ΡΥΖΙ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΟ ΜΕ ΒΙΤΑΜΙΝΕΣ & ΜΕΤΑΛΛΑ

Παρουσίαση με θέμα: "ΡΥΖΙ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΟ ΜΕ ΒΙΤΑΜΙΝΕΣ & ΜΕΤΑΛΛΑ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΡΥΖΙ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΕΝΟ ΜΕ ΒΙΤΑΜΙΝΕΣ & ΜΕΤΑΛΛΑ
Α. Κυρίτση, Δρ. Κ. Τζιά Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Σχολή Χημικών Μηχανικών Ε.Μ.Π Δρ. Β. Καραθάνος Τμήμα Διατροφής, Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο, *Το έργο επιδοτείται από τη ΓΓΕΤ (General Secretariat of Research and Technology)

2 Σκοπός Το αντικείμενο της εργασίας είναι η μελέτη εμπλουτισμού λευκού και κίτρινου ρυζιού με διάφορες βιταμίνες του συμπλέγματος Β, C, D, E καθώς και μέταλλα όπως ασβέστιο, σίδηρο, ψευδάργυρο, μαγνήσιο, μίγματα αυτών, κ.α.

3 ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΡΥΖΙΟΥ Αποθήκευση Α’ ύλης Αποφλοίωση Μύλευση Διαλογή
Τυποποίηση ΜΥΛΕΥΣΗ: Τριβή των κόκκων μεταξύ τους με τη βοήθεια πεπιεσμένου αέρα εντός ειδικών κώνων (συνήθως από σμύριδα). Απομακρύνεται το εξωτερικό στρώμα του κόκκου, το πίτουρο και έτσι γίνεται η λείανση, δηλαδή η λεύκανση των κόκκων του ρυζιού.

4 Υγροθερμική κατεργασία
Η υγροθερμική επεξεργασία του ρυζιού (κίτρινο ρύζι), πριν τη μύλευση, βελτιώνει τη θρεπτικότητα του κόκκου. Η χρήση υψηλής σχετικά θερμοκρασίας και πίεσης ωθεί τα συγκεντρωμένα στα εξωτερικά στρώματα του κόκκου (πίτουρο) θρεπτικά συστατικά να εισχωρήσουν στο εσωτερικό του κόκκου

5 ΡΥΖΙ Oryza sativa L Βασικό μέλος της αγροτικής οικογένειας και είναι το πλέον σημαντικό σιτηρό στον αναπτυσσόμενο κόσμο. Βασική τροφή άνω του μισού πληθυσμού της γης, ιδιαίτερα στην Ασία, τη Λατινική Αμερική, σε μέρη της Αφρικής και τη Μέση Ανατολή. Αρχαιολογικά στοιχεία δείχνουν πως στην Κίνα είχε αναπτυχθεί ένα πολύπλοκο σύστημα καλλιέργειας ρυζιού πριν 7000 χρόνια. Υπάρχουν 42 χώρες παραγωγής ρυζιού ανά τον κόσμο, οι οποίες κυμαίνονται από ορεινές σαν τα Ιμαλάια έως πεδινές (Δέλτα).

6 ΘΡΕΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΡΠΟΥ ΡΥΖΙΟΥ
Ο φλοιός είναι το εξωτερικό τμήμα, αποτελείται από δύο μέρη και προστατεύει τον κόκκο. Ο φλοιός αποτελείται βασικά από πυρίτιο και κυτταρίνη. Το πίτουρο που περιέχει κυρίως ίνες, βιταμίνη Β, πρωτεΐνες και λιπαρά και αποτελεί το πιο θρεπτικό μέρος του κόκκου του ρυζιού.

7 ΘΡΕΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΡΠΟΥ ΡΥΖΙΟΥ
Βασικό μέρος κάθε κόκκου είναι το έμβρυο, το οποίο δίνει νέο φυτό. Αποτελείται κυρίως από άμυλο. Το άμυλο απαντάται σε δύο μορφές: σε αμυλόζη και αμυλοπηκτίνη. Η αναλογία των δύο τελευταίων προσδιορίζει την εμφάνιση του ρυζιού στο μαγείρεμα Η πρωτεϊνη του ρυζιού, συγκρινόμενη με αυτή άλλων σπόρων, θεωρείται υψηλότερης ποιότητας. Περιέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα για το μυϊκό σύστημα. Το ρύζι επίσης αποτελεί σημαντική πηγή θειαμίνης, ριβοφλαβίνης, νιασίνης, φωσφόρου, σιδήρου και καλίου. Ακόμη, είναι υγιεινό και γιατί περιέχει κάποια στοιχεία σε χαμηλές συγκεντρώσεις όπως λιπαρά, χοληστερόλη και νάτριο. Οι βιταμίνες και τα μέταλλα είναι συγκεντρωμένα στο εξωτερικό στρώμα του καστανού ρυζιού ή αλλιώς του πίτουρου. Μετά τη μύλευση του ρυζιού, από τις βιταμίνες το μεγαλύτερο ποσό (από 10 έως 80%) απομακρύνεται, ενώ μόνο το 28% της αρχικής συγκέντρωσης ανόργανων στοιχείων όπως ο σίδηρος, ο φωσφόρος και το κάλιο παραμένουν στο λευκό κόκκο. Αντίστοιχα, διατηρούνται στο επεξεργασμένο ρύζι το 63 % του νατρίου και το 74 % του ασβεστίου.

8 ΘΡΕΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΡΠΟΥ ΡΥΖΙΟΥ
Η θρεπτικότητα του ρυζιού είναι μεγαλύτερη από των άλλων σιτηρών. Το βασικό αμινοξύ λυσίνη, το οποίο είναι απαραίτητο στην ανάπτυξη υπάρχει σε μεγαλύτερη συγκέντρωση στο ρύζι από ότι σε άλλους σπόρους σιτηρών. Επίσης, ενώ οι πρωτεΐνες βρίσκονται σε μικρότερο ποσοστό στο ρύζι σε σχέση με το σιτάρι, η βιολογική τους αξία και το ποσοστό ευπεπτότητας είναι μεγαλύτερο στο ρύζι από ότι στο σιτάρι και στα υπόλοιπα σιτηρά. Το ρύζι περιέχει μικρό ποσοστό ινών και τανίνης και αυτό μπορεί να εξηγήσει την υψηλή ολική ευπεπτότητα της πρωτεΐνης. Δεν περιέχει γλουτένη και έτσι δεν προκαλεί κανενός είδους αλλεργία σε όποιον το καταναλώσει. Το καφέ ρύζι (brown) είναι ιδιαίτερα θρεπτικό.

9 ΘΡΕΠΤΙΚΟΤΗΤΑ ΚΑΡΠΟΥ ΡΥΖΙΟΥ
Brown ρύζι Λευκό ρύζι Parboiled ρύζι Σιτάρι Καλαμπόκι Κριθάρι Σίκαλη Βρώμη Πρωτεϊνες, % 7,3 7,5 7,8 10,6 9,8 11,0 8,7 9,3 Λίπη, % 2,2 1 0,7 1,9 4,9 3,4 1,5 5,9 Υδατάνθρακες, % 64,3 78,5 80 69,7 63,6 55,8 71,8 62,9 Ίνες, % 0,8 1,2 1,0 2,0 3,7 5,6 Θειαμίνη, mg/100g 0,29 0,04 0,2 0,45 0,32 0,10 0,66 0,60 Ριβοφλαβίνη, mg/100g 0,25 0,14 Νιασίνη, mg/100g 4,0 1,3 2,7

10 % κάλυψη ΣΗΔ μη εμπλουτισμένου ρυζιού σε βιταμίνες

11 % ΚΑΛΥΨΗ ΣΗΔ σε μέταλλα

12 % Απώλειες Θρεπτικών Συστατικών κατά την επεξεργασία ρυζιού

13 % Απώλειες με το μαγείρεμα ρυζιού

14 ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΣ Συμπληρώματα διατροφής Αλλαγή διατροφικών συνηθειών
Εμπλουτισμός: Η προσθήκη θρεπτικών συστατικών στα τρόφιμα και τα ποτά αποτελεί παγκοσμίως μία πρακτική για την αναβάθμιση της θρεπτικής ποιότητας του τροφίμου με οικονομικά αποδοτικό τρόπο. ΟΡΙΣΜΟΣ: Η πρόσθεση ενός ή περισσοτέρων σημαντικών θρεπτικών συστατικών σε ένα τρόφιμο, είτε αυτό/ά περιέχονται κανονικά ή όχι στο τρόφιμο, για το σκοπό της πρόληψης ή διόρθωσης κάποιας προσδιορισμένης έλλειψης ενός ή περισσοτέρων θρεπτικών συστατικών σε συγκεκριμένο πληθυσμό ή ομάδες πληθυσμών

15 ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΣ ΡΥΖΙΟΥ Κατάλληλος φορέας εμπλουτισμού
Βασικό τρόφιμο διατροφής Καταναλώνεται ευρέως σε όλες τις χώρες Ομοιόμορφα χαρακτηριστικά κατά τη συσκευασία, αποθήκευση, χειρισμό Εύκολο στο μαγείρεμα Γνωστή θρεπτικότητα ανά περιοχή καλλιέργειας ανά τον κόσμο Τα οργανοληπτικά του χαρακτηριστικά (οσμή, χρώμα, γεύση, υφή, γενική εμφάνιση) προσδιορίζονται εύκολα Η βιομηχανική του επεξεργασία δεν είναι ιδιαίτερα υψηλή σε κόστος και είναι δυνατό να είναι μαζική και μπορεί να υποστηρίξει το κόστος εμπλουτισμού ικανοποιητικά. Εφικτός ο εμπλουτισμός του Είναι γνωστές όλες οι διατροφικές συνήθειες του μέσου πληθυσμού όσον αφορά το ρύζι

16 ΑΝΑΓΚΕΣ ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ ΣΤΟΝ ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
Αλλαγή διατροφικών συνηθειών Έτοιμα γεύματα Πολλά στάδια βιομηχανικής επεξεργασίας τροφίμων

17 ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΠΡΟΣΤΙΘΕΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ
Τα κύρια κριτήρια για την επιλογή των θρεπτικών συστατικών που προστίθενται στα τρόφιμα είναι η ασφάλειά τους, η αποτελεσματικότητα και διατηρησιμότητά τους, η ευκολία επεξεργασίας τους, αλλά και η ανάγκη πρόσληψης αυτών από συγκεκριμένες ομάδες πληθυσμού. Επίσης, οι προστιθέμενες θρεπτικές ουσίες πρέπει να είναι βιοδιαθέσιμες και σταθερές κατά την αποθήκευσή τους, την αποθήκευση του τροφίμου και την οικιακή χρήση.

18 Μέθοδοι Εφαρμογή τριών μεθόδων: Ψεκασμού ή επικάλυψης
Εμβάπτισης ή υγροθερμικής Εκβολής

19 Ψεκασμός Επικάλυψη ολόκληρων κόκκων ρυζιού με υδατικό θερμό διάλυμα υδατοδιαλυτών και λιποδιαλυτών βιταμινών, με χρήση απλού περιστρεφόμενου ψεκαστήρα Ξήρανση σε οC και πίεση mbar έως τελική υγρασία <14%

20 Εμβάπτιση Εμβάπτιση με χρήση μικρής πιλοτικής συσκευής, σε οC και πίεση 1-3 atm για min, με ταυτόχρονη προσθήκη βιταμινών ή μεταλλών στο νερό επεξεργασίας Ξήρανση σε οC και πίεση mbar

21 Εκβολή Αλευροποίηση του ρυζιού και προσθήκη βιταμινών ή μετάλλων στο μίγμα Μαγείρεμα σε εκβολέα Eurolab Digital Prism, σε θερμοκρασίες 120 οC και 180 οC (5 ζώνες θερμοκρασίας), σταθερή παροχή και τρεις χρόνους παραμονής του υλικού στον εκβολέα

22 χρήση HPLC Hewlett Packard
Μέτρηση βιταμινών Η μέτρηση των βιταμινών έγινε στα εμπλουτισμένα, νωπά και μαγειρεμένα, με τη μέθοδο της υψηλής πίεσης υγρής χρωματογραφίας χρήση HPLC Hewlett Packard (Στήλη Kromasil 100 C18 5μm, Kινητή φάση: ACN:Water, 20%-80%, Χρόνος: 10 min, Ροή: 0.5 ml/min, Όγκος έγχυσης: 10 μL, Ανιχνευτής: FLD-UV, UV 204 nm, Έκπλυση στήλης: ACN:Water, 60%-40%).

23 Η μέτρηση των μετάλλων με τη μέθοδο της ατομικής απορρόφησης
Μέτρηση μετάλλων Η μέτρηση των μετάλλων με τη μέθοδο της ατομικής απορρόφησης Χρήση Perkin Elmer AAS 3300PC

24 Σχόλια-ψεκασμός/εμβάπτιση
Με τη μέθοδο του ψεκασμού ο εμπλουτισμός είναι πιο αποτελεσματικός στο λευκό ρύζι. Μειονέκτημα πως υπάρχει υποβάθμιση στο προϊόν ως προς την εμφάνιση (μεγαλύτερο πορώδες λευκού ρυζιού έναντι κίτρινου). Ο εμπλουτισμός με εμβάπτιση πιο αποτελεσματικός για το κίτρινο ρύζι όσον αφορά τη συγκράτηση των βιταμινών μετά το μαγείρεμα (οι βιταμίνες εγκλωβίζονται στο εσωτερικό του κόκκου). Η αύξηση της συγκέντρωσης των βιταμινών με τον εμπλουτισμό από 40% και να ξεπερνά το 100% για το νωπό ρύζι. Με το μαγείρεμα παρατηρείται ελάττωση των βιταμινών. Όταν χρησιμοποιείται περίσσεια νερού, υπάρχει % ελάττωση της βιταμίνης Β1, % της Β2, % του νικοτιναμιδίου και % της C, για το εμπλουτισμένο με εμβάπτιση κίτρινο ρύζι. Όταν χρησιμοποιείται ο απαιτούμενος όγκος νερού, υπάρχει αντίστοιχα % ελάττωση της βιταμίνης Β1, % της Β2, % της Β6, του νικοτιναμιδίου και % της C, για το εμπλουτισμένο με εμβάπτιση κίτρινο ρύζι. Στην περίπτωση του εμπλουτισμού με ψεκασμό τα ποσοστά μείωσης των προστιθέμενων βιταμινών παρατηρείται ότι είναι μεγαλύτερα.

25 Άλλα σχόλια-μέταλλα Όσον αφορά τον εμπλουτισμό των λευκών ρυζιών με Fe, με ψεκασμό προκύπτει μεγαλύτερη % αύξηση σε σύγκριση με την εμβάπτιση, αλλά μικρότερη % συγκράτηση της ποσότητας εμπλουτισμού. Στα πειράματα φάνηκε ότι εμπλουτίζοντας με μεγαλύτερη ποσότητα Fe επιτυγχάνεται μεγαλύτερη % αύξηση της συγκέντρωσης, αλλά μικρότερη % συγκράτηση αυτού. Η χρήση 100mg/100g οδήγησε σε υπερεμπλουτισμό με βάση τις τιμές RDΑ. Κατά τον εμπλουτισμό Fe με ψεκασμό, το κίτρινο ρύζι είχε μεγαλύτερη % αύξηση συγκέντρωσης, ενώ η μεγαλύτερη % συγκράτηση προέκυψε για το καστανό ρύζι. Κατά τον εμπλουτισμό με Zn, με ψεκασμό, το λευκό ρύζι είχε μεγαλύτερη % αύξηση συγκέντρωσης, ενώ η μεγαλύτερη % συγκράτηση προέκυψε για το καστανό ρύζι. Για το Mn, ο ψεκασμός αποδείχθηκε πιο αποτελεσματικός στο λευκό ρύζι. Επίσης, βρέθηκε ότι με αύξηση της ποσότητας εμπλουτισμού προκύπτει και αύξηση της % συγκράτησης. Κατά τον εμπλουτισμό με μίγμα μετάλλων ο ψεκασμός ήταν πιο αποτελεσματικός για το Fe, το P και το Ca, ενώ η εμβάπτιση για το Mg και το Mn. Με αποθήκευση των εμπλουτισμένων δειγμάτων με Fe για 1 έτος στους 35οC, παρατηρήθηκε 48.6% μείωση της συγκέντρωσης αυτού.

26 Οργανολητπικά-ψεκασμός-εμβάπτιση
Όλα τα προϊόντα οργανοληπτικά αποδεκτά ως προς την εμφάνιση, γεύση, οσμή. Το μόνο προϊόν που υστερεί ως προς την εμφάνιση ήταν το εμπλουτισμένο με ψεκασμό λευκό ρύζι, γεγονός που μπορεί να αποδοθεί στην απότομη αύξηση της υγρασίας του και στην πιο άμεση απορροφητικότητά του σε σχέση με το κίτρινο, που δημιουργούν κάθετες ρωγμές στον κόκκο, με συνέπεια να λασπώνει κατά το μαγείρεμα. Προβλήματα παρουσιάστηκαν στον προσδιορισμό της βιταμίνης Β12, λόγω της μικρής συγκέντρωσής της. Με εμπλουτισμό του ρυζιού φάνηκε πως είναι δυνατό να επιτευχθεί μέγιστο ποσοστό % συγκράτησης των βιταμινών. Πρέπει να δοθεί έμφαση για βελτιστοποίηση των συνθηκών εμπλουτισμού, ώστε να αυξηθεί το ποσοστό κατακράτησης βιταμινών στον κόκκο του ρυζιού. Επίσης, να γίνει παρακολούθηση της συγκέντρωσης των προστιθέμενων βιταμινών με την πάροδο του χρόνου κατά την αποθήκευση (τεχνητή γήρανση).

27 Σχόλια-εκβολή Με τη μέθοδο της εκβολής και όσον αφορά τη συγκράτηση των μετάλλων, τα αποτελέσματα ήταν πολύ καλά για τον εμπλουτισμό με ασβέστιο, ψευδάργυρο και μαγνήσιο και στα τρία άλευρα, όχι όμως σε δείγμα που συνυπάρχουν πολλά μέταλλα, ενώ ο σίδηρος ως στοιχείο εμπλουτισμού παρουσίασε φτωχή συγκράτηση. Στα προϊόντα λευκού ρυζάλευρου καλύτερη συγκράτηση έδειξε το ασβέστιο (σε λευκό ρύζι, 180 οC, 85%), στο κίτρινο ο ψευδάργυρος (120 οC, 94%) και στο καφέ το μαγνήσιο (180 οC, 92,12%). Η συγκράτηση των παραπάνω μετάλλων στο τελικό προϊόν δεν επηρεάστηκε από το διαφορετικό χρόνο παραμονής στον εκβολέα, ενώ ελάχιστη μεταβολή παρουσίασαν με τη μεταβολή της θερμοκρασίας εκβολής και την παρουσία άλλων μετάλλων στο δείγμα που εμπίπτουν στις διακυμάνσεις και δεν είναι σημαντικές.

28 Σχόλια-εκβολή Στην περίπτωση του εμπλουτισμού με βιταμίνες, καλύτερη συγκράτηση παρουσίασαν στα δείγματα λευκού ρυζάλευρου οι βιταμίνες Β6 και Β1(120 οC: 95,5%, και 120 οC: 94,18%), στα δείγματα κίτρινου ρυζάλευρου οι βιταμίνες Β1 και Ε (120 οC: 94,48% και 120 οC: 91,55%) και στα δείγματα του καφέ ρυζάλευρου η βιταμίνη Β1 (120 οC:91,26 %) Σχετικά με το χρόνο παραμονής στον εκβολέα και που εξετάστηκε ως παράμετρος πειραματικά, δεν μπορεί να βγει κάποιο συμπέρασμα για το πώς και αν επηρεάζει τις ιδιότητες των τελικών προϊόντων.

29 Οργανοληπτικά-εκβολή
Καλύτερα αποτελέσματα είχε, όσον αφορά τα μέταλλα, ο εμπλουτισμός με ασβέστιο σε λευκό και κίτρινο ρυζάλευρο σε συγκέντρωση 800mg Ca/100 g αλεύρου και με συνθήκες εκβολής Τ=180 οC και 200 rpm, ενώ στις βιταμίνες, καλύτερη συμπεριφορά είχε ο εμπλουτισμός με βιταμίνη Ε και στα τρία ρυζάλευρα σε Τ=180 οC και 200 rpm, ο εμπλουτισμός με βιταμίνη C στο λευκό και το κίτρινο και με βιταμίνη D στο καφέ. Σε όλες τις περιπτώσεις δεν συνιστάται ο εμπλουτισμός με μίγμα μετάλλων, σύμπλεγμα βιταμινών Β, με Β12 και με Β6, όπως και ο εμπλουτισμός με οποιοδήποτε μέταλλο σε καφέ ρυζάλευρο. Επίσης, επιτυχής θα ήταν εμπλουτισμός με βιταμίνη Β6 που παρουσιάζει πολύ καλή συγκράτηση, με χαμηλότερη ποσότητα βιταμίνης, έτσι ώστε να μην επηρεάζει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος αρνητικά.