Serwis www.forummleczarskie.pl wykorzystuje ciasteczka (ang. cookies) w celu gromadzenia informacji, które pozwalają lepiej adaptować stronę do potrzeb i preferencji Czytelników oraz budować statystyki dotyczące oglądalności. Cookies można wyłączyć w każdej chwili w ustawieniach przeglądarki internetowej. Brak takiej zmiany oznacza możliwość zapisu w pamięci urządzenia. Więcej informacji znajdą Państwo w Polityce prywatności. Zamknij

Forum Mleczarskie Biznes 3/2018 (33)

dr hab. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW, SGGW Warszawa
dr inż. Dorota Zaręba, ZSSG Warszawa

Dodatki do żywności:

Białka nie tylko dla sportowców

Białka są kluczowymi makroskładnikami diety i podstawowymi, zważywszy na ich złożone przemiany metaboliczne w organizmie człowieka. Metabolizm białek jest ściśle związany z gospodarką energetyczną, a także potrzebami funkcjonalnymi i strukturalnymi każdej żywej komórki organizmu. Białka pełnią funkcje enzymów, hormonów, transporterów, przeciwciał, substancji buforujących uczestniczących w regulacji równowagi kwasowo-zasadowej organizmu, są składnikami strukturalnymi komórki, elementami kurczliwymi mięśni, regulatorami ekspresji genów i biosyntezy wielu biologicznie czynnych związków, a nawet uczestniczącymi w procesie widzenia. Pod względem chemicznym białka są wielkocząsteczkowymi organicznymi związkami azotowymi, złożonymi z aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi. W skład aminokwasów wchodzą również inne pierwiastki niż tylko azot: węgiel, tlen, wodór, fosfor i siarka, a udział tych pierwiastków ma szczególne znaczenie dla wartości żywieniowej zarówno aminokwasów, jak i białek je zawierających. Z tego powodu białka podlegają w organizmie wielu metabolizmom i interakcjom, determinując tym samym zapotrzebowanie na nie, a w szczególnych przypadkach na wybrane aminokwasy. Zapotrzebowanie człowieka na białka wynika nie tylko z potrzeby organizmu na pobieranie określonych ilości azotu białkowego czy egzogennych aminokwasów, ale również zależy od stanu gospodarki energetycznej organizmu, stanu fizjologicznego i wieku organizmu człowieka, stanu zdrowia, masy ciała, aktywności fizycznej oraz wartości odżywczej białek. A co najważniejsze, wymaga regularnego pobierania białek z pożywieniem, co być może jest wytłumaczeniem dlaczego od jakiegoś czasu konsumenci poszukują źródeł wysokowartościowego białka w żywności.

Szacunkowe dzienne zapotrzebowanie na białko (RDA) dla przeciętnej osoby dorosłej wynosi 0,8 g dobrej jakości białek na 1 kg masy ciała. Przyjmuje się że białka powinny pokrywać 10-15% dziennego zapotrzebowania organizmu człowieka na energię, oczywiście przy stosowaniu zbilansowanej diety. Wielkość tego zapotrzebowania może być zwiększona po uwzględnianiu wskaźnika wartości odżywczej spożywanego białka. Nie zaleca się, aby spożycie białek było niższe od ilości wskazanych w normach żywienia, bowiem niedoborom białek w diecie zwykle towarzyszy niedobór wielu innych składników odżywczych. Istnieje pogląd, że spożywanie białka w ilościach umiarkowanie przewyższających dzienne zapotrzebowanie nie jest szkodliwe dla organizmu człowieka, chociaż przy relatywnie niedostatecznym dostarczaniu energii z tłuszczów i węglowodanów dochodzi do nadmiernego wykorzystania białek jako źródła energii, co w skrajnych przypadkach doprowadza do pojawienia się jednostek chorobowych: marasmus i kwashiorkor. Wprawdzie w normach żywienia nie określono górnej granicy spożycia białek, to wiadomo jednak, że nadmiernie duża podaż białek w diecie prowadzi do kwasicy, zwiększonego ryzyka powstawania szczawianowych kamieni nerkowych oraz hiperkalciurii sprzyjającej osteoporozie.

W świetle powyższych informacji rozsądne wydaje się spełnienie oczekiwania konsumentów dotyczącego produktów wysokobiałkowych, poprzez łączenie w napojach mlecznych białek różnego pochodzenia i o różnej wartości żywieniowej. Powszechnie uznaje się, że najlepszym źródłem białka jest mięso i nabiał, ale jest to tylko uproszczenie, bowiem nie tylko białka pochodzenia zwierzęcego są pełnowartościowe. I nie oznacza to, że można łączyć je tylko z białkami pochodzenia roślinnego, i że wszystkie białka roślinne są niepełnowartościowe (por. Zaręba D., Ziarno M. Białka dodawane do żywności. Forum Mleczarskie Biznes 1/2017, str. 47-49).

Białka zbożowe

Najczęściej spożywanymi białkami pochodzenia roślinnego są białka zbożowe (por. Ziarno M., Zaręba D. Składniki zbożowe w produkcji mleczarskiej. Forum Mleczarskie Biznes 1/2018, str. 38-42). Wiadomo że poprzez połączenie produktów mleczarskich i zbożowych uzyskuje się pokarm wysoce wartościowy pod względem składu aminokwasowego. Z tego powodu warto przeanalizować wykorzystanie białek zbożowych w produkcji mleczarskiej. Należy zwrócić uwagę, że nie jest to nowość, bowiem od dawna wiadomo że poprzez łączenie produktów roślinnych i zwierzęcych uzyskuje się pokarmy wartościowe pod względem składu aminokwasowego. Pod tym względem, produkty mleczarskie (mało zasobne w aminokwasy siarkowe: metioninę i cysteinę) doskonale uzupełniają się z niepełnowartościowymi białkami zbożowymi (ubogimi w lizynę, treoninę i tryptofan). Obecnie wiele rodzajów zbóż właściwych lub zbóż rzekomych (pseudozbóż) jest przetwarzanych na potrzeby rynku żywnościowego: owies (Avena sativa L.), żyto (Secale cereale L.), jęczmień (Hordeum vulgare L.), pszenica (Triticum aestivum L.), orkisz (Triticum spelta L.) należące do rodzaju pszenica, proso (Panicum miliaceum L.) będące jednym z najstarszych zbóż uprawnych i stosowanych w żywności człowieka, gryka (Fagopyrum esculentum Moench, zaliczana też do zbóż właściwych) zdobywająca ostatnio coraz większą popularność, ryż (Oryza) oraz komosa ryżowa (zwana inaczej quinoa lub ryżem peruwiańskim, Chenopodium quinoa), kukurydza zwyczajna (Zea mays), szarłat ogrodowy (Amaranthus caudatus), szarłat wyniosły (Amaranthus cruentus) oraz miłka abisyńska (teff, Eragrostis abyssinica). W ostatnich latach szczególną uwagę zwraca się na zboża bezglutenowe i uważa się je, za potencjalne źródło białka roślinnego, akceptowanego przez konsumentów docelowych z ograniczeniami żywieniowymi.

Białka orzechów

Interesującym źródłem białka roślinnego są orzechy, w tym orzechy włoskie, laskowe, ziemne, pistacje, nanerczowe (nerkowca), migdały, pekan, brazylijskie, makadamia, kokosowe. Średnia zawartość białka w orzechach nerkowca wynosi 18%, w orzechu włoskim 15%, w pistacji 20%, najwięcej białka zawierają orzeszki ziemne ok. 25%, ze względu na fakt, że botanicznie należą do roślin strączkowych. Najmniejszą zawartością białka cechują się orzechy o dużej ilości tłuszczu, w tym orzechy pekan, makadamia, pinii i orzechy brazylijskie (por. Zaręba D., Ziarno M. Białka dodawane do żywności. Forum Mleczarskie Biznes 1/2017, str. 47-49). Warto zauważyć, że w skład białek migdałów i orzechów włoskich wchodzi arginina, która jest substratem w produkcji kreatyny i aminokwasem odtruwającym organizm (w efekcie arginina przyspiesza regenerację organizmu po wysiłku fizycznym, stresie i usuwa oznaki zmęczenia).

Białka roślin strączkowych

Ciekawym przykładem białek pochodzenia roślinnego są białka roślin strączkowych, zyskujące od niedawna na popularności jako składnik wzbogacający produkty żywnościowe nie tylko dla wegan, wegetarian ale także dla osób z nietolerancją laktozy lub glutenu. Obecna oferta preparatów białek roślin strączkowych, przygotowana dla przemysłu spożywczego, obejmuje białka różnych roślin z rodziny bobowatych: ciecierzycy, groszku, grochu, soi, bobu, soczewicy i fasoli. Zależnie od formy przetworzenia materiału roślinnego, rozróżnia się grys i mączki roślinne, a także izolaty białek roślinnych. Charakteryzują się one różną zawartością białek – od kilkunastu procent do ponad 75%. Ponadto, mają wysoką zawartość cennych aminokwasów egzogennych, takich jak arginina, lizyna i fenyloalanina, w tym aminokwasów rozgałęzionych. Co ciekawsze, są preparowane jako dodatki niskotłuszczowe lub odtłuszczone, dzięki czemu mogą być stosowane jako dodatki do produktów niskotłuszczowych, a nie tylko jako składniki produktów dla sportowców, mających na celu zwiększenie masy mięśniowej i jej regenerację po intensywnym treningu.

Białka roślin strączkowych mają wiele zalet, w porównaniu do białek pochodzenia zwierzęcego. Najważniejszą ich zaletą jest korzystny wpływ na zachowanie równowagi kwasowo-zasadowej organizmu człowieka. Jak wiadomo, stanowiąc podstawę naszej diety mogą wykazywać różny wpływ na tę równowagę: silnie lub słabo kwasotwórczą albo silnie lub słabo zasadotwórczą. Wpływ ten zależy przede wszystkim od zawartości pierwiastków: produkty spożywcze różnią się zawartości pierwiastków kwasotwórczych (np. chlor, fosfor i siarka) i zasadotwórczych (np. wapń, sód, potas, magnez). Zalecenia żywieniowe sugerują, aby 80% diety stanowiły produkty zasadotwórcze, zaś 20% – produkty kwasotwórcze. Preparaty białek roślin strączkowych oprócz białek zawierają również węglowodany, cenne pierwiastki, w tym potas, cynk, żelazo, wapń i magnez, jak również substancje przeciwutleniające.

Osobliwą cechą preparatów białek roślin strączkowych jest możliwość ich wykorzystania w celu modelowania właściwości teksturotwórczych produktów mleczarskich. W przypadku napojów mlecznych może to być istotne, aby naturalny dodatek do wyrobu w efekcie końcowym mógł zachwycić konsumenta swoją płynną, ale kremową konsystencją.


Białka mikrobiologiczne

Nowym trendem w poszukiwaniu innowacyjnych źródeł białek, o którym mówi się od paru lat, są białka pojedynczych komórek – SCP (z ang. single cell protein). Obserwowany od setek lat wzrost populacji ludzi na Ziemi powoduje, że specjaliści od wyżywienia ludności już teraz zaczynają się martwić o przyszłość, a dokładniej, o ryzyko niedoborów żywności, głównie białka. Już na dzisiaj światowy deficyt białka jest szacowany na poziomie 22 mln ton dziennie. Poza tradycyjnymi metodami produkcji białek, czyli uprawami roślin i hodowlą zwierząt, trwają intensywne poszukiwania nowych źródeł białek i badania nad biosyntezą preparatów białek w warunkach laboratoryjnych. Wynika to z tego, że w przypadku konwencjonalnej produkcji białek żywnościowych tzw. współczynnik konwersji jest szczególnie niekorzystny. Do uzyskania 1 kg mięsa potrzeba aż 8-10 kg pokarmów roślinnych i mnóstwo wody pitnej, a z kolei z 2 kg pokarmu roślinnego otrzymuje się ok. 1 kilograma białka. Od ponad 30 lat trwają próby pozyskiwania białek z kryla arktycznego, zaś od zaledwie kilku lat pojawiają się w mediach informacje o koncepcji wyhodowania mięsa w laboratorium. Zawartość białka w świeżym krylu waha się w granicach od ok. 100 do ok. 170 mg na 1 g kryla. Znaczną część tego białka, 80-135 mg/g można w krótkim czasie wytrącić. Natomiast mięso z próbówki jest żywieniowo bardzo zdrowe, gdyż nie zawiera wcale tłuszczu, ale jego pozyskanie jest niezwykle kosztowne (jak podają media, jeden kotlecik z probówki jest wart ok. 250 tys. euro), a ponadto pozbawione smaku i budzące strach w podświadomości człowieka.

Tymczasem biotechnolodzy mają już opracowane i sprawdzone metody otrzymywania białek o doskonałym profilu aminokwasowym z pojedynczych komórek, czyli białek pochodzenia mikrobiologicznego (syntetyzowanych przez grzyby, bakterie, a nawet glony). Wysoka efektywność tych metod jest tak bardzo obiecująca, że obecnie preparaty SCP są już z powodzeniem oferowane jako dodatki do pasz dla zwierząt hodowlanych. Piśmiennictwo podaje, że wydajność biosyntezy białka pochodzenia mikrobiologicznego jest większa niż tradycyjnych źródeł białek i wyraża się stosunkiem 100 000 do 1 oraz do 80 w porównaniu do syntezy białka przez zwierzęta (bydło) lub rośliny (soję). Ponadto, biosynteza SCP jest około 500-krotnie szybsza niż białka wołowego. SCP mogą być produkowane na różnego rodzaju podłożach biotechnologicznych, w tym organicznych odpadach przemysłowych bogatych w węglowodory (np. metan), alkohole (m.in. metanol i etanol), a nawet ścieki i różne frakcje ropy naftowej. Źródłem cennych surowców do produkcji białka z mikroorganizmów są wywary gorzelnicze, melasa, serwatka, korzenie, słoma, ługi posiarczynowe. W praktyce przemysłowej największe znaczenie w pozyskiwaniu białka mają drożdże (m.in. Saccharomyces i Candida), a także bakterie (np. Escherichia coli). Preparaty SCP oprócz białek zawierają również składniki mineralne i witaminy.


Białka owadów

Jednym z rozpatrywanych alternatywnych źródeł białek w diecie są białka pozyskiwane z owadów. Nie zdajemy sobie sprawy z tego, że ludzkość, (a wcześniej małpy człekokształtne), spożywały owady od ponad 5 mln lat. Owady zawierają nie tylko bardzo dużo białka (nawet do 80%), ale również tłuszczów, a niekiedy są także doskonałym źródłem cukrów. Istotna jest także duża zawartość różnych witamin (m.in. z grupy B, w tym witaminy B12, witaminy K) oraz składników mineralnych (m.in. żelaza i wapnia). Obecnie, w Azji Południowo-Wschodniej spożywane są niemal wszystkie owady, będąc głównym źródłem mięsa. Szacuje się, że spożywa je około 2 mld ludzi. Najczęściej są to duże owady, takie jak pasikoniki, larwy motyli, duże pluskwiaki, oprócz tego spożywa się również mrówki, osy, pszczoły, ważki. W kulturze europejskiej i Ameryki Północnej istnieje jednak dość silne tabu, które sprawia, że mięso owadów i ich larw, jako składnik diety nie znajduje powszechnej akceptacji u konsumentów. Powstałe w Brukseli stowarzyszenie producentów owadów (IPIFF, z ang. Promoting Insects for Human Consumption & Animal Feed) uzyskało jak dotąd aprobatę UE na wykorzystanie białek owadów jako dodatku do pasz dla zwierząt hodowlanych. Są to owady wyhodowane na pokarmie roślinnym. Zaletą produkcji białka owadów jest wysoka efektywność ekonomiczna uzyskania białek wysokiej jakości, a także ekologiczność produkcji. Dla przykładu, mączka świerszczowa powstaje przez zmielenie suszonych lub prażonych na sucho świerszczy domowych. Charakterystyczny zapach świerszczy udaje się zneutralizować poprzez dodatek składników, takich jak bakalie, kakao lub wanilia. W wybranych krajach europejskich prawo zezwala na hodowlę i sprzedaż owadów w celach spożywczych (tzw. nowa żywność, novel food – por. Zaręba D., Ziarno M. Nowe składniki i nowa żywność. Forum Mleczarskie Biznes 2/2016, str. 25-29). Żywność z owadów lub z ich dodatkiem można kupić w Belgii, Holandii, Danii, Finlandii i Wielkiej Brytanii. Istnieją publikacje naukowe sugerujące, że spożywanie owadów może stymulować rozwój korzystnych bakterii jelitowych, w tym bifidobakterii, a także zmniejszać poziom TNF-α, czyli białka prozapalnego w osoczu krwi. Wprawdzie naukowcy zastrzegają się, że potrzeba więcej doświadczeń potwierdzających uzyskane wyniki dotychczasowych badań medycznych, ale już teraz owady zyskują coraz większe znaczenie zarówno w Europie, jak i w USA. Pozostaje tylko oswajać się z tymi nowościami i czekać, aż znajdą zastosowanie w produkcji mleczarskiej.

copyright
Nathusius Investments Sp. z o.o © 2008-2019
02-920 Warszawa
ul. Powsińska 23/6
tel: 22 642 43 12, fax: 22 642 36 25