Zdrowa żywność – fakty i mity

Dr hab. Irena Kustrzeba-Wójcicka, prof. nadzw.

Katedra i Zakład Biochemii LekarskiejUniwersytetu Medycznego we Wrocławiu

Wrocław, 9.02.2018 R.

Plan wykładu

• Zdrowa żywność• Co to jest GMO• Laktoza i laktaza• Syrop glukozowo-fruktozowy• Tłuszcze zdrowe i niezdrowe• Glutaminian sodu

Zdrowa żywność?

• Chwyt marketingowy

• Każdy może tak oznaczyć swój produkt

• Żadne przepisy tego nie regulują

Ekologiczna żywność!

• Ekologiczne, eko-, bio-, organic-• Każdy produkt z takim napisem musi

w UE mieć certyfikat rolnictwa ekologicznego

Certyfikat eko-rolnictwa

• Dokument przyznawany konkretnemu produktowi, wytwarzanemu przez konkretnego producenta, zazwyczaj na rok• Produkt musi składać się ze składników,

spośród których co najmniej 95% kwalifikuje się jako ekologiczne

• Obowiązuje zakaz stosowania GMO i promieniowania jonizującego

Podstawa prawna

• ROZPORZĄDZENIE RADY UE• W sprawie produkcji ekologicznej i znakowania

produktów ekologicznych

Rozporządzenie

Produkcja ekologiczna jest ogólnym systemem zarządzania gospodarstwem i produkcji żywności, łączącym najkorzystniejsze dla środowiska praktyki, wysoki stopień różnorodności biologicznej, ochronę zasobów naturalnych, stosowanie wysokich standardów dotyczących dobrostanu zwierząt i metodę produkcji odpowiadającą wymaganiom niektórych konsumentów preferujących wyroby wytwarzane przy użyciu substancji naturalnych i naturalnych procesów.

Rozporządzenie c.d.

Ekologiczna metoda produkcji pełni zatem podwójną funkcję społeczną: z jednej strony dostarcza towarów na specyficzny rynek kształtowany przez popyt na produkty ekologiczne, a z drugiej strony jest działaniem w interesie publicznym, ponieważprzyczynia się do ochrony środowiska, dobrostanu zwierząt i rozwoju obszarów wiejskich.

Logotypy ekorolnictwa

EUROLIŚĆZnak rolnictwa ekologicznego UEPrzyznawany przez Komisję Europejską

BIO-SIEGELCertyfikat ekologicznego rolnictwa Wydawany przez niemieckie Ministerstwo Rolnictwa

Ekoliść

• Zielony listek z 12 gwiazdek

Certyfikacja w Polsce

• Certyfikaty ekologicznego rolnictwa są w Polsce przyznawane: • Przez 11 jednostek certyfikujących • Pod kontrolą Głównego Inspektora Jakości

Handlowej Artykułów Rolno-Spożywczych

Logotypy eko- w Polsce

• EKO ZNAK EKOLOGICZNY• Przyznawany przez Polskie Centrum Badań i

Certyfikacji• EKOLAND

• Przyznawany przez Polskie Stowarzyszenie Producentów Żywności Metodami Ekologicznymi

• ZNAK JAKOŚCI Q • Przyznawany przez Polskie Centrum Badań i

Certyfikacji

Ekorolnictwo

Rolnictwo ekologiczne

Rolnictwo konwencjonalne

Chemiczne ochrona roślin Nie ?

Pestycydy Dopuszczalne 27 rodzajów pochodzenia naturalnego

?

Sztuczne nawozy Nie ?

Nawozy azotowe Nie ?

Sztuczne dodatki do pasz Nie ?

Bioróżnorodność Tak ?

Płodozmian Tak ?

Dobrostan zwierząt Tak ?

Ekożywność

Żywność ekologiczna

Żywność konwencjonalna

Sztuczne barwniki Wzmacniacze smaku i zapachu

Dopuszczalne 48 rodzajów Dopuszczalne 316 rodzajów

Substancje dodatkowe(barwniki, spulchniacze, wzmacniacze smaku itp.)

≤ 5% ?

GMO Nie ?

Promieniowanie jonizujące Nie ?

Smak Lepszy(wg badań TNS Polska)

?

Cena Wyższa Niższa

Ceny żywności

GMO

GMO

• Genetycznie Modyfikowane Organizmy

• Organizmy, których materiał genetyczny

został zmieniony w sposób niezachodzący

w warunkach naturalnych, dzięki czemu

uzyskały nowe cechy

Rodzaje GMO

• Zmiana aktywności genów naturalnie

występujących w danym organizmie

• Wprowadzenie dodatkowych kopii

własnych genów danego organizmu

• Wprowadzenie genów pochodzących z

organizmu innego gatunku (organizmy

transgeniczne)

Historia GMO

• Budowa DNA

• Enzymy restrykcyjne

• Rekombinacja DNA

• Organizmy transgeniczne

Odkrycie DNA

• Johann Friedrich Miescher (1844-1895)• W1869 r. zbadał skład

chemiczny jądra komórkowego• Wyizolował bogatą w fosfor

substancję, którą nazwał nukleiną

• Były to kwasy nukleinowe DNA i RNA

Odkrycie budowy DNA

• Francis H. C. Crick (1916-2004)

• James D. Watson (1928-)

• Maurice H. F. Wilkins (1916-2004)

• 1953 – odkrycie struktury przestrzennej DNA

• 1962 r. - Nagroda Nobla

Rosalind Franklin (1920-1958)

Struktura DNA

Odkrycie restryktaz

• Werner Arber (1929-)

• Daniel Nathans (1928-1999)

• Hamilton Othanel Smith (1931-)

• 1978 r. - Nagroda Nobla za odkrycie

enzymów restrykcyjnych i ich

zastosowanie w genetyce molekularnej

Enzymy restrykcyjne

• Umożliwiły rozwój rekombinacji DNA

• Rozpoznają sekwencje palindromowe DNA

• Przecinają DNA w określonych miejscach

Rekombinacja DNA

• Paul Berg (1926-)

• 1972 r. – utworzenie pierwszego rDNA przez

połączenie fragmentów DNA bakteriofaga λ

i małpiego wirusa SV40

• 1980 r. - Nagroda Nobla

Pierwsze rDNA

• Utworzone przez połączenie genów • Małpiego wirusa SV40 • Bakteryjnego wirusa - bakteriofaga λ dvgal

Inżynieria genetyczna

• Stanley N. Cohen (1935-)

• Herbert Boyer (1936-)

• 1973 r. – włączenie genu człowieka do DNA komórki bakteryjnej metodami inżynierii genetycznej

Organizmy transgeniczne

• Enzymy restrykcyjne

• Trawią DNA

• Wycinają gen dawcy

• Rozcinają wektor, np. wirus

• Enzymy ligazy

• Łączą gen z wektorem

• Zrekombinowany wektor

• Wnika do komórki biorcy

• Powstaje GMO

Produkty GMO

• 1982 r. pierwszy lek - insulina

• 1990 r. pierwsza żywność - żółty ser

Insulina

• Odkrycie insuliny

• Produkcja insuliny zwierzęcej

• Rekombinowana insulina ludzka

Odkrycie insuliny

• 1922 r. odkrycie insuliny

• Frederick G. Banting i Charles H. Best

• James B. Collip

• 1923 r. Nagroda Nobla

• Frederick G. Banting

• John J. R. MacLeod

Produkcja insuliny

• 1923 r. - Iletin

• Pierwszy preparat insuliny zwierzęcej firmy Lilly

• 1982 r. - Humulin®

• Pierwszy preparat insuliny ludzkiej firmy Lilly uzyskany przy użyciu technologii rekombinacji DNA

Insulina zwierzęca

• Uzyskiwana z trzustek wołowych i wieprzowych• Może zawierać zanieczyszczenia

• Nie jest identyczna z insulina ludzką• Może powodować alergie

Insulina rekombinowana

• Produkowana przez GMO - bakterie• Identyczna z insuliną ludzką • Nie zawiera zanieczyszczeń• Nie powoduje alergii

Serowarstwo

• Najstarszy szczegółowy opis technikiprodukcji sera

• Pochodzi z III tysiąclecia p.n.e.

• Znaleziony w pobliżu irackiego miasta Uruk

Rodzaje serów

• Podział ze względu na • Rodzaj mleka i substancji ścinającej mleko

Sery podpuszczkowe

• Dodanie podpuszczki do mleka

• Powstanie skrzepu podpuszczkowego

• Oddzielenie masy serowej od serwatki

• Obróbka surowego sera

• Prasowanie (sery twarde)

• Ociekanie (sery miękkie)

• Solenie

• Dojrzewanie

Podpuszczka

• Rennina, chymozyna

• Enzym żołądków młodych ssaków, np. cieląt

• Powoduje ścinanie się mleka

GM podpuszczka

• Rekombinowana podpuszczka

• Produkt GMO- drożdży

Metody genetyczne

• Techniki molekularne umożliwiające:

• Izolację genu dawcy

• Włączenie genu dawcy do genomu biorcy

• Uzyskanie komórek biorcy wytwarzających białko dawcy

Laktoza

Laktoza i laktaza

• Laktoza – cukier mleczny

• Dwucukier złożony z glukozy i galaktozy

• Laktaza – enzym (białko)

• Rozkłada laktozę na glukozę i galaktozę

Laktozy w nabiale

Nietolerancja laktozy

• Niedobór laktazy

• Pierwotny - wrodzony – Alaktazja wrodzona

– Hipolaktazja dorosłych

• Wtórny – nabyty– W wyniku uszkodzenia jelit

„

Alaktazja wrodzona

• Bardzo rzadka choroba genetyczna

• Znanych mniej niż 100 przypadków

• Częściej występuje w populacji fińskiej

• Objawy u noworodka po spożyciu mleka

• Całkowity brak enzymu laktazy

Hipolaktazja dorosłych

• Fizjologiczny zanik laktazy z wiekiem

• Występuje u ok. 75% ludzi na ziemi

• Ujawnia się w wieku 2-20 lat

Nabyty niedobór lakatazy

• Uszkodzenie błony śluzowej jelita

• Możliwe przyczyny – Biegunki ostre i przewlekłe

– Choroba Leśniewskiego-Crohna

– Infekcje jelitowe wirusowe, bakteryjne

– Zakażenia pasożytnicze, np. tasiemczyca

– Alergie pokarmowe

– Antybiotykoterapia, chemioterapia

Objawy niedoboru laktazy

• Nierozłożona laktoza• → Do jelita grubego• ↑Stężenie treści jelita• Woda napływa do jelita

– Wodniste biegunki

• Fermentacja laktozy• Przez bakterie jelitowe• Nadmiar gazów CO2, H2

– Wzdęcia

• Nadmiar kwasów• Podrażnienia jelit

– Bóle brzucha

Diagnostyka hipolaktazji

• Wodorowy test oddechowy• Wykrywanie H2 w wydychanym powietrzu

• Test doustnego obciążenia laktozą• Badanie stężenia galaktozy we krwi/moczu

• Test genetyczny • Wykrywanie mutacji genu laktazy

Hipolaktazja na świecie

Tolerancja laktozy

• Różnice międzypopulacyjne

• Najmniejsza - w populacjach, w których mleko piły tylko małe dzieci

• Największa - w populacjach o długiej tradycji picia mleka przez dorosłych

• W Polsce - 20-40% populacji

Syrop Glc-Fru

Syrop Glc-Fru

HFCS(High Fructose Corn Syrup)

Syrop glukozowo-fruktozowy

Sprzyja otyłości

Otrzymywanie HFCS

• Produkcja przemysłowa • Ze skrobi kukurydzianej

– Metodami biotechnologicznymi– Z użyciem kwasów, enzymów

Zastosowanie HFCS

Zalety i wady HFCS

Zalety HFCS Wady HFCS

Płynna postać - pozwala na stosowanie bez uprzedniego rozpuszczania

Pobudza syntezę triglicerydów, LDL

Nie ulega krystalizacji, np. w lodach Powoduje stłuszczenie wątroby

Niska lepkość - ułatwia rozlew, transport, dozowanie

Powoduje zmiany miażdżycowe

Stabilny mikrobiologicznie Sprzyja rozwojowi insulinooporności

Korzystna cena Powoduje wzrost stężenia kwasu moczowego we krwi, rozwój dny

Stan wiedzy o HFCS

Tłuszcze

•

Budowa tłuszczu

• Tłuszcz = triacyloglicerol

• 3 acyle - kwasy tłuszczowe

• 1 glicerol - gliceryna

Kwas tłuszczowy

• Długi łańcuch węglowodorowy (-CH2-)n• Węgiel-C, wodór-H

• Przy węglu α• Grupa karboksylowa –COOH

• Przy węglu ω• Grupa metylowa –CH3

Kwasy tłuszczowe (KT)

•SFA (Saturated FA)

•KT nasycone

•UFA (Unsaturated FA)

•KT nienasycone

•MUFA (Mono-UFA)

•KT jednonienasycone

•PUFA (Poly-UFA)

•KT wielonienasycone

•TFA (Trans FA)

•KT trans

Kwasy tłuszczowe

SFA i UFA

• KT nasycone (SFA)• Wiązania pojedyncze

• KT nienasycone (UFA)• Wiązania podwójne

SFA i UFA

• KT nasycone (SFA)• Wiązania pojedyncze

• KT nienasycone (UFA)• Wiązania podwójne

MUFA i PUFA

• KT jednonienasycone (MUFA)

• 1 wiązanie podwójne

• KT wielonienasycone (PUFA)

• 2 lub więcej wiązań podwójnych

MUFA i PUFA

• KT jednonienasycone (MUFA)

• 1 wiązanie podwójne

• KT wielonienasycone (PUFA)

• 2 lub więcej wiązań podwójnych

PUFA ω-6 i PUFA ω-3

• KT wielonienasycone ω-6 (PUFA ω-6)

• Wiązanie podwójne przy 6 węglu od końca

• KT wielonienasycone ω -3 (PUFA ω-3)

• Wiązanie podwójne przy 3 węglu od końca

PUFA ω-6 i PUFA ω-3

• KT wielonienasycone ω-6 (PUFA ω-6)• Wiązanie podwójne przy 6 węglu od końca

– Np. Kwas linolowy

• KT wielonienasycone ω-3 (PUFA ω-3)• Wiązanie podwójne przy 3 węglu od końca

– Np. Kwas linolenowy

PUFA = NNKT

• Niezbędne Nienasycone KT

• Niezbędne dla organizmu

• Egzogenne

• Funkcje NNKT

• Budulcowe– Składniki błon komórkowych

• Regulatorowe– Prekursory przekaźników wtórnych hormonów

– Prekursory hormonów tkankowych eikozanoidów

Eikozanoidy

• Prostaglandyny

• Prostacykliny

• Tromboksany

• Leukotrieny

• Lipoksyny

Eikozanoidy

• Regulują • Reakcje immunologiczne

– Rozwój procesu zapalnego

• Funkcje układu sercowo-naczyniowego– Rozszerzanie naczyń wieńcowych – Siłę skurczu mięśnia sercowego – Agregację płytek krwi– Powstawanie zakrzepów naczyniowych

KT cis i trans

Izomeria cis i trans

• Izomery

• Nie różnią się składem atomowym

• Różnią się układem atomów, np. H przy wiązaniach podwójnych – Cis - atomy H są po tej samej stronie

wiązania podwójnego

– Trans - atomy H są po przeciwnych stronach wiązania podwójnego

Cis-UFA i Trans-UFA

• Cis-UFA

• Większość naturalnych NKT

• Trans-UFA

• Naturalne - powstają podczas fermentacji bakteryjnej w żołądku przeżuwaczy

• Sztuczne – powstają podczas utwardzania

olejów roślinnych

Trans-UFA

• Trans-UFA naturalne • Mleko przeżuwaczy i jego przetwory• Mięso przeżuwaczy

– Cielęcina, wołowina, jagnięcina

• Trans-UFA sztuczne • Margaryny, frytury, tłuszcze piekarnicze

Konfiguracja KT

• Nasycone KT• Cząsteczki wyprostowane

– Gęściej upakowane

• Cis-UFA• Cząsteczki zakrzywione

– Luźniej upakowane

• Trans FA• Cząsteczki wyprostowane

– Gęściej upakowane

Właściwości KT

• KT nasycone (SFA) i trans-UFA• Konsystencja stała

– W temperaturze organizmu człowieka

• Cis-UFA• Konsystencja płynna, oleista

– W temperaturze organizmu człowieka

Wpływ KT na zdrowie

• SFA, trans-UFA • ↑Stężenie cholesterolu, LDL; ↓HDL

• ↑Ryzyko miażdżycy

• Cis-UFA, PUFA• ↓Stężenie cholesterolu, LDL; ↑HDL

• ↓Ryzyko miażdżycy

Źródła KT

KT dobre i złe

Wskazania dietetyczne

Glutaminian sodu

• Wzmacniacz smaku

• Zalegalizowany w UE– Pod numerem E621

Historia

• Prof. Kikunae Ikeda • (1864-1936)

• W 1908 r. wyizolował z kombu – Glutaminian sodu

– Substancję nadającą smak kombu

• Opatentował metodę produkcji– Glutaminianu sodu

Kombu

• Listownica japońska• (Laminaria japonica)

• Jadalny wodorost– W kuchni chińskiej znany

od co najmniej 1000 lat

Aji-no-moto

• „Duch/istota smaku”

• Glutaminian sodu– Przyprawa kuchni wschodniej

• Smak mięsny - umami

Umami

• Smaki • 1. Słodki - monosacharydy, disacharydy• 2. Słony – np. NaCL• 3. Kwaśny - kwasy organiczne, nieorganiczne• 4. Gorzki – np. alkaloidy• 5. Umami – glutaminian sodu

– Piąty smak wyodrębniony w 2000 r.

Glu i Glu-Na

• Glu – kwas glutaminowy• Aminokwas endogenny• Składnik białek organizmu

• Glu-Na – glutaminian sodu • MSG (MonoSodowy Glutaminian)

• Sól sodowa Glu• Przyprawa w produktach spożywczych

Glu i GABA

• Glu• Prekursor GABA

• GABA (Gamma-AminoButyrate)

• Kwas gamma- aminomasłowy• Pochodna Glu

Glu i GABA w OUN

• Glu• Neuroprzekaźnik pobudzający

• GABA• Neuroprzekaźnik hamujący

• Równowaga Glu-GABA• Fizjologiczna kontrola

– Pobudzania i hamowania OUN

• Zaburzenia równowagi– Podczas starzenia się organizmu– W chorobach neuropsychiatrycznych

Źródła Glu

• Synteza endogenna • W organizmie

• Żywność • Wodorosty• Parmezan• Pomidory

• Glutaminian sodu• Przyprawy sypkie

– Warzywko, kostka rosołowa

• Przyprawy w płynie– Maggi, sos sojowy

• Zupy, sosy w proszku

E621 - kontrowersje

• Przeciwnicy E621 • Powoduje syndrom chińskiej restauracji

• Zwolennicy E621• Badania nie potwierdzają szkodliwości

CRS (Chinese Restaurant Syndrome)

• Syndrom chińskiej restauracji

Grupa E600

• Wzmacniacze

• Smaku i zapachu

Podsumowanie

• Dziękuję za uwagę