Výroba potravin a nutriční hodnota

Transkript

1 Výroba potravin a nutriční hodnota (N321020) Seminář mléko a mléčné výrobky

2 Hlavní témata Složení mléka druhy nutriční hodnota jednotlivé složky prvovýrobní faktory Vliv technologických operací a skladování na nutriční hodnotu mléčných výrobků Fortifikace mléčných výrobků Biologicky aktivní složky mléka a jejich izolace Modifikace složek mléka pro zlepšení nutriční hodnoty laktosová intolerance hydrolýza laktosy hydrolýza bílkovin Mýty o mléce

3 Fortifikace mléčných výrobků vitamin D Ca, Fe, I vláknina náhrada mléčného tuku ω-3 MK kojenecká výživa

4 Biologicky aktivní složky mléka a jejich izolace

5 Kaseinomakropetid vznik syrovátka 1,2-1,5 g/l vlastnosti struktura - glykosylace biologická aktivita MO vyšší org. funkční vlastnosti izolace aplikace

6 Sacharidická složka CMP Monosacharid GalNAc-O-R (0.8%), Disacharid Gal β1 3 GalNAc-O-R (6.3%), Trisacharid NeuAc α2 3 Gal β1 3 GalNAc-O-R (18.4%), Trisacharid Gal β1 3 (NeuAc α2 6) GalNAc-O-R (18.5%), Tetrasacharid NeuAc α2 3 Gal β1 3 (NeuAc α2 6) GalNAc- O-R (56%). Tetrasacharid* Galβ1 3 GalNAc β1 6 (Gal β1 3) GalNAc-O-R Další biologicky aktivní složky mléka Laktoferin a laktoperoxidasa Imunoglobuliny Kasomorfiny IGF

7 Modifikace složek mléka ovlivňující nutriční hodnotu

8 Hydrolýza laktosy význam řešení laktosové intolerance syntéza galaktooligosacharidů zlepšení rozpustnosti zvýšení sladivosti postupy minerální kyseliny ionexy působení β-galaktosidasy

9 β-galaktosidasa (x laktasa) EC výskyt a zdroje enzymu tenké střevo nejvíce ve střední části jejunum, méně duodenum a ileum mikrobiální zdroje bakteriální kvasinkové plísňové - termostabilita, ph optimum, A. niger x A. oryzae (rostlinné zdroje,...) vlastnosti mechanismus působení

10 Mikrobiální zdroje β-galaktosidasy

11 Vlastnosti β-galaktosidasy 2 1

12 Mechanismus působení β-galaktosidasy

13 β-galaktosidasa aktivita enzymu syntetický substrát ONPG (o-nitrophenyl-β-dgalaktopyranosid) laktosa (U = 1 μmol uvolněné glukosy / min ) vliv složení substrátu - viz vlastnosti inhibice kvasinková β-galaktosidasa Ca 2+ galaktosa glukosa plísňová β-galaktosidasa galaktosa (A. niger x A. oryzae)

14 Malabsorpce laktosy - laktosová intolerance příčina - pokles aktivity β-galaktosidasy dané geneticky β-galaktosidasa není indukovatelná příznaky průjmy nadýmání diagnostika biopsie zátěžový test dávka laktosy na lačno test krevní glukosy před a po podání test obsahu vodíku v dechu interpretace testů dávka laktosy, individ. rozdíly,...

15 Laktosová intolerance výrobky vhodné pro lidi s intolerancí laktosy laktosa pouze v mléce x výrobky obsahující mléko, syrovátku, podmáslí (čokolády, cukrovinky, sušenky,... ) typy výrobků Low lactose milk (> % hydrolýza) Lactose free milk (< 0,01 % laktosy) naše legislativa vyhl. 54/2004 potraviny s nízkým obsahem laktosy max. 1 % bezlaktózové max. 0,01 %, ne volná galaktosa

16 Výskyt laktosové intolerance

17 Výskyt laktosové intolerance Holden & Mace, 1997

18 Výroba mléka a syrovátky se sníženým obsahem laktosy Hydrolýza při nízké teplotě (5 C) přes noc domácí příprava průmyslově (2x tepelné ošetření) - cena vyšší o 50-70% Tetra-lacta proces UHT mléko s přídavkem enzymu (10 mg/kg) sterilovaného mebránovou filtrací (hydrolýza 7-10 dní při 20 C) - čistota enzymu Imobilizovaný enzym CA vlákna - šaržový proces - Miláno l/den; ztráta aktivity 10% po 50 šaržích) Valio (fenol-formaldehydová pryskyřice) l/16-20h, dní 50 % ztráta aktivity. Hydrolýza laktosy po chromatografické separaci (Valio) Hrubý enzymový extrakt (L. bulgaricus) Membránové reaktory

19

20 Transferasová aktivita β-galaktosidasy tvorba galaktooligosacharidů struktura

21 Galaktooligosacharidy - vlastnosti prebiotické vlastnosti - složka funkčních potravin zlepšení vstřebávání minerálních látek nekariogenní sladká chuť (< 1/2 sacharosy) nízká energetická hodnota (1/2 sacharosy) reologie výrobků stabilita

22 Galaktooligosacharidy - výroba roztok laktosy s vysokou koncentrací (50 C) demineralizace, filtrace sirup nebo sušení chromatografická separace Galaktooligosacharidy - aplikace fermentované mléčné výrobky KDV nápoje cukrovinky

23 Další modifikace složek hydrolýza bílkovin snížení alergenicity změna funkčních vlastností senzorické vlastnosti Mýty o mléce

24 Výroba potravin a nutriční hodnota Seminář oleje a tuky

25 Oleje a tuky - Nejvýznamnější zdroj energie - Zdroj bioaktivních látek esenciální mastné kyseliny - Nosič minoritních látek vitaminů rozpustných v tucích - Dodávají typickou chuť a texturu potravinám

26 Rostlinné a živočišné oleje a Rostlinné - Palmový olej (38,0 mil t) - Sójový olej (36,7 mil t) - Řepkový olej (18,4 mil t) - Slunečnicový olej (11,4 mil t) - Bavlníkový olej (5,0 mil t) - Podzemnicový olej (4,2 mil t) - Olivový olej (3,0 mil t) - Kukuřičný olej (2,3 mil t) - Palmojádrový olej (4,4 mil t) - Kokosový tuk (2,9 mil t) - Sezamový olej (0,9 mil t) - Lněný olej (0,7 mil t) tuky Živočišné - Hovězí lůj (8,5 mil t) - Sádlo (8,0 mil t) - Mléčný tuk (6,9 mil t) - Rybí olej (1,0 mil t)

27 Obsah tuku a jeho složení ve vybraných potravinách dnes již < 1 %

28 Složení tuků 1, Homolipidy estery jednosytných alkoholů (vosky) - estery glycerolu triacylglyceroly, diacylglyceroly, monoacylglyceroly O O R1 O O O R3 O R2 2, Heterolipidy fosfolipidy fosfatidy, lysofosfatidy, sfingofosfolipidy - glykolipidy 3, Komplexní lipidy lipoproteiny, mukolipidy

29 Složení tuků 4, Doprovodné látky uhlovodíky (skvalen) - alifatické alkoholy - ketony - triterpenoidy a steroidy 4,4-dimethylsteroly, 4-methylsteroly, 4-demethylsteroly (= steroly) - vitaminy rozpustné v tucích - lipofilní barva (karotenoidy, chlorofyly) -přírodní antioxidanty fenolové kyseliny skvalen

30 Esenciální mastné kyseliny Mastné kyseliny, které je nutné tělu dodávat formou potravy, tělo si je neumí syntetizovat Prekurzory eikosanoidů (prostaglandiny, leukotrieny, prostacykliny, ) Kyselina linolová 9,12-cis,cis-oktadekadienová k. Kyselina linolenová 9,12,15- all cis-oktadekatrienová k. Kyselina arachidonová 5,8,11,14-all cis-eikosatetraenová Kyselina eikosapentaenová 5,8,11,14,17-all cis-eikosapentaenová Kyselina dokosahexaenová 4,7,10,13,16,19-all cis-dokosahexanenová Rostlinného původu především k. linolová a k. linolenová (olej slunečnicový, řepkový, sójový) Živočišného původu EPA, DHA (rybí olej) DHA COOH

31 Steroly Rostlinného původu - β-sitosterol (nejvíce zastoupený) - kampesterol -stigmasterol - Δ 5 -avenasterol - redukují vstřebávání cholesterolu HO β-sitosterol

32 Steroly Celkový obsah sterolů v některých rostlinných olejích

33 Steroly Živočišného původu cholesterol lidské tělo obsahuje asi 100 g cholesterolu 1/3 je přítomna v mozku a nervových tkáních, 1/3 ve svalech a 1/3 v buněč. membr. je důležitý a nezbytný při produkci žlučových solí (emulgátorů) v játrech, steroidních hormonů a vitaminu D v kůži HO

34 Steroly Živočišného původu cholesterol zvýšená hladina cholesterolu v krvi je jedním z faktorů zvyšující riziko vzniku ischemické choroby srdeční -oxidační produkty cholesterolu se mohou podílet na vzniku aterosklerózy. Tyto produkty vznikají při různých manipulacích se surovinou, v čerstvé surovině se nevyskytují

35 Steroly Obsah cholesterolu v potravinách živočišného původu

36 Vitaminy rozpustné v tucích - vit. A retinoidy - β-karoten avitaminosa šeroslepost, inhibice růstu, deformace kostí - vit. D kalciferoly hypovitaminosa děti křivice, dospělí měknutí a deformace vyvinutých kostí - vit. E tokoferoly, tokotrienoly antioxidant (ochrana buněčných membrán) - vit. K fyllochinon, menachinony deficience poruchy srážlivosti krve

37 Zastoupení tokoferolů a tokotrienolů v olejích

38 Antioxidanty látky, které oddalují oxidaci lipidů (reagují s volnými radikály) in vivo (reakce s bílkovina a nukleovými kyselinami) x in vitro - řepkový olej k. sinapová, p-hydroxybenzoová (2500 mg/100g) - slunečnicový olej k. chlorogenová, kávová, ferulová (10 2 mg/100 g) - podzemnicový olej k. p-kumarová, ferulová - lněný olej k. ferulová, sinapová - vitamín E - antioxidant

39 Antioxidanty a oxidace lipidů rychlost oxidace závisí na mnoha faktorech (přístup kyslíku, charakter substrátu nenasycenost MK, přítomnost prooxidantů, antioxidantů) substrát MK s počtem dvojných vazeb se oxidace zrychluje iniciace, propagace, terminace vznik hydroperoxidů = primární oxidační produkty sekundární oxidační produkty aldehydy, ketony, polymery, oxokyseliny, - vznik nežádoucí vůně, chuti výrobků, potencionálně karcinogenních látek

40 Olivový olej - Španělsko, Itálie, Řecko - rozdělení extra panenský olivový olej - panenský olivový olej - olivový olej - olivový olej z pokrutin -lampate - fenolové sloučeniny jsou zodpovědné za charakteristické aroma panenských olivových olejů - oleuropein, demethyloleuropein, hydroxytyrosol, tyrosol, k. vanilová, p-kumarová

41 Získávání olejů

42 Rafinace olejů

43 Rafinace olejů Hydratace surového oleje - surový rostlinný olej 0,6 3,2 % fosfolipidů = ppm P - odstranění fosfolipidů ze surového oleje - termolabilita -při kontaktu s vodou by vznikaly emulze - senzorické hledisko (usazování na dně lahví) fosfatidylcholin

44 Rafinace olejů Hydratace surového oleje - hydratační činidlo: voda, kyselina citrónová, fosforečná C; míchání, sedimentace/odstředivky - hodnota fosfolipidů v hydratovaném oleji ppm P pro alkalickou rafinaci ppm P pro fyzikální rafinaci - vznik hydratačních kalů, které obsahu fosfolipidy, glykolipidy, triacylglyceroly - použití hydratačních kalů výroba lecithinu (emulgátory pro margaríny, zmrzliny, pekařské výrobky, kosmetika, farmacie,..)

45 Alkalická rafinace Rafinace olejů - hydratovaný olej 0,5 3 % vmk - odstranění volných mastných kyselin - senzorické hledisko (drsnost) - -COOH skupina reaktivní - VMK destilují s vodní parou (problém při smažení) - nežádoucí ztráta triacylglycerolů O OH kyselina palmitová

46 Alkalická rafinace Rafinace olejů - vodný roztok NaOH (0,5 3 %) C, sedimentace/odstředivky - koncentrace vmk po alkalické rafinaci 0,1 % - vznik soapstocku soli mastných kyselin, TAG

47 Bělení Rafinace olejů - odstranění - barviv (karoteinoidy, feofytiny) -zbytků vmk -těžkých kovů - polycyklické aromatické uhlovodíky - adsorpce na bělicí hlince (aktivním uhlí) 1,0 1,5 % C, 4 9 kpa, míchání, filtrace

48 Rafinace olejů Deodorace - odstranění - těkavých látek -zbytků vmk - nežádoucí ztráty antioxidantů (tokoferolů) a sterolů C, 0,5 1,0 kpa, destilace s vodní parou - možný vznik trans-mastných kyselin (vyšší časová prodleva) - deodorační kondenzát % vmk, 25 % steroly, 10 % tokoferoly - zdroj sterolů a tokoferolů RAFINOVANÝ OLEJ

49 Rafinace olejů Fyzikální rafinace - hydratace, bělení, fyzikální rafinace - odstranění - vmk -těkavých látek - tokoferolů a sterolů - stejné podmínky jako u deodorace, ale větší množství destilátu - destilát mastných kyselin 99 % vmk, 1 % steroly a tokoferoly

50 Výrobky z olejů a tuků Oleje Margaríny - emulze voda v oleji - vitaminizace (přídavek vit. rozp. v tucích) - v olejové fázi přítomné ω-3 a ω-6 MK - nové technologie přípravy tukové násady obsah trans-mk pod 1 % Tuky na pečení, shorteningy oxidační stabilita tuku, splnění nutričních požadavků, textura a chutnost výrobku Oleje a tuky na smažení vysoká oxidační stabilita, nutriční požadavky

51 Modifikace tuků a olejů, výroba tukové násady

52 Výrobky z olejů a tuků Majonézy - emulze olej ve vodě (olej, ocet, vaječný žloutek, cukr, sůl, hořčice, pepř) - obsah oleje % -oxidační stabilita, nesmí obsahovat tuk ve vykrystalizované podobě při teplotě 4 C Dresinky - emulze olej ve vodě - obsah oleje % - navíc obsahují látky pro zvýšení fyzikální stability (škroby, gumy, emulgátory)

53 Výrobky z olejů a tuků Čokolády a tuky pro cukrovinky - kakaové máslo základ (většinou), je drahé - dodává charakteristickou tvrdost a křehkost při pokojové teplotě, má strmou křivku tání, taje při teplotě C - složení čokolády - čokoládová hmota 40 %, cukr 48 %, kakaové máslo 12 %, lecithin, další složky -mléčná čokoláda méně kak. másla + 3,5 9 % mléčného tuku -bíláčokoláda není přítomna kakaová hmota Náhrada mléčného tuku např. zmrzliny (kokosový tuk)