Το οικολογικό αποτύπωμα των τροφίμων (ή πόσο νερό πίνετε με το τσάι σας;) Γιάννης Ζαμπετάκης Επίκουρος Καθηγητής Χημείας Τροφίμων ΕΚΠΑ izabet@chem.uoa.gr www.zabetakis.net http://www.environmentfood.blogspot.gr/

«χιλιάδες έχουν ζήσει χωρίς αγάπη, ούτε ένας όμως χωρίς νερό» (Γ. Χ «χιλιάδες έχουν ζήσει χωρίς αγάπη, ούτε ένας όμως χωρίς νερό» (Γ.Χ. Όντεν) H oμορφιά της ποίησης είναι ότι χωρίς πολλές λέξεις μπορεί να εκφράσει πλήθος (συν-)αισθημάτων. Αναλύοντας τη βιοχημική αξία του νερού και περνώντας από το θυμικό (ποίηση) στο λογικό (επιστήμη) , πρέπει να ανατρέξουμε στη Χημεία του νερού.

Νερό κάτι παραπάνω από ότι φαίνεται…

Νερό…τόσο μικρό…αλλά υγρό Το νερό αποτελεί το 60% του σωματικού μας βάρους και έχει μοριακό βάρος (ΜΒ) 18. Με τόσο μικρό ΜΒ θα έπρεπε να είναι αέριο αλλά χάρη στο δεσμό υδρογόνου είναι υγρό κι έτσι υπάρχει ζωή στη Γη. Σε υδατικά διαλύματα γίνονται όλες οι βιοχημικές αντιδράσεις που μας κρατούν εν ζωή. Χωρίς νερό, δεν μπορεί να ζήσει ο άνθρωπος αλλά και τα φυτά που μας χαρίζουν τρόφιμα. Στο νερό οφείλουμε το ζην αλλά και το ευ ζην αφού πολλά τρόφιμα και ποτά που μας προσφέρουν ευχαρίστηση είναι υδατικά διαλύματα (από τις φράουλες μέχρι τα αποστάγματα).

Στην χημεία και την τεχνολογία των τροφίμων, το νερό είναι κύριο συστατικό σε πολλά τρόφιμα και χρήσιμος διαλύτης σε πλήθος εφαρμογών. Το ποσοστό του νερού σε ένα τρόφιμο (εκφρασμένο ως ενεργότητα νερού) είναι ευθέως ανάλογο με το πόσο ευαλλοίωτο είναι αυτό το τρόφιμο. Για παράδειγμα, τρόφιμα με μεγάλη ενεργότητα νερού (φρούτα και γάλα) είναι πολύ ευαλλοίωτα ενώ τρόφιμα με μικρή ενεργότητα νερού (π.χ. μέλι, γλυκά κουταλιού) είναι ελάχιστα ευαλλοίωτα και άρα έχουν μεγάλη διατηρησιμότητα.

Μη εποχιακά τρόφιμα Οι επιστήμες των τροφίμων έχουν καταργήσει τις εποχές: φράουλες και ντομάτες στην καρδιά του χειμώνα και λάχανα στην καρδιά του καλοκαιριού. Για να ικανοποιηθούν αυτές οι («τεχνητές») ανάγκες μας, στην τεχνολογία των τροφίμων ήταν απαραίτητο να σχεδιαστούν νέα υλικά συσκευασίας που θα επιτρέπουν τη μετακίνηση των τροφίμων σε μεγάλες αποστάσεις.

Υλικά συσκευασίας / ενεργειακό αποτύπωμα Για την κατασκευή του υλικού συσκευασίας απαιτείται ενέργεια και άρα κατανάλωση πετρελαίου. Η ενέργεια παραγωγής του κάθε υλικού έχει συσχετισθεί με κατανάλωση ισοδύναμου ποσού πετρελαίου, αν και η ενέργεια αυτή μπορεί να προέρχεται και από άλλες πηγές. Το πιο ενεργοβόρο υλικό είναι το αλουμίνιο με 8,8 τόνους ισοδύναμου πετρελαίου ανά κιλό προϊόντος, ενώ το πιο φιλικό προς το περιβάλλον είναι το γυαλί με μόλις 0,5 τόνο ισοδύναμου πετρελαίου.

Νερό και παραγωγή τροφίμων Τσάι και νερό Για ένα φλιτζάνι τσάι χρειαζόμαστε 3 g μαύρο τσάι, οπότε ένα φλ. Τσάι χρειάζεται 30 λίτρα νερό! Με άλλα λόγια, ένα φλ. Τσάι χρειάζεται 120 φορές τον όγκο του σε νερό…

Μπλε νερό (επιφανειακό και υπόγειο) Πράσινο νερό (βρόχινο) Γκρι νερό (για αντιμετώπιση ρύπανσης και μόλυνσης) Προσοχή ! Άλλο ρύπανση και άλλο μόλυνση!

βρώμικο νερό σημαίνει μολυσμένα/ρυπασμένα και άρα επικίνδυνα τρόφιμα βρώμικο νερό σημαίνει μολυσμένα/ρυπασμένα και άρα επικίνδυνα τρόφιμα Φρέσκα κρεμμυδάκια με... βαρέα μέταλλα Ερευνα του Πανεπιστημίου Αθηνών έδειξε ότι η άρδευση των καλλιεργειών με ρυπασμένο νερό επιβαρύνει τα τρόφιμα Καθημερινή, 15.9.2012 http://news.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_ell_2_15/09/2012_495531

αποτύπωμα νερού (water footprint) κοτόπουλο = 4330 litre/kg Μοσχάρι = 15400 litre/kg Αρνί = 10400 litre/kg Χορινό = 6000 litre/kg Κατσίκα (5500 litre/kg) / άρωμα και γεύση κατσικίσιων τυριών!  εξαγωγές τροφίμων

Πίτσα Για 725 g πίτσα, χρειαζόμαστε 1260 λίτρα νερού!!! Mozzarella represents about 50% of the total water use, bread wheat flour 44% and tomato puree about 6%. http://www.waterfootprint.org/?page=files/productgallery

Ασφάλεια Παραγωγής Τροφίμων Ο όρος «Food security» έχει 2 παραμέτρους: Η τροφή πρέπει να είναι διαθέσιμη σε επαρκή ποσότητα και ποιότητα και σε τιμή προσιτή Η παραγωγή τροφής πρέπει να είναι βιώσιμη (sustainable) [1]. [1] World Food Council, 1998, p.2.

Δεδομένα 2006: οι ιχθυοτροφές για σολωμοειδή (σολωμό και πέστροφα) κατανάλωσαν >55% ιχθυέλαιου (FO) 2012: 40% ιχθυάλευρων και 60% ιχθυέλαιου καταναλώνονται στην ιχθυοκαλλιέργεια 2012: FAO on world fish stocks 50% fully exploited 32% over-exploited 15% under-exploited Chinese proverb: Eating what stands on one leg is better than eating what stands on two legs, which is better than eating what stands on four legs. [1 leg= mushrooms and plant foods; 2 legs= foul; 4 legs= cows, pigs, and other mammals] But… Fish = 0 legs  Feed Conversion Ratio (Αναλογία μετατροπής τροφής) Salmon 1.2 (χρειαζόμαστε 120g ιχθυοτροφής για την παραγωγή 100g σολωμού) Chicken 1.9 (και νερό! 4330 litre/kg) Pork 5.9 Beef 8.7

Aquatic food security: trends… [from 1950 to 2006] [1950-’75 / ’75-2006 ] Decreasing Stagnating Increasing (production) S.M. Garcia SM and A.A. Rosenberg AA (2010) Food security and marine capture fisheries: characteristics, trends, drivers and future perspectives. Phil. Trans. R. Soc. B, 365: 2869-2880

Trend: από 1970-2009 [συμβολή της ιχθυοκαλλιέργειας στην κατανάλωση ψαριών [2006 (40%)  2009 (47%)] Capture fisheries and aquaculture supplied the world with about 144.6 m tons of fish in 2009. Of this, 117.8 m tons were used as human food, providing an estimated apparent per capita supply of about 17.2 kg Bondad-Reantaso et al. 2012. The role of crustacean fisheries and aquaculture in global food security: Past, present and future Journal of Invertebrate Pathology 110: 158–165

Τα ψάρια και το Παράδοξο… Ο πληθυσμός αυξάνεται συνεχώς (θα είναι περίπου 9 δις το 2050) Στην ιχθ/ργεια, υπάρχει ένα «απίστευτο» παράδοξο: χωρίς ψάρια δεν μπορούμε να παράγουμε ψάρια! Ψάρι  Ιχθυέλαιο  Ιχθυοτροφή  Ψάρι  Τροφή Άρα πρέπει να βρούμε νέες πηγές λιπαρών! Για να αντικαταστήσουμε τα ιχθυέλαια… Zabetakis & Nasopoulou. Olive pomace: nutritional value and aquaculture potential. A review. Aquaculture (submitted)

Νέες ιχθυοτροφές  Νέα και περιβαλλοντικά βιώσιμη τροφή Νέες ιχθυοτροφές  Νέα και περιβαλλοντικά βιώσιμη τροφή Η Αθηροσκλήρωση και τα καρδιαγγειακά νοσήματα (Cardiovascular Diseases, CVDs) Νέα λειτουργικά τρόφιμα με βιώσιμη παραγωγή Το ψάρι και η αθηροσκλήρωση Η ελιά και η αθηροσκλήρωση Το ψάρι και η ελιά ;

Θνησιμότητα λόγω καρδιοπάθειας [Coronary Heart Disease (CHD)] ως συνάρτηση της χοληστερόλης στο αίμα in pooled cohorts of the Seven Countries Study. Rate of 25-year mortality due to CHD (adjusted for age, smoking and blood pressure) per quartile of serum cholesterol in pooled cohorts of the Seven Countries Study. Adapted from Ref. [5] (with permission). de Lorgeril M et al. Cardiovasc Res 2002;54:503-515 Copyright © 2002, European Society of Cardiology

Seven Countries Study Μέση θνησιμότητα ανά 1000 κατοίκους (lowest results for Crete and Corfu in Greece and Japan) Menotti A, Kromhout D, Blackburn H, et al. Food intake patterns and 25-year mortality from coronary heart disease: cross-cultural correlations in the Seven Countries Study. The Seven Countries Study Research Group. Eur J Epidemiol. 1999;15(6):507-15.

EC50 fraction or ΙC50 fraction Biological assay of platelet aggregation (in washed rabbits’ platelets) EC50 fraction or ΙC50 fraction

A marketing review of aquaculture in Mediterranean Sea

Group A, n=6 Group B, n=6 t = 0 days t = 45 days in vivo biological activity of fish polar lipids Group A, n=6 Group B, n=6 Atherogenic diet (AD) AD + fish polar lipids t = 0 days t = 45 days 12 male rabbits of New Zealand Nasopoulou, Karantonis, Perrea, Theocharis, Iliopoulos, Demopoulos & Zabetakis (2010). Food Chem. 120 831-836

Lipidemic profile Total cholesterol LDL-Cholesterol HDL-Cholesterol Triglycerides P<0,05 Group Α: Atherogenic diet (AD) / Group Β: AD + fish PL

Morphometric analysis Α Β Group Α: Atherogenic diet (AD) Group Β: AD + fish PL 74% decrease *P<0.05 : Mann Whitney test. Nasopoulou, Karantonis, Perrea, Theocharis, Iliopoulos, Demopoulos & Zabetakis (2010). Food Chem. 120 831-836

Από την ελιά στην …βιώσιμη παραγωγή ψαριών Παραπροϊόν της ελαιουργίας (olive press) Πρώτη ύλη για ιχθυοτροφή  

Type II : wastewater, cake  olive Type III : sludges  pomace (ελαιοπυρήνας)

Ελαιοπυρήνας  περιβαλλοντικός ρύπος Uncontrolled dumping of olive pomace, Rhodes, February 2011 29

Αξιοποίηση (Valorization) ελαιοπυρήνα Compost Ενέργεια Πηγή ελαίων Ζωοτροφές και ιχθυοτροφές [1] For every 100 kg of olives  35 kg of olive pomace [1] I. Zabetakis and C. Nasopoulou. Olive pomace: nutritional value and aquaculture potential. A review. Aquaculture (submitted)

Η ιδέα… Ο ελαιοπυρήνας έχει διατροφική αξία [1] Μπορούμε να τον αξιοποιήσουμε για παραγωγή νέων λειτουργικών τροφίμων; Μπορούμε να τον αξιοποιήσουμε για βιώσιμη παραγωγή ιχθυοτροφών; N. Tsantila et al. (2007) Antithrombotic and antiatherosclerotic properties of olive oil and olive pomace polar extracts in rabbits. Mediators of Inflammation 2007:1-11.

Ναι! [Yes! We can ] Τσιπούρα / λαβράκι Ελαιοπυρήνας (OP) (8% in fishfeed) 4 δεξαμενές 15m3 / τελική δίαιτα για 90 μέρες Μέσο βάρος τσιπούρας 520g Nasopoulou, Stamatakis, Demopoulos & Zabetakis (2011). Food Chem. 129 1108-1113.

IC50 values of total lipids (TL) of sea bream fed with fish oil (FO) and olive pomace (OP) (for 90 days) expressed as mg of TL. Συμβατική ιχθυοτροφή (FO diet) Νέα ιχθυοτροφή με ΕΠ (OP diet) 0.032 ± 0.008* 0.005 ± 0.001* Όσο πιο μικρός είναι αυτός ο δείκτης τόσο πιο αποτελεσματικό είναι το τρόφιμο κατά της καρδιοπάθειας! Nasopoulou, Stamatakis, Demopoulos & Zabetakis (2011). Food Chem. 129 1108-1113.

Προοπτικές… «Ω, κορωνίδα των επιστημών, θαυματουργή Χημεία, που μέσα από τα σκύβαλα στολίδια βγάζεις και πετράδια...» η Χημεία έχει αμέτρητες εφαρμογές και, ναι... μπορεί να μετατρέψει τα «σκύβαλα», τα σκουπίδια, αν όχι σε στολίδια και πετράδια (η μεταφορά είναι προφανής στο στίχο του Παλαμά), τουλάχιστον σε ουσίες ξανά χρήσιμες για τον άνθρωπο. http://technologein.pathfinder.gr/heart-food

Πώς μπορούμε να μειώσουμε το αποτύπωμά μας; Ναι στα εποχιακά τρόφιμα Ναι στα ντόπια τρόφιμα Όχι στα επεξεργασμένα τρόφιμα (βλ. πίτσα) Ναι στα τρόφιμα που είναι χαμηλά στην διατροφική αλυσίδα (είναι και πιο οικολογικά και πιο υγιεινά!)

Σας ευχαριστώ