50. Zmiany zawartości składników odżywczych podczas przetwarzania żywności

50.1. Ogólna charakterystyka zmian podczas przetwarzania żywności

Przemysłowe oraz domowe przetwarzanie żywności wywołuje zmiany w zawartości i dostępności składników odżywczych. Wynikają one z procesów mechanicznych, chemicznych, biochemicznych oraz z zastosowanej obróbki cieplnej.

50.2. Wpływ procesów technologicznych na makroskładniki

Białka

• Wrażliwość: Wykazują wrażliwość na działanie temperatury, stopień uwodnienia oraz środowisko alkaliczne.

• Straty rozpuszczalnikowe: Mogą występować podczas moczenia produktów, zwłaszcza w przypadku białek łatwo rozpuszczalnych w wodzie (np. albumin).

• Denaturacja: Ogrzewanie w temperaturze powyżej 60–70°C prowadzi do denaturacji białka, co zwiększa jego strawność poprzez ułatwienie dostępu dla enzymów trawiennych oraz inaktywację inhibitorów trypsyny (m.in. w roślinach strączkowych).

• Ograniczenia i reakcje Maillarda: Nadmierna obróbka cieplna lub reakcje z cukrami redukującymi obniżają dostępność biologiczną niektórych aminokwasów (m.in. lizyny, metioniny, cysteiny, tryptofanu, argininy i leucyny). Prawidłowo przeprowadzony proces powoduje jednak tylko niewielkie zmiany, zwiększając ogólną strawność białka.

Tłuszcze

• Podatność: Są szczególnie wrażliwe na działanie tlenu oraz wysokiej temperatury.

• Utlenianie: W temperaturze powyżej 100°C zachodzi utlenianie prowadzące do powstawania związków toksycznych (nadtlenków i hydronadtlenków). Utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT) podczas przechowywania obniża zawartość witamin A i E.

• Uwodornienie: Przemysłowy proces utwardzania zmniejsza ilość NNKT na rzecz kwasów nasyconych i jednonienasyconych oraz sprzyja powstawaniu szkodliwych izomerów trans.

Węglowodany

• Hydroliza, kleikowanie i dekstrynizacja: Hydroliza skrobi w wodzie poprawia jej strawność. Pęcznienie i kleikowanie umożliwia wykorzystanie skrobi jako zagęszczacza, natomiast dekstrynizacja na sucho (np. podczas pieczenia chleba) nadaje charakterystyczny smak i barwę.

• Zmiany barwy i smaku: Karmelizacja (odwodnienie i rozkład cukrów), piroliza (rozkład powyżej 240°C do ketonów czy aldehydów) oraz reakcje Maillarda kształtują aromat i brunatną barwę. Podczas przechowywania przetworów reakcje te mogą jednak wywołać niepożądane ciemnienie.

• Inne przemiany: Gotowanie powoduje przechodzenie protopektyny w pektynę (zmiękczenie tkanek), fermentacja częściowo rozkłada węglowodany, a mycie, moczenie czy oddychanie warzyw i owoców prowadzą do ubytków cukrów.

50.3. Wpływ procesów technologicznych na witaminy i składniki mineralne

Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D, E, K) wykazują wyższą stabilność niż witaminy rozpuszczalne w wodzie (C, grupa B). Przetwarzanie zbóż poprzez przemiał obniża zawartość witamin i minerałów poprzez usunięcie zarodka i warstwy aleuronowej (np. mąka pszenna typ 500 zawiera znacząco mniej witamin E, B1 i niacyny niż typ 1850). W produkcji twarogów witaminy z grupy B przechodzą do serwatki, natomiast fermentacja (np. w serach dojrzewających czy pieczywie) może zwiększać ich ilość.

• Blanszowanie i mrożenie: Blanszowanie przed zamrożeniem powoduje straty witaminy C na poziomie 20–50% w warzywach; w zamrożonych owocach ubytki wynoszą <10%.

• Pasteryzacja i UHT: Pasteryzacja mleka obniża zawartość witaminy B1 o ok. 10%, a obróbka UHT o 3–4%. Oba procesy zachowują ponad 90% witaminy B2.

• Składniki mineralne: Są bardziej stabilne termicznie, lecz ulegają wypłukiwaniu podczas obierania, mycia, moczenia i gotowania z odsączaniem wód (największe straty dotyczą potasu – do 70%, miedzi – do 45% oraz żelaza i magnezu – do 40%). Przemiał zbóż uszczupla zawartość Mg, P, Zn i Mn w jasnych mąkach o ponad 90%.

50.4. Wrażliwość witamin i straty składników mineralnych

Wrażliwość wybranych witamin

• Witamina C: Wrażliwa na tlen, światło, wysoką temperaturę, środowisko alkaliczne i wodę. Straty: 20–50% przy blanszowaniu i do 50% podczas gotowania.

• Tiamina (B1): Wrażliwa na wysoką temperaturę, pH zasadowe i wodę. Straty: 40–85% w przetworach mięsnych, 20% przy mrożeniu.

• Ryboflawina (B2): Wrażliwa na światło i tlen. Straty: <10% przy mrożeniu, dobrze zachowana w procesach UHT i pasteryzacji.

• Foliany: Wrażliwe na wysoką temperaturę i światło; duże ubytki podczas gotowania warzyw.

• Niacyna (B3): Wrażliwa na rozpuszczanie w wodzie; stosunkowo odporna termicznie.

• Witaminy A, D, E, K: Stosunkowo stabilne termicznie; witaminy A i E ulegają degradacji pod wpływem tlenu i światła (do 40% strat β-karotenu przy mrożeniu).

Wpływ obróbki na ubytek składników mineralnych (%)

50.5. Substancje szkodliwe powstające podczas obróbki termicznej

• Nitrozoaminy: Powstają w wyniku reakcji azotynów i azotanów z aminami (np. w mięsie peklowanym, rybach wędzonych). Wykazują działanie rakotwórcze (np. rak żołądka). Antyoksydanty (witamina C, E) hamują ich syntezę.

• Heterocykliczne aminy aromatyczne (HAA): Tworzą się podczas pirolizy białek w temperaturze 150–300°C na powierzchni mięs i ryb. Są mutagenne; dodatek ziół (czosnek, rozmaryn, tymianek) lub marynowanie w piwie redukuje ich ilość.

• Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA): Powstają przy niepełnym spalaniu tłuszczu kapającego na źródło ciepła oraz z dymu wędzarniczego (np. benzo[a]piren).

• Akrylamid (AA): Produkt reakcji Maillarda między asparaginą a cukrami redukującymi w temperaturze >120°C (obecny w chipsach, frytkach, pieczywie, kawie). Działa neurotoksycznie i potencjalnie rakotwórczo (zalecana maksymalna dawka: 195 µg/dobę).

• Izomery trans kwasów tłuszczowych: Powstają podczas przemysłowego uwodornienia olejów. Podnoszą poziom cholesterolu LDL i obniżają HDL. WHO/EFSA zaleca ograniczenie ich spożycia do maksymalnie 1% energii z diety (ok. 2 g/dobę dla diety 2000 kcal).