KONV

Az Egerfood Regionális Tudásközpont tevékenysége és eredményei TÁMOP-4.2.3.12/1/KONV-2012-0025

1

Tartalom Bevezetés ................................................................................................................................. 4 I. A funkcionális élelmiszertermékek kifejlesztését megalapozó tudományos kutatások főbb irányai és eredményei ................................................................................................................. 5 A., Bioaktív hatóanyagok forrásai és az egyedi vegyületek analízise .................................................. 5 1. Maillard-reakció mechanizmusának feltárása és a termékek HPLC-MS, valamint antioxidáns-kapacitás vizsgálata ..................................................................................................... 5 2.

Lizin és szénhidrátok szilárd fázisban való reakciójának jellemzése ....................................... 6

3.

Gyógy- és fűszernövények mint hatóanyag források .............................................................. 7

4. Továbbfejlesztett extrakciós eljárások összehasonlító elemzése a legfőbb hatóanyagcsoportok vonatkozásában............................................................................................. 9 5.

Az alginsav, mint potenciális funkcionális hatóanyag és fémtranszporter tanulmányozása 10

6. Új, fokozott antioxidáns aktivitású, aminosavval dúsított tejipari készítmények kifejlesztése és vizsgálata ................................................................................................................................... 12 7.

Kancatej fehérje-összetételének tehén-, juh- és kecsketejjel való összevetése ................... 13

B., Módszerfejlesztések bioaktív komponensek meghatározására .................................................. 19 1.

Az ABTS módszer fejlesztése funkcionális élelmiszerek antioxidáns aktivitásának elemzésére 19

2. Élelmiszerek antioxidáns kapacitásának tanulmányozása újszerű módszerrel, redox elektródpotenciál meghatározásán keresztül ............................................................................... 20 3.

Új HPLC-módszer kidolgozása prebiotikus élelmiszerek inulin tartalmának elemzésére ..... 21

4. Szénhidrátok vizsgálata új módszerrel, gázfázisú fénytörésen alapuló detektálás (ELS) segítségével ................................................................................................................................... 23 5. Különböző lisztkeverékek komponenseinek azonosítása és összetételének vizsgálata újonnan kifejlesztett közeli infravörös spektroszkópiai módszerrel ............................................. 24 C., Funkcionális élelmiszer hatóanyagok gyártási technológia, illetve tárolás hatására bekövetkező átalakulásának vizsgálata újszerű módszerekkel .............................................................................. 25 1. Prebiotikumok hőkezelés hatására történő degradációjának vizsgálata újonnan kifejlesztett HPLC-ELSD módszerrel .................................................................................................................. 25 2. Zsírsavak stabilitásának és átalakulásának vizsgálata változatos környezeti körülmények között 8 hetes tárolás során .......................................................................................................... 27 3. Vitaminok stabilitásának és átalakulása mértékének vizsgálata eltérő technológiai körülmények között és 27 hetes tárolás során ............................................................................. 28

II. Bioszenzorfejlesztések specifikus tejkomponensek elemzésére ......................................... 29 1.

Tejsav-szenzor kifejlesztése................................................................................................... 29

2.

Masztitisz kimutatására alkalmas, kataláz-szenzor kifejlesztése .......................................... 30

2

3.

Immunszenzor kifejlesztése tejsav baktériumok analízisére ................................................ 30

III. Az élelmiszergyártó partner cégekkel közösen végzett termékfejlesztési feladatok és eredményeik ............................................................................................................................. 32 1.

Funkcionális sütő- és édesipari termékek fejlesztése ........................................................... 32

2.

Tejféleségek bioaktív anyagainak feltárása, alkalmazásuk exportképes, új termékekben ... 34

3. Magnéziummal dúsított funkcionális tej és tejtermék-fejlesztésekkel kapcsolatos kutatások, a Mg kinyerhetőségének és hasznosulásának vizsgálata .............................................................. 37

IV. Funkcionális élelmiszeradalékok minősítése mesterséges emésztési modellben .............. 39 1. A hatóanyagok és funkcionális élelmiszerek biológiai hatásának modellezése: emésztési modellkísérletek ............................................................................................................................ 39 2. A kifejlesztett, újszerű, biológiai hatás modellezését célzó vizsgálati berendezés tesztelése: a mikrobiota összetételének molekuláris genetikai alapú követéséhez használt protokollok és eljárások optimalizálása ................................................................................................................ 43

V. Az új termékek összetételének és technológiájának véglegesítése a humánkísérletek figyelembevételével ................................................................................................................. 45 VI. A termékek csomagolási és tárolási körülményeinek kidolgozása, az optimális összetételű termék funkcionalitását a legnagyobb mértékben megőrző csomagolás kifejlesztése ............ 46 VII. Válogatás publikációinkból .............................................................................................. 48 VIII. A benyújtott szabadalmak ............................................................................................... 53 IX. Részvétel szakipari kiállításokon, expókon, üzleti fórumokon .......................................... 54 X. Áttekintés a funkcionális élelmiszerek kidolgozásával kapcsolatos kutatás-fejlesztési tevékenységek költségeiről ...................................................................................................... 55 1. A funkcionális élelmiszerek kifejlesztésének lépései, a megvalósításhoz megoldandó laboratóriumi feladatok ................................................................................................................ 55 2.

A funkcionális élelmiszerek kifejlesztésének költségei ......................................................... 57

3. Az Egerfood Regionális Tudásközpont funkcionális élelmiszertermékek kifejlesztésére működtett szolgáltatási tevékenységei ......................................................................................... 58

3

Bevezetés Napjainkban hatványozottan igaz, hogy csak azon cégek tudnak érvényesülni a piacon, amelyek nyitottak a termékszerkezet bővítése felé, és kellő figyelmet szánnak a technológiai eljárások folyamatos korszerűsítésére. Az élelmiszeripari szektorban különös jelentőséggel bír az ágazatban tevékenykedő szereplők összefogása, mivel innovációval, illetve összehangolt, célirányos kutatás-fejlesztési és marketing tevékenységgel tehető hatékonnyá a nehéz gazdasági helyzetből való kilábalás.

Az intézmény innovációs tevékenységei fókuszában már évek óta az eredetvédelmi és élelmiszerbiztonsági vizsgálatok mellett a garantáltan pozitív élettani hatással bíró, egészségvédő, ún. funkcionális élelmiszerek kifejlesztésével kapcsolatos kutatások állnak. Ezen túlmenően nemzetközi szinten is jelentősek a speciális élelmiszerkomponensek analízisére alkalmas, egyedi, megbízható és precíz mérőeszközök, a bioszenzorok kialakítására irányuló fejlesztések. K+F+I tevékenységeinket az alábbiakban foglaljuk össze:

Az Eszterházy Károly Főiskola vezetésével 2006 óta működik az EGERFOOD Élelmiszerbiztonsági és Technológiafejlesztési Klaszter melynek bázisát az EKF Egerfood Regionális Tudásközpontja és 30 tagú élelmiszer-ipari klasztertag vállalat, illetve a folyamatosan bővülő innovációs eredmények képezik.

 Új, funkcionális élelmiszerek kidolgozása, egészségvédő hatás igazolása.  Klasszikus és finomanalitikai mérési szolgáltatások.  Élelmiszer-minőségi és higiéniai vizsgálatok.  Akkreditált mikrobiológiai laboratóriumi szolgáltatások.

A Klaszter és a főiskolán létrehozott innovációs központ munkája nemcsak arra irányul, hogy az Egerfood Tudásközpontban létrehozott 15 szabadalom és 37 technológiai újítás piaci hasznosítását megszervezze, hanem arra is, hogy a klaszter bővítése és a K+F eredmények integrálása révén fokozza az innovációs potenciált és a versenyképességet az agrárélelmiszeripari szektorban.

 Egyedi komponensek, kontaminánsok és bioaktív anyagok vizsgálata.  Élelmiszer-ipari folyamatok kockázatelemzése, technológiák minősítése.  Biológiai modellkísérletek kivitelezése, bioaktív hatóanyagok analízise.  Technológiafejlesztési javaslatok kidolgozása, költséghatékonyság-elemzés.

Az intézményben működő Innovációs és Technológiatranszfer Iroda az ipari kapcsolatok elmélyítésével és bővítésével nagyban elősegíti korszerű, új termékek és technológiák kidolgozását, illetve bevezetését, valamint a közös fellépésből származtatható piaci előnyök kiaknázását és így a gazdasági kapacitás növelését.

 Új termékek piaci bevezetésének előkészítése, marketingterv, helyzetelemzés készítése.  Eredetiség többirányú igazolása (új analitikai paraméterek és molekuláris biológiai vizsgálatok).  Új és egyedi eredetigazolási módszerek kidolgozása.

A közös innovációs tevékenység intenzifikálása érdekében létrehozott Benchmarking Klub kiválóan alkalmas a klasztertagok érdekeinek összehangolására és közös képviseletére oly módon, hogy információs adatbázis létrehozásán keresztül felméri a tagok jelenlegi kapacitását, igényeit, és gyakorlatát. A klubtalálkozók alkalmával lehetőség nyílik az ipari partnereink termékfejlesztési igényei feltárására, a best practice-ek bemutatására, illetve innovációs projektek előkészítésére.

 Az élelmiszerlánc egészére kiterjedő komplex nyomonkövetési modellrendszer kidolgozása.  Minőségbiztosítási rendszer ellenőrzése, felülvizsgálata, minősítése.

4

I. A funkcionális élelmiszertermékek kifejlesztését megalapozó tudományos kutatások főbb irányai és eredményei A., Bioaktív hatóanyagok forrásai és az egyedi vegyületek analízise 1. Maillard-reakció mechanizmusának feltárása és a termékek HPLC-MS, valamint antioxidáns-kapacitás vizsgálata A kutatás célja A vizsgálatok során hőkezelés révén az aminosavak (lizin) és szénhidrát származékok között szilárd fázisban végbemenő folyamatok feltárása volt a cél. Új, HPLC módszer kidolgozásával mód nyílt az aminosavak és szénhidrátok közötti reakció követésére, a termékek és az intermedierek azonosítására, a mechanizmus feltárására. A termékek kiemelkedő antioxidáns kapacitásának igazolása megteremti a gyakorlati alkalmazás elvi alapjait. Az aminosavak és szénhidrátok között végbemenő reakciók pontos mechanizmusának felserítésére történtek ugyan kísérletek, azonban koherens és egyértelmű eredményeket még nem közöltek a témában. A Maillard-reakció termékeinek magas antioxidáns aktivitása lehetővé teszi funkcionális élelmiszerek előállításában való alkalmazásukat. A minták összetétele és előkészítése  Melanoidin tartalmú minta nagy molekulatömegű polimereinek eltávolítása szilárd fázisú extrakcióval (SPE), majd a polimert alkotó vegyületek vizsgálata GC-FID, GC-MS és HPLC-MS technikákkal.



lizin-izocukor izzítási termék savas (1 M H2SO4) és lúgos (1M NaOH) hidrolízise 7 órán keresztül vízhűtéses visszafolyás alkalmazásával.



minta preparálása: keksz arányainak megfelelően (1,92 g lizin, 10 g glükóz) visszafolyó vízhűtéses desztillációval 20 órás hőkezelésnek kitéve (minták vétele 90 perc, 180 perc és 20 óra után, 10-20szoros hígítás). DPPH módszerrel antioxidáns aktivitás vizsgálata.



GC-MS és HPLC-MS technikával az antioxidáns aktivitásért felelős komponensek azonosítása, szerkezetük meghatározása.

A vizsgálatok módszertana A vizsgálatokat vizes oldatban történt reflux közben (90 perc és 180 perc mintavétel) és a 20 órás reakció végén vett mintákon végeztük el tízszeres hígítás alkalmazásával. Az oldatokat HPLC vizsgálatnak vetettük alá MS/DAD detektálás alkalmazás mellett. A vizsgálatokat Shimadzu HPLC készülékkel végeztük RPC18 (250x4,5 mm, 5mm) oszlop alkalmazásával. Eluensként víz (A) és acetonitril (B) elegyét alkalmaztuk gradiens elúcióval, 0 perc (0% B), 80 perc (100% B), 100 perc (100% B), 0,4 ml/perc áramlási sebesség mellett. A detektálást Shimadzu LCMS 2010EV tömegdetektorral végeztük ESI ionizálás mellett. Eredmények A HPLC vizsgálat során az 58 kromatográfiás csúcs 50 perc retenciós időn belül jelentkezett. A kapott kromatogrammot a következő ábra mutatja. A tömegspektrometriás elemzés során az 58 csúcs esetén a tömegspektrumban megjelenő báziscsúcsok alapján a molekulatömegeket azonosítani tudtuk.

1 2 3 4

Rt[min] 5,53 5,98 8,94 79,8

Mw 309, 147 283, 122 266,000 290,000

komponens C12H24N2O7 C11H26N2O6 C11H26N2O5 C12H22N2O6

Az azonosított fő komponensek paraméterei

5

2. Lizin és szénhidrátok szilárd fázisban való reakciójának jellemzése A kutatás célja A különböző élelmiszerek és növényi hatóanyagok funkcionális tulajdonságaiért felelős komponenseinek szétválasztása és azonosítása különösen indokolt, mivel ezek a komponensek felelősek az élőszervezetre gyakorolt pozitív élettani hatásért. Ezen vegyületek antioxidáns aktivitása azonban nagyban eltérő melynek vizsgálata külön analitikai eljárást igényel. A kidolgozott módszer alkalmas az elválasztott valamennyi komponens antioxidáns aktivitásának azonnali is pontos mérésére. Lizin és különböző szénhidrátok (szaharóz, glükóz, fruktóz, inulin) 1:1 arányú elegyének különböző hőfokokon (120-150 C), 60 percig való izzítása során keletkezett termékeinek antioxidáns-aktivitásának vizsgálatát végeztük el. Az eddigi tanulmányok az élelmiszerek funkcionális komponenseinek azonosításán, valamint mennyiségi meghatározán túl az összes antioxidáns aktivitás mérése irányultak, mely paraméter az egyes minták valamennyi ilyen jellegű vegyületének összességére vonatkozik. Az oszlop utáni származékképzéssel kombinált elválasztási módszer lehetővé teszi az egyes komponensek egyedi aktivitásának mérését közvetlenül az elválasztási folyamatot követően.

sel való oszlop utáni származékképzést követően pedig 593 nm-en. A FRAP reagens hozzáadása 0,30,5-0,7ml/perces áramlási sebességgel történt. 

Kimutatási határ, jel/zaj viszony paraméterek meghatározása.



A galluszsav koncentrációval arányosan változott a származékok antioxidáns aktivitása. A módszer alkalmas HPLC-sen szétválasztható komponensek egyedi antioxidáns aktivitásának mérésére.



Az izzítási elővizsgálatok eredményei alapján a négy poilszaharidból kiválasztottuk a legmagasabb antioxidáns aktivitással rendelkezőt, majd az ennek megfelelő sütési idő és hőfok alkalmazásával állítottunk elő kekszeket, majd ezek antioxidáns aktivitását is megmértük és összevetettük az izzítási eredményekkel. A fruktóz és glükóz tartalmú kekszek előállítása során 130-140 ºC-on, 10-15-20 perces sütési idővel készítettük a mintákat, háromszoros ismétlésben, háromszor ismételt fotometriás méréssel kaptuk eredményeink.



A négy szaharid közül a legnagyobb antioxidáns aktivitással a fruktóz-lizin elegy 130 ºC-on 10-20 percig tartó izzítását követően kapott reakcióterméke rendelkezett. A glükózzal és az inulinnal izzított lizin reakciótermékeinek aktivitása ettől elmaradt, a legalacsonyabb aktivitást a szaharóz esetében mértük, mindhárom vizsgált sütési hőfokon. Az idő előrehaladtával az aktivitás elérte a maximum értéket, majd csökkeni kezdett. Ez a tendencia volt megfigyelhető min a négy poliszaharid vizsgálata esetében.



A fruktóz és glükóz tartalmú kekszek antioxidáns aktivitás némileg eltér az izzítási elővizsgálatok esetében tapasztaltaktól. A kekszeknél ugyanis a glükózzal készített keksz antioxidáns-aktivitása volt kiemelkedő. A fruktóz és a szaharóz ettől alacsonyabb értéket mutatott, a legalacsonyabb aktivitású azonban azok kontroll minták voltak, melyek nem tartalmaztak hozzáadott lizint és szaharózzal készültek, tehát egy teljesen hagyományos keksznek tekinthetők. Ezeknek a kekszeknek az antioxidáns aktivitása 0,02-0,04 mg (sütési hőmérséklettől függően) aszkorbinsavnak felel meg grammonként, tehát egy kb. 3g-os keksz anynyi antioxidáns tartalommal bír, mint 0,06-0,12 mg aszkorbinsav. Ezzel szemben a hozzáadott lizinnel és glükózzal készült keksz aktivitása 0,43 mg, ami egy darab keksz esetében 1,29 mg aszkorbinsavnak felelne meg.



DPPH-módszerrel is kontrolláltuk az antioxidáns kapacitás alakulását 3 eltérő szénhidrát lizinnel való kölcsönhatásakor 2 eltérő hőfokon és 3 különböző hőmérsékleten.

Módszertan, mintaelőkészítés  A termékek porítását követően vizes kivonatuk cenrtifugálást és szűrést követően kapott mintáinak antioxidáns-aktivitását a korábban ismertetett FRAP módszerrel vizsgáltuk. 

A minták HPLC-s elemzése során az összetevők oszlopon való szétválását követően, FRAP reagenssel történő oszlop utáni származékképzést végeztünk, mellyel meghatározható, hogy a szétvált alkotók közül melyik redukálóképessége, azaz antioxidáns jellege kiemelkedő.



A szétválasztott alkotók pontos azonosítása GC/MS vagy HPLC/MS technikával valósítható meg. Párhuzamos mintát állítottunk elő, valamint ezek kontrolljait: a lizin és a 4 alkalmazott poliszaharid önmagában való izzításával az adott hőfokon és adott ideig.

Eredmények  31,25-500 ppm-es koncentrációtartományban különböző galluszsav-oldatok HPLC-s mérése, majd FRAP-reagenssel való származékképzése, antioxidáns aktivitásának mérése. 

A HPLC-s mérések során az eluens 95:5 v/v% víz:acetonitril volt, az áramlási sebesség 0,7ml/perc, a galluszsav-oldatok mérésekor a detektálás 254 nm-en történt, majd a FRAP reagens-

6

DPPH

mg aszkorbinsav/1g keksz

6 5 glükóz 130C

4

glükóz 140C fruktóz 130C

3

fruktóz 140C izocukor 130C

2

izocukor 140C

1 0 10

15

20

sütési idő (min)

A sütési idő ésa DPPH-módszerrel mért antioxidáns aktivitás összefüggése

3. Gyógy- és fűszernövények mint hatóanyag források A kutatás célja Hat különböző, az irodalmi előzmények alapján jelentős biológiai hatással és élettani előnyökkel bíró fűszernövény/gyógynövény kivonatai és illóolajai esetében a legmegfelelőbb kivonási módszer megállapítása, és az ipari méretű és hatékonyságú eljárások előkészítése funkcionális élelmiszerekben való alkalmazás, dúsítás céljából. A vizsgált növényi anyagok a következők: petrezselyemlevél, kaporlevél, kerti kakukkfű herba, szurokfű herba, citromfű herba, rozmaringlevél. Eredmények A kioldás hőmérséklete A forró oldószeres kivonás, minden vizsgált oldószerre nézve, hatékonyabbnak bizonyult a hidegen végzetteknél. A forró oldószeres kivonatok, illetve forrázatok antioxidáns aktivitása általában a hidegen készült kivonatok 6-10szeresének adódott. A hidegen végzett kioldást a vizsgált terület irodalmában is igen ritkán említik. Az oldószer megválasztása Leghatékonyabbnak a forró vízzel, refluxszal készült kivonatkészítést, valamint az illóolajok hidrodesztillálását találtuk. Legkevésbé hatékony kivonószernek a hexán bizonyult, annak ellenére, hogy az apoláros hatóanyagok (terpenoidok) nagy számban és mennyiségben előfordulnak a mintákban. Közepes hatékonyságú az aceton és vele megegyező sajátosságokat mutató etanol. A pH hatása vizes kivonatoknál Savas víz (5 % HCl) alkalmazása esetén az eredményt torzította a sav jelenléte. Lúgos víz (5 % Na2CO3) mellett nem találtunk eltérést a desztillált vizes kivonáshoz képest.

Kísérleti módszerek Alkalmazott kivonási eljárások Hideg oldószeres kivonás (aceton, illetve hexán) Forróvizes forrázás, 2h Forróvizes forrázás, 3 h Forró hexán/aceton/víz

A forrón készített hexános, ill. acetonos kivonat beszárítása Hidrodesztillálás (illóolajra)

Specifikáció 1:10 drog: oldószer arányú elegyet 1h-ig rázatás, 1 h-ig ultrahangos fürdőn kezeltünk;szűrtük. 1:10 drog: forró víz elegyet 70°Con 1h-ig rázatás, 1 h-ig ultrahangos fürdőn kezeltünk; szűrtük. 1:10 drog: forró víz elegyet 70°Con 2h-ig rázatás, 1 h-ig ultrahangos fürdőn kezeltünk; szűrtük. 1:20 drog:oldószer elegyet az adott oldószer forrpontján tartottunk 2 h-ig, az oldószert refluxáltattuk. A forró hexános/acetonos kivonat 10 ml-ének beszárítása fülke alatt 1: 20 drog: víz arányú elegy desztillálása; 50-70 ml desztillátum gyűjtése, az olaj éteres kirázása.

Kivonószer,-eljárás

AOC mg/l aszk.egys.

Besorolás

Forrázat, 2h Forrázat, 3 h Forró hexán Forró aceton Forró víz Illóolaj, hidrodeszt.

16,87 22,50 8,46 28,67 54,88 110,45

gyenge gyenge/közepes igen gyenge középerős erős igen erős

Egyes kivonási eljárások hatékonysága a gyógyszerkönyvi minőségű kerti kakukkfűből a nyert extraktum antioxidáns kapacitása esetében

7

A növényi anyag állapota és minősége Oldószeres kivonást csak száraz drogon javasolt végezni, friss anyagon a nedvesség jelenléte miatt nem hatékony. (Hexán esetén: a víz taszítja az oldószert; aceton: az oldószer feltehetően vizet is von el a nedves drogból, hígítja a kivonatot; víz: a nedves drog kevesebb vizet fog felvenni.). Hidrodesztillálást lehet friss droggal is jó hatékonysággal végezni. Minden esetben őrölt anyaggal javasolt dolgozni. Ajánlott a gyógyszerkönyvi minőségű növényt vizsgálni és felhasználni a fűszerminőségű helyett, ahol ez lehetséges. Kerti kakukkfűre nézve pl. a vizes kivonatok eredményei: Kotányi: AOC= 39,74 mg/l; Herbária (gyógyszerkönyvi): AOC=54, 88 mg/l aszkorbinsav-egység. A tárolhatóságról szerzett tapasztalatok A vizes kivonatok fagyasztás nélkül kb. 1 hétig tárolhatók +4°C-on, hosszabb időre csak fagyasztással. A fagyasztás viszont nem rontja antioxidáns értéküket. Az acetonos, hexános kivonatok gondosan lezárt edényben +4 °C-on eltarthatók. A vizsgált etanolos kivonatnál az (egyébként gyenge) antioxidáns aktivitás kb. a felére csökkent +4 °C-on. Ennek oka az alkohol és a növényi savak közti észterképzési reakció lehet; tehát az ilyen kivonatok is mélyhűtést igényelnek. Az illóolajok általában mélyhűtést igényelnek, máskülönben egyes alkotórészeik (főképp monoterpenoidok) kipárolognak. A petrezselyem-és kaporolaj (mely metoxibenzol-és benzodioxol-származékokat is tartalmaz) ezen kívül oxigénés fényérzékenynek bizonyult, ezért gondosan lezárva, fénytől védve, mélyhűtőben tárolandó. Összegzés Az extrakciós hatékonyságot tekintve három ágens kiemelkedőnek bizonyult: az aceton, az etanol, és a forró víz. (Hatóanyagforrástól függően változott a sorrendjük.) Az élelmiszeripari felhasználhatóságot nézve mind a három alkalmazható hatóanyag extrakcióra, illetve dúsításra, viszont a gazdaságossági és környezetvédelmi szempontok egyaránt a forró vizes extrakció szélesebb körű és nagyobb volumenű alkalmazását erősítik.

Gyógynövény illóolajok antibakteriális hatása és összevetése az irodalmi előzényekkel Négy, kifejezetten élelmiszerekben szaporodó, elterjedt kórokozó faj esetében vizsgáltuk a hígítatlan illóolajok antibakteriális hatását. A vizsgált fajok (ill. törzseik):10092 Salmonella; 112002 Staphylococcus aureus; ATCC 25922 Eschericia coli; 133001 Listeria monocytogenes. A baktericid hatás mértéke itt annak az átmérőnek felel meg [mm], amelyen belül a táptalajon lévő baktériumokat elölte a velük érintkező illóolaj. Az illóolajokat a desztillálást követően mélyhűtőben tároltuk, elkerülendő egyes összetevők elpárolgását, ill. bomlását; mert tapasztalataink szerint ez a baktériumölő hatást csökkenti vagy meg is szünteti. Az eredményeket lsd. az alábbi táblázatban. A kakukkfű olajára mind a négy törzs erősen reagált. Ez a főösszetevők (timol, karvakrol) hatásáról írottakkal [T. Kulisic et al, Food Chemistry, 85(2004), pp.633.] összhangban van. A rozmaring olajára szintén mind a négy törzs reagált, de a baktériumölő hatás itt kb. feleolyan erős, mint a kakukkfűnél. A hatás valószínűleg a kámfor és a cineol (eukaliptol) mint főösszetevő jelenlétéhez [Virág D., 2010] köthető, ez a két terpenoid ui. szintén antibakteriális hatású. A citromfű olaja csak a Staphylococcus törzsre hatott. Ez nem egyezik az irodalommal; de a vizsgált citromfűolaj összetétele is jelentősen eltér a leírtaktól (Az olaj összetételéről ld.: II.3.3. rész).[Virág D.,2010] A petrezselyem és kapor olaja semmilyen baktériumölő hatást nem mutatott. A kapor irodalmi adatától [P. Delaquis, International Journal of Food Microbiology 74 (2002), pp 101] ez eltér; a szerző S.aureusra közepes, Listeriára gyönge antibakteriális hatást állapít meg. Az oregánó olaja szintén hatástalan. A vizsgált olaj timolban és karvakrolban szegény, a hatástalanság valószínűleg ennek következménye.

A színanyagra nézve az etanolt találtuk a legjobb extrahálószernek, míg az antioxidánsok esetében az aceton és a forró víz bizonyult a leghatékonyabbnak.

Egri petrezselyem

Egri kapor

Gátlási zóna (mm) Herbária kerti kakukk- Herbária fű rozmaring

Herbária citromfű

NaturTea oregánó

Baktériumtörzs 10092 Salmonella Enteritidis

0

0

25

17

0

0

112002 Staphylococcus aureus;

0

0

52

38

17

0

ATCC 25922 scheirchia coli

0

0

50

22

0

0

133001 Listeria monocytogenes

0

0

40

22

0

0

Összegzés:  A vizsgált illóolajok közül antibakteriális hatásra nézve a kerti kakukkfű és a rozmaring olaja a legértékesebb; mivel a vizsgált 4 fajra baktericid hatást gyakorolnak.



Az illóolajok közül antioxidáns hatásra nézve szintén a kerti kakukkfű és a rozmaring olaja bizonyult legmarkánsabbnak: az előbbi igen erős, utóbbi erős antioxidánsnak tekinthető.

8



Az alkalmazott extraháló szerek (hexán, aceton, víz) összehasonlítása azt mutatta, hogy a vizes kivonás a leghatékonyabb eljárás.



Az egyes vizes kivonatok közül a citromfű, a kerti kakukkfű és a rozmaring kivonata mutatta a legerősebb antioxidáns hatást.



A kakukkfű és a rozmaring kivonata mutatta a legkifejezettebb baktericid hatást.



A növények illóolajának desztillálása nagyobb léptékben is megoldható (vízgőzdesztilláció). Az alkalmazott eljáráshoz hasonló, recirkulációs forró vizes kivonás kiépíthető ipari méretben.

Polifenolok

citromfű

galluszsav kvercetin vanillasav ferrulasav kempferol kávésav

10,75 353,93 327,60 76,56 8,83 775,14

citromfű forrázat 3,45 158,76 35,88 59,93 0,39 91,59

Gyógynövények polifenol típusú hatóanyagai analízise Vizsgált minták: citromfű, oregánó, kakukkfű, rozmaring, kapor és petrezselyem vizes extraktumai Alkalmazott technika: HPLC-DAD (Shimadzu-LCMS-2010, C18, 250x4,6mm, 5µm oszlop, gradiens elúció) Eredmények: hat vegyületet izoláltunk és analizáltuk változó hullámhosszon. Összegzés: a vizsgált egyedi komponensek kvantitatív analízise eredményeit összesítve megállapíthatjuk, hogy polifenol-tartalom szempontjából az oregánó tekinthető a legjelentősebb hatóanyagforrásnak, viszont a citromfű, és a rozmaring is kedvező hatóanyagprofilt mutat. Így ezen természetes hatóanyagforrásokat fogjuk a funkcionális termékfejlesztéseinkben alkalmazni.

oregánó

kakukkfű

rozmaring

kaporzöld

1674,73 0,240 588,89 171,37 1,83 1124,35

4,24 0,17 43,37 25,98 0,37 129,87

12,97 20,36 404,20 387,66 0,67 446,86

23,86 3,52 73,53 18,28 0,28 11,13

peterzse-lyem zöld 6,87 0,14 2,65 3,64 0,20 10,19

A gyógynövények polifenolos karbonsav tartalma (ppm)

4. Továbbfejlesztett extrakciós eljárások összehasonlító elemzése a legfőbb hatóanyagcsoportok vonatkozásában A kutatás célja Valamennyi terméktípust reprezentáló 12 különböző tejtermékből 6 különböző oldószerrel 6 eltérő vegyület kinyerése hatásfokát vizsgáltuk annak érdekében, hogy a legmegfelelőbb és leghatékonyabb extrahálószert azonosítsuk a hatóanyagok kivonására. Ez különösképpen kritikus és lényeges gazdasági kérdés nagy volumenű alapanyag feldolgozása, és az abból kinyert bioaktív komponensek ipari méretű felhasználása során funkcionális élelmiszerek előállításakor. Ilyen szerteágazó, összehasonlító jellegű, és ennyi tejtermék variációt átölelő vizsgálatról nem található irodalmi forrás, csak olyan szakmai előzmények, melyek kevesebb módszer, hatóanyag és termék vizsgálatára terjednek ki. A különböző módszereket és ágenseket a nemzetközi és a hazai szakirodalom, illetve a magyar szabványok alapján választottuk és alakítottuk ki, az adaptáció során a hatékonyság érdekében történtek módszerfejlesztések. A kinyerés meneténél is figyelembe vettük a cikkekben/szabványban leírtakat és ezek alapján alkottuk meg a saját eljárásunkat. A vizsgálatok módszertana Vizsgált minták: kefir, tehéntúró, juhtej, kecskesajt, juhsajt, tehéntej, kecsketej, tejföl, gomolyasajt, parenyica sajt, tejpor. Minta-előkészítés lépései hexán és éter alkalmazása esetén:  Minta homogenizálása; Mintából 5-10 g bemérése; 3*20 ml oldószer hozzáadása; 3*10 perc ultrahangosfürdő; Centrifugálás;Felülúszóból történt a mérés

 

Minta-előkészítés menete aceton, NaOH-oldat (0,1M), HCl-oldat (0,1M), 4%-os triklórecetsav alkalmazása esetén: Minta homogenizálása; Minta szárítása 50 °C-on tömegállandóságig; Darálás; Száraz mintából 1-3g bemérés; 45 ml oldószer hozzáadása; 30 perc ultrahangosfürdő; Centrifugálás; Felülúszóból történt a mérés.

A kinyert hatóanyagok analízise: GC, GC-MS, HPLC, HPLCMS, UV-VIS spektrofotometria módszerekkel. Eredmények A kiválasztott összehasonítási paraméterek kiválasztása egy szempontot követett. Az előzetes mérések alapján a legnagyobb mennyiségben jelenlevő komponenseket választottuk a kinyerési hatásfok és a szelektivitás meghatározására, és ezeket vontuk be a további vizsgálatokba. Vitaminok A vízoldható B1 vitamin esetében a triklórecetsav közel ugyanolyan hatásfokkal bír, mint a sósav-oldat és a nátriumhidroxid-oldat. A zsírban oldódó D3 vitamint az éter segítségével tudtuk a leghatékonyabban kinyerni, míg az aceton bizonyult a legkevésbé előnyösen alakalmazható extrahálószernek. Cisztein aminosav Az aminosavak közül a ciszteint választottuk ki részletesebb kísérletekre előzetes vizsgálatok eredményei alapján. Ezt az aminosavat legjobban a sósav-oldattal lehetett visszanyerni, míg a NaOH-oldattal végrehajtott extrakció nem rendelkezik olyan jó hatásfokkal a cisztein vonatkozásában, mint a többi oldószer.

9

Ca-tartalom A tejtermékekben található kalcium vegyületek kinyerésénél a triklórecetsav és a sósav-oldat bizonyult a leghatékonyabb extrahálószernek. A vizes oldószerek közül a NaOHoldat találtuk a legkevésbé ideális extrahálószernek. A vizes oldószerek nagyságrenddel nagyobb hatékonyságúak, mint a szerves oldószerek, melyek közül a hexán a legrosszabb hatásfokú kivonószer a kalciumra nézve. Zsírtartalom A zsírokat legjobban az acetonos extrakció alkalmazásával tudjuk kinyerni, mely egy nagyságrenddel hatékonyabbnak bizonyult, mint a másik két eljárás. A zsírokat a hexán segítségével tudjuk legkisebb hatásfokkal kinyerni. Laktoferrin A sósav és a NaOH-oldat alkalmazásával nyertük ki a legtöbb laktoferrint a vizsgált mintákból. A két oldószer hatékonysága közel azonos, viszont a nem haladja meg lényegesen a triklórecetsavval végrehajtott extrakció hatásfokát.

sére és összefoglaló elemzésére egy egyszerű súlyfaktorozást alkalmaztunk: az egyes komponensek és termékek esetében leghatékonyabb extrakciót mutató oldószer 3 pontot kapott, a második 2 pontot, a harmadik 1 pontot a többi 0-át. Az oldószerek közül a legtöbb pontot a sósavoldat kapta, így ezt tekinthetjük valamennyi vizsgált extrahálószer közül, az összesített eredmények alapján a leghatékonyabbnak. A sósavat a triklórecetsav, a NaOHoldat, az éter, az aceton és a hexán követi a hatékonyság csökkenő sorrendjében. A vizes és a szerves oldószereket külön vizsgálva a legszelektívebb oldószereknek kategóriánként a sósavat, illetve az étert tekinthetjük. A fenti megállapítások nem jelentik egyértelműen a szelektivitás kiemelt érvényesülését minden eddig vizsgált, és a továbbiakban vizsgálandó komponens esetében, csak azt, hogy ha több összetevő egyidejű kinyeréséről van szó, a hatékonysági listánk első helyein szereplő extrahálószerek alkalmazásával valószínűleg a bioaktív anyagok szélesebb körét, nagyobb számát, illetve nagyobb összmennyiségét tudjuk oldatba juttatni.

Összehasonlító elemzés Az egyes extrakciós eljárások hatékonyságának összevetéOldószerek szelektivitása 120

100

80

Triklórecetsav HCl NaOH

60

Oldószer Triklórecetsav HCl NaOH Aceton Hexán Éter

Pont 99 108 84 45 33 49

Aceton Hexán Éter

40

A oldószerek súlyfaktorozással számított hatékonysági értékei

20

0

Az oldószerek súlyfaktorozással számított szelektivitási értékei

5. Az alginsav, mint potenciális funkcionális hatóanyag és fémtranszporter tanulmányozása Az alginsav (gyógyszerkönyvi nevén Acidum alginicum) az élelmiszerkönyvben E400 (Nátrium-sója E401; Kálium-sója E402) kóddal szereplő engedélyezett élelmiszer adalékanyag. Az ipari felhasználásra kerülő alginsavat általában a Macrocystis pyriferaból, Ascophyllum nodosumból vagy a Laminaria fajokból állítják elő. Kémiailag lineáris kopolimer. β-D-mannuronsav és α-L-guluronsav 1-4 glikozidos észterkötéssel összekapcsolódó monomerjeiből épül fel. βD-mannuronátból (M blokkok) és C-5-epimer-α-Lguluronátból (G blokkok) álló homopolimer blokkok is találhatók.

Élelmiszeripari használata főként állagjavító (zselésítő), valamint emulgeáló hatásán alapszik. A „Codex Alimentarius” ajánlása szerint alkalmazható tej, fermentált tejtermékek sajtok esetében adalékanyagként. Maga rostként viselkedik, és mivel kedvező élettani hatásai egyértelműek (vérnyomáscsökkentő, koleszterinszint csökkentő, alkalmas bizonyos toxikus nehézfémek szervezetből való eltávolítására), önmagában előnyösen alkalmazható funkcionális hatóanyagként is. A kutatás célja Fentiek alapján felmerül az alginsav alkalmazásának lehetősége esszenciális fémek szervezetbe juttatására különböző tejipari termékek adalékanyagaként. Ennek ellenőrzése céljából a következő vizsgálatokat célszerű elvégezni:

10

-

Modell szinten meghatározni különböző élettani szempontból jelentős fémek alginsavhoz való kötődésének mértékét. Karakterizálni a fémek megkötését befolyásoló paramétereket és azok hatását.

-

Modellezni az emésztésre jellemző körülmények között szabaddá (hozzáférhetővé) váló fém menynyiségét.

Eredmények Fémmegkötés vizsgálata  Módszer kidolgozása, kísérleti körülmények (reagensek koncentrációja, körülmények) standardizálása: Az előkísérletek alapján a 10%-os alginsav szuszpenzió (pH 5); illetve a 0,01 M fém törzsoldatok a legmegfelelőbbek.



Reagens-arányok megállapítása (vas(II)-oldat alkalmazásával): Az algasav szuszpenzió 5 milliliteréhez adtuk rendre a törzsoldat 1, 2, 4, 5, 6, 8, 10 ml-t és minden mintát deszt. vízzel 15 ml végtérfogatra egészítettük ki. Tizenöt perc rázatást követően a szilárd és a folyékony fázist centrifugálással elválasztottuk. A szilárd frakciót desztillált vízzel 3x15 percen át rázatva átmostuk. A kezelt alginsav által kötött fém mennyiségének meghatározásához a mintát mikrohullámú berendezésben roncsoltuk. A mérést AAS készülékkel, FAAS üzemmódban végeztük, a mennyiségi meghatározásnál mátrixillesztéses kalibrációt alkalmaztunk.



A kísérleteket 3-3 párhuzamos mintával végeztük, a méréseket mintánként háromszor ismételtük. A táblázatban szereplő adatok a párhuzamos kísérletek eredményének átlagai.

Az alginsav szerkezete Hozzáadott (mg)

2,71

5,42

10,85

13,56

16,27

21,67

27,19

Összes kötődött (mg)

0,96

1,29

1,74

1,96

2,24

2,32

2,24

Összes kötődött (%)

35,52,2%

23,83,1%

16,02,1%

14,432,3%

13,71,8%

10,72,0%

8,21,7%

Vas(II)-megkötő képesség változása a bevitt fém mennyisége függvényében Az optimált kísérleti körülmények között vas(II); réz(II); cink; króm(III) kötődésének mértékét, illetve pH függését vizsgáltuk. Az eredmények alapján megállapítottuk, hogy 

a vizsgált fémek mindegyike képez alginátot, bár a megkötődés mértéke fémenként jelentősen eltérő (8-60%);



az alkalmazott pH csak kis mértékben befolyásolja a fémionok megkötődésének mértékét.

kora hányada mobilizálódhat az emberi szervezetben. A mobilizálható mennyiség becslésére az emésztést modellező mintaelőkészítést alkalmaztunk: A fentebb leírt módon előállított, tisztított alginátot 12,5 ml 0,01 M–os HCl-oldat és12,5 ml 0,01 M-os NaCl-odat elegyével extraháltuk, 1 g pepszint hozzáadását követően. A rázatást 4 órán keresztül végeztük. A mobilizálódó fém mennyiségét a centrifugálást követően nyert oldatból határoztuk meg FAAS technikával, mátrix-illesztéses kalibrációval.

Fém-alginátok biológiai felvehetőségének modellezése, a mobilizálhatóság vizsgálata Vizsgálataink, illetve termékfejlesztéseink szempontjából kulcsfontosságú, hogy a fém alginátokban kötött fém mekRéz(II)

Vas(II) pH 5 7 10

mg 1,43 1,30 1,33

%* 60,25,2 63,73,3 59,43,8

mg 0,07 0,08 0,06

% 2,40,25 2,60,13 2,30,22

Cink mg 0,578 0,604 0,576

% 60,34,2 62,43,9 61,84,0

Króm(III) mg % 43,03,3 0,141 43,25,1 0,150 41,82,2 0,172

Különböző körülmények között előállított alginátokból mobilizálható fém mennyisége az alginsav által kötött mennyiséghez viszonyítva

11

megkötődés aránya mobilizálódás aránya

60 50 40 % 30 20 10 0 Fe(II)

Cu

Zn

Cr(III)

Az alginsavon való megkötődés és az arról történő mobilizálódás aránya különböző fémek esetében Az eredmények alapján megállapítható, hogy 

az alkalmazott pH nincs hatással a gyomorban mobilizálódó fém mennyiségére;



a cink és a vas különösen nagy arányban mobilizálódik az emésztőnedv hatására, azaz a fém-alginát alkalmas lehet ezen esszenciális fémek szervezetbe juttatására.

6. Új, fokozott antioxidáns aktivitású, aminosavval dúsított tejipari készítmények kifejlesztése és vizsgálata

Célkitűzés Aminosavak és szénhidrátok, elsősorban redukáló cukrok magas hőmérsékleten reakcióba lépnek egymással, amit Maillard reakciónak nevezünk. A reakció következtében kialakuló egyedi termékek kiemelkedő antioxidáns aktivitással rendelkeznek. Célunk volt az élelmiszerkönyv által engedélyezett redukáló cukrok (xilitol, izocukor) és aminosavak felhasználásával, hőkezelt tejipari készítmények előállítása során a Maillard reakció kiváltása által növelni a termék antioxidáns kapacitását, és így egyedi, új funkcionális élelmiszereket kifejleszteni. A specifikus gyártási technológiákat a maximális antioxidáns hatás elérésének biztosítása érdekében optimalizált módon alakítottuk ki. A fokozott antioxidáns aktivitás mellett az adalékolt aminosav további előnyös élettani hatásai is érvényesülnek. Az általunk alkalmazott lizin és glutamin igazoltan kedvező humánbiológia hatású aminosavak. További cél a laktózérzékenyek számára is fogyasztható, megváltoztatott szénhidrát-profilú termékcsoport kialakítása, mivel a laktóz jó konverzióval átalakítató Maillard rekciótermékekké. A kifejlesztett termékek: xilitollal, izocukorral, lizinnel, illetve glutaminnal dúsított kenhető ömlesztett sajt-

krém és rántható hőstabil blokksajt optimális összetételének kialakítása. Módszerek, vizsgálati technikák, változó körülmények Vizsgált élelmiszermátrix: kenhető ömlesztett sajtkrém és rántható hőstabil blokksajt. Vizsgálatai körülmények, optimalizált paraméterek:  aminosavak: lizin, glutamin  redukáló cukrok: izocukor (glükóz, fruktóz), laktóz, xilitol, xilitol (pH=10, ezen a pH értéken reakcióképesebb), fruktóz.  arányok (cukor: lizin = 3:7, 1:1, 7:3)  hőkezelés: 60°C, 80°C, 95°C. A minták antioxidáns aktivitását fotometriásan, DPPH módszer alkalmazásával vizsgálatuk.

Vizsgálati eredmények 

A tejtermékekben természetes módon megtalálható laktóz mennyiségének növelésével és lizin hozzáadásával 60°C-on 10 óráig hőkezelve a kiindulási antioxidáns aktivitást a laktóz:lizin 3:7 és 7:3 arányoknál átlagosan 10%-kal növeltük a reakció kiváltásával, míg 1:1 arány esetén ez az érték 20%-nak adódott.



80°C-on történő hőkezelés esetén az 1:1 és a 3:7 arányú mintáknál 17 és 27%-kal lett magasabb az antioxidáns aktivitás, míg a 7:3 arányú mintánál 34,5%-kal.



Az antioxidáns hatás leglátványosabb növekedését 95°C-os hőkezelés esetében tapasztaltuk, ami 7:3 aránynál 41,6 %, 1:1 aránynál 75% és 3:7 aránynál 100%-nak adódott.



Glükóz-fruktóz keverékkel 10 órán át 60°C-on hőkezelve 10-30%-os, 80°C-on hőkezelve 13-23%os, míg 95°C-on hőkezelve 92-120%-os antioxidáns aktivitás-növekedést értünk el. A kevesebb cukrot tartalmazó minták antioxidáns aktivitása volt kiemelkedő (3:7 cukor:aminosav).

12



A frukóz önmagában (glükóz nélkül) azonban még ennél is reaktívabb volt: 95°C-os hőkezelést követően a vizsgált oldatok (az előzőekhez képest ötször töményebb) kiindulási antioxidáns aktivitását nyolcszorosára növelte!



Ízhatásában nem édes cukrok közé tartozik a fűzfakéregből kivont xilitol, mely 166-180%-kal emel-

te az antioxidáns aktivitást, azaz a kiindulási oldatok antioxidáns aktivitását 2,6 illetve 2,8szörösára növelte. Ez tovább fokozható lúgos közegben, ahol a xilitol reakcióképesebbé válva 3,2szeresére is növelheti a kiindulási aktivitást.

Izocukor - lizin hőkezelése 95C-on

Laktóz-lizin hőkezelése 95C-on

29

23

24

21 19 17 15 70:30 laktóz lizin 13

antioxidáns aktivitás (ppm aszkorbinsav)


25

19

14

9

50:50 laktóz:lizin

70:30 izocukor: lizin 50:50 izocukor:lizin

30:70 laktóz:lizin

11 0

15

30

45

60

90

120

30:70izocukor:lizin 4

600

0

hőkezelés időtartam a (m in.)

15

30

45

60

90

120

600


Fruktóz - lizin hőkezelése 95C-on

Xilitol L - lizin hőkezelése 95C-on

250

90 80 70 antioxidáns aktivitás (ppm aszkorbinsav)


200

150

100

60 50 40 30 20

50

70:30 fruktóz: lizin 50:50 fruktóz:lizin 30:70 fruktóz :lizin

0

70:30 xilitol: lizin 50:50 xilitol:lizin 30:70 xilitol :lizin

10 0

0

30

60

120

180

300

600


Következtetés, gyakorlati alkalmazás A Maillard reakció kedvező hatásait a korábbiakban elsősorban a sütőiparban aknázták ki, a tejiparban történő alkalmazás még nem került előtérbe. A jól megválasztott cukorkomponensek (laktóz, xilitol és izocukor) és ízben sem zavaró aminosavak felhasználásával, valamint az optimális technológiai körülmények biztosításával tejtermékek antioxidáns aktivitása is biztonsággal és jó hatásfokkal növelhető amellett, hogy a dúsítás során adalékolt aminosav előnyös élettani hatásai is érvényesülnek. A tejipari alkalmazást elősegíti, hogy a glükóz-fruktóz keveréknél a kevesebb cukrot tartalmazó minták antioxidáns aktivitása adódott kiemelkedőnek, így a termékfejlesztés számos élelmiszerre kiterjedhet. Az antioxidánsokkal ily módon dúsított termékek várható eltarthatósága is fokozható. A reakciót követően el nem reagált aminosavak külön jótékony hatásúak: a lizin a csontképzésben és az immunrendszer erősítésben segít, a glutamin szív- és idegrendszer-működésére hat pozitívan. Mivel a laktóz érzékenyek aránya a legújabb becslések alapján a 30-40%-ot is elérheti Magyaroroszágon,

0

30

60

120

180

300

600


így fejlesztéseink lényeges aspektusa ezen célcsoport tagjai számára is fogyasztható, megváltoztatott szénhidrát összetételű tejtermékek kifejlesztése a laktóz Maillard reakció következtében bekövetkező átalakításával antioxidánsokká.

7. Kancatej fehérje-összetételének tehén-, juh- és kecsketejjel való összevetése Célkitűzés Kancatej minták fehérje-összetételének vizsgálata gélelektroforetikus módszerrel. Különböző fajták (pl. Nóniusz, Lipicai, stb) és laktációs periódusú minták összehasonlító vizsgálata, juh-, kecske- és tehéntej fehérje-összetételével való összevetés. Kancatej hamisításának kimutatására alkalmas, egyszerűen kivitelezhető módszer kifejlesztése. Vizsgált minták Mintavételt követően leszűrt mintákat a vizsgálatig fagyasztva tároltuk. Minden mintát hőkezelés nélkül és pasztőrözést követően is vizsgáltunk. Az SDS-PAGE

13

vizsgálat előtt zsírmentesítettük, és szükséges arányban (fehérjetartalomtól függően öt-ötvenszeresére) Állatfaj Minta jelölése Származási hely

Ló

Juh

Kecske

hígítottuk őket. Fajta

Ellés után eltelt idő

1

Máta

Lipicai

n.a.

2

Kecskemét-Szentkirály


n.a.

3

Mezőhegyes

Nóniusz

Kolosztrum (első fejés)

4

Mezőhegyes

Nóniusz

1 hónap

5

Mezőhegyes

Nóniusz

3 hónap

6

Battonya

Mezőhegyesi félvér

3 hónap

7

Battonya


4 hónap

8

Szatymaz


n.a.

9

Szatymaz


n.a.

10

Szilvásvárad

Lipicai

n.a.

11

Szilvásvárad

Lipicai

n.a.

12

Kecskemét

Ismeretlen

n.a.

13

Kecskemét

Ismeretlen

n.a.

14


Ismeretlen

n.a.

Ja

Dormánd

Magyar merinó

n.a.

Jb

Kisgyőr

Ile de France

n.a.

Jc

Tard

Lacaune

n.a.

Jd

Tard

Cigája

n.a.

Je

Tard

Awassi

n.a.

Ka

Füzesabony

Alpesi

n.a.

Kb

Noszlop

Vegyes

n.a.

Kc

Jásd

Alpesi/Magyar parlagi

n.a.

Alkalmazott módszer A korábbi tehéntej vizsgálatok során legalkalmasabbnak bizonyult módszert alkalmaztuk: SDSPAGE Szeparáló gél [12,5% (w/v) pH: 8,8], tömörítő gél [7,5% (w/v) pH: 6,8] A fehérjék azonosítása molekulatömegük alapján irodalmi adatokkal [1-9] összevetve történt. A molekulatömeg meghatározásához 10-200 kDa Markert, valamint lizozim standardot használtunk.

Fontosabb eredmények: Minta-előkészítés kidolgozása, a zsírmentesítés optimalizálása A kancatejek kazein tartalmának nagy része a tehéntejek esetén megszokott módon történő zsírmentesítés (centrifugálás: 10.000 g, 15 min, 4 °C) során kicsapódott, a centrifugálás hatására a tejminta áttetsző lett, jelentős mennyiségű fehérje ülepedett ki. A jelenséget valószínűleg az okozhatja, hogy a kancatej nagyobb méretű kazein micellákat tartalmaz, így ülepedési sajátságai eltérnek a tehéntejétől. Ez a módszer tehát nem alkalmazható kancatejek zsírmentesítésére a fehérjeösszetételük vizsgálata során.

14

kazeinek

1,

2,

3,

4,

5,

6,

7,

8,

9,

10

Kanca- és tehéntej minták SDS-PAGE vizsgálata 1-8: 2-9 számú kancatej minták, 9 Marker, 10 tehéntej Zsírmentesítés: 10.000g, 15 min

kazeinek

1,

2,

3,

4,

5,

6,

7,

8,

9,

10

A zsírmentesítés során alkalmazott centrifugálási sebesség hatása a SDS PAGE mintázatra 1 3. számú kancatej minta (föcstej), 8.000g, 2 3. számú kancatej minta (föcstej), 10.000g, 3-4 4. számú kancatej minta 8.000g, 5 4. számú kancatej minta 10.000g, 6 7. számú kancatej minta 4.000g, 7 7. számú kancatej minta 8.000g, 8 7. számú kancatej minta 10.000g, 9 Marker, 10 tehéntej, 10.000g

A, a centrifugálás sebességének csökkentése Első lépésként csökkentettük a centrifugálás során alkalmazott fordulatszámot (10.000g, 8.000g illetve 4.000g). A vizsgálathoz 3 jelentősen eltérő összetételű kancatejet választottunk. A 3. számú minta az első fejésből származott (föccstej), míg a 4. számú mintát 1 hónappal az ellés után fejték, a 7. minta esetén pedig 4 hónap telt el az elléstől.

A centrifugálás sebességét csökkentve a csapadék mennyisége csökken, ezzel párhuzamosan a kazeinsávok intenzitása mindhárom minta esetén jelentősen nő. A változás a 4 hónappal az ellést követően fejt, 7. számú kancatej minta esetén (a gélen a 68 minta) figyelhető meg leginkább a fenti. ábrán. B, további zsírmentesítési módszerek tesztelése

15

Mivel tapasztalataink alapján a zsírmentesítés módjának megfelelő megválasztása kulcsfontosságú, egy minta (10 számú kancatej) esetén teszteltünk az alább felsorolt, elterjedten alkalmazott módszerek hatékonyságát. 1. 2100 g, 30 min, 4 °C [2] 2.

4000 g, 30 min, 4 °C [3, 4]

3.

2100 g, 15 min, 4 °C

4.

4000 g, 15 min, 4 °C

5.

hexános extrakció (10ml tej+2*5ml hexán, 2*1min, 2000g)

Egy-egy párhuzamos mintához 0,1% toluolt is adtunk. (Toluol hozzáadása gyakran alkalmazott módszer a mikroorganizmusok gátlására.) A gélen jól megfigyelhető, hogy a centrifugálás sebességét csökkentve a nyíllal jelölt sávok intenzitása nő, azaz növekszik a kazeinek mennyisége. A 2100g centrifugálás és a hexános extrakció hasonló mintázatot eredményezett, utóbbi esetén a sávok élesebbek, azaz a kancatej minták fehérje-összetételének gélelektroforetikus vizsgálatához ez a mintaelőkészítési módszer a legmegfelelőbb. A továbbiakban ezért ezt a zsírmentesítési módszert alkalmaztuk az összehasonlító vizsgálatok során.

2,

3,

4,

5,

Fajtahatás: A két Kecskemétről származó kancatej esetén a kapott mintázat jelentősen eltér a többi vizsgált kancatejtől. Emellett ezen minták esetén egyes fehérjesávok jól láthatóan kisebb intenzitása, azaz a kisebb fehérjetartalom is arra enged következtetni, hogy eltérő fajtájú állattól származnak, erre vonatkozó információ azonban nem állt rendelkezésre. Laktációs periódus hatása: A kancatejek esetén különböző laktációs periódusú mintákat is vizsgáltunk. A kolosztrum fehérjetartalma a tejmintákhoz képest lényegesen nagyobb, ezért a többi mintánál nagyobb hígításban vittük fel a gélre (5x helyett 20x hígított mintákkal dolgoztunk). A kolosztrum esetén ilyen körülmények között is intenzívebb sávokat kaptunk. A gélfotón a fehérje-összetételbeli eltérés is jól megfigyelhető: az immunglobulinok kiemelkedően nagy mennyiségben találhatók a kolosztrumban, de a szérum albumin, és a kazeinek százalékos aránya is nagyobb, mint a tejek esetén. Az 1, 3 illetve 4 hónappal az ellés után fejt tejek esetén nagyon hasonló mintázatot kaptunk, hiszen a kolosztrum fehérjeösszetétele az ellés utáni 12 óráig tér el jelentősen a tejétől. Kanca-, kecske- juh és tehéntej minták összehasonlító vizsgálata A vizsgált tejminták fehérjetartalma lényeges eltér egymástól: míg a kancatejre csupán 1,7-3,0% közötti értékek jellemzők, addig a juhtejek átlagos fehérjetartalma 4,9-5,5% [10]. Minden tejminta esetén a gélre felvitt fehérje mennyisége hasonló volt, azaz a mintákat a fajtól függő mértékű hígításban vizsgáltuk: 5x hígítású kanca-, 20x hígítású tehén-, valamint 50x hígítású kecske- és juhtejeket tanulmányoztunk, így hasonló intenzitású sávokat kaptunk. A kanca kolosztrum mintát a kancatejnél jóval nagyobb fehérjetartalma miatt vizsgáltuk nagyobb (20x) hígításban.

kazeinek

1,

Különböző fajtájú és laktációs periódusú kancatejek összehasonlító vizsgálata

6,

7, 8

A zsírmentesítési módszer hatása a SDS PAGE mintázatra 1 2.100g, 30min 2 2.100g, 30min, 0,1% toluol hozzáadás, 3 2.100g, 15min, 0,1% toluol hozzáadás, 4 4.000g,15min, 0,1% toluol hozzáadás, 5 4.000g,30min, 0,1% toluol hozzáadás 6 4.000g,30min 7 hexános extrakció, 8 Marker

16

Lf

kazeinek

Lg Liz La

1,

2,

3,

4,

5,

6,

7,

8,

9,

10

Kanca- és tehéntej minták SDS-PAGE vizsgálata 1-7 8-14. számú kancatej minták 8 marker, 9 lizozim (standard, tyúktojásból), 10 tehéntej

1,

2,

3,

4,

5,

6,

7,

8,

9,

10,

11,

12

Nyers kanca-, kecske-, juh- és tehéntej minták SDS-PAGE vizsgálata 1 Tehén (D minta, 20x hígítás) 2-3 Kanca (3 és 4 minta, 20x hígítás) 4-6 Kanca (6, 7 és 11 minta, 5x hígítás) 7 marker 8 Tehén (C minta, 20x hígítás) 9-10 Juh (Jc és Jd minta, 50x hígítás) 11-12 Kecske (Kb és Kc minta, 50x hígítás)

17

A kanca-, kecske-, juh- és tehéntej mintákban molekulatömeg alapján beazonosított tejfehérjék a szakirodalmi adatokkal összevetve Fehérje

Kanca -saját adat(kDa)

Kanca irodalom (kDa)

Tehén -saját adat(kDa)

Tehén irodalom (kDa)

Juh -saját adat(kDa)

14,2-14,3 αLa

12-13

[1] 14,4

Juh irodalom (kDa)

Kecske -saját adat(kDa)

14,2 [6] 11-12

14,2 [1]

12-13

14,1 [7]

14,2 [8]

12

[5]

[1] 18,8

18

16-17

Savófehérjék

[5]

Kazeinek

18,2 [6]

18,3- 18,4

16-17

[1]

67-71

65-67

66,3 [1]

68-72

Ig nehéz lánc

52-56

53-56

52-69[1]

51-55

LF

75-83

75,4 [1]

87-94

76,1 [1]

85-91

Lyz

13-15

15,5[5]

-

-

-

26

19,0 [1]

25-26

29

23,6 [1]

18,8 (30-

25-26

βCN

32 [2] 25,5 [1]

28-29

αS2CN

n.a. 31-32

αS1CN

1,

2,

24,6 [1]

3,

4,

30-31

5,

6,

20,4[8]

16

66,3 [6]

20,4 [4]

68-72

71,2 [8] ~50 [6]

52-56 87-92

-

-

19,4 [6]

29-30

23,0 [1]

-

25-26

23,8 [6]

23,6 [1]

7,

18,2 [7]

18,9 [9]

szérum albumin

κCN

14,6 [8] 14,2 [9]

18,3-18,5 βLg

Kecske irodalom (kDa)

23,9 [9]

25,6 [6]

31-32

23,4 [6]

8,

9,

10,

11,

12

Nyers kanca-, kecske-, juh- és tehéntej minták SDS-PAGE vizsgálata 1 Tehén (A minta, 25x hígítás) 2-4 Kecske (Ka, Kb és Kc minta, 25x hígítás) 5 marker 6 Kanca (11 minta, 5x hígítás), 7 Tehén (B minta, 25x hígítás) 8-12 Juh (Ja, Jc, Jb, Jd és Je minta, 50x hígítás)

18

 Nagyobb fehérjetartalom, minden fehérjesáv

A gélelektroforetikus vizsgálat során, a kancatej esetén kapott mintázat jelentősen eltér a kecske-, juh- és tehéntejre jellemző mintázattól, azaz a módszer alkalmas lehet kancatej hamisításának bizonyítására, pl. a hozzákevert tehéntej kimutatására.

intenzitása nagyobb.  CN-t nagyobb mennyiségben tartalmaz.  A savófehérjék (βLg, La, immunglogulin, szérum albumin) mennyisége nagyobb, a sávok intenzitása nagyobb, mint a többi juhfajták esetében. (Az irodalom szerint a Cigája fajta teje nagyobb %-ban tartalmaz savófehérjét, kazeinben szegényebb, ezért sajtgyártásra kevésbé alkalmas, de nagyobb biológia értéke miatt tejként való fogyasztásra alkalmasabb, mint a többi vizsgált juhfajta teje.)

Különbségek:  βLg Az általunk alkalmazott módszerrel jól elválik a kancatejben található βLg a többi állat tejében találhatótól. Az irodalmi adatok alapján vártnál nagyobb különbséget kaptunk a molekulatömegre: kancatejben 18 kDa, míg a többi állat esetén 16-17 kDa. 

Lizozim A vizsgált tejek közül csak a kancatejekben mutatható ki a 13-15 kDa-os lizozim. A tehéntej például 4 nagyságrenddel kisebb mennyiségben tartalmaz lizozimot, mint a kancatej [1].

B., Módszerfejlesztések bioaktív komponensek meghatározására 1. Az ABTS módszer fejlesztése funkcionális élelmiszerek antioxidáns aktivitásának elemzésére

Fajtahatás kecsketejek esetén: A kecsketejeket összehasonlítva az Alpesi és Magyar Parlagi minták esetén a kapott mintázat eltérő. A Magyar Parlagi kecsketejben: 

A kutatás célja A laboratóriumban alkalmazott szokványos antioxidáns aktivitás mérési eljárás továbbfejlesztése a kísérleti körülménynek optimálásával. A módszer tesztelése Lglutationnal.

Nagyobb mennyiségű immunglobulin és szérum albumin mutatható ki.



einektől (28-30kDa).



Módszerfejlesztés Az eljárás alapja a diammónium-2,2-azino-bis(3etilbenzotiazolin-6-szulfonát) gyök kékeszöld színének (745 nm) intenzitás csökkenése az antioxidáns tulajdonságokkal rendelkező szubsztrát hatására, amely fotometriásan kvantitatív módszerrel követhető és valamely referencia vegyületre (gyakran aszkorbinsav vagy trolox) vonatkoztatva adható meg.

-t nagyobb mennyiségben tartalmaz.

Fajtahatás juhtejek esetén: A vizsgált 5 juhfajta közül a Cigáját a többitől eltérő mintázat, azaz eltérő fehérje-összetétel jellemzi. (Eltérő NIR spektrum is jellemző rá.)

4.5 4

CH3

3.5 O

HO

3

N

S O

2.5

N

S N

2 1.5

O S

N

S O

OH

H3C

1 0.5 0 200

300

400

500

600

700

800

19

C H3 O

HO

C H3

N

S

N

S

O

O S

N

Na2S2O8

O

N

S

N

S

O

S

N

O

HO

. +

OH

N

O S

N

H 3C

S OH

O

H 3C

0.8 y = -0.0058x + 0.7616 R2 = 0.9998

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

10

20

30

A módszer fejlesztés alapja a reagens ideális koncentrációjának meghatározása. A reagens törzsoldatának UV/VIS spektrumában a 745 nm hullámhosszú jel abszorbanciája antioxidáns tulajdonságú vegyület távollétében egységnyi értékre való beállítása. Az ABTS molekula vizsgálat előtti aktiválásának optimálása oxidációval (Na2S2O8), a vizsgálatra alkalmas gyökkation képzése. A vizsgálatok során beállítottuk az ABTS és a perszulfát optimális arányát, valamint az inkubációs időt, ami 12 órának adódott. A törzsoldat adagolt aszkorbinsav oldat koncentrációját optimáltuk, reagensek arányát fixálva megállapítottuk az abszorbancia rögzítés legmegfelelőbb időpontját a reakció kezdetétől számítva. Az abszorbancia koncentráció függését a következő ábra mutatja. A fent kidolgozott kísérleti körülmények alkalmazásával meghatároztuk az L-glutation antioxidáns aktivitását. Eredmények A vizsgálatok során meghatároztuk az ABTS oldat ideális koncentrációját, az aszkorbinsav referencia oldatok koncentráció tartományát (0-80 ppm), valamint az ABTS és aszkorbinsav egymáshoz viszonyított relatív térfogatarányának optimális értékét. A kapott kalibrációs egyenes a kvantitatív meghatározáshoz szükséges tartományban található és a pontok jól illeszkednek az egyenesre. Az ABTS módszerrel ugyanazon anyagra azonban jóval magasabb antioxidáns aktivitás adódott, mint a DPPH módszer esetén, tehát vélhetően más típusú, illetve mechanizmusú antioxidáns aktivitás megállapítására alkalmas, így kiválóan kiegészíti az egyéb, szokványos módszereket.

40

50

60

70

80

90

2. Élelmiszerek antioxidáns kapacitásának tanulmányozása újszerű módszerrel, redox elektródpotenciál meghatározásán keresztül A kutatás célja Gyors, megbízható, egyszerű és költséghatékony módszer kidolgozása, amely néhány perces vizsgálattal információt ad az adott élelmiszer antioxidáns tulajdonságairól. Módszerfejlesztés Az antioxidáns kapacitás vizsgálatára kidolgozott eljárások széles skálája (DPPH, FRAP, ABTS, ORAC) bizonyítja az élelmiszer kutatások ilyen irányú fokozott aktivitását. Azonban az alkalmazott módszerek által kapott eredmények eltérőek, ami függ az adott reagens tulajdonságaitól és az alkalmazott vizsgálati körülményektől (oldószer, pH). A kidolgozott új eljárás nem alkalmaz különböző szubsztrátokat gyökök létrehozására, hanem platina redox elektródot használ Ag/AgCl (3M KCl oldatban) referenciaelektróddal szemben. Az elektródrendszer elméleti potenciálja (E=0.222 + 0.059pCl) 193 mV, ami 203 mV értékűnek adódott a gyakorlatban. A mintákban 203 mV alatt mért értékek a közeg redukáló tulajdonságaira utal, míg a 203 mV-nál magasabb potenciál értékek oxidáló közegre jellemzőek. A módszer alkalmazhatóságát különböző koncentrációjú (1160ppm) aszkorbinsav oldatokon teszteltük. Az adatok egyértelműen mutatják az aszkorbinsav koncentráció növekedésével a potenciál csökkenést, tehát a redukáló erő (antioxidáns kapacitás) növekedését.

20

Eredmények A javasolt módszer gyors és megbízható megoldást jelenthet az élelmiszerek antioxidáns kapacitásának standardizálására. A potenciál értékek akár abszolút, vagy relatív skálán megadhatók és a különböző termékekre kapott értékek összevethetők. Azonban az eredmények mintaspecifikusak és nem adnak információt a komponens összetételről. A módszer egyetlen hátránya, hogy csak vizes oldatok mérésére van lehetőség, mivel a szerves oldószerek befolyásolhatják a mért értékeket.

Módszerek Az elválasztáshoz Shimadzu LCMS2010EV készüléket, PLELS-2100 gázfázisú fénytörésen alapuló detektort és Prevail szénhidrát oszlopot (250x4,6mm, 5um) használtunk. Az elválasztások során biner oldószerelegyből (B:acetonitril, A:víz) a készülék által kevert oldószergradienst [t(B%):0(70)20(60)-110(40)-120(0)-130(0)-140(70)-150(70)] alkalmaztunk 0.8ml/perc áramlási sebesség mellett. A detektálás körülményei 90°C/50°C nitrogénáramlási sebesség: 1.6 l/perc. Standardként 1-kesztotrióz 4.3 mg/5ml és 1,1kesztotetraóz 5.3 mg/5ml koncentrációjú oldatait használtuk. A standard vegyületek retenciós ideje 10.9 és 12.9 percnek adódott.

3. Új HPLC-módszer kidolgozása prebiotikus élelmiszerek inulin tartalmának elemzésére

Eredmények A természetes összetételű inulin minták esetén a jelintenzitás a GF4-GF5-GF6 komponenseknél maximális intenzitást mutat, és a retenciós idő csökkenésével a jelintenzitás folyamatosan csökken.

GF20

GF21

GF19

GF17 GF18

GF15

GF16

GF14

GF11

GF1 2

GF13

10

20

30

40

50

GF27

GF28 GF29 GF30 GF31 G F32 GF3 3 GF34 GF35 GF36

GF25

GF26

GF22

GF24

GF23

GF21

GF20

GF19

GF17

GF18

GF15

GF1 6

GF13

GF14

GF9

GF7

GF5

GF6

GF4

GF8

GF11

Naturlife inulin

G

0

GF2-GF15

Inulin tartalom: 47.4%

F

50

GF10

GF2

mV

GF3

100


GF12

GF9 GF2

GF GF

F

GF10

GF7

GF8

GF5

GF6

GF4

GF3

GF2

GF3

A kutatás célja Speciális, roncsolásmentes, egzakt és megbízható műszeres módszer kidolgozása, mely alkalmas inulinnal vagy más prebiotikus szénhidráttal dúsított élelmiszer hatóanyagtartalmának elemzésére és összehasonlítására.

60

70

80

Természetes eloszlású inulin minták HPLC kromatogramja

21

GF3

GF2

Y-food által biztosított Raftilose(R) Synergy 1 minta

GF24 /0 .6%

GF25 /0.5% GF26 /0.4% GF2 7 / 0.4% G F28 /0.4 % GF29 /0.3% GF30 /0.3% GF31 /0.2% GF32 /0.2% GF33 /0.2% GF34 /0.2% GF35 /0.2% GF36 /0.1% GF37 /0.1%

GF23 /0.7%

GF22 /0.8%

G F21 /0.9 %

GF19 / 1.1%

GF20 / 1.0 %

GF18 / 1 .3%

GF16 / 1.3 %

GF17 / 1.2%

GF15 / 1.4%

GF1 3 / 1. 2%

GF14 / 1.3%

GF12 / 1.1%

GF11 / 1 .0%

GF1 0 / 0.8 %

GF9 / 0.6%

G F8 / 0.4%

GF7 / 0.3%

GF5 / 8.3%

GF6 / 1.0%


F4

GF4 / 1 2.4%

F3 / 14.4% GF2 / 8.3% F4 / 10.7 % GF3 / 10.4%

s zacharóz / 7.9% GF

F3

fruktóz / 6.4 % F

standard GF2, GF3

mV

0

F6 GF5 GF6 F7

100

GF3 F5 GF4

GF2

300

10

Orafti inulin


20

30

40

50

60

70

80

G F2

GF3

Módosított összetételű inulin minták HPLC kromatogramja.

GF2 / 43.82%

mV 500

GF3 / 45.17%

standard GF2, GF3

400

0

5

10

15


GF6 / 0.08%

GF4 / 7.29%

GF / 2.93%

F / 0.08%

100

G / 0.07%

200

GF5 / 0.56 %

300

20

Actilight inulin

25

30

35

Az Actilight inulin HPLC kromatogramja Más típusú, módosított szerkezetű inulin alkalmazása (pl. frakcionált dúsítás, mikrobiológiai fermentáció) esetén a jelintenzitás arányok jelentős változása tapasztalható, a változás iránya minden esetben a kis molekulatömegű komponensek irányába való intenzitás eltolódás, ami jól látható a fenti ábrán. A módosított összetételű minták esetén a nagy molekulatömegű komponensekhez rendelhető jelek intenzitása csökken (Y-food, Raftilose Synergy 1 minta) vagy teljesen eltűnik (Orafti), ugyanakkor új komponensek jelennek meg, amelyek a természetes eredetű mintában nem találhatók, ezek közé sorolhatók a csak fruktóz tartalmú származékok (F2-F7), amelyek az Orafti mintában domináns összetevőként szerepelnek.

ban a dúsítással elérhető, hogy két fő komponens domináljon, ezzel egyfajta szelektív komponens előállítás valósítható meg, amelyre példa az Actilight inulin, a mintában a GF2 és GF3 komponens 40 % fölötti mennyiségben található meg. Összefoglalás A vizsgálatok során a különböző természetes és módosított inulin minták komponens összehasonlítását végeztük el. A módosított minták esetén új oligomer komponensek jelenlétét állapítottuk meg, amelyek csak fruktóz monomereket tartalmaznak. Az innovatív módszer kiválóan alkalmas inulin tartalmú élelmiszerek hatóanyagtartalmának elemezésére, illetve eredetvizsgálati és nyomonkövetési célokra.

A módosítás egy másik módja esetén a tisztán fruktóz oligomerek nem jelennek meg a kromatogramokban, azon-

22

4. Szénhidrátok vizsgálata új módszerrel, gázfázisú fénytörésen alapuló detektálás (ELS) segítségével

és 1,0 mg/ml koncentrációjú oldatokat készítettünk és 10 μl térfogatnyi mennyiséget injektáltunk a HPLC vizsgálatok során. A kromatográfiás méréseket Shimadzu LCMS-2010EV készülékkel és gázfázisú fényszóráson alapuló detektálás (PL-ELS-2100) mellett végeztük el Prevail (250x4,5, 5μm) oszlop alkalmazásával izokratikus elúcióval (75 % ACN és 25 % víz) 0,7 ml/perc áramlási sebességgel. A detektálási körülmények a következők voltak: párologtatási hőmérséklet 90°C, ködképzési hőmérséklet 50 °C, 1,2 l/perc nitrogénáramlási sebesség mellett (erősítés=1).

A kutatás célja Az újonnan kifejlesztett HPLC módszerhez leginkább illeszkedő detektálási technika optimálása szénhidrátok precíz, megbízható, gyors és hatékony kvalitatív és kvantitatív analízise érdekében. A lineáris detektálási tartomány, érzékenység és kimutatási határ meghatározása. A kapott eredmények alapján a visszamérés hatékonyságának meghatározása és a titrálás során kapott eredményekkel való összehasonlítás.

Eredmények A kapott kromatogramokban a csúcsok integrálása után a koncentrációfüggés ábrázolásával kaptuk az adott szénhidrátra jellemző kalibrációs görbét.

Módszer A vizsgálatba bevont vegyületek szénhidrátok: glükóz, fruktóz, galaktóz, szacharóz és laktóz. Ismert, 0,1, 0,2, 0,5, 0,7

14000000

16000000

y = 11552805.827x - 571287.777 R2 = 0.998

14000000 12000000

y = 10624246.699x - 621512.337 R2 = 0.998

12000000 10000000

10000000

8000000

8000000

6000000 6000000

4000000 4000000

2000000

2000000

0

0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0

1.2

0.2

0.4

D-fruktóz

12000000

y = 4004455.864x - 219766.535 R2 = 0.994

4000000 3500000

0.8

1

1.2

D-glükóz

5000000 4500000

0.6

y = 10750064.636x - 588705.778 R2 = 0.997

10000000 8000000

3000000

6000000

2500000 2000000

4000000

1500000

2000000

1000000 500000

0 0

0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.2

D-galaktóz

Szacharóz 12000000

y = 9146134.010x - 652446.850 R2 = 0.997

10000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Laktóz Szénhidrát D-fruktóz D-glükóz D-galaktóz Szacharóz Laktóz

Érzékenység [mV*min/μg] 1155,28 1062,42 400,44 1075,01 914,61

Kimutatási határ [mg/ml] 0,008 0,009 0,022 0,011 0,015

23

Az kalibrációs sorok alkalmazásával a szénhidrátokra és a detektálási körülményekre jellemző paraméterek ismeretében meghatároztuk az eljárás érzékenységét és a kimutatási határokat. Az érzékenységi adatot az egyes szénhidrátok jel alatti területe alapján számolt kalibrációs görbe meredekségéből kaptuk (mV*min/μg), a kimutatási határ a zajszint (1mV) duplája alapján meghatározott intenzitás-kalibráció alapján számítható. Összefoglalás A vizsgálatok során meghatároztuk a kromatográfiás szénhidrát vizsgálatok érzékenységét, kimutatási határát és visszamérési hatékonyságát. A visszamérési hatékonyságot összehasonlítottuk a klasszikus titrálásos módszerrel kapott eredményekkel és megállapítható, hogy a vizsgált koncentráció tartományban a műszeres vizsgálatunk nagyobb pontossággal rendelkezik, továbbá kimutatási határa is alacsonyabb, 0,01 mg/ml koncentrációjú szénhidrát oldatok vizsgálata nagy pontossággal elvégezhető.

5. Különböző lisztkeverékek komponenseinek azonosítása és összetételének vizsgálata újonnan kifejlesztett közeli infravörös spektroszkópiai módszerrel A kutatás célja Eltérő lisztkeverékek összetételének vizsgálatára, illetve az egyes komponensek azonosítására alkalmas gyors, költséghatékony és — az immun-vagy genetikai próbáktól eltérően —, reagenst nem igénylő, roncsolásmentes spektroszkópiás módszer kifejlesztése.

Eredmények Feltártuk azon színképi régió(ka)t, ahol a vizsgált növényfajok vagy -fajták közti szétválás a legnagyobb mértékű. Optimális esetben a pontdiagramon két elkülönülő csoportot ad a két faj. A kapott pontcsoportok egymástól való távolságával és a csoportok méretével számszerűen megadható a szétválás. Így az egyes azonosító vizsgálatoknál az elkülönülés mértéke összevethető. Ahol a szétválás mértéke a legnagyobb, azt a színképi régiót használjuk a továbbiakban, mennyiségi mérés kidolgozására. Búzafinomliszt megkülönböztetése egyéb összetevőktől A vizsgált rozslisztek típustól függetlenül jól megkülönböztethetők a búzafinomlisztektől. A vizsgált durumbúza lisztek szintén megkülönböztethetők a közönséges búza mintáktól. A tönkölylisztek csak részlegesen megkülönböztethetők a közönséges búzafinomliszttől: csak a teljes kiőrlésű minták válnak el, a fehér tönkölylisztek a közönséges búzával egy csoportba kerülnek. Teljes kiőrlésű közönséges búzával szembeni megkülönböztetés Mind a tönkölybúza, mind a rozs élesen elválik a teljes kiőrlésű közönséges búzától. Nem bizonyos tisztaságú minták RL7, RL8 — teljes kiőrlésű rozsliszt — minták esetében mind a búzafinomliszttel, mind a teljes kiőrlésű búzával történt összevetés során rendellenes eredményt kaptunk. Felmerül a búzaliszttel való keverés, vagy olyan feldolgozási eltérés, hasonló termékekhez képest, ami a színképet minden esetben torzítja. Mikroszkópiával nem találtunk e liszteken gombafertőzésre, vagy ebből következő roncsolódásra utaló jelet, sem csírázás jelét (keményítőszemcsék korrózióját). Eltérő lisztek együttes értékelése Az egyes megkülönböztető vizsgálatok eredményességét egyértelműen befolyásolja a vizsgált fajok/fajták közötti genetikai távolság: Ez a rozs és közönséges búza közt legnagyobb, tönkölybúza és közönséges búza között a legkisebb. Részben hatással van a vizsgált lisztminták feldolgozásának foka is. Legélesebb szétválás a teljes kiőrlésű közönséges búza, és a vele összehasonlított tönköly-és rozslisztek közt. Az, hogy nem megkülönböztethetők a búzafinomliszt és a fehér tönkölyliszt minták, a szoros rokonság és hasonló feldolgozási szint együttes hatásának tulajdonítható. 2. Mennyiségi meghatározások

A rozs- és a közönséges búzafinomlisztek elkülönülése BL=búza-, RL=rozsliszt, 1 pont 1 mintának felel meg. Vörös nyíllal jelölve a rendellenes RL7, RL8 lisztek. Módszerfejlesztés NIR mérések, kalibrálás: Bruker Multi Purpose Analyzer 650 készülék +Opus 5.5 program. Azonosítás, faj szerinti szétválás vizsgálata: főkomponens-analízis, PCA Windows SPSS 16.0. A kapott pontcsoportok távolságával és méretével számszerűen megadható a szétválás. Vizsgált tételek: búzafinomliszt (BL55), rozslisztek: teljeskiőrlésű (RL190), sötét (RL125), világos (RL90), rozs-finomliszt (RL60), durum: durumfehérliszt (DFL), durumsimaliszt (DSL), tönkölybúzaliszt: teljes kiőrlésű (TGL300), fehér (TBL 70).

Az elvégzett validálás eredményei alapján a kidolgozott módszerek közül:  A rozs vs. búzafinomliszt kalibráció mennyiségi meghatározásra alkalmas, 

A durumliszt vs. búzafinomliszt kalibráció mennyiségi meghatározásra alkalmas,



A tönkölyliszt vs. búzafinomliszt kalibráció menynyiségi meghatározásra NEM alkalmazható.

Gyakorlati alkalmazhatóság: Búzafinomliszttel — mint könnyen elérhető pótanyaggal — való esetleges keverés, vagy szennyeződés mennyiségi kimutatása rozs-, ill. durum és tönkölylisztekre. A rozs és a tönkölybúza lisztjeinek gyors azonosságvizsgálata teljes kiőrlésű közönséges búzával szemben.

24

C., Funkcionális élelmiszer hatóanyagok gyártási technológia, illetve tárolás hatására bekövetkező átalakulásának vizsgálata újszerű módszerekkel

törésen alapuló detektort és Prevail szénhidrát oszlopot (250x4,6mm, 5um) használtunk. Az elválasztáshoz biner oldószerelegyből (B:acetonitril, A:víz) a készülék által kevert oldószergradienst [t(B%):0(70)-20(60)-30(58)-32(70)36(70)] alkalmaztunk 0.8ml/perc áramlási sebesség mellett. A detektálás körülményei: 90°C/50°C nitrogén áramlási sebesség: 1.6 l/perc.

1. Prebiotikumok hőkezelés hatására történő degradációjának vizsgálata újonnan kifejlesztett HPLC-ELSD módszerrel Célkitűzés: A hőkezelés (élelmiszerek sütése) során a termékek prebiotikus hatóanyag tartalmában lényeges változások következhetnek be a lánctöredezés okán. Ez lényegesen befolyásolja tényleges biológiai hatást és funkcionális jelleget, így szükségszerű olyan HPLC-módszert kidolgozni, mely alkalmazásával a prebiotikus hatású szénhidrát komponensek kvalitatív és kvantitatív meghatározása megvalósítható. Az új HPLC-módszerünk gázfázisú fénytörésen alapuló detektálási technikára épül. Módszer: Vizsgált prebiotikumok az alábbiak voltak, zárójelben a gyártó: 

Naturlife (Nature Products)



Beneo Orafti Synergy (Beneo Orafti)



Orafti P95 (Beneo Orafti)



Beneo Orafti L85 (Beneo Orafti)



Actilight (Beghin Meiji)



Novation 5600 (National Starch)



Novation 4600 (National Starch)



Novation uno 260 (National Starch)



ciklodextrin (Cyclolab)









raffinóz (Fluka)

A prebiotikumokat 10 perces időtartamon keresztül szárítószekrényben hevítettünk 150°C, 170°C, 190°C, 210°C és 220°C hőmérsékleteken, majd hűtést, vízben való oldást és homogenizálást követően membrán szűrőn az oldatokat megszűrve HPLC vizsgálatnak vetettük alá. Az elválasztáshoz Shimadzu LCMS2010EV készüléket, PL-ELS-2100 gázfázisú fény-

Eredmények: A vizsgálatok során természetes és mesterséges komponens eloszlású prebiotikum minták összetételét és hőstabilitását határoztuk meg. Alacsony hőmérsékleten (150 °C és 170 °C) a komponens összetétel szignifikáns változását nem tapasztaltuk. A hőmérséklet további emelésével (190 °C) a mintákban a kis molekula tömegű komponensek aránya kis mértékben emelkedik, míg a nagyobb oligomerek százalékos mennyisége csökken. További hőközlés hatására (210°C és 220°C) a minta összetételében drasztikus változás következik be, a monomer komponensek mennyisége többszörösére emelkedik, míg a nagyobb méretű oligomerek mennyisége a kimutatási határ alá csökken. Egyes minták esetén a hőbomlás során eddig ki nem mutatott komponensek megjelenését bizonyítottuk. Ezen komponensek csak fruktóz tartalmú oligomerek voltak. A vizsgált minták közül a módosított prebiotikumok (ciklodextrinek és rezisztens keményítők) nem mutattak szignifikáns összetételbeli változást a teljes vizsgált hőmérséklet tartományon belül. A következő ábra a Naturlife frukto-oligoszacharid prebiotikumok hőmérséklet változás hatására a kromatogrammokban bekövetkező eloszlás változását mutatja:

25

mV

50

30

0 10

9 .19

20 6.83

6.7 4 5.84

GF8 / 6.54% GF9 / 5.71%

4.4 6 3.8 6

GF12 / 3.82%

30 40

# Minta Összetétel

1 2 Naturlife Beneo Orafti Synergy

3 Beneo Orafti P95

4 Beneo Orafti L85

5 6 7 8 9 10 11 12

Actilight Novation 5600 Novation 4600 Novation uno 260 -ciklodextrin -ciklodextrin -ciklodextrin raffinóz

GF2-GF31 F2-F6; GF2-GF34 F2-F7; GF2-GF6 F2-F7; GF2-GF6 GF2-GF5 Glükóz polimer Glükóz polimer Glükóz polimer cy-G6 cy-G7 cy-G8 Galaktóz-GlükózFruktóz 50 GF29 / 0.30% GF30 / 0.24% GF31 / 0.22%

GF28 / 0.24%

GF2 7 / 0.32%

GF26 / 0.45%

GF25 / 0.50%

GF24 / 0.59%

GF23 / 0.85%

GF22 / 0.87%

GF21 / 1.05%

GF20 / 1.27%

GF19 / 1.35%

GF18 / 1.55%

GF1 7 / 1.69%

GF16 / 1.98%

GF15 / 2.39%

GF14 / 2.77%

60

0.24

0.35 0.27 0.12

0.40

0.45

0.55

0.64

0.80

0.86

0.93

1.07

1.3 1

1.7 3

1.88

2.01

2.5 3

3.01

3.4 1

GF11 / 4.41%

GF13 / 3 .27%

5.03

GF10 / 5 .05%

0.25

0.14

0.30 0.2 3

0.43

0.41

0.51

0.53

0.66

0.65

0.88

1.20

1.23

1 .53

1.72

2.04

2.40

2.71

3.32

3.79

4.45

0 .14

0.28

0.21

0.37

0.30

0.38

0.53

0.48

0.64

0.86

1 .12

1.29

1.49

1.87

2.24

2.5 1

3.15

3.58

4 .18

0.34

1.0 2 0.38

5.71 5 .00

6.01 5.27

6.78

3.13 2.0 5

7.59

1.46

8.81 8.21

GF6 / 7.76% 7.81

8.24

5 .59

7.67

4.50

7.28

8.11

6.79

10.69

7 .69

8.06

7 .29

4 .73

1.50 0.43

7.32

GF5 / 8.06%

9.7 3

6.17

4.40

1.22 0.36

GF7 / 7.03%

7.27

5.86

4.27

1.6 0 0.27

GF4 / 7 .39%

GF3 / 6.08%

GF2 / 4 .26%

F / 1.91% G / 0.44% GF /9.63% 12.66 26 .47

34.73

0.36

0.73

1.21

2.03

3.15

10.19

14.09 29.70

38.54

D-Fructose, D-Glucose, Saccharose, GF2, GF3 standard

220°C

210°C

190°C

170°C

150°C

Room temperature

10

0

A minta frukto-oligoszacharid tartalmának változása 220°C 70

Az egyes eltérő prebiotikumok inulin-tartalmának hődegradáció révén bekövetkező változása, illetve a jellemző oligomer-összetétele

Hatóanyag tartalom [%] 25°C 220°C 88.8 17.7 88.6 1.5

96.8 1.7

64.2 12.3

97.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0

41.8 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 11.0

26

F

G GF GF2 GF3

Összefoglalás A vizsgálatok során új módszert dolgoztunk ki a prebiotikus hatású szénhidrátok kvalitatív és kvantitatív vizsgálatára, valamint a komponens eloszlás meghatározására. Megállapítottuk, hogy a hevítés hatására bekövetkező lánctöredezés eredményeként alacsony monomer tagszámú oligomerek feldúsulnak, míg a nagy molekulatömegű komponensek mennyisége szignifikánsan csökken. A hőbomlási kísérletek eredményeként eddig nem azonosított fruktóz tartalmú bomlástermékek megjelenését mutattuk ki. A vizsgálatok megerősítették, hogy a módosított összetételű oligomerek (ciklodextrinek és rezisztens keményítők) a hőkezelésnek ellenállnak, a hőmérséklet emelése nem jár összetétel változással.

2.

Zsírsavak stabilitásának és átalakulásának vizsgálata változatos környezeti körülmények között 8 hetes tárolás során

A kutatás célja Kettő esszenciális zsírsav és a palmitinsav lehetséges átalakulását elősegítő tényezők hatásának átfogó és összehasonlító vizsgálatával megállapíthassuk azon környezeti/technológiai tényezőket, illetve tárolási körülményeket, melyek esetében a legcsekélyebb zsírsav átalakulás következik be, így az adott termék funkcionalitása és biológia értéke a legjelentősebb lesz. Módszer A pH, a hőmérséklet, fény változtatása, illetve stabilizátorok (Mg, Zn, E-vitamin) hozzáadásának a hatását vizsgáltuk 3 különböző zsírsav (linolsav, linolénsav és palmitinsav) stabilitására. Az eltérő körülmények között 8 hétig tárolt mintákban bekövetkezett zsírsav-átalakulások mértékét GCanalízissel állapítottuk meg. A részletes adatok a Mellékletben szereplő ábrákon láthatóak. Eredmények 1. Linolsav stabilitása eltérő körülmények között 8 hetes tárolás során A pH hatása a linolsav stabilitására: a 8 hetes tárolási kísérlet első 2 hetében a savas pH-jú mintákban stabilabb volt a linolsav, mint a semleges pH értéken tartott mintákban. A 2-8 hetes időszakban ez megfordult. A hőmérséklet hatása a linolsav stabilitására: az első hét során a különböző hőmérsékleten tárolt minták közti eltérés 0,5 % volt. Az idő előrehaladtával ez fokozódott: a 2 hétig 25 °C-on tárolt mintákban már 2 %-kal kevesebb linolsav volt, mint a 4 °C-on tartottakban. A tárolási kísérlet végére 8,8 %-os volt a különbség. A fény hatása a linolsav stabilitására: 3 nap tárolást követően a sötétben tárolt mintákban 6,7 %-kal több linolsav volt. Egy hét múlva ez a különbség 4 %-ra, a második hétre pedig 2,7 %-ra csökkent. A tárolási vizsgálat végére (8 hét) az eltérő körülmények 5,1 %-os különbséget eredményezett: kiindulási mennyiség 57,5 %-a maradt meg a sötétben tárolt mintákban, 52,4 % a világoson tartottakban.

A cink hatása a linolsav stabilitására: a savas pH-jú mintákban átlagosan 14 %-kal több linolsav maradt átalakulatlan. A cink stabilizáló hatása kiemelkedő volt. A különböző módon készített minták közül, a cinket, magnéziumot és E vitamint is tartalmazó „mix” mellett a cinket tartalmazó mintákban volt legmagasabb a linolsav-tartalom, így a cink stabilizáló hatása döntő fontosságú. A kiindulási linolsavtartalom közel 70%-a maradt meg 8 hét után. A magnézium hatása a linolsav stabilitására: Egy hetet követően közel 80 %-a maradt meg a kiindulási mennyiségnek, ez a második héten 65-68 % közé csökkent, majd a nyolcadik hét végére 56-57%-ra. Ezek közel azonosak a fémmentes kontroll minták értékeivel, így a magnézium stabilizáló hatása nem egyértelmű. Az E-vitamin hatása a linolsav stabilitására: A zsírsavakra stabilizáló hatást gyakorolt, de ez nem volt annyira kifejezett, mint a cink esetében. A különböző módon tárolt minták közül a cinket, a magnéziumot és az E-vitamint egyaránt tartalmazó kombináció linolsav-tartalma volt kiemelkedő. Három napos tárolást követően 99 %-a maradt átalakulatlanul a kiindulási mennyiségnek, egy hetet követően 85,5 %-a, 2 hetet követően 82 %-a, négy héttel a vizsgálat kezdete után 80%-a, a vizsgálat végére pedig közel 63 %-a.

2. Linolénsav stabilitása eltérő körülmények között 8 hetes tárolás során Az eltérő pH értéken tárolt minták linolénsav-tartalma között a tárolási idő alatt átlagosan 3,7 % volt a különbség. A linolénsav stabilitása savas tartományban volt kiemelkedő. A hőmérséklet a vizsgálat első hetében nem gyakorolt hatást a linolénsav stabilitására, viszont a későbbiekben a 4 °C-on tárolt mintákban stabilabb volt a linolénsav, mint a 25 °C-on tárolt mintákban. A fény hatása: már az első három nap után közel 2 %-kal több linolénsav volt a sötétben tárolt, mint a világosban tartott mintákban. A második hetet követően ez 5%-ra, a 4. hétre pedig 10 %-ra fokozódott. A 8. hétre különbségek kiegyenlítődtek: a kiindulási érték 66,9 % volt a sötétben tárolt, míg 61,6 % a világosban tárolt mintáké. A cink zsírsavstabilizáló-hatása a savas pH-jú mintákban volt stabilabb a linolénsav, itt átlagosan 7 %-kal több linolénsav volt. Az első négy hét alatt a cink jelenlétében tárolt és a cinkmentes minták linolénsav-tartalma közel azonos volt. Ezt követően megfigyelhető volt a cink zsírsav-stabilizáló hatása: a nyolcadik hetet követően 21,5%-kal több linolénsav maradt stabilan, mint a cink nélküli mintákban. A magnézium zsírsavstabilizáló-hatása a cinknél kisebb mértékű: a cinknél tapasztaltakkal megegyezően szintén a savas közegben volt kiemelkedő a fém hatékonysága. A nyolc hetes tárolási kísérlet végére savas közegben, magnézium jelenlétében a kiindulási linolénsav 62,3 %-a maradt stabilan, míg a semleges pH-értéken, magnézium jelenlétében a kiindulási mennyiség 43,3 %-a. Az E-vitamin fokozta a linolénsav stabilitását: minták linolénsav-tartalma a savas pH-jú, cinket tartalmazó minták linolénsav-tartalmával mutattak hasonlóságot. A cinket, a

27

magnéziumot és az E-vitamint egyaránt tartalmazó kombináció linolénsav-tartalma kiemelkedő volt: három napos tárolást követően 99 %-a maradt átalakulatlanul a kiindulási mennyiségnek, egy hetet követően 85,5 %-a, 2 hetet követően 82 %-a, négy héttel a vizsgálat kezdete után 80%-a, a vizsgálat végére pedig 63 %-a.

szában), míg a magnézium stabilizáló hatása nem egyértelmű. A cinket, a magnéziumot és az E-vitamint egyaránt tartalmazó kombináció zsírsav-stabilizáló hatása kiemelkedőnek adódott, kivéve a palmitinsavat.

3. 3. Palmitinsav stabilitása eltérő körülmények között 8 hetes tárolás során Az eltérő pH értéken tárolt minták palmitinsav-tartalma közötti különbség átlagosan 1,3% volt, ami a linolénsavnál tapasztalt különbséget (3,7 %) meg sem közelíti. A pH tehát nem gyakorol kifejezett hatást a palmitinsav stabilitására. A hőmérséklet nem gyakorolt látványos hatást a palmitinsav stabilitására, viszont azt tapasztaltuk, hogy a 4 °C-on tárolt mintákban, kis mértékben stabilabb volt a palmitinsav, mint a 25 °C-on tárolt mintákban. A fényen és a sötétben tárolt minták palmitinsav-tartalma között nem tapasztaltunk lényegi eltérést az első héten. A második hetet követően azonban 6,7 %-os különbség volt mérhető, mely különbség a negyedik hétre 4,9 %-osra csökkent. A nyolc hetes tárolási idő végére a különbség kiegyenlítettebb lett: a sötétben tárolt minták palmitinsavtartalma a kiindulási érték 57,1 % volt, míg a világosban tárolt mintáké a kiindulási érték 54,2 %. A cink zsírsavstabilizáló-hatása a negyedik héttől figyelhető meg, a nyolcadik hetet követően vett mintákban közel 4 %kal több palmitinsav maradt stabilan, mint a cink nélküli mintákban. A magnézium zsírsavstabilizáló-hatása a cinknél kisebb mértékű. A közeg pH értéke nem befolyásolja a magnézium zsírsav-stabilizálásban betöltött szerepét. A nyolc hetes tárolási kísérlet végére savas közegben, magnézium jelenlétében a kiindulási palmitinsav 52,0 %-a maradt stabilan, míg a semleges pH-értéken, magnézium jelenlétében a kiindulási mennyiség 58,1 %-a.

Vitaminok stabilitásának és átalakulása mértékének vizsgálata eltérő technológiai körülmények között és 27 hetes tárolás során

A kutatás célja Vizsgálataink célja, hogy a funkcionális termékek komponensei közül kulcsfontosságú bioaktív vegyületcsoport, a vitaminok esetében megállapítsuk azok átalakulásának mértékét eltérő technológiai körülményeket modellezve. A nyert eredmények alapján következtetni tudunk az adott vitamint tartalmazó termék „funkcionális” eltarthatóságára, tehát az aktív komponensnek tulajdonítható kedvező hatás időtartamára, illetve arra is, hogy az adott vitamin milyen körülmények között és milyen típusú termékek esetén alkalmazható dúsítás, tehát funkcionális termékfejlesztés céljából. Módszer A vitaminok stabilitásának vizsgálatára a legfontosabb környezeti/technológiai paramétereket változtattuk: hőmérséklet, pH és tárolási idő. A három különböző pH értéket pufferoldat alkalmazásával állítottuk be, az eltarthatósági próba 4 különböző hőmérsékleten, 0-27 hétig történt, 5 vitamin esetében. A vitaminok visszamérése HPLCmódszerrel történt.

Az E-vitamin fokozta a palmitinsav stabilitását. A linolénsavnál és a linolsavnál tapasztaltakkal ellentétben a különböző módon tárolt minták közül a cinket, a magnéziumot és az E-vitamint egyaránt tartalmazó kombináció palmitinsav-tartalma nem volt kiemelkedő. Összefoglalás Az eltérő pH értéken tárolt minták zsírsav-tartalma között a legjelentősebb különbséget a linolénsavnál tapasztaltuk, míg a palmitinsavnál a legcsekélyebbet. A hőmérséklet is gyakorol hatást a zsírsavak stabilitására: a tárolási kísérlet végére 8-9 %-os a különbség adódhat a különböző hőmérsékleten tárolt minták között. A 4 °C-on tárolt mintákban a zsírsavak nagyobb stabilitását tapasztaltuk. A sötétben tárolt, mint a világosban tartott minták zsírsavtartalma között maximum 5-10 %-os különbséget figyelhettünk meg, tehát a fény kis mértékben elősegíti a zsírsavak átalakulását. A Zn-kel kezelt minták mindegyike esetében jelentős az intakt zsírsav mennyisége (különösen a tárolás utolsó szaka-

Eredmények A B2 vitamin eltartási vizsgálata (4 °C) során a 15. heti mintavételt követően mindhárom pH-értéken tartott minták vitamintartalmában csekély csökkenést tapasztaltunk, a lúgos kémhatású mintákból 60 % volt visszamérhető, míg a savas és a semleges mintákból 43 % és 37 %. Ezt követően a 27. hétre a 9,2-es pH-értéken tárolt minták vitamintartalma is 50 % alá esett, a semleges és savas kémhatású oldatok vitamin-koncentrációja pedig negyedére csökkent. A 25° C való tárolás esetén szintén a lúgos kémhatású mintákban detektálhattuk a kiindulási mennyiség nagyobb részben átalakulatlan formáját. A semleges pH-jú minták B2 vitamintartalma a 27. hétre a kiindulási vitaminmennyiségnek alig 3 %-a volt.

28

A B6 vitamin stabilitása semleges és a lúgos közegben bizonyult kiemelkedőnek. Több mint 6 hónap eltelte után is átalakulatlan maradt a B6-vitamin 75 %-a. A 2. heti 7,2-es pH-értékű mintákban mért 95 %-os mennyiség a következő hetekben rohamos csökkenésnek indult, a 27. hétre a kiindulási mennyiség 25 %-át tudtuk visszamérni. A 25 °C-on tárolt minták esetében is hasonló tendenciák voltak megfigyelhetőek. A D vitamin eltartási próbái során csekély stabilitást mutatott, az utolsó 3 hónapban kimutatási határ körüli értékeket kaptunk. A 4°C-on tárolt folsav esetében a 15. héten mért értékhez képest a 27. hétre további 5 %-kal csökkent a vitamin menynyisége 9,2-es pH-n, 10 %-kal 7,2-es pH-n, savas közegben pedig alig kimutatható mennyiségű vitamint detektáltunk. 7,2-es pH-értéken a kiindulási értékekhez képest már a 3. napon 50%-os veszteséget tapasztaltunk, a 27. hétre pedig kimutatási határ alatti értéket kaptunk. 25°C-on tartva a tárolási vizsgálat utolsó 3 hónapjában a tendencia megegyezik a korábban tapasztaltakkal. A pantoténsav 4 °C-on semleges és savas közegben stabil, a vizsgálati időtartam utolsó 3 hónapja alatt sem csökkent nagyobb mértékben, a kiindulási mennyiségnek közel 85 %a megmaradt. A pantoténsav semleges és savas közegben mutatkozott stabilnak, 15 hét elteltével. Lúgos közegben kevésbé volt stabil, a 27. hetet követően a konverzió mértéke meghaladta a 90 %-ot. A 27. hétre a szobahőmérsékleten tárolt mintákban a kiindulási mennyiség 60%-a volt jelen savas közegben, 12 %-a semleges közegben tárolva és 5 %-a lúgos közegben tartva. Következtetés, összegzés gyakorlati alkalmazás A kapott eredmények alapján funkcionális termékek, készítmények előállítása során a vizsgált vitaminok közül a B6 vitamin pH-tól, hőmérséklettől függetlenül viszonylag hoszszú ideig (10 hét) eltartható, ezen felül még a 90 °C-os melegítésnek is nagymértékben ellenáll, tehát alkalmazása széles termékkör kifejlesztését teszi lehetővé. B2-vitaminnal való dúsításkor érdemes figyelembe venni, hogy lúgos közegben 25 %-kal stabilabb, mint semleges vagy savas pH-értéken, és 4 °C-on tárolva 1 hét után is közel 90 %-a megmarad a kiindulási mennyiségnek, míg 10 hét után 50 %-a. Ezért főleg hűtött és kevésbé savas készítményekben alkalmazható eredményesen. Tartósabb és nagyobb hőkezelésnek aránylag ellenálló. A D vitaminnal való dúsítás a vegyület csekély stabilitása miatt a rövid ideig eltartható, hűtött készítmények esetén a leginkább célszerű. Stabilitása semleges pH-érték biztosításával fokozható. A termékekhez hozzáadott folsav mennyisége lúgos környezet biztosításával őrizhető meg leginkább. Ez esetben 15 hét után is csupán 10 %-os vitamin veszteséggel lehet számolni. Hűtőben tárolt termékeknél 6 hetes eltarthatóság során azonban a semleges pH is ehhez hasonló stabilitást biztosít. A pantoténsav hőkezelt (60-90 °C) termékek esetén is alkalmazható dúsítás céljából, és semleges közegben bizonyult a leginkább ellenállónak a hőhatásra. Azon termékek, melyek előállítása során hőkezelést alkalmaznak, B2-és a B6-vitaminnal, valamint bizonyos körülmé-

nyek között folsavval és pantoténsavval, kis veszteség mellett dúsítható. A D vitamint érdemes a technológiai folyamat végén hozzáadni az adott termékhez, hogy minél kevesebb legyen az átalakulási veszteség.

II. Bioszenzorfejlesztések specifikus tejkomponensek elemzésére 1. Tejsav-szenzor kifejlesztése A fejlesztés célja Fejlesztéseink tejsav mérésére alkalmas enzimalapú, amperometriás bioszenzor sokrétűen alkalmazható számos élelmiszer minőségének vizsgálatára, illetve a gyártási technológiai folyamatok számos fázisának monitorozására irányulnak. A félkész- és késztermékek tejsav tartalmának gyors meghatározása kiemelkedő fontosságú feladat, mivel a legnagyobb mennyiségű fermentációs termékről van szó, így a fermentáció előrehaladása mértékének legjobb indikátora. Ezen túlmenően a savas karakteréből adódóan döntően meghatározza az adott termék ízét, illetve eltarthatóságát is. Rendszerünk egyedi sajátsága, hogy a szenzor integrálható az Egerfood Tudásközpont által korábban kidolgozott, hordozható, miniatürizált, multifunkciós működésre is képes bioszenzorikus mérőműszer együtteshez, így helyszíni vizsgálatok is kivitelezhetővé válnak általa. A feladat megvalósításának eszközei és módszerei ESA Coulochem II Elektrokémiai detektor - ESA Coulochem II (USA), vékonyréteg típusu amperometriás cella, Mo. 5040 (ESA, USA), HPLC pumpa - ESA (USA), Polarográf - OH-105 Universal Polarograph, Radelkis, vékonyréteg enzimcella. Kísérleteink során különböző eredetű tejsav oxidáz enzimet alkalmaztunk. Megvalósított részfeladatok, nyert eredmények  Az enzim stabilitásának mind az oldott mind pedig rögzített állapotban való vizsgálata során tanulmányoztuk a hőmérséklettő való függését 

Megállapítottuk, hogy a Pediococcus sp. eredetű tejsav oxidáz enzim (Sigma) nem stabil szobahőmérsékleten. Az enzimcellában már a rögzítés során inaktiválódott, nem volt alkalmas a bioszenzoros vizsgálatokra.



Az Aerococcus viridans eredetű rekombináns enzim (Genzyme) stabilnak bizonyult oldott és rögzített formában egyaránt.



A rögzített enzimet tartalmazó cellával vizsgáltuk a szenzor kémiai, biokémiai paramétereit és megállapítottuk, hogy 0,13 M, pH 6,6 foszfát puffer alkalmazásával működik optimálisan a rendszer.



A működés optimalizált műszaki paraméterei: polarizáló feszültség 590 mV, áramlási sebesség 0,6 ml/perc, hőmérséklet 31oC.



A minta előkészítés optimalizálása addíciós mérések kivitelezésére terjedt ki, melyek során megállapítottuk, hogy a mintákat homogenizálás után pufferrel hígítva, majd lecentrifugálva megfelelően mérhető a tejsav koncentráció.

29



Az eredmények reprodukálhatóságát nem csak a különálló rendszer, hanem a hordozható, miniatürizált, multifunkciós bioszenzorikus mérőműszerhez történt integrációt követően, az enzimcella beépítése után is vizsgáltuk.

Az eredmények gyakorlati alkalmazhatósága tejipari vizsgálatokra  A kifejlesztett bioszenzorral megkezdtük reális minták tejsavtartalmának vizsgálatát. 

Elsőként tehéntej eltérő termékváltozatainál tanulmányoztuk a tejsavtartalom változását aludttej képződése során. Megállapítottuk, hogy az állott (137 mg/l) és friss tej (25 mg/l) között különbséget tudtunk tenni, bár még érzékszervi vizsgálattal nem volt eltérés.

Elvégzett tevékenységek és a nyert eredmények  A kataláz enzimet (E.C.1.11.1.6, 2390 U/mg, Bovine liver, Sigma) rögzítve az oldatban lévő hidrogén-peroxid fogyását határoztuk meg, ezért minden esetben meghatároztuk a kiindulási értéket és az enzimreakció után megmaradt szubsztrát mennyiségét. 

Az enzimes vékonyrétegcellát az injektor mintahurok helyére csatlakoztattuk, ezáltal a mintát közvetlenül a cellába injektáltuk.



A mintát injektálás után azonnal a mérő ágba fordítva mértük a minta kiindulási hidrogén-peroxid koncentrációját, majd a mintát újra injektálva meghatározott tartózkodási idő után pedig a csökkenés szintjét.



Megfelelő időközönként mintát vettünk és megállapítottuk, hogy a tejsav koncentrációja folyamatosan növekedett, 36 ill. 43 óra múlva szobahőmérsékleten 3730 mg/l ill. 3029 mg/l értékeket analizáltunk, miközben elkészült az aludttej.



Minden mintát kétszer vizsgáltunk egymás után, és megállapítottuk, hogy az amperometriás jel csökkenése és a minta hidrogén-peroxid koncentrációja jól definiált függvénykapcsolatban van egymással.



A fenti kísérletsorozattal igazoltuk, hogy a bioszenzor alkalmas élelmiszerminták tejsav tartalmának meghatározására.





Vizsgálatainkat kiterjesztettük tejföl és túró tejsavtartalmának elemzésére is.

A kialakított stopped-flow típusú áramlási rendszerben igen egyszerűen lehet a minták tartózkodási idejét változtatni, valamint a mintákban lévő adalékanyagok, esetlegesen elektrokémiailag aktív anyagok hatása is kiszűrhető.



A tejben lévő kataláz enzim aktivitása meghatározható, ha minden esetben azonos koncentrációjú hidrogén-peroxid standardot adagolunk a mintákhoz. Az enzimcella alkalmazásakor a maximális jelcsökkenést kb. 2 perc elteltével detektáltuk, azonban 1 perc után már a csökkenés 80%-a mérhető.



Foszfát puffert alkalmazva vizsgáltuk a kataláz enzim aktivitását a pH függvényében és megállapítottuk, hogy a maximális értéket a rögzített enzim esetén pH 6,0-nál mértük, míg a natív enzim optimális pH-ja irodalmi adatok szerint 7,0.

Munkánk további részében vizsgáljuk az enzim L- és Dtejsavra vonatkozó szelektivitását, majd különböző kiterjesztjük valamennyi, a projektben klasszikus módszerekkel analizált termék tejsav tartalmának meghatározására, és az eredményeket referencia módszerrel hasonlítjuk össze.

2. Masztitisz kimutatására alkalmas, katalázszenzor kifejlesztése A fejlesztés célja: Munkánk célja a tejek esetleges masztitisz fertőzöttségének kimutatására alkalmas egyszerű, gyors és hatékony analitikai eljárás kidolgozása, mely alkalmas lehet helyszíni elemzésekre is. Erre egy célszerű és eredményesen kivitelezhető módszer kataláz enzim alkalmazására épülő amperometriás elven működő bioszenzor kifejlesztése. A kataláz enzim a hidrogén-peroxid és más hidroperoxid származékok bomlását katalizálja. A tőgygyulladásban (masztitisz) szenvedő tehenek teje nagyobb sebességgel bontja a hozzáadott hidrogénperoxidot, mint a nem fertőzött tej, a fertőző mikroorganizmus megnövekedett kataláz aktivitása miatt. Ezért hidrogénperoxidot adva a mintákhoz a kataláz alapú bioszenzorral hatékonyan végrehajtható a nyers tejek gyors ellenőrzésére, a fertőzött minták gyors kiszűrése. A probléma gyors és hatékony orvoslása a szenzor alkalmazásának köszönhetően jelentős gazdasági előnyt jelenthet a termelők és a forgalmazók számára.

Az eredmények gyakorlati alkalmazhatósága tejipari vizsgálatokra A módszert az első munkaszakaszban kifejlesztettük, a kísérleti berendezést létrehoztuk, illetve a működési paramétereket optimalizáltuk. Ezt követően, a 2. munkaszakaszban valós tejminták kataláz aktivitását kívánjuk meghatározni, és rendszerünket a masztitisz korai kimutatására validálni. Ezen túlmenően a hordozható, miniatürizált szenzorba történő integrálás a helyszíni vizsgálhatóság lehetőségét fogja a számunkra hordozni.

A feladat megvalósításának eszközei ESA Coulochem II Elektrokémiai detektor - ESA Coulochem II (USA), vékonyréteg típusú amperometriás cella, Mo. 5040 (ESA, USA), HPLC pumpa - ESA (USA), Polarográf - OH-105 Universal Polarograph, Radelkis, vékonyréteg enzimcella.

A fejlesztés célja Munkánk célja tejsav baktériumok specifikus meghatározására alkalmas immunszenzor kifejlesztése, mely alkalmas gyors, költséghatékony és megbízható vizsgálatok lefolytatására és ily módon probiotikus készítmények tesztelésére, illetve eredetiségének vizsgálatára.

3. Immunszenzor kifejlesztése tejsav baktériumok analízisére

30

A különböző típusú tejtermékek előállítása során eltérő színtenyészeteket használnak, és a minőség ellenőrzés során szükséges egy gyors eljárás, amellyel specifikusan meghatározható az alkalmazott baktériumok eredete.

sejtfal antigénekkel immunizálva a kísérleti állatokat. 

Sejtfal frakció kinyerése: A minták (NCAIMB 01132: Lactobacillus acidophilus (24ml), NCAIMB 01356: Bifidobacterium bifidum (15 ml), NCAIMB 01819: Bifidobacterium longum (24 ml), NCAIMB 02123: Lactobacillus lactis (15 ml) lecentrifugálása (5500 g, 15 perc) után feloldottuk desztillált vízben. Az így kapott sejt szuszpenziót French Press Cell Disrupter FA-003 (20 k) Mini CELL készülékkel 800 Psi nyomáson végeztük a feltárást, melyet háromszor megismételtünk. Az oldatot lecentrifugáltuk (5500 g, 15 perc), majd a felülúszót a sejtfal kinyerése céljából ismét centrifugáltuk (30 000 g, 15 perc). Ezt követően 3 x desztillált vizes mosást alkalmaztunk, majd a kapott mintát liofilizáltuk.



Antigén–specifikus poliklonális ellenanyag előállítása: az új-zélandi fehér nyulakat néhány hétig hospitalizáltuk, hogy megszokják az új környezetet, illetve esetleges betegségük kiderüljön. A poliklonális ellenanyagok termeltetése kb. 3 kg induló súlyú nyulakban történt. A sejtfal antigén és komplett Freund adjuváns 1:1 elegyével, amely az antigént 25 μg/kg testtömeg koncentrációban tartalmazta, subcutan immunizáltuk az állatokat (HARBOE & INGLID 1973), majd emlékeztető immunizálásokat (Freund-inkomplett adjuváns felhasználásával) végeztünk. A kapott szérumot immunglobulinra tisztítottuk antitest kicsapásos módszerrel, majd ELISA eljárással vizsgáltuk az érzékenységét, és megállapítottuk, hogy mind a négy antitest alkalmas az immunszenzoros mérések megkezdésére, az OWLS szenzorok fejlesztésre.



Megkezdtük az OWLS szenzor kialakítását, az optimális körülmények kísérleti beállítását.

Az új bioanalitikai eljárás alkalmazásával képesek leszünk a gyártási technológiai folyamatok lakto-, és bifidobaktériumokra gyakorolt hatásának monitorozására is. A félkész- és késztermékek tejsav baktériumainak gyors meghatározása nagy jelentőséggel bír a technológiai folyamatok optimalizálása, illetve a termék pozitív biológiai hatásának jellemzése szempontjából. A feladat megvalósításának eszközei A kifejlesztendő immunszenzorok detektálásának alapját az OWLS technika biztosítja, amely kiválóan alkalmas az optikai hullámvezető felületén, mint határfelületen molekuláris szinten végbemenő, affinitáson alapuló folyamatok valósidejű, jelölésmentes vizsgálatára. Az optikai hullámvezetés jelenségét felhasználó technika alkalmazásának alapja egy integrált optikai hullámvezető szenzor, amely két eltérő törésmutatójú rétegből áll. A felső vékony (160-200 nm) hullámvezető rétegben finom (2400-3600 osztás/mm) optikai rács kerül kialakításra. Az OWLS technikánál az optikai rács segítségével lineárisan polarizált (632,8 nm hullámhosszúságú He-Ne) lézer fényt csatolunk be a vékony hullámvezető rétegbe. A becsatolt fény a hullámvezetőben teljes visszaverődések sorozatával terjed, és a hullámvezető réteg végén elhelyezett fotódiókkal detektálható. A fény beesési szögének folyamatos változtatásával egy ún. intenzitás-spektrum vehető fel, amely a hullámvezetőbe becsatolt fény intenzitását mutatja a beesési szög függvényében. A becsatolási szögek ismeretében optikai elméleti modellek segítségével meghatározható a hullámvezető felületén megkötődött anyag törésmutatója, rétegvastagsága és a megkötött anyag tömege. Elvégzett tevékenységek és a nyert eredmények  A feladat első lépéseként a kiválasztott baktériumok ellen antitestet kellett termeltetni a kinyert

OD

1.6 1.4

2123

1.2

1132

1

1356

0.8

1819

0.6 0.4 0.2 0 1

10

100

1000

10000

Antitest hígítás

Antitestek vizsgálata ELISA módszerrel bioanalitikai rendszer alkalmazásának előnye a gyors, megAz eredmények gyakorlati alkalmazhatósága tejipari bízható és költséghatékony elemzés lehetősége az időigévizsgálatokra nyes konvencionális módszerekhez képest. A továbbiakban folytatjuk az immunszenzor prototípusának Kiválóan alkalmazható a rendszerünk a technológiai folyakifejlesztését a termelt antitestek segítségével és az OWLSmatok jellemzésére, a tejsav baktériumok jelentlétének technika alkalmazásával, majd az újonnan kidolgozott eljáigazolására és változásának követésére, illetve a késztermérással lehetővé válik tejtermékek, elsősorban különböző kek probiotikus jellegének, potenciális biológiai hatásnak joghurtokban lévő tejsav baktériumok vizsgálata. Az új vizsgálatára.

31

III. Az élelmiszergyártó partner cégekkel közösen végzett termékfejlesztési feladatok és eredményeik 1. Funkcionális sütő- és édesipari termékek fejlesztése Detki Keksz Kft. A cég 2 termék fejlesztésével foglalkozott a 3. munkaszakaszban:  diabetikus édes keksz,  antioxidánsokkal dúsított édes keksz prebiotikus hatású töltelékekkel. Az üzemi kísérletek során az alábbi tényezők összesen több mint 220 kombinációja hatásának vizsgálatára gyártottak termékváltozatokat:  liszthelyettesítő rezisztens keményítő típusa és mennyisége (6-féle anyag 3 koncentrációban: 1015-20 %),  prebiotikus hatású inulin (2-féle 2 koncentrációban: 1 és 2 %),  magas antioxidáns hatású adalékot tartalmazó töltelék (4-féle adalék 3-3 koncentrációban 0,51,0-1,5 %)  sütési hőmérséklet: 7-féle, 195-220 C között Az elkészült kísérleti termékeket technológiai és érzékszervi szempontból minősítették 5-5 különböző szempont alapján. Az érzékszervileg és technológiailag megfelelőekből mintákat adtak át az EKF számára a termék funkcionális tulajdonságainak meghatározására. Eredmények Az alábbi grafikonon klinikai kísérletben való tesztelésre kiválasztott diabetikus édes keksz adatai láthatóak. Az ábra azt mutatja, hogy a termékekhez adott rezisztens keményítő, ill. inulin a sütési hőmérséklettel kölcsönhatásban befolyásolta a termék technológiai jellemzőit és érzékszervi minőségét.

antioxidánsokkal dúsított édes keksz prebiotikus hatású töltelékekkel  összetétel: a diabetikus édes kekszet alapként használva a következő összetételű töltelékkel töltjük meg: meggytöltelék, rezisztens keményítő, édes morzsa, növényi zsír, inulin, antioxidáns adalék (homoktövisbogyó és bodzabogyó 1:1 kivonata), fahéj, sztívia.  optimalizált technológiai paraméterek: a töltelék öszszetevőit – az antioxidáns adalék kivételével – forrósítás mellett összedolgozzuk, majd 45 °C-re hűtötten hozzáadjuk az antioxidáns adalékot. Hőn tartás mellett betöltjük a kekszet. Az antioxidánssal ellátott tölteléket egy órán belül fel kell használni. HESI Kft. A cég 3 termék fejlesztésével foglalkozott a 3. munkaszakaszban:  diabetikus leveles tészta prebiotikus hatású inulinnal,  diabetikus húzott rétes,  diabetikus tiroli rétes. Az üzemi kísérletek során az alábbi tényezők összesen több mint 240 kombinációja hatásának vizsgálatára gyártottak termékváltozatokat:  liszthelyettesítő rezisztens keményítő típusa és menynyisége (6-féle anyag 3 koncentrációban)  prebiotikus hatású inulin (2-féle 2 koncentrációban)  sütési hőmérséklet: 7-féle, 160-190 C között Az elkészült kísérleti termékeket technológiai és érzékszervi szempontból minősítették 5-5 különböző szempont alapján., Az érzékszervileg és technológiailag megfelelőekből mintákat adtak át az EKF számára a termék funkcionális tulajdonságainak meghatározására. Eredmények Az alábbi grafikonon klinikai kísérletben való tesztelésre kiválasztott diabetikus leveles tészta adatai láthatóak. Az ábra azt mutatja, hogy a termékekhez adott rezisztens keményítő, ill. inulin a sütési hőmérséklettel kölcsönhatásban befolyásolta a termék technológiai jellemzőit és érzékszervi minőségét.

Az EKF által meghatározott funkcionális jellemzők figyelembe vételével került megállapításra az optimális terméköszszetétel és ahhoz tartozó technológia. Az alábbi technológia paraméterek bizonyultak a legmegfelelőbbnek az így kialakult, legkedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező változathoz. diabetikus édes keksz  összetétel: búzaliszt, búzakorpa, rezisztens keményítő, növényi zsír, kristálycukor, porcukor, inulin, keményítőszörp, sovány tejpor, aroma, szójalecitin, só, szódabikarbóna, szalalkáli, citromsav, sztívia.  optimalizált technológiai paraméterek: a receptúra szerint kimért, megfelelően előkészített nyersanyagokból és a szitált lisztből gyúrógépben készült tésztát az alagútkemencében 215 °C-on 8 perc alatt készre sütjük, a kisült terméket hűtőszalagon 35 °C-ig hűtjük, majd csomagológépen csomagoljuk.

32

majd a tészta darabok kiszabása a megfelelő súlynak. Gyorsfagyasztás: -23-24 °C-on fagyasztókamrában.

Diabetikus édes keksz érzékszervi és technológiai minősége az összetétel és a sütési paraméterek függvényében

Diabetikus leveles tészta érzékszervi és technológiai minősége az összetétel és a sütési paraméterek függvényében Az üzemi kísérletek eredményei alapján megállapított optimális termékösszetétel és ahhoz tartozó technológia az EKF által meghatározott funkcionális jellemzők figyelembe vételével került megállapításra. Az így kialakult, legkedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező változathoz az alábbi technológia paraméterek bizonyultak a legmegfelelőbbnek. diabetikus leveles tészta prebiotikus hatású inulinnal  összetétel: búzaliszt, rezisztens keményítő, víz, leveles margarin (növényi olajok és zsírok , ivóvíz, étkezési só, emulgeálószer: zsírsavak mono- és digliceridjei, savanyúságot szabályozó anyagok: citromsav) , rezisztens keményítő, inulin, élesztő, tejporpótló, lisztjavítószer, tojáspor, só  optimalizált technológiai paraméterek: A termék tésztája közvetlen szakaszos tésztakészítési eljárással készül. A liszt 25 %-át a margarinnal összegyúrjuk, majd a liszt 75 %-át a többi anyaggal együtt gyorsdagasztógéppel tésztává dagasztjuk és az összedolgozott margarint egyenletesen rákenjük. Dagasztás, gyorsdagasztó géppel: keverési idő: 1,5 – 2,5 perc, dagasztási idő: 4 – 6 perc, tésztahőmérséklet: 24 – 26 °C, érési idő: 8 – 10 perc. Tésztafeldolgozás: a tésztába a margarin behajtogatása, 2 szimpla + 2 dupla hajtással. Nyújtás,

diabetikus húzott rétes  összetétel: réteslap (búzaliszt, víz, növényi olaj, glükóz szirup, vákuumsó, borecet, K-szorbát, kukoricakeményítő), töltelék: magozott meggy, rezisztens keményítő, édes morzsa, inulin, antioxidáns adalék, fahéj  optimalizált technológiai paraméterek: a terméket félkész réteslap felhasználásával készítjük, a réteslap méret: 40 x 40 cm, tömege: 50 g; egy rúd elkészítéséhez 2 lapot használunk. Szobahőmérsékleten a lapokat széthajtogatjuk. Az első lapot vékonyan beolajozzuk, ráfektetjük a második lapot, amelyet szintén beolajozunk. Töltelékkészítés: a töltelékhez a szükséges anyagokat összekeverjük, az antioxidáns adalék hozzáadása után legfeljebb 20 °C-os hőmérsékletű lehet, és a bekeverést követően 40 percen belül be kell tölteni. A tölteléket a lap szélén egyenletesen, rúd alakban elhelyezzük, majd szorosan feltekerjük, a rúd végeit kissé visszahajtjuk. Gyorsfagyasztás: -23-24 °C-on fagyasztókamrában. diabetikus tiroli meggyes rétes  összetétel: búzaliszt, víz, magozott meggy, leveles margarin (növényi olajok és zsírok , ivóvíz, étkezési só, emulgeálószer: zsírsavak mono- és digliceridjei, savanyúságot szabályozó anyagok: citromsav), rezisztens keményítő, élesztő, tejporpótló, tojáspor, rezisztens keményítő, inulin, só, fahéj.  optimalizált technológiai paraméterek: dagasztás gyorsdagasztó géppel, keverési idő: 1,5-2,5 perc, dagasztási idő: 4-6 perc, tésztahőmérséklet: 24-26 °C, érési idő: 8-10 perc, a tésztába a margarin belehajtogatása 3 szimpla hajtással, tésztafeldolgozás: nyújtás, tésztadarabok kiszabása téglalap alakúra, középen a töltelék elhelyezése, speciális bevágásokkal a tésztaszél formázása, majd rúd alakúra összefonása. Numan és Társa Kft. A cég összesen 4 termék fejlesztésével foglalkozott a 3. munkaszakaszban. A konzorciumból gazdasági nehézségek miatt kiváló Fallós Kft. által elkezdett fejlesztés folytatásaként  prebiotikus hatású ötgabonás kenyérlisztkeverék,  és kalács alapkeverék fejlesztését fejezte be. Saját fejlesztéseként az alábbi két termék összetételének és technológiájának optimalizálását végezte el a 3. munkaszakaszban:  diabetikus prebiotikus hatású túrós epres kalácska,  vitaminozott gyerekzsemle. Az üzemi kísérletek során az alábbi tényezők kombinációi hatásának vizsgálatára gyártott összesen több mint 260-féle termékváltozatot a lisztkeverékekre, és 230 változatot a kelesztett péksüteményekre vonatkozóan. A lisztkeverékek fejlesztése során vizsgált tényezők:  prebiotikus hatású összetevők típusa és mennyisége (3-féle rezisztens keményítő 10-15-20 %-ban, 3-féle inulin 1-1,5-2 %-ban, illetve rezisztens keményítő inulin )  édesítő hatású sztívia (2-féle, 3 koncentrációban a kalácskeverékben),

33

 

élesztő típusa (3-féle) sütési hőmérséklet és időtartam kombinációk: 12-féle, 180-255 C, ill. 20-45 perc között.

A kelesztett péksütemények fejlesztése során vizsgált tényezők:  prebiotikus hatású összetevők típusa és mennyisége (3-féle rezisztens keményítő 10-15-20 %-ban, 3-féle inulin 1-1,5-2 %-ban, illetve 8-féle rezisztens keményítő – inulin kombináció)  kelesztés ideje és hőmérséklete,  sütési hőmérséklet és időtartam kombinációk: 12-féle, 180-255 C, ill. 20-45 perc között. Az elkészült kísérleti termékeket technológiai és érzékszervi szempontból minősítették 5-5 különböző szempont alapján. Az érzékszervileg és technológiailag megfelelőekből mintákat adtak át az EKF számára a termék funkcionális tulajdonságainak meghatározására.

szetevők különböző arányú keverékeinek amarántliszt, zabpehelyliszt, csicsóka, élesztő,sztívia-glikozid. 

optimalizált technológiai paraméterek: 250 °C-ról 180 °C-ra csökkentve, 30 perc alatt, gőzölve 0,5 kg terméktömegnél

diabetikus prebiotikus hatású túrós gyümölcsös kalácska  összetétel: tészta: fehér tönköly liszt, tej, rezisztens keményítő, édesítőszer (sztívia), túró, inulin, élesztő, só, búzasikér, töltelék: túró, eper töltelék, édesítő (sztívia) 

optimalizált technológiai paraméterek: összetevők kimérése és a dagasztás után a tészta pihentetése 30 percig. Az érett tésztát felosztjuk, ismét pihentetjük. Majd a teflon sütőformába adagoljuk és töltjük, majd 30 percen át 28 °C-on kelesztjük. A megkelt kalácskát 200 °C-on 12 perc alatt készre sütjük.

Eredmények Az alábbi grafikonon a két termék érzékszervi tulajdonságait. Az ábra azt mutatja, hogy a termékekhez adott rezisztens keményítő, ill. inulin a sütési hőmérséklettel kölcsönhatásban befolyásolta a termék technológiai jellemzőit és érzékszervi minőségét.

Diabetikus prebiotikus hatású túrós epres kalácska érzékszervi és technológiai minősége az összetétel és a sütési paraméterek függvényében

Kalács alapkeverék érzékszervi és technológiai minősége az összetétel és a sütési paraméterek függvényében Az üzemi kísérletek eredményei alapján megállapított optimális termékösszetétel és ahhoz tartozó technológia az EKF által meghatározott funkcionális jellemzők figyelembe vételével került megállapításra. Az így kialakult, legkedvezőbb tulajdonságokkal rendelkező változathoz az alábbi technológia paraméterek bizonyultak a legmegfelelőbbnek. ötmagvas lisztkeverék  összetétel: teljes kiőrlésű tönkölybúzaliszt, hajdinatöret, feltárt búzaliszt, rozsliszt, árpamalátaliszt, búzafehérje, enzimek, zöldfűszerek, aszkorbinsav, amarántliszt, zabpehely, lenmagpehely, csicsókaliszt, élesztő, 

optimalizált technológiai paraméterek: sütési ideje 30 perc 0,5 kg-os tömegnél, sütési hőfok 250 °C-kal indul gőzöléssel és 190 °C-ra csökkentve, 30-32 percig

kalács alapkeverék  összetétel: teljes kiőrlésű tönkölybúzaliszt, feltárt búzalisztbúzafehérje, enzimek, aszkorbinsav alap ösz-

2. Tejféleségek bioaktív anyagainak feltárása, alkalmazásuk exportképes, új termékekben A kutatás módszertani háttere Az inulin tartalom meghatározás analitikai körülményei A mérésekhez Shimadzu LCMS2010EV készüléket használtunk, az álló fázis Prevail szénhidrát (250x4,6mm, 5um) kolonnát előtét oszloppal alkalmaztuk. A detektálásra Polymer Laboratories PL-ELS-2100 típusú detektort használtunk (evap.:90 C, neb.:50°C, áramlási sebesség: 1.6l/min, gain:1). Az elválasztások során biner oldószerelegyből (B:acetonitril, A:víz) a készülék által kevert oldószergradienst [t(B%):0(70)-20(60)-30(58)-32(70)36(70)] alkalmaztunk 0.8ml/perc áramlási sebesség mellett. A detektálás körülményei 90°C/50°C nitrogén áramlási sebesség: 1.6 l/perc. Omega 3 illetve omega 6 zsírsavak meghatározás analitikai körülményei Oszlop: Supelcowax 10 (30m * 0,2 mm, 0,2um thickness) Agilent. Műszer típusa: Shimadzu GCMS-QP2010S (Shimadzu, Kyoto, Japán). Injektált mennyiség: 1 μl (split

34

mód, 100 as split arány). Vivőgáz: He. Áramlási sebesség: 1.0 ml/min. Injektálási hőmérséklet: 150°C. Felfűtési program: Kezdési hőmérséklet: 100°C. 100°C-ról 185 °C-ra 8°C/perc sebességgel, 180°C izoterm 30 percig, 8°C/perc sebességgel 210°C-ra, izoterm 13 percig. Ionforrás és az Eredmények

interface hőmérséklete: 185°C. Detektálás: quadrupole MS detektorral. A pásztázási mód SCAN volt, 30-1000 m/z tartományban, 2000-es scan speed értékkel. Az analizátorban elektronionizációs módot alkalmaztunk, 70 eV feszültséggel.

Prototípus fejlesztés, első szakasz: alapanyag vizsgálat mintaszám és termelő szám

40 35 30 25 20 15 10 5

Juh Mintaszám

Juh Termelő

nu Fe ár br u M ár ár ci us Á pr ili s M áj us Jú ni us

Ja

Ja

nu Fe ár br u M ár ár ci us Á pr ili s M áj us Jú ni us Jú l A ug ius us Sz z ep tus te m b O er kt N óbe ov r em be D ec r em be 20 r 11 .é v

0

Kecske Mintaszám

Kecske Termelő

Prototípus fejlesztés, második szakasz: inulin tartalmú kecske-, juh- és tehéntejből készült fermentált tejtermékek fejlesztése

Prototípus fejlesztés, harmadik szakasz: omega 3, 6 zsírsavval dúsított kecske- és tehéntejből készült fermentált tartalmú tejtermékek fejlesztése

Első munkafázis eredményei Termék prototípus

Első munkafázis eredményei Inulin* (g/100g)

Kecske joghurt Inulin

1,02

Kecske kefír Inulin

1,66

Tehén joghurt Inulin

1,39

Tehén kefír Inulin

1,74

Kecskesajt Inulin

0,29

Második munkafázis eredményei Termék prototípus

Inulin* (g/100g)

Kecske joghurt Inulin

1,69

Kecske kefír Inulin

1,38

Tehén joghurt Inulin

1,49

Tehén kefír Inulin

1,22

Kecskesajt Inulin

1,68

Inulinos juhtúró

2,53

Inulinos juhsajt

1,65

Termék prototípus

Omega** (g/100g)

Kecske joghurt Kontroll

0,05

Kecske joghurt Omega

0,11

Kecske kefír Kontroll

0,49

Kecske kefír Omega

0,61

Tehén joghurt Kontroll

0,43

Tehén joghurt Omega

0,70

Tehén kefír Kontroll

0,08

Tehén kefír Omega

0,09

Kecskesajt Omega

4,16

*Detektált oligoszacharid tartomány: F3-GF7

35

Második munkafázis eredményei

Juhtejből készült fermentált tejtermékek vizsgálata

Termék prototípus

Omega** (g/100g)

Termék prototípus

Omega** (g/100g)

Kecske joghurt Kontroll

0,61

Omega juhtúró

2,61

Kecske joghurt Omega

0,78

Kontroll juhtúró

1,82

Kecske kefír Kontroll

0,63

Omega juhsajt

4,99

Kecske kefír Omega

0,63

Kontroll juhsajt

1,08

Tehén joghurt Kontroll

0,17

Omega kecske krémsajt

4,74

Tehén joghurt Omega

0,57

Kontroll kecske krémsajt

4,26

Tehén kefír Kontroll

0,38

Tehén kefír Omega

0,63

Minta jele 1 2 3

Minta neve

Nedvességtartalom (%)

**összomega (omega-3: ALA, EPA, DHA; omega-6: LA, AA)

Zsírtartalom (m/v %)

Ebböl telitettlen zsírsav (%)

Ebböl telitettlen zsírsav (g)

25,35 Joghurt 83,19 4,61 1,17 22,85 Kefír 84,72 4,99 1,14 18,40 Sajtkrém 70,95 9,84 1,81 ***- 1:1 arány jó eredmény, a javasolt arány viszont (4-10 : 1) lenne.

Ω6:Ω3 *** 2,09 : 1 1,02 : 1 0,99 : 1

zsír % (g/100g)

zsírsav % (g/100g)

telítettlen

omega % (g/100g)

1 kecske jogh. Kontroll

4,20

0,34

0,14

0,05

2 kecske jogh. Omega

4,85

0,63

0,27

0,11

3 kecske kef. Kontroll

4,16

1,64

0,60

0,49

4 kecske kef. Omega

4,78

1,92

0,73

0,61

5 tehén jogh. Kontroll

3,36

1,18

0,52

0,43

6 tehén jogh. Omega

4,41

1,87

0,84

0,70

7 tehén kef. Kontroll

3,15

0,24

0,09

0,08

8 tehén kef. Omega

4,08

0,29

0,10

0,09

9 kecskesajt Omega

27,86

11,80

4,64

4,16

Eredmények értékelése Az alapanyag vizsgálat esetén a laktációs időszak kezdetén a minták száma 3-5 körül alakult. A legmagasabb mintaszám a nyári időszakban volt a juh és kecsketej esetén 25-30 db havonta. Az erjedést gátló tejidegen anyagok tekintetében a 2010. évben nem találtunk negatív mintát, 2011. -ben februárban és júniusban 18% illetve 53% volt ezen alkotók aránya a vizsgált mintákban. Kecske- és tehéntejből készült fermentált tejtermékekben az inulin tartalom az első munkafázisban előállított prototípusokban 0,29 - 1,72 gramm közötti érték volt 100 gramm mintában, a legalacsonyabb érték a sajt termékben volt mérhető, míg a kefír mintákban magasabb érték 1,66 g/100g illetve 1,74 g/100 volt. A különbség a két termék eltérő érlelési eljárásából következik. A sajtkészítés során a víztartalom csökken, így az inulin egy része ezzel együtt távozik. A második munkafázisban a receptúra optimalizálásával az átlagos inulintartalom növekedett, 1,22 – 1,69 g/100g közötti érték volt mérhető. A növekedés legnagyobb

mértékben a sajt esetén volt tapasztalható az inulintartalom az első munkafázisban előállított prototípushoz képest ötszörös volt. A juhtejből előállított termékek esetén az inulintartalom a kecske- és tehéntejből készült mintákhoz viszonyítva közel 50%-al magasabb volt. (2,53-1,65 g/100g) Az összes omega zsírsav tartalom a tehén- és kecsketej alapú kontroll mintákban átlagosan 0,05 és 0,5 g/100g volt, míg a kezelt mintákban 0,1 és 0,7 g/100g volt, azonban a sajtmintában kimagasló értéket 4,16 g/100g volt detektálható. A juhtejből készült termékek esetén a 1,08 - 4,74 g/100g volt az összomega tartalom. Összevetve a tehén- és kecsketej termékekkel ez az érték két illetve ötszörös éréket jelent. Az omega 3 : omega 6 arány vizsgálatának tekintetében a joghurt mintát találtuk a legjobbnak a 2:1 aránnyal azonban a kefír és sajt esetben feltárt omega 3, 6 zsírsav arány 1:1 is jónak tekinthető.

36

3. Magnéziummal dúsított funkcionális tej és tejtermék-fejlesztésekkel kapcsolatos kutatások, a Mg kinyerhetőségének és hasznosulásának vizsgálata Célkitűzés Olyan funkcionális tulajdonsággal bíró tej, illetve tejtermékek kifejlesztése, amelyek elfogyasztása biztosítja az emberi szervezet számára ideális kalcium : magnézium arányt. Anyagok, módszerek és eredmények összefoglalása Az előkísérletek alapján szelektált magnéziumvegyületek  magnézium-citrát nonahidrát, 

magnézium-laktát monohidrát és



magnézium-laktát dihidrát.

A kiválasztott adalékanyagok mindegyike használható a MÉK alapján. (A magnézium-oxidot oldódási kísérleteket követően kizártuk a vizsgálatokból). A vegyületeket por formában kevertük a termékekbe, de a későbbiek során érdemes a törzsoldattal történő bejuttatás lehetőségeit is megvizsgálni. Céltermékek körének meghatározása  Fogyasztói tej (iskolatej) – 200 ml, 

Kakaó (poharas) – 200 ml,



Joghurt – 150 g (korábban 175 g).

Ca Mg Ca/Mg Tej 707,5 143,6 4,93 Kakaó 828,2 230,4 3,6 Joghurt 749,6 130,8 5,73 A tej és joghurt eredményei közel azonosak voltak, így a joghurt esetében is a tej mért eredményeivel dolgoztunk. A táblázatban szereplő eredményeket használtuk föl a termékbe juttatandó vegyületmennyiségek számításaihoz A termékfejlesztéshez használandó vegyületek mennyiségeinek meghatározása Anyag és módszer A fogyasztói tej, kakaó és joghurt kalcium- és magnéziumtartalma ismeretében meg határoztuk, hogy az oldódási kísérletek alapján szelektált három magnéziumvegyületből, milyen mennyiségeket kell bevinni a termékekbe. Az optimálisnak tartott 2:1 arány mellett, további arányokkal is végeztünk vizsgálatokat, amelyek a következők voltak: 1:1 és 3:1. Eredmények Minden vegyület, minden termék és az összes arány vonatkozásában megkaptuk azokat a mennyiségeket, amelyeket a termékbe kellett bevinni. A további vizsgálatokban a tejbe és a kakaóba por formában mértük a vegyületeket. A joghurtba történő bejuttatás közvetlenül a starterrel történő beoltást követően történt, azaz az érlelés előtt, szintén por formában. Vegyületek oldódására vonatkozó előkísérletek

A kísérletekben kialakított Ca:Mg arányok  1:1; 

2:1;



3:1.

Ebből az élettani szempontból optimálisnak tartott: 2:1 arány. Az EgerTej Kft. termékeinek Ca és Mg tartalmának bevizsgálása AAS módszerrel Anyag és módszer A munka során meg kívántuk határozni, hogy az Eger Tej fogyasztói teje, kakaója milyen mennyiségben tartalmaz kalciumot és magnéziumot, ugyanis ezekkel az értékekkel kell a Ca:Mg arányok meghatározásánál számolnunk. A tej, kakaó és joghurt minták Ca és Mg tartalmát roncsolást követően, atomabszorpciós vizsgálattal (Varian SpectrAA50/55 készülékkel) határoztuk meg. Eredmények A meghatározás eredményei az irodalmi adatokban szereplő értékek szerint alakulnak. A tej magnézium tartalmára vonatkozóan 100-170 ppm közötti, míg kalcium tartalmát 900-1200 ppm közötti mennyiségeket közölnek. Kakaó minták magnézium és kalcium tartalma kis mértékben meghaladja a tejekre vonatkozó mennyiségeket. A joghurt esetében is kisebb mértékű mennyiségi növekedést adnak meg a szakirodalmak mind a kalcium, mind a magnézium esetében.

Anyag és módszer Előkísérletben megvizsgáltuk, hogy a különböző magnéziumtartalmú vegyületek hogyan oldódnak különböző kémhatású oldatban és technológiai hőmérsékleten. 7 különböző kémhatáson teszteltük a 4 vegyületet (100 mg/ 10 ml citrát-foszfát puffer), az adott termékre jellemző technológiai hőmérsékleten. Kiértékelés 5, 24 és 48 óra elteltével történt. Eredmények Az oldódási képességük alapján sorrendben: Mg-laktátmonohidrát és a Mg-laktát-dihidrát, magnézium-citrát és magnézium-oxid. Az utóbbit kizártuk a további kísérletből. Egyéb megfigyelések: Az alacsonyabb kémhatás elősegítette a beoldódását az első három vegyületnek, így az erjesztett termékek esetében megfelelő eredmények várhatóak. A hőmérséklet emelése szintén jobb beoldódást eredményezett, azaz az érlelési szakasz 44-45 °C-os hőmérséklete elősegíti az oldódást. A fenti oldódási kísérleteket követően, tej élelmiszermátrix használatával, az emésztési folyamat modellezése után is megvizsgáltuk a visszamérhető magnézium mennyiségeket. A Mg tartalmú fogyasztói tej emésztési modellben történő tesztelése Anyag és módszer A magnéziumvegyületek (magnézium-citrát nonahidrát, magnézium-laktát monohidrát és magnézium-laktát dihidrát) kísérletekben szereplő legnagyobb mennyiségét (1:1 Ca:Mg arány) 50 ml-es csövekbe mértük be. A tejminta beszállítását követően a vegyületekre 50 ml tej került, és további egy kontroll csövet állítottunk be. A mintákat szo-

37

bahőmérsékleten 1 órán át rázógépen (150 rpm) kevertük, majd 4000 rpm-en centrifugáltuk, hogy az oldatba nem kerülő komponensek ne torzítsák az eredményeket. A felülúszót emésztési modellben teszteltük. Az emésztést Versantvoort et al. 2005-ben megjelent cikke alapján végeztük. A chymus magnéziumtartalmát roncsolás után atomabszorpciós vizsgálattal határoztuk meg. A korábban jellemzett emésztési modellből kikerült mintákat és magát az emésztőnedvet is vizsgáltuk a magnézium tartalom vonatkozásában, melyet az alábbi táblázatban mutatunk be. Céltermékek magnéziumtartalmának fokozása Anyag és módszer A munka során három vegyületet (magnézium-citrát nonahidrát, magnézium-laktát monohidrát és magnéziumlaktát dihidrát) vittünk be a termékekbe (tej, kakaó és joghurt) por formában. Az Ca:Mg arányok a következők voltak:

1:1, 2:1, 3:1, valamint kontroll (kb. 4:1). A vegyületeket a termék adagolásakor adtuk a tejhez és a kakaóhoz. A joghurt esetében a starter beoltását követően, a fermentáció előtt. Eredmények Az adatok alapján megállapítható, hogy a tejmintákban a hozzáadott magnézium-formákból a magnézium tartalom eltérő mértékben mérhető vissza. A legkisebb arányban (80 % körüi érték) a magnézium-citrát adagolását követően tudtuk visszamérni a hozzáadott magnéziumot. A magnézium-laktát mono és dihidrát formája 90 % feletti visszanyerést eredményezett, kivéve a dihidrát forma 1:1 arányú adagolását. A beszerzési költségeket is figyelembe véve a magnézium laktát-dihidrát alkalmazása lehetséges a gyártási folyamatokban.

A kakaós tej magnéziumtartalmának visszamérési eredményei

paraméter minta minta Mg-citrát 3:1 Mg-citrát 2:1 Mg-citrát 1:1 Mg-laktát monohidrát 3:1 Mg-laktát monohidrát2:1 Mg-laktát monohidrát1:1 Mg-laktát dihidrát 3:1 Mg-laktát dihidrát2:1 Mg-laktát dihidrát1:1

hozzáadott magnézium mennyisége literenként (mg) 0 45,70 183,70 597,80 45,70 183,70 597,80 45,70 183,70 597,80

visszamért magnézium mennyisége a kontroll levonását követően (mg/l) 0 40,77 154,21 421,87 44,82 145,16 481,22 43,47 167,41 494,29

hozzáadott és visszamért aránya (%) 0 89,2 83,9 70,6 98,1 79,0 80,5 95,1 91,1 82,7

A fogyasztói joghurt magnéziumtartalmának visszamérési eredményei

paraméter minta kontroll joghurtminta Mg-citrát 3:1 Mg-citrát 2:1 Mg-citrát 1:1 Mg-laktát monohidrát 3:1 Mg-laktát monohidrát2:1 Mg-laktát monohidrát1:1 Mg-laktát dihidrát 3:1 Mg-laktát dihidrát2:1 Mg-laktát dihidrát1:1

hozzáadott magnézium mennyisége literenként (mg) 0 92,20 210,20 563,90 92,20 210,20 563,90 92,20 210,20 563,90

visszamért magnézium mennyisége a kontroll levonását követően (mg/l)

hozzáadott és visszamért aránya (%)

0 86,87 165,05 397,20 90,03 190,40 442,86 89,97 206,09 480,82

0 94,2 78,5 70,4 97,6 90,6 78,5 97,6 98,0 85,3

38

A kakaó magnéziumos adagolását követően hasonló tendenciát tudtunk megállapítani, mint a tejminták esetében. A legkisebb kinyerési hatékonyságot a citrát forma adagolását követően tudtuk kimutatni, a magnézium-laktát monohidrát 2:1 arányú adagolás esetén csak 80 % körüli visszanyerést állapítottunk meg. A dihidrát formula esetében az 1:1 arányú adagolás szintén 80 % körüli mennyiséget tudtunk visszanyerni a hozzáadott mennyiséghez képest. A legoptimálisabb bejuttatási formát ez esetben is a magnézium laktát-dihidrát formula kínálja a beszerzési árakat is figyelembe véve. A joghurt minta magnézium tartalmának adagolását követően a visszamérések eredményeinek kiértékelését követően megállapítható, hogy a hozzáadott citrát formula 3:1 arányú mintánál 90% feletti visszanyerési hatékonyság a korábbi minták méréseit figyelembe véve mérési hibának tekinthető. A többi minta esetében a fentebb megadott értékek (néhány százalékos eltéréssel) adódtak, így ez esetben is a magnézium laktát-dihidrát alkalmazását javasoljuk ipari gyártási folyamatok során.

A kémhatás és a savfok alakulása Kezelés

pH

Kontroll

4,2

Savfok (SH°) 26,8

Magnézium-laktát dihidrát 1:1

4,5

25,2


4,5

24,4


4,4

24,8

Magnézium-laktát monohidrát 1:1

4,6

23,2


4,4

24,8


4,4

24,8

Magnézium-citrát nonahidrát 1:1

4,5

25,6


4,3

26


4,5

25,8

A vegyületek bekeverését követő erjesztés után látható, hogy mindhárom vegyület bekeverését követően minimális volt a savfok és a pH közötti különbség, továbbá az alvadék is stabil volt. Ez azt is jelenti, hogy a tej kolloid rendszerében, valamint a starterek tevékenységében a magnéziumvegyületek bekeverése nem okozott lényeges változást a vizsgálataink során.

folyamatba alacsonyabb költségű, előzetes szűrési lépést beilleszteni, ahol nagyobb számú termékváltozat értékelése is mérsékelt költségekkel megvalósítható. E célra mesterséges emésztési modellt fejlesztettünk ki az előző évben. A technika alkalmazásával nagy számú prebiotikum önálló és kombinációkban mutatott aktivitását határoztuk meg. A feladat gyors elvégzéséhez molekuláris genetikai módszert fejlesztettünk ki, mellyel a szokványos tenyésztéses eljárás időigényénél 3-szor rövidebb idő alatt meg tudjuk határozni az emésztési modellben jelenlévő mikroorganizmusok csíraszámát.

1. A hatóanyagok és funkcionális élelmiszerek biológiai hatásának modellezése: emésztési modellkísérletek A kutatás célja A termékekben felhasználni tervezett, prebiotikus hatással rendelkező anyagok kémiai szempontból igen különbözőek, ezért a gyártás során rájuk ható fizikai behatások – különösen a magas hőmérsékletű sütés – valamint az emésztési folyamatok kémiailag ható tényezői (savas, lúgos pH, enzimek, mikroorganizmusok) előre nem jelezhető módon befolyásolhatják a funkcionalitásukat. Emiatt nélkülözhetetlen ezen anyagok átfogó vizsgálata az új élelmiszerek kifejlesztése során való alkalmazás előtt. Jelen részfeladat célja a prebiotikus hatóanyagok fizikai-kémiai hatásokra való átalakulásának, degradációjának a sorozatvizsgálatára alkalmas protokoll kidolgozása és az alkalmazni tervezett anyagok értékelése volt a jótékony hatású bélbaktériumokra gyakorolt prebiotikus aktivitás változásán keresztül. Fontos célunk volt az is, hogy a termékek cukorbetegek számára is ajánlható voltának kialakítása érdekében rendelkezzünk az adott adalékból, ill. az azzal készült termékből az emésztés során felszabaduló, gyorsan felszívódó glükóztartalom meghatározását szolgáló in vitro módszerrel. Az utóbbi néhány évben megnövekedett az igény in vitro emésztési modellrendszerek kidolgozására, hogy szimulált gasztrointesztinális körülmények között kövessék nyomon az elfogyasztott élelmiszerek strukturális változásait, emészthetőségét, bioaktív komponensek biológiai hasznosulását. Az emésztés nagyon komplex fizikokémiai és fiziológiai körülményeit nehézkes pontosan reprodukálni, a legpontosabb eredményeket az emberi és az állati etetési kísérletek adják, azonban ezek időigényesek és rendkívül költségesek. Ennél fogva kompromisszumot kell kötni a pontosság és a könnyen felhasználhatóság között, ehhez jelentenek egy használható alternatívát az in vitro emésztési modellek az élelmiszerek gyors vizsgálatára. Az alábbi célokat tűztük ki in vitro emésztési modell fejlesztésénél: 1. Emésztő enzimek arányának optimalizálása

IV. Funkcionális élelmiszeradalékok minősítése mesterséges emésztési modellben

2. Mikrobiota optimalizálása a vastagbél modellezéséhez

A kifejlesztett termékprototípusok élettani hatásának humánkísérletek formájában végzett tudományos igazolásának költséges volta miatt nélkülözhetetlen a fejlesztési

Fejlesztéseink során a korábbiakban kialakítottuk az emésztő enzimek megfelelő arányát illetve a vastagbél szakaszban alkalmazott modell mikrobiota összetételét. Jelen munká-

3. Abszorpciós vizsgálatok

39

ban a vékonybélben zajló abszorpciós folyamatok optimalizálását tűztük ki célul, egy olyan rendszer kialakításával, mely megfelelően modellezi a fiziológiás körülményeket. A fejlesztés lépései 1. A kezelt anyagok mintái feldolgozási módjának kidolgozása az emberi emésztést modellező rendszerben. 2.

A szénhidrát monomerek tápanyag felszívást modellező eltávolítását szolgáló kimusz dialízis módszerének optimalizálása.

3.

A vastagbélben végmenő mikrobiológiai folyamatokat modellező baktériumközösség összetételének és az alkalmazandó mennyiségének kidolgozása.

4.

A modell tekintetében megfelelő prebiotikus index számítási eljárás kiválasztása.

5.

A különböző típusú rezisztens keményítők és eltérő összetételű inulinok kereskedelmi forgalomban lévő termékei, ill. azok új termékekben tervezett kombinációinak hőkezelése után kialakuló prebiotikus hatásának értékelése az újonnan kifejlesztett protokoll alkalmazásával. A vékonybélben zajló visszaszívási folyamatokat az alábbi módszerrel próbáltuk szimulálni:  2 kDa vágási értékű dializáló kazettában (Slide-ALyzer Dialysis Casette G2, 2,000 MWCO, 30 ml, Thermo Scientific) desztillált vízzel szemben inkubáltuk az élelmiszer mintákat.

6.



A vékonybélben zajló emésztési folyamatokat követően az élelmiszer mintát a dializáló kazettába mértük.



A dialízis 4 °C-on történt a desztillált víz háromszori cseréjével (2 óra, 2 óra, egész éjszakán át).



A dializált élelmiszer mintákat beoltottuk a vastagbél modellezésére kiválasztott baktérium törzsekkel.

Eredmények A rendszer tesztelése  A bioreaktort végleges kiépítettségében több baktérium kombinációjával is kipróbáltuk. Probiotikus modellszervezetként a Bifidobacterium bifidum és Lactobacillus acidophilus, míg patogén modellorganizmusként a Bacteroides fragilis, a Clostridium perfringens és az Escherichia coli baktériumokat használtuk. 

Elsőként azt teszteltük, hogy a reaktoredény mennyire anaerobizálható. Ennek ellenőrzését Bifidobacterium bifidum tenyésztésével oldottuk meg, ez a baktérium obligát anaerob, vagyis igen érzékeny az oxigén jelenlétére, így indikátor szervezetként jelzi, ha a reaktoredény nem zár megfelelően. A baktériumot 48 órán át tenyésztettük általános tápoldatban, a kísérlet végén pedig specifikus táptalajon ellenőriztük az életképes sejtek számát. A tenyésztés sikeres volt, vagyis a rendszer kellő mértékben anaerobizálható.



Következő lépésben az 5 baktérium keverékét tenyésztettük a reaktorban, általános táplevesben. A kísérlet elején és végén is meghatároztuk az egyes baktériumok csíraszámát.



A baktériumok kevert tenyészetét ezután prebiotikumot (inulint) tartalmazó táplevesben tenyésztettük, a fenti kísérletek során beállított paraméterek mellett.



A tiszta hatóanyagok prebiotikus hatásának felmérésére az alábbi folyamat bizonyult az aktuális műszaki feltételek mellett gazdaságosan kivitelezhetőnek a vizsgálandó anyagok és kombinációik nagy számát figyelembe véve.



A vastagbél mikrobiológiai folyamatainak modellezéséhez 5 baktérium Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus, Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens, Escherichia coli 3:1:2:1:3 arányú keverékét választottuk, mely 3 McFarland sűrűségű szuszpenziójával történő beoltását követően 12, 24 és 48 óra elteltével vett minták csíraszámának meghatározását végezzük el az egyes baktériumfajokra vonatkozóan.

40

5 g minta ↓

pH = 6,8

7 ml nyál ↓

13 ml gyomornedv

5 perc pH = 1,9-2,4

↓

13 ml duodénumnedv + 7 ml epe + 4ml NaHCO3

2 óra pH = 6,6-6,8

↓

Kimusz

2 óra pH = 6,9

Az emésztés in vitro modellezéséhez összeállított bioreaktor-rendszer és benne végrehajtott emésztési folyamat



A prebiotikus index kiszámításánál Palframan et al. (2003) módszerének megfelelően jártunk el az alábbi egyenlet alkalmazásával: PI = (Bif./össz.bakt.) + (Lac. ac./ össz.bakt.) – (E. coli/össz.bakt.)- (C. per. össz.bakt.)- (B. frag./össz.bakt.)

ahol, Bif.: a Bifidobacterium. bifidum baktérium élő csíraszáma 24, ill. 48 órás tenyésztés után, Lac. ac..: Lactobacillus acidophilus baktérium élő csíraszáma 24, ill. 48 órás tenyésztés után, E. coli: az Escherichia coli baktérium élő csíraszáma 24, ill. 48 órás tenyésztés után, C. per.: a Clostridium perfringens baktérium élő csíraszáma 24, ill. 48 órás tenyésztés után, B.frag.: a Bacteroides fragilis baktérium élő csíraszáma 24, ill. 48 órás tenyésztés után, össz.bakt.: az összes baktérium élő csíraszáma 24, ill. 48 órás tenyésztés után elosztva a leoltáskor számolt élő csíraszámmal eltérő összetételű anyagok. A méréskelten feldolgozott  Meghatároztuk 4-féle, különböző típusú rezisztens természetes anyagok, ill. kivonataik prebiotikus hatása keményítő sorrendjét az emésztés egyes szakaszai sojelentősen növekszik az emésztés hatására, aminek varán belőlük felszabaduló glükóztartalom alapján, melószínű magyarázata a növényi sejtekben található lyet elsődleges információként kezeltünk a termékfejprebiotikus anyag (inulin) feltáródása. Ezt számos lesztés során az egyéb tech nológiai jellemzők mellett. anyagnál tovább javítja a 200 °C-on 10 percen át végzett hőkezelés. A tisztított, kereskedelmi forgalomban Rezisztens keményítők hidrolízise a mesterséges emésztési lévő inulinokra nem volt lényeges hatással az emésztémodellben si folyamat, azonban a hőkezelés ezeknél is fokozta a prebiotikus hatást. Ez a nagy molekulájú Rezisztens Hidrolízis (glükózzá bomlás) prebiotikumok kisebb méretű, de erősebb prebiotikus keményítők aránya (%) hatású hőbomlási termékeinek keletkezésével magyaEmésztés Gyomor Vékonybél rázható. előtt után után



Hi-maize

0,63

2,24

33,05

Novelose

1,11

4,62

31,69

Ultratex

1,83

4,28

33,9

Thermflo

0,78

13,09

47,2

Megállapítottuk, hogy az emésztés során jelentősen eltérően viselkednek a különböző forrásból származó,



Figyelemre méltó eredmény, hogy az antioxidáns aktivitást növelő adalék céljára készített gyümölcs- és zöldségkivonatok is 1-nél nagyobb PI-érétket mutattak, tehát ha szerény mértékben, de így is hozzájárulhatnak a velük készült termékek funkcionalitásának növeléséhez.

A vizsgálat eredményeinek figyelembe vételével választottuk ki a termékfejlesztésben használt anyagokat. A nagy

41

tisztaságú prebiotikumok alkalmazásától el tekintettünk, mivel nem hatásosabbak, mint az ipari célú preparátumok, viszont jelentősen drágábbak. Ez utóbbiak közül a Frutafit HD inulint, valamint az Ultratex és a Thermflo rezisztens keményítőket választottuk kiemelkedő aktivitásuk és ezzel

arányos áruk alapján. A természetes anyagok, kivonatok közül mindegyiket kipróbáltuk a termékfejlesztés során a technológiailag arra alkalmas termékekben, kivéve a nem kívánt ízhatású céklát és lilakáposztát

A dialízis hatása a prebiotikus indexre (PI) különböző adalékkombinációk esetében

20% Ultratex, 2% inulin 180 °C 20% Ultratex, 2% inulin 200 °C 20% Ultratex, 2% inulin 220 °C 20% Ultratex, 3,5% inulin 180 °C 20% Ultratex, 3,5% inulin 200 °C 20% Ultratex, 3,5% inulin 220 °C 20% Ultratex, 6,5% inulin 180 °C 20% Ultratex, 6,5% inulin 200 °C 20% Ultratex, 6,5% inulin 220 °C

PI Nem dializált 24 óra -0,48 -0,27 -0,48 2,25 -0,22 -0,15 -0,30 -0,32 -0,30

A táblázat jól mutatja, hogy dialízis nélkül a prebiotikus index jelentősen túlbecsült lehet, ezért a sorozatvizsgálatok során a fent leírt dialízissel egészítettük ki a korábban kidolgozott mesterséges emésztési modellt.

48 óra -1,40 -1,70 1,70 0,33 1,59 -1,33 0,63 1,47 1,40

48 h szubsztrát

PH-változás. A nem-emésztődő szénhidrátok bakteriális fermentációjának legfontosabb végtermékei a rövid szénláncú zsírsavak, főként az acetát, propionát és a butirát. A pH változásokat a 24 és a 48 órás inkubáció során nyomon követtük, mely eredmények előre jelezhetik a rövid szénláncú zsírsav termelés mennyiségét az egyes szénhidrát forrásokon. A 48 órás inkubáció során folyamatos volt a pH csökkenés az összes tesztelt szubsztráton, így a 48 órás mintavétel során alacsonyabb pH értékeket mértünk az összes szénhidrát mintán összehasonlítva a 24 órás eredményekkel. A fruktán minták vizsgálata során szignifikánsan alacsony pH értékek voltak tapasztalhatóak minden esetben kivéve a cikória inulint. A rezisztens keményítőknél szintén alacsony pH értéket állapítottunk meg 24 és 48 óra elteltével egyaránt kivéve a Hi-Maize 260 és a Novelose 330 mintákat. A mixeken tapasztaltuk a legalacsonyabb 24 órás pH értékeket, mely azt jelzi, hogy a baktériumok a fruktánok és rezisztens keményítők kombinációján nagyobb mennyiségű rövid szénláncú zsírsavat képesek termelni mint önmagában a fruktánokon vagy a rezisztens keményítő mintákon. Valószínűleg a környezeti pH csökkenése okozta a patogén baktériumok 48 óra elteltével tapasztalható jelentős pusztulását a kombinációkban.

24 óra -0,93 -1,20 1,21 -1,01 1,15 -1,0 -1,03 -1,07 -0,96

O-Sy 1+N-Uno260 O-Sy 1+N-4600 O-Sy 1+N-5600 O-GR+N-Uno 260 O-GR+N-4600 O-GR+N-5600 Fr-CLR+N-Uno260 Fr-CLR+N-4600 Fr-CLR+N-5600 kontrol

Hatóanyag-kombinációk összehasonlító értékelése A hatóanyag vizsgálatok során azt a célt tűztük ki, hogy kiválasszuk a piacon elérhető leghatásosabb prebiotikumokat és prebiotikum kombinációkat, új, funkcionális élelmiszerek fejlesztéséhez, melyek kiegyensúlyozott étrend és egészséges életmód mellett elősegítik az egészség megőrzését és csökkentik a betegségek kialakulásának kockázatát.

Dializált óra 1,97 2,15 1,90 2,25 2,14 2,20 2,00 2,15 2,07

IP-F Baka-E N-Uno 260 N-4600 N-5600 Nov-330 Hi-M kontrol

24 h

d-IN ch-IN Fr-CLR Fr-HD O-GR O-Sy 1 kontrol -1,00

-0,50

-

0,50

1,00

1,50

PI

Prebiotikus hatású anyagok és kombinációik prebiotikus index értékei Prebiotikus Index. Csak a fruktán és a RK minták keverékei esetében kaptunk a 24 órás mintavétel csíraszám eredményeiből pozitív PI értékeket, a fruktán és a RK minták különkülön való alkalmazása során a 24 órás prebiotikus indexek minden esetben negatívak voltak. A PI értékek nagy mértékben megnövekedtek a 48 órás fermentációt követően. A fruktán minták 48 órás PI értekeit tekintve szignifikánsan magas a Frutafit CLR, Orafti GR és az Orafti Synergy 1 valamint pozitív PI értéket ért el még a Frutafit HD. A rezisztens

42

keményítőknél csak három minta adott pozitív PI-t 48 órát követően a Novation 5600, Novation 4600 és a Novation Uno 260. A rezisztens keményítők prebiotikus indexei alacsonyabbak az inulinoknál mind a 24 mind a 48 órás eredményeket tekintve. Mindkét prebiotikumnál magasabb PI értékeket kaptunk a mixek esetében. Figyelembe véve az inulin minták szerepét a mixekben, világosan látszik, hogy a legmagasabb PI értékeket az Orafti Synergy 1 tartalmú keverékek adják. A prebiotikus index értékeket az alábbi ábra tartalmazza.

2. A kifejlesztett, újszerű, biológiai hatás modellezését célzó vizsgálati berendezés tesztelése: a mikrobiota összetételének molekuláris genetikai alapú követéséhez használt protokollok és eljárások optimalizálása A kutatás célja A létrehozott in vitro emésztési modell alkalmazásával végezhető kísérletek eredményét a mikrobiota összetételének hagyományos tenyésztéses eljárással való meghatározása alapján számított prebiotikus index adja. Az emésztési modell mikrobiotája összetételének, a reális viszonyokat modellező induló csíraszámoknak, az egyes mikrobák csíraszáma meghatározási módszereinek optimalizálása volt a munka egyik fontos célja. A mikrobiológiai módszerek időés anyagigényessége indokolta az emésztési paraméterek molekuláris genetikai eljárással való becslésének kidolgozását. A cél tehát a mikrobiota összetételének gyors, 24 órán belüli eredményét adó, tenyésztési eljárásokkal kalibrált protokolljának kifejlesztése volt. Az általunk alkalmazottal megegyező összetételű mikrobiotát még nem alkalmaztak bioreaktoros emésztési modellben. Probiotikus baktériumok reprezentánsaiként a Bifidobacterium bifidum, Enterococcus faecium és Lactobacillus casei fajokat, patogén modellorganizmusként a Clostridium perfringens és az Escherichia coli baktériumokat, a rendszer stabilitását adó, semleges baktériumok modelljeként a Bacteroides fragilist használtuk. A mikrobiota összetettsége miatt szükséges volt a valós folyamatokat eredményező induló csíraszámok megállapítására. Újdonság az is, hogy membránon keresztül történő dialízissel eltávolítottuk emésztés során felszabadult szénhidrát-monomereket a bélfalon történő felszívódásuk modellezésére. Ilyen összetett mikrobiotával működő mesterséges emésztési rendszer követésére még nem dolgoztak ki molekuláris genetikai protokollt. A kutatás lépései 1. A Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumok számára egyaránt megfelelő DNS-kivonási eljárás kidolgozása. 2.

Az egyes fajokra kifejlesztett TaqMan-próba specifikusságának ellenőrzése idegen DNS jelenlétében.

3.

Tiszta tenyészetekben mért realt-time PCR eredmények kalibrálására tenyésztési eljárással meghatározott élő csíraszámhoz, a viszonyítási pontként használható fluoreszcenciajel nagyságának meghatározása.

4.

Vegyes tenyészetekben kapott rtPCR eredmények kalibrálásra tenyésztéssel nyert adatokhoz.

5.

A DNS-kivonási hatékonyságot is figyelembe vevő kalibrációs görbék felállítása.

Eredmények A feladat eredményeként létrejött optimalizált protokoll

A reakcióelegy összeállítása: 2× Immomix: 0,5× TaqMan próba-primer mix: deszt. víz: DNS:

10 μl 1 μl 4 μl 5 μl

PCR ciklusok: 1. enzim aktiválás 2. denaturálás adatgyűjtés

95 °C 95 °C 60 °C

10 min 10 sec 60 sec

A 2. lépés 50-szer ismétlődik.

Költséghatékonyság, sorozatvizsgálatra való alkalmasság Az in vitro emésztési modellben különböző élelmiszerek, élelmiszeradalékok emésztése során kialakuló mikrobiota összetételének követésére kidolgozott molekuláris genetikai protokoll eredményei alapján megbízhatóan (p = 3,2 % szinten) tudjuk becsülni a tenyésztéses eljárással kapott élőcsíraszámot. A vizsgálat időigénye a mintavételtől a PI értékek kiszámításáig 11 óra a molekuláris genetikai módszerrel, míg a tenyésztéses eljárás legalább 76 órát vesz igénybe. Ebben fontos szerepet játszik az is, hogy az előbbi módon nincs szükség a tenyészetek legalább 48 órás anaerob inkubálásához szükséges eszközállomány előkészítésére, majd fertőtlenítésére az új kísérlet előtt. A termékfejlesztés sokrétűségéből fakadó nagyszámú változat feldolgozása, értékelése során igen komoly előnyt jelent tehát a molekuláris technikák használata. Költségek tekintetében a kétféle módszertan között nincs lényeges különbség: egy minta molekuláris genetikai módszerrel való minősítése 4.870 Ft költséget jelent, míg a tenyésztéses eljárás (minden előkészítési, ill. utómunka költségét felszámolva) 4.700 Ft költséggel valósítható meg.

43

-5

10

-4

10

-3

-2

10

-1

0

10

10

10

10

-6

Referencia fluoreszcenciajel elréséhez szükséges ciklusszám

Valós mintából kivont DNS decimális hígítási sorában lévő Bifidobacterium bifidus specifikus TaqMan-próba alkalmazása során a koncentráció csökkenésével arányosan nőtt a referencia fluoreszcenciajel eléréséhez szükséges ciklusszám

50

y = 4,3429x + 22,133 R² = 0,9784

y = 4,0857x + 19,867 R² = 0,9908

45

y = 3x + 21,667 R² = 0,9916 40 y = 3,4857x + 18,467 R² = 0,9967

y = 3,0857x + 25,533 R² = 0,9958 35

30

y = 3x + 19,667 R² = 0,9916

25

20

0

1

2

3

4

5

6

7

Csíraszám logaritmusa B. bifidum

E. faecium

E. coli

L. casei

C. perfringens

B. fragilis

Lineáris (B. bifidum)

Lineáris (E. faecium)

Lineáris (E. coli)

Lineáris (L. casei)

Lineáris (C. perfringens)

Lineáris (B. fragilis)

A valós minták mikroba-összetételének meghatározásához kidolgozott kalibrációs egyenesek

44

V. Az új termékek összetételének és technológiájának véglegesítése a humánkísérletek figyelembevételével A klinikai kísérlet során szerzett gyártási, szállítási, élettani hatásra vonatkozó tapasztalatok értékelése során felmerült, hogy egyes technológiai elemek módosításával javítani lehet a humánegészségügyi, ill. az érzékszervi hatást, a termék kezelhetőségét. Ezeket a módosításokat foglaljuk össze az alábbiakban. Diabetikus édes keksz – Detki keksz Kft. A projekt során kifejlesztett termékek közül az édes keksz került kijelölésre a humán klinikai vizsgálatban való hatásvizsgálatra. Mivel az eredmények alapján nem volt szükséges módosítani a termék összetételét és technológiáját, ezért a kisütött keksz vastagsága és a csomagolási hőmérséklet érzékszervi minőségre gyakorolt hatását vizsgáltuk. A kapott eredményeket az alábbi ábra foglalja össze. A kisütötten 5 mm vastag, 35 °C-on csomagolt keksz mutatta a legkedvezőbb érzékszervi minőséget az ábra alapján.

Az ábra alapján a 8 mm vastagra nyújtott tészta 18-20 perces sütésével kaphatjuk a legkedvezőbb érzékszervi jellemzőkkel bíró sós stanglit.

Prebiotikus hatású ötmagvas lisztkeverék – Numan és Társa Kft. A humánklinikai kísérletben való vizsgálatra nem került kijelölésre ez a termék, de az optimális feldolgozási technológia – a különböző tömegű termékhez optimális sütési idő x hőmérséklet kombináció – megállapítását elvégezte a cég. Ennek eredménye a fenti grafikonon mutatjuk be. Az ábrán kék színnel jelentkező tartományba tartozó tömeg x sütési hő + idő kombinációk adják a legjobb minőséget, ami a 100 dkg-os tésztatömegnél a 250 °C-os, 30 percig tartó sütést jelenti. A tészta tömege és a sütési idő kombinációk hatása a prebiotikus ötmagvas lisztkeverékből készült kenyér érzékszervi minőségére

Diabetikus leveles tészta – HESI Kft. A humánklinikai kísérletben való vizsgálatra a diabetikus leveles tészta termék került kijelölésre, mint a leginkább sokoldalúan alkalmazható, és ez által a többinél várhatóan nagyobb piaci forgalmat generáló termékre. A klinikai vizsgálat során kapott eredmények alapján a termék összetételén és alapvető technológiáján nem szükséges változtatni. Az optimális kiszerelési méret, a felhasználáskor való nyújthatóság és az ezzel összefüggő sütési idő kombinációk kerültek meghatározásra jelen részfeladatban. Ennek eredményét az alábbi grafikonon mutatjuk be.

A tészta vastagsága és a csomagolási hőmérséklet kombinációk hatása a diabetikus édes keksz érzékszervi minőségére

Diabetikus prebiotikus hatású túrós gyümölcsös kalácska – Numan és Társa Kft. A prebiotikus hatású túrós epres kalácska humánélettani hatását vizsgáltuk a klinikai tesztben. Az eredmények között több érzékszervileg kedvezőtlen megítélés volt, melyek figyelembe vételével módosított összetételű és technológiájú változatokat gyártottunk és minősítettük azokat érzékszervileg. A változtatás a gyümölcstartalmat és a kelesztési időt érintette, a funkcionális összetevők, ill. azokat befolyásoló technológiai paraméterek nem változtak. A sok apró mag miatt kifogásolt epres töltelék helyett szilvás töltelékkel készítettük el az új változatot, amelyben a gyümölcstartalmat 20 helyett 25 és 30 %-ban, a kelesztési időt 30 helyett 35, 40 és 45 percben állapítottuk meg, ill. e két tényező kombinációit állítottuk be különböző sütési hőmérsékletek mellett.

45

VI. A termékek csomagolási és tárolási körülményeinek kidolgozása, az optimális összetételű termék funkcionalitását a legnagyobb mértékben megőrző csomagolás kifejlesztése Az élelmiszerek csomagolására használt fóliáknak nem csak az a feladata, hogy a terméket frissen tartsa a szavatossági idő lejártáig, hanem az is, hogy megvédje a szennyeződésektől, illetve biztosítsa a bioaktív anyagok állandóságát. A csomagolási technológia előírásainak betartásával és a megfelelő tárolási körülmények között a csomagolt élelmiszeren nem szaporodhatnak el a romlást okozó mikrobák, a penészgombák és baktériumok. Az élelmiszerhigiéniai követelményeknek való megfelelés, illetve a funkcionális hatás (aktív komponensek) megőrzése szempontjából legmegfelelőbb csomagolóanyag kiválasztására sokrétű kísérleteket folytattunk. Az alábbi fólia típusokat vizsgáltuk: 20 + 30 Matt BOPP + EW, 35 EW + Matt lakk, 20 +20 BOPP + WSS, 40 BOPP, 60 PE, 20 +20 BOPP, 65 PE, 60 PE, 30 BOPP, CPP, Ecovio, Ecoflex. 1. Csomagolóanyagok élelmiszerhigiéniai szempontú minősítése újszerű vizsgálatokkal

kizárólag a folyadékcsepp felszínén jól látható volt a Penicillium jellegzetes poros telepe. Megállapítható, hogy a csomagolóanyagok nem rendelkeztek gombagátló hatással, ugyanis mindhárom taxon esetében megfigyelhető volt a konídiumcsírázás, a micéliumnövekedés és a sporuláció. Valószínűsíthető, hogy a csomagolóanyagra kerülő víz, kondenzvíz is önmagában elegendő ahhoz, hogy a konídiumok kihajtsanak, és a csírázáshoz elegendő a spórákban meglévő vagy felhalmozott tápanyag-mennyiség. Ez felhasználásuk és tárolásuk körülményeinek kialakításakor lényeges szempont. b., Micéliumok csomagolóanyagokon való átjutásának tanulmányozása Célkitűzés Képet kapjunk arról, hogy a három gombataxon micéliuma képes-e a csomagolóanyagokon átjutni. Módszer Az előző kísérletben leírtak szerint jártunk el, azzal a különbséggel, hogy amikor micéliumnövekedést tapasztaltunk a folyadékcseppben és annak környezetében, leemeltük a fóliát és vizsgáltuk, hogy a fólia alatt jelen van-e a micélium. Eredmény A gombák micéliuma nem képes a vizsgálatokba bevont csomagolóanyagokon átjutni.

a., Gombák növekedési képességének összehasonlító vizsgálata eltérő csomagolóanyagokon Célkitűzés Képet kapjunk arról, hogy három gombataxon (Alternaria, Penicillium, és Aspergillus spp.) konídiumai kicsíráznak-e, illetve fejlesztenek-e micéliumot a különböző típusú csomagolóanyagokon. Módszer 21 eltérő csomagolóanyagból 1,5 cm átmérőjű korongokat vágtunk ki, és formaldehid gázban csíramentesítettük. Csomagolóanyagonként 3-3 db korongot helyeztünk föl maláta agar felszínére. A három gombafaj egyhetes tenyészeteiből konídiumszuszpenziókat állítottunk elő desztillált vízben. A tömény konídiumszuszpenzióból 20 μl mennyiséget mértünk a táptalajra helyezett korongok közepére, és a lemezeket 25 °C-on inkubáltuk. A 4. és 7. napon vizsgáltuk, hogy történik-e csírázás, micéliumnövekedés és sporuláció. Eredmény A folyadékcseppben mindhárom taxon konídiumai kicsíráztak. Micéliumnövekedés szintén mindhárom taxonnál megfigyelhető volt. A legintenzívebb micéliumnövekedést az Alternaria esetében tapasztaltunk, majd ezt követte az Aspergillus. Megfigyelhető volt, hogy a 4. napon az Alternaria a csepp teljes felszínén intenzíven sporulált. Időben ezt követte az Aspergillus, míg a Penicillium esetében néhány hét után is

c., A kondenzvíz és a csomagolás anyaga hatása a konídiumcsírázásra Célkitűzés Feltárni, hogy a zárt műanyag zacskókban kicsapódó kondenzvízben képesek-e növekedni és szaporodni a penészgombák, illetve a csomagolásból oldódik-e ki olyan komponens, amely a gombák növekedését serkenti vagy gátolja. Módszer Az Alternaria, Penicillium és Aspergillus konídiumokat steril csapvízbe, izotóniás oldatba és pepton-vízbe vittük. Ezt követően kémcsövekbe süllyesztett csomagolóanyagokba mértük a szuszpenziót, majd mintavételeket követően mikroszkóp alatt vizsgáltuk a konídiumok csírázását.

46

Eredmény A Penicillium esetében az 5. napon a csapvízben jól látható volt a konídiumok csírázása, míg izotóniás oldatban már dús vegetatív micéliumtelep is kifejlődik. A pepton-vízből származó minta teljesen azonos képet mutatott az izotóniás folyadékban látottakkal. Az Aspergillus és az Alternaria esetében az inkubáció 5. napjáig nem tudtunk hasonló csírázást és micéliumnövekedést megfigyelni. A kísérlet során csomagolóanyagok között jelentős különbséget nem tapasztaltunk.

Módszer Dioktil-ftalát, dibutil-ftalát, benzil-butil-ftalát, diciklohexilftalát, di(2-etil-hexil)-adipát acetonitriles oldatainak spektrofotometriás vizsgálata, illetve validált HPLC-módszer létrehozása.

Összegzés Kísérleteink során arra a megállapításra jutottunk, hogy a megvizsgált műanyag fóliák nem befolyásolják a modellszervezetként használt Alternaria, Penicillium és Aspergillus törzsek növekedését, sem serkentő, sem gátló hatást nem tapasztaltunk. A műanyag fóliák abban az esetben jelentenek problémát, ha kondenzvíz képződik bennük, mivel ekkor – ha nem aszeptikus körülmények között történt az élelmiszer csomagolása – már csekély folyadékmennyiség is elegendő a penészgombák növekedésének megindulásához.

b., Műanyag lágyítók kioldódása csomagoló fóliákból

2. Csomagolóanyagok minősítése és összehasonlítása az adalékanyagok kioldódása, illetve a funkcionalitás megőrzése alapján a., Műanyag lágyítók spektrofotometriás és HPLC vizsgálata Célkitűzés A műanyag fóliákban alkalmazott lágyítók spektrofotometriás tulajdonságainak meghatározása, illetve HPLCmódszerek kidolgozása kvantitatív vizsgálatukra.

# 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Minta PET/PE (easy peel) laminátum- Dömösplaszt PE – Dömösplaszt CPP - Dömösplaszt BOPP – Dömösplaszt Biafol fólia (réteshez, péksüteményekhez) Poletilén fólia Detki terefere fólia COOP háztartási keksz fólia Trió háztartási keksz fólia Trió vaniliás karika fólia Detki diabetikus édes keksz fólia Detki omlós kakaós keksz fólia Detki diabetikus omlós kakaós keksz fólia Detki liziner fólia Winny háztartási keksz fólia Detki háztartási keksz fólia Trijo omlós mézes keksz fólia Tastino háztartási keksz fólia Spar háztartási keksz fólia Detki inukeksz fólia Detki bio babakeksz fólia Detki bio tönköly keksz fólia Hesi panír morzsa fólia

Eredmény Karakterisztikus csúcsok és vizsgálati hullámhosszak megállapítása.

Célkitűzés Az élelmiszerek csomagolására használt fóliákból a lágyítók kioldódásának kvalitatív és kvantitatív vizsgálata. Módszer A fólia 0,2 grammját 10 ml acetonitrillel hozzuk kölcsönhatásba, és az oldat 1,5 ml mennyiségét vetjük alá HPLCvizsgálatoknak. Eredmény A csomagolóanyagokban benzil-butil-ftalát, dibutil-ftalát és dioktil ftalát lágyító komponenseket találtunk. A kioldódott lágyító mennyisége egyetlen esetben sem érte el a 100 ppm mennyiséget, azonban termék, illetve fóliatípustól függően igen nagy szórást mutatott.

Benzil-butil-ftalát 28,62 5,38 6,19 6,30 9,19 6,94 9,59

Dibutil-ftalát 4,50 5,96 12,50 6,03 11,06 23,55 5,85 15,29

2,67 2,78

5,96 6,22

Dioktil-ftalát

56,57

14,29 82,76 17,62 98,86 5,82

7,24 64,05 4,40 22,83

20,36 2,02 0,99 5,40 10,21

47

c., Az élelmiszerek funkcionális komponenseiben a csomagolás hatására bekövetkező változások tanulmányozása

csökkenés a bopp fóliába csomagolt mintáknál volt megfigyelhető, így ezen fólia akadályozza meg legkevésbé a hatóanyag degradációt.

Célkitűzés A funkcionális élelmiszerek hatóanyag tartalma változásának követése eltérő csomagolóanyagok alkalmazásával. Módszer Sütőipari termékek (inulinnal dúsított keksz, sósrúd, kalács, antioxidánsokkal dúsított muffin) inulin tartalmát és antioxidáns kapacitását vetettük alá HPLC-vizsgálatoknak, illetve spektrofotometriás méréseknek 14 nap tárolási idő során. A vizsgált csomagolóanyagok: Biafol, PE (kétféle), BOPP, CPP, HESI morzsafólia PE, PET/PE easy peel laminátum. Eredmény Az inulinnal dúsított termékek hatóanyag koncentrációja a csomagolás és az eltelt idő hatására nem változott a kontrollhoz képest, a mért értékek a bemért inulintartalmat adták vissza. Az antioxidánsokkal dúsított készítmények esetében már a 2. napon 10-20 %-os hatóanyag tartalom csökkenés következett be, amely a 4. napig átlagértékben 15%-kal tovább csökkent. Az antioxidánsok átalakulását legnagyobb mértékben a polietilén fólia akadályozza meg, így a maximális hatóanyag-tartalom biztosítását ezen fólia alkalmazása segíti elő. A legnagyobb antioxidáns aktivitás

VII. Válogatás publikációinkból

A. Kiss, N. Adányi. Electroanalysis 2012, 24 (1): 107113. 8.

Comparative studies of the cultivable king oyster mushroom . [Pleurotus eryngii (DC.: Fr.) Quél.] isolates by RAPD-PCR method. J. Szarvas, A. Geösel, K. Pál, Z. Naár, J. Győrfi (2011):, Acta Alimentaria, Vol 40. Supplement 1, 214-221.

Putrescine biosensor based on putrescine oxidase from Kocuria rosea. B. Bóka, N. Adányi, J. Szamos, D. Virág, A. Kiss. Enzyme and Microbial Technology 2012. DOI 10.1016/j.enzmictec.2012.07.006.

9.

2.

Comparison and evaluation of molecular methods used for identification and discrimination of lactic acid bacteria. Karoly Pal, Orsolya Szen, Zoltan Naar, Attila Kiss (2012). Journal of the Science of Food and Agriculture, 92: 1931–1936.

Investigations on inulin-type oligosacharides with regard to HPLC analysis and prospective food applicability. A. Kiss, P. Forgó, Chemical Monthly, Volume 142, Number 6, Pages 547-553 (2011).

10. Study of microelement accumulating characteristic of microalgae. É. Milinki, Sz. Molnár, A. Kiss, D. Virág, E. Pénzes-Kónya, Acta Botanica Hungarica 53(1-2): 159167, (2011).

3.

Development and characterization of a FIA system for selective assay of L-ascorbic acid in food samples. Vig, A.,Iglói, A.,Adányi, N.,Gyémánt, Gy.,Csutorás, Cs.,Kiss, A.: Bioprocess Biosyst. Eng. 2011, 33(8), 947-52.

4.

Development and chemical composition of gluten free biscuits made from white lupin. Girán L.,Hudák O.,Rácz L.,Virág D.,Kiss A.,Csutorás Cs.. Microchem. J. 2012, in press.

Szakfolyóirat cikkek 1.

5.

6.

7.

Study of microelement accumulating characteristic of microalgae. É. Milinki, Sz. Molnár, A. Kiss, D. Virág, E. Pénzes-Kónya (2011): Acta Botanica Hungarica 53(1-2): 159-167. Determination of L-Lactic Acid Content in Foods by Enzyme-Based Amperometric Bioreactor. Zs. Bori, G. Csiffáry, D. Virág, M Tóth-Markus, A. Kiss, N. Adányi. Electroanalysis 2012, 24 (1): 158–164. Development of a Catalase-Based Amperometric Biosensor for the Determination of Increased Catalase Content in Milk Samples. P. Fűtő, G. Markus,

11. Optical waveguide lightmode spectroscopy technique–based immunosensor development for deoxynivalenol determination in wheat samples. K. Majer-Baranyi, A. Székács, I. Szendrő, A. Kiss and N. Adányi, European Food Research and Technology, Vol 234, DOI: 10.1007/s00217-011-1598-2 (2011). 12. Spoilage Detection with Biogenic Amine Biosensors, Comparison of Different Enzyme Electrodes. B. Bóka, N. Adányi, D. Virág, M. Sebela, A. Kiss. Electroanalysis, 2012, 24 (1): 181–186. 13. Investigation on plausible reaction pathways of maillard transformation occurring in newly developed antioxidant rich bakery products. A. Kiss, D. Virág, P. Forgó, Journal of Food Composition and Analysis, in press. 14. Impact of diverse exctraction procedures on gained bioactive components and content of different plant types. P. Forgó, A. Kiss, Journal of Food Composition and Analysis, in press.

48

15. Development of piezoelectric immunsensor for the detection of probiotic bacteria as well as antioxidants. H. Szalontai, N. Adányi, A. Kiss, Analytical Letters, 2012. 45: 1-16.

24. Antimicrobial activity of potentially probiotic bacteria, Szén O., Pál K., Bóka B., Naár Z., Kiss A., Magyar Mikrobiológiai Társaság Nagygyűlése, 2010. október 13-15., Keszthely

16. New type biosensor for the detection of pesticides, based on the inhibition of acetylcholinesterase. G. Csiffáry, P. Nagy, A. Kiss, N. Adányi, Chinese Chemical Letters, in press.

25. Bacillus clausii endospórák potenciális probiotikus hatásának feltárása és távlati alkalmazási lehetőségeinek megalapozása, Pál K., Szarvas J., Hilyákné Kadlott M., Szén O., Naár Z., A Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. Vándorgyűlése 2011. október 6-8. Balatonőszöd. Konferencia Kiadvány.

17. Putrescine biosensor based on putrescine oxidase from Kocuria rosea. B. Bóka, N. Adányi, J. Szamos, D. Virág, A. Kiss, Analytical and Bioanalytical Chemistry, in press.

Könyvrészletek 18. Interpretation and Modelling of Environmental Behaviour of Diverse Pesticides by revealing Photodecomposition Mechanisms. A. Kiss, D. Virág, In: Pesticides – Formulations, Effects, Fate. (Ed.: Margarita Stoytcheva) InTech, 2011. pp. 661-668. (ISBN: 978-953307-532-7). 19. Comparative Studies on Thermal Degradation Behaviour of Fructo-oligosaccharides by a New, Accurate HPLC-ELSD Method. A. Kiss, P. Forgó, Papers of International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), International proceedings of Chemical, Biological and food engineering, Vol 33. 25-32, Iacsit Press, 2012. 20. Comparison of molecular methods for identification of Lactobacilli. K. Pál, A. Kiss, Papers of International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), International proceedings of Chemical, Biological and food engineering, Vol 33. 55-61, Iacsit Press, 2012. 21. Revealing Anthocyanin-Profile of Selected Fruits and Vegetables by HPLC-MS Studies. P. Forgó, A. Kiss, Papers of International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), International proceedings of Chemical, Biological and food engineering, Vol 33. 78-85, Iacsit Press, 2012. 22. Comparative Studies on Antioxidant Capacity of Distinctive Natural Plants. A. Kiss, P. Forgó, Z. Murányi:Papers of International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), International proceedings of Chemical, Biological and food engineering, Vol 33. 148-157, Iacsit Press, 2012.

Konferencia poszterek Hazai konferenciák 23. Alginát-komplexek szerepe élelmiszerek ásványi anyagokkal való dúsításában. Környezetvédelmi analitikai és technológiai konferencia: a környezetvédelem és az élelmiszerminőség aktuális kérdései, Molnár Sz., Virág D., Kiss A.a, Murányi Z., Sümeg, 2011. október 57.

26. Csillagfürt (Lupinus albus) alapú funkcionális élelmiszerek fejlesztése és analitikai vizsgálata, Girán L.Hudák O.-Rácz L.-Kiss A.-Csutorás Cs., MKE I. Nemzeti Konferencia, Sopron, 2011. május 22-25. 27. Csillagfürt (Lupinus albus) fehérjék kinyerése és gélelektroforetikus vizsgálata, Girán L.-Hudák O.-Rácz L.-Kiss A.-Csutorás Cs. MKE I. Nemzeti Konferencia, 2011. Május 22-25, Sopron (poszter) 28. Eltérő hazai propolisz minták in vitro antimikrobás hatásának elemzése humán intesztinális modellben, Kalóczkai K., Pál K., Fűtő P., Molnár Sz., Naár Z., A Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. Vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6-8. 29. Prebiotikus hatású szénhidrátok analitikai vizsgálata és hőstabilitásának nyomonkövetése, Kiss A, Korózs M, Forgó P, Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 30. Kataláz enzim alapú amperometriás bioszenzor fejlesztése tejminták megnövekedett kataláz enzim tartalmának meghatározására, Fűtő P, Adányiné Kisbocskói N., Bóka B., Kiss A., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 31. Lizin Dekarboxiláz alapú amperometriás bioszenzor fejlesztése, Bóka B., Adányiné Kisbocskói N., Kiss A.,Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 32. Tejtermékek tejsavtartalmának vizsgálata enzimalapú amperometriás bioszenzorral, Csiffáry G., Adányiné Kisbocskói N., Szalontai H., Kiss A., Környezetvédelmi

49

Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 33. Funkcionális élelmiszerek hatóanyagtartalmának vizsgálata és eltarthatóságát befolyásoló paraméterek vizsgálata, Virág D., Kiss A., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 34. Bentonit nyomelem vizsgálatok és természetes vegyületek felületén való kötődése, Rapi S., Kiss A., Forgó P., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 35. Természetes peptidek stabilitásának vizsgálatai különböző környezeti hatások függvényében, Rapi S., Kiss A., Forgó P., Murányi Z., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter) 36. Alginát-komplexek szerepe élelmiszerek ásványi anyagokkal való dúsításában, Molnár Sz., Virág D., Kiss A., Murányi Z., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (poszter)

41. Funkcionális élelmiszerek hatóanyagtartalmának és az eltarthatóságukat befolyásoló paraméterek vizsgálata. Virág D., Kiss A., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 - 8. (poszter) 42. Funkcionális sütőipari élelmiszerek fejlesztése csillagfürtből, Girán L.-Hudák O.-Rácz L.-Kiss A.-Csutorás Cs. MKE 1. Nemzeti Konferencia, 2011. Május 22-25, Sopron (poszter) 43. Identification of bacterium strains of different origin on the basis of 16S rDNA., Szén O., Pál K., Naár Z., Kiss A., Magyar Mikrobiológiai Társaság Nagygyűlése, Keszthely, 2010 44. Identification of Lactobacillus and Bifidobacterium species from human origin by high resolution melt curve analysis, K. Huszti, K. Kalóczkai, Zs. Fejes, K. Pál, Z. Naár, Magyar Mikrobiológiai Társaság Nagygyűlése, 2010. október 13-15., Keszthely 45. Lizin dekarboxiláz alapú amperometriás bioszenzor fejlesztése, Bóka B., Adányiné Kisbocskói N., Kiss A,, MKE I. Nemzeti konferencia, 2011. május 22-25. Sopron 46. Molekuláris biológiai módszerek összehasonlító elemzése probiotikus baktériumok azonosítására és kvantitatív meghatározására, Pál K., Szén O., Szarvas J., Naár Z., A Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. Vándorgyűlése 2011. október 6-8. Balatonőszöd, Konferencia Kiadvány. 47. QCM-alapú jelölésmentes immunszenzor alkalmazása probiotikus baktériumok kimutatására, Szalontai H., Adányiné Kisbocskói N., Kiss A., MKE 1. Nemzeti konferencia, Sopron, 2011. 05. 22-25.

37. Prebiotikus hatású szénhidrátok analitikai vizsgálata és hőstabilitásának nyomonkövetése. Kiss A., Korózs M., Forgó P., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 8. (poszter) 38. Alginát-komplexek szerepe élelmiszerek ásványi anyagokkal való dúsításában. Molnár Sz., Virág D., Kiss A., Murányi Z., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 8. (poszter) 39. Prebiotikus sütőipari alapanyagok hatása intesztinális baktériumok növekedésére. Naár Z., Huszti K., Kiss A., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 - 8. (poszter) 40. Természetes peptidek stabilitásának vizsgálatai különböző környezeti hatások függvényében. Rapi S., Kiss A., Forgó P., Murányi Z., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 - 8. (poszter)

48. Rezisztens keményítők és inulin minták probiotikus hatásának in vitro vizsgálata humán intesztinális baktériumok kevert tenyészetében, Kalóczkai K., Pál K., Diána V., Naár Z., A Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. Vándorgyűlése 2011. október 6-8. Balatonőszöd.

Nemzetközi konferenciák 49. Analytical composition of White Lupin seeds and development of White Lupin based functionalized food products, L. Girán, O. Hudák, L. Rácz, A. Kiss, Cs.Csutorás 5th International Symposium on Recent Advances in Food Analysis, 1-4 Novembre 2011, Prague (poszter) 50. Application of the Prototype of a Portable Amperometric Biosensor, H. Szalontai, Nóra Adányi, Gábor Csiffary, Antal Véha, Soós József, Attila Kiss, International Conference on Electrochemical Sensors, Dobogókö, Hungary, June 19–24, 2011 51. Attempts to the quantitative determination of gluten with near infrared spectroscopy methods, K.n th th Patonay, 5 Central European Congress on Food, 19 nd 22 May, Bratislava, Slovakia

50

52. Comparative study of microelement accumulating characteristics of microalgae, Szabolcs Molnár, Éva Milinki, Attila Kiss, Euro FoodChem XVI – Translating food chemistry into health benefits; Gdansk 6-8. July 2011 53. Complex Approach For Versatile Characterization Of Distinctive Hungarian Propolis Samples, Sz. Molnár, S. Rapi, D. Virág, A. Kiss, P. Forgó:, „EuroFoodChem XVI. Translating food chemistry into health benefits”, July 6-8, 2011, Gdansk, Poland. 54. Composition of White Lupin seeds (Lupinus albus cv. Nelly) and development of functional food products, , L. Girán, O. Hudák, L. Rácz, A. Kiss, Cs., Csutorás, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7. 2011. 55. Development of bicuits with high nutritional value from white lupin, , L. Girán, O. Hudák, L. Rácz, A. Kiss, th Cs., Csutorás 8 International Conference, Functional Foods and Chronic Diseases: Science and Practice, Las Vegas, USA, March 15-17. 2011. 56. In vitro antimicrobial activity of propolis samples against probiotic bacteria, K. Kalóczkai, K. Pál, P. Fűtő, Sz. Molnár, Z. Naár, International Scientific Conference on Probiotics and Prebiotics, 14-16 June 2011, Kosice, Slovakia 57. Investigation of Antibacterial Activity of Lactobacillus Species, O. Szén, K. Pál, M. Hilyákné-Kadlott, Z. Naár, A. Kiss, 6th Probiotics & Prebiotics & New Foods 2011. szeptember 11-13. Rome 58. Investigation of functional food components and parameters affecting their stability, D. Virág, A. Kiss, „EuroFoodChem XVI. Translating food chemistry into health benefits”, July 6-8, 2011, Gdansk, Poland. 59. Investigation of the effects of powdered "king oyster mushroom" (Pleurotus eryngii (DC.: Fr.) Quél.) and its extracts on probiotic bacteria, J. Szarvas, K. Kaloczkai, K. Pál, Z. Naár, J. Győrfi, International Scientific Conference on Probiotics and Prebiotics, 15 - 17 June, Kosice, Slovakia, Book of Abstracts, 68. 60. Investigation of the proteins of white lupin by gel electrophoresis, Cs. Csutorás, L. Girán, O. Hudák, L. Rácz, th A. Kiss, 8 International Conference, Functional Foods and Chronic Diseases: Science and Practice, Las Vegas, USA, March 15-17. 2011. 61. Isolation and molecular identification of potential probiotic strains, originating from various natural sources, O. Szén, K. Pál, M. Hilyákné-Kadlott, Z. Naár, A. Kiss, International Scientific Conference on Probiotics and Prebiotics, 15 - 17 June, Kosice, Slovakia, Book of Abstracts, 155-156. 62. Pesticide Detection by Means of an Acetylcholinesterase Based Amperometric Biosensor, G. Csiffáry, P. Nagy, N. Adányi, A. Kiss, 2011 International Conference on Electrochemical Sensors, Dobogókő, 2011.06.19-24.

63. Prototype of a Portable Amperometric Biosensor, International Conference on Electrochemical Sensors , H. Szalontai, N. Adányi, G. Csiffary, A. Véha, J. Soós, A.a Kiss, Dobogókö, Hungary, June 19–24, 2011 64. Quantification of Lactic Acid and Enteric Bacteria by Means of qPCR, K. Pál, O. Szén, Z. Naár, A. Kiss, 6th Probiotics & Prebiotics & New Foods 2011. szeptember 11-13. Rome 65. Role of alginate complexes in trace metal fortification of functional foodstuff, Sz. Molnár, A. Kiss, D. Virág, Euro FoodChem XVI – Translating food chemistry into health benefits; Gdanszk 6-8. July 2011 66. Elaboration of specific functional foodstuffs based on revealing antioaxidants as well as microcomponent profile of purple corn. A. Kiss, P. Forgó, 8th International Conference on Functional Foods for Chronic Diseases: Science and Practice, Las Vegas, USA, 14-18, March, 2011. 67. Study of microelement accumulating characteristics of microalgae and alginic acid. D. Virág, A. Kiss, Sz. Molnár, É. Milinki, 8th International Conference on Functional Foods for Chronic Diseases: Science and Practice, Las Vegas, USA, 14-18, March, 2011. 68. Investigation of ochratoxin A level during fermentation of different wines by applying high toxin concentrations, Cs. Csutorás, P. Fűtő, P. Forgó, A. Kiss, L. Rácz, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. 69. Composition of white Lupin seeds (Lupinus albus cv. Nelly) and development of functional food products, L. Girán, O. Hudák, L. Rácz, A. Kiss, Cs. Csutorás, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. 70. Reduction of the concentration of Ochratoxin A in wines by applying appropriate clarification methods, Cs. Csutorás, Zs. Tajcs, P. Fűtő, P. Forgó, A. Kiss, L. Rácz, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. 71. Monitoring of Aflatoxin B1 content of must during fermentation, Cs. Csutorás, P. Fűtő, P. Forgó, A. Kiss, L. Rácz, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. 72. Development of white lupin (Lupinus Albus) based protein drinks, L. Girán, O. Hudák, L. Rácz, A. Kiss, Cs. Csutorás, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. Konferencia előadások Hazai konferenciák

51

73. Bacillus clausii endospórák potenciális probiotikus hatásának feltárása és távlati alkalmazási lehetőségeinek megalapozása. Pál K., Szarvas J., Hilyákné K. M., Szén O., Naár Z., A Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. Vándorgyűlése 2011. október 6-8. Balatonőszöd. 74. Újonnan azonosított, természetes bioaktív komponensek átalakulási folyamatai és élelmiszeripari alkalmazási lehetőségei, Kiss A., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (előadás) 75. Antocianin származékok analitikai meghatározása gyümölcsökben, komponens eloszlás, antioxidáns aktivitás és polifenol tartalom, Kiss A., Murányi Z., Forgó P., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (előadás) 76. Fűszernövények illóolajainak vizsgálata, Patonay K., Murányi Z., Kiss A., Környezetvédelmi Analitikai és Technológiai Konferencia, Sümeg, 2011. október 5-7. (előadás) 77. Antocianin származékok analitikai meghatározása gyümölcsökben, komponens eloszlás, antioxidáns aktivitás és polifenol tartalom. Forgó P., Kiss A., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 - 8. (előadás) 78. Újonnan azonosított, természetes bioaktív komponensek átalakulási folyamatai és élelmiszeripari alkalmazási lehetőségei. Kiss A., Virág D., Forgó P., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonőszöd, 2011. október 6 - 8. (előadás)

81. Fűszernövények illóolajainak vizsgálata. Patonay K., Murányi Z., Kiss A., X. Környezetvédelmi és Technológiai Analitikai Konferencia, 2011.10.05-07., Sümeg 82. Molekuláris biológiai módszerek összehasonlító elemzése probiotikus baktériumok azonosítására és kvantitatív meghatározására. Pál K., Szarvas J., Szén O., Naár Z., A Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. Vándorgyűlése, 2011. október 6-8., Balatonőszöd

Nemzetközi konferenciák 83. Development of natural component-based unique functional foodstuffs with enhanced prebiotic effect, Kiss, A., Virág,D., Forgó,P., 8th International Conference on Functional Foods for Chronic Diseases: Science and Practice, Las Vegas, USA, 14-18 March, 2011. 84. Impact of soils and metals on photodegradation of diverse pesticides. Kiss, A., Virág,D., Forgó, P., XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. 85. Development of a new, accurate analytical method to reveal the thermal degradation mechanism of fructooligosaccharides, Forgó, P., Virág,D., Kiss, A., XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry: Analytical Techniques and Preservation of Natural Resources, Sümeg, Hungary, October 5-7, 2011. 86. Comparative Studies on Thermal Degradation Behaviour of Fructo-oligosaccharides by a New, Accurate HPLC-ELSD Method. Kiss, A., Virág,D., Forgó, P., International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), Kuala Lumpur, Malaysia, 4-6. May 2012. 87. Comparison of molecular methods for identification of Lactobacilli. K. Pál, A. Kiss, International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), Kuala Lumpur, Malaysia, 4-6. May 2012. 88. Revealing Anthocyanin-Profile of Selected Fruits and Vegetables by HPLC-MS Studies. P. Forgó, A. Kiss, International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), Kuala Lumpur, Malaysia, 4-6. May 2012.

79. Fűszernövény-illóolajok, mint lehetséges élelmiszeradalékok vizsgálata. Patonay K., Murányi Z., Kiss A., Magyar Táplálkozástudományi Társaság XXXVI. vándorgyűlése, Balatonöszöd, 2011. október 6 - 8. (előadás) 80. Csillagfürt (Lupinus albus) alapú funkcionális élelmiszerek fejlesztése és analitikai vizsgálata. 2011 MKE 1. Nemzeti Konferencia, 2011. május 22-25., Sopron (előadás)

89. Comparative Studies on Antioxidant Capacity of Distinctive Natural Plants. A. Kiss, P. Forgó, Z. Murányi: International Conference on Food Engineering and Biotechnology (ICFEB 2012), Kuala Lumpur, Malaysia, 4-6. May 2012. 90. Development of antioxidant rich bakery products by utilizing Maillard reaction and newly described transformation products. Virág,D., Forgó, P., Kiss, A., th 8 International Conference: Functional Foods for Chronic Diseases: Science and Practice”, 15-14. March 2011, Las Vegas, U.S.A. 91. Gastro-intestinal Models for the Study of Probiotics and Prebiotics. Kalóczkai, K., Virág , D., Pál , K., Naár, Z.

52

International Scientific Conference on Probiotics and Prebiotics, Pre-conference Satellite Symposium- 2011. június 13. Kassa 92. In vitro antimicrobial activity of propolis samples against probiotic bacteria. Kalóczkai , K., Pál , K., Fűtő , P., Molnár , Sz., Naár , Z., International Scientific Conference on Probiotics and Prebiotics, 2011. június 14-16. Kassa

hatás. A szabadalom az alábbi innovációkra épül. A kifejlesztett keksz különleges tulajdonságú termék, egészségvédő hatású funkcionális élelmiszer, a prototípus elkészült, gyártás előkészítése folyamatban van. Az alkalmazott technológia bármely sütő-, és édesipari üzemben alkalmazható, nincs szükség új berendezések használatára. Az egyedi, metioninra jellemző káposztához hasonló ízhatás elérésére sem sütőipari, sem más termékekben nem történtek eddig próbálkozások bioaktív komponensek alkalmazása által.

93. In vitro investigation the effect of prebiotics on mixed culture of human intestinal bacteria. Kalóczkai , K., Pál , K., Fűtő , P., Molnár , Sz., Naár , Z., International Scientific Conference on Probiotics and Prebiotics, 2011. június 14-16. Kassa 94. Investigation of Antibacterial Activity of Lactobacillus Species. Pál K., Hilyákné K. M., Szén O., Naár Z., Kiss, A., 6th Probiotics & Prebiotics & New Foods 2011. Septembre 11-13. Rome 95. Molecular Biology Methods for Rapid Determination of Lactic Acid Bacteria Strains Isolated From Food and Environmental Samples. Pál, K., Szén, O., Naár, Z., Kiss, A., 6th Probiotics & Prebiotics & New Foods 2011. Septembre 11-13. Rome 96. Probiotic Structure Function Analysis Reveals PRTP Encoded Lactocepin to Mediate Anti-Inflammatory Effects via Selective Degradation of IP-10. O. Szen, K. Pal, Z. Naar, G.e Hörmannsperger M.-A., von Schillde, M. Weiher, C.-A. Alpert, H. Hahne, C. Bäuerl, G. Perez, D. Haller, 6th Probiotics & Prebiotics & New Foods 2011. Septembre 11-13. Rome 97. Quantification of lactic acid and enteric bacteria by th means of qPCR. K. Pál, O. Szén, Z. Naár, , A. Kiss, 6 Probiotics, Prebiotics and New Food Conference, Rome, 2011.



A keksz ízének metionin D és L módosulatával történő beállítása által egyedi és megfelelő ízhatást értünk el.



DL- és L-metionin hozzáadásával készült keksz, melyben a D- és az L-metionin aránya nagyobb, mint 0,5 és kisebb, mint 1.



Az ízhatás optimalizálása mellett olyan egyedi öszszetételt, élelmiszermátrixot, valamint kezelésitechnológiai körülményeket dolgoztunk ki, melyek alkalmazása révén mind a metionin, mind a hozzáadott vitaminok a lehető legkisebb mértékű degradációt szenvedik el.



A termékösszetétel kialakításánál cél volt, hogy a kéntartalmú aminosavak (metionin + cisztein + cisztin) aránya az összes aminosavakon belül 2-nél nagyobb legyen.



Korábban nem állítottak elő olyan keksz termékeket, amelyekben a hozzáadott metionin menynyisége meghaladta a 0,5 %-ot. Azzal, hogy ezekben a termékekben a metionin mennyisége 1-6 % között változik, lehetőség nyílik a metionin terápiás hatásának kihasználására.



A vitaminozott kekszek antioxidáns aktivitása kiemelkedőnek adódott: 59,62 mg aszkorbinsav/100g termék a kontroll kekszek esetében mért 6,66-os értékhez viszonyítva.

VIII. A benyújtott szabadalmak 1.

Kiemelkedő antioxidáns aktivitású, egyedi ízhatású keksz kifejlesztése

Célunk olyan metionin-tartalmú, speciális élettani hatású és ízvilágú élelmiszer, valamint ennek az előállításához kapcsolódó egyedi technológiák kifejlesztése volt, melyben a metioninnal összefüggésben levő biokémiai folyamatokhoz fontos vitaminok (B6, B12, folsav, pantoténsav) és nyomelemek (magnézium) is megfelelő formában és mennyiségben vannak jelen. Így a metionin komplex, kedvező élettani hatásai maximálisan kiaknázhatóak, és érvényesülhet az antioxidáns, a toxinsemlegesítő, a haj-, bőr-, körömerősítő, valamint az izomképződést fokozó

2.

Fokozott antioxidáns aktivitású, mikrokapszulázott lizinnel dúsított funkcionális sütőipari és tejipari termékek és előállítási eljárásaik kifejlesztése

A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az L-lizin hidrokloridot megfelelő mennyiségben a liszthez, tejhez, vagy egyéb élelmiszeripari alapanyaghoz adagolva, majd a megfelelő hőkezelési hőmérséklet és időt beállítva az L-lizin egy része antioxidáns tulajdonságú vegyületekké alakul a késztermékben, a termékben levő aminosavak és szénhidrátok között lejátszódó Maillard-reakció következtében. Az így előállított termékek számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek a kiemelkedően nagy lizin/arginin arány, a magas antioxidáns aktivitás, illetve az L-lizin maradványok miatt, így a fentiekben részletezett élettanai előnyök sokrétűen kiaknázhatóak. Ezek a termékek tehát értékes funkcionális élelmiszerek. A találmány tárgya L-lizin és a belőle keletkező antioxidánsokat tartalmazó kekszféleség, pogácsa, péksütemény, illetve tejféleségek és az előállítására szolgáló technológiák. A feladatot L-lizin-hidroklorid megfelelő mennyiségben a keksz vagy péksütemény, illetve tejtermékek alapanyagához történő adagolásával oldottuk meg oly módon, hogy a

53

hőkezelés során a megfelelő hőmérséklet és idő szabályozásával az L-lizin-hidroklorid jelentős része megmarad speciális mikrokapszulázási eljárások alkalmazásával, az átalakulása során keletkezett anyagok viszont antioxidánsok, amelyek előnyös hatásúak a termékben. Az így létrehozott termék alkalmas a herpes simplex által kiváltott tünetek kezelésére és előnyös hatású a csontrikulás kezelésében is.

való eljutásának biztosításával, illetve a biológiai hasznosulást elősegítő prebiotikumok alkalmazásával valósítottuk meg. A prebiotikumok alkalmazásának egyértelmű előnyös következménye, hogy fokozzák a bélbaktériumok aktivitását, mely tevékenységek során keletkező rövidláncú zsírsavak savanyító hatása következtében az esszenciális mikroelem-tartalom szignifikánsan nagyobb mennyiségben válik felvehetővé.

IX. Részvétel szakipari kiállításokon, expókon, üzleti fórumokon 1. THAIFEX 2011 - World Food of Asia Expo, Bangkok

A termék FRAP módszerrel meghatározott antioxidáns aktivitása nagyobb, mint 1500 mg C-vitamin egyenérték/kg, amely szignifikánsan nagyobb, mint az L-lizint nem tartalmazó hasonló termékekben. A reakcióelegy HPLC-analízisekor 58 eltérő terméket detektáltunk, melyek közül többnek a jelenléte, illetve specifikus arányai az új termék egyedi sajátságainak tekinthetők. A termék előállításához szükséges egyedi, technológia kialakítása, azon alapul, hogy a hatóanyag mikrokapszulázása során tejben, vagy más italban oldott CaCl2-dal készítjük az 1 mm alatti méretű alginát gyöngyöket.

3.

Speciális mikroelem és prebiotikum kombinációkkal dúsított, erjesztett élelmiszertermékek kifejlesztése újszerű mikrokapszulázási eljárás alkalmazásával

Olyan termék igen csekély számban található a kereskedelemi forgalomban, ahol az adott tejféleségben található probiotikumok aktivitását prebiotikumokkal való dúsítással fokozzák, ily módon erősítve a jótékony biológiai hatást. A prebiotikumokkal aktivált probiotikumok kedvező hatást gyakorolnak az emésztőrendszer működésére, és elősegítik jótékony anyagok, így az esszenciális mikroelemek felszívódását is. Ebből adódóan volt célszerű probiotikumokat tartalmazó élelmiszert, döntően tejféleségeket, ill. ezekkel készített élelmiszereket dúsítani mikroelemekkel és prebiotikumokkal a termékfejlesztéseink során.

Az Eszterházy Károly Főiskola EGERFOOD Regionális Tudásközpontja nagy sikerrel mutatkozott be Ázsia egyik legjelentősebb élelmiszeripari világkiállításán, „THAIFEX 2011 World Food of Asia” elnevezésű expón, 2011. május 25. és 30. között Thaiföldön, Bangkokban. Dr. Kiss Attila, az EGERFOOD RET főigazgatója és a 2010-ben létrehozott Innovációs és technológiatranszfer Iroda négy munkatársa képviselték az EKF élelmiszeripari K+F+I szervezeti egysége, valamint a termékfejlesztésekben hatékonyan együttműködő ipari partnerek által alkotott EGERFOOD klasztert. Öszszesen 8 partnercég (Detki Keksz Kft., HESI Kft., Egertej Kft., Új Champignons Kft., Y-Food Kft., Egri Bormíves Céh Kft., Buszesz Zrt., Hungerit Zrt.) 31 különböző terméke került bemutatásra. Magyarországról az egri főiskola által integrált ipari partnereken kívül más kiállító nem vett részt az eseményen, így nemzeti stand jelleget is öltött az Egerfood pavilon. Szűkebb régiónkból, a Kelet-Közép-Európai térségből szintúgy nem szerepeltek élelmiszeripari vállalatok az expón. A nagy földrajzi távolság következtében azon európai termékek tarthattak számot jelentős érdeklődésre, melyek magas hozzáadott értékkel, illetve valamilyen egyedi sajátossággal bírnak. Mivel ezen igények közel állnak az Egerfood Tudásközpont és a Funkfood konzorcium hagyományos erősségéhez, az egészségvédő hatású, funkcionális élelmiszerek koncepciójához, a kiállításon intenzív figyelem irányult az ázsiai gyártók, importőrök és disztribútorok részéről a tudásközpont kutatói által kifejlesztett funkcioná-

A találmány kidolgozásának lényege az volt, hogy olyan tejipari terméket állítsunk elő, amely hatékonyabban felvehető formában tartalmazza az ember számára fontos mikroelemeket, tehát túlnyomórészt szervesen kötött, ill. komplexált állapotban levő fémvegyületek alkalmazására épül, így más, a felhasználásával készített élelmiszer – pl. sütőipari termék – élettani értékét is szignifikánsan fokozza. A feladatot optimális összetételű, 8 esszenciális fémet egyedi formában és optimális arányban tartalmazó mikroelem-keverék összeállításával, a fémek emésztőrendszerbe

lis termékváltozatokra. Kiemelt érdeklődés mutatkozott a projekt keretében létrejött INUKEKSZ és LIZINER kekszek piaci bevezetésére, illetve a licencjogok értékesítésére. Az

54

expón az Egerfood reprezentánsok konstruktív tárgyalásokat folytattak számos ázsiai gyártóval, kereskedővel, disztribútorral, illetve szakszövetségek vezetőivel. 2.

SALIMA Élelmiszeripari Szakkiállítás, Csehország

2012. február 28. és március 02. között 28. alkalommal került megrendezésre a SALIMA elnevezésű Nemzetközi Élelmiszeripari Szakkiállítás Csehországban, Brno városában. Az idei expón 28 országból összesen 674 kiállító mutatta be termékeit, szolgáltatásait és közel 27.000 látogató tekintette meg a rendezvényt. Az Eszterházy Károly Főiskola által koordinált Egerfood Élelmiszer-biztonsági és Technológia-fejlesztési Klaszter a színvonalas eseményen nemcsak a régió, hanem az ország egyedüli olyan klasztereként szerepelt az expón, amely egy szakmai érdekszövetség együttes képviseletét látta el, kiaknázva a közös fellépés előnyeit.

2

kialakított 120 m -es közösségi standon 13 cég mutatta be főbb tevékenységeit és termékeit, köztük a projekt két konzorciumi tagji is, mely ezen a rendezvényen a következő cégeket képviselte: a HESI Heves megyei Sütő- és Édesipari Kft. és Detki Keksz Édesipari Kft.. A kiállításon az Egerfood RET innovációs tevékenységét, valamint a képviselt cégek főbb termékeit ismertettük meg a fogyasztókkal, illetve bemutattuk új, innovatív, már piacon lévő és megvásárolható termékeinket, a Lizinert és az Inukekszet is. A családos látogatók mellett a szakmai érdeklődők főként a RET munkájára, a fejlesztésekre voltak kíváncsiak. Többen érdeklődtek az együttműködés jellegéről, a közös munka előnyeiről, a klaszter tagjairól, a termékpalettáról. Ők elismerően nyilatkoztak eddigi munkánk eredményeiről. A pékáruk tekintetében számos látogató érdeklődött a korszerű táplálkozás igényeinek megfelelő (teljes kiőrlésű lisztből készült, magvas, stb.) termékek iránt.

X. Áttekintés a funkcionális élelmiszerek kidolgozásával kapcsolatos kutatás-fejlesztési tevékenységek költségeiről 1. A funkcionális élelmiszerek kifejlesztésének lépései, a megvalósításhoz megoldandó laboratóriumi feladatok

A standunkat meglátogatta Dr. Fazekas Sándor vidékfejlesztési miniszter, illetve V. Németh Zsolt, a vidékfejlesztésért felelős államtitkár is, akik megtekintették az Egerfood Klaszter kiállított termékeit, s részletesen tájékozódtak a Tudásközpont kutatás-fejlesztési, innovációs tevékenységéről, eddig elért eredményeiről. A kiállítás ideje alatt a HITA által szervezett üzletember találkozó keretében több disztribútor, élelmiszerkereskedő is felkereste standunkat, komoly érdeklődést tanúsítva partnercégeink termékei iránt. A 4 nap alatt számos tárgyalást folytattunk élelmiszeripari szakemberekkel, elősegítve ezzel partnercégeink exportpiaci lehetőségeinek kiszélesítését. Tapasztalataink alapján bízunk abban, hogy a klaszterben együttműködő cégek piaci tevékenységének sikeréhez ezúton hozzájárultunk, s megalapoztuk a külföldi partnerekkel való kölcsönösen előnyös együttműködésüket. 3.

XX. Farmer-expo, Debrecen

2011. augusztus 18-21 között huszadik alkalommal került megrendezésre a jubileumi Farmer-expo Nemzetközi Mezőgazdasági és Élelmiszeripari Szakkiállítás a Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrumának területén. A 4 napos élelmiszeripari kiállításon 300 hazai és külföldi kiállító mutatta be termékeit és közel 30.000 látogató tekintette meg a rendezvényt. Az Agrár Marketing Centrum által

A funkcionális élelmiszerek dinamikusan feljődő piacán a tudományos ismeretek alapján előállított, ellenőrzött hatóanyag-tartalmú és igazolt élettani hatású termékek számíthatnak térnyerése és a fogyasztók tartós érdeklődésére. A jelenleg kapható, valamilyen funkcióval felruházott(nak vélt) élelmiszerek fejlesztése során leggyakrabban egy vagy néhány, önmagában véve bizonyított élettani hatású anyagot (pl. C-vitamint) adnak az alapanyagokhoz a termék gyártása során, viszont nem ellenőrzik vissza, hogy a technológia nem károsítja-e a funkcionális összetevőt (pl. erőteljes hőhatás révén). Azt pedig valóban csak elvétve vizsgálják, hogy a hatóanyagot tartalmazó termék emésztése során bekövetkező fizikai-kémiai folyamatok mennyire károsítják azt. Pl. az egyébként kiváló élettani hatású, joghurtokban lévő baktériumoknak több mint 90 %-a elpusztul a gyomorban történő emésztés alatt. Jóllehet, a fejlesztési költségek minimalizálása rövid távon gyorsabb megtérülést igér, azonban hosszabb távon e termékektől nem várható tartós versenyképesség, így hamar lemondanak a fogyasztásáról a vevők. Hosszú távon is sikert, a kiszámítható megtérülés után tartós árbevételt jelentő termékek kifejlesztése összetett, költséges folyamat, melynek egyes lépései szorosan egymásra épülnek, és speciális ismeretekkel rendelkező, a legkorszerűbb felszereltséget használó kutató-fejlesztő szakértők szükségesek az eredményes elvégzésükhöz. E részlépések összefüggéseit mutatja be a következő ábra.

55

A funkcionális élelmiszerek kidolgozásával kapcsolatos kutatás-fejlesztési tevékenységek és összefüggésük

Új módszerek, eljárások kidolgozása

Alapanyagok minősítése és elemzése

Hatóanyagprofil feltárása A környezeti és technológiai körülmények hatásának feltárása, a hatóanyagok stabilitásának vizsgálata

Új hatóanyagok azonosítása, azok alkalmazási lehetőségeinek a feltárása

Hatóanyagok kinyerési eljárásainak optimalizálása

A dúsítás funkcionális élelmiszer célú alkalmazásra

Technológiai fejlesztések a gyártás optimalizálására Alapkutatás Ipari kutatás Termékfejlesztés

Új funkcionális élelmiszertermékek, szabadalmak

Biológiai modellkísérletek a komponensek hatásának bizonyítására

Humánklinikai tesztkísérletek

Igazolt élettani hatású prémiumtermékek

PIAC

56

A fenti ábrán látható, ideálisnak tekinthető fejlesztési folyamat a kutatás-fejlesztési tevékenységek mindhárom típusára épít: 1.

2.

3.

Alapkutatás révén olyan új ismeretek megszerzésére törekszik, melyek alkalmazása révén egyedi új termékek kifejlesztése válik lehetővé, ami akár új piaci szegmens nyitására is módot ad. Az ilyen jellegű termékek piaci bevezetése ugyan az átlagosnál magasabb marketingköltséget igényel, viszont az új ismeretek szabadalmakkal (is) védett monopóliuma hosszú távon korlátozza a konkurenciát. Az ily módon nem védett hátterű új termékeket hamar elkezdik másolni a versenytársak, „ráülve” a kifejlesztő marketingkapmányára, jelentősen lassítva a megtérülést, a profittermelést és gyorsítva az újdonság „elévülését”. Az ipari kutatás során – ideális esetben – a saját tulajdonban lévő új ismeretek alkalmazása, a gyártó partner technológiájával szerzett tapasztalatokkal való ötvözése révén már közel lehet kerülni az új termékprototípusok megszületéséhez. A jelenlegi körülmények között általában itt kezdődik a hosszabb távra tekintő cégek termékfejlesztési tevékenysége. Ebben az esetben lényegesen új, a piacon lévőktől számottevően eltérő termék létrejötte kevéssé valószínű, viszont kisebb költséggel jár a fejlesztés és a termék bevezetése is. A kísérleti fejlesztés „kötelező feladat” minden esetben: ekkor történik meg a prototípusok véglegesítése, a tudományosan megalapozott termékváltozatok közül a legjobban eladható, a leggazdaságosabban gyártható kiválasztása, technológiájának pontosítása. E szakasz kritikus eleme az új termék élettani hatásának ellenőrzése, tudományos igazolása. A funkcionális termékek kifejlesztése során elkövetett leggyakoribb hiba az, hogy a gyártás során hozzáadott élettani hatású anyagról feltételezzük, hogy a termékben mennyiségileg és minőségileg is ugyanazt a hatást fejti ki, mint tiszta anyagként, pl. gyógyszerben vagy étrendkiegészítőként alkalmazva. Alig ismert tényező, de a hatást nagyban befolyásolja az az élelmiszer-alapanyag (mátrix), ami hordozza a funkcionális összetevőt. Ezért nélkülözhetetlen legalább laboratóriumi modellekben való hatásellenőrzés, amit optimális esetben önkéntesek bevonásával, orvosi ellenőrzés és irányítás mellett végzett klinikai kísérlet követ. Ez utóbbi lépés adja a legerősebb igazolást, a terméken akár egyedi állítás alkalalmazását alátámasztó bizonyítékot a termék hatásosságáról. Az ilyen alapokon nyugvó, célzott marketing a fogyasztók figyelmének gyors, hatékony felkeltését teszi lehetővé.

2. A funkcionális élelmiszerek kifejlesztésének költségei Az Egerfood Regionális Tudásközpont működése során szerzet tapasztalatokat összefoglalva az alábbi költségekkel érdemes számolni, ha egy élelmiszergyártó egy új piaci szegmenst jelentő egyedi termékkel szeretne megjelenni.

Tevékenység Alapanyagok minősítése és elemzése Az alapanyagok minősége meghatározó tényező a funkcionális összetevő érvényesülésében, továbbá számos növényi és állati alapanyag rendelkezik maga is kisebb arányba pozitív élettani hatású alkotókkal, melyet célszerű figyelembe venni a fejlesztés során.

Költség (eFt)

150-450

Új módszerek, eljárások kidolgozása A jelentős újdonságot adó új termékeknél olyan összetevők vizsgálatára is gyakran van szükség, melyhez nem áll rendelkezésre szabvány leírt mérési módszer, ezért új módszer kidolgozásával lehet/kell megerősíteni a termékkel kapcsolatos ismeretrendszert.

600-1.200

A környezeti és technológiai körülmények hatásának feltárása, a hatóanyagok stabilitásának vizsgálata Új eddig nem alkalmazott hatóanyagok esetében nélkülözhetetlen azon tényezők feltárása, megismerése, melyek befolyásolhatják az anyagnak az aktuális termékbeli koncentrációját. Az állandó minőség biztosításához feltétlenül ismerni kell e tényezőket.

400-2.500

Hatóanyagprofil feltárása Új, vagy eddig e célra nem használt hatóanyagforrások esetében előnyös a teljes profil ismerete, mert csak ennek birtokában lehet elvégezni a befolyásoló tényezők hatásának felmérését.

Hatóanyagok kinyerési optimalizálása

300-1.600

eljárásainak

Ha az eredeti hatóanyagforrás nem eléggé koncentrált, vagy az állandó a koncentráció másként nem biztosítható, akkor szükséges lehet az anyag(ok) kinyerése.

200-1.300

Új hatóanyagok azonosítása, azok alkalmazási lehetőségeinek a feltárása Az egyik legköltségesebb feladat, de az új hatóanyagok forrásának és kivonásának saját tulajdonban lévő, védett ismerete biztosíthatja leginkább az előnyt a versenytársakkal szemben.

A dúsítás funkcionális élelmiszer célú alkalmazásra A kinyert hatóanyag stabilizálása, további koncentrálása nélkülözhetetlen lépés új hatóanyagok alkalmazása esetén.

Technológiai fejlesztések optimalizálására

a

1.500-4.000

600-1.100

gyártás

Az új termékek gyártása –kedvező esetben – a meglévő technológiai berendezésekkel is megoldható. Ekkor a gyártás egyes műszaki paramétereinek optimalizálását kell elvégezni a termékváltozatok folyamatos laboratóriumi ellenőrző vizsgálata mellett.

Új funkcionális élelmiszer-termékek szabadalmi dokumentációjának elkészítése Biológiai modellkísérletek a komponensek hatásának bizonyítására A költséges klinikai vizsgálatok előtt modellkísérletekkel célszerű kiválasztani az elvárt hatással biztosan rendelkező termékváltozatot.

300-1.500

250-750

300-600

Humánklinikai tesztkísérletek A legköltségesebb fejlesztési lépés, de ennek révén adható a legmegyőzőbb bizonyíték a termék élettani hatásáról, ami a piacon tartós versenyelőnyt biztosít.

Mindösszesen

25.000-35.000 29.600-50.000

57

3. Az Egerfood Regionális Tudásközpont funkcionális élelmiszertermékek kifejlesztésére működtett szolgáltatási tevékenységei



Emészthetőségi vizsgálat mesterséges gyomormodellben



Mikroorganizmusok hőérzékenységének megállapítása, hőkezelési programok optimalizálása

Az Egerfood Regionális Tudásközpont hatéves tapasztalattal rendelkezik funkcionális élelmiszertermék-fejlesztés terén. Ez idő alatt élenjáró hazai kutatóintézetté vált, ahol 30-nál is több, magasan képzett kutató vesz részt a fent felsorolt feladatok hatékony végzésében az élelmiszergyártó partnerekkel szoros együttműködésben. A tudásközpont az alábbi szolgáltatási tevékenységekkel kíván hozzájárulni a hazai élelmiszeripar versenyképességének növeléséhez.



Technológiai és személyi higiéniai vizsgálatok



Élelmiszeripari veszélyazonosítás és –jellemzés



Termékek szavatossági idejének megállapítása



Mikrobiológiai laboratóriumi anyagok (táptalajok, tápoldatok, mintavevő eszközök, stb.) tenyészetek készítése, sterilezése



Használt mikrobiológiai anyagok ártalmatlanítása

Minőség- és eredetvédelmi tevékenységek Az eredetiség többirányú, tudományos igényű igazolása (analitikai paraméterek és molekuláris biológiai vizsgálatok).

Vízvizsgálatok



Klasszikus paraméterek (össz. oldott anyag, pH, oldott oxigén, keménység, KOI, BOI, vezetőképesség)



Új és egyedi eredetigazolási módszerek kidolgozása.





Az élelmiszerlánc egészére kiterjedő, komplex nyomon követési modellrendszer kidolgozása és adaptálása (központi szerver, mobiltelefonos elérhetőség, hatékony, gyors fogyasztói tájékoztatás).

Szervetlen makro és mikro komponensek (kationok, anionok, fémspeciációk)



Szerves szennyezők (kőolajszármazékok, halogénezett szénhidrogének, peszticidek)





Minőségbiztosítási rendszerek ellenőrzése, felülvizsgálata, minősítése.

K+F+I szolgáltatások



Új, funkcionális élelmiszerek kidolgozása, egészségvédő hatás igazolása.



Klasszikus és finomanalitikai mérési szolgáltatások.



Élelmiszerminőségi és higiéniai vizsgálatok.



Akkreditált mikrobiológiai laboratóriumi szolgáltatások.

Talajvizsgálatok



Klasszikus paraméterek (pH, humusz, karbonát, vezetőképesség)



Összes és mobilis fémtartalom (alkáliák, vas, mangán, cink, alumínium, króm, réz, kadmium, ólom)



Szerves szennyezők (kőolajszármazékok, halogénezett szénhidrogének, peszticidek)

Növényminták analízise



Makro-, mezo- és mikroelemek (nitrogén, foszfor, kálium, kalcium, magnézium, nátrium, kén, vas, mangán, molibdén, cink, alumínium, króm, réz, kadmium, ólom, arzén) Peszticidek, aminosavak, zsírsavak



Egyedi komponensek, kontaminánsok és bioaktív anyagok vizsgálata.



Élelmiszeripari folyamatok kockázatelemzése, technológiák minősítése.





Biológiai modellkísérletek kivitelezése, bioaktív hatóanyagok analízise.

Élelmiszeripari termékek és alapanyagok általános minősítése



Technológiafejlesztési javaslatok kidolgozása, költséghatékonyság-elemzés.





Új termékek piaci bevezetésének előkészítése, marketingterv, helyzetelemzés készítése.

Alapvető és általános élelmiszerminőségi paraméterek (szénhidrát, cukor, zsír, fehérje, tartósítószerek, aromák és adalékok) bevizsgálása



Tápérték-vizsgálatok



Makro- és mikroelemek (alkáliák, vas, mangán, cink, alumínium, króm, réz, kadmium, ólom, arzén)



Peszticidek, toxinok, aminosavak, zsírsavak



Antioxidáns hatású anyagok analízise



Búza és sütőipari termékek (nedvesség, sikértartalom, vízfelvétel, fehérjetartalom, sütési paraméterek)



Fűszerek (szín- és aromaanyagok)



Szőlő, bor (savösszetétel, szín- és aromaanyagok)

Akkreditált élelmiszermikrobiológiai laboratórium



Helyszíni mintavételezés, a minták bevizsgálása, szabvány szerinti minősítése



Mikroorganizmusok azonosítása, csíraszám meghatározása (aerob, anaerob és mikroaerofil baktériumok, gombák)



Antimikrobás anyagok (antibiotikumok, gombaölőszerek) iránti érzékenység meghatározása

58

FiHiNi nemzetközi élelmiszeripari kiállítás Sanghajban

FiHiNi nemzetközi élelmiszeripari kiállítás Sanghajban

59

A kutatási eredmények bemutatása

60

KONV

Recommend Documents