ATEITIES MAISTAS SPORTININKAMS IR NE TIK · Mikrobangų krosnelė: iš esmės nauja šiluminio...

ATEITIES MAISTAS

SPORTININKAMS IR NE TIK

Rimantas Venskutonis Kauno technologijos universiteto

Maisto mokslo ir technologijos katedros profesorius

Ateities maistas, 2018 m. biželio 6 d., Kaunas

Koks maistas geriausiai tinka

sportininkams ?

Maisto gamyba - tikriausiai seniausia technologija pasaulyje

http://dir.coolclips.com/History/Prehistoric/

Cavemen/caveman_cooking_dinner_CoolClips_cart0665.jpg

http://www.texasbeyondhistory.net/pecos/images/M6.html

Kepimas ant karštų uolienų

Jei valgytume žalią maistą ?!

http://www.google.lt/imgres?q=food+and+human+e

volution&start=93&um=1&hl=lt&biw=1486&bih=695

&tbm=isch&tbnid=O9y5soQRwH7HAM:&imgrefurl=

http://www.popsci.com/science/article/2012-

10/human-ancestors-raw-diet-meant-tough-

tradeoffs-between-brawn-and-

brains&docid=DIk8w0NJ7uCc4M&imgurl=http://ww

w.popsci.com/files/imagecache/article_image_big/a

rticles/caloric-

needs.png&w=906&h=678&ei=_a2TUJ-

OAeHg4QSOpYDICg&zoom=1&iact=rc&dur=259&si

g=113753025769581982581&page=4&tbnh=150&tbn

w=212&ndsp=35&ved=1t:429,i:67&tx=137&ty=53

Kiek laiko per dieną

reikėtų skirti žalio

maisto valgymui

norint išlaikyti

smegenų

Ir kūno masę

žmogus

Kūno masė (svarais)

Maisto gaminimas – svarbus

evoliucijos veiksnys

http://www.google.lt/imgres?q=food+and+human+evolution&start=230&um=1&hl=lt&biw=1486&bih=695&tbm=isch&tbnid=GGujU4b0fAVAyM:&imgrefurl=http://changelatitudes.b

logspot.com/2012/05/obesity.html&docid=Sc7rb8k7iGri8M&imgurl=http://mediaserver.dwpub.com/press-

release/23549/the_evolution_of_man_ages.jpg&w=675&h=350&ei=_a2TUJ-

OAeHg4QSOpYDICg&zoom=1&iact=hc&vpx=663&vpy=332&dur=30&hovh=162&hovw=312&tx=137&ty=110&sig=113753025769581982581&page=8&tbnh=133&tbnw=258&ndsp=3

5&ved=1t:429,i:145

Antikinių laikų virtuvė

http://static4.depositphotos.com/1002772/316/i/950/depositphotos_3160489-Ancient-kitchen.jpg

Viduramžių laikų virtuvė

http://www.danheller.com/images/Europe/Slovakia/SpisCastle/woman-cooking-in-medieval-kitchen-2-big.jpg

Viduramžių išradimai - fizikiniai procesai

11 amž. Persijos fizikas ir chemikas Ibn Sina (Avicena) išrado šaldymo gyvatuką aromatiniams garams sukondensuoti

http://lh6.ggpht.com/_V2IY3_-7N6s/Sb-

V1cMldqI/AAAAAAAABDw/ig22LHa78aE/%5BUNS

ET%5D.jpg

Mechaninis sviesto muštuvas – pieno emulsijų suardymas

http://obsidianwings.blogs.com/.a/6a00d8345

15c2369e2015438825ef0970c-800wi

Nuo primityvios viduramžių maisto

gamyklos ......

http://www.google.lt/imgres?q=medieval+food+factory&um=1&hl=lt&sa=N&biw=1486&bih=695&tbm=isch&tbnid=DS9AZGDFQ1Rv2M:&imgrefurl=http://pakito88

8.blogspot.com/2010/05/visit-at-my-sikh-brothers.html&docid=iPhxkiWuLXfwsM&imgurl=http://3.bp.blogspot.com/_HfDfXamEua8/S-

VFBptleuI/AAAAAAAAA0g/b891Lgjw414/s1600/IMG_3838.JPG&w=1600&h=1067&ei=fbGTUJWNAoeG4gSyrIGgAw&zoom=1&iact=hc&vpx=177&vpy=210&dur=1

343&hovh=183&hovw=275&tx=152&ty=135&sig=113753025769581982581&page=1&tbnh=132&tbnw=192&start=0&ndsp=18&ved=1t:429,i:68

..... Iki šiuolaikiškos automatizuotos, kompiuterizuotos

Šaldytuvas – vienas svarbiausių išradimų maisto istorijoje

http://en.wikipedia.org/wiki/File:

Gorrie_Ice_Machine.png

Gorrie ledo mašina: 1841

1805 m: Amerikos išradėjas Oliver Evans, laikomas “šaldymo tėvu“ išrado

garų suspaudimo principu veikiantį šaldytuvą

1927 m. General Electric – pirmasis

masinės gamybos šaldytuvas

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Monitor_refer.jpg

Šiuolaikiški šaldytuvai

Mikrobangų krosnelė: iš esmės nauja šiluminio maisto apdorojimo technologija

1934: Tyrėjai pasiūlo panaudoti aukšto dažnio elektrinį lauką dielektrinių

medžiagų kaitinimui

1947: Percy Spencer išrado po karo pagal radarų technologiją "Radarange"

1955: Tappan - pirma krosnelė naudojimui namuose (didelė, brangi)

1967: Pirmoji ant bufeto statoma krosnelė

http://en.wikipedia.org/wiki/File:NS_Savannah_microwave_oven_MD8.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Microwave_oven_flashon.jpg

Pramoninės mikrobangų krosnys

http://www.microwaves.it/immagini/pic_microwaves_01.jpg

MB+karštas oras: džiovinimas, kepimas,

pasterizavimas, defrostavimas

http://www.rubberimpex.com/images/Rubb

erMachinery/JSJX11/IndustrialMicrowaveO

venL101.jpg

Maisto apšvitinimas

Radioaktyvios dalelės į maistą

nepatenka, tačiau gali vykti kiti procesai

– radiolizė, radikalų susidarymas (gali

turėti įtakos maisto kokybei

Įteisintas per 50 valst.; 500 000 t/metus

1906 Appleby & Banks: UK patentas radioaktyvių izotopų

panaudojimui apšvitinti dalelių tipo maistą sraute

Labai didelis hidrostatinis slėgis

iki 1000 MPa (10 tūkst. atm) ir daugiau

Vegetatyvinių mikroorganizmų inaktyvavimui

Sporų inaktyvavimui

Baltymų ir polisacharidų pakeitimui

Daržovių blanširavimui

Išsaugomi jautrūs ir naudingi maisto komponentai

Vištų krūtinėlės apdorotos HPP

Brangu, technologija gana sudėtinga

Pramoninė gamyba dar labai maža

Komerciniai HPP produktai

Oscar Mayer (US)

Purdue Chicken (US)

Sliced Ham: Espuna (Spain)

Citrus Juices: Pampryl, Pernod

Ricard (France)

Hormel Foods (US)

Oysters: Motivatit (Houma, LA)

Nisbet Oyster Co. (Willapa

Bay, WA)

Joey Oysters (Amite, LA)

Kommerciniai HPP produktai: sultys

https://www.slideshare.net/stefantoepfl/treatment-of-meat-products-by-high-pressure

HPP produktai

https://www.slideshare.net/rocomara/high-pressure-processing-summary-june-2010-dr-ranjan-sharma

Brangoki !

Didelio intensyvumo elektros laukas

Maistas patalpinamas tarp 2 elektrodų ir veikiamas aukštos

įtampos impulsais (paprastai 20 - 80 kV/cm)

Išilginis pjūvis Maisto tekėjimo

kanalas Aukšta įtampa

Izoliatorius

Izoliatorius

Elektrodas

Izoliatoriaus tekėjimo kanalas

Maisto tekėjimo kanalas

a), b) Vertikalūs pjūviai

Pulsuojantis elektros laukas

Energijos sąnaudos 1 kg bulvių:

Tradicinis būdas – 1800 kJ

PEL - <296 kJ

Žalios bulvės PEL virtos

Žali porai PEL virti

Ultragarsas

Suardo ląstelių membranas ir sieneles

Inaktyvuoja mikroorganizmus (sauga)

Palengvina skysčių pašalinimą iš ląstelių vidaus

Padidina kietos medžiagos sąlyčio su skysčiu paviršiaus

plotą (ekstrahavimas)

Taip pat naudojamas emulsavimui, dispergavimui,

homogenizavimui, cheminių reakcijų pagreitinimui

Maisto analizė, kokybės įvertinimas

Garsas, kurio dažnis didesnis už žmogaus ausies juntamo

diapazono dažnį, t. y. už 20 000 Hz. Taikomos daugelyje sričių

PTL’s (Production Techniques Ltd) unikali ultragarsinė giljotina skirta lipniems konditerijos gaminiams ir javainių batonėliams; produktas pjaustomas nespaudžiant pjovimo vietoje

http://www.ultrasonic-food-processing.com/clients/sodevamerica2/images/ultrasonic-food-processing.jpg

Ominis kaitinimas: maistas – elektrinė varža

srovė

elektrodas

Izoliatoriaus vamzdelis elektrodas

Izoliatoriaus dangtelis

Maistas

Tinka maistui iš dalelių, dalelių skysčiuose

Įkaista labai greitai (svarbu UHT), nėra

karštų paviršių – neprisvyla, maži energijos

nuostoliai, nereikia didelių investicijų

Įtampa

UC Davis sukurta įranga

šviežių, paruoštų vartojimui

produktų, pieno, sulčių,

rūšių apdorojimui radijo

bangomis (dezinfekavimas)

Radijo dažnio bangos (300 kHz-10 MHz)

Liofilizacinis džiovinimas

Liofolizuoti produktai

Ekstruzija

http://www.clextral.com/images/upload/gab_news/visuel_mac

hine_2_personnage_192.jpg

http://img.diytrade.com/cdimg/1081627/11809314/0/12642330

64/Snacks_food_machine_single-

screw_Extruder_Pellet_Chips_Extruded_Frying_Foo.jpg

Matomi indikatoriai

Kontroliojama atmosfera

Mikroorganizmų aktyvumas

Toksinų buvimas

Metabolizmo produktai

Sunokimas

Rentgeno spindulių technologijos maisto saugai, apskaitai, kontrolei

Svetimkūnis picoje

supakuotoje į kartono dėžutę

SafelineAVS Type 84

Svetimkūniai margarine

metalas

stiklas

Metalas

maltoje kavoje

COLDCAR technologijos bendra koncepcija

“Nano-maistas“ Nanotechnologijos apima medžiagas ir objektus

ne didesnius nei apytiksliai 100 nm

http://www.nanowerk.com/spotlight/id1888.jpg

Members of the European Parliament’s health and environment

committee last night (25/11/2014) rejected a Commission proposal that

would have updated novel foods rules to allow the use of nanoparticles. http://www.foodnavigator.com/content/view/print/1018045

“Nanomaistas“

• Nanokapsulės ir nano-objektai konservantams “pagal poreikį", praturtintiems maisto produktams, skoniui, aromatui, spalvai

• Interaktyvusis maistas: patrauklus paviršiaus apdorojimas, glazūros ir spalvos

• Saugos ir kokybės pagerinimas, laikymo trukmės prailginimas

• Nanotechnologijos maisto perdirbimui

• Sveiko virškinimo ir mikrofloros nanokontrolė, geriau tinkančio maisto virškinimas

• Pagerintas maisto gaminimas, maisto komponentų kontrolė

• Alternatyvus maitinimas: transmukozinis, per odą ir kt.

• Specialus maistas: ligoninių, erdvėlaivių, karšto ir šalto maisto zonos

• Valdomas nanodalelių išskyrimas ir atpalaidavimas

• Nanonešikliai maisto mitybos komponentams

• Nanopakuotės

Produktai su TiO2 nano formoje

‘Nanoparticles may be ingested through drinking water, food additives, atmospheric

dust on food, toothpaste and dental fillings and implants. Ingested nanoparticles can

then be absorbed through ‘Peyer’s Plaques’ or small nodules in intestinal tissue that are

part of the immune defense system. If nanoparticles enter the digestive system and

proceed into the bloodstream, they could move throughout the body and cause damage’

http://grist.org/food/nanoparticles-in-your-food-youre-already-eating-them/

Novel foods, materials, ingredients Novel Food Regulation: (EC 258/2002)

The circulation and the labelling of novel foods and of novel food

ingredients which result from using chemical, biochemical,

biotechnological, especially genetic procedures is submitted to specific

regulations.

The Novel Food Regulation submits Novel Foods to a prohibition with the

reservation of allowance.

This means that foods have to be checked for their safety before their

circulation is notified or allowed. The very new aspect is that the circulation

of certain foods needs permission.

Novel foods are only allowed to be distributed in the EU if they fulfil three

requirements:

1.The products may not be dangerous to consumers;

2.The consumers may not be misled;

3.The products may not be different from conventional products as to cause

deficiencies in certain nutrients

Substantial equivalence of the novel food to conventional foods is therefore

important

NAUJOS MEDŽIAGOS

Natūraliai susidarančių konservantų sistemų naudojimas

• Bakteriolitiniai ir kiti fermentai

- Lizozimas (fermentas pažeidžiantis bakterijų ląstelių sieneles

- Laktoperoksidazė

• Nefermentiniai baltymai ir polipeptidai

- Nizinas (34 aminorūgščių peptidas)

- Pediocinas, kiti bakteriocinai ir bakteriniai prod.

• Augalinės kilmės antimikrobinės medžiagos

- Prieskoninių ir vaistinių augalų ekstraktai

http://withfriendship.com/u

ser/mithunss/lysozyme.php

Ateities maistas – sintetinė (in vitro) mėsa?

http://i.telegraph.co.uk/multimedia/archive/01985/0109-Syntheticmeat_1985023c.jpg

http://thedailyeater.com/wp-

content/uploads/2010/08/labmeat.jpg

http://x15.xanga.com/555e541334333280923722/m218981456.jpg

Kiaulų ląstelės

1. Sintetinė mėsa

gaminama laboratorijoje

iš kiaulų ląstelių, kurių

mitybai naudojamas

arklių serumas

2. Auginant gaunami

raumenų pluošteliai,

kuriuos reikia kasdien

“treniruoti“ kad įgytų

tikros mėsos struktūrą Petri lėkštelė

Vabzdžių baltymai, maistas

http://www.theinvestmentobserver.co.uk/money/2016/12/07/gra

b-slice-edible-insect-market-eat-grub-767y8iugi/

https://www.pinterest.com/explore/edible-insects/

2017/11/26: Fazer bread with cricket

meal (70 crickets, 3 % of bread weight)

Ko ir kiek valgyti? Maisto piramidė

Rašytojo (studento)

maisto piramidė

http://agingink.com/images/2009/writers-pyramid.jpg

Kofeinas

Nikotinas

Alkoholis

Pica

Maisto funkcijos

Pirmoji

Mityba: aprūpinti mitybai

būtinomis medžiagomis

Antroji

Organoleptinės ir/ar

sociokultūrinės savybės

Trečioji

Papildoma vertė: nauda

sveikatai

Maistas

Funkcio-nalusis maistas

Maisto istorija

išgyvenimas patogumas funkcionalumas

Funkcionalusis maistas: APIBRĖŽIMAS

Maistas gali būti laikomas funkcionaliuoju, jeigu

pakankamai pagrįstai įrodyta, kad jis, lyginant su

įprastais mitybos produktais, pasižymi papildoma

specifine nauda vienai ar daugiau žmogaus kūno

funkcijų:

- pagerindamas sveikatą ar gerbūvį ir/ar

- sumažindamas susirgimų riziką

400 m. BC – Hippocrates:

„Let food be your medicine

and medicine be your food“

Funkcionalusis maistas: nauja - užmiršta sena ?

”Tebūnie maistas jūsų vaistais, o

vaistai jūsų maistu”

Mitybos įtaka tam tikrų ligų grupėms

Liga/būklė Mitybos įtaka, %

Širdies ir kraujagyslių ligos > 30

Vėžys > 35

Vidurių užkietėjimas > 70

Nutukimas > 50

2 tipo diabetas > 25

Dantų ėduonis > 30

Kodėl funkcionalusis maistas ?

Daugelio nuo mitybos priklausančių ligų priežastis – metabolizmo išsiderinimas

Ar galime šiuos procesus efektyviai kontroliuoti ?

Pagrindinių

organizmo

ląstelės procesų

sutrikimas

(“disbalansas“

“stresas“)

Gingivitas (dantenų

uždegimas)

Gaubtinės žarnos vėžys Infekcija

Alchaimerio liga

Diabetas

Akių susirgimai

Alergijos Širdies ir kraujagyslių

ligos

Nutu- kimas

Artritas

Sąnarių skausmai

Žarnyno uždegiminiai susirgimai

Metabolinis sindromas

Įvairūs terminai

• ‘nutraceuticals’,

• ‘designer foods’,

• ‘f(ph)armafoods’,

• ‘medifoods’,

• ‘vitafoods’, etc.,

• but also the more traditional ‘dietary supplements’ and

• ‘fortified foods’.

• ‘maistavaisčiai’,

• ‘sumodeliuoti maisto produktai’,

• ‘farmamaistas’,

• ‘medmaistas’,

• ‘vitamaistas’, ir kt.,

• Tačiau labiau tradiciškai ‘maisto papildai’

• ‘praturtinti maisto produktai’.

Maisto papildai nėra funkcionaliojo maisto produktai

Papildai Dopingas

Bioaktyvūs kolageno peptidai

šaltinis: https://www.ingredientsnetwork.com/collagen-peptides-prod657825.html

Papildai – sportininkų maistas?

http://grocerytrader.co.uk/wp-content/uploads/2009/11/new-

benecol-image.jpg

Patvirtinti sveikatos žymenys =

funkcionalusis maistas Sumažina

cholesterolio kiekį 10

proc. per 3-4 savaites

http://lenabeatrice.net/wp-

content/uploads/2010/10/furuskog.jpg

Mitybinės sudėties informacija =

sveikatos žymenys

Geras skaidulinių medžiagų, omega-3

šaltinis

http://www.kelloggs.com/content/dam/com

mon/products/KelloggsFiberPlusAntioxidan

tsBarCaramelCoconutFudge_24571.jpg

Praturtinta antioksidantais,

vitaminu E, cinku

http://www.burpandslurp.com/wp-

content/uploads/2011/03/DSC3751.jpg

Sveikatos žymenys

Maistas Vaistas

Funkcionalusis maistas

Maisto papildas

“Mitybvaistis“

Be žymens Sveikatos žymuo Vaisto žymuo

"Mažina cholesterolio

kiekį kraujyje"

Venter et al.The sequence of the human genome, Science,

291, 1304, 2001

Lander et al. Initial sequencing and analysis of the human

genome, Nature, 409, 860-921, 2001

Prakeikti

programišiai !!!

Reikės keisti

slaptažodį

Dieve....žmogaus

genomas

atskleistas

Ryšys tarp maisto, mitybos ir žmogaus genotipo

Mityba pagrįsta genetine informacioja

(žmogaus genomu)

Nuo kurių genų priklauso įvairūs susirgimai, kurie genai atlieka apsaugines funkcijas ?

• Chromosoma 9p21 buvo išaiškinta kaip vienas iš

reikšmingiausių genų apsprendžiančių širdies susirgimus

– žmonių turinčių 9p21 ir vartojančių mažiausiai 2 porcijas

daržovių (ypač neapdorotų žalių lapinių) ir vaisių per dieną

širdies susirgimų rizika sumažėja (McGill ir McMaster univ.)

– žmonių turinčių 9p21 ir valgančių mažiausiai daržovių

susirgimų rizika buvo 2 kartus didesnė (Do ir kt., 2011)

• Sutrikusi angiogenezė vaidina svarbų vaidmenį

chroniškiems susirgimams:

– nepakankama gali sukelti koronarinių arterijų susirgimus ir

insultą,

– padidėjusi gali skatinti vėžio vystymąsi ir nutukimą

Ateitis – genechip for

personalized nutrition ?

Genetiniais duomenimis pagrįsta mityba

Atsižvelgdamas į jūsų genetinius ypatumus aš jums siūlau šios dienos žuvies patiekalą ir braškes, tačiau kavos jums negalima

Gamtos pagamintos molekulės

pasižyminčios nauda žmonių sveikatai,

fiziologinėms funkcijoms

Ateitis - molekulinė maisto technologija ?

Ar nenorėtum

prisidėti?

aš gaminu pietus

http://www.google.lt/imgres?q=Cartoonstock.com+molecular+gastronomy&um=1&hl=lt&bi

w=1486&bih=695&tbm=isch&tbnid=O-

kY7J_xU_TuAM:&imgrefurl=http://www.cartoonstock.com/directory/m/molecular.asp&doci

d=aeE2kW29wvzxMM&imgurl=http://www.cartoonstock.com/lowres/ndi1202l.jpg&w=400&

h=354&ei=np6TULGXBMqP4gTpzYCIBA&zoom=1&iact=hc&vpx=386&vpy=141&dur=9188&

hovh=211&hovw=239&tx=165&ty=132&sig=113753025769581982581&page=1&tbnh=139&t

bnw=167&start=0&ndsp=29&ved=1t:429,i:66

Ge

ne

tinė

info

rma

cija

Ateities maistas

“Viršgarsiniai pietūs“