Badania nad możliwością regulacji poziomu potencjalnie szkodliwych produktów reakcji Maillarda i karmelizacji w pieczywie bezglutenowym
Type
Project
Date Issued
2018
Author
Discipline
food and nutrition technology
Abstract (PL)
Obróbka termiczna jest kluczowym zabiegiem technologicznym stwarzającym warunki do powstania
w reakcji Maillarda i karmelizacji szerokiej gamy związków odpowiedzialnych za smak i zapach żywności.
Jednak niektórym produktom reakcji Maillarda i karmelizacji (PRM) przypisuje się negatywny wpływ na
zdrowie. Dowiedziono, iż spożywanie żywności poddawanej intensywnej obróbce termicznej, bogatej w PRM,
może zwiększać ilość zaawansowanych produktów glikacji (AGE) w ustroju. Uznaje się, że AGE
akumulowane in vivo odgrywają ważną rolę w patogenezie powikłań cukrzycowych i innych zaburzeń
zdrowotnych, takich jak miażdżyca, choroba Alzheimera i nowotwory. Do lepiej poznanych, potencjalnie
szkodliwych, PRM można zaliczyć: furozynę (FUR), Nε-(karboksymetylo)lizynę (CML),
hydroksymetylofurfural (HMF), lotne furany (V-Fs) i związki α-dikarbonylowe (α-DC). Ze względu na to, iż
produkty zbożowe są jednym z głównych źródeł PRM w diecie niezwykle ważne jest ich oznaczanie, badanie
mechanizmów powstawania i redukcji podczas obróbki termicznej. W ciągu ostatnich lat nastąpił wzrost
zainteresowania konsumentów produktami zbożowymi nieposiadającymi białek glutenowych, co częściowo
spowodowane jest zwiększoną zachorowalnością na celiakię. Ponieważ kompleks białek glutenowych jest
niezbędny do wytworzenia odpowiedniej struktury ciasta chlebowego, otrzymanie wysokiej jakości pieczywa
bezglutenowego stwarza wiele problemów technologicznych. Z tego też względu stosowane są różne dodatki
czy też zabiegi technologiczne zmierzające do poprawy jego jakości. Niewątpliwie zastąpienie mąki pszennej
składnikami, które mogłyby przejąć rolę glutenu może przyczynić się do zmiany właściwości zarówno
odżywczych jak i organoleptycznych końcowego produktu, ale również może mieć wpływ na tworzenie się
potencjalnie szkodliwych związków. Jednakże brak w źródłach literaturowych szerszych opracowań na temat zawartości PRM w pieczywie
bezglutenowym. Ponadto wnikliwe badania dotyczące kinetyki tworzenia α-DC są niezbędne gdyż mogą
dostarczyć nowych informacji na temat mechanizmów ich powstawania ale również mogą stanowić obiecującą
strategię terapeutyczną zapobiegającą tworzeniu PRM. Należy podkreślić niedostateczną wiedzę na temat
tychże reaktywnych związków oraz korelacji ich tworzenia z innymi potencjalnie szkodliwymi PRM, pomimo
istotnych dowodów wskazujących na ważną rolę jaką odgrywają w genezie AGE. Biorąc pod uwagę powyższe fakty celem wnioskowanego projektu jest określenie wpływu poszczególnych
komponentów receptury ciasta bezglutenowego (rodzaj mąki, oleju, cukru), dodatków i stosowanych
technologii na powstawanie PRM. Korelacja PRM z reaktywnymi α-DC należy również do głównych celów
badawczych wnioskowanego projektu, ponieważ pozwoli poznać mechanizmy ich powstawania, a także
oszacować narażenie konsumentów na przyjmowanie tychże termicznie indukowanych zanieczyszczeń z
pieczywem.
Realizacja projektu powinna dostarczyć odpowiedzi na następujące pytania:
(H1) czy kompozycja ciasta bezglutenowego determinuje zawartość potencjalnie szkodliwych PRM w
pieczywie?
(H2) czy liczba podwójnych wiązań obecnych w łańcuchu węglowodorowym kwasów tłuszczowych wpływa
na stabilność oksydacyjną oleju, a tym samym na tworzenie PRM?
(H3) czy oleje tłoczone z nasion poddanych prażeniu mogą być źródłem kanololu i związków lotnych, a zatem
wywierać znaczący wpływ na proces glikacji i aromat pieczywa bezglutenowego?
(H4) czy produkty degradacji termicznej substancji słodzących mogą przyczyniać się do tworzenia PRM?
(H5) czy mąki bezglutenowe mogą być źródłem naturalnych antyglikacyjnych związków zdolnych do
wiązania reaktywnych α-DC i obniżania poziomu PRM?
(H6) czy związki powstałe po obróbce enzymatycznej mogą przyczyniać się do akumulacji PRM w gotowym
produkcie bezglutenowym?
(H7) czy proces ekstruzji mąki może poprawić aromat i prowadzić do zwiększenia poziomu toksycznych
związków w pieczywie bezglutenowym?
(H8) czy α-DC odgrywają ważną rolę w tworzeniu potencjalnie szkodliwych termicznie indukowanych
związków? Odpowiedź na postawione hipotezy badawcze pomoże w odpowiednim doborze receptur ciast
bezglutenowych, a także w szczegółowym zbadaniu wpływu składników i różnych technologii stosowanych
w celu poprawy jakości pieczywa na zawartość PRM. Kompleksowość badań przyczyni się do lepszego
poznania mechanizmów tworzenia PRM, których ilość w diecie może zależeć od jej kompozycji. Badania
dotyczące profilaktyki żywieniowej chorób autoimmunologicznych i neurodegeneracyjnych zaliczają się
obecnie do priorytetowych, a niniejszy projekt wniesie istotny wkład w rozwój chemii żywności.
w reakcji Maillarda i karmelizacji szerokiej gamy związków odpowiedzialnych za smak i zapach żywności.
Jednak niektórym produktom reakcji Maillarda i karmelizacji (PRM) przypisuje się negatywny wpływ na
zdrowie. Dowiedziono, iż spożywanie żywności poddawanej intensywnej obróbce termicznej, bogatej w PRM,
może zwiększać ilość zaawansowanych produktów glikacji (AGE) w ustroju. Uznaje się, że AGE
akumulowane in vivo odgrywają ważną rolę w patogenezie powikłań cukrzycowych i innych zaburzeń
zdrowotnych, takich jak miażdżyca, choroba Alzheimera i nowotwory. Do lepiej poznanych, potencjalnie
szkodliwych, PRM można zaliczyć: furozynę (FUR), Nε-(karboksymetylo)lizynę (CML),
hydroksymetylofurfural (HMF), lotne furany (V-Fs) i związki α-dikarbonylowe (α-DC). Ze względu na to, iż
produkty zbożowe są jednym z głównych źródeł PRM w diecie niezwykle ważne jest ich oznaczanie, badanie
mechanizmów powstawania i redukcji podczas obróbki termicznej. W ciągu ostatnich lat nastąpił wzrost
zainteresowania konsumentów produktami zbożowymi nieposiadającymi białek glutenowych, co częściowo
spowodowane jest zwiększoną zachorowalnością na celiakię. Ponieważ kompleks białek glutenowych jest
niezbędny do wytworzenia odpowiedniej struktury ciasta chlebowego, otrzymanie wysokiej jakości pieczywa
bezglutenowego stwarza wiele problemów technologicznych. Z tego też względu stosowane są różne dodatki
czy też zabiegi technologiczne zmierzające do poprawy jego jakości. Niewątpliwie zastąpienie mąki pszennej
składnikami, które mogłyby przejąć rolę glutenu może przyczynić się do zmiany właściwości zarówno
odżywczych jak i organoleptycznych końcowego produktu, ale również może mieć wpływ na tworzenie się
potencjalnie szkodliwych związków. Jednakże brak w źródłach literaturowych szerszych opracowań na temat zawartości PRM w pieczywie
bezglutenowym. Ponadto wnikliwe badania dotyczące kinetyki tworzenia α-DC są niezbędne gdyż mogą
dostarczyć nowych informacji na temat mechanizmów ich powstawania ale również mogą stanowić obiecującą
strategię terapeutyczną zapobiegającą tworzeniu PRM. Należy podkreślić niedostateczną wiedzę na temat
tychże reaktywnych związków oraz korelacji ich tworzenia z innymi potencjalnie szkodliwymi PRM, pomimo
istotnych dowodów wskazujących na ważną rolę jaką odgrywają w genezie AGE. Biorąc pod uwagę powyższe fakty celem wnioskowanego projektu jest określenie wpływu poszczególnych
komponentów receptury ciasta bezglutenowego (rodzaj mąki, oleju, cukru), dodatków i stosowanych
technologii na powstawanie PRM. Korelacja PRM z reaktywnymi α-DC należy również do głównych celów
badawczych wnioskowanego projektu, ponieważ pozwoli poznać mechanizmy ich powstawania, a także
oszacować narażenie konsumentów na przyjmowanie tychże termicznie indukowanych zanieczyszczeń z
pieczywem.
Realizacja projektu powinna dostarczyć odpowiedzi na następujące pytania:
(H1) czy kompozycja ciasta bezglutenowego determinuje zawartość potencjalnie szkodliwych PRM w
pieczywie?
(H2) czy liczba podwójnych wiązań obecnych w łańcuchu węglowodorowym kwasów tłuszczowych wpływa
na stabilność oksydacyjną oleju, a tym samym na tworzenie PRM?
(H3) czy oleje tłoczone z nasion poddanych prażeniu mogą być źródłem kanololu i związków lotnych, a zatem
wywierać znaczący wpływ na proces glikacji i aromat pieczywa bezglutenowego?
(H4) czy produkty degradacji termicznej substancji słodzących mogą przyczyniać się do tworzenia PRM?
(H5) czy mąki bezglutenowe mogą być źródłem naturalnych antyglikacyjnych związków zdolnych do
wiązania reaktywnych α-DC i obniżania poziomu PRM?
(H6) czy związki powstałe po obróbce enzymatycznej mogą przyczyniać się do akumulacji PRM w gotowym
produkcie bezglutenowym?
(H7) czy proces ekstruzji mąki może poprawić aromat i prowadzić do zwiększenia poziomu toksycznych
związków w pieczywie bezglutenowym?
(H8) czy α-DC odgrywają ważną rolę w tworzeniu potencjalnie szkodliwych termicznie indukowanych
związków? Odpowiedź na postawione hipotezy badawcze pomoże w odpowiednim doborze receptur ciast
bezglutenowych, a także w szczegółowym zbadaniu wpływu składników i różnych technologii stosowanych
w celu poprawy jakości pieczywa na zawartość PRM. Kompleksowość badań przyczyni się do lepszego
poznania mechanizmów tworzenia PRM, których ilość w diecie może zależeć od jej kompozycji. Badania
dotyczące profilaktyki żywieniowej chorób autoimmunologicznych i neurodegeneracyjnych zaliczają się
obecnie do priorytetowych, a niniejszy projekt wniesie istotny wkład w rozwój chemii żywności.