabilizace disperzí (promíchání složek v těstě, tření a šlehání současně všech složek hmot, náplní) standardní průběh fermentace (zrání a dokynutí těsta, menší pokles objemu v peci). Sluková Příhoda 3

Význam pomocných a V kvalitě výrobku přídatných látek senzorický efekt: měrný objem, vybarvení kůrky, struktura střídy, tuhost střídy, rychlost tuhnutí střídy (retrogradace škrobu), chuť výrobku nutriční efekt: obohacení minerálními látkami, vitaminy, vyrovnání nutričních nevýhod cereálních surovin zdravotní efekt: omezení nebo náhrada zdravotně zatěžujících složek cereálií a recepturních složek. Sluková Příhoda 4

P a P látky potřebné nebo nezbytné v technologii zpracování Recepturní složky přidávané v malých dávkách. Oficiálně ne jako přídatné látky. Často mají podobné dávky a kombinovanou roli hledisko technologické nebo nutričně zdravotní Látky: jedlá sůl, zkvasitelné cukry, mléčné produkty. Sluková Příhoda 5

Jedlá sůl Zdravotní doporučení snižovat obsah Na + Význam: Technologický - zajištění konzistence těsta (pevnost, stabilita) Plně odstranit vůbec nelze. Snižovat jen v malé míře. Senzorický nejen slanost, ale plnost chuti Pro zdravé konzumenty není moc přijatelné snižovat Není rovnocenná náhrada. Sluková Příhoda 6

Vliv snižování obsahu soli na farinografické vlastnosti pšeničného těsta Obsah soli Vaznost na Doba vývinu Stupeň změknutí po 12 min (FJ) 500 FJ (%) těsta (min) % g 2,5 7,5 59,3 1,5 20 2,0 6,0 59,5 2,5 20 1,8 5,4 59,2 3,0 20 1,6 4,8 59,3 2,5 20 1,4 4,2 59,5 2,5 20 1,2 3,6 59,3 2,5 15 1,0 3,0 59,9 2,0 30 Sluková Příhoda 7

Zkvasitelné cukry V běžné praxi řepný cukr, příp. med. U kynutých výrobků technologicky nelze zcela vypustit. Pro kvašení stačí nízké dávky možno snižovat. Senzoricky pro některé tradiční výrobky nelze snižovat. Zkušenost: fermentací zmizí cca 2 % recepturní dávky ale pro zdravotní tvrzení nelze použít! Sluková Příhoda 8

Mléčné produkty Dávkování jako recepturní složka (běžné výrobky, ne cukrářské apod.): Technologický efekt laktosa vybarvení kůrky Senzorický efekt: mléčná a máslová chuť Možné zdravotní problémy (viz dále). Jako přídatná látka separované frakce syrovátkových bílkovin (albuminů a globulinů), efekty na konzistenci těsta a šlehaných hmot, změkčení střídy apod.). Sluková Příhoda 9

Vliv nízkomolekulárních frakcí mléčných bílkovin na tuhost střídy Sluková Příhoda 10

Vliv nízkomolekulárních frakcí mléčných bílkovin (vlevo) na homogenitu šlehané hmoty Sluková Příhoda 11

Pomocné a přídatné látky používané při výrobě cereálních výrobků: nutriční (výživový) význam a zdravotní aspekty testování, NOAEL, ADI, zhodnocení, EFSA (zdravotní tvrzení) Povrchově aktivní látky (PAL) (emulgátory a pěnotvorné látky) (látky upravující texturu cereálních výrobků) PAL-funkce, přírodní (lecitin) a syntetické emulgátory a zesilovače těsta-technologický význam dietní potraviny zdravotní hodnocení-spany, tweeny (nejvyšší povolená množství) Sluková Příhoda 12

Chemické zlepšovací látky (látky zlepšující kvalitu mouky) (antioxidanty, látky upravující barvu) důvody používání oxidační látky (E300 kys. askorbová-účinek působení, nezbytné množství) (bromičnany, jodičnany, sloučeniny s chlorem-v ČR nepovoleny, používány v USA) Redukční látky (SO 2, siřičitany) oslabení lepkové struktury přírodní antioxidanty obilovin-pšenice, ječmen, žito, ovesfenolové kyseliny, flavonoidy, tokoferoly, fosfolipidy, lignany) E306-přírodní extrakt s vysokým obsahem tokoferolů Sluková Příhoda 13

Chemické zlepšovací látky (látky zlepšující kvalitu mouky) (antioxidanty, látky upravující barvu) přírodní barviva (cukerné kuléry, karamel E150, slady, ) syntetická barviva (barvení cukrářských korpusů) Využití v technologii: bělicí látky (bělení mouk, urychlení zrání mouk, zlepšení vlastností těsta) redukční látky (SO2, siřičitany) oxidační látky (KBrO3-v ČR zakázány, používány v USA, latinská Amerika, východoasijské země) Sluková Příhoda 14

Oxidační působení - technologicky nezbytné Prvotní podmínka tradiční tvorby těsta na vzduchu (kyslík + enzymy) Pšeničné těsto trojrozměrná síť bílkovinných řetězců dotvořená po oxidaci Žitné těsto: prostorová síť řetězců bílkoviny a arabinoxylanů provázaných vzájemně po oxidaci. V současné technologii řada oxidačních přídatných látek. Sluková Příhoda 15

Porovnání vlivu různých oxidantů na objem pšeničného pečiva (vysvětl. dále) Sluková Příhoda 16

Porovnání vlivu různých oxidantů na objem pšeničného pečiva Vysvětlivky k předchozímu grafu: zkoušeno ve směsné atmosféře kyslíku a dusíku; černé body odpovídají vzduchu Body bez oxidantu odpovídají hnětení v atmosféře bez přidaných oxidantů Pořadí účinnosti oxidantů při hnětení na vzduchu: Bromičnan draselný Azodikarbamid Kyselina askorbová Sluková Příhoda 17

Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) funkce (zahušťovadla, želírující látky, stabilizátory), zejména polysacharidy, ale také některé bílkoviny (želatina, kaseináty), vysocevazné látky (viskozita, gely), vláknina potravy (zdravotní tvrzení) (Nařízení EU 432/2012) přírodní hydrokoloidy lněná vláknina, guarový polysacharid (alergen), tragant (alergen), mořského původu, mikrobiální modifikované hydrokoloidy (modifikované škroby-bezlepkové výrobky, CMC, HPMC-zdravotní tvrzení) použití: zlepšující přípravky, cukrářské náplně, polevy na jemné a trvanlivé pečivo, do zmrazovaného pečiva Sluková Příhoda 18

Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) vláknina potravy (arabinoxylany, beta-glukany-zdravotní tvrzení) (Nařízení EU 432/2012) Konzumace arabinoxylanů z pšeničného endospermu přispívá ke snížení zvýšené hladiny glukosy 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! Sluková Příhoda 19

Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) vláknina potravy (beta-glukany-zdravotní tvrzení) (Nařízení EU 432/2012) Vláknina ječného (ovesného, žitného, pšeničných otrub) zrna 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). β-glukany přispívají k udržení normální hladiny cholesterolu v krvi. Toto tvrzení může být použito pouze u potravin, které obsahují nejméně 1 g β-glukanů z ovsa, ovesných otrub, ječmene, ječných otrub nebo ze směsi těchto zdrojů v kvantifikované porci. Aby bylo možné tvrzení použít, musí být spotřebitel informován, že příznivého účinku se dosáhne při přívodu 3 g β-glukanů z ovsa, ovesných otrub, ječmene, ječných otrub nebo ze směsi těchto zdrojů denně. Sluková Příhoda 20

Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) vláknina potravy (beta-glukany, vláknina-zdravotní tvrzení) (Nařízení EU 432/2012) Konzumace β-glukanů z ovsa nebo ječmene jakožto součástí jídla přispívá k omezení nárůstu hladiny glukosy v krvi po tomto jídle. Tvrzení smí být použito pouze u potravin, které obsahují nejméně 4 g β-glukanů z ovsa nebo ječmene na každých 30 g využitelných sacharidů v kvantifikované porci jakožto součásti jídla. Aby bylo možné tvrzení použít, musí být spotřebitel informován, že příznivého účinku se dosáhne konzumací β-glukanů z ovsa nebo ječmene jakožto součásti jídla. 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. Sluková Příhoda 21

Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) vláknina potravy (guar, HPMC-zdravotní tvrzení) (Nařízení EU 432/2012) Guarová guma přispívá k udržení normální hladiny cholesterolu v krvi. Toto tvrzení může být použito pro potravinu, která poskytuje denní příjem guarové gumy 10 g. Prospěšný efekt je zaručen denní konzumací 10 g guarové gumy. Upozornění: U některých osob může guarová guma způsobit obtíže při polykání. Konzumace HPMC jako součásti jídla přispívá ke snížení hladiny glukosy v krvi po jídle (udržení normální hladiny cholesterolu v krvi). Tvrzení smí být použito pouze u potravin, které obsahují 4 g HPMC (5 g HPMC) v kvantifikované porci jako součást jídla. Aby bylo možné tvrzení použít, musí být spotřebitel informován, že příznivého účinku se dosáhne konzumací 4 g HPMC (5 g HPMC) jako součásti jídla. Upozornění: U některých osob může HPMC způsobit obtíže při polykání. Sluková Příhoda 22

Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) modifikované škroby (chemicky, termicky, enzymově) (výživově nevyužitelné polysacharidy) oxidovaný škrob (E1404)-oxidace pomoc NaClO, použití jako zahušťovadlo a stabilizátor (zlepšení vaznosti těsta) substituované škroby (ethery, estery, zesítěné škroby) (E1450 oktenylsukcinát-elasticita těsta), E1440 hydroxypropyl škrob hydrolyzáty škrobu (škrobové sirupy, fruktosové sirupy)

Enzymy v pekárenské technologii ve vyhl. č. 53/2002 Sb. uvedena jen invertasa zlepšení kvality mouky (s povolením Min. Zdravotnictví) zejména hydrolasy (amylasy, proteasy, lipasy, hemicelulasy, pentosanasy) a oxidoreduktasy (lipoxygenasy) Sluková Příhoda 24

Enzymy v pekárenské technologii Hydrolasy: Amylasy - štěpení škrobu podpora fermentace riziko nižšího vázání vody Nebezpečí nadměrné aktivity (číslo poklesu) Nebezpečí poškození škrobu v zrnu (amylograf) V praxi Dávno známa sladová mouka, slad Nyní čisté amylasy. Sluková Příhoda 25

Ostatní suroviny enzymové preparáty Srovnání aktivity amylas různého původu (v % relativně) v závislosti na teplotě Sluková Příhoda 26

Enzymy v pekárenské technologii Hydrolasy proteasy štěpení peptidických vazeb zkracování řetězců HM bílkoviny (rozdíl od redukčních látek) V praxi zeslabení struktury prostorové sítě bílkovin. hemicelulasy, pentosanasy lipasy. Další třídy enzymů. Oxidoreduktasy glukosaoxidasy, lipoxygenasy. Sluková Příhoda 27

Chemické kypřicí prostředky (kypřicí látky, kyseliny a regulátory kyselosti) funkce kypřicí látky (kypření těst, hmot-tvorba plynu) jedlá soda (NaHCO 3 ) (zvýšení obsahu Na + ) kypřicí látky ve směsi s kypřicími kyselinami (hydrogenuhličitany, dihydrogenfosforečnany-netypická chuť) v průmyslu - E408 pekařské droždí v domácnosti - kypřicí prášek do pečiva Sluková Příhoda 28

Konzervační látky (konzervanty) účinky a podmínky použití kys. sorbová a její soli (balený chléb) (podráždění pokožky-alergen) kys. propionová a její soli (balený, toustový chléb) (propionan sodný-alergen) další kyseliny s antimikrobními účinky (kys. octová, mléčná, citronová) (kys. dehydrooctová-v USA) Sluková Příhoda 29

pocit neplné sladké chuti Náhradní sladidla přírodní sladidla (thaumatin-bílkovina, steviosid) identická s přírodními (cukerné alkoholy-zdravotní tvrzení, slabě kariogenní, nepatrně zvyšují hladinu glukosy v krvi, nadměrné množství více než 10 % má laxativní účinky, působení jako vláknina potravystimulace probiotických baterií v tlustém střevě) syntetická sladidla (sacharin, acesulfam K, aspartam) (odlišná struktura, chuť, zdravotní hodnocení) Sluková Příhoda 30

Náhradní sladidla stolní sladidla a potraviny obsahující aspartam musí obsahovat sdělení-zdroj fenylalaninu (fenylketonurie) nízkoenergetické, dietní cereální výrobky chladivý efekt, udržení vlhkosti v pečivu Sluková Příhoda 31

Náhradní sladidla Legislativa náhradní sladidla povolená v ČR E420 sorbitol (D-glucitol, při nadměrném množstvímožné patologické změny na tkáních) E421 mannitol (není spojen s metabolismem glukosy) E950 acesulfam (K +, Na +, Ca 2+, nezměněný je vyloučen močí) E951 aspartam (není tepelně stabilní, rozklad na fenylalanin, kyselinu asparagovou a methanol) Sluková Příhoda 32

Náhradní sladidla Legislativa náhradní sladidla povolená v ČR (pokračování) E953 isomalt (žaludeční potíže, nadýmání,průjem) E954 sacharin (nejdéle známe umělé sladidlo) E955 sukralosa (derivát sacharosy) E957 thaumatin (polypeptid) E960 steviosid (nevstřebává se) Sluková Příhoda 33

Náhradní sladidla Legislativa náhradní sladidla povolená v ČR (pokračování) E965 maltitol, maltitolové sirupy (z kukuřice) E966 laktitol (z mléka, projímavé účinky) E967 xylitol (nesladší polyol, částečně se tráví v tlustém střevě) E968 erythritol (snadné vstřebání do krevního oběhu, nepodléhá metabolismu, vylučuje se ledvinami) Sluková Příhoda 34

Náhradní sladidla Legislativa náhradní sladidla povolená v ČR (pokračování) E952 cyklamát (sodný, vápenatý), sůl kyseliny cyklohexylsulfamové, pochybnosti o zdravotní nezávadnosti, možnost štěpení cyklamátu v tlustém střevě na nebezpečný cyklohexylamin, v nízkých koncentracích se cyklamát vstřebává v tenkém střevě, nemetabolizuje se a je vyloučen v nezměněné formě, v USA a některých zemích EU není povolen (zvyšuje účinek ostatních kancerogenů) Sluková Příhoda 35

Náhradní sladidla Zdravotní tvrzení (Nařízení EU 432/2012) (xylitol, sorbitol, mannitol, maltitol, laktitol, isomalt, erythritol, sukralosa, polydextrosa, D-tagatosa, isomaltulosa) Konzumace potravin nebo nápojů obsahující uvedené náhrady cukru (náhradní sladidla) (nebo jejich kombinace) přispívá ke snížení hladiny glukosy v krvi po jejich konzumaci ve srovnání s konzumací potravin nebo nápojů obsahující cukry. Konzumace potravin nebo nápojů obsahující uvedené náhrady cukru (náhradní sladidla) přispívá k udržení mineralizace zubů. Abychom mohli použít toto tvrzení, cukry by měly být v potravině nebo nápoji (které snižují ph zubního plaku pod 5,7) nahrazeny uvedenými náhradními sladidly. Sluková Příhoda 36