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

Prezentace na téma: "Inovace předmětu Gastronomické technologie III (FT6A/2014) Stanovení vlákniny a stravitelnosti v zeleninových salátech Institucionální program UTB Zlín."— Transkript prezentace:

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

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

3 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.“

4 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).

5 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.

6 Zdroje vlákniny Vláknina (g/100 g potraviny) celkovánerozpustnározpustná (TDF)(IDF)(SDF) kukuřičné otruby896623 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

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

8 Příjem vlákniny Karcinom tlustého střeva Kardiovaskulární choroby

9 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).

10 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.

11 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.

12 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).

13 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

14 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

15 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.

16 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]

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

18 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 [%]

19 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.

20 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.

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

22 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)

23 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 [%]

24 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]