2016.09.23.
Az ételkészítési technológia hatása a tápanyagokra 1. Bevezetés
1
2016.09.23.
Élelmiszerekben végbemenő kémiai változások a feldolgozás során Az élelmiszerek feldolgozott állapotban való fogyasztása számos előnyt kínál: 1. patogén mikroorganizmusok általi fertőzés kockázatának csökkentése 2. mikrobiális és enzimes romlás esélyének csökkentése 3. hőlabilis antinutritív anyagok inaktiválása (pl. a szójafehérjék közül a tripszin-inhibítor és lektinek minden hüvelyesben, szolanin alkaloid tartalom csökkentése burgonyában, bár átvándorol a sütőzsírba ill. a főzővízbe)
4. a szezonális élelmiszerek egész évben való elérhetősége 5. a gyorsan romló élelmiszerek tartósított formában való elérhetősége az előállítás helyétől távolabbi régiókban 6. kényelem növelése 7. nagyobb választék, egyesek jobb érzékszervi tulajdonságokkal (sütő- és édesipari termékek, húsok, húspótlók, fermentált élelmiszerek) 8. az emészthetőség javítása a fehérjék denaturálása által (amidkötések hozzáférhetővé válnak a proteolitikus enzimek számára), poliszacharidok (keményítő csirizesedése) glikozid kötéseinek támadhatóvá tételével.
2
2016.09.23.
Illó komponensek számának növekedése a marhahúsban, főzés hatására. Az illó vegyületek az aromát jelentik. Számuk kb. megtízszereződött.
Az élelmiszerek feldolgozása hátrányokkal is jár: 1. egyes élelmiszerek érzékszervi értékének csökkenése, különösen ahol a feldolgozás komolyabb mértékű (hő-sterilizálás és levegőn szárítás) 2. olyan új vegyületek megjelenése a feldolgozás és kezelés során, amelyeket toxikológiai szempontból nemkívánatosnak tekintünk 3. a tápérték csökkenése
3
2016.09.23.
Gyakran hivatkoznak a friss kerti gyümölcs és a konzerv közötti tápérték-különbségre, pedig a feldolgozott élelmiszer tápértékében okozott kár akkor értékelhető jól, ha • a konzervált élelmiszert a kereskedelemben kapható „friss” élelmiszerrel hasonlítjuk össze. Nem reális a készételt a kertből frissen szedettel összehasonlítani, hisz ez utóbbi a többség számára egyáltalán nem elérhető • a friss kerti zöldségfélét is többnyire főzve fogyasztják • egy adott tápanyagveszteség fontossága függ az illető anyagtól (sok van-e belőle az átlagos táplálékban vagy kevés), az adott élelmiszer a fő forrása-e, valamint a fogyasztó egészségi állapotától (egészséges vagy beteg, idős vagy fiatal, jól táplált-e stb.)
Kedvező változások a feldolgozás során 1. Színanyagok, aromaanyagok kialakítása, a meglévők megőrzése 2. Textúra átalakítása, megőrzése 3. Funkcionális tulajdonságok javítása v. megőrzése 4. Enzimek ellenőrzés alatt tartása (aktiválás v. inaktiválás) 5. Antinutritív anyagok eltávolítása v. inaktiválása
4
2016.09.23.
1. Kellemes színek, aromák kialakítása vagy megőrzése Pörkölés, sütés: húsok, kávé, diófélék, sütőipari termékek, édesipari termékek, snack-ek, reggelizőpelyhek. Fermentálás: aromavegyületek keletkeznek a sajtokban, alkoholos italokban, a gyümölcsök szüret utáni utóérése során és a növényi szövetek roncsolásakor (hagyma illatanyagai, csersav lebomlása pl. Diospyros-ban). A szín és aroma megőrzése gyakran vegyszerek hozzáadásával lehetséges, például antioxidánsokkal, vagy a nemkívánatos komponensek eltávolításával, pl. a tojásfehérje glükóztartalmának eltávolítása hátráltatja a szárított termék barnulását.
A színeket és aromákat létrehozó kémiai reakciók: • • • • •
Maillard reakció, Strecker degradáció, karamellizáció, lipidek oxidációja és endogén enzimek által katalizált reakciók
5
2016.09.23.
2. A textúra javítása vagy megőrzése A gyümölcsök és zöldségek textúrája elsősorban az összetett szénhidrátoktól függ: pektinvegyületek, cellulóz, hemicellulóz, keményítő és lignin. Az ezeket megváltoztató enzimek fontosak az állag szempontjából. Állati eredetű élelmiszer esetén a proteázok a puhító enzimek.
Textúraváltozást okozó reakciók • A textúra lágyításában a hidrolízises reakciók a legjelentősebbek, ezek közül sok enzimkatalizált. (Hidrolízis a kondenzáció ellentéte, tehát pl. az észterképződés, a fehérjelánc /amidkötések/ keletkezésének ellentéte. Vízmolekula belépésével a „makromolekula” alkotóira bomlik) • A textúra szilárdításának legfontosabb eszközei az asszociatív reakciók, melyek a H-híd kötésekkel kapcsolatosak, a hidrofób asszociációk valamint a polimerek keresztkötési reakciói, melyeket többértékű ionok hoznak létre.
6
2016.09.23.
növényi szövetek hővel történő puhítása a növény szöveteinek keményítése kálciummal és hozzáadott pektin-metilészterázzal (ez utóbbit aktiválják enyhe hőkezeléssel), mert a lehidrolizált metilcsoport helyén szabadon maradt karboxil a Ca ionnal keresztkötést tud létrehozni. Másrészt pl. zöldbabban a sterilezés béta-eliminációt okoz, de csak a metillel észterezett galakturonsavon. Ezért a sterilezés előtt egy alacsonyabb hőfokú kezelést alkalmaznak. (béta-elimináció: a szomszédos atomról v. atomcsoportról szakad le valami, így pl. kettős kötés keletkezik. elimináció: az addíció ellentéte, lehasadás)
hús puhítása hozzáadott proteázokkal húspótlók megfelelő textúrájának kialakítása gélképzés, koaguláció vagy szilárdítás a tojástermékek, pudingok és sütőipari termékek esetében sajt (túró) készítés a tejben keletkező vagy hozzáadott sav v. enzim segítségével (kazein szerkezet szinerézise) a textúra lebomlása néhány növényi szövet esetében hátráltatható blansírozással, az enzimek inaktiválásával.
7
2016.09.23.
A pektin (főleg poli-galakturonsav-metilészter) hidrolízise pektinsavvá és metanollá. A hidrolízis erősen savas v. enyhén lúgos pH-n következik be. A pektin pH 3-4 körül a legstabilabb. A felszabadult karboxil csoportok Ca ionnal való keresztkötése szilárdítja a szerkezetet.
Magas hőmérsékleten a lánc rövidül. Béta eliminációval kettős kötés keletkezik a galakturonsav 4. és 5. szénatomja között. A pektin szerkezete megváltozik, a lánc megrövidül v. szétesik, az élelmiszer (pl. sárgarépa, citrusfélék, zöldbab) megpuhul.
8
2016.09.23.
A béta-eliminációt enzimek is előidézhetik. Béta eliminációval a pektin v. pektinsav glikozidos kötése felbomlik. Ezt pl. a mikroorganizmusokban található pektát-liázok is előidézhetik.
A keményítő is fontos szilárdító elem az élelmiszerekben. A keményítőláncot az amiláz enzimek bontják: pl. alfaamiláz, béta-amiláz stb. • Az alfa-amilázok az alfa-1,4 kötéseket bontják. A lánc közepén is hasítanak. A pudingok, krémek, szószok viszkozitását csökkenthetik. Mikroorganizmusokban, nyálban. Hőkezeléssel lehet inaktiválni a mikrobaeredetű amilázt. • Béta-amiláz a magasabb rendű növényekben van. A nem-redukáló láncvégtől hasítanak, béta-maltóz keletkezik. Söriparban fontos, mert a maltózt az élesztő maltáz-enzimje gyorsan glükózzá alakítja. Szulfhidril csoportok gátolják a működését.
9
2016.09.23.
alfa-amiláz
béta-amiláz béta-amiláz
-amiláz
maltóz poli-alfa-D-glükóz
• Az élelmiszerek textúráját a fehérjék enzimes hidrolízise is megváltoztathatja: endogén és exogén proteázok. • A zselatin nem köt meg, ha nyers ananászt adunk hozzá, mert az ananánszban bromelain enzim van, egy proteáz. • A kimozin hatására a tej gélesedik, mert a kimozin egy ponton hidrolizálja a kappa kazein láncot, ezáltal a kazein micella destabilizálódik és aggregál (sajt- v. túrókészítés). • A liszt glutén frakciójában lévő fehérjék proteáz hatására történő változása a dagasztás energiaigényét és a kenyér minőségét befolyásolják.
10
2016.09.23.
Sajtokhoz adott mikrobiális proteázok az aroma kialakításában is szerepet játszanak (pl. Cheddar vs. blue cheese) Az egyes sajtokban vagy más tejtermékekben megjelenő keserű íz is a proteázoknak tulajdonítható. Azok a 2-3000 móltömegű polipeptid-frakciók keserűek, amelyekben sok az apoláros oldallánc. Megjelenésük bizonyos proteázoknak tudható be, tehát csak megfelelő starter kultúrák alkalmazásával kerülhető el.
3. Élelmiszerösszetevők funkcionalitásának javítása • a savófehérjék hődenaturációja a kenyérsütésre szánt tejpor esetében, • a rigor (hullamerevség állapota) előtti lefagyasztás a kolbászkészítésre szánt húsoknál (nagyon gyors hűtéssel a hidegrövidülés megakadályozható) • a keményítő funkcionalitásának megváltoztatása zselatinizálással (előfőzés) vagy kémiai módosítással (pl. keményítő-foszfát, ~-acetát), • a szójafehérjék lúgos feldolgozása, ami által új szerkezeti tulajdonságok alakulnak ki • a glutén tiol-diszulfid reakcióinak irányítása, hogy a kenyértészta reológiai tulajdonságai megfelelőek legyenek. • valamint a kukoricaszörp édességének fokozása a glükóznak fruktózzá való izomerizálásával.
11
2016.09.23.
Ha a tiol csoportok oxidáció folytán diszulfid hidakká alakulnak, a tészta megkeményedik. Ez bizonyos liszt-javító szerek hatására következik be. Ha azonban tiol-blokkoló adalékot adnak a liszthez, annak önmagában is olyan hatása van, mint az oxidációnak. A keményedés tehát elsősorban a tiol csoportok eltávolításának és nem a diszulfid hidak megjelenésének tudható be.
A funkcionalitás-változást okozó reakciók Nagyon szerteágazóak, a sokféle alapanyag és különböző funkciók miatt. • denaturáció • hidrolízis • keresztkötések létrehozása stb.
12
2016.09.23.
4. Enzimek inaktiválása és/vagy ellenőrzés alatt tartása • Gyakran kívánatos a saját enzimek inaktiválása: lipázok, lipoxigenázok, proteázok, fenolázok, amilázok és aszkorbinsav-oxidáz esetében. A gyümölcsök és zöldségek fagyasztása vagy szárítása során nemkívánatos enzimkatalizált reakciók következnek be, a színt, aromát, textúrát, tápértékét károsítják. • Legáltalánosabb a hőkezelés vagy pl. a pH megváltoztatása, a fémek eltávolítása és kémiai inhibíció (gátlás). (pl. SO2 a fenolázok inhibíciójára). El lehet távolítani magát a reagáló partnert (például az oxigént), vagy módosítani lehet • (például a kinonok redukciója aszkorbinsavval, vagy metilezésük /katekol-O-metiltranszferázzal metildonor jelenlétében, mint amilyen az S-adenozilmetionin-jodid/, hogy így megakadályozzuk a kinonok fenolázkatalizálta oxidatív barnulását a növényi szövetekben.
5. Antinutritív anyagok inaktiválása és a tápérték növelésének egyéb módjai Egyes élelmiszerekben természetes módon antinutritív anyagok vannak jelen. Ilyen pl. a tripszin-inhibítor a szójában, (a tripszint és így a fehérjebontást gátolja) a hemagglutinin (lektinek) a hüvelyesekben, (a bélhámsejtekhez kötődnek és blokkolják a felszívóképességüket) a tiamináz a halakban, (tönkreteszi a B1 vitamint, mezei zsurló-teában is van!) avidin a tojásban (biotint inaktiválja) és a fitinsav a ganamagvakban. (A korpa magas fitinsav tartalma megakadályozza a nyomelemek felszívódását.)
13
2016.09.23.
Antinutritív összetevők eltávolítási v. gátlási reakciói • Ezek közül sok fehérje jellegű és azért a nedves élelmiszer enyhe hőkezelésével inaktiválhatók. • Megjegyzendő, hogy az eredeti tripszininhibítor aktivitást tizedére csökkentő hőkezelés a Soy Bean Agglutinin (szójalektin) aktivitást érintetlenül hagyja, ezért a hüvelyesek nyersen való fogyasztása életveszélyes!
• Más esetekben az eltávolítás vagy a módosítás a kifizetődő eljárás. Ide tartozik például a tejből a laktóz eltávolítása enzimes hidrolízissel vagy kivonással, hogy laktóz-intoleráns egyének is fogyaszthassák, a sztachióz, verbaszkóz és raffinóz (flatulencia-faktorok) koncentrációjának csökkentése hüvelyesek magjának csíráztatásával, az oligoszacharidok kiáztatása a babfélékből, valamint a fitinsav eltávolítása a magokból őrlés utáni szitálással. • Egyes esetekben a mérsékelt hőkezelés javítja az élelmiszer tápértékét. Ez fordul elő például a gabonafélékben, ahol a kötött nikotinsav részben felszabadul hőkezelésre. A keményítőszemcsék és egyes fehérjék esetében a hőkezeléssel az emésztés sebessége és/vagy teljessége javul. • Szintén szokásos tápanyagok hozzáadása (ásványi anyagok, aminosavak, vitaminok).
14
2016.09.23.
A kémiai v. enzimes reakciók megfelelő körülményeinek biztosításával elkerülhető a toxikus anyagok keletkezése. Pl. akrilamid keletkezés elkerülése megfelelő idejű/hőmérsékletű hőkezeléssel. (Ld. később részletesen)
Kedvezőtlen, vagy potenciálisan kedvezőtlen változások a feldolgozás során Ezek is érinthetik az érzékszervi tulajdonságokat, a funkcionális tulajdonságokat, a tápértéket és a toxicitást.
15
2016.09.23.
1. Szín és aroma károsodása Az ilyen jellegű károsodás gyakori: • a tej főtt ízének kialakulása a hővel való sterilezéskor, a • zöld színanyag lebomlása a zöldségfélék hősterilezése vagy légszárítása közben, karotinoidok változásai (paprika, pardicsom elhalványulása), • piros/lila szinek barnává, feketéssé válása, valamint a jellegzetes • illat eltűnése, esetleg kellemetlenné alakulása.
2. Textúra változása a feldolgozás során Ide tartozik a • gyümölcsök és zöldségek túlzott puhulása a hőkezelés során, • a hal izomszöveteinek keményedése a fagyasztva tárolás alatt (formaldehid reagál a fehérjékkel), • a kenyér megkeményedése (keményítő retrogradációja) a hűtve tároláskor, • az emulziók destabilizálódása melegítésre vagy hűtésre, • a sterilezett tej koagulációja tárolás alatt,
16
2016.09.23.
A tőkehalfélék fagyasztása minőségromlást okoz. Ennek fő oka, hogy halban keletkező a formaldehid keresztkötést hoz létre a fehérjék között. Emellett fehérje-lipid kölcsönhatások is létrejönnek. Mindezek, a jégkristályok keletkezése és a miozin denaturációja miatt és a miofibrillumok szerkezetváltozását okozzák. Ez vezet a fagyasztott hal megkeményedéséhez.
A keményítő retrogradációja a gélszerkezet szinerézisét jelenti. A vizvesztés miatt a láncok közelebb kerülnek egymáshoz, keresztkötéseket hoznak létre és a tésztaszerkezet morzsalékkossá válik.
17
2016.09.23.
• a vörös húsok hidegrövidülése (cold shortening), ha lehűtik még a pre-rigor állapotban. Ha a hús a rigor beállta előtt 10 oC alá hűl, a Ca-pumpa nem megfelelő működése és az ATP jelenléte erőteljes izomkontrakciót vált ki, ez a hidegrövidülés. A hús léeresztő és rágós lesz. Ha azonban 5 óra alatt 0 fokra hűtik, a hidegrövidülés nem áll be.(Ld. később részletesen) • Hátrányos textúraváltozások a légszárítás során.
3. Élelmiszerek funkcionális tulajdonságainak károsodása • ilyen pl. a tojásfehérje habzóképességének romlása hőmérséklet emelkedésére, • a fehérjék víztartó képességének vagy oldhatóságának változása hőmérséklet hatására, valamint • nem kívánatos habzás a sütőzsírok esetében, ha sokáig használják őket (hosszú szénláncú szabad zsírsavak ill. polimerek). (Ld. később részletesen)
18
2016.09.23.
4. Tápérték változása és/vagy toxikus ill. potenciálisan toxikus vegyületek kialakulása Az összetevők szerinti bontásban: • Vitaminok • Fehérjék • Lipidek • Szénhidrátok a legfontosabb vegyületcsoportok, melyeket a feldolgozás hátrányosan érinthet.
Vitaminok Egyes vitaminok labilisak és ezért bizonyos feldolgozási műveletek során veszteség történik. A C, D, E és A vitamin valamint a folsav különösen hajlamos oxidatív inaktivációra, a C vitamin, a folsav, a tiamin és a B6 víz jelenlétében hőkezelésre lebomlik. A riboflavin különösen fogékony a fény-katalizálta bomlásra.
19
2016.09.23.
Fehérjék A fehérjék tápértékét és néha teljes-értékűségét megváltoztathatja a hőkezelés, oxidáció, lúgos közeg és más szerves molekulákkal való reakciók. Hevítés hatására nedves közegben a savas fehérjék oxigén és aktív karbonil csoportok hiányában kigombolyodhatnak (denaturáció), egyesek keresztkötéseket hoznak létre (izopeptid kötés), ha pedig a melegítés erős, az összetevő aminosavak bizonyos fokú lebomlása is elképzelhető. A denaturáció általában az enzimek és a fehérje jellegű antinutritiv anyagok inaktivációját eredményezi. Ha a hőkezelést ilyen körülmények között alkalmazzák, az általában pozitív, vagy elhanyagolható negatív hatással van a fehérjetápértékre.
A legtöbb nedves fehérje melegítésre, aktív karbonil csoportok jelenlétében, (redukáló cukrok és lipidoxidációs termékek) Maillard reakcióba és Strecker degradációs reakcióba lép. Ezek a reakciók nem csak az érzékszervi tulajdonságokban okoznak jelentős változásokat, hanem negatív hatásuk van a tápértékre is. Még kutatják, hogy jelentős mennyiségű toxikus anyag keletkezhet-e a barnulási reakcióban. A Maillard reakciót részleteiben ld. később.
20
2016.09.23.
Nedves fehérje hevítése alkalikus közegben két fontos változást ereményez, melyek a tápértéket érintik: racemizáció és lizinoalanin típusú vegyületek keletkezése. Mindkettőnek negatív hatása van a fehérje-tápértékre, de úgy tűnik, hogy nincs jelentős toxikus hatásuk.
A fehérjék oxidációja, akár hő hatásra akár másképp, tiol-diszulfid csere-reakciókat, keresztkötést és degradációs termékek keletkezését eredményezi. Ezek között a ditirozin kötések és az oxidatív degradációs termékek ismeretesek mint olyanok, amik a fehérje tápértékét csökkentik. Toxikus termékek is keletkezhetnek a fehérjék oxidációjával, de valószínűnek látszik, hogy csak csekély koncentrációban.
21
2016.09.23.
A ditirozin keletkezése a tirozin hozzáférhetőségét rontja.
A fehérjék reagálhatnak aldehidekkel és cukrokkal is keresztkötési reakciókban, lipidekkel pedig komplexeket képezhetnek. Ezek érintik az élelmiszer textúráját és a fehérje-tápértéket, de ez utóbbi általában kis mértékű. L. összefoglalóan az 1. ábrát.
22
2016.09.23.
Fehérjék sav magas hőm
+hidrolázok,
anaerob, hő,
+víz
+víz
alacsony hőm.
keresztkötés izopeptid kötések
aminosavak, peptidek
denaturáció, intakt. enzimek és antinutritív anyagok
H2S
acil transzfer
plaszteinek, megvált. fehérje
fagyasztás denaturáció, aggregáció, oldhatatlanná válás, gélesedés
+lipidek lúg, hő
lipid-fehérje komplex
recemizáció,
+aldehidek vagy cukrok
+peroxidált lipidek vagy szénhidrátok
keresztkötés (lizinoalanin stb.) oxidáció, oxidált lipidek
Maillard reakció, Strecker degradáció keresztkötés
oxidált aminosavmaradékok és denaturációs termékek, keresztkötés, tiol-diszulfid csere-reakció
Változások az aromában, színben, textúrában, tápértékben és/vagy toxicitásban
Lipidek • A lipidek, elsősorban a telítetlenek, sokféle kémiai reakcióba léphetnek a feldolgozás során, ezek közül több érintheti a tápértéküket és teljes-értékűségüket. • A telítetlen lipidek érzékenyek az oxidációra, ha oxigénnek, sugárzó energiának és/vagy különböző szerves vagy szervetlen katalizátoroknak vannak kitéve. Ha ez bekövetkezik, számos kémiai változás figyelhető meg, amelyek fontosak táplálkozástanilag és esetleg toxikológiailag is.
23
2016.09.23.
Lipidek Hidroperoxidok keletkezése. Ezek jóval toxikusabbak, mint a nem oxidált szülő-vegyület, többnyire karcinogénnek gondolják őket.
Lipidek A kettős kötés-rendszereket tartalmazó lipidek konjugált kettős kötés-rendszert alkotnak. A konjugált kettős kötésű zsírsavak jóval hajlamosabbak a transz konfigurációba való átmenetre és szintén sokkal hajalmosabbak dimerizációs és polimerizációs reakciókra, mint a nem konjugáltak. A zsírsav dimereknek és polimereknek patkánykísérletek szerint nincs tápértéke és növekedési visszamaradottságot és gyenge szaporodási képességet okoztak.
24
2016.09.23.
A természetes cisz zsírsavak részleges átalakulása transz zsírsavakká. Az esszenciális zsírsavak transz formái nem töltik be az élettani szerepet és sokkal érzékenyebbek a hő hatására történő polimerizációra, mint a cisz formák. Állatkísérletek szerint, ha hosszú ideig magas koncentrációban etették őket, akkor egészségtelen hatásokat mutattak. A transz zsírsavak természetes módon is jelen vannak a tejben, vajban, de pl. a hidrogénezés során is keletkeznek, ezért a margarinokban is megtalálhatók. Mai tudásunk szerint emelik a koleszterinszintet, szív- és érrendszeri betegségekhez vezetnek.
cisz-transz izomer átalakulás olajsav esetében
25
2016.09.23.
Zsír, melynek két zsírsavlánca ciszkonfigurációjú zsírsavakból áll. A zsír egyik, kettős kötéseket tartalmazó zsírsava a hidrogénezés során részlegesen telítődött, a megmaradt kettős kötés mentén átfordult transz konfigurációba.
• Az egy transz-állású kettős kötést vagy konjugált kettős kötéseket tartalmazó telítetlen zsírsavak a természetben ritkák. Kérődzők gyomrában keletkezhetnek, ezért pl. marhahúsban és tejben megtalálhatók. Az ipari olajkeményítéskor is keletkeznek. Mivel ezeket egészségtelennek gondolják, a margarinokban, süteményekben stb. mennyiségük korlátozva van. (A margarinokat ezért már nem hidrogénezéssel, hanem átészterezéssel készítik.) • Különleges érdeklődésre tart viszont számot a konjugált linolsav (CLA), mert anti-karcinogén hatást tulajdonítanak neki. Valójában a két kettős kötésű C-18-as zsírsavakat értik ez alatt. • A vízzel emulgeált telítetlen zsírsavak keserű ízűek. Ez a mellékíz a zsíron is érezhető, mert a zsírsav hidrolízis révén kiszabadul gliceridjéből. (A zsír maga ízetlen). Ez is hozzájárulhat a sajtok, joghurtok keserű ízéhez.
26
2016.09.23.
A linolsav (oktadekadiénsav) cisz-transz, transz-cisz és cisz-cisz izomerje.
Linolsav
27
2016.09.23.
Lipidek
Dimerek és oligomerek az olajban sütés során keletkeznek. Nagy molekulatömegű, viszkózus termékek, az élelmiszer több olajat vesz fel emiatt a sütés során. A szervezet enzimei nem tudják metabolizálni.
28
2016.09.23.
Lipidek A hevítés szintén kedvezőtlen változásokat okozhat a lipidekben, főleg a gyűrűs zsírsav monomerek adnak okot aggodalomra. Úgy gondolják, hogy a gyűrűs zsírsavak valószínűleg a legtoxikusabb termékek, amelyek levegő jelenlétében hevített zsírokban kialakulhatnak. Mások szerint viszont nem keletkeznek akkora mennyiségben (50 ppm koncentráció az olajban hevítés hatására), hogy az aggodalomra adhatna okot. A belekből felszívódnak és metabolizálódnak a szövetekben ill. beépülnek lipidként vagy foszfolipidek formájában. 200 oC felett keletkeznek, főleg linolsavból és linolénsavból. Ez már az olajok dezodorálási lépése során is bekövetkezik, plusz az olajban sütéskor.
Gyűrűs zsírsavak, linolénsavból.
29
2016.09.23.
A lipidek peroxidációja szintén kifejthet negatív hatásokat a tápértékre és esetleg az élelmiszer teljes értékűségére, mivel kémiai reakciók jöhetnek létre a fehérjékkel és a vitaminokkal. (L. később részletesen) Összefoglalóan l. az 2. ábrát.
Lipidek H2, hő, kat. P
enzim, vagy hő és sav szabad zsírsavak + fehérje fehérje keresztkötés
vitaminok: ACDE és folát
oxidáció:
hidrogénezett lipid
katalizátor, hő
enzim, fém, közepes. v.magas mioglobin, hő klorofill, besugárzás hidroperoxidok
átészterezett lipid aciklusos és ciklusos dimerek, ketonok
peroxidok (transz és konjugált) + fehérje
+ aroma tápérték veszteség
+pigment: karotinoid, klorofill, mioglobin, antocianinok
oxidált protein tiol-diszulfid csere
aroma változás elszíntelenedés
aldehidek, alkoholok, savak, epoxidok, ketonok, ciklikus zsírsavmonomerek, dimerek, polimerek, oxidált szterolok stb. C=O + feh. Maillard reakció, Strecker degradáció
Változások az aromában, színben, textúrában, tápértékben és/vagy toxicitásban
30
2016.09.23.
Szénhidrátok A szénhidrátok általában a fehérjéknél és a lipideknél kevésbé érzékenyek a feldolgozás során olyan kémiai változásokra, amelyek a tápértéket csökkentenék vagy a toxicitást növelnék. Az aktív karbonil csoporttal rendelkező szénhidrátok természetesen könnyedén részt vesznek Maillard reakciókban és Strecker degradációban a fehérjékkel és ezért hátrányos a hatásuk a fehérje tápértékre és esetleg toxicitás is kialakulhat.
A szénhidrátok egyéb olyan reakciói, amelyeknek negatív hatása lehet az élelmiszer tápértékére és esetleg teljesértékűségére, a cukrok karamellizációja és nedves környezetben a szénhidrátok hő-degradációja (pl. furfurál v. hidroximetil-furfurál keletkezése). Az 1.3 táblázat összegzi a legfontosabb, feldolgozás és kezelés alatt végbemehető változásokat.
5-hidroximetil-furfurál (HMF)
31
2016.09.23.
Szénhhidrátban gazdag növényi szövet szétválasztás nem-gélesedett kem. keményítő szemcsék kémiailag mód. kem.
PME, hő
enzim, hő puhább szövet (megvált. pektin vegy.) szilárdabb szövet (megv. pekt.)
víz, hő fitinsav, Ca ion gélesedett kem.
ásványi a. megkötés
víz, sav, hő enzimek oligoszacharidok
C vitamin szétválasztás sav, anaerob szacharóz
víz, sav, hő enzimek glükóz
enzim v. sav
glük. oxidáz, kataláz
hő, sav, víz 5-HMF
fruktóz pentózok
hő
sav, vízkilépés furfurál stb.
glükuronsav
karemellizáció, pirolízis
protein, NH2 Maillard reakció, Strecker degradáció
Változások az aromában, színben, textúrában, tápértékben és/vagy toxicitásban
• Egyéb anyagok bekerülése • Ezek közé tartozik az élelmiszerekhez különöböző vegyszerek szándékos hozzáadása, néha pedig akaratlan szennyezése. Ezeket folyamatosan ellenőrizni kell.
32
2016.09.23.
33
