VÝROBA POTRAVIN A NUTRIČNÍ HODNOTA Obiloviny a výrobky z obilovin
1
Obiloviny a výrobky z obilovin Postavení obilovin (cereálií) v energetické a nutriční bilanci spotřeby potravin. Nutriční přínosy základních cereálních surovin (pšenice, žito, rýže, kukuřice) a výrobků (chléb, pečivo, těstoviny). Nutriční přínosy netradičních cereálních surovin (ječmen, oves, pšenice špalda, pohanka, proso, amarant aj.) a výrobků (speciální druhy chleba a pečiva, cereální výrobky pro speciální diety, extrudované výrobky, obilné vločky, müsli aj.). Výživové benefity pentosanů, -glukanů z cereálií a fytochemikálií (polyfenolů) z pseudocereálií. 2
Obiloviny a výrobky z obilovin Obilné (cereální) výrobky jako zdroj některých vitaminů a minerálních látek, technologická opatření vedoucí ke zvýšení jejich obsahu. Vliv konzumace některých cereálních výrobků na snižování glykemického indexu (těstoviny, výrobky s ječmenem a ovsem) a prevenci civilizačních onemocnění. Výživová doporučení a zdravotní tvrzení s ohledem na cereální výrobky (zvýšení spotřeby výrobků z obilovin, zvláště celozrnných). 3
Obiloviny a výrobky z obilovin Změny živin během zpracování obilovin a výroby cereálních produktů: mlýnská výroba (skladování, sušení, příprava ke mletí, mletí obilí), u rýže proces úpravy parboiled, …
4
Obiloviny a výrobky z obilovin Změny živin během zpracování obilovin a výroby cereálních produktů: pekárenská výroba - vytvoření těsta (tvorba lepku, bobtnání polysacharidů), nakypření těsta, chemické změny během fermentace těsta, při pečení vliv tepla na obsah a vlastnosti bílkovin a sacharidů (ztráty esenciálních aminokyselin, denaturace bílkovin-zvýšení jejich využitelnosti, mazovatění škrobu, Maillardova reakce, degradace -glukanů), 5
Obiloviny a výrobky z obilovin Změny živin během zpracování obilovin a výroby cereálních produktů: pekárenská výroba - vliv tepla na aktivitu a obsah vitaminů a minerálních látek, vznik vonných a chuťových látek, tvorba akrylamidu, vznik rezistentního škrobu), chlazení nebo řízené chladnutí, distribuce, příp. zmrazování, (možné i zmrazování pekařských těst), skladování cereálních výrobků (retrogradace škrobu, stárnutí pekařských výrobků). 6
Obiloviny a výrobky z obilovin Změny živin během zpracování obilovin a výroby cereálních produktů: Výroba expandovaných (extrudovaných a pufovaných) výrobků a výroba těstovin - vliv extruze (zvýšení glykemického indexu, změna v obsahu vlákniny potravy, mazovatění škrobu, denaturace bílkovin).
7
Obiloviny a výrobky z obilovin zdroj sacharidů (škrob-zdroj energie, vlákninanestravitelné složky), bílkovin (neplnohodnotné), vitaminů (skup. B, E), minerálních látek (P, Ca, Fe, Mg, K, Na, S, Se, Zn, Mn, Cu, …), polyfenolů (flavonoidy, tokoferoly-zdravotní účinky), antinutriční látky (fytáty, tanin) vliv konzumace některých cereálních výrobků na snižování glykemického indexu (vařené těstoviny, výrobky s ječmenem, ovsem, pohankou) a prevenci civilizačních onemocnění vývoj nových cereálních výrobků
8
Obiloviny a výrobky z obilovin vývoj nových pekařských výrobků přídavky netradičních surovin a přísad (pseudoobiloviny, semena exotických rostlin, olejnatá semena, luštěniny, …) výrobky se zvýšeným obsahem vlákniny (přídavek obilného šrotu, otrub, inulinu, beta-glukanů, …) se sníženým obsahem energie (přídavek vlákniny) se sníženým obsahem soli (sodíku) 9
Obiloviny a výrobky z obilovin vývoj nových pekařských výrobků s prodlouženou trvanlivostí (přídavek emulgátorů nebo enzymů-zpomalení stárnutí výrobků) fortifikované (vitaminy, minerální látky, nenasycené mastné kyseliny) s časově nenáročnou přípravou (zejména s možností využití mikrovlnné energie, mrazené nebo instantní) bez konzervačních látek (non-e výrobky) pro určité věkové kategorie (děti, těhotné ženy, 10 senioři, …), pro speciální diety (celiakie, diabetes)
Obiloviny a výrobky z obilovin Cereální výrobky hrají ve výživě obyvatel ČR velmi významnou roli. I přes mírně stoupající spotřebu těstovin, mají rozhodující podíl výrobky pekárenské. Nezastupitelnou úlohu mají rovněž v celkové bilanci rostlinných a živočišných zdrojů bílkovin a energie, protože spotřeba dalšího významného zdroje rostlinných bílkovin – luštěnin – je v ČR relativně nízká. 11
Obiloviny a výrobky z obilovin Příspěvek obilovin (ve srovnání s masnými a mléčnými výrobky) ke spotřebě energie ve stravě občanů ČR. Obiloviny přispívají k pokrytí energetické potřeby populace více než dvojnásobným podílem v porovnání s masnými a mléčnými výrobky.
12
Příspěvek obilovin ke spotřebě energie ve stravě konzumenta ČR
13
Obiloviny a výrobky z obilovin Chléb v dnešní době vyráběný je převážně pšenično žitný a žitno pšeničný (s obsahem 51–60 % žitné mouky), čistě žitný chléb se již prakticky nevyrábí. Pokles spotřeby chleba a pečiva s významným podílem žitné, resp. ječné mouky je zjevně nepříznivým ukazatelem, protože znamená, že v cereální stravě klesl podíl vysokovazných koloidních složek – polysacharidů žita (pentosanů) a ječmene (β-glukany).
U obou těchto skupin polysacharidů byl prokázán pozitivní účinek na gastrointestinální trakt a regulaci krevního cholesterolu. Není vyloučeno, že i tato změna v základní stravě přispívá ke zvýšenému výskytu rakoviny tlustého střeva a konečníku. 14
Druhy chleba a pečiva (vyhláška MZe, vyhl. č. 333/1997 a pozd. úpravy) Druh chleba nebo pečiva
Podíly mouk (%) žitná
pšeničný
pšeničná 90
žitný
90
pšenično žitný
10
50
žitno pšeničný
50
10
celozrnný
80 celozrnných
vícezrnný
celkem 5 všech zrn
speciální
10 přídav. kromě mlýn. výr. pš. nebo ž. 15
Obiloviny a výrobky z obilovin Průměrný obsah živin ve 100 g chleba
16
Obiloviny a výrobky z obilovin (podle vyhlášky) jemné pečivo (více než 8,2 % bezvodého tuku nebo více než 5 % cukru, vánočky, bábovky kynuté i třené a šlehané, štoly, mazance, záviny včetně listových, koláče buchty, koblihy atd.)
běžné pečivo pod uvedenými hranicemi obsahu tuku a cukru (housky, rohlíky, hvězdičky, dalamánky apod.)
snack výrobky nedefinovány přesně (někdo zahrnuje i koblihy, croissanty)
trvanlivé pečivo (sušenky, oplatky, perníky, preclíky, …)
17
Obiloviny a výrobky z obilovin (spotřeba) pozvolný pokles spotřeby chleba a mírný nárůst spotřeby běžného a jemného pečiva a těstovin obdobný vývoj probíhá ve většině vyspělých evropských zemí spotřeba pekárenských výrobků v jednotlivých evropských zemích je značně nevyrovnaná, terminologie výrobků je v důsledku rozdílného sortimentu nejednotná (bread), většinou neexistuje ani přesná statistika. 18
Obiloviny a výrobky z obilovin
19
20
Spotřeba chleba v různých zemích (2001-2002)
21
Vývoj spotřeby těstovin, Evropa 2001-2010
22
23
Obiloviny – struktura obilného zrna Pro lidskou výživu se z obilovin přímo využívá výhradně zrno. Morfologická skladba zrna všech obilovin je v zásadě stejná.
Zrna se liší především tvarem, velikostí, hmotností a podílem jednotlivých vrstev, přítomností pluchy na obilce.
24
Obiloviny – struktura obilného zrna Skladba jednotlivých vrstev zrna: - oplodí (nejvrchnější vrstvy; celulosa) - osemení (podpovrchové obalové vrstvy; polysacharidy, barviva, polyfenoly) - aleuronová vrstva (měkká, jednoduchá vrstva, velké buňky; vysoký obsah bílkovin, nejvyšší obsah minerálních látek ze všech složek zrna) - endosperm (škrob, bílkoviny) - blok klíčku (vysoký obsah lipidů, vysoký obsah minerálních látek). 25
Obiloviny – struktura obilného zrna
mletí obilí krupice světlé mouky tmavé mouky
endosperm
X
celozrnné mouky
aleuronová vrstva testa (osemení) perikarp (oplodí)
obalové a podobalové vrstvy
klíček a štítek 26
Přehled běžných obilovin pro potravinářské použití česky
latinsky
anglicky
německy
pšenice obecná
Triticum aestivum
wheat
weizen
pšenice tvrdá-durum Triticum durum
durum wheat
durumweizen
žito seté
Secale cereale
rye
roggen
tritikale (žitovec)
Triticale
triticale
triticale
ječmen víceřadý
Hordeum vulgare
barley
gerste
27
Přehled běžných obilovin pro potravinářské použití česky
latinsky
anglicky
německy
oves setý
Avena sativa
oats
hafer
rýže setá
Oryza sativa
rice
reis
kukuřice setá
Zea mays
maize (corn)
mais
proso seté
Panicum miliaceum
millet
hirse
sorghum
mohrenhirse
čirok (mnoho druhů) Sorghum sp.
28
Cereální suroviny skladba obilovin vysetých v ČR v r. 2011
29
Chemické složení obilného zrna Porovnání složení pšeničného, žitného a ovesného zrna Obilovina Složky
Obsah (% na sušinu) Pšenice
Žito
Oves
Bílkoviny
12-14
10-15
13-16
Škrob
67-70
55-65
64
Celková vláknina
10-13
15-17
11-13
1-2
3-4
3-5
Lipidy
3
2-3
6-7
Minerální látky
2
2
2
Rozpustná vláknina
30
Obiloviny – pšenice obecná Z technologického hlediska mají zvláštní význam bílkoviny pšeničného zrna. Největší podíl technologicky významných lepkotvorných (vysokomolekulárních) bílkovin je ve vnitřní části endospermu pšeničného zrna. Vypíráním pšeničné mouky vodou se získává pružný a tažný hydratovaný gel – lepek, který je kritériem pekařské jakosti pšeničné mouky (pružnost, tažnost, bobtnavost lepku). Z ostatních obilovin (žito, ječmen, oves) v zásadě podobný gel vyprat nelze. 31
Obiloviny – pšenice obecná Z výživového hlediska jsou důležité rozpustné nízkomolekulární bílkoviny, albuminy a globuliny. Nižší obsah vlákniny potravy a vitaminů ve srovnání s ostatními obilovinami.
32
Obilné bílkoviny – pšenice obecná
33
Obiloviny – žito Tradiční obilovina využívaná pro potravinářské, pícninářské, krmivářské, technické (bioetanol) a farmaceutické účely.
34
Obiloviny – žito Odolná, nenáročná, často v ekologickém zemědělství, nedosahuje významu pšenice, pěstuje se zejména v zemích s tradicí žitného a žitno pšeničného chleba a pečiva (ČR, Německo, Rakousko, skandinávské země, Polsko, Rusko a Ukrajina). Žitná mouka je základní složkou chleba, perníků, na přípravu těstovin. V posledních letech má ale podíl žitných mouk v pekárenských výrobcích i v ČR klesající tendenci. 35
Obiloviny – žito Zdroj vlákniny potravy (až 17 %), rozpustné vlákniny (až 5 %) (arabinoxylany, starší název pentosany – snížení rizika srdečních onemocnění, snížení hladiny sérového cholesterolu, posílení imunitního systému, prevence rakoviny tlustého střeva). Zdroj významných minerálních látek (K, Mg, Zn, Mn, F). Zdroj biologicky aktivních složek (lignany, tanin, fytoestrogeny). Výrobky: chléb pšenično žitný, žitné vločky, knäckebrot.
36
Obiloviny – ječmen Ječmen (rod Hordeum L.) je pravděpodobně nejstarší obilovinou pěstovanou více než deset tisíc let, celková produkce ječmene se snižuje, v ČR větší podíl ječmene jarního. Hlavní podíl potravinářského ječmene se zpracovává na slad, dále se z něj vyrábějí kroupy, krupky, lámanka, ječná mouka, ječné vločky, lupínky, kávové náhražky aj.
37
Obiloviny – ječmen V poslední době dochází díky novým vědeckým poznatkům k renesanci zájmu o potravinářský ječmen, což se projevuje nejenom rozšiřováním pěstebních ploch, šlechtění bezpluchého ječmene, ale i v sortimentu ječných výrobků.
38
Obiloviny – ječmen
39
Využití ječmene v cereální výrobě
Obiloviny – ječmen Nutriční hodnota ječmene spočívá vedle obsahu vitaminů komplexu B, vitaminu E, antioxidantů a minerálních látek (S, Mg, Na, K, Zn, Ca) zejména v přítomnosti neškrobových polysacharidů (rozpustné vlákniny potravy, β-glukany, schopnost snižovat hladinu cholesterolu v krvi, regulovat glykemie). U ječmene (resp. ječných výrobků) byly rovněž zjištěny antivirové či protirakovinové schopnosti, uplatňují se i při léčbě vředových žaludečních chorob nebo pro celkové posilování organismu proti stresovým zátěžím. 41
Obiloviny – oves Oves a ovesné produkty patří ke zdravotně nejzajímavějším obilovinám, proto se také ovsu a ovesným výrobkům věnuje v poslední době stále větší pozornost (skandinávské země, Velká Británie).
42
Obiloviny – oves V porovnání s jinými obilovinami má oves nejvyšší obsah bílkovin s vysokou biologickou hodnotou, která je dána především přítomností vyššího obsahu esenciálních aminokyselin lysinu a methioninu, vysokým obsahem vlákniny potravy (obsah -glukanů až 7 %) a obsahem tuku s příznivým poměrem nasycených a polynenasycených mastných kyselin. Ovesná mouka (lipasy-žluknutí).
43
Obiloviny – oves Bohatý zdroj minerálních látek a vitaminů: Si, P, K, Mg, Fe, As, niacin, vitamin E. Výrobky: ovesné vločky, ovesná mouka (v dětské výživěovesné mléčné kaše), ovesné koláčky, cereální tyčinky, výrobky pro celiaky, …). Známé jsou i antioxidační účinky ovsa a schopnost snižovat hladinu cholesterolu a regulovat glykemii díky přítomným β-glukanům.
44
Obiloviny – oves
45
Obiloviny – rýže Rýže (Oryza sativa) je nejrozšířenější obilovinou na světě, pěstovanou pro přímou konzumaci. V Evropě a Americe je rýže oblíbená většinou jako příloha, v Asii je základní potravinou.
46
Obiloviny – rýže Z hlediska výživy: rýže neobsahuje sodík,
neobsahuje lepek, obsahuje vitaminy, minerální látky, stopové množství tuku, vlákninu.
Rýžová mouka-celiakie. 47
Obiloviny – rýže (obchodní třídění) Podle stupně omletí a odstranění obalových vrstev:
neloupaná rýže - s celistvou vrchní slupkou (surová), obchodně paddy, rough (i zlomky zrn) pololoupaná rýže - zbavená pluchy („natural“), obchodně brown, cargo loupaná rýže - zbavená oplodí i osemení (bílá), obchodně white, střednězrnná, dlouhozrnná. 48
Obiloviny – rýže Parboiled rýže - propařovaná ještě v pluchách (přestup biologicky aktivních látek do endospermu), pak oloupání a broušení a sušení. Parboiled rýže obohacena o minerální látky a vitaminy, bílá rýže nutričně velmi chudá.
parboiled
předvařená rýže!
49
Obiloviny – rýže Rýže parboiled se upravuje patentovaným technologickým postupem, vyvinutým v USA zhruba před padesáti lety. Jedná se o čtyřfázovou hydrotermickou úpravu zrna, při níž se po namáčení neloupané rýže (paddy) působením vysokotlaké páry „vtlačí“ dovnitř zrna rozpuštěné vitaminy a minerální látky z povrchových vrstev. Takto opracované zrno se potom zpracovává stejně jako běžné druhy rýže, tzn. loupáním a leštěním, ovšem vitaminy a minerální látky v zrnu zůstávají. Působením zvýšené teploty se mění i struktura škrobu, což se projeví na vařivosti (parboiled rýže je velmi kyprá a nelepí se), udržuje si sypkou konzistenci i po delším vaření nebo stání při zvýšené teplotě. 50
Obiloviny – rýže Na skus je parboiled rýže poněkud pevnější (tužší). Při vaření absorbuje parboiled rýže více vody, což zlepšuje její výtěžnost.
Barva syrové parboiled rýže je žlutá, varem však přejde v zářivě bílou. V úpravě parboiled se prodává i rýže natural.
51
Obiloviny – rýže Parboiled rýže je z výživového hlediska hodnotnější. Její energetický obsah je jen nepatrně vyšší, ale obsah vitaminů skupiny B (včetně niacinu a kyseliny listové), je v porovnání s běžnou loupanou rýží dvojnásobný.
Porovnání obsahu minerálních látek (parboiled x loupaná): K - stejné
Mg, P - mírné zvýšení
Ca, Fe - 2x vyšší
52
Obiloviny – kukuřice Kukuřice (Zea mays) pochází z Jižní Ameriky, kde byla systematicky kultivována z planých rostlin americkými Indiány již před 5 000 lety. Kukuřice koňský zub, kukuřice cukrová, kukuřice škrobnatá, …
53
Obiloviny – kukuřice Kukuřice - jako krmivo pro dobytek (zrno nebo siláže), nebo jako surovina pro zpracovatelský průmysl. Přímá spotřeba kukuřice jako potraviny je okrajová, přestože roste význam sladké kukuřice jako zeleniny.
54
Obiloviny – kukuřice V potravinářském průmyslu jako zdroj oleje, škrobu, glukózy, fruktózového sirupu a bioetanolu. Uvažuje se rovněž o použití kukuřice pro výrobu biodegradovatelných plastů. Výrobky: kukuřičná mouka (pro celiaky), snack výrobky, crackery, extrudované výrobky (křupky), popcorn, …
55
Obiloviny – kukuřice pěstování geneticky modifikované (GM) kukuřice (USA, Kanada, Jihoafricka republika, Španělsko).
V současné době je nejběžnější GM kukuřice s vloženým genem z půdní bakterie Bacillus thuringiensis (Bt-kukuřice), který kukuřici propůjčuje odolnost proti škodlivému zavíječi kukuřičnému (Ostrinia nubilalis) nebo bázlivci kukuřičnému (Diabrotica virgifera).
56
Obiloviny – kukuřice Produktem tohoto genu je protein, který je nejprve aktivován trávicími enzymy cílového hmyzu a poté se specificky váže na receptory v jeho střevech. Stejný protein používají pro kontrolu hmyzu ekologičtí zemědělci od první poloviny 20. století. Tento protein je neškodný pro jiné druhy hmyzu, zvířata či ptáky a díky tomu, že se v trávicím ústrojí člověka velmi rychle rozkládá, nehrozí ani riziko alergenních reakcí.
57
Obiloviny – tritikale Potravinářské použití tritikale:
pro výrobu mouky na chléb (úprava receptury, rozdílný obsah lepku než pšenice) vyšší obsah bílkovin s příznivou skladbou aminokyselin, především vyšším obsahem lysinu ve srovnání s pšenicí má až dvojnásobný podíl rozpustných bílkovinných frakcí (albuminy a globuliny).
58
Obiloviny – proso v afrických zemích: 2/3 produkce pro výživu v ČR: proso → jáhly → kaše, nákypy
Jáhly lehce stravitelné, bohaté na bílkoviny, minerální látky (Fe), vitaminy (B1, B2, karotenoidy), optimálni trojpoměr B:T:S. Dětská výživa, bezlepková strava, funkční potraviny. 59
Obiloviny – čirok Čirok je hlavní potravinou řady zemí Afriky, Asie i Středního Východu. Některé druhy obsahují značné množství tříslovin, čímž jsou pro lidskou spotřebu nevhodné. Pro potravinářské využití se nejčastěji pěstuje čirok cukrový. Příprava kaší nebo placek, náhrada pšeničné mouky (max. do 20 %), pro výrobu škrobu, škrobových sirupů.
60
Pseudocereálie – pohanka Pohanka se podle způsobu využití, vzhledu zrna a podobného chemického složení řadí k obilovinám, botanicky je to ale rostlina dvouděložná a patří do čeledi rdesnovitých (Polygonaceae) a rodu Fagopyrum.
Plody pohanky jsou nažky podobné bukvicím, které obsahují základní živiny a vlákninu v nutričně příznivém poměru, bílkovinový komplex je charakterizován vysokým podílem albuminů a globulinů a velmi nízkým obsahem prolaminů a glutelinů (lepkových bílkovin), což umožňuje využití pohanky pro bezlepkovou dietu. Bílkoviny pohanky mají vysokou biologickou hodnotu (Lys). 61
Pseudocereálie – pohanka
62
Pseudocereálie – pohanka Pohanka je navíc zdrojem řady dalších bioaktivních látek, působících příznivě na kardiovaskulární soustavu a gastrointestinální trakt. Obsahuje značné množství antioxidantů, zejména typu flavonoidů. Přítomný rutin má antimutagenní, antikancerogenní a protizánětlivé účinky, zvyšuje pružnost cévních stěn, reguluje srážlivost krve a posiluje imunitní systém organismu. Zdroj organických kyselin, flavonů a fytosterolů. Výrobky: těstoviny, kroupy, mouka, potraviny pro diabetiky a celiaky.
63
Pseudocereálie – amarant Amarant (laskavec) patří do čeledi laskavcovitých. Každá rostlina produkuje obrovské množství malých semen (až 500 000) bohatých na bílkoviny. Vysokou nutriční hodnotu však mají i listy amarantu, které se v některých zemích upravují jako listová zelenina nebo podobně jako špenát.
64
Pseudocereálie – amarant Amarant má ve srovnání s obilovinami vyšší nutriční hodnotu především díky téměř dvojnásobnému obsahu bílkovin. Bílkoviny jsou velmi kvalitní a svým aminokyselinovým složením se blíží bílkovinám živočišného původu (vysoký obsah lysinu, albuminů a sirných aminokyselin). Amarantu by tedy měli věnovat pozornost zejména ti, kteří se stravují vegetariánským způsobem.
65
Pseudocereálie – amarant - vysoký obsah lipidů (nenasycené MK) a skvalen (7-8 % z celkového množství lipidů), který brání nadbytečné syntéze cholesterolu v organismu (konzumace amarantu-snížení hladiny cholesterolu) - zdroj vitaminů (B2, E) a minerálních látek (Ca, Mg, K, Fe) - amylosa (jen 10 %)
- amarantová mouka bez lepku vhodná pro celiaky, vhodná i pro fenylketonuriky.
66
Pseudocereálie – quinoa Quinoa / merlík chilský Pro potravinářské účely se zužitkovávají jednak listy, které se upravují jako saláty, zejména ale semena (celá semena, mouka, krupice), která mají vysokou nutriční hodnotu. Z hlediska aminokyselinového složení obsahuje quinoa nejkompletnější rostlinnou bílkovinu, odpovídající kvalitou kaseinu (=mléčná, plnohodnotná bílkovina).
Vysoký obsah nenasycených MK (linolenová).
67
Pseudocereálie – quinoa
68
MLÝNSKÁ VÝROBA
69
MLÝNSKÁ VÝROBA zpracování obilných zrn na mouky a krupice, jedná se o mechanické zpracování obilí drcením a tříděním vzniklé směsi, snaha o účinné oddělení kvalitního a správně granulovaného endospermu od balastních složek zrna mletí – drcení (zrno mezi válci válcové stolice) a třídění vzniklých produktů (síta, vysévače, reformy)
70
MLÝNSKÁ VÝROBA příjem obilí
skladování obilí čištění a příprava obilí k mletí mletí
skladování produktů 71
MLÝNSKÁ VÝROBA příjem a skladování obilí - kontrola jakosti a zařazení partie - čištění od příměsí - sušení - uskladnění v sile
příprava obilí ke mletí - příjem obilí do mlýna - sestavení směsi na zámel - třídění a čištění obilí - hydrotermická úprava 72
MLÝNSKÁ VÝROBA příjem obilí skladování obilí
minimální změny v obsahu bílkovin a vitaminů mikrobiální amylasy mohou štěpit škrob-zhoršení kvality
minimální vliv na nutriční hodnotu
vliv na kvalitu produktu
oxidace nenasycených kyselin
73
MLÝNSKÁ VÝROBA příjem obilí skladování obilí
čištění a příprava obilí k mletí mletí skladování produktů 74
MLÝNSKÁ VÝROBA čištění a příprava obilí k mletí
odstranění klíčkuztráta části vitaminu E a lipidů
snížení nutriční hodnoty
mletí obilí krupice světlé mouky tmavé mouky
X
celozrnné mouky 75
MLÝNSKÁ VÝROBA mletí - drcení a třídění meliva (melivo, směs po drcení) - mlecí chod (pasáž) - krupice, mouky - pasážní mouky, druhové mouky - „přední produkty“ (světlé mouky, střed endospermu), „zadní produkty“ (tzv. „výše vymleté“, obvykle tmavší mouky, vyšší obsah popela a barevných látek) - ukazatel stupně vymletí – obsah popela v produktech (stupeň vymletí - % podíl vymletého endospermu od středu k obalovým vrstvám, celé zrno = 100 %) 76
MLÝNSKÁ VÝROBA • průřez válcovou stolicí: regulace vstupu meliva (podávací válečky a regulační klapka) podávací zařízení mlecí válce čisticí kartáče
77
MLÝNSKÁ VÝROBA • mlecí válce
(2 horní hladké, spodní rýhovaný)
78
MLÝNSKÁ VÝROBA • pohled na tzv. válcovou podlahu běžného mlýna
79
MLÝNSKÁ VÝROBA • skládání sít do hranolového vysévače
80
MLÝNSKÁ VÝROBA • síto a dno do hranolového vysévače
81
MLÝNSKÁ VÝROBA • čistička krupic (reforma)
82
čistička krupic - princip
83
MLÝNSKÁ VÝROBA mletí
mletí, obrušování - proces dezintegrace odstranění obalových vrstev obilky-snížení obsahu vitaminů skupiny B,
snížení nutriční hodnoty
snížení obsahu fytochemikálií (snižuje se obsah a aktivita lignanů a fenolových kyselin)
vliv na kvalitu produktu
snížení obsahu minerálních látek a vlákniny potravy vliv stupně vymletí na obsah nutričně významných složek
mechanické poškození škrobu (zvýšení aktivity enzymů) denaturace bílkovin (snížení obsahu lepku) poškození škrobu
84
Změny obsahu složek s vymletím mouky
Změny obsahu vybraných vitaminů a minerálních látek s vymletím mouky
MLÝNSKÁ VÝROBA příjem obilí skladování obilí čištění a příprava obilí k mletí mletí skladování produktů
87
MLÝNSKÁ VÝROBA skladování produktů
zlepšení kvality lepku (autooxidace a enzymová oxidace nenasycených mastných kyselin) degradace karotenoidů
minimální vliv na nutriční hodnotu vliv na kvalitu produktu
Pneumatická doprava mouky v sile - provzdušňování mouky - zlepšení vlastností lepku - zlepšení pekařské kvality mouky - lepší pórovitost střídy, vyšší objem výrobku, … 88
Běžné typy pšeničných mouk Dřívější značení • poválečné období: – T 650 mouka hladká – T 550 mouka polohrubá – T 450 mouka hrubá • od 70. let min. stol.: – zachován sortiment poválečných mouk, hladká značena „konzumní“ – rozšířený sortiment např. T 530 - pekařská hladká speciál - hladká 00 (také extra speciál) - hladká pečivárenská (slabá)
89
Běžné typy pšeničných mouk od 90. let: • značení typem (T …) není oficiální • značení názvy např.: – pekařská hladká speciál – hladká konzumní – polohrubá výběrová – pečivárenská hladká speciál – polohrubá těstárenská – chlebová hladká světlá nebo tmavá • nyní není státní norma, ale vyhl. č. 333/1997 Sb. zákona č. 110/1997 Sb. o potravinách a tabákových výrobcích (novela vyhl. č. 182/2012 Sb.) 90
PEKÁRENSKÁ VÝROBA
91
Suroviny pro pekárenskou výrobu - mouky (další mlýnské výrobky – šroty, klíčky) (kvalita !) - voda - sůl - droždí - chemická kypřidla - tuky - cukr - vejce - mléčné produkty - technologická zlepšovadla (enzymy, emulgátory, stabilizátory, oxidační a redukční látky, hydrokoloidy) - senzorická zlepšovadla (pražený ječmen-aroma, barva) - náplně a zdobení (hlavně jemné pečivo a cukrářské – ovocné produkty a koncentráty, jádroviny) 92
Zlepšovací přísady do pečiva
(urychlení, zlepšení výroby a kvality chleba a pečiva, prodloužení trvanlivosti chleba a pečiva, nesmí být zdraví škodlivé, přídavky v souladu s legislativou) enzymy (amylasy, proteasy, lipasy, xylanasa aj.) emulgátory (snižování mezipovrchového napětí voda–tuk stabilizace emulzí aj.) hydrokoloidy (škroby, guar- stabilně vážící vodu vláčnost střídy, odolnost při zmrazování apod.) chemické látky – oxidanty (kyselina askorbová, v USA bromičnan draselný), reduktanty (siřičitan sodný, L-cystein) 93
Současné postupy výroby chleba chléb s tradičním kvasem (v ČR žitný kvas)
– několikastupňové pomnožování (spontánní kvasinky + bakterie) – bez droždí chléb s kvasem + droždím – zakoncentrovaný (příp. usušený) přírodní kvas – živý mléčný kvas bez kvasinek
chléb z hotových směsí – směsi sušeného kvasu (pro chuť), směsi zlepšovadel, příp. mouky, kypřit droždím 94
Tradiční postup výroby chleba x moderní technologie investice do zařízení udržování a množení přírodního kvasu dostatečné prostory v provozovně
vyučené, spolehlivé pracovníky a jejich finanční ohodnocení. 95
PEKÁRENSKÁ VÝROBA Základní prvky pekárenské technologie: • vytvoření těsta (smíchání + u většiny těst vyhnětení) • nakypření různým způsobem • u biologicky (droždím, kvasem) kypřených ponechání fermentaci („zrání těsta“) • dělení a vytvarování do tvaru výrobku (příp. naplnění do forem) • konečné dokynutí u biologicky kypřených • pečení • chladnutí nebo řízené chlazení • distribuce, příp. zmrazování 96
PEKÁRENSKÁ VÝROBA Dávkování surovin
97
Postupy přípravy těst
98
Příklady vedení těst • Nepřímé – pečivo na omládek (hlavně v minulosti) – tradiční chléb na přirozený kvas
• Přímé – běžné pečivo – chléb se sušeným nebo zahuštěným kvasem a droždím
• Částečně nepřímé – moderní výroba chleba s mléčným kvasem a s droždím. 99
PEKÁRENSKÁ VÝROBA Kvasné nádoby
100
Dvoulopatkový hnětač DIOSNA
101
PEKÁRENSKÁ VÝROBA • Vytváření těsta při hnětení – koloidní a chemická podstata: bobtnání bílkoviny, škrobu a rozpustné vlákniny s vodou vzájemné propojování řetězců makromolekul pšeničné bílkoviny v oxidačním prostředí (vzduch a další oxidanty), tvorba pružné a pevné nosné trojrozměrné sítě u žitné mouky propojováním řetězců bílkoviny a pentosanů a i polysacharidů, oxidační prostředí také podporuje, ale struktura méně pružná, hutnější a váže více vody. 102
Funkční význam aminokyselin při tvorbě těsta – druhy vazeb
103
PEKÁRENSKÁ VÝROBA Role škrobu při tvorbě těsta - vázání vody (za studena málo, zejména poškozená škrobová zrna) - možnost tvorby vazeb s mastnými kyselinami
- fermentace (zdroj zkvasitelných cukrů, amylasy)
104
Reakce zbytků ferulové kyseliny v arabinoxylanech při tvorbě žitného těsta kyselina ferulová
žitná bílkovina
arabinoxylan
arabinoxylan
kyselina ferulová
105
PEKÁRENSKÁ VÝROBA Základní prvky technologie - pokračování: • dělení a vytvarování do tvaru výrobku (příp. naplnění do forem) • zrání těsta • konečné dokynutí u biologicky kypřených • pečení • chladnutí nebo řízené chlazení • distribuce, příp. zmrazování
106
Dělička ruční
107
Rohlíkovací stroj
108
Odsazování do kynárny
109
Boxová pec vozíková
110
Etážová pec
111
Moderní pásová pec průběžná – výstup z pece
112
PEKÁRENSKÁ VÝROBA Role škrobu při pečení výrobků • upečený a hotový výrobek - převzetí vody při mazovatění - ve střídě udržení vláčnosti - při stárnutí pečiva postupný návrat struktury škrobových zrn. 113
Akrylamid
114
Spirálový chladicí dopravník
115
PEKÁRENSKÁ VÝROBA mísení surovin
hnětení těsta zrání a kynutí dělení + tvarování
formové kynutí, dokynutí pečení
chlazení hotového výrobku distribuce, příp. zmrazování
PEKÁRENSKÁ VÝROBA mísení surovin
bobtnání bílkovin a polysacharidů
žádný vliv na nutriční hodnotu
hnětení těsta
oxidace, propojení řetězců bílkovin a bílkovin a polysacharidů, tvorba lepku
vliv na kvalitu produktu
zrání a kynutí
117
PEKÁRENSKÁ VÝROBA zrání a kynutí
chemické změny při fermentaci těsta (hydrolýza škrobu, substrát: maltosa, produkty fermentace: CO2, ethanol, organické kyselinypokles pH, aldehydy, aromatické látky) vyšší využitelnost minerálů zlepšení využitelnosti a kvality bílkovin mikrobiálně vytvořený Lys, folát a pyridoxin
dělení + tvarování formové kynutí, dokynutí
zvýšení nutriční hodnoty vliv na kvalitu produktu
žádný vliv na nutriční hodnotu
PEKÁRENSKÁ VÝROBA pečení
denaturace bílkovin-zvýšení jejich využitelnosti mazovatění škrobu Maillardova reakce-ztráta esenciálních aminokyselin (zejména Lys), snížení biologické hodnoty bílkovin rozklad některých aminokyselin tvorba akrylamidu (u potravin s vysokým obsahem škrobu) tvorba rezistentního škrobu oxidace lipidů, změna složení mastných kyselin vznik aromatických látek ztráty tepelně labilních vitaminů uvolnění vázaného niacinu zvýšení využitelnost minerálů zvýšení aktivity antioxidantů zničení antinutričních látek destrukce původních barevných látek
vliv na nutriční a senzorickou hodnotu produktu
PEKÁRENSKÁ VÝROBA chlazení hotového výrobku
zmrazování
při mrazení degradace barviv ztráty ve vodě rozpustných vitaminů zpomalení retrogradace škrobu
minimální vliv na nutriční hodnotu
minimální vliv na nutriční hodnotu
Představa rozrušení uspořádané struktury amylopektinu a amylosy při pečení a jejich zpětné uspořádání při chladnutí a stárnutí výrobku
V těstě nedostatečné množství vody na úplné zmazovatění všech škrobových zrn, při pečení zůstane velká část škrobových granulí nezmazovatělá.
121
Sledování stárnutí střídy pšeničného pečiva pomocí el. mikroskopu
pečivo čerstvé
pečivo 2 dny staré
122
Trendy v pekárenské výrobě Trvalý růst výroby zmrazeného pečiva. Bezlepkové výrobky – stálý nárůst. Výrobky s přirozenou vlákninou (celozrnné, tmavé mouky, trvalý nárůst). Snižování podílu zatěžujících cukrů – diskuse – u zdravých nelze zcela vypustit – o vhodnosti náhradních sladidel. Snižování obsahu Na iontů – výzkum a zdravotní problémy – ovlivnění technologie výroby těst – vliv na senzoriku výrobků. 123
Mýty a skutečnosti o pečivu a chlebu Obilná vláknina = nerozpustná vláknina (otruby, „sláma“)? Skutečnost: významná rozpustná vláknina (pšenice nižší obsah rozpustné vlákniny) – pozitivní zdravotní efekty.
Jemné pečivo „našich babiček“ – lze vyrobit jen doma, ne průmyslově? Skutečnost – vyrobit umí každý pekař a cukrář, hlavní problém je v obsahu tuku. 124
Mýty a skutečnosti o pečivu a chlebu Příklady konzumace tuku v pečivu 60g rohlík s recepturním obsahem 3 % tuku na mouku (nejchudší běžné pečivo) obsahuje cca 1,5 g tuku
60g koláček s recepturním obsahem 12 % tuku na mouku obsahuje v korpusu (bez náplně!) cca 4 g tuku. I při konzumaci těchto 2 koláčů zkonzumujeme z těsta cca 8 g tuku, ve srovnání s např. 100 g párků nebo špekáčků, kde tuku zkonzumujeme několik desítek gramů (až cca 30 g). 125
Mýty a skutečnosti o pečivu a chlebu Příklady konzumace tuku v pečivu vánočka nejbohatší receptury (máslo 20% na mouku) – plátek 100 g cca 11 g tuku
vánočka dnes běžné receptury (olej 12 % na mouku) – plátek 100 g cca 8 - 9 g tuku (často se namaže máslem nebo více pocukruje) 126
JAK JE TO S BETA-GLUKANY ?
JAK JE TO S BETA-GLUKANY ?
Zdravotní tvrzení-beta-glukany z ovsa a ječmene (nařízení EU č. 432/2012)
Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) vláknina potravy (arabinoxylany, beta-glukany-zdravotní tvrzení) (Nařízení EU č. 432/2012) Konzumace arabinoxylanů z pšeničného endospermu přispívá ke snížení zvýšené hladiny glukosy v krvi po jídle. Toto tvrzení může být použito pro potraviny, které obsahují nejméně 8 g vlákniny z pšeničného endospermu bohaté na arabinoxylany na 100 g využitelných sacharidů v kvantifikované porci tvořící součást jídla. Na obale výrobku musí být uvedeno, že prospěšný efekt arabinoxylanů z pšeničného endospermu je zaručen konzumací vlákniny z pšeničného endospermu bohatého na arabinoxylany jako součást jídla.
Nařízení EU se nezmiňuje o žitných arabinoxylanech! 129
Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) Vláknina ječného, ovesného a žitného zrna a pšeničných otrub přispívá ke zvýšení množství stolice. Tvrzení může být použito pro potravinu, která má vysoký obsah vlákniny, tzn. obsahuje alespoň 6 g vlákniny na 100 g nebo alespoň 3 g na 100 kcal (neboli 420 kJ) (podle nařízení EU č. 1924/2006). β-glukany přispívají k udržení normální hladiny cholesterolu v krvi. Toto tvrzení může být použito pouze u potravin, které obsahují nejméně 1 g β-glukanů z ovsa, ovesných otrub, ječmene, ječných otrub nebo ze směsi těchto zdrojů v kvantifikované porci. Aby bylo možné tvrzení použít, musí být spotřebitel informován, že příznivého účinku se dosáhne při přívodu 3 g β-glukanů z ovsa, ovesných otrub, ječmene, ječných otrub nebo ze směsi těchto zdrojů denně.
130
Hydrokoloidy (látky upravující texturu potraviny) Konzumace β-glukanů z ovsa nebo ječmene jakožto součástí jídla přispívá k omezení nárůstu hladiny glukosy v krvi po tomto jídle. Tvrzení smí být použito pouze u potravin, které obsahují nejméně 4 g β-glukanů z ovsa nebo ječmene na každých 30 g využitelných sacharidů v kvantifikované porci jakožto součásti jídla. Aby bylo možné tvrzení použít, musí být spotřebitel informován, že příznivého účinku se dosáhne konzumací β-glukanů z ovsa nebo ječmene jakožto součásti jídla.
Vláknina pšeničného zrna a pšeničných otrub přispívá k urychlení střevní peristaltiky, tzn. průchodu tráveniny střevem. Toto tvrzení může být použito pro potravinu, která má vysoký obsah vlákniny, tzn. obsahuje alespoň 6 g vlákniny na 100 g nebo alespoň 3 g na 100 kcal (neboli 420 kJ). Prospěšný efekt je zaručen konzumací nejméně 10 g vlákniny pšeničného zrna denně. 131
Cereální výrobky-výživové trendy
•
Vývoj doporučení:
40.- 50. léta min. stol. – cereální výrobky poslední v řadě – „prázdné kalorie“ 60. léta – na 4. místě ze 7 70. – 80. léta na 1. nebo 2. místě
•
často neobjektivní „novinářské“ kampaně. 132
Cereální výrobky-výživové trendy
•
Výživová doporučení: dříve po skupinách výrobků (potravinové „pyramidy“) – doporučená konzumace po porcích denně nebo týdně nyní přesněji podle druhů výživových složek (sacharidy – jednoduché a polysacharidy, mastné kyseliny).
133
Výživové trendy V ČR - Společnost pro výživu - doporučení: • snížení příjmu tuku u dospělých celkový podíl ne více než 30 % optimální energetické hodnoty, tzn. u lehce pracujících cca 70 g den. • snížení spotřeby jednoduchých cukrů (glukosa, sacharosa, fruktosa, maltosa aj.) na max. 10 % celkové energetické dávky, tzn. u lehce pracujících cca 60 g den.
134
Výživa-závěry ↓ pokles spotřeby chleba
↑ nárůst spotřeby běžného a jemného pečiva
☺produkce a spotřeba žitných a ječných výrobků ☺
☺produkce a spotřeba těstovin☺ 135
Děkuji za pozornost !
136
