Załącznik nr 3 UNIWERSYTET EKONOMICZNY W POZNANIU WYDZIAŁ TOWAROZNAWSTWA. dr inż. HANNA ŚMIGIELSKA KATEDRA PRZYRODNICZYCH PODSTAW JAKOŚCI AUTOREFERAT

Transkrypt

1 Załącznik nr 3 UNIWERSYTET EKONOMICZNY W POZNANIU WYDZIAŁ TOWAROZNAWSTWA dr inż. HANNA ŚMIGIELSKA KATEDRA PRZYRODNICZYCH PODSTAW JAKOŚCI AUTOREFERAT Przedstawiający opis osiągnięć i dorobku naukowego Poznań

2 1. Imię i Nazwisko Hanna Śmigielska 2. Posiadane dyplomy i stopnie naukowe Dyplom: mgr inż. technologa żywności w zakresie żywienia człowieka, uzyskany na Wydziale Technologii Żywności Akademii Rolniczej w Poznaniu obecnie Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu r., Dyplom: dr inż. nauk ekonomicznych w zakresie towaroznawstwa, nadany decyzją Rady Wydziału Towaroznawstwa Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu r., Wykorzystanie skrobi modyfikowanych jako nośnika wybranych składników mineralnych promotor prof. dr hab. Grażyna Lewandowicz, recenzenci Prof. Józef Fornal IBiRZ PAN w Olsztynie dr hab. Andrzej Sobczyński prof. AE w Poznaniu, 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu: staż w Instytucie Towaroznawstwa, Zakład Chemii Organicznej, asystent początkowo w Instytucie, zmienionym na Wydział Towaroznawstwa, Katedra Chemii Organicznej, następnie Katera Chemii Produktów Naturalnych Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, w tym przerwa związana z trzema urlopami macierzyńskimi, adiunkt, Katedra Chemii Produktów Naturalnych obecnie Przyrodniczych Podstaw Jakości, Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu, starszy wykładowca. 4. Charakterystyka osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2013 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki: monografii Innowacyjne produkty spożywcze na rynku żywności funkcjonalnej zawierające wzbogaconą skrobię, Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu, Poznań 2016, a) autor: Hanna Śmigielska, b) recenzenci: prof. dr hab. Władysław Kędzior z Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie; prof. dr hab. Zbigniew Krejpcio z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu; c) omówienie celu naukowego i osiągnięć wyników przedstawionych w w/w monografii: Monografia naukowa zatytułowana: Innowacyjne produkty spożywcze na rynku żywności funkcjonalnej zawierające wzbogaconą skrobię przedstawia 2

3 kompleks badań rynkowych i towaroznawczych związanych z nowymi produktami spożywczymi wytworzonymi z udziałem skrobi modyfikowanej wzbogaconej w wybrane składniki mineralne i witaminę. Zaprojektowane i wytworzone innowacyjne produkty spożywcze jako prozdrowotne/funkcjonalne mogą być przedmiotem zainteresowania zarówno konsumentów jak i producentów żywności. Weryfikowana w pracy hipoteza badawcza została poprzedzona przeglądem istotnych danych literaturowych związanych z wprowadzeniem wytwarzanych produktów prozdrowotnych na rynek. Celem pracy zawartej w tzw. części literaturowej było przedstawienie różnych aspektów ekonomicznych i społecznych, a także prawnych związanych z rozwojem rynku żywności funkcjonalnej na podstawie aktualnych doniesień literaturowych. W tej części pracy skupiono się na: - usystematyzowaniu wiedzy na temat terminów: żywności funkcjonalnej i żywności wzbogacanej. - przedstawieniu aktualnych wymagań prawnych jakie obowiązują w krajach Unii Europejskiej i w Polsce dotyczących wprowadzania i znakowania żywności należącej do żywności prozdrowotnej (funkcjonalnej). - przedstawieniu wielkości rynku żywności funkcjonalnej/wzbogacanej w świecie oraz przedstawieniu jak na ich tle kształtuje się rynek tej żywności w Polsce. - omówieniu przyczyn i skutków występowania niedoborów żywieniowych w zakresie składników mineralnych i witamin, wraz z przytoczeniem przykładów pozytywnych interwencji państw w tym zakresie (wzbogacanie i fortyfikacja produktów spożywczych). - zaprezentowaniu rynku i potencjalnych możliwości zastosowania skrobi modyfikowanej do produkcji żywności wzbogaconej/funkcjonalnej. Współczesny konsument szczególną uwagę zwraca na właściwości użytkowe i jakość kupowanych przez siebie towarów. Zainteresowanie produktami spożywczymi o właściwościach prozdrowotnych wynika z większej świadomości zdrowotno-żywieniowej konsumentów, ponieważ sposób żywienia jest jednym z czynników środowiskowych, wpływających na ich zdrowie i samopoczucie. Współczesna żywność jest pozbawiona wielu składników mineralnych z powodu wysokiego przetworzenia lub też z powodu zanieczyszczenia środowiska, ekstensywnej techniki agrarnej, zubożenia gleb itp., co prowadzi do częstszego występowania chorób cywilizacyjnych i metabolicznych. Do chorób cywilizacyjnych zalicza się m.in.: choroby niedokrwienne serca, cukrzycę typu II, osteoporozę i choroby wywołane niedoborami żywieniowymi np. niedokrwistość z niedoboru żelaza. Wiele prac naukowych potwierdza, że wadliwe, niedoborowe lub nadmierne i jednostronne żywienie oraz brak ruchu może być przyczyną tych chorób. W literaturze są one określane jako przewlekłe choroby niezakaźne lub choroby dietozależne. Konsumenci poszukują więc żywności, która poprawi ich stan zdrowia i zapobiegnie występowaniu tych chorób. Żywność o takich właściwościach to żywność tzw. funkcjonalna, stąd zauważalny wzrost jej sprzedaży i konsumpcji. Drugą przyczyną wzrostu zainteresowania żywnością funkcjonalną (produktami prozdrowotnymi) jest zmiana struktury ludności tj. starzenie się społeczeństw i wzrost liczby konsumentów w wieku dojrzałym. W społeczeństwie takim 3

4 następuje wzrost częstości występowania wspomnianych schorzeń dietozależnych, co z kolei powoduje wzrost kosztów opieki medycznej i społecznej i ma bezpośrednie przełożenie ekonomiczne w poszczególnych państwach. Ludność UE będzie się starzeć, ponieważ ludzie żyją dłużej, a równocześnie zmniejsza się liczba urodzeń. Według danych Eurostat newsrevelas [2011] 1 prognozuje się, że w 2060 r. w Unii Europejskiej udział ludzi starszych, przekraczających 80 lat wzrośnie do 14% w całej populacji wspólnotowej [Eurostat newsrevelase 2011]. Według prognoz, jako trzecim po Łotwie i Rumuni najstarszym pod względem demograficznym państwem będzie Polska gdzie 34,5% osób to będą osoby powyżej 65 letnie [Eurostat newsrevelase 2011]. Prawdopodobnie do 2020 roku choroby cywilizacyjne w krajach rozwiniętych będą stanowiły przyczynę 2/3 wszystkich zgonów w populacji, z czego przewiduje się, że 71% będą stanowiły choroby sercowo-naczyniowe, 75% udar, a 70% cukrzyca [WHO 2014] 2. Oferowanie tej grupie pacjentów, konsumentów - żywności prozdrowotnej, pozwala na prowadzenie zarówno działań profilaktycznych jak leczniczych. Zrozumienie, więc potrzeb i oczekiwań klienta pozwala kreować sukces rynkowy produktów funkcjonalnych - prozdrowotnych. Otwiera to także nowe możliwości dla producentów żywności, którzy poprzez zmianę formuły swoich produktów mogą wyjść naprzeciw oczekiwaniom klientów. Ze względu na różnorodność terminów stasowanych w literaturze i mediach określających żywność o działaniu prozdrowotnym w pracy zebrano, przedstawiono genezę i omówiono usankcjonowane prawnie (w kilku krajach świata) definicje oraz inne pojęcia stosowane przy określaniu tej żywności, a także przedstawiono wzajemne oddziaływanie - relacje terminu żywności funkcjonalnej z terminem żywności wzbogacanej. Pojęcie żywności funkcjonalnej jest bardzo szerokie, ponieważ może to być żywność konwencjonalna, naturalnie bogata w składniki o korzystnym wpływie na zdrowie lub żywność, do której te składniki dodano. Definicja żywności funkcjonalnej została określona i prawnie zatwierdzona na rynku żywności w Japonii, Chinach, Stanach Zjednoczonych Ameryki, a także w kilkunastu innych krajach świata. W Europie i w Polsce nie ma usankcjonowanej prawnie tej definicji [Krygier, Florowska 2008, Kudełka 2011] 3 4. Brak prawnie przyjętej definicji żywności funkcjonalnej powoduje, że istnieje duża dobrowolność w zaszeregowaniu produktów spożywczych do tej grupy. W Europie najczęściej mianem żywności funkcjonalnej określane są specjalnie opracowane produkty spożywcze, które wykazują korzystny, udokumentowany wpływ na zdrowie ponad ten, który wynika z obecności w niej składników odżywczych tradycyjnie uznawanych za niezbędne [Świderski i Kolanowski 2003] 5. W badaniach w 2012 roku w Polsce, przeprowadzonych na reprezentatywnej próbie 1000 osób w wieku powyżej 15 lat, wykazano że tylko 9% ankietowanych kojarzyło termin żywność funkcjonalna. Żywność tak określana jest zauważana i wyszczególniana przede wszystkim przez analityków rynku i producentów żywności. 1 Eurostate newsrelease, Population Projections, 2011, BP-EN.PDF, dostęp WHO 2014., NCD mortality and morbidity dostęp Kudełka W. 2011: Innowacyjny segment żywności wspierającej zdrowie człowieka. w Nierówności społeczne a wzrost gospodarczy, Uniwersytet Rzeszowski, Rzeszów, z. 18, Krygier K., Florowska A. 2008: Żywność funkcjonalna obecnie i przyszłości, Przemysł Spożywczy nr 5, Świderski, F., Kolanowski W.; 2003, Żywność funkcjonalna i dietetyczna. W Świderski F. red. Żywność wygodna i żywność funkcjonalna; Wydawnictwa Naukowo-Techniczne; wyd. 3; Warszawa

5 W Polsce istnieje jednak, zatwierdzona prawnie definicja żywności wzbogaconej/fortyfikowanej, która wchodzi w zakres znaczeniowy terminu żywności funkcjonalnej (podobnie jak żywność o specjalnym żywieniowym przeznaczeniu) i jako taka znajduje zainteresowanie konsumentów, producentów oraz w mniejszym stopniu analityków rynku. Żywność wzbogacana/fortyfikowana jest to żywność, do której obligatoryjne dodano składniki mineralne lub witaminy z powodu występowania deficytów tych składników w diecie człowieka (w określonej populacji) lub z powodu strat wynikłych podczas przetwarzania żywności. Dozwolone (prawnie) jest również dobrowolne wzbogacanie żywności w składniki mineralne i bioaktywne. Żywność dobrowolnie wzbogaconą można przypisać do tzw. żywności funkcjonalnej. W dalszej części pracy literaturowej zebrano i przedstawiono najbardziej aktualne, obowiązujące w Polsce i Unii Europejskiej procedury prawne związane z produkcją i sprzedażą żywności o działaniu prozdrowotnym i wprowadzaniem jej na rynek. Wprowadzenie żywności wzbogacanej na rynek wymaga stosowania się do zaleceń prawnych odnośnie do bezpiecznego i udokumentowanego wprowadzenia określonego produktu, a także wymaga uzyskania zgody odpowiednich organizacji rządowych na taki proces. W krajach Unii Europejskiej obowiązuje Rozporządzenie Komisji (UE) NR 1129/2011 z dnia 11 listopada 2011 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008. W rozporządzeniu tym (1129/2011) został opublikowany Unijny wykaz dodatków do żywności które są dodatkami technologicznymi (barwniki, zagęstniki, emulgatory). Natomiast Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1170/2009 z dnia 30 listopada 2009 r. wraz z późniejszymi zmianami tj. rozporządzeniem komisji (WE) nr 1161/2011 z dnia 14 listopada 2011r. zawiera wykaz witamin i składników mineralnych oraz ich form chemicznych, które można dodawać do żywności w tym do suplementów żywnościowych. W Polsce obowiązuje dodatkowo Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 16 września 2010 r. w sprawie substancji wzbogacających dodawanych do żywności. W rozporządzeniu tym określone zostały także środki spożywcze, do których obligatoryjnie są dodawane witaminy i składniki mineralne, w odpowiednich dawkach. W sprawie środków spożywczych specjalnego przeznaczenia żywieniowego obowiązuje w Polsce rozporządzenie z dnia 16 października 2010 r. wraz ze zmianami zapisanymi w rozporządzeniu Ministra Zdrowia z 28 kwietnia 2014r. Rozporządzenia i dyrektywy w ostatnim czasie ulegały dynamicznym zmianom i poprawkom, także w zakresie znakowania żywności i możliwości stosowania odpowiednich oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych. Aspekty te także zostały zebrane i opisane w literaturowej części pracy, stanowiąc jeden z celów naukowych monografii. Wprowadzanie na rynek żywności wzbogacanej (w łatwo przyswajalne składniki bioaktywne) ma uzasadnienie ekonomiczne. Od lat proces obligatoryjnego wzbogacania żywności uważa się za najskuteczniejszy sposób na zmniejszenie ryzyka występowania chorób cywilizacyjnych w określonej populacji [Vankatesh Mannar i Sankar 2004] 6. Koszty produkcji i sprzedaży żywności wzbogacanej są zdecydowanie niższe niż koszty leczenia chorób cywilizacyjnych. W krajach uprzemysłowionych z powodzeniem stosuje się obligatoryjne 6 Vankatesh Mannar, M.G., Sankar, R., Micronutrient fortification of foods rationale. Application and Impact Symposium on Micronutrient Deficiency Disorders 71, 11, s

6 wzbogacanie żywności: jodowanie soli kuchennej, wzbogacanie mąki pszennej w żelazo, cynk lub kwas foliowy, margaryn w witaminę A i D. Przyjmuje się, że dodatkowe koszty związane ze wzbogacaniem nie powinny przekroczyć 2% ceny detalicznej produktu wzbogacanego. Produkty wzbogacone mogą być konkurencyjne do farmaceutycznych suplementów diety. W krajach rozwijających się z powodu ubóstwa występuje niedożywienie (malnutrition) definiowane, jako występujący na poziomie komórkowym brak równowagi pomiędzy zapotrzebowaniem na składniki pokarmowe i energię a podażą, której zaspokojenie pozwala na wzrost, podtrzymywanie funkcji życiowych oraz pełnienie określonych funkcji. W 2000 roku na zjeździe FAO/WHO oszacowano, iż ponad 2 miliardy ludzi na świecie jest dotkniętych niedożywieniem z niedoboru żelaza co wywołuje anemię [WHO Nutrition 2015] 7. Badania wskazują także na występowanie w tych krajach niedoborów wapnia, witaminy A i D, kwasu foliowego oraz żelaza, jodu, cynku i miedzi [WHO Guadeline 2011; Burchi, Fanzo i Frison 2011] 8, 9. Aby temu zapobiec stosuje się proces wzbogacania/fortyfikacji żywności. W krajach tych wzbogaca się produkty najczęściej spożywane i łatwo dostępne: mąkę, chleb, wodę, natomiast w krajach rozwiniętych w rozporządzeniach podaje się, które z produktów spożywczych muszą być obligatoryjnie wzbogacane lub też stosuje się dobrowolny proces wzbogacania żywności i sprzedaży żywności nazywanej funkcjonalną. Wzrastająca świadomość społeczeństwa o wpływie żywienia na zdrowie ogranicza popyt na żywność powszechnego spożycia i powoduje wzrost popytu na żywność funkcjonalną. Dlatego w krajach rozwiniętych, jak również w krajach rozwijających się zauważalna jest od kilkunastu lat tendencja wzrostowa zarówno rozwoju badań jak i produkcji żywności funkcjonalnej. Jest to także związane z rozwojem nauki o żywności i postępie badań nad substancjami bioaktywnymi, które znajdują zastosowanie w produkcji żywności funkcjonalnej. W krajach rozwiniętych odnotowuje się bardzo duży wzrost wskaźników sprzedaży żywności funkcjonalnej (ok. 5% rocznie). Wartość rynku tego rodzaju żywności w świecie w 2012 r. wynosiła 96 mld USD, w 2014 wzrosła do 111,861 mld USD. W Polsce zmiany polityczno - gospodarcze także przyczyniły się do zauważalnych zmian w zachowaniach rynkowych, a szczególnie konsumpcyjnych Polaków i w konsekwencji spowodowały wzrost wartości rynkowej tego rodzaju żywności. W Polsce w 2010 roku wartość rynku żywności funkcjonalnej pakowanej wynosiła 393 mln euro, a napojów funkcjonalnych 753 mln euro [Drewnowska 2011] 10. W 2014 roku sprzedaż żywności funkcjonalnej była na poziomie 4663,3 mln zł (1115,7 mln euro). W latach wzrosła wartość sprzedaży takiej żywności o około 1,2 mld zł. Prognozuje się, że popyt na tego rodzaju żywność będzie rósł dalej. Sprzedaż produktów funkcjonalnych w 2015 roku w Polsce zwiększyła się o 6,6% [Euromonitor Int. 2015] 11. Przytoczone w monografii szczegółowe i aktualne dane związane z rynkiem: sprzedaży i produkcji żywności funkcjonalnej miały na celu przedstawienie wielkości i kierunku rozwoju produkcji tego rodzaju żywności w świecie i w Polsce. 7 WHO Nutrition 2015, dostęp Burchi, F., Fanzo, J., Frison, E., 2011, The Role of Food and Nutrition System Approaches in Tackling Hidden Hunger, Int J Environ Res Public Health. Feb; 8(2): dostęp WHO Guideline 2011: Vitamin A supplementation for infants and children 6-59 months of Age, 10 Drewnowska, B., 2011, Miliardy na leczniczą żywność, Rzeczpospolita, Ekonomia, dostep Euromonitor International, 2015, Passport, dostęp

7 Duże zapotrzebowanie rynku na te produkty skłania producentów żywności do poszukiwania nowych rozwiązań i nowych nośników składników bioaktywnych w żywności a następnie wprowadzania innowacyjnych produktów wzbogaconych w te składniki na rynek. Przedsiębiorcy przez dodawanie składników o właściwościach prozdrowotnych nie tylko zwiększają marketingowo tzw. atrakcyjność produktów, rozszerzają wachlarz nowych produktów rynkowych, ale również zwiększają swoje zyski. Poszukiwania nowych nośników i wcześniejsze badania własne (opisane w dysertacji doktorskiej i publikacjach naukowych) pozwoliły na stwierdzenie, że dobrym nośnikiem składników mineralnych w produktach spożywczych może być skrobia ziemniaczana modyfikowana. Wybór nośnika (skrobi ziemniaczanej modyfikowanej) ze względów ekonomicznych także nie jest przypadkowy. Jak przedstawiono w kolejnym rozdziale pracy Polska jest jednym z większych producentów ziemniaków na rynku europejskim (7,7 mln ton w 2014 r.) oraz producentów skrobi ziemniaczanej (89140 ton w 2014 r.) [Dzwonkowski 2015] 12. Na świecie tańsza i łatwiejsza w pozyskiwaniu jest skrobia otrzymywana z kukurydzy. W Europie dobrym surowcem skrobiowym jest ziemniak, ponieważ uprawa ziemniaków na cele spożywcze jest większa niż kukurydzy. Skrobia jest cennym surowcem nie tylko w przemyśle spożywczym. Ponad 60% produkcji skrobi jest jednak zużywane do produkcji żywności również w postaci przetworzonej tzn. modyfikowanej. Dzięki modyfikacjom (fizycznym i chemicznym) zwiększa się zakres właściwości użytkowych takiej skrobi m.in. właściwości reologicznych i teksturotwórczych. Pozwala to na zastosowanie modyfikowanej skrobi w różnych produktach spożywczych, jako głównego surowca lub w formie dodatku do żywności (np. zagęstnika). Wyniki tych badań przyczyniły się do postawienia hipotezy badawczej (która była weryfikowana w toku badań doświadczalnych) i przeprowadzenia badań o charakterze towaroznawczym wzbogaconych produktów spożywczych i przedstawienia ich w tzw. części doświadczalnej monografii. Wszystkie przytoczone powyżej dane i informacje przyczyniły się do sformułowania następującej tezy: Zmniejszona w produktach spożywczych zawartość składników mineralnych i witamin prowadzi do ich niedoboru w diecie oraz zwiększa ryzyko występowania chorób metabolicznych, a wzbogacanie żywności w składniki deficytowe jest jednym ze sposobów niwelowania niedoborów na poziomie populacji. Do wyboru tematu badań zamieszczonych w omawianej monografii, skłoniły mnie: doniesienia literaturowe na temat wzrastającego zainteresowania konsumentów żywnością funkcjonalną i wzbogacaną, wzrost wartości rynku tego rodzaju żywności, występowanie wielu chorób spowodowanych niedoborem w diecie składników mineralnych i witamin, informacje odnośnie uzyskania pozytywnych efektów zdrowotnych dzięki wprowadzeniu procesu wzbogacania żywności, 12 Dzwonkowski, W., 2015, Rynek ziemniaków, w red: Jadwiga Seremak-Bulge, Rynek Rolny 2015, Biuletyn Miesięczny 1, 287 s

8 możliwości wytworzenia produktów wzbogaconych będących konkurencyjnymi do suplementów farmaceutycznych, badania własne związane z adsorpcją mikroelementów na skrobi ziemniaczanej modyfikowanej. Biorąc pod uwagę powyższe, celem naukowym monografii było przedstawienie i analiza danych literaturowych związanych z rynkiem, uwarunkowaniami prawnymi i żywieniowymi żywności funkcjonalnej/wzbogacanej (przedstawione i omówione powyżej), a także przedstawienie wyników badań empirycznych odnośnie możliwości wytworzenia i wprowadzenia na rynek innowacyjnych produktów spożywczych wzbogaconych. Celem badań empirycznych było zaprojektowanie i wytworzenie innowacyjnych produktów spożywczych z udziałem skrobi ziemniaczanej modyfikowanej wzbogaconej w składniki bioaktywne (Fe, Zn, Cu i kwas foliowy), a następnie przeprowadzenie kompleksowej oceny ich jakości z uwzględnieniem właściwości sensorycznych i fizykochemicznych, a także akceptacji konsumenckiej. Po adsorpcji składników bioaktywnych na skrobi modyfikowanej staje się ona dodatkowo (pełniąc inne role) ich nośnikiem w produkcie finalnym. Jej uniwersalność polega na możliwości wykorzystania jej jako nośnika zarówno dla składników mineralnych, jak i witamin. Zastosowanie w produktach polskich, jako zagęstnika czy stabilizatora i również nośnika - skrobi ziemniaczanej modyfikowanej zmniejsza koszty produkcji takiej żywności m.in. przez ograniczenie importu innego rodzaju zagęstników i stabilizatorów, które są droższe niż rodzima skrobia ziemniaczana. Za wykorzystaniem skrobi ziemniaczanej modyfikowanej, jako nośnika substancji bioaktywnych świadczy dodatkowo fakt, iż skrobia ziemniaczana ulega szybkiej hydrolizie w przewodzie pokarmowym, co może ułatwiać uwalnianie zaadsorbowanych na niej składników mineralnych w trakcie procesu trawienia. Zaproponowanie receptur innowacyjnych produktów spożywczych o właściwościach prozdrowotnych, wymagało przeprowadzenia najpierw doświadczeń laboratoryjnych związanych z wyborem najlepszego nośnika dla poszczególnych mikroelementów i witaminy tj. rodzaju skrobi ziemniaczanej modyfikowanej. Zadania badawcze w części doświadczalnej to: badanie wartości adsorpcji jonów żelaza, cynku i miedzi oraz kwasu foliowego na skrobi modyfikowanej, ocena bioprzyswajalności mikroelementów (żelaza, cynku i miedzi - rożnych ich form chemicznych) ze skrobi modyfikowanej wzbogaconej w te mikroelementy ( badania biologiczne in vivo), opracowanie receptury nowych produktów spożywczych z dodatkiem skrobi wzbogaconej w składniki mineralne i kwas foliowy, ocena jakości innowacyjnych produktów spożywczych oraz ich akceptacji konsumenckiej. Powyżej przedstawione zadania badawcze przyczyniły się do weryfikacji następującej hipotezy głównej: Skrobia modyfikowana wzbogacona w mikroelementy i kwas foliowy jest wykorzystana do produkcji innowacyjnych, akceptowanych przez konsumenta 8

9 artykułów spożywczych, a produkcja ich przyczynia się do zwiększenia asortymentu żywności funkcjonalnej/wzbogaconej. Podczas pracy doświadczalnej weryfikacji podlegały następujące hipotezy pomocnicze: rodzaj modyfikacji skrobi oraz stężenie adsorbowanych mikroelementów: żelaza, cynku i miedzi oraz kwasu foliowego ma wpływ na poziom adsorpcji, właściwości reologiczne oraz barwę wzbogaconej skrobi, forma chemiczna mikroelementu użyta do adsorpcji na skrobi ma wpływ na jego bioprzyswajalność, skrobia modyfikowana wzbogacona w mikroelementy i kwas foliowy jest wykorzystana do produkcji innowacyjnych produktów spożywczych, dawka i rodzaj skrobi modyfikowanej wzbogaconej w składniki bioaktywne wpływa na właściwości reologiczne oraz ogólną ocenę konsumencką finalnego produktu spożywczego. W monografii przedstawiono wyniki analiz wytworzonych laboratoryjnie preparatów skrobi modyfikowanych wzbogaconych w mikroelementy (Fe, Zn i Cu) oraz witaminę B9 - kwas foliowy. Dzięki uzyskanym wynikom pozytywnie zweryfikowano postawione hipotezy pomocnicze związane z tak wytworzonymi preparatami skrobiowymi. Wykazano, iż rodzaj modyfikacji skrobi, a także stężenie adsorbowanych mikroelementów ma istotny wpływ na poziom i efektywność adsorpcji. Im mniejsza dawka składnika mineralnego do adsorpcji tym efektywność procesu większa. Najlepszą efektywność adsorpcji uzyskano dla skrobi poddanych modyfikacji przez utlenienie (od %). Skrobie estryfikowane E 1420 i E 1422 wykazują efektywność adsorpcji powyżej 40%. Najlepiej adsorbowały się na skrobiach w kolejności jony: miedzi(ii), żelaza(ii i III), i cynku. przeprowadzono optymalizację procesu technologicznego otrzymywania wzbogaconej skrobi i oceniono równomierne rozłożenie mikroelementów na nośniku, co jest warunkiem zastosowania go w produkcji żywności. Adsorpcja mikroelementów na skrobi w zawiesinie wodnej, poniżej temperatury kleikowania prowadzona przez 15 min wystarcza, aby uzyskać produkt wzbogacony z najlepszą efektywnością. rodzaj modyfikacji oraz rodzaj i dawka jonów użytych do adsorpcji wpływa na właściwości reologiczne, właściwości teksturotwórcze oraz w przypadku jonów żelaza(ii i III), miedzi(ii) i witaminy B9 - kwasu foliowego także na barwę otrzymanych preparatów skrobiowych wzbogaconych. Największy wpływ na parametry reologiczne skrobi modyfikowanych miał dodatek jonów żelaza wyraźnie obniżał parametry krzywej lepkości oraz lepkość końcową. Zaadsorbowane jony cynku i miedzi miały mniejszy wpływ na te parametry. W przypadku skrobi modyfikowanych przez estryfikację i utlenienie i wzbogaconych a następnie dodanych do produktu finalnego obserwowano nieznaczne podwyższenie wartości lepkości końcowej, czyli w ostatnim etapie pomiaru krzywej kleikowania. Wniosek: aby uzyskać właściwości teksturo twórcze - zagęszczające tak przygotowanych preparatów skrobiowych (estryfikowanych, utlenionych i wzbogaconych) należy ustalić odpowiednie proporcje skrobi modyfikowanej wzbogaconej do skrobi niemodyfikowanej w produkcie finalnym. 9

10 forma chemiczna roztworów mikroelementów (siarczany(vi) i glukoniany) użytych w procesie adsorpcji na skrobi modyfikowanej ma wpływ na wartość adsorpcji oraz na właściwości reologiczne powstałych preparatów skrobiowych. Lepiej adsorbowane na skrobiach są mikroelementy żelazo(ii) i cynk z soli siarczanu(vi), niż z glukonianów. pochodzenie botaniczne skrobi modyfikowanej (ziemniaczana i kukurydziana) także miał wpływ na adsorpcję jonów żelaza(ii), cynku i miedzi z soli siarczanów(vi) i glukonianów. Skrobia ziemniaczana adsorbuje mikroelementy lepiej niż skrobia kukurydziana (obie poddane modyfikacji przez utlenienie). po wykonaniu badań biologicznych in vivo, w których badano wpływ formy chemicznej mikroelementów (siarczany(vi) i glukoniany) użytych do adsorpcji na ich bioprzyswajalność i porównanie przyswajalności ich do mikroelementów nie adsorbowanych na skrobi (podawanych zwierzętom laboratoryjnym w zwyczajowych formach), stwierdzono że: badane mikroelementy były łatwo absorbowane ze skrobi (z diety) przez organizm zwierząt i udowodniono, że rodzaj soli zaadsorbowanej na skrobi nie ma wpływu na bioprzyswajalność żelaza(ii), cynku i miedzi(ii) z tak przygotowanych preparatów skrobiowych. Potwierdzono w ten sposób przypuszczenie, że mikroelementy w postaci jonowej zaadsorbowane na skrobi nie są traktowane przez organizm żywy jako substancje chemiczne obce, lecz mogą być łatwo i szybko zaabsorbowane i wykorzystane przez organizm. Uzyskane pozytywne wyniki przeprowadzonych badań wstępnych pozwoliły na wytworzenie w warunkach laboratoryjnych pięciu rodzajów innowacyjnych produktów spożywczych. Były to wzbogacone w wybrane składniki: desery: kisiel, budyń, majonezy niskotłuszczowe, sosy pomidorowe, fermentowane produkty mleczne (jogurt). Następnie oceniono ich jakość (fizykochemicznie i sensorycznie), porównując je do niewzbogaconych odpowiedników istniejących na rynku. Przeprowadzono badania tekstury, lepkości, barwy, kwasowości, w przypadku fermentowanych produktów mlecznych również wykonano badania mikrobilogiczne, a także odnośnie do wszystkich wykonano badania organoleptyczne. Następnie przeprowadzono badania sensoryczne i konsumenckie. Uzyskane podczas badań eksperymentalnych wyniki pozwoliły na sformułowanie następujących wniosków: skrobia wzbogacona mikroelementem lub witaminą w nowych produktach spożywczych, funkcjonalnych pełni rolę: nośnika, substratu, zagęstnika i stabilizatora oraz w produktach fermentowanych może pełnić także rolę pożywki dla bakterii kwasu mlekowego. stwierdzono, że dawka i rodzaj skrobi modyfikowanej wzbogaconej mikroelementem i witaminą wpływa na teksturę, barwę i właściwości reologiczne wzbogaconych spożywczych produktów finalnych. Wytworzone produkty spożywcze nie są tożsame, ale mają zbliżone właściwości reologiczne i organoleptyczne do niewzbogaconych ich odpowiedników obecnych na rynku. W przypadku majonezów niskotłuszczowych najbardziej zbliżone produkty do majonezów handlowych (tiksotropia i lepkość) uzyskano stosując dodatek skrobi acetylowanej (E 1420) wzbogaconej siarczanem(vi) cynku, majonezy takie były 10

11 bardziej stabilne reologicznie i odporne na ścinanie. Dodatek wzbogaconej również cynkiem, ale z soli glukonianu, skrobi utlenionej (E 1404) jako zagęstnika pozwolił na uzyskanie keczupów o odpowiedniej teksturze. Budynie wytworzone z użyciem skrobi bielonej wzbogaconej siarczanami(vi) żelaza(ii i III), cynku i miedzi(ii), a także kwasem foliowym wykazywały podobną charakterystykę uniwersalnego profilu tekstury do deserów laboratoryjnych nie wzbogaconych. Dodatek do skrobi siarczanu żelaza i kwasu foliowego istotnie wpłynął na ich barwę, nie powodując jednak ich dyskwalifikacji w ocenie ekspertów. Produkty wzbogacone skrobią z tymi składnikami mogą być wytwarzane bez dodatku barwników. Dodatek skrobi bielonej wzbogaconej w żelazo i cynk do produkcji kisieli także pozwolił na uzyskanie produktów porównywalnych pod względem tekstury do produktów niewzbogaconych. Analiza lepkości jogurtów z udziałem skrobi utlenionej (E 1404) wzbogaconej żelazem wykazała zbliżone wartości tego parametru do jogurtów handlowych, a w analizie tekstury po wymieszaniu jogurtów uzyskano zbliżone wyniki do wyników uzyskanych dla jogurtów handlowych, choć te (handlowe) były dodatkowo zagęszczane przez dodatek mleka w proszku. Dodatek skrobi wzbogaconej żelazem do wytworzonych jogurtów spowodował, że wartość synerezy w tych jogurtach była obniżona. w badaniach organoleptycznych wykazano, że produkty spożywcze z odpowiednim (% RDA) dodatkiem skrobi (bielonej, utlenionej, acetylowanej i estryfikowanej) wzbogaconych w mikroelementy i kwas foliowy cechują się właściwą konsystencją, barwą i smakiem oraz w ocenie ogólnej są one porównywalne do produktów obecnych na rynku. w badaniach konsumenckich wykazano, iż wytworzone produkty spożywcze (desery, sosy i jogurty) z dodatkiem wzbogaconych w mikroelementy i witaminę skrobi otrzymały pozytywną opinię ekspertów i konsumentów. Wykorzystując dane z przedstawionych w pierwszej części monografii studiów literaturowych można stwierdzić, że produkty spożywcze wytworzone z dodatkiem odpowiedniej ilości wzbogaconej w dany składnik skrobi (w ilości 15-50% RDA w jednej porcji) mogą zostać opatrzone odpowiednim oświadczeniem żywieniowym lub zdrowotnym. Przypuszcza się, że komercjalizacja badań związanych z produkcją innowacyjnych produktów spożywczych z wykorzystaniem skrobi modyfikowanych: bielonej, utlenionej, acetylowanej i estryfikowanej wzbogaconych w substancje bioaktywne (mikroelementy i kwas foliowy) przedstawionych w omawianej monografii przyczyni się do poszerzenia oferty rynkowej produktów wzbogacanych i/lub funkcjonalnych. Reasumując omawiana praca wpisuje się w nurt badań towaroznawczych, dotyczących rozwoju badań eksperymentalnych związanych z żywnością prozdrowotną. Monografia może przybliżać nie tylko konsumentowi, ale także producentom istotę definicji żywności fiunkcjonalnej/wzbogacanej, przedstawia aktualne dane odnoszące się do rynku tej żywności w Polsce i na świecie oraz obowiązujące procedury prawne i przedstawia możliwości aplikacyjne wzbogaconej skrobi ziemniaczanej modyfikowanej do produkcji innowacyjnych produktów spożywczych funkcjonalnych/wzbogaconych. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo - badawczych. 11

12 Moja działalność naukowa skupiona jest przede wszystkim na badaniach związanych z produkcją i wykorzystaniem skrobi ziemniaczanej i kukurydzianej w różnych produktach spożywczych a także poszukiwaniem możliwości dostarczania konsumentom składników mineralnych w formach bardziej przyswajalnych niż suplementy diety. Moje zainteresowania związane są także z oceną procesu wzbogacania żywności i oceną możliwości spełniania oczekiwań konsumentów w stosunku do produktów wzbogacanych. W początkowych latach pracy naukowej (prace przed doktoratem i do doktoratu) zajmowałam się badaniem struktury i właściwości funkcjonalnych skrobi ziemniaczanej z zaadsorbowanymi metalami a także badaniem sorpcji mikroelementów na innych polisacharydach roślinnych. Podczas tych badań nawiązałam współpracę z dr Jadwigą Stachowiak z Katedry Chemii Ogólnej z ówczesnej Akademii Rolniczej w Poznaniu (dziś Uniwersytet Przyrodniczy). Wynikiem tej współpracy były publikacje w czasopismach: Acta Scientiarum Polonorum i Żywienie Człowieka i Metabolizm [Zał. 5. I1, I3 i I6]. Następnie po nawiązaniu współpracy z Centralnym Instytutem Przemysłu Ziemniaczanego oraz Instytutem Fizyki Molekularnej PAN w Poznaniu a także z prof. dr hab. Grażyną Lewandowicz z Katedry Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności obecnie Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu prowadziłam badania związane z adsorpcją na skrobi mikroelementów, oceną rodzaju adsorpcji, struktury powstałych preparatów skrobiowych oraz ich właściwości użytkowych. Wyniki prac badawczych zostały opublikowane w następujących czasopismach: Annals of the Polish Chemical Society, Acta Physica Polonica A, Folia Pomeranae Universitatis Technologiae Stetinensis Agricultura Alimentaria Piscaria et Zootechnica oraz Proceedings of the 8th International Conference (IGWT) 2005 Poznań [Zał. 5. I2., I5., I7., II5,II6, II7.]. W wyniku badań literaturowych powstała przeglądowa praca związana z wpływem składników mineralnych na organizm człowieka opublikowana we współpracy z Profesorem dr hab. Janem Gawęckim oraz Prof. dr hab. inż. Grażyną Lewandowicz w czasopiśmie Przemysł Spożywczy [Zał. 5. I.4]. Po napisaniu i obronie pracy doktorskiej pod tytułem: Wykorzystanie skrobi modyfikowanych jako nośnika wybranych składników mineralnych w 2005 roku, wyróżnionej przez Radę Wydziału Towaroznawstwa, której promotorem była prof. dr hab. Grażyna Lewandowicz, a recenzentami Prof. Józef Fornal oraz dr hab. Andrzej Sobczyński prof. AE, moje zainteresowania badawcze były skierowane na poszukiwanie innych możliwości wzbogacania żywności przy udziale innych modyfikowanych skrobi. Badania zawartości mikroelementów w skrobi po adsorpcji były prowadzone przy użyciu metody Absorpcyjnej Spektroskopii Atomowej. Do określenia zawartości pierwiastków paramagnetycznych możliwe jest wykorzystanie metody Elektronowego Rezonansu Paramagnetycznego. Jako pierwiastki paramagnetyczne zostały zaadsorbowane na skrobi i w ten sposób (EPR) zbadane: miedź, żelazo i wanad. Innowacyjne zastosowanie metody EPR do oznaczania paramagnetycznych metali zaadsorbowanych na skrobi zostało opisane jako rozdział w monografii, pod redakcją Jerzego Żuchowskiego: Innowacyjność w kształtowaniu jakości wyrobów i usług w 2006 r. [zał. 5. II B 1.1.]. Wcześniejsze doświadczenia adsorpcji wybranych mikroelementów (jonów paramagnetycznych) przy użyciu metody EPR były opisane w publikacjach przed doktoratem [zał. 5.]. Badania zawartości wanadu ze względu na małe wykorzystanie w przemyśle spożywczym nie zostały opublikowane. Inne badania 12

13 wówczas prowadzone związane z adsorpcją mikroelementów były przedstawione np. w recenzowanych materiałach konferencji towaroznawczej IGWT 2006 [zał. 5.II B 3.1.]. W toku kampanii krochmalniczej powstaje skrobia oraz produkty uboczne, do których należy wycierka, a w niej białko ziemniaczane. Odciek po koagulacji białka stanowi cenne źródło bioskładników. Po zbadaniu metodą AAS zawartości składników mineralnych w odcieku uzyskane wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie: Ziemniak spożywczy i przemysłowy oraz jego przetwarzanie 2006 [zał.5.ii B 2.1.]. Zainteresowania badawcze związane z poszukiwaniem nowych nośników do procesu wzbogacania żywności zaowocowały współpracą międzyuczelnianą i przyznaniem w 2006 roku Grantu międzyuczelnianego: Fortyfikacja jonami Cu(II) spożywczych skrobi modyfikowanych w drodze sieciowania i acetylacji / Lewandowicz Grażyna, Śmigielska Hanna, Le Thanh Joanna, oraz w 2007 roku Grantu międzyuczelnianego Fortyfikacja wybranych produktów spożywczych jonami żelaza / Jasiczak Jan, Śmigielska Hanna, Lewandowicz Grażyna, Lubiewski Zbyszko. Po zrealizowaniu badań ukazały się 2 publikacje w czasopiśmie: Żywność, Nauka, Technologia, Jakość i Towaroznawcze Problemy Jakości [zał. 5. B 2.2., B 2.3.] oraz materiałach konferencyjnych [zał.5. B 3.3., B 3.4., B 3.6.]. W kolejnym roku, zgłosiłam wniosek o grant do Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, pod tytułem: Właściwości funkcjonalne skrobi fortyfikowanej wybranymi substancjami bioaktywnymi, Śmigielska Hanna, Le Thanh Joanna. Grant w którym pełniłam funkcje kierownika i głównego wykonawcy, został przyznany w 2009 roku, o numerze: N N W wyniku przeprowadzonych w ramach grantu MNiSW badań ukazały się publikacje w: Acta Scientiarum Polonorum. Seria: Technologia Alimentaria 2010, Proceedings 17th IGWT Symposium Bucharest 2010, i Zeszytach Naukowych Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu nr 205 i 214 [zał. 5.: II B 2.4., B 2.5., B 2.7., B 3.7.] Kolejnym zainteresowaniem badawczym było wykorzystanie odpadów poprodukcyjnych tj. ścieków z ubojni i masarni. W ściekach tych dość dużą procentową zawartość stanowią tłuszcze, które po przeprowadzeniu procesu estryfikacji mogły by być wykorzystane, jako składnik biopaliw. W wyniku współpracy międzyuczelnianej w 2010 roku byłam jednym z wykonawców Grantu międzyuczelnianego: Foresight Technologiczny tłuszcze kanałowe jako źródło surowca do produkcji biopaliw. W ramach badań do grantu byłam odpowiedzialna za oznaczenie mikroelementów i zawartość metali ciężkich w odpadach przemysłowych tj. tłuszczach kanałowych. Wyniki tych badań zostały opublikowane w Zeszycie Naukowym UEP nr 206 [zał.5.ii B 2.6.]. W ubojniach podczas przerobu otrzymuje się różne produkty spożywcze pochodzące z krwi zwierzęcej tzw. preparaty krwiopochodne. Preparaty te, jako dodatki do żywności, są wykorzystywane do dobarwiania wyrobów wędliniarskich i mogą stanowić bardzo dobre źródło żelaza hemowego w diecie człowieka. Można więc było wykorzystać taki preparat krwiopochodny do wytwarzania wzbogaconych produktów. Praca miała na celu ocenę możliwości wykorzystania preparatów krwiopochodnych z krwi wieprzowej jako źródła żelaza hemowego do produkcji wyrobów cukierniczych o właściwościach prozdrowotnych. Wyniki tych badań mają dużą dozę aplikacyjną dlatego publikacja z ich wykorzystaniem jest obecnie w trakcie redagowania. 13

14 Kolejne badania towaroznawcze to badania jakości sosów pomidorowych obecnych na rynku oraz badania związane z wykorzystaniem skrobi utlenionych wzbogaconych w składniki mineralne do zagęszczania sosów pomidorowych. Badania takie były prowadzone we współpracy z magistrantem prof. Jana Jasiczaka Jackiem Lewandowiczem. Wyniki tych badań zostały opublikowane jako rozdziały w monografiach: red. D. Gwiazdowska, K. Kluczyńska: Current trends in Commodity Science: Food bioactive compounds 2013 oraz w red. A. Błaszczyk., Current trends in Commodity Science: Innovations and product quality 2013 [zał. 5.II B 1.2., B 1.3.]. Równolegle moje zainteresowania badawcze były nakierowane na wykorzystanie innego rodzaju skrobi, jako nośnika dla składników mineralnych w diecie człowieka, a mianowicie wykorzystania skrobi opornej RS-4 (Resistant Starch - 4), tj. skrobi o obniżonej strawności. Badania przeprowadzone w Katedrze Przyrodniczych Podstaw Jakości we współpracy z Instytutem Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego z Warszawy, Oddział Koncentratów Spożywczych i Produktów Skrobiowych w Poznaniu przyniosły interesujące wyniki związane z wykorzystaniem tej skrobi (RS-4) jako zagęstnika w produktach spożywczych, co zostało opublikowane w czasopiśmie Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 2013 nr 2, (87), oraz również jako rozdziały w monografiach: red. A. Cholewa-Wójcik, A. Kawecka., Commodity Science in Research and Practice Innovations in product development and packaging Kraków 2014 oraz red. B. Borusiak, K. Pająk: Paradygmat zrównoważonego rozwoju lokalnego i regionalnego we współczesnej gospodarce, CeDeWu, Warszawa 2015 [zał. 5.II A.1., II B 1.4., B 1.5.,]. Podczas prowadzenia w/w badań i publikowania ich wyników związanych ze skrobią modyfikowaną i skrobią oporną równolegle zajmowałam się oceną jakości wybranych towarów spożywczych obecnych na rynku i oceną prowadzenia procesu wzbogacania żywności w naszym kraju w latach Badaniom podlegały produkty spożywcze wzbogacone, takie jak: płatki śniadaniowe i sól jodowana (różnego rodzaju). Pod moim kierunkiem zostały również przeprowadzone badania ankietowe na temat oceny znajomości i akceptowalności żywności fortyfikowanej przez młodych konsumentów. Wyniki uzyskane podczas tych ostatnich badań zostały opublikowane w formie rozdziału w monografii: red. D. Piasecka-Kwiatkowska, R. Cegielska-Radziejewska, Współczesne trendy w kształtowaniu jakości żywności [zał. 5. II B 1.7.]. W ostatnim czasie prowadziłam również badania możliwości wykorzystania różnych rodzajów skrobi modyfikowanej jako zagęstników do jogurtów naturalnych. Wyniki tych doświadczeń zostały opisane w jednym z rozdziałów monografii pod red. K. Melski i D. Walkowiak-Tomczak, Żywność dla świadomego konsumenta 2016 [zał. 5. II B 1.8.]. Oprócz badań związanych z oceną jakości produktów spożywczych i zawartości w nich składników mineralnych moje zainteresowania badawcze były skierowane na badania oceny jakości produktów kosmetycznych, które zawierały mikroelementy, a szczególnie cynk. Były to kremy pielęgnacyjne dla dzieci, wybielające pasty do zębów oraz szampony przeciw łupieżowe. Niektóre wyniki tych badań uzyskano podczas wykonywania analiz do prac magisterskich prowadzonych na kierunku Menadżer Produktów Kosmetycznych w trybie niestacjonarnym, których byłam promotorem. Na szczególną uwagę zasługują prowadzone przeze mnie badania biologiczne 14

15

16 Spis dorobku Hanny Śmigielskiej w ujęciu punktowym przed i po uzyskaniu stopnia doktora (od 2001 do 2005 roku i od 2006 do 2016 roku) Rodzaj aktywności /publikacji Ilość IF Punkty MNiSW Punkty wg udziału Przed uzyskaniem stopnia doktora Artykuły w czasopismach indeksowanych w bazie JRC 1 0, Publikacje w czasopismach nieindeksowanych w bazie IRC ,32 Publikacja w materiałach konferencyjnych Artykuły w czasopismach indeksowanych w bazie JRC Publikacje w czasopismach nieindeksowanych w bazie IRC 7-9 4,35 Razem 13 0, ,67 Po uzyskaniu stopnia doktora 1 0, , ,32 Rozdziały w monografii ,52 Recenzowane materiały konferencyjne (proceedings) ,99 Redakcja naukowa monografii i czasopism ,5 Referaty wygłaszane Udział w konferencjach abstrakty (postery) Organizacja konferencji Recenzje artykułów Monografia autorska Razem 78 0, ,1 1. Wykaz cytowań wg Web of Science dostępny w bibliotece UEP, Zapytanie: ŚMIGIELSKA HANNA Liczba prac cytowanych: 10 Liczba cytowań: 44. Indeks Hirscha: 4 2. Wykaz cytowań wg Google Scholar: Liczba prac cytowanych: 11 Liczba cytowań: 66. Indeks Hirscha: 4 16