Stanowiska i opinie KNoŻiŻ PAN
KOMITET NAUK O ŻYWNOŚCI I ŻYWIENIU POLSKIEJ AKADEMII NAUK • THE COMMITTEE ON FOOD AND NUTRITION SCIENCES POLISH ACADEMY OF SCIENCES |
KOMITET NAUKI O ŻYWIENIU CZŁOWIEKA POLSKIEJ AKADEMII NAUK • COMMITTEE OF HUMAN NUTRITION SCIENCE POLISH ACADEMY OF SCIENCES |
|
02-776 Warszawa, ul. Nowourynowska 159C tel.: (48 22) 593-75-68 e-mail: |
10-718 Olsztyn, ul. Słoneczna 45F tel.: (48 89) 523 43 53 e-mail: |
Stanowisko
Komitetu Nauki o Żywieniu Człowieka oraz Komitetu Nauk o Żywności i Żywieniu Polskiej Akademii Nauk
w sprawie żywieniowych, zdrowotnych i technologicznych aspektów stosowania nutraceutyków
Olsztyn – Warszawa, 26.04.2022
Wzrastające zainteresowanie nutraceutykami wynika z oczekiwań coraz większej grupy konsumentów w stosunku do żywności, aby poza funkcjami odżywczymi, spełniała także funkcje profilaktyczne, a nawet lecznicze. Określenie „nutraceutyki” jest powszechnie stosowane do środków spożywczych pochodzenia roślinnego lub mikrobiologicznego, łączących w sobie wartości żywieniowe (nutritional value) z cechami produktów leczniczych (pharmaceuticals). Obejmuje ono m.in. żywność funkcjonalną, żywność specjalnego przeznaczenia żywieniowego lub medycznego, suplementy diety, a także pro- i prebiotyki. Należy jednak mieć na uwadze, że określenie „nutraceutyk” nie ma umocowania w prawodawstwie zarówno polskim, jak i Unii Europejskiej. Definicja zaproponowana w 2016 r. przez European Nutraceutical Association określa nutraceutyki jako produkty żywnościowe, które zapewniają udowodnione naukowo korzyści zdrowotne, w tym zapobieganie i leczenie chorób. Z kolei według Encyclopedia of Food and Health (2016) nutraceutyki definiuje się jako żywność, która ma właściwości lecznicze lub odżywcze, pozwalające na zapobieganie lub leczenie chorób. Takie właściwości są możliwe dzięki temu, że nutraceutyki, o ile rzeczywiście nimi są, zawierają substancje biologicznie aktywne, które wykazują określone korzystne działanie na organizm człowieka.
Nutraceutyki mają znacznie słabsze działanie niż leki, dlatego uważa się, że wymagają długotrwałego stosowania, aby możliwe było osiągnięcie korzyści dla zdrowia. Prozdrowotne działanie nutraceutyków wynika z ich właściwości immunomodulujących, przeciwzapalnych, przeciwutleniających, przeciwdrobnoustrojowych i przeciwrakotwórczych. Wspierają one między innymi naturalne mechanizmy przeciwzapalne i przeciwutleniające organizmu, dlatego podejmowane są próby ich zastosowania w leczeniu niektórych chorób, np. celiakii czy cukrzycy typu 1. Jednak wiedza na temat ich możliwości leczniczych jest nadal niewystarczająca i wymaga dalszych dobrze zaplanowanych kontrolowanych randomizowanych badań klinicznych.
W produkcji nutraceutyków są wykorzystywane roślinne ekstrakty i preparaty z tkanek roślinnych, które stanowią źródło związków biologicznie aktywnych. Ekstrakty roślinne otrzymywane są w kilku etapach, obejmujących suszenie surowca, jego rozdrabnianie/ocieranie oraz sterylizację i ekstrakcję, która może być przeprowadzona przy zastosowaniu różnych technik. Maceracja, infuzja, ekstrakcja Soxhleta, ekstrakcja parowa i hydrodestylacja to konwencjonalne metody stosowane w ekstrakcji biologicznie aktywnych składników roślin. Do głównych czynników wpływających na szybkość i efektywność konwencjonalnych metod ekstrakcji należą: temperatura i długość trwania procesu, a także rodzaj rozpuszczalnika i struktura matrycy. Obecnie wykorzystuje się również nowatorskie, bardziej przyjazne dla środowiska metody, takie jak: ciśnieniowa ekstrakcja za pomocą cieczy czy ekstrakcja nadkrytyczna, w której istnieje możliwość regulowania rozpuszczalności, a stosowane rozpuszczalniki są nietoksyczne. Skuteczność ekstrakcji może być zwiększona przez zastosowanie technik wspomagających, w których stosuje się enzymy (celulazy, proteazy, pektynazy), ultradźwięki, pulsacyjne pole elektryczne oraz rozparzanie próżniowe, polegające na szybkiej obróbce cieplnej surowców roślinnych i ich schłodzenie poprzez obniżenie ciśnienia. Te innowacyjne metody ekstrakcji roślinnych składników bioaktywnych stosuje się w celu podniesienia wydajności procesu i ograniczenia strat składników termolabilnych.
W projektowaniu nutraceutyków kluczowy jest ich skład i pochodzenie składników bioaktywnych. Testowane w modelach komórkowych wyizolowane z roślin związki bioaktywne nie wykazują takich właściwości biologicznych i prozdrowotnych jak ekstrakty roślinne je zawierające. Co więcej, bardzo często nutraceutykom zawierającym kilka różnych związków bioaktywnych przypisuje się zsumowane działanie każdego pojedynczego składnika, co jest założeniem błędnym. Podkreślić należy, iż mieszanina związków bioaktywnych może wykazywać działanie zupełnie inne, często nawet przeciwne do działania pojedynczych związków w niej zawartych. Stwierdzono na przykładzie kwercetyny i naringeniny, że związki te podane pojedynczo wykazywały działanie przeciwutleniające i nie stymulowały komórek nowotworowych do podziałów, natomiast ich mieszanina działała prokancerogennie. Wynikało to prawdopodobnie z bardzo silnego działania przeciwutleniającego tych związków, a do stresu redukcyjnego dochodziło w wyniku nasilonej redukcji reaktywnych form tlenu, spowodowanej nadmiarem związków przeciwutleniających, ponieważ homeostazę organizmu zaburzają zarówno niedobór, jak i nadmiar reaktywnych form tlenu. Zatem mieszaninę związków bioaktywnych należy traktować raczej jako nową substancję, o nowych właściwościach i nie można jej z założenia przypisywać takiego samego działania jakie wykazują pojedyncze zawarte w niej związki. Należy zatem zwrócić szczególną uwagę i uświadomić producentom, że każdorazowo podczas projektowania nowych, potencjalnych nutraceutyków należy dokładnie ocenić właściwości mieszaniny składników bioaktywnych w żywności, do której zostały one dodane, ponieważ nie można zakładać, że działanie mieszaniny związków będzie takie samo jak pojedynczego związku.
W świetle najnowszych badań naukowych należy stwierdzić, iż błędne jest założenie, że nutraceutyki tworzone przez dodawanie do nich kolejnych witamin, składników mineralnych lub innych związków bioaktywnych będą miały korzystny wpływ na zdrowie konsumenta, a takie podejście może przynieść więcej szkody niż rzeczywistych korzyści. Biorąc powyższe pod uwagę, Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka wraz z Komitetem Nauk o Żywności i Żywieniu PAN zalecają przed wprowadzeniem na rynek przebadanie w układach modelowych zarówno in vitro, jak i in vivo aktywności każdego wyprodukowanego potencjalnego nutraceutyku.
Stanowisko zostało przyjęte jednomyślnie przez Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka Wydziału V Nauk Medycznych oraz Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu Wydziału II Nauk Biologicznych i Rolniczych Polskiej Akademii Nauk.
PRZEWODNICZĄCA Komitetu Nauk o Żywności i Żywieniu PAN Prof. dr hab. inż. czł. koresp. PAN Dorota Witrowa-Rajchert |
PRZEWODNICZĄCA Komitetu Nauki o Żywieniu Człowieka PAN Prof. dr hab. Lidia Wądołowska |
Piśmiennictwo
- Aronson JK (2017). Defining ‘nutraceuticals’: neither nutritious nor pharmaceutical. J. Clin. Pharmacol., 83(1):8-19.
- Encyclopedia of Food and Health (2016). Caballero B, Finglas PM, Fidel T. Elsevier. https://www.sciencedirect.com/referencework/9780123849533/encyclopedia-of-food-and-health
- European Nutraceutical Association (ENA, 2016). The science behind nutraceuticals. https://www.enaonline.eu/
- Ghaffari S, Roshanravan N (2020). The role of nutraceuticals in prevention and treatment of hypertension: an updated review of the literature. Food Res Int.,128:108749.
- Sachdeva V, Roy A, Bharadvaja N (2020). Current prospects of nutraceuticals: a review. Curr Pharm Biotechnol., 21(10):884-896.
- Santini A, Cammarata SM, Capone G, Ianaro A, Tenore GC, Pani L, Novellino E (2018). Nutraceuticals: opening the debate for a regulatory framework (review). Br. J. Clin. 84, 659–672.
- Stirling Ch, Kruh W (2015). Nutraceuticals: The future of intelligent food. KPMG International Cooperative. https://assets.kpmg/content/dam/kpmg/pdf/2015/04/neutraceuticals-the-future-of-intelligent-food.pdf
- Venkatakrishnan K , Chiu HF , Wang CK (2019). Extensive review of popular functional foods and nutraceuticals against obesity and its related complications with a special focus on randomized clinical trails. Food Funct., 10(5):2313-2329.
- Venkatakrishnan K, Chiu HF, Wang CK (2020). Impact of functional foods and nutraceuticals on high blood pressure with a special focus on meta-analysis: review from a public health perspective. Food Funct., 11(4):2792-2804.
- Verma G, Mishra MK (2016). A review on nutraceuticals: classification and its role in various diseases. J. Pharm. Therap. 7(4), 152-160.
Opinia dot. aspektów technologicznych i zdrowotnych stosowania niekonwencjonalnych i innowacyjnych technik, wypracowana przez Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu oraz Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka podczas XII Konferencji z cyklu "Żywność, żywienie a zdrowie", 24.11.2020 r.
Wśród niekonwencjonalnych i innowacyjnych metod przetwarzania i utrwalania żywności na uwagę zasługują techniki, wykorzystujące zimną plazmę, ultradźwięki oraz pulsacyjne pole elektryczne. Zimna plazma jest stanem materii w postaci częściowo zjonizowanego gazu (hel, argon, azot, tlen), zawierającego m.in. elektrony, jony, rodniki, atomy czy fotony. Przy stosowaniu zimnej plazmy w środowisku żywności dochodzi do uszkodzenia ścian komórkowych, DNA i erozji komórek drobnoustrojów. Zimna plazma, z uwagi na właściwości przeciwdrobnoustrojowe związane z obecnością w niej m.in. nadtlenku wodoru, rodników OH, NO, tlenu singletowego czy ozonu, może znaleźć zastosowanie w żywności, jako metoda jej sterylizacji. Technologie zimnej plazmy niskociśnieniowej są przyjazne środowisku i wskazane do stosowania w przypadku produktów termolabilnych. Zimna plazma może być wykorzystana również do degradacji pestycydów, alergenów, inaktywacji toksyn czy sterylizacji powietrza oraz w modyfikacjach właściwości fizykochemicznych materiałów czy przemianach zol-żel. Dekontaminacja żywności, poprzez stosowanie zimnej plazmy lub kwasowej wody elektrolizowanej (AEW), należy do innowacyjnych metod sanityzacji powierzchni surowców lub przetworów żywnościowych. Kwasowa woda elektrolizowana wytwarzana jest metodą selektywnej elektrolizy membranowej z wodnych roztworów chlorku sodu. Dzięki temu procesowi generowane są aktywne formy chloru oraz reaktywne formy tlenu, które mają wysoką aktywność bakteriobójczą. Zastosowanie kwasowej wody elektrolizowanej działa hamująco na wzrost takich mikroorganizmów jak Pseudomonas aeruginosa, Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Mycobacterium tuberculosis, Campylobacter jejuni, Enterobacter aerogenes, czy Vibrio parahaemolytic.
Pulsacyjne pole elektryczne PEF oraz ultradźwięki US są technikami wspomagającymi jednostkowe procesy technologiczne, przez co znajdują coraz szersze zastosowanie w przemyśle spożywczym. Zastosowanie PEF polega na działaniu na tkankę biologiczną krótkimi impulsami, które charakteryzują się wysokim natężeniem pola elektrycznego. Efektem tego jest perforacja błony komórkowej tkanki. W przypadku stosowania fal dźwiękowych może dochodzić do zmiany w strukturze komórkowej układów biologicznych wskutek kawitacji czy pochłaniania energii akustycznej. Obie te metody mogą być wykorzystane w procesach wspomagających suszenie (w tym liofilizację), odwadnianie, tłoczenie, zamrażanie czy ekstrakcję. W przemyśle ziemniaczanym zastosowanie PEF przyczynia się do zmniejszenia siły cięcia, obniżenia pochłanianiu tłuszczu podczas smażenia przy produkcji frytek i chipsów. Zastosowanie PEF może wpływać również na zwiększenie ekstrakcyjności barwników czy rezygnację z obróbki enzymatycznej, bez zmniejszenia wydajności tłoczenia w produkcji soków owocowych. Stosowanie PEF i US sprzyja rozwojowi produkcji żywności wygodnej czy żywności o zaprojektowanych właściwościach. Stosowanie kombinacji tych dwóch technik wpływa również na jakość mikrobiologiczną żywności ze względu na uszkodzenie membran i struktur komórkowych mikroorganizmów. Zarówno PEF, jak i US mogą prowadzić jednak do powstawania wolnych rodników w żywności.
W niektórych przypadkach, zastosowanie pulsacyjnego pola elektrycznego czy ultradźwięków jest już powszechnie stosowaną praktyką w przemyśle przetwórczym. Wiedza konsumentów na temat wykorzystania i wpływu tych technologii na żywność jest niewielka, co może determinować ich zachowanie na rynku spożywczym. Analogicznie, w przypadku zimnej plazmy, ze względu na jej skład i naturę procesu, jej zastosowanie wzbudza pewne obawy konsumentów, co może niekorzystnie wpływać na przemysłowe wdrożenie tej technologii. Jednocześnie, wpływ zimnej plazmy na składniki odżywcze żywności nie jest dostatecznie poznany.
Zastosowanie nowoczesnych, innowacyjnych technologii przetwarzania żywności niesie ze sobą wiele korzystnych zjawisk, takich jak wspomniany powyżej aspekt korzyści dla środowiska przy stosowaniu zimnej plazmy, przy równoczesnej skuteczności tej metody w eliminacji drobnoustrojów chorobotwórczych i degradacji zanieczyszczeń środowiskowych. W przypadku rozwoju i stosowania nowych innowacyjnych technik przetwarzania żywności należy zwrócić szczególną uwagę na problem powstawania tzw. zanieczyszczeń procesowych (processing toxicants). Przykładem takich związków jest akryloamid, który powstaje z naturalnie występujących w żywności prekursorów (wolnej asparaginy i cukrów redukujących), głównie pod wpływem temperatury powyżej 120°C. Obecność akryloamidu jest stwierdzana nie tylko w produktach poddawanych tradycyjnym metodom obróbki termicznej, jak smażenie czy pieczenie, ale również w żywności poddanej pasteryzacji i sterylizacji. Występuje w produktach ekspandowanych i ekstrudowanych, a niektórzy autorzy wskazują na większą zawartość tego związku w żywności podgrzewanej w kuchence mikrofalowej w porównaniu do tradycyjnych metod podgrzewania potraw. Należy przy tym podkreślić, że ilość powstającego akryloamidu zależy przede wszystkim od składu surowcowego produktu, czyli od ilości prekursorów omawianego związku. Ryzyko dla zdrowia człowieka jest związane z działaniem neurotoksycznym i kancerogennym akryloamidu. Powszechna jego obecność w przetwarzanej żywności bogatej w węglowodany i potwierdzone niekorzystne działanie na zdrowie człowieka, wskazują na konieczność monitorowania zawartości akryloamidu w produktach spożywczych. Do tego celu wykorzystywane są nowoczesne metody analityczne, takie jak chromatografia gazowa i cieczowa sprzężona z podwójną spektrometrią mas (GC-MS/MS i LC-MS/MS). Obydwie metody pozwalają na wykrywanie związków na bardzo niskich poziomach detekcji. Bezpieczeństwo konsumentów mają zapewnić również odpowiednie przepisy prawne, limitujące zawartość zanieczyszczeń, w tym procesowych, w żywności. W przypadku akryloamidu obowiązują tzw. poziomy odniesienia, różne dla różnych kategorii środków spożywczych. Stosowanie nowoczesnych, innowacyjnych technologii produkcji i przetwarzania żywności musi uwzględniać aspekt bezpieczeństwa dla konsumenta wytwarzanych produktów. I to nie wyłącznie skutek natychmiastowy, ale również skutki odległe, w tym dla zdrowia przyszłych pokoleń.
Wymagania dotyczące bezpieczeństwa żywności, odnoszące się do jednostki i całego pokolenia w szerokim kontekście czasowym, muszą być równocześnie rozpatrywane z subiektywnymi potrzebami konsumentów. Wielu konsumentów poza zaspokojeniem głodu oczekuje żywności łatwej do przygotowania, posiadającej dodatkowe walory zdrowotne, wykraczające poza wartość odżywczą żywności, ale jednocześnie dostarczającej nowych, niezwykłych wrażeń kulinarnych. Tym wyzwaniom musi sprostać współczesny przemysł spożywczy oraz gastronomia, zachowując równowagę między obiektywnie mierzoną jakością żywności i potraw a subiektywnymi oczekiwaniami kulinarnymi konsumentów.
Opinia dot. aspektów technologicznych i żywieniowych związanych ze stosowaniem dodatków do żywności oraz materiałami opakowaniowymi wypracowana przez Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu oraz Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka podczas XI Konferencji z cyklu "Żywność, żywienie a zdrowie", Warszawa, 26.11.2019 r.
Podczas konferencji poruszano zagadnienia dotyczące najnowszych rozwiązań technologicznych w zakresie wytwarzania materiałów opakowaniowych, stosowania dodatków do żywności, jak również ich wpływie na jakość produktu oraz zdrowie konsumentów.
Dodatki do żywności są grupą substancji celowo dodawanych do żywności celem m.in. zapewnienia bezpieczeństwa mikrobiologicznego, utrzymania odpowiedniej jakości produktu poprzez ograniczenie niekorzystnych przemian po ich wyprodukowaniu. Należą do nich także takie związki jak witamina C (kwas askorbinowy) czy kwas cytrynowy. Ponadto, dodatek niektórych substancji pozwala na uzyskanie odpowiedniego efektu technologicznego (m.in. parówek bez osłonek), co poniekąd wymuszają na producentach sami konsumenci. Należy zwrócić uwagę, iż często zastosowanie mieszanek dodatków do żywności zamiast pojedynczego związku o podobnym działaniu, ze względu na występujące synergistyczne działanie, pozwala na zmniejszenie ich ilości dodawanej do produktu. Na podkreślenie zasługuje fakt, iż substancje dodatkowe podlegają regulacjom w kwestii nie tylko możliwości stosowania poszczególnych substancji i rodzaju żywności, do której mogą być dodawane, ale również regulowana jest maksymalna dopuszczalna dawka. Istnieje jednocześnie bardzo duża grupa żywności, głównie żywności nieprzetworzonej lub mało przetworzonej, takiej jak warzywa, owoce czy niektóre rodzaje nabiału, do których nie wolno stosować substancji dodatkowych. Duża dostępność i powszechne stosowanie dodatków do żywności przez producentów (przy konieczności deklaracji ich użycia w składzie produktu) może budzić obawy konsumenta odnośnie ich nadmiernego wykorzystania. Zatem racjonalne wykorzystanie substancji dodatkowych leży w interesie zarówno producenta, jak i konsumenta. Konsument powinien zwrócić szczególną uwagę na fakt, iż potencjalnym zagrożeniem związanym z przyjmowaniem substancji dodatkowych jest jednostronna dieta i nadmierne spożycie wielu produktów o wysokim stopniu przetworzenia i długim terminie przydatności do spożycia.
Stosowane w przetwórstwie żywności substancje dodatkowe, obok leków i pestycydów, można zaliczyć do najlepiej przebadanych toksykologicznie substancji, z którymi styka się człowiek. Podlegają one bieżącej analizie bezpieczeństwa ich stosowania i weryfikacji akceptowalnego dziennego spożycia (tzw. ADI) w świetle aktualnych doniesień naukowych, dzięki czemu konsument może być pewny, że substancje obecne w żywności są bezpieczne dla zdrowia. Takie podejście do tematu jest rzadko poruszane w prasie popularno-naukowej oraz mediach, przez co konsumenci mają niewłaściwy obraz przetwórców żywności, uznając, iż stosowanie dodatków do żywności jest celowym działaniem producentów żywności, mającym na celu pogorszanie jej jakości i wytworzenia produktu przy niższych kosztach.
Opakowania do żywności, oprócz swojego podstawowego celu jakim jest ochrona produktu, muszą także spełniać restrykcyjne wymogi dotyczące bezpieczeństwa, w tym związanego z migracją różnych związków z materiału opakowaniowego do żywności. Spośród różnych materiałów opakowaniowych, szczególną uwagę zwrócono na opakowania do żywności z tworzyw sztucznych i opakowania biodegradowalne oraz perspektywy ich wykorzystania w świetle nowych wymogów Gospodarki w Obiegu Zamkniętym (GOZ). W kontekście ekologicznym obecnie istnieją tendencje do zmniejszenia materiałochłonności produkcji opakowań, wykorzystania surowców bioodnawialnych, produkcji opakowań w całości biokompostowalnych lub ponownego wykorzystania zużytych opakowań.
Należy stwierdzić, że zrównoważona dieta, zawierająca właściwe proporcje składników pokarmowych i dostosowana do potrzeb organizmu człowieka oraz składająca się z żywności o różnych stopniu przetworzenia, stanowi najlepszy przepis na zachowanie zdrowia do później starości. Taka dieta w świetle aktualnej wiedzy jest bezpieczna w kontekście potencjalnych, niepożądanych skutków wynikających z nadmiernego pobrania substancji dodatkowych z żywnością, a jednocześnie pozwala się cieszyć smakiem wielu potraw, dzięki zwiększeniu ich trwałości i wzmocnieniu cech sensorycznych.
Opinia dot. znaczenia wody w przetwarzaniu żywności oraz w aspekcie żywieniowym wypracowana przez Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu oraz Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka podczas X Konferencji z cyklu "Żywność, żywienie a zdrowie", Warszawa, 7.11.2018 r.
Woda jest kluczowym związkiem niezbędnym do życia. W każdym rodzaju pożywienia występuje w większej lub mniejszej ilości, gwarantując nie tylko odpowiednią jakość technologiczną oraz sensoryczną żywności, ale również decydując o trwałości żywności. Ze względów technologicznych bardzo ważne jest określenie aktywności wody, która świadczy o jej dostępności dla procesów enzymatycznych czy rozwoju drobnoustrojów.
Większość surowców roślinnych i zwierzęcych charakteryzuje się wysoką aktywnością wody, bliską jedności. Przy takich wartościach dochodzi do rozwoju mikroorganizmów, a degradacja związków bioaktywnych czy reakcje enzymatyczne powodujące psucie się żywności przebiegają z największą intensywnością. Stąd też w celu przedłużenia trwałości żywności najczęściej usuwa się część wody z surowca na drodze m.in. zagęszczania czy suszenia. W ostatnich latach dużego znaczenia nabierają niekonwencjonalne technologie, wśród których można wymienić oddziaływania mikrofalowe, magnetyczne pola oscylacyjne, wysokie ciśnienia hydrostatyczne, pulsacyjne pola elektryczne, ultradźwięki, ultrafiolet, ogrzewanie za pomocą fal radiowych, ogrzewanie omowe, pulsacyjne promieniowanie rentgenowskie i inne. Stopniowo zaczynają one zastępować lub wspomagają istniejące, klasyczne sposoby utrwalania żywności z uwagi na przyspieszanie procesów technologicznych opartych na wymianie ciepła i masy, zmniejszanie energochłonności tych procesów oraz możliwość otrzymania produktu o lepszych walorach jakościowych.
Drugą ważną cechą technologiczną wody jest funkcja plastyfikatora żywności. W trakcie przechowywania suchych produktów na skutek sorpcji wilgoci czy wzrostu temperatury otoczenia może dojść do przejścia związków ze stanu amorficznego w stan gumowaty, co skutkuje m.in. zbrylaniem, kurczeniem, utratą chrupkości czy przyspieszeniem krystalizacji. Uwolniona w trakcie krystalizacji składników produktu suchego woda jest adsorbowana przez część amorficzną produktu, co w konsekwencji inicjuje szereg niekorzystnych zmian, m.in. przyspieszenie reakcji chemicznych, denaturacji białek, zniszczenie membran, uwalnianie zakapsułkowanych składników. Wyzwaniem dla technologów żywności jest dobór takich rozwiązań technologicznych w celu zaprojektowania produktu, w którym ograniczona będzie m.in. migracja wody pomiędzy składnikami (np. w mieszankach musli). Ponadto, istotne jest określenie warunków przechowywania czy optymalnej zawartości wody w produkcie, które zagwarantują utrzymanie jakości suchych produktów przez długi czas.
Woda odgrywa istotną rolę również w technologii serowarskiej. Przede wszystkim decyduje o konsystencji i stopniu twardości serów czy szybkości dojrzewania serów. Ukierunkowuje również działanie bakterii podczas procesów dojrzewania. Istotne jest dobranie odpowiedniego zakresu aktywności wody masy serowej, która z jednej strony umożliwi otrzymanie serów bezpiecznych pod względem mikrobiologicznym poprzez hamowanie rozwoju niekorzystnych bakterii, a z drugiej strony umożliwi optymalny rozwój bakterii korzystnych, niezbędnych przy produkcji serów dojrzewających. Aktywność wody determinuje przede wszystkim stabilność mikrobiologiczną produktu, fizyczne, mechaniczne i chemiczne właściwości serów, tj. zawartość białek, witamin, barwę, smak, wartości odżywcze, stabilność i trwałość składników, jak również pakowanie i przechowywanie czy rozpuszczalność i teksturę wyrobów. W przypadku niespełnienia kryteriów aktywności wody dochodzi m.in. do błędów w oczkowaniu na skutek działalności bakterii fermentacji mlekowej. W celu zapewnienia odpowiedniej jakości serów podczas ich produkcji należy kontrolować aktywność wody, której zmiana możliwa jest w wyniku kontroli zawartości wody i zawartości substancji rozpuszczonych w fazie wodnej sera przez dodatek soli, zmianę warunków dojrzewania (pH, temperatura, wielkość ziarna) i przechowywania lub odpowiedni materiał opakowaniowy.
Prawidłowe nawodnienie organizmu jest konieczne dla utrzymania właściwego stanu zdrowia człowieka, w tym zdolności do wysiłku fizycznego i sprawnego funkcjonowania w sferze poznawczej. Woda zapewnia prawidłowy przebieg procesów trawienia pożywienia i wchłaniania składników pokarmowych, wydalanie produktów przemiany materii i toksyn, utrzymanie stałej temperatury ciała oraz regulację gospodarki wodno-elektrolitowej i kwasowo-zasadowej organizmu. Zapotrzebowanie na wodę zależy od wielu czynników środowiskowych, takich jak rodzaj i ilość konsumowanej żywności, temperatura otoczenia, klimat, aktywność fizyczna oraz czynników indywidualnych, takich jak wiek i stany fizjologiczne u kobiet (karmienie, menstruacja) oraz choroby, zwłaszcza współistniejące z gorączką. Bez wody dorosły człowiek jest w stanie przeżyć tylko 3 doby. Rekomendowane spożycie wody przez człowieka dorosłego żyjącego w umiarkowanej temperaturze otoczenia i o umiarkowanej aktywności fizycznej wynosi 2-4% masy ciała lub 1 ml na 1 kcal spożytego pożywienia, co odpowiada 2000-2500 ml/dobę. Źródłem wody dla organizmu człowieka są napoje i żywność o konsystencji stałej. Zachwianie równowagi między ilością wody spożywanej i wydalanej z organizmu prowadzi do odwodnienia w stopniu uzależnionym od poziomu ujemnego bilansu wodnego. Zbyt małe spożycie wody może mieć podłoże fizjologiczne, środowiskowe lub kulturowe, w tym zależy od struktury diety, m.in. ilości spożywanych warzyw i owoców, z których większość zawiera dużo wody oraz spożycia tłuszczów, słodyczy i produktów zbożowych, które należą do żywności o małej lub bardzo małej zawartości wody. Odwodnienie umiarkowanego stopnia ma niespecyficzne objawy, dlatego często pozostaje nierozpoznane, jednak stany chronicznego odwodnienia, nawet łagodnego stopnia, poważnie zakłócają funkcjonowanie organizmu i zwiększają ryzyko niektórych chorób, zwłaszcza układu wydalniczego. Większość Polaków, niezależnie od wieku, spożywa zbyt małą ilość wody, zaś wśród spożywanych napojów przeważają napoje słodzone. Taka struktura spożycia napojów jest udowodnionym czynnikiem ryzyka otyłości. Mając to na uwadze Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka PAN wspólnie z Polskim Towarzystwem Nauk Żywieniowych, powołał grupę ekspertów, reprezentujących różne placówki naukowe i opracował stanowisko pt. „Rola prawidłowego nawodnienia w zdrowym żywieniu oraz pożądane zmiany zwyczajów Polaków dotyczące spożycia płynów”, które zostało opublikowane w czasopiśmie Żywienie Człowieka i Metabolizm (nr 4, 2017) oraz zamieszczone na stronach internetowych Komitetu Nauki o Żywieniu Człowieka PAN i Polskiego Towarzystwa Nauk Żywieniowych.
W konkluzji stwierdzono, że z uwagi na ogromne znaczenie wody, wynikające z jej roli w organizmie człowieka oraz znaczenia w pozyskiwaniu surowców i produkcji żywności, konieczne jest oferowanie do spożycia przez ludzi oraz stosowania w przetwórstwie żywności wyłącznie wody o wysokiej jakości żywieniowej i technologicznej, której jakość powinna być systematycznie monitorowana.
Opinia dot. wpływu żywności i żywienia na mikrobiotę człowieka wypracowana przez Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu oraz Komitet Nauki o Żywieniu Człowieka podczas IX Konferencji z cyklu "Żywność, żywienie a zdrowie", Warszawa, 23.11.2017 r.
Na konferencji przedstawiono aktualny stan wiedzy dotyczącej związku pomiędzy żywnością, żywieniem a mikrobiotą człowieka. Tematyka wystąpień była związana z rolą diety w kształtowaniu właściwego składu mikroflory jelitowej, wpływem na zdrowie ludzi oraz znaczeniem probiotyków i żywności probiotycznej w zapobieganiu chorobom.
Mikroflora (mikrobiota) jelitowa stanowi najliczniejszy (1014 komórek), złożony ekosystem drobnoustrojów zasiedlających organizm człowieka i pełni ważne funkcje metaboliczne, troficzne i immunologiczne. Istnieją dowody, że 1000 pierwszych dni życia dziecka ma kluczowe znaczenie dla kształtowania mikrobiomu (zespołu genów mikrobioty) człowieka, w tym m.in. sposób narodzin dziecka, rodzaj pokarmu i sposób żywienia, stosowanie leków przez matkę i dziecko, przestrzeganie higieny, które odpowiadają za tzw. programowanie mikrobiotyczne. Przytoczono stanowisko Word Allergy Organization dotyczące probiotyków i prebiotyków w prewencji chorób alergicznych oraz wyniki badań, które dokumentują wpływ zachodniego trybu życia na zmniejszenie różnorodności mikroflory jelitowej i rozwój dysbiozy (tj. zaburzenia homeostazy mikroflory jelitowej), które w konsekwencji zwiększają ryzyko zachorowań na alergię, choroby zapalne jelit, cukrzycę, nadwagę i otyłość, a nawet chorobę Alzhaimera. Wśród czynników niekorzystnie wpływających na skład mikroflory jelitowej organizmu człowieka wymieniono niewłaściwą dietę zawierającą żywność wysoko przetworzoną, nadmierne spożycie soli kuchennej, niedostateczne spożycie warzyw i owoców, i wynikającą z tego małą podaż folianów, a także rygorystyczne stosowanie diet wykluczających w przypadkach nie potwierdzonych diagnozą lekarską, nadużywanie antybiotyków, stosowanie preparatów żelaza i leków steroidowych, przewlekły stres, cesarskie cięcia „na życzenie” oraz przesadną higienizację.
Mikrobiota jelitowa bierze udział w modulowaniu biodostępności i bioprzyswajalności przeciwutleniaczy obecnych w żywności, zwłaszcza związków polifenolowych. Z uwagi na unikatowość profilu mikrobioty każdego człowieka, metabolity, które powstają z polifenoli, mogą mieć bardzo zróżnicowaną aktywność i ostatecznie odmienny wpływ w zależności od gospodarza, korzystny lub niekorzystny dla zdrowia. Z drugiej strony, związki polifenolowe występujące w żywności mogą wpływać na wzrost i różnicowanie składu gatunkowego mikrobioty jelitowej. Oznacza to, że przez właściwy dobór składników diety, w tym przeciwutleniaczy, można modulować skład mikrobioty, zaś zmieniając skład mikrobioty pośrednio oddziaływać na metabolizm przeciwutleniaczy, a zatem przez układ wzajemnych zależności wpływać na zdrowie gospodarza.
Omówiono wpływ probiotyków i żywności probiotycznej na zmiany składu mikrobiomu człowieka. Podkreślono konieczność dokumentowania ich korzystnego wpływu na organizm człowieka w randomizowanych badaniach klinicznych z kontrolą placebo w populacji docelowej, aby uwzględnić ich kompatybilność z powszechnie spożywanym typem diety i genotypem. Mikroorganizmy probiotyczne (probiotyki) są najczęściej bakteriami naturalnej mikrobioty człowieka wywołującymi korzystny i wielokierunkowy wpływ na funkcjonowanie organizmu. Najlepiej udokumentowane wydaje się zastosowanie probiotyków w profilaktyce i wspomaganiu leczenia biegunek, zwłaszcza o ostrym przebiegu i infekcyjnej etiologii oraz związanych z antybiotykoterapią.
Wskazano na niedostateczne uregulowanie rynku probiotyków w Polsce, co ułatwia wprowadzanie do obrotu preparatów o niewłaściwej jakości, np. zawierających mikroorganizmy bez wystarczająco potwierdzonych właściwości prozdrowotnych, niedostatecznie zidentyfikowane, w niewłaściwych ilościach.
W konkluzji stwierdzono, że urozmaicona, zbilansowana dieta dostosowana do wieku i zapotrzebowania organizmu, zawierająca żywność o małym stopniu przetworzenia, obfitująca w warzywa i owoce oraz unikanie nadmiaru soli i żywności wysokoprzetworzonej, a także rozsądne stosowanie antybiotykoterapii lub innych leków i suplementów diety, korzystnie wpływają na skład mikroflory (mikrobioty) jelitowej i w konsekwencji mogą zmniejszać ryzyko niektórych chorób, a zatem mogą być rekomendowane ludziom w każdym wieku, od narodzin do późnej starości. Skuteczność profilaktyki i wspomagania terapii chorób za pomocą probiotyków wymaga zapewnienia podaży wysokiej jakości probiotyków i żywności probiotycznej o udowodnionym korzystnym wpływie na organizm człowieka. Wymaga to ustalenia odrębnych norm gwarantujących odpowiednią jakość mikrobiologiczną, funkcjonalną i przechowalniczą produktów tej kategorii. Zgromadzone dowody na korzystne odziaływanie zrównoważonej mikrobioty układu pokarmowego na zmniejszanie ryzyka wielu chorób są wystarczające, aby spożycie mikroorganizmów probiotycznych rekomendować jako ważny element profilaktyki i wspomagania leczenia tych chorób.
Postęp w nauce o sacharydach
Opinia Komitetu Nauk o Żywności PAN
Sacharydy są podstawowym składnikiem żywności, pełniącym ważne funkcje w organizmie człowieka. Oprócz sacharydów prostych i złożonych, istotne znaczenie w aspekcie technologicznym i zdrowotnym ma obecność w żywości glikozydów, będących pochodnymi cukrowymi naturalnie obecnymi w żywności, przejawiającymi aktywność biologiczną, m.in. poprzez działanie przeciwutleniające, przeciwzapalne czy przeciwnowotworowe, jak również nadawanie barwy, zapachu czy słodkiego smaku żywości. Istotne znaczenie ma również powszechne stosowanie słodzików (naturalnych lub syntetycznych).
Produkcja żywności bogatej w sacharydy rozwija w kilku głównych kierunkach, wśród których wymienić można:
- Produkcję przekąsek zbożowych o wysokiej zawartości błonnika pokarmowego oraz sacharydów złożonych pochodzących z pełnoziarnistych surowców zbożowych;
- Modyfikacje fizyczne, chemiczne i enzymatyczne skrobi (nie będące modyfikacjami genetycznymi) w celu zmiany jej właściwości technologicznych i/lub żywieniowych;
- Produkcję żywności prozdrowotnej bogatej w glikozydy lub modyfikacja technologii przetwarzania żywności w celu zachowania największej ilości tych składników;
- Wykorzystanie naturalnych i/lub syntetycznych zamienników cukrów tradycyjnych celem obniżenia kaloryczności produktów.
W ostatnich latach obserwuje się zwiększone spożycie cukrów z dietą wynikające z przyzwyczajenia konsumentów do słodkiego smaku żywości. Należy zwrócić uwagę, iż wzrastająca podaż substancji słodzących może mieć negatywne konsekwencje dla zdrowia człowieka, wpływając m.in. na procesy uczenia się czy gospodarkę lipidową. W ocenie Komitetu Nauk o Żywności PAN należy zachować ostrożność zarówno w upowszechnianiu zamienników sacharozy jak również nadmiernym spożywaniu produktów zawierających sacharydy przy jednoczesnej eliminacji pozostałych składników żywności. Zalecanym sposobem żywienia jest akceptowanie diety urozmaiconej, przy zachowaniu kaloryczności posiłków odpowiedniej do wieku, płci, aktywności fizycznej czy stanu zdrowia. Niewłaściwe jest uleganie trendom stosowania diety eliminacyjnej określonych składników żywnościowych (np. sacharozy czy laktozy) lub wręcz całej grupy żywności bez wyraźnego wskazania medycznego.
Zagadnieniem, które budzi wiele kontrowersji jest zastępowanie sacharozy słodzikami w celu obniżenia kaloryczności produktów. Niektóre badania naukowe wskazują, że słodziki niekorzystnie wpływają na skład mikroflory przewodu pokarmowego oraz, w mniejszym stopniu niż naturalne cukry, ale również pobudzają receptory transportu glukozy. Istniejący stan wiedzy w tym zakresie nie pozwala na wyciągnięcie jednoznacznych wniosków dotyczących wpływu zamienników sacharozy na zdrowie człowieka. W tym względzie należy kierować się uwarunkowaniami prawnymi i dodawać słodziki do produktów, do których jest to konieczne ze względów zdrowotnych. Niemniej jednak, należy również mieć na uwadze fakt, iż żywność jest złożoną matrycą substancji o działaniu biologicznym. Dlatego też badania naukowe powinny uwzględniać oddziaływanie nie jednego pojedynczego składnika żywności na organizm człowieka ale synergistyczne działanie różnych związków. Warto podkreślić również istotność badań obejmujących identyfikację oraz poznanie zależności pomiędzy strukturą a aktywnością biologiczną związków, co jest perspektywicznym kierunkiem doskonalenia wiedzy o żywności..
W wieloletniej perspektywie działanie producentów żywności powinno zmierzać do stopniowej zmiany nawyków konsumentów preferujących produkty słodkie a nie jedynie oferowania słodkich zamienników sacharozy. Ważne znaczenie ma uświadamianie społeczeństwa o niekorzystnym wpływie zbyt wysokiego spożycia sacharydów, w tym przede wszystkim sacharozy i konieczności zmiany nawyków żywieniowych. W tym celu wskazane jest zaangażowanie zarówno naukowców, polityków oraz mediów, gdyż bez odpowiedniej edukacji społeczeństwa mniej słodka żywność nie zyska akceptacji konsumentów.
Z uwagi na aktualne kierunki rozwoju nauki o sacharydach i nowe odkrycia naukowe dotyczące wpływu sacharydów oraz ich zamienników na zdrowie człowieka Komitetu Nauk o Żywności PAN wspólnie z Komitetem Nauki o Żywieniu Człowieka PAN w dniu 20.11.2014 r. zorganizował VI Konferencję z cyklu „Żywność, żywienie a zdrowie” nt. „Postęp w nauce o sacharydach: aspekty technologiczne i zdrowotne”. Referaty profesorów reprezentujących Komitet Nauk o Żywności PAN są uzupełnieniem opinii:
- Prof. dr hab. Ewa Białecka-Florjańczyk - Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Nauk o Żywności: "Glikozydy w żywności"
- Prof. dr hab. Marek Sikora - Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie, Wydział Technologii Żywności: "Postępy w zakresie badań skrobi w Polsce"
Warszawa, 30.12.2014
OPINIA KOMITETU NAUK O ŻYWNOŚCI PAN DOT. NANOTECHNOLOGII W ŻYWNOŚCI I ŻYWIENIU
W dniu 6 listopada 2013 r. w Sali Lustrzanej Pałacu Staszica w Warszawie zorganizowana została V Konferencją z cyklu „Żywność, żywienie a zdrowie” nt. „Nanotechnologia w żywności i żywieniu – korzyści i zagrożenia”. Było to kolejne spotkanie naukowe, organizowane wspólnie przez Komitet Nauk o Żywności oraz Komitet Nauk o Żywieniu Człowieka Polskiej Akademii Nauk. Na podstawie wysłuchanych referatów oraz toczącej się później dyskusji wypracowano opinię dotyczącą perspektyw zastosowania nanotechnologii w produkcji żywności. Część tej opinii stanowią prezentacje naukowców, reprezentujących Komitet Nauk o Żywności PAN podczas konferencji, które są dostępne poniżej:
- Dr hab. Ewa Jakubczyk - SGGW w Warszawie, Wydział Nauk o Żywności: „Nanożywność – teraźniejszość i przyszłość”
- Prof. dr hab. Tadeusz Antczak - Politechnika Łódzka, Instytut Biochemii Technicznej „Nanotechnologia – niewidzialna potęga”
Nanotechnologie mogą znaleźć zastosowanie w produkcji żywności do otrzymywania m.in. nanosensorów oraz opakowań inteligentnych kontrolujących bezpieczeństwo i jakość żywności, czy też nanokapsułek i nanoemulsji. Przykładowo, istnieje możliwość zamykania w nanokapsułkach składników odżywczych, witamin, przeciwutleniaczy czy kwasów omega-3 i omega-6. Możliwe jest również otrzymywanie bardziej stabilnych emulsji, do których wprowadzane mogą być karotenoidy, sterole roślinne czy koenzym Q10, wykazujące korzystne działanie na zdrowie człowieka. Otrzymane tą techniką lody mogą mieć mniejszą kaloryczność, a oleje mogą być poddane obróbce termicznej w niższej temperaturze, przy czym otrzymane produkty cechują się wyższą chrupkością. Należy jednak zdawać sobie sprawę z faktu, iż substancje w postaci nanocząsteczek mogą łatwiej przenikać przez błony komórkowe i być absorbowane przez komórki a nawet same jądra komórkowe. Niepokojące wydają się doniesienia o związanym z tym możliwym działaniu toksycznym poprzez zakłócanie funkcjonowania komórek m.in. mózgu czy wątroby. Dlatego też najbardziej obiecującym, przyszłościowym rozwiązaniem wydaje się wykorzystanie nanosensorów oraz opakowań do żywności, otrzymanych metodami nanotechnologii, informujących o jakości i bezpieczeństwie zapakowanego produktu, niż bezpośrednie spożywanie nanoproduktów. Konieczne jest również wprowadzenie w prawie żywnościowym jednoznacznych przepisów regulujących stosowanie osiągnięć nanotechnologii w produkcji żywności.
W trakcie konferencji wypracowano wspólny pogląd, iż należy upowszechniać wiedzę o nanotechnologiach, aby społeczeństwo miało świadomość zalet oraz zagrożeń, jakie stwarza dla człowieka i środowiska wykorzystanie ich zdobyczy. Powinna to być jednak wiedza rzetelna i sprawdzona, ponieważ brak jest informacji dotyczących skutków zdrowotnych wykorzystania osiągnięć nanotechnologii w produkcji żywności, jak też korzystania z nieżywnościowych produktów nanotechnologii w ogóle.
Warszawa, 15.12.2014