ΘΡΕΠΤΙΚΗ ΑΞΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΑΞΗΣ 6η

Παρουσίαση με θέμα: "ΘΡΕΠΤΙΚΗ ΑΞΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΑΞΗΣ 6η"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΘΡΕΠΤΙΚΗ ΑΞΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΑΞΗΣ 6η
Μεταβολές πρωτεϊνών, βελτίωση θρεπτικής αξίας, νέες πρωτεΐνες και επεξεργασία των τροφίμων ΘΡΕΠΤΙΚΗ ΑΞΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΑΞΗΣ 6η

2 Μεταβολές των πρωτεϊνών κατά την επεξεργασία των τροφίμων
Η θερμική κατεργασία έχει τις σημαντικότερες επιπτώσεις στην ποιότητα των πρωτεϊνών. Οι θερμικές κατεργασίες έχουν ωφέλιμο ρόλο π.χ. ζεμάτισμα λαχανικών για αδρανοποίηση ενζύμων ή και αναστολή αντιθρεπτικών παραγόντων, παστερίωση ή αποστείρωση για εξυγίανση του τροφίμου (με θανάτωση παθογόνων μικροοργανισμών ή και σπορίων τους), μαγείρεμα (αύξηση ευπεπτότητας και βελτίωση οργανοληπτικών χαρακτηριστικών). Η αύξηση της θερμοκρασίας και του χρόνου της θερμικής κατεργασίας έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη επίπτωση στην ποιότητα των πρωτεϊνών τόσο ως προς τη θρεπτικότητα όσο και ως προς τη λειτουργικότητα.

3 Μεταβολές των πρωτεϊνών κατά την επεξεργασία των τροφίμων

4 Μεταβολές των πρωτεϊνών κατά την επεξεργασία των τροφίμων
Κατά την εφαρμογή χαμηλών θερμοκρασιών για τη συντήρηση των τροφίμων π.χ. με ψύξη ή με κατάψυξη καθυστερεί ή παρεμποδίζεται η αλλοίωση των πρωτεϊνών, ενώ επιβραδύνονται παράλληλα οι μικροβιακές αλλοιώσεις, η ενζυμική δραστικότητα και οι χημικές αντιδράσεις. Κατά τη συντήρηση σε ψύξη (περίπου στους 0°C) οι πρωτεΐνες διατηρούνται σταθερές, αν και μπορεί να συμβεί μεταβολή τους σε περίπτωση που υπάρχει ανάπτυξη ψυχρόφιλων μικροοργανισμών. Στην κατάψυξη (περίπου -18°C) πρακτικά οι πρωτεΐνες παραμένουν αναλλοίωτες.

5 Μεταβολές των πρωτεϊνών κατά την επεξεργασία των τροφίμων
Κατά την ξήρανση των τροφίμων όπου με απομάκρυνση του μεγαλύτερου μέρους του νερού του τροφίμου επιτυγχάνεται συντήρησή του, μπορεί να συμβεί μεταβολή στις πρωτεΐνες εξαρτώμενη από τη μέθοδο ξήρανσης και ειδικότερα από τη θερμοκρασία ξήρανσης, τη διάρκεια και την επίδραση ατμοσφαιρικού αέρα.

6 Πεπτικότητα Πρωτεΐνης

7 Βελτίωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων
Η βελτίωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων, ειδικότερα των πρωτεϊνών φυτικής προέλευσης γίνεται: α) Με αναστολή των αντιθρεπτικών παραγόντων και β) Με βελτίωση του πρωτεϊνικού περιεχομένου του τροφίμου. Το πρωτεϊνικό περιεχόμενο ενός τροφίμου μπορεί να βελτιωθεί με τους ακόλουθους τρόπους: i) με προσθήκη αμινοξέων (κυρίως σε ζωοτροφές), ii) με προσθήκη άλλων πρωτεϊνών (εμπλουτισμός σε πρωτεΐνες), iii) με συνδυασμό δύο ή περισσοτέρων πρωτεϊνών και iv) με ανάμιξη τροφίμων. Τα προϊόντα ανάμιξης πρωτεϊνών (iii) ταξινομούνται σε τέσσερις τύπους, όπως παρουσιάζονται στο Σχήμα.

8 Βελτίωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων
Ο τύπος Ι προκύπτει από την ανάμιξη δύο πρωτεϊνών διαφορετικού πρωτεϊνικού περιεχομένου, αλλά της ίδιας βιολογικής αξίας. Η πρωτεϊνική αξία της συνδυασμένης πρωτεΐνης είναι ίση με αυτή των συστατικών, π.χ. καλαμπόκι με αλεύρι αραχίδας. Στον τύπο ΙΙ η πρωτεϊνική αξία του μίγματος ισούται με αυτή του συστατικού με το σχετικά υψηλότερο πρωτεϊνικό περιεχόμενο, π.χ. καλαμπόκι με βαμβακάλευρο, φασόλια με στιλβωμένο ρύζι.

9 Βελτίωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων
Στην περίπτωση του τύπου ΙΙΙ επιτυγχάνεται συνεργιστική προσθήκη ή και πλήρης συμπληρωματικότητα των αναμιγνυόμενων συστατικών. Είναι εντυπωσιακό, καθώς επιτυγχάνεται πρωτεϊνική αξία υψηλότερη από την αντίστοιχη του καθενός συστατικού χωριστά με αλληλοσυμπλήρωση των απαραίτητων αμινοξέων των δύο πρωτεϊνών. Παραδείγματα του τύπου αυτού είναι τα μίγματα: καλαμπόκι με φασόλια, βαμβακόσπορος με σόγια, καλαμπόκι με σόγια, κ.ά.

10 Βελτίωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων
Χαρακτηριστικό παράδειγμα τύπου ΙΙΙ τροφίμου από ανάμιξη πρωτεϊνών αποτελεί ο συνδυασμός καλαμποκιού με σόγια, όπου η αναλογία καλαμποκιού 40% και σόγιας 60% παρέχει συνεργιστικό αποτέλεσμα για τη θρεπτική αξία των πρωτεϊνών. Έτσι το μίγμα αυτό έχει μεγαλύτερη θρεπτική αξία από ότι το καθένα από τα συστατικά καλαμπόκι και σόγια χωριστά. Στον τύπο IV η πρωτεϊνική αξία βρίσκεται στο μέσο των πρωτεϊνικών αξιών του καθενός συστατικού, με βάση την αναλογία ανάμιξης των συστατικών, π.χ. βαμβακάλευρο με αλεύρι από σησάμι.

11 Βελτίωση της θρεπτικής αξίας των τροφίμων

12 Protein Efficiency Ratio
Η μέθοδος υποθέτει ότι όλη η πρωτεΐνη χρησιμοποιείται για αύξηση.

13

14 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Οι νέες κατευθύνσεις για την αύξηση των διαθέσιμων πηγών πρωτεϊνών είναι: α) Η παραγωγή πρωτεΐνης από μονοκύτταρους μικροοργανισμούς - κυτταρική πρωτεΐνη (Single-cell protein) (SCP), και β) Η εφαρμογή μεθόδων που επιτρέπουν την καλύτερη αξιοποίηση φυτών πλούσιων σε πρωτεΐνες. Μεγάλες ερευνητικές προσπάθειες γίνονται για την παραλαβή πρωτεϊνών από ελαιούχους σπόρους επειδή αυτοί υπάρχουν σε μεγάλες ποσότητες και έχουν μεγάλη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες υψηλής θρεπτικής αξίας.

15 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Η αξιοποίηση στην ανθρώπινη διατροφή, υψηλών σε πρωτεΐνη προϊόντων από πίτες ελαιούχων σπόρων περιορίζεται από την παρουσία φαινολών και ζυμώσιμων σακχάρων. Ορισμένα ανεπιθύμητα συστατικά είναι αντιθρεπτικά (αναστολείς τρυψίνης σόγιας) ή τοξικά (γκοσσυπόλη βαμβακόσπορου), ή υπεύθυνα για ανεπιθύμητο χρωματισμό πρωτεϊνών (χλωρογενικό οξύ ηλιόσπορου) ή γαστρεντερικές διαταραχές (ζυμώσιμα σάκχαρα). Ορισμένοι αντιθρεπτικοί παράγοντες μπορούν να καταστραφούν ή να αδρανοποιηθούν με θερμική κατεργασία. Όταν αυτό δεν είναι δυνατόν, απαιτείται ειδική αντιμετώπιση π.χ. απομάκρυνση με οργανικούς διαλύτες.

16 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Για την παραλαβή των πρωτεϊνών από τους σπόρους έχουν αναπτυχθεί διάφορες τεχνικές ανάλογα με τις οποίες λαμβάνονται πρωτεϊνικά άλευρα (flours), συμπυκνώματα (concentrates) και υπερσυμπυκνώματα (isolates) με περιεκτικότητα περίπου 50, 70 και 90% πρωτεΐνης εδώδιμης ποιότητας. Οι διάφορες τεχνικές που υπάρχουν μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με το προϊόν που προκύπτει ή τη φύση της κατεργασίας (υγρές τεχνικές, ξηρές τεχνικές).

17 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Ως πρωτεϊνικό άλευρο ορίζεται το λεπτά αλεσμένο προϊόν που παράγεται από αποφλοιωμένο και πλήρως απελαιωμένο σπόρο. Ο σπόρος αποφλοιώνεται, υφίσταται ορισμένες προκατεργασίες που διευκολύνουν την εκχύλιση του ελαίου και στη συνέχεια πιέζεται και εκχυλίζεται ή εκχυλίζεται απ’ ευθείας με ένα οργανικό διαλύτη, συνήθως εξάνιο. Οι κατεργασίες πραγματοποιούνται γενικά σε ήπιες συνθήκες (θερμοκρασίας, υγρασίας, πίεσης), ώστε να μην αλλοιωθούν οι λειτουργικές ιδιότητες των πρωτεϊνών. Το άλευρο που προκύπτει έχει συνήθως περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες μεγαλύτερη από 45%.

18

19 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Για την παραλαβή ενός προϊόντος ακόμη πιο πλούσιου σε πρωτεΐνη - πρωτεϊνικό συμπύκνωμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ξηρές ή υγρές μέθοδοι. Οι ξηρές μέθοδοι χρησιμοποιούν κύρια αέριους κυκλώνες και βασίζονται σε παραμέτρους, όπως το ειδικό βάρος, το μέγεθος ή το σχήμα των άθικτων πρωτεϊνικών σωματιδίων. Με τον διαχωρισμό προκύπτουν δύο κλάσματα: ένα λεπτόκοκκο εμπλουτισμένο σε πρωτεΐνες και ανόργανα συστατικά, συνήθως για ανθρώπινη διατροφή και ένα χονδρόκοκκο με αυξημένη περιεκτικότητα σε κυτταρικές μεμβράνες, ολιγοσακχαρίτες και αντιθρεπτικά συστατικά, προοριζόμενο για ζωοτροφές.

20 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Οι υγρές μέθοδοι βασίζονται στη διαλυτοποίηση και απομάκρυνση μη πρωτεϊνικών συστατικών. Οι ολιγοσακχαρίτες και τα ανόργανα άλατα μπορούν να απομακρυνθούν έως ενός βαθμού με όξινο διάλυμα, με υδατικό διάλυμα αλκοόλης ή με θερμό νερό. Οι περισσότερες πρωτεΐνες των σπόρων παραμένουν αδιάλυτες υπό αυτές τις συνθήκες, όπως είναι επιθυμητό. Το πρωτεϊνικό συμπύκνωμα που προκύπτει περιέχει, μετά από ξήρανση, περίπου 65-75% πρωτεΐνες, 15-25% αδιάλυτους υδατάνθρακες, 4-6% ανόργανα άλατα και 0.3-1,2% λιπαρά.

21 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Για την παραλαβή πρωτεϊνικών υπερσυμπυκνωμάτων χρησιμοποιείται κύρια η μέθοδος της διαλυτοποίησης - καταβύθισης αζωτούχων συστατικών (Σχήμα, διαφ. 23). Η μέθοδος της διαλυτοποίησης - καταβύθισης μπορεί να εφαρμοστεί σε άλευρο ή ακόμα και σε συμπύκνωμα. Για την αποτελεσματική εκχύλιση των πρωτεϊνών απαιτείται καταστροφή της κυτταρικής δομής. Η διάσπαση της κυτταρικής δομής μπορεί να γίνει μηχανικά, με χημική ή με ενζυμική κατεργασία, με υπερήχους ή μικροκύματα με κατάψυξη - απόψυξη, με ενυδάτωση, κ.λπ. Προτιμάται η μηχανική καταστροφή των κυτταρικών τοιχωμάτων με άλεση, διότι είναι τεχνολογικά απλή και δεν προκαλεί πρωτεϊνική μετουσίωση.

22 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Οι πρωτεΐνες του αλεύρου μπορούν να διαλυτοποιηθούν σε αλκαλικό διάλυμα και κατόπιν να διηθηθούν ή να φυγοκεντρηθούν για να απομακρυνθεί το στερεό υπόλειμμα (πολυσακχαρίτες, ίνες, αδιάλυτες αζωτούχες ενώσεις). Η καταβύθιση των πρωτεϊνών στο ισοηλεκτρικό σημείο ακολουθείται από φυγοκέντρηση και έκπλυση του πρωτεϊνικού ιζήματος, ώστε να απομακρυνθούν ολιγοσακχαρίτες, άλατα και άλλες διαλυτές ουσίες που συγκαταβυθίζονται με τις πρωτεΐνες. Η ξήρανση πραγματοποιείται με διάφορες τεχνικές υπό κενό, με ψεκασμό, υπό κατάψυξη. Μετά την ξήρανση παραλαμβάνεται ένα πρωτεϊνικό υπερσυμπύκνωμα που περιέχει 90% πρωτεΐνη ή και περισσότερο.

23 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες

24 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Τα πρωτεϊνικά υπερσυμπυκνώματα είναι ακριβότερα από τα συμπυκνώματα λόγω των πρόσθετων φυσικών και χημικών διεργασιών, αλλά και λόγω της επιτυγχανόμενης ανάκτησης των πρωτεϊνών του αρχικού υλικού, η οποία μπορεί να φτάσει το πολύ σε 75%. Η απομάκρυνση των ανεπιθύμητων συστατικών και η γνώση της καμπύλης διαλυτότητας της πρωτεΐνης είναι οι κυριότερες παράμετροι που πρέπει να ληφθούν υπ’ όψη προκειμένου να επιτευχθεί υψηλή ανάκτηση και ικανοποιητικός καθαρισμός των πρωτεϊνικών συστατικών.

25 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Με τις περισσότερες πίτες ή άλευρα, οι μέθοδοι με την υγρή κατεργασία απομακρύνουν ένα μεγάλο μέρος των αντιθρεπτικών ή τοξικών παραγόντων (γκοσσυπόλη, αφλατοξίνες), αλλά αυξάνουν τη συγκέντρωση αντιθρεπτικών παραγόντων πρωτεϊνικής φύσης (αναστολείς τρυψίνης, αιμοσυγκολλητίνες). Η αδρανοποίηση αυτών δε γίνεται σε υγρή κατάσταση με θέρμανση προς αποφυγή της μεταβολής των λειτουργικών ιδιοτήτων, αλλά εφαρμόζεται μετά την προσθήκη του συμπυκνώματος στο τρόφιμο κατά το ψήσιμο.

26 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Με την εφαρμογή πρόσθετων επεξεργασιών οι πρωτεΐνες μπορούν να σχηματοποιηθούν προς προϊόντα με οργανωμένη ινώδη δομή. Κατά μία μέθοδο παράγεται ινοποιημένο πρωτεϊνικό υλικό με άμεση θερμοπλαστική εκβολή πρωτεϊνικών αλεύρων ή συμπυκνωμάτων κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας. Σύμφωνα με άλλη μέθοδο οι πρωτεΐνες διαλύονται σε άλκαλι και το διάλυμα πιέζεται μέσα από λεπτότατες οπές σε όξινο λουτρό καθίζησης, οπότε σχηματίζονται λεπτότατες ίνες. Αυτές οι «διαμορφωμένες» πρωτεΐνες παρέχουν μεγάλη ευελιξία στην παρασκευή τροφίμων.

27 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Η παραλαβή αλεύρων και συμπυκνωμάτων είναι τεχνικά δυνατή απ’ όλους σχεδόν τους ελαιούχους σπόρους. Μέχρι σήμερα για οικονομικούς κυρίως λόγους οι σπόροι της σόγιας αποτελούν τη σπουδαιότερη βιομηχανική πρώτη ύλη για τέτοια προϊόντα. Αυτά χρησιμοποιούνται για τον εμπλουτισμό διαφόρων τροφίμων, για τη μερική αντικατάσταση του κρέατος σε σχετικά προϊόντα και γενικότερα για τις λειτουργικές ιδιότητες που προσδίδουν στα τρόφιμα στα οποία ενσωματώνονται.

28

29 Νέες πηγές πρωτεϊνών - Εξωσυμβατικές πρωτεΐνες
Τα ψάρια επίσης είναι πρώτη ύλη διαθέσιμη σε μεγάλες ποσότητες, η οποία χρησιμοποιείται για παραγωγή πρωτεϊνικών συμπυκνωμάτων (Fish Protein Concentrates, surimi), καθώς και διάφορα παραπροϊόντα γεωργικών βιομηχανιών π.χ. το τυρόγαλα (Whey Protein Concentrates). Άλλες εξωσυμβατικές πρωτεΐνες είναι οι παραγόμενες από φύλλα (Leaf Protein Concentrates). Παραπροϊόντα γεωργικών ή άλλων βιομηχανιών μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως υποστρώματα για την παραγωγή κυτταρικής πρωτεΐνης π.χ. τυρόγαλα, υγρά απόβλητα παραγωγής χαρτοπολτού κ.ά. Επίσης πρωτεΐνες παράγονται από θαλάσσια φύκη και από μύκητες.

30 Οι πρωτεΐνες ορού γάλακτος
1.Akers SM, et al. In: Handbook of Pediatric Nutrition, 2nd ed. 1999:65-97. 2.Yoshizawa F. Biochem Biophys Res Commun 2004;313: