Mgr. Dana Hrnčířová, Ph.D. Ústav výživy, 3. LF UK ZMĚNY V POTRAVINÁCH Mgr. Dana Hrnčířová, Ph.D. Ústav výživy, 3. LF UK

Ke změnám dochází během: zpracování surovin výroby potravin skladování potravin při kulinární přípravě pokrmů a jejich uchování Cíl: vytvořit a udržet nutriční a senzorickou hodnotu zabránit ohrožení zdraví spotřebitele

Kulinární příprava potravin a pokrmů Příprava za studena – ztráty vyluhováním Tepelná úprava – ztráty, vznik toxických látek Chlazení a mrazení

Kuchyňská příprava pokrmů Změny negativní a positivní Potraviny Předběžná úprava hotový pokrm Tepelná úprava hotový pokrm

Předběžná úprava potravin Mechanická Odstranění nežádoucích příměsí (písek, pesticidy, toxické látky, …) Používat nerezové náčiní (oxidace! Ztráty vit. C) kořenová zelenina – nahnilá místa (psoraleny, fumarokumariny – silné alergeny, fotokarcinogeny) brambory – zelená místa, očka (solanin) dusičnany – více v košťálech, mrkev – spodní část kořene luštěniny – namáčení – odstranění oligosacharidů …

Předběžná úprava potravin Biochemická Zrání masa (výrobce) Naložení masa (křehká textura) Kysané výrobky (zelí, mléč. výrobky, …) Nakličování luštěnin, obilovin (↑ vitaminů a stravitelnosti bílkovin)

Autolýza masa Posmrtné ztuhnutí (rigor mortis) Zrání odbourání glykogenu a ATP na kys. mléčnou a inosinovou ↓ pH Vepřové a hovězí 24-48 h Snížená schopnost vázat vodu, tuhá svalovina (aktionmyosinový komplex) Zrání Odbourání kys. mléčné zvýšená vaznost svaloviny, křehkost masa Hluboká autolýza – nežádoucí vznik konečných produktů - amoniak, aminy, sulfan, merkaptany, … U zvěřiny záměrná

Atypické zrání masa PSE (pale, soft, exudative) – zhoršení vaznosti DFD (dark, firm, dry) – neúdržnost masa, pH po 24 h. > 6,2 cold shortening (zchlazení masa pod 10°C před rigorem mortis – tuhé maso)

Předběžná úprava potravin – pokrač. Negativní změny Ztráty hmotnosti (5-60 %) Ztráty živin vyluhováním Ztráty živin oxidací Ztráty živin působením světelného záření

Tepelná úprava potravin Positivní změny Zvýšení stravitelnosti a využitelnosti živin Zlepšení hygienické jakosti Snížení rizika alimentárních onemocnění Inaktivace enzymů Rozklad toxických a antinutričních látek Změna chuti, vůně, barvy a textury

Tepelná úprava potravin Negativní změny Ztráty živin Zhoršení stravitelnosti a využitelnosti živin Vznik nežádoucích látek (karcinogenní, mutagení, …) Změny hmotnosti +/ – Maso – 40% (voda, tuk) Rýže +100% Luštěniny +150%

Změny sacharidů při tepelné úpravě Karamelizace jednoduchých sacharidů Karamel – E150 Při smažení a pečení pečiva Zahřátí mléka – karamelizace laktózy Jednoduchý sacharid Teplota karamelizace Fruktóza 110 °C Galaktóza 160 °C Glukóza Maltóza 180 °C Sacharóza

Změny sacharidů při tepelné úpravě Reakce neenzymového hnědnutí (Maillardovy reakce) Redukující cukry + bílkoviny Hnědé zbarvení (melanoidiny) Vznik senzoricky žádoucích sloučenin (vůně, barva, chuť) Tvorba sloučenin s negativními účinky na zdraví (mutageny, karcinogeny)

Změny sacharidů při tepelné úpravě Mazovatění a hydrolýza škrobu Škrob škrobový maz (lépe stravitelný) dextriny (vaření brambor, kynutí a pečení pečiva) Vznik pražených dextrinů ze škrobu účinkem suchého tepla (opékání pekařských výrobků) Částečné rozpuštění vlákniny (např. hemicelulózy) Měknutí ovoce a zeleniny při zahřátí Vznik akrylamidu Vlhké teplo

Akrylamid Může vyvolat rakovinu u zvířat. A u lidí? Potraviny bohaté na škrob reakce asparaginu a redukujících cukrů (přirozeně se vyskytují v bramborách) Akrylamid vzniká při teplotách vyšších než 120°C Množství akrylamidu závisí na teplotě konečné úpravy době přípravy množství asparaginu a redukujících cukrů v bramborách

Akrylamid – omezení vzniku (ALARA) Odrůdy brambor s nízkým obsahem cukru Vhodně skladovat (> 6°C) Potlačit klíčení brambor Tenčí plátky chipsů (nižší tepelný příkon) Mytí lupínků v teplé vodě, blanšírování Odpovídající loupání brambor Menší množství síry v půdě vede ke zvýšení koncentrací asparaginu v obilném zrnu Pečení jemného pečiva při nižší teplotě

Změny tuků při tepelné úpravě vysoké teploty, přítomnost vzduchu Vaření, dušení – minimální oxidace Pečení, smažení – vliv vysoké teploty (nad 200 °C!) Ztráty esenciálních MK Vznik toxických látek (akrolein) Oligomery a polymery (podezření z karcinogenity) Oxidace cholesterolu Teploty nad 300 °C - hluboký rozklad tuků → uhlovodíky (některé karcinogenní) Snížená stravitelnost (vazba oxid. tuků na bílkoviny) Snížení nutriční hodnoty (lysin) Ztráty vitaminů (E, C, B1, A, karoteny – oxidace)

Oxidační produkty cholesterolu Mutagenní, aterogenní! Přítomnost PUFA zvyšuje náchylnost cholesterolu k oxidaci Obsah ox. cholesterolu stoupá s dobou působení teploty Citlivost masa k oxidaci cholesterolu: Rybí > drůbeží > vepřové > hovězí

Oxidační produkty lipidů Oxidace tuku v malé míře během skladování a upravování masa, mléka i cereálních výrobků zejména při opakovaném záhřevu olejů za přítomnosti vzduchu celkové zvýšení oxidačního stresu organismu! Současná oxidace antioxidantů (vit. E) Hydroperoxidy v žaludku přeměna na netoxické hydroxykyseliny možná přeměna na aldehydy a epoxidy! Polymery Nízká vstřebatelnost (<10%) mohou být navázány i oxidované mastné kyseliny (v tlustém střevě se mohou podílet na iniciaci nádorového bujení)

Oxidační produkty lipidů Aldehydy Snadná vstřebatelnost, ale těkají (koncentrace postupně klesá) Poškození jater, ledvin aj. orgánů Riziko pro personál (ca plic) Aldehydokyseliny Vznik rozkladem hydroperoxidů 9-oxononanová kyselina,(rozkladem hydroperoxidů olejové i linolové kyseliny) Netěkavé Mutagenní a karcinogenní

Akrolein Glycerol zahřívaný na 280 °C se rozkládá za vzniku akroleinu Akrolein prudce dráždí plíce a způsobuje slzení. Byl použit jako chemická zbraň během 1. světové války.

Chlorované propanoly Nežádoucí součást potravin 3-MCPD (3-monochlorpropan-1,2,-diol) 1,3-DCP (1,3-dichlorpropanol) Vznik z lipidických surovin a chloridových iontů: Nejvíce vzniká kyselou hydrolýzou rostlinných proteinů se stopami tuků za použití HCl Potraviny obsahující tuk, sůl + vysoká teplota během vaření (maso, pečivo, cereálie apod.) Z voděvzdorných potravinářských papírů Hydrolyzáty rostlinných proteinů, sójová a ústřicová omáčka

3-MCPD (3-monochlorpropan-1,2,-diol) nejnebezpečnější v potravinách také jako ester vyšších MK karcinogenní (krysy) Genotoxický (in vitro) Reprodukční toxicita (spermatotoxický) TDI: 2 µg/kg tělesné hmotnosti Max. konc.: 20 µg/kg pro potraviny z hydrolyzovaných rostlinných bílkovin a sójovou omáčku Obsah v potravinách: Volný 3-MCPD – nízký obsah v potravinách Estery 3-MCPD – vyšší množství

1,3-DCP (1,3-dichlorpropanol) Genotoxické karcinogeny Hepatotoxické Pokusy na potkanech – snížená kvalita spermií TDI: dosud nestanoveno

Výskyt 3-MCPD v potravinách v ČR Hajšlová 2011

Změny proteinů při tepelné úpravě Zlepšení stravitelnosti - hl. rostlinné proteiny (denaturace) Inaktivace inhibitorů proteáz a amyláz, lektinů Zlepšení senzorických vlastností (hnědnutí, denaturace - vliv na texturu) Zhoršení stravitelnosti – komplexy proteinů s ox. tuky při vyšších teplotách (smažení) Snížení nutriční hodnoty (oxidace AMK, ztráty lysinu) Vznik zdravotně nežádoucích látek (heterocyklické aminy, ..)

Heterocyklické aromatické aminy Tvorba při teplotách vyšších než 150 °C Silné mutageny, karcinogenní tepelným rozkladem proteinů nebo jednotlivých AMK (převážně tryptofan, fenylalanin, kyselina glutamová, aj.) Nejvíce vzniká opékáním nad přímým plamenem v povrchové vrstvě Omezení: snížení teploty a doby působení teploty pod 300°C – silnější mutageny

Změny vitamínů při tepelné úpravě Přítomnost kyslíku, světelného záření, voda Nejcitlivější – C a B1 Omezení ztrát: Omezit dobu tepelné úpravy Omezit míchání (vmíchání vzduchu) Zakryté nádoby Rychlé zchlazení

Změny barviv při tepelné úpravě Chlorofylová barviva Účinkem kyselin a kyselých solí → feofytiny → olivová zelená až hnědá barva Hemová barviva (myoglobin a hemoglobin) Možná oxidace na hnědou barvu, rychlejší při vyšší teplotě > 65 °C – červené maso mění barvu na šedohnědou Dusitan brání změně barvy (dusitanové solení uzenin a šunky) Anthokyanová barviva červená barviva v ovoci a zelenině, málo stabilní Změna barvy v závislosti na pH (kyselé – jasně červená, alkalické fialovomodrá)

Použití nízkých teplot Ovoce a zelenina-poškození chladem (změna textury, barvy, chuti) Hnědnutí slupky nebo dužniny jablek Vznik dolíčků, hnití (např. papriky)

Mrazení Tuky Oxidace i při mrazírenských teplotách Tvorba peroxidů → až při záhřevu dojde k jejich rozkladu Rizikové tučné ryby, vnitřnosti, vepřové maso, jemné pečivo Dodržet maximální dobu skladování! Pomalé zmrazování /rozmrazení→ tvorba velkých krystalů ledu, potrhání buněčných stěn, ztráty šťávy

Mikrobiologické změny Mikroorganismy se žádoucími účinky Pivní a vinné kvasinky Pekařské droždí Bakterie mléčného a octového kvašení Plísně do sýrů (Niva, hermelín, camembert, …)

Mikrobiologické změny Mikroorganismy s nežádoucími účinky ohrožení zdraví konzumenta snížení nutriční a senzorické hodnoty potraviny znehodnocení potraviny Mikroorganismy způsobující kažení potravin – saprofyté (změna vůně, barvy, konzistence) Mikroorganismy vyvolávající onemocnění Mikroorganismy produkující toxiny do potravin

Kažení potravin Bakteriální barevné změny červené skvrny na mase Serratia marcescens modré Pseudomonas syncyanea žluté Micrococcus luteus

Proteolýza masa (kažení) Rozklad bílkovin způsobení mikroorganismy Probíhá souběžně s autolýzou pH > 6,2 (odbourání kyseliny mléčné) Průběh kažení masa: povrchové osliznutí povrchová hniloba hluboká hniloba První senzorické příznaky: osliznutí, zápach, změna barvy v šedohnědou

Děkuji za pozornost.