Komitet Nauk o Żywności i Żywieniu

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.