Φυτά - Βελτίωση -Επεξεργασία - Τρόφιμα - Θρεπτικά - Εμπλουτισμός ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΑΞΗΣ 1 ΘΡΕΠΤΙΚΗ ΑΞΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ - ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ

Γιατί μελετάμε (κυρίως τα εδώδιμα) τα φυτά? www.plantcell.org/cgi/doi/10.1105/tpc.109.tt1009

Τα φυτά παρουσιάζουν ποικιλομορφία Πράσινα φύκη Ηπατικά Βρυόφυτα Αγγειώδη φυτά Αγγειώδη βρύα Πτεριδόφυτα Σπερματό-φυτα Ανθοφόρα φυτά Κωνοφόρα Στενόφυλλα Πλατύφυλλα Χερσαία φυτά Τα φυτά έχουν εξελίξει την ικανότητα να επιβιώνουν σε ποικίλα περιβάλλοντα

Τα φυτά είναι εκπληκτικοί ζώντες οργανισμοί Μεγαλύτερος οργανισμός (>100m) Μεγαλύτερο άνθος (~1m) The largest tree, General Sherman, is much larger than the largest animal, the blue whale. For more botanical record breakers see http://waynesword.palomar.edu/ww0601.htm#oldseed Rafflesia arnoldii Photo by ma_suska Pinus longaeva – bristle cone pine Sequoiadendron giganteum - giant sequoia Μακροβιότερος οργανισμός (~ 5000 έτη) 4

Δε θα μπορούσαμε να επιβιώσουμε χωρίς τα φυτά Τα φυτά παράγουν το οξυγόνο που αναπνέουμε. Τα φυτά αποθηκεύουν ενέργεια που καταναλώνουμε ως τροφή και χρησιμοποιούμε ως καύσιμο. Τα φυτά παράγουν μία εκπληκτική γκάμα χρήσιμων χημικών.

Τα φυτά παράγουν μία εκπληκτική γκάμα χρήσιμων χημικών βιταμίνη A βιταμίνη C βανιλίνη καφεΐνη μορφίνη CO2

Κυτταρικά τοιχώματα - Ωρίμανση - Πέψη Τροφής Τα πρωταρχικά κυτταρικά τοιχώματα συνίστανται κυρίως από υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Ορισμένα κύτταρα παράγουν ένα άκαμπτο δευτερεύον τοίχωμα που περιέχει λιγνίνη, ένα αδιάλυτο διασυνδεδεμένο συστατικό. 7

Ωρίμανση και μεθωρίμανση φυτικών τροφίμων

Φυτικά τρόφιμα με ιδιαίτερες θρεπτικές ιδιότητες (π.χ. η γλυκοπατάτα) Η γλυκοπατάτα δεν είναι υπόγειος βλαστός (κόνδυλος) αλλά βολβός. Περιέχει βιταμίνη A, C και Β6. Είναι πλούσια σε φυτικές ίνες. Μία μεγάλη πατάτα έχει μόνο 140 θερμίδες

Οι επιστήμονες ερευνούν τρόπους για να διατηρούν τα φυτά φρέσκα μετά τη συγκομιδή Μετά τη συγκομιδή, οι καρποί ωριμάζουν, μαλακώνουν και τελικά σαπίζουν. http://hort.cals.cornell.edu/cals/hort/research/images/postharvest.jpg http://www.arc.agric.za/institutes/infruit/main/divisions/postharvestprocessing/fruitquality.htm Αυτές οι διαδικασίες καθιστούν τους καρπούς λιγότερο ελκυστικούς και επηρεάζουν τη θρεπτική τους ποιότητα. 10

Οι επιστήμονες ερευνούν τρόπους για να διατηρούν τα φυτά φρέσκα μετά τη συγκομιδή Οι μετασυλλεκτικές απώλειες δύναται να καταστρέψουν 50% ή περισσότερο της συγκομιζόμενης ποσότητας. Οι ακατάλληλες συνθήκες αποθήκευσης μπορεί να επιφέρουν πρασίνισμα και παραγωγή σολανίνης στις πατάτες. Η σολανίνη είναι επιβλαβής και μπορεί να είναι τοξική σε μεγάλες ποσότητες. ‘Μούχλα’ από Aspergillus που αναπτύσσεται σε κόκκους καλαμποκιού.

Ωρίμανση του κρέατος και των προϊόντων του

Συμπλήρωση της θρεπτικής αξίας Η συμπλήρωση ή εμπλουτισμός αναφέρεται στην προσθήκη ενός ή περισσότερων θρεπτικών στοιχείων σε ένα τρόφιμο (supplementation). Ίσως η πρώτη φορά που χρησιμοποιήθηκε ο εμπλουτισμός ήταν το 1833 στην Νότιο Αμερική και αφορούσε την προσθήκη ιωδίου στο επιτραπέζιο αλάτι για την καταπολέμηση νόσων του θυρεοειδούς. Αργότερα σε διάφορα τρόφιμα έγινε προσθήκη βιταμινών Α και D. κατά την διάρκεια του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου χρησιμοποιήθηκαν βιταμίνες και σίδηρος.

Όταν η προσθήκη έχει σαν σκοπό τη συμπλήρωση των θρεπτικών στοιχείων που χάνονται κατά τη διαδικασία παραγωγής ονομάζεται «αποκατάσταση». Όταν προστίθενται στοιχεία σε επίπεδο μεγαλύτερο από ότι περιείχε το τρόφιμο πριν από την επεξεργασία η προσθήκη ονομάζεται «ενίσχυση». Όταν προστίθενται θρεπτικά στοιχεία έτσι ώστε το τελικό προϊόν να ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένες προδιαγραφές, ονομάζεται «εμπλουτισμός». Σήμερα, πολλά τρόφιμα συμπληρώνονται, ως προς τη θρεπτική αξία, με την προσθήκη ενός ή περισσοτέρων θρεπτικών στοιχείων.

Εμπλουτισμός τροφίμων παγκόσμια

ΔΙΑΤΡΟΦΙΚΑ ΠΡΟΣΘΕΤΑ Βιταμίνες, μεταλλικά στοιχεία, αμινοξέα, φυτικές ίνες Βιταμίνες. Ασκορβικό, Β1, β2, β6, β12, φολικό οξύ, Α,Ε, D, E, K Μέταλλα. Σίδηρος, χαλκός, ψευδάργυρος με μορφή συμπλόκων. Αμινοξέα σε μορφή L. Λυσίνη στα προιόντα σιτηρών για ενίσχυση της βιολογικης αξίας των πρωτεϊνών των σιτηρών. Πρωτεΐνη σόγιας. Φυτικές ίνες.

Εμπλουτισμός σε ω-3 λιπαρά οξέα Εκτός από τις πλούσιες πηγές σε ω-3 λιπαρά οξέα, υπάρχουν τροφές που είναι τεχνητά εμπλουτισμένες με ω-3 (π.χ. γάλα, γιαούρτι, αυγά, χυμοί) οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιτευχθούν οι επιθυμητές βιοχημικές επιδράσεις τους, χωρίς την κατανάλωση συμπληρωμάτων ή αλλαγή των διαιτητικών συνηθειών των ατόμων.

Τα συμβατικά αυγά περιέχουν μόλις 0,9-1,9% ω-3 Λ.Ο.

Το βελτιωμένο περιεχόμενο θρεπτικών στοιχείων στα φυτά μπορεί να αντισταθμίσει τις συνέπειες της κακής διατροφής Οι δίαιτες βασικής διατροφής είναι συνήθως φτωχές σε θρεπτικά στοιχεία. Το ανθρώπινο σώμα χρειάζεται βιταμίνες και μέταλλα καθώς και θερμίδες. Η κακή διατροφή είναι ασθένεια της φτώχιας. Υποσιτισμός Έλλειψη βιταμίνης A Αναιμία (νεαρά άτομα) For permissions permissions@who.int 19

Η πρακτική εμπλουτισμού των τροφών με βιταμίνες (όπως το φυλλικό οξύ και η βιταμίνη Α) και μικροστοιχεία (πχ. σίδηρος, ψευδάργυρος, ιώδιο) έχει συμβάλλει δραματικά στην αντιμετώπιση της ανεπάρκειας θρεπτικών στοιχείων, παγκοσμίως.

Το cassava αποτελεί βασικό διατροφικό είδος στην Αφρική αλλά είναι φτωχό σε θρεπτικά στοιχεία Λευκή ποικιλία Οι επιστήμονες πρόσφατα αναγνώρισαν έναν τύπο που παράγει περισσότερη βιταμίνη Α από την τυπική ποικιλία. Πρόσφατα ανακαλυφθείσα κίτρινη ποικιλία Welsch, R., Arango, J., Bar, C., Salazar, B., Al-Babili, S., Beltran, J., Chavarriaga, P., Ceballos, H., Tohme, J., and Beyer, P. Provitamin A accumulation in cassava (Manihot esculenta) roots driven by a single nucleotide polymorphism in a phytoene synthase gene. Plant Cell: tpc.110.077560.

Γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα στη ζωή μας Επειδή ο τρόπος βελτίωσης της φυτικής και της ζωικής παραγωγής, μέσω των διασταυρώσεων, είναι αφενός χρονοβόρος και επίπονος και αφετέρου οι απόγονοι που προκύπτουν φέρουν συνήθως ορισμένους μόνο από τους επιθυμητούς χαρακτήρες μαζί με άλλες μη επιθυμητές ιδιότητες, οι επιστήμονες στράφηκαν στη Γενετική Μηχανική. Η Γενετική Μηχανική είναι η τεχνική μεταφοράς γονιδίων από έναν οργανισμό σε έναν άλλο και με αυτήν εξασφαλίζεται η παραγωγή οργανισμών με συγκεκριμένους επιθυμητούς χαρακτήρες.

Γενετικά τροποποιημένα τρόφιμα στη ζωή μας Οι οργανισμοί που προκύπτουν με τον τρόπο αυτό (φυτά και ζώα) ονομάζονται γενετικά τροποποιημένοι οργανισμοί (ΓΤΟ) ή διαγονιδιακοί και έχουν την ικανότητα να μεταβιβάζουν τις νέες ιδιότητές στους απογόνους τους. Γενετικά τροποποιημένα φυτά, με οικονομική σημασία, είναι το βαμβάκι, η πατάτα, η σόγια, η ελαιοκράμβη, το ζαχαρότευτλο, ο καπνός, οι φράουλες και το ρύζι. Στη χώρα μας έχει επιτραπεί η πειραματική καλλιέργεια σε ποικιλίες βαμβακιού, στον αραβόσιτο και στην τομάτα.

Γενετικά βιοενδυναμωμένα τρόφιμα Ρύζι εμπλουτισμένο με σίδηρο Ντομάτες απλές και εμπλουτισμένες με αντιοξειδωτικά Ρύζι εμπλουτισμένο με βιταμίνη Α Photo credits: Golden Rice Humanitarian Board © 2007; Credit: ETH Zurich / Christof Sautter; Reprinted by permission from Macmillan Publishers, Ltd: Butelli, E., et al., Nature Biotechnology 26, 1301 - 1308 copyright (2008). 24

Η αιθανόλη που παράγεται από κυτταρίνη είναι μία σημαντική πηγή ενέργειας Τα κυτταρικά τοιχώματα από τα στελέχη καλαμποκιού και άλλων γεωργικών υπολειμμάτων Αιθανόλη