2016 június 8. Holiday Beach Budapest - Vízvizsgálat · 2016 június 8. Holiday Beach Budapest Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató WESSLING Hungary Kft. Budapest,

2016 június 8. Holiday Beach Budapest

A cukor szerepe az élelmiszertechnológiában – Dr. Szigeti Tamás WESSLING Hungary Kft. 2016. június 8. EFOSZ konferencia




Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

WESSLING Hungary Kft. Budapest, Fóti út 56.


Talán a világ egyik legnagyobb csodája…

ÉLET!


Talán a világ egyik legnagyobb csodája…


Külső

membrán

Granulóma

Belső

membrán Tilakoidok

Sztóma

A növényi kloroplasztisz keresztmetszete - fotoszintézis


A kloroplasztiszban zajló fotoszintézis (NADPH, ATP)

6CO2 + 6H2O + fényenergia = C6H12O6 (szénhidrát) + 6O2

+6O2 Glükóz


A kloroplasztiszban zajló fotoszintézis (NADPH, ATP)

+6O2 Glükóz

6CO2 + 6H2O + fényenergia = C6H12O6 (szénhidrát) + 6O2


A szőlőcukor és a xillit(ol) összehasonlítása

A cukoralkohol

molekulájáról hiányzik az

aldelhidcsoport


Dextrin (keményítőgumi)

Fruktóz (gyümölcscukor)

Glükóz (szőlőcukor)

Szacharóz (répacukor)

Néhány kismolekulájú szénhidrát


Stratégiai fontosságú élelmiszerek



Kristálycukor

Konyhasó

Száraztészta

Konzervek

Porított készítmények

Bizonyos édességek

Természeti, ipari katasztrófa, hadi cselekmények idején

kiosztható tartós élelmiszerek, amelyek nem igényelnek

különleges tárolási körülményeket, így vészes helyzetekben

alkalmasak nagyobb közösségek, hadseregek ellátására

(kiegészítés: kenyér + víz).



Kristálycukor

Konyhasó

Száraztészta

Konzervek

Porított készítmények

Bizonyos édességek

Természeti, ipari katasztrófa, hadi cselekmények idején

kiosztható tartós élelmiszerek, amelyek nem igényelnek

különleges tárolási körülményeket, így vészes helyzetekben

alkalmasak nagyobb közösségek, hadseregek ellátására

(kiegészítés: kenyér + víz).


Történeti visszatekintés

• A cukor (cukornád) őshazája az indiai szubkontinens;

• Kezdetben a cukornádat rágták;

• A fő édesítő szer a méz volt, nem a cukor;

• India: cukornád-szirup kristályosított készítmény;

• India, Gupta Birodalom 320 és 550 között: indiai

hajósok szállították;

• Buddhista szerzetesek vitték a módszert Kínába;

• 647: Kína, cukornád ültetvények, finomítási technológia

megjelenése;

• XII. sz. Európa: a nádcukrot keresztes lovagok hozták be „édes só” névvel;

• 1492: Kolumbusz vágott cukornádat kapott;

• 1792 Nagy Britannia: a rózsa cukor árát a Kelet-Indiai Társaság által alapított

gyár termékével nyomták le;

• A XVIII. sz. végén: Gyárak Brit Indiában, Bihar államban;

/wiki/File:Indian_subcontinent.JPG

A cukor nevének etimológiája

Széles ismertséget és világszintű elterjedést tükröz.

a szanskrit शर्क रा sharkara szóból

Arab: سكر sukkar („édes”)

Angol és olasz iparosok terjesztették el a nevét Európában. További összefüggések

(szintén az arab/szanszkrit „sukkar/sharkara” szóból):

• Olasz „zucchero”,

• Spanyol „azúcar”,

• Portugál „açúcar”,

• Ó-francia „zuchre”, új-francia „sucre”

• Korai görög „σάκχαρη = sákχari = szákhari”

• Angol „sugar” és a nyers indiai cukor „jaggery”

• Orosz „caxap = szahar”

• Német „zucker”

• Magyar „cukor”


A cukorrépa megjelenése Európában

1747: Marggraf német kémikus (1709-1782): elsőként talált a répában cukrot;

1801: az első répacukorgyár III. Frigyes Vilmos porosz király támogatásával

Franz Karl Achard (1753-1821) állította fel Kunern-ben (Alsó-Szilézia);

1802: az első cukorgyár Csehországban;

1811: Napóleon 32000 hektár szántóföldet és egy millió frankot ajánlott fel az

alapítandó cukorgyárak segélyezésére;

Kezdetben csak 2-3 % cukrot tudtak előállítani, miért is az első gyárakat

bezárták;

A napóleoni szárazföldi zár alatt (1806-1814), mely a gyarmatokban

termesztett cukrot majdnem teljesen kiszorította az európai piacról, a

répacukorgyárak új életre keltek. Franciaországból a cukorgyártás lassan

elterjedt Németországban (különösen Sziléziában és Szászországban),

Csehországban, Magyarországon, Belgiumban és a többi európai államokban

is;

1835: már 33 millió kg cukrot gyártottak egy évben;


A cukoripar az élelmiszeripar „nehézipara”

Magyarországi kezdetek:

Ercsi Cukorgyár 1808, báró Lilien József (kisüzem)

Nagyfödémes és Bátorkeszi, 1831: Lacsny Miklós

(nagyüzemek)

1847: Magyarországon 0,61 kg/fő volt a fogyasztás (17%-ot

fedezett a hazai gyártás – 2011: 33%-ot fedez a hazai…)

http://www.fao.org/es/faodef/fdef03e.htm (1994)

http://www.fao.org/es/faodef/fdef03e.htm

Testünk melege

„Harminchat fokos

lázban égek mindig

s te nem ápolsz,

anyám.”

József Attila: Kései sirató


Az ATP térszerkezete

Néhány biokémiai gondolat


Energiatárolás az izmok működésének biztosítására

Foszforsavak

Ribóz

Adenin

30 kJ 30 kJ 30 kJ

Az adenozin-trifoszfát (ATP) nagyenergiájú kötései

(1 J = 1 Ws vagy 1 Nm, illetve 1 kJ ≈ 0,239 kcal, illetve 1 kcal ≈ 4,184 kJ)


Egy glükóz molekula révén raktározódó energia

A Szent-Györgyi – Krebs-

ciklusban piroszőlősav

molekulá keresztül egy glükóz

molekula aerob lebontásának

energiájával összesen 36 ATP

molekula képződik.

Egy ATP molekula 3 db ~30 kJ

energiájú kötést tartalmaz.

Így az egy glükóz molekula

felhasználásával létrejövő ATP

mennyiség 36*30*3, azaz 3240

kJ (773 kcal) energiát tárol

(1 kJ = 4,19 kcal)

Ttk.nyme/fldi/Documents/Füzesi István/Biokémia/Glükóz lebontás1.pdf (2016.06.05)

Az energia-felszabadítási folyamatok a sejten belül a

mitokondriumokban történnek. A mitokondriumok 1 μm

átmérőjű, baktérium méretű organellumok. A sejtlégzés során

a sejt számára ATP-t szintetizálnak. Itt használódik el a légzés

során felvett O2, és itt keletkezik a kilégzéssel eltávolított CO2.

Ez a folyamat a sejtlégzés. Az emberi szervezet sejtjeiben több

száz, esetleg több ezer mitokondrium található. Minél

intenzívebb anyagcserét folytat egy sejt, annál több

mitokondrium található benne. Jellemzői:

Gélszerű alapállomány, saját, prokarióta jellegű, gyűrűs DNS

és riboszóma, citromsav-ciklus, zsírsavak oxidációja (béta-

oxidáció).

Belső membránban: a légzési lánc (terminális oxidáció)

működéséhez szükséges fehérjék, ATP szintézis.

A glükóz lebontása 2/1


Keményítő Glükóz Glikogén

C6 Glükóz-

foszfát

2C3 Glicerinaldehid

foszfát

2C3

Piroszőlősav

CH3CO-COOH

2C2CoA Acetil-CoenzimA

CH3CO- CO2

ATP

A glükóz lebontása 2/2 (egyszerűsített folyamatábra)

Ttk.nyme/fldi/Documents/Füzesi István/Biokémia/Glükóz lebontás1.pdf (2016.06.05)

Granulum

Riboszóma

Betűrődések

ATP-szintáz részecskék

DNS

Külső membrán

Belső membrán

Mátrix

Ahol a glükóz ég: mitokondriumok


A hasnyálmirigy Langerhans-szigete a

béta-sejtekkel és emésztőenzimeket

termelő sejtekkel körülvéve

(hematoxylin-eosin-festés)

Az inzulin hormon térbeli szerkezete.

A szervezet sejtjei csak inzulin

jelenlétében képesek felvenni a vérből

a glükózt.

A szabályozó hormon az inzulin


GI Élelmiszer

Nagyon

magas 90-100%

szőlőcukor, malátacukor, méz, cukros üdítőitalok,

gabona-, kukorica-, rizspehely

Magas 70-90% (répa- vagy nád)cukor, fehérlisztből készült

pékáruk és főtt tészták, szőlő, tejberizs

Közepes 50-70% kukorica, főtt rizs, banán, cukrozatlan gyümölcslé

Alacsony

30-50% tej, joghurt, kefir, a legtöbb hazai gyümölcs,

durumbúzából készült spagetti és makaróni

<30% bab, lencse, dió, mogyoró, retek, paprika,

paradicsom, fruktóz

Glikémiás index (GI): az egyes élelmiszerek 1000 kJ-nyi

mennyiségének vércukoremelő képessége a szőlőcukorhoz

(néha a fehér kenyérhez) képest, százalékban. A GI

jelentősége a 2-es típusú cukorbetegek és fogyókúrázók

esetén a legnagyobb.

Glikémiás index


A diabetes ENSZ egyezmény szerinti jele


Alapízek – az édes íz

Íz és ízlelés – a nyelv íz-térképe a négy alapízzel

Kreserű

Savanyú

Sós

Édes

Elméleti feltevések szerint az édes ízt kiváltó glikolcsoport

egy protondonorból (D-H+) és egy protonakceptorból (A) áll,

ami egy bifunkcionális egységet képez. A cukormolekula egy

hidrogénhídon keresztül a receptorral kerül kölcsönhatásba:

D-H+

A

A

H+D

Receptor

Cukor

Hidrogén-hidak

Az édes íz 1/3

1. Homológ sorokon belül az édes íz intenzitása növekvő

vízoldhatósággal növekszik.

2. A fenilgyök bevitele a molekulába az édes ízt íztelenre

vagy keserűre változtatja.

3. Mértani és optikai izometria is az édes íz

megváltozásához vezethet.

4. Aszimmetrikusan felépített molekulák szimmetrikussá

tétele esetén az édes íz gyakran keserűvé alakul át.

Az édes íz 2/3

A tipikusan édes ízérzetet a szacharidokhoz tartozó

cukrok keltik (érzékenységünk az édesre a legnagyobb)

A legjelentősebbek a természetben is előforduló

diszacharidok, melyek közül a szacharóz (nád- vagy

répacukor) a legismertebb. Fontos cukor még a laktóz

(tejcukor), a glükóz (szőlőcukor) és a fruktóz gyümölcscukor).

Közös jellemzőjük, hogy polialkoholként legalább két

szomszédos hidroxilcsoportjuk van. Ez a szerkezet

valószínűleg összefüggésben áll az édes ízérzettel, mert a

hasonló molekuláris felépítésű glikolok: az 1,2-etándiol és az

1,2,3-propántriol (glicerin) szintén édesek. E vegyületek édes

ízüket elvesztik, ha OH-csoportjukat savval észteresítjük. Így

a keserű szacharóz-oktaacetáttal keserű ízű alkoholmentes

üdítőitalokat állítanak elő.

Az édes íz 3/3

NH CO NH2

CH3

NH CO NH2

m-toluil-karbamid: keserű

CH3

NH CO NH2

CH3 o-toluil-karbamid: íztelen

p-toluil-karbamid:

édeskés

Az ízhatás bizonyos esetekben a kémiailag

egységes, de szerkezettüket követve különböző

izomérek esetében is lehet különböző

Az ízek függése a geometriai szerkezettől

Az édesítő hatás azt adja meg, hogy az édes ízű vegyület

hányszor édesebb a szacharóznál, ha mindkét vegyület

azonos mennyiségét ugyanannyi vízben feloldjuk.

A szacharóz édesítő ereje az összehasonlításnál mindig 1.

A molekuláris édesítő hatás azt adja meg, hogy egy édes ízű

vegyület grammmólnyi mennyisége hányszor édesebb egy

gramm-mól szacharóznál.

Az édesítés egységét az édes ízű vegyület azon mennyisége

adja meg, amely ugyanannyi vízben oldva 1 kg szacharóz

édesítő hatását helyettesíti.

Koncentráció-függés!

Édesítő hatás összehasonlítása 1/2

Az édesítő hatás relatív szélső értékei, 0,2 és 22.000

Édesítő hatás összehasonlítása 2/2

Például 10%-os szacharózoldatra vonatkoztatva a 10%-os

raffinóz-oldat édesítő hatása az előbbi 1/5-e, az aminosav-

származék édesítő hatása pedig 22.000-szer édesebb a

szacharóznál.

Raffinóz

L-aszpartil-aminomalonsav-

fenil-alkil-diészter

Cukorhelyettesítők

Édes ízük alapján cukorhelyettesítőként használják a

cukoralkoholokat, melyek közül az ismertebbek:

- szorbit,

- xilit,

- maltit

A élelmiszerek előállításához egyéb cukorhelyettesítőket is

használnak.

Az édesítőszerek közé tartoznak többek között a különböző

aminosavak és származékaik, a ketonok és észterek, a

benzolderivátok és más heterociklikus vegyületek (pl.

triazolderivátok), valamint közismerten a

- szacharin

- aszpartám

- ciklamátok (Adalékanyagok - új szabályok az EU-ban!)

Cukorhelyettesítők

Szorbit, mannit és az E-900-asok

E 420 Szorbit

E 421 Mannit

E 950 Aceszulfám K

E 951 Aszpartám

E 952 Ciklamátok

E 953 Izomalt

E 954 Szacharinok

E 955 Szukralóz

E 957 Taumatin

E 959 Neoheszperidin DC

E 960 Szteviol glikozidok

E 961 Neotám

E 962 Aszpartám-aceszulfámsó

E 964 Poliglucitszirup

E 965 Maltitok

E 966 Laktit

E 967 Xilit (xillitol)

E 968 Eritrit

Szorbit E-420 Mannit E-421

Aceszulfam-K E-950 Ciklaminsav E-952

Édesítő szerek

Szacharin E-954

Aszpartám E-951 Fenil-alanin

Édesítő szerek (az aszpartám fenil-alanin forrás!)

Természetes édesítő szerek – Stivia (Szteviol glikozid)

Természetes édesítő szerek – Stivia vegyületei (E-960)

Szteviozid

Rebaudozid

Természetes (?) édesítő szerek – Nyírfacukor (xillit)

Xilit (főként kukoricából állítják elő xilózon keresztül)

Xilitol, nyírfacukor;

Aldopentózból származó cukoralkohol

Xilit (főként kukoricából állítják elő xilózon keresztül)

Xilitol (xillit), nyírfacukor; Aldopentózból származó cukoralkohol

D-xilóz L-xilóz Xillit (xillitol)

826

456 433

233

174

130 94

372

597

310 272

230

146 124

104

250

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

Férfiak Nők

A magyar lakosság energiabeviteli profilja (kcal értékekben)

5 rel.% (Σ: 2718 kcal) 6 rel.% (Σ: 2033 kcal)

Sarkadi Nagy Eszter, Bakacs Márta, Illés Éva, Varga Anita, Martos Éva (2016): A magyar lakosság energia- és makrotápanyag-bevitele. OTÁP adatok (OGYÉI)

Élelmiszertechnológia

Tartósítóipar

Sütőipar

Édesipar

Üdítőital-ipar Szeszipar Húsipar


A cukornak ízfokozó hatása is van


A cukornak ízfokozó hatása is van

Savanyú íz elnyomása Gyümölcsösség kiemelése Keserű íz elnyomása


Élelmiszerek tartósítása


A baktériumok szaporodását szabályozó 4 alaptényező

Kedvező kémhatás

Kedvező hőmérséklet

Hozzáférhető víz


Vízaktivitás (aw)

aw = P0

P

P0 = a víz egyensúlyi gőznyomása az élelmiszerrel

érintkező felületen

P0 = az adott hőmérsékleten telített vízgőz parciális

nyomása


A víz mennyisége különböző hőmérséklet mellett a levegőben

-20 -10 0 10 20 30 40 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 g

víz

/kg

leveg

ő

Léghőmérséklet oC

100% relatív

páratartalom

mellett

50% relatív

páratartalom

mellett


Becsülhető penészmentes eltarthatósági idő (MFSL)

MFSL = 107,91- 8,10aw

MSFL = Mould Free Shelf Life

Man, C.M.D.; Jones, Adrian A. (2000). Shelf Life Evaluation of Foods. Springer. ISBN 0-834-21782-1.

https://en.wikipedia.org/wiki/International_Standard_Book_Number

https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/0-834-21782-1







Hogyan csökkenthető a rendelkezésre álló víz mennyisége?


Hidratáció


Hidratáció


A cukor hidratációja


Savanyúságok cukorral


Savanyúságok mesterséges édesítőszerrel (aszpartam)


Tartósítóipar – lekvárok, dzsemek


A gyümölcsök pektintartalmával zselírozó anyag


Húsipar


Gyorsérlelésű száraz húsipari termékek starterkultúrái

Lactobacillus plantarum

Lactobacillus sakei

Lactobacilluscurvatus

Lactobacillus pentosus

Lactobacillus jensenii

Pediococcus acidilactici

Pediococcus pentosaceus

Staphylococcus xylosus

Staphylococcus carnosus

Micrococcus varians

Szacharóz

Fruktóz


Édesipar


Drazsírozott készítmények


Drazsírozó üst


Forráspont növelése, fagyáspont csökkentése


Kristályosítás

Hűtési – kristályosodási sebesség viszonya:

Hűtési sebesség < kristályosodási sebesség:

szabályos kristályok;

Hűtési sebesség > kristályosodási sebesség:

üveges szerkezet, amelyben megmarad az olvadék

izotrop tulajdonsága;


Grillázs


Grillázs


Sütőipar


Édestészták kelesztése

A cukor emeli a keményítő kocsonyásodási hőmérsékletét:

légbuborékok képzése, a sütemény könnyű állagot kap;


Saccharomyces cerevisiae


Szórat sütemények, tészták díszítésére


Térfogatképzés sütemények, kekszek esetében


Szeszipar, üdítőital-gyártás


A cukor selymes állagot,kellemízt kölcsönös az italoknak


Söripar (oligoszacharidok, egyéb szénhidrátok)

Szénhidrátok:

Villágossörök: <4 m/m%

Barnasörök: <8 m/m%

Szabó Edina, Ruszkai T., Andrási D., Sipos P. (2013): Sörök tápértékének vizsgálata (Előadás a Hungalimentaria konferencián)

Mézek, mézkészítmények


Minden, ami jó az életben…

Köszönöm figyelmüket, de még egy kis türelmet kérek!


A megújult Élelmiszervizsgálati közlemények számai

2014. március 31. 2014. június 30. 2014. október 1. 2014. december 31.

2015. március 31. 2015. június 30.

www.eviko.hu

2015. szeptember 30. 2015. december 31.

ÉVIK 2016 március 31-i szám címlapja


ÉVIK 2016 június 30-i szám címlapterve


A megújult Élelmiszervizsgálati közlemények

Nyomtatott

Elektronikus: www.eviko.hu

Magyar és angol nyelvű

A4 méretű

Évente 4 szám

március 31.

június 30.

október 1.

december 31.


Most már tényleg köszönöm megtisztelő figyelmüket!
