Inovace předmětu Gastronomické technologie III (FT6A/2014) Stanovení vlákniny a stravitelnosti v zeleninových salátech Institucionální program UTB Zlín (2014)

Definice vlákniny „Polysacharidy rostlinného původu, které nepodléhají hydrolýze enzymy lidského trávicího traktu.“ Definice vlákniny „Polysacharidy rostlinného původu, které nepodléhají hydrolýze enzymy lidského trávicího traktu.“

Definice vlákniny Směrnice Komise 2008/100/ES kterou se mění Směrnice Rady 90/496/EHS o nutričním označování potravin, pokud jde o doporučené denní dávky, převodní faktory pro energetickou hodnotu a definice. „Vlákninou se rozumí uhlovodíkové polymery s třemi nebo více monomerními jednotkami, které nejsou tráveny ani vstřebávány v tenkém střevu lidského organizmu a náleží do těchto kategorií: jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě, jedlé uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravních surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky, jedlé uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky.“ Definice vlákniny Směrnice Komise 2008/100/ES kterou se mění Směrnice Rady 90/496/EHS o nutričním označování potravin, pokud jde o doporučené denní dávky, převodní faktory pro energetickou hodnotu a definice. „Vlákninou se rozumí uhlovodíkové polymery s třemi nebo více monomerními jednotkami, které nejsou tráveny ani vstřebávány v tenkém střevu lidského organizmu a náleží do těchto kategorií: jedlé uhlovodíkové polymery přirozeně se vyskytující v přijímané potravě, jedlé uhlovodíkové polymery, které byly získány z potravních surovin fyzikálními, enzymatickými nebo chemickými prostředky a které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky, jedlé uhlovodíkové polymery, které mají prospěšný fyziologický účinek prokázaný obecně uznávanými vědeckými poznatky.“

K vláknině podle chemického složení patří: Neškrobové polysacharidy – celulóza, hemicelulózy, pektiny, β-glukany, chitin, gumy a slizy. Nestravitelné oligosacharidy (prebiotika) např. inulin; Složky příbuzné sacharidům – rezistentní škroby, modif. celulózy, syntetické deriváty polysacharidů (karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, dextriny). Lignin a doprovodné látky (kutin, třísloviny). K vláknině podle chemického složení patří: Neškrobové polysacharidy – celulóza, hemicelulózy, pektiny, β-glukany, chitin, gumy a slizy. Nestravitelné oligosacharidy (prebiotika) např. inulin; Složky příbuzné sacharidům – rezistentní škroby, modif. celulózy, syntetické deriváty polysacharidů (karboxymetylcelulóza, metylcelulóza, dextriny). Lignin a doprovodné látky (kutin, třísloviny).

Podle rozpustnosti se vláknina dělí na: Rozpustnou – pektiny, β-glukany, inulin, gumy a slizy; Nerozpustnou – celulóza, hemicelulózy, lignin, chitin. Podle rozpustnosti se vláknina dělí na: Rozpustnou – pektiny, β-glukany, inulin, gumy a slizy; Nerozpustnou – celulóza, hemicelulózy, lignin, chitin.

Zdroje vlákniny Vláknina (g/100 g potraviny) celkovánerozpustnározpustná (TDF)(IDF)(SDF) kukuřičné otruby pšeničné otruby47,942,43,6 celozrnná žitná mouka15,6123,6 celozrnná pšeničná mouka11,89,52,3 hrášek zelený11,56,25,3 fazole vařené11,56,64,9 meruňky sušené nevařené9,68,51,1 maliny čerstvé4,94,70,2 špenát vařený3,71,91,8 brambory syrové3,52,60,9 cibule syrová1,40,80,6

Příjem vlákniny 12 g/den 30 g/den ČR Dle věku a pohlaví děti od 2. roku cca 5 g

Příjem vlákniny Karcinom tlustého střeva Kardiovaskulární choroby

Fyziologický účinek vlákniny snižuje hladinu cholesterolu v krvi, snížení rizika vzniku srdečně-cévních onemocnění; zpomaluje vstřebávání cukru do krve (význam při diabetu) – udržení stabilnější hladiny cukru v krvi; urychluje průchod trávené potravy – stěna střeva je kratší dobu vystavena působení škodlivých složek potravy a zplodin látkové přeměny (prevence vzniku rakoviny tlustého střeva, prsu, prostaty). Fyziologický účinek vlákniny snižuje hladinu cholesterolu v krvi, snížení rizika vzniku srdečně-cévních onemocnění; zpomaluje vstřebávání cukru do krve (význam při diabetu) – udržení stabilnější hladiny cukru v krvi; urychluje průchod trávené potravy – stěna střeva je kratší dobu vystavena působení škodlivých složek potravy a zplodin látkové přeměny (prevence vzniku rakoviny tlustého střeva, prsu, prostaty).

Fyziologický účinek vlákniny váže vodu (zvětšením objemu vyvolává pocit sytosti) – využití při redukčních dietách; – tvorbou gelu snižuje riziko absorpce nežádoucích látek ze střeva; je částečně fermentována v tlustém střevě na org. kyseliny (zdroj energie pro mikroflóru) – probiotikum. Fyziologický účinek vlákniny váže vodu (zvětšením objemu vyvolává pocit sytosti) – využití při redukčních dietách; – tvorbou gelu snižuje riziko absorpce nežádoucích látek ze střeva; je částečně fermentována v tlustém střevě na org. kyseliny (zdroj energie pro mikroflóru) – probiotikum.

Fyziologický účinek vlákniny Rozpustná vláknina prevence obezity a závažných onemocnění jako je rakovina tlustého střeva a kardiovaskulární choroby. Nerozpustná vláknina, zejména celulóza, má laxativní účinek a urychluje průchod potravy zažívacím ústrojím. U fukoidanů byly prokázány protizánětlivé, antitrombotické, antikoagulační, protirakovinné i antivirové účinky. Fyziologický účinek vlákniny Rozpustná vláknina prevence obezity a závažných onemocnění jako je rakovina tlustého střeva a kardiovaskulární choroby. Nerozpustná vláknina, zejména celulóza, má laxativní účinek a urychluje průchod potravy zažívacím ústrojím. U fukoidanů byly prokázány protizánětlivé, antitrombotické, antikoagulační, protirakovinné i antivirové účinky.

Metody stanovení vlákniny 1. W. HENNEBERG, F. STOHMANN (1860): dvoustupňová hydrolýza ve slabě kyselém a slabě zásaditém prostředí  hrubá vláknina (HV – Crude Fiber). 2. P. J. VAN SOEST a kol. (1963): mírná hydrolýza za varu v pufrovaném neutrálním roztoku detergentu laurylsulfátu sodného  neutrálně-detergentní vláknina (NDF); kyselá hydrolýza v prostředí detergentu (cetyltrimetylamonium bromid v roztoku kyseliny sírové)  acido-detergentní vláknina (ADF); hydrolýza zbytku buněčných stěn po stanovení ADF 72% H 2 SO 4 za studena  acido-detergentní lignin (ADL). Metody stanovení vlákniny 1. W. HENNEBERG, F. STOHMANN (1860): dvoustupňová hydrolýza ve slabě kyselém a slabě zásaditém prostředí  hrubá vláknina (HV – Crude Fiber). 2. P. J. VAN SOEST a kol. (1963): mírná hydrolýza za varu v pufrovaném neutrálním roztoku detergentu laurylsulfátu sodného  neutrálně-detergentní vláknina (NDF); kyselá hydrolýza v prostředí detergentu (cetyltrimetylamonium bromid v roztoku kyseliny sírové)  acido-detergentní vláknina (ADF); hydrolýza zbytku buněčných stěn po stanovení ADF 72% H 2 SO 4 za studena  acido-detergentní lignin (ADL).

Metody stanovení vlákniny 3. L. PROSKY a kol. (1984): enzymatická metoda: rozpuštění jednoduchých sacharidů 78% etylalkoholem, odstranění škrobu pomocí α-amylázy a amyloglukozidázy, odstranění proteinu pomocí proteázy  celková vláknina potravy (TDF). TDF zahrnuje nerozpustné i rozpustné složky vlákniny. Metody stanovení vlákniny 3. L. PROSKY a kol. (1984): enzymatická metoda: rozpuštění jednoduchých sacharidů 78% etylalkoholem, odstranění škrobu pomocí α-amylázy a amyloglukozidázy, odstranění proteinu pomocí proteázy  celková vláknina potravy (TDF). TDF zahrnuje nerozpustné i rozpustné složky vlákniny. Vláknina Nerozpustná frakceRozpustná frakce lignincelulózahemicelulózypektinnestrav. sacharidygumyvosky ADL ADF NDF TDF

Stanovení vlákniny – Ankom Ankom220 Fiber Analyzer (ANKOM Technology, New York) HV, NDF, ADF, ADL 1. Příprava chemikálií – dle použité metody. 2. Příprava vzorků – homogenizace, sušení, lyofilizace. Při obsahu tuku nad 5 % je nutné ho odstranit acetonem. 3. Vlastní stanovení – dle použité metody. Stanovení vlákniny – Ankom Ankom220 Fiber Analyzer (ANKOM Technology, New York) HV, NDF, ADF, ADL 1. Příprava chemikálií – dle použité metody. 2. Příprava vzorků – homogenizace, sušení, lyofilizace. Při obsahu tuku nad 5 % je nutné ho odstranit acetonem. 3. Vlastní stanovení – dle použité metody. Filtrační sáček F57 Velikost pórů 50 mµ

Stanovení HV, NDF, ADF, ADL  Příprava sáčků – propláchnutí v acetonu, vysušení v digestoři, popis sáčků.  Zvážení prázdného sáčku (m 1 ).  Navážení vzorků (m 2 ) – 1 g (HV), 0,5 g (NDF, ADF, ADL).  Zatavení sáčků a umístění do nosiče.  Vložení nosiče do přístroje.  Umístění závaží na poslední oddíl nosiče.  Nalití rozpouštědla dle použité metody a uzavření víka.  Zapnutí míchání (Agitate) a topení (Heat), časový režim.  Vypnutí přístroje, otevření vypouštěcího ventilu.  Propláchnutí sáčků.  Sušení sáčků – 105 °C, 2 – 4 hod.  Zvážení – (m 3 ).  Spálení sáčků – 550 °C, 5 hod.  Zvážení – (m 4 ).  Výpočet. Stanovení HV, NDF, ADF, ADL  Příprava sáčků – propláchnutí v acetonu, vysušení v digestoři, popis sáčků.  Zvážení prázdného sáčku (m 1 ).  Navážení vzorků (m 2 ) – 1 g (HV), 0,5 g (NDF, ADF, ADL).  Zatavení sáčků a umístění do nosiče.  Vložení nosiče do přístroje.  Umístění závaží na poslední oddíl nosiče.  Nalití rozpouštědla dle použité metody a uzavření víka.  Zapnutí míchání (Agitate) a topení (Heat), časový režim.  Vypnutí přístroje, otevření vypouštěcího ventilu.  Propláchnutí sáčků.  Sušení sáčků – 105 °C, 2 – 4 hod.  Zvážení – (m 3 ).  Spálení sáčků – 550 °C, 5 hod.  Zvážení – (m 4 ).  Výpočet.

HV, NDF, ADF, ADL – výpočet kde: V – obsah CF, NDF, ADF, ADL [%] m 1 – hmotnost sáčku [g] m 2 – hmotnost navážky vzorku [g] m 3 – hmotnost vysušeného sáčku s rezidui vzorku po hydrolýze [g] m 4 – hmotnost popela po spálení vysušeného sáčku s rezidui vzorku po hydrolýze [g] c 1 – korekce hmotnosti sáčku po hydrolýze [g] c 2 – korekce hmotnosti sáčku po spálení [g] m s – hmotnost vysušeného sáčku po hydrolýze [g] m p – hmotnost popela sáčku [g] HV, NDF, ADF, ADL – výpočet kde: V – obsah CF, NDF, ADF, ADL [%] m 1 – hmotnost sáčku [g] m 2 – hmotnost navážky vzorku [g] m 3 – hmotnost vysušeného sáčku s rezidui vzorku po hydrolýze [g] m 4 – hmotnost popela po spálení vysušeného sáčku s rezidui vzorku po hydrolýze [g] c 1 – korekce hmotnosti sáčku po hydrolýze [g] c 2 – korekce hmotnosti sáčku po spálení [g] m s – hmotnost vysušeného sáčku po hydrolýze [g] m p – hmotnost popela sáčku [g]

Stanovení TDF 1. Enzymatický rozklad vzorku Stanovení TDF 1. Enzymatický rozklad vzorku 3. Stanovení rozpustné vlákniny 2. Stanovení nerozpustné vlákniny

Výpočet TDF kde: TDF – obsah celkové vlákniny [%] IDF – obsah nerozpustné vlákniny [%] SDF – obsah rozpustné vlákniny [%] Výpočet TDF kde: TDF – obsah celkové vlákniny [%] IDF – obsah nerozpustné vlákniny [%] SDF – obsah rozpustné vlákniny [%]

Stravitelnost využitelnost živiny lidským organizmem Stravitelnost je dána množstvím živiny, které bylo absorbováno zažívacím ústrojím. Není jednotná metoda pro zjišťování stravitelnosti. Metody in vivo a in vitro.  Metodou in vivo je na pokusných objektech stanoveno množství spotřebovaného dusíku ve vztahu k přijatému a vyloučenému dusíku organizmem.  Metody in vitro jsou založeny na simulování podmínek in vivo v laboratorních podmínkách, kdy je stanoveno množství dusíku před a po působení proteolytických enzymů. Stravitelnost využitelnost živiny lidským organizmem Stravitelnost je dána množstvím živiny, které bylo absorbováno zažívacím ústrojím. Není jednotná metoda pro zjišťování stravitelnosti. Metody in vivo a in vitro.  Metodou in vivo je na pokusných objektech stanoveno množství spotřebovaného dusíku ve vztahu k přijatému a vyloučenému dusíku organizmem.  Metody in vitro jsou založeny na simulování podmínek in vivo v laboratorních podmínkách, kdy je stanoveno množství dusíku před a po působení proteolytických enzymů.

Stravitelnost Velká rozmanitost biologických materiálů – přítomnost široké škály sloučenin, jejich synergické a antagonistické chování může významně ovlivnit využitelnost jednotlivých nutričních faktorů. Mezi látky snižující stravitelnost patří některé součásti vlákniny, třísloviny a fenolické látky (běžně se vyskytují v ovoci a zelenině). Stravitelnost neboli využitelnost proteinů může být ovlivněna přítomností:  fenolických sloučenin, jež mohou narušit strukturu proteinů tím, že se k nim váží kovalentní vazbou v oxidačních podmínkách (znesnadňuje jejich extrakci);  polysacharidů, které se chovají jako rozpustná a nerozpustná vláknina. Stravitelnost Velká rozmanitost biologických materiálů – přítomnost široké škály sloučenin, jejich synergické a antagonistické chování může významně ovlivnit využitelnost jednotlivých nutričních faktorů. Mezi látky snižující stravitelnost patří některé součásti vlákniny, třísloviny a fenolické látky (běžně se vyskytují v ovoci a zelenině). Stravitelnost neboli využitelnost proteinů může být ovlivněna přítomností:  fenolických sloučenin, jež mohou narušit strukturu proteinů tím, že se k nim váží kovalentní vazbou v oxidačních podmínkách (znesnadňuje jejich extrakci);  polysacharidů, které se chovají jako rozpustná a nerozpustná vláknina.

Stanovení stravitelnosti Filtrační sáček F57 Velikost pórů 50 mµ Gravimetrická metoda na stanovení stravitelnosti Daisy inkubátor (ANKOM Technology, New York)

Stanovení stravitelnosti 1.Příprava chemikálií – dle použitého enzymu pepsin, pankreatin, příp. kombinace obou enzymů. 2.Příprava vzorků – homogenizace, sušení, lyofilizace. 3.Vlastní stanovení – doba hydrolýzy dle použitého enzymu. 4. Stanovení sušiny (105 °C, 5 hodin). 5. Stanovení popela (550 °C, 5 hodin). Stanovení stravitelnosti 1.Příprava chemikálií – dle použitého enzymu pepsin, pankreatin, příp. kombinace obou enzymů. 2.Příprava vzorků – homogenizace, sušení, lyofilizace. 3.Vlastní stanovení – doba hydrolýzy dle použitého enzymu. 4. Stanovení sušiny (105 °C, 5 hodin). 5. Stanovení popela (550 °C, 5 hodin). Daisy inkubátor (ANKOM Technology, New York)

Výpočet stravitelnosti DMD = 100 – OMD = 100 – DMR = AR = DM = OM = kde: DMD – hodnota stravitelnosti sušiny vzorku [%] OMD – hodnota stravitelnosti organické hmoty vzorku [%] DMR – hmotnost vzorku bez sáčku po inkubaci a sušení [g] DM – obsah sušiny ve vzorku [g] Su – obsah sušiny ve vzorku [%] AR – hmotnost popela vzorku bez sáčku [g] OM – obsah organické hmoty v sušině vzorku [g] Po – obsah popela ve vzorku [%] Výpočet stravitelnosti DMD = 100 – OMD = 100 – DMR = AR = DM = OM = kde: DMD – hodnota stravitelnosti sušiny vzorku [%] OMD – hodnota stravitelnosti organické hmoty vzorku [%] DMR – hmotnost vzorku bez sáčku po inkubaci a sušení [g] DM – obsah sušiny ve vzorku [g] Su – obsah sušiny ve vzorku [%] AR – hmotnost popela vzorku bez sáčku [g] OM – obsah organické hmoty v sušině vzorku [g] Po – obsah popela ve vzorku [%]

Výpočet stravitelnosti kde: m 1 – hmotnost sáčku [g] m 2 – hmotnost vzorku [g] m 3 – hmotnost vysušeného sáčku se vzorkem po inkubaci [g] m 4 – hmotnost popela po spálení vysušeného sáčku se vzorkem po inkubaci [g] m s – hmotnost vzorku na stanovení sušiny [g] Výpočet korekcí: c 1 – korekce hmotnosti sáčku po inkubaci [g] c 2 – korekce hmotnosti sáčku po spálení [g] ms – hmotnost vysušeného sáčku po hydrolýze [g] m p – hmotnost popela sáčku [g] Výpočet stravitelnosti kde: m 1 – hmotnost sáčku [g] m 2 – hmotnost vzorku [g] m 3 – hmotnost vysušeného sáčku se vzorkem po inkubaci [g] m 4 – hmotnost popela po spálení vysušeného sáčku se vzorkem po inkubaci [g] m s – hmotnost vzorku na stanovení sušiny [g] Výpočet korekcí: c 1 – korekce hmotnosti sáčku po inkubaci [g] c 2 – korekce hmotnosti sáčku po spálení [g] ms – hmotnost vysušeného sáčku po hydrolýze [g] m p – hmotnost popela sáčku [g]