Ziarno różnych odmian gatunków zbóż, rzepaku i roślin bobowatych zalecanych do uprawy w Polsce jako źródło składników odżywczych i prozdrowotnych

Transkrypt

1 Ziarno różnych odmian gatunków zbóż, rzepaku i roślin bobowatych zalecanych do uprawy w Polsce jako źródło składników odżywczych i prozdrowotnych Konferencja Nauka Doradztwu Rolniczemu IHAR-PIB Radzików, Danuta Boros SPOJPR, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin - Państwowy Instytut Badawczy

2 Powiedz mi co jesz, to powiem ci kim jesteś Losy narodów zależą od sposobu ich odżywiania - Jean Anthelme Brillat-Savarin

3 Zagadnienia Zboża: rola ziarna zbóż w żywieniu, korzyści zdrowotne ze spożywania całego ziarna, charakterystyka wartości odżywczej ziarna odmian zbóż charakterystyka właściwości prozdrowotnych ziarna odmian zbóż Rzepak: rola w żywieniu, charakterystyka chemiczna odmian rzepaku ozimego, nasiona-śruta Bobowate: porównanie składu chemicznego nasion odmian grochu, bobiku, łubinu wąskolistnego oraz soi

4 IŻŻ IŻŻ

5 Rola ziarna zbóż w żywieniu Jest podstawowym składnikiem pożywienia stanowiąc: podstawowe źródło energii znaczące źródło białka ważne źródło witamin z grupy B najważniejsze źródło błonnika pokarmowego i innych substancji bioaktywnych W krajach rozwiniętych składniki dostarczane z produktami zbożowymi w pożywieniu pokrywają w blisko 50% dzienne zapotrzebowanie na energię, w 1/3 na białko i aż w 60% na witaminy z grupy B. Produkty zbożowe są także dobrym źródłem składników mineralnych i pierwiastków śladowych. W paszach w zależności od systemu żywienia i wieku zwierząt zboża mogą stanowić od 50 do 90% składu całej mieszanki.

6 Wykorzystanie zbóż na cele konsumpcyjne oraz spożycie chleba w Polsce w latach (Rocznik Statystyczny, GUS 2014/2015) Ilość w kg na osobę/ rok 2005/6 2007/ / / /14 Ziarno na konsumpcję Procent całej produkcji Spożycie w kg na osobę/rok Chleb W roku 2011 konsumpcja chleba całoziarnowego wyniosła <4%

7 Ziarno zbóż w żywieniu człowieka W ogólnej ilości ziarna wykorzystywanego do produkcji żywności 82% stanowi pszenica i 6% żyto (FAO, 2010)

8 Skład aminokwasowy białka pszenicy, żyta i owsa Aminokwas egzogenny Pszenica (12.6% białka) Żyto (10.1% białka) Owies (10.8%) Lizyna Treonina Tryptofan Metionina+cystyna Leucyna Izoleucyna Walina Histydyna Fenyloalanina+tyrozyna Źródło: Eggum, 1968

9 Zawartość białka oraz frakcji białkowych i aminokwasów w ziarnie pszenicy i żyta A. Frakcje białkowe w ziarnie [%] Frakcje białkowe Pszenica Żyto Albuminy Globuliny Prolaminy Gluteliny Resztkowe Białko - średnio Białko - zakres B. Skład aminokwasowy białka części anatomicznych ziarniaka Aminokwas Zarodek Warstwa aleuronowa Bielmo Lys Thr Met+cys Leu Ile Phe+tyr Wal

10 Rola ziarna zbóż w żywieniu podstawowe źródło energii znaczące źródło białka ważne źródło witamin z grupy B główne źródło błonnika i innych związków bioaktywnych

11 Dystrybucja witamin z grupy B w ziarniaku pszenicy [w mg] Część anatomiczna ziarniaka B1 tiamina B2 ryboflawina PP niacyna Kwas pantotenowy Okrywa owocowo-nasienna Warstwa aleuronowa Zarodek Tarczka Bielmo Pszenica - całe ziarno [mg/100 g] Źródło: za Gąsiorowskim,

12 Rola ziarna zbóż w żywieniu podstawowe źródło energii znaczące źródło białka ważne źródło witamin z grupy B główne źródło błonnika i innych związków bioaktywnych o właściwościach prozdrowotnych

13 Substancje bioaktywne ziarna zbóż Błonnik pokarmowy (DF) frakcja rozpuszczalna i nierozpuszczalna Fitozwiązki polifenole: kwasy fenolowe, lignany; alkilorezorcynole; sterole, stanole Mikroelementy Mg, Cr, Se Witaminy foliany, tokole tokoferole i tokotrienole, niacyna, witamina C

14 Bielmo (80-85%) Skrobia & białka Lipidy Antioksydanty Witamina E Witaminy B Skł. mineralne Roślinne sterole Enzymy Ziarniak pszenicy - nierównomierna lokalizacja bioskładników Zarodek (3%) Bródka Bruzdka Warstwa aleuronowa (6-9%) Okrywa nasienna (1%) Alkiloresorcinole Okrywa owocowa - warstwa wewn. i zewn. (4-5%) Rozuszczalny & nierozpuszczalny błonnik pokarmowy (ksylany, -glukan) Białka Antyoksydanty (kw. fenolowe) Witamina E Witaminy B Skł. mineralne Kwas fitynowy Enzymy Otręby (12-17%) Nierozpusz. błonnik pokarmowy (ksylany, celuloza, lignina) Antyoksydanty związane ze ścianą komórkową (kw. fenolowe)

15 Błonnik Poprawia metabolizm glukozy i lipidów DF-Oligosacharydy Prebiotyki Fityniany Antyoksydanty Fitosterole Obniżają cholesterol Alkilorezorcynole Cz. antybakteryjny, antyoksydanty DZIAŁANIE PROZDROWOTNE ŻYWNOŚCI WYTWORZONEJ Z CAŁEGO ZIARNA Magnez, chrom Wzmacniają działanie insuliny Kwas ferulowy Antyoksydant Witamina E Antyoksydant Foliany, cholina, betaina Donory grup metylowych Lignany Fitoestrogeny Tokoferole & -trienole Antyoksydanty, obniżają utlenianie LDL Efekt synergii Korzystny efekt fizjologiczny dla człowieka

16 Korzyści zdrowotne ze spożywania całego ziarna Choroba niedokrwienna serca Całe ziarno obniża poziom cholesterolu częściowo z powodu wysokiej zawartości rozpuszczalnego włókna pokarmowego Obniżenie ryzyka o 27 37% Obniżenie poziomu cholesterolu większe niż wynikające z samego niższego spożycia cholesterolu Nowotwory Metaboliczne badania nowotworów gastrojelitowych Ryzyko zachorowania niższe o 21-43% Metaboliczne badania hormono-zależnych nowotworów Ryzyko zachorowania niższe o 10-40% Cukrzyca Spożywanie produktów z całego ziarna włączono do zaleceń w prewencji cukrzycy Obniżenie ryzyka o 21 27% przy spożywaniu 3 posiłków dziennie Spożywanie produktów całego ziarna związane z poprawą działania insuliny Otyłość Wyższe spożywanie produktów z całego ziarna to: - niższy indeks masy ciała (BMI) - niższe ryzyko przytycia

17 Charakterystyka odmian zbóż pod względem wartości odżywczej i właściwości prozdrowotnych ziarna

18 Zboża: materiał badawczy Charakterystykę chemiczną wykonano w ziarnie: 38 odmian pszenicy ozimej (Triticum aestivum L.), 19 odmian pszenicy jarej (Triticum aestivum L.), 20 odmian pszenżyta ozimego (xtriticosecale Wittm. ex. A. Camus) 9 odmian pszenżyta jarego (xtriticosecale Wittm. ex. A. Camus) 18 odmian żyta ozimego (Secale cereale L.) 27 odmian owsa zwyczajnego oplewionego (Avena sativa L.) oraz po ich obłuszczeniu, 3 odmian owsa nagiego (Avena nuda L.) 29 odmian jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) 1 odmiany pszenicy durum (Triticum durum Desf.), 1 odmiany pszenicy orkisz (Triticum spelta L. ), 6 populacji pszenicy samopszy (Triticum monococcum L.), 16 populacji płaskurki (Triticum dicoccum L.) oraz 3 odmian psz. zw. w latach , w ramach PW IHAR-PIB. Zawartość każdego analizowanego składnika lub cechy w każdej z odmian jest wartością średnią jego zawartości w ziarnie wyprodukowanym w 3 różnych lokalizacjach w tym samym roku zbioru (Stacje Oceny Odmian COBORU).

19 Zróżnicowanie zawartości składników odżywczych w ziarnie 38 odmian pszenicy ozimej Wartość Skrobia Białko Składniki mineralne Lipidy Min (Smuga) 10.9 (Rapsodia) ŚREDNIA Max (Anthus) 13.7(Zyta) Zmienność

20 Zróżnicowanie zawartości składników odżywczych w ziarnie 19 odmian pszenicy jarej Wartość Skrobia Białko Składniki mineralne Lipidy Min (Cytra) 13.7 (Trappe) ŚREDNIA Max (Nawra) 16.0 (Raweta) Zmienność

21 Zróżnicowanie zawartości podstawowych składników odżywczych w ziarnie 18 odmian żyta ozimego Wartość Skrobia Białko Składniki mineralne Lipidy Min (Minello) 9.5 (Palazzo) ŚREDNIA Max (Gonello) 11.6 (Agrikolo) Zmienność

22 Porównanie zawartości składników odżywczych w ziarnie zbóż

23 Zróżnicowanie zawartości błonnika pokarmowego i jego komponentów w ziarnie 38 odmian pszenicy ozimej Wartość TDF T-NSP WE-NSP Udział % NSP w TDF Min (Wydma) 7,7 (Wydma) 1.2 (Nateja) 71.1 (Rywalka) ŚREDNIA Max. 13,1 (Nutka) 10.0 (Nutka) 1.7 (Dorota) 78.4 (Sakwa) Zmienność

24 Zróżnicowanie zawartości błonnika pokarmowego i jego komponentów w ziarnie 19 odmian pszenicy jarej Wartość TDF T-NSP WE-NSP Udział % NSP w TDF Min (Żura) 8.1 (Żura) 1.3(Partyzan) 69.0 (Vinjett) ŚREDNIA Max. 13,1 (Cytra) 10.2 (Parabola) 1.9 (Parabola) 85.8 (Parabola) Zmienność

25 Zmienność zawartości błonnika błonnika pokarmowego i jego komponentów z ziarnie 18 odmian żyta Wartość TDF T-NSP WE-NSP Udział % NSP w TDF Min (D. Złote) 11.9 (D. Złote) 3.5 (Stanko) 80.7 (Visello) ŚREDNIA Max (Gonello) 13.7 (Gonello) 4.4 (Bellami) 82.8 (Agrikolo) Zmienność

26 Porównanie zawartości składników błonnika pokarmowego w ziarnie zbóż i ich potencjalnych właściwości funkcjonalnych

27 ZAWARTOŚĆ ALKILOREZORCYNOLI W ZIARNIE ZBÓŻ* Gatunek zboża Liczba zbadanych próbek Wartość średnia Wartość min. Wartość max. Pszenica Pszenżyto Żyto Jęczmień Nie stwierdza się obecności AR w ziarnie owsa i kukurydzy *Wieringa (1967); Evans i in. (1973); Vardeal i Lorenz (1977); Sałek (1978); Bock i in. (1981); Jakubowski i Stuczyńska, (1981); Hengtrakul i in. (1990); Żarnowski i in. (2002); Ross i in. (2003); Kulawinek i in. (2008); Andersson i in. (2008a,b); Fraś (2011); Boros i in. (2015)

28 RZEPAK OZIMY: materiał badawczy Nasiona oraz śruta Rzepak ozimy (Brassica napus L.) 45 odmian z roku zbioru 2011 Abakus, Adam, Adriana, Arot, Artoga, Bellevue, Bogart, Bojan, Brise, Cabriolet, Cadeli, Californium, Casoar, Catana, Chagall, DK Example, Es Alegria, Es Domino, Es Mercure, Exotic, Extend, Finesse, Gladius, Gloria, Herkules, Hycolor, Monolit, Nelson, NK Bold, NK Diamond, NK Morse, NK Musik, NK Octans, NK Pegaz, NK Petrol, NK Technic, Poznaniak, Primus, Remy, Rohan, Sherlok,SY Kolumb, Vectra, Visby, Xenon

29 Zróżnicowanie zawartości lipidów i białka ogółem w nasionach 45 odmian rzepaku ozimego [%] Wartość Lipidy Białko Min (DK Example) 18.9 (Chagall, NK Morse) ŚREDNIA Max (Artoga) 22.4 (Es Domino, Exotic) Zmienność 3 4

30 Zróżnicowanie zawartości składników odżywczych w śrucie otrzymanej z nasion 45 odmian rzepaku ozimego [% smbtł] Wartość Białko Składniki mineralne Sacharoza Min (NK Morse) 7.0 (Rohan) 6.9 (Es Domino) ŚREDNIA Max (Es Domino) 8.5 (Exotic) 9.9 (Visby) Zmienność 3 4 8

31 Zróżnicowanie zawartości włókna pokarmowego i jego komponentów w śrucie otrzymanej z 45 odmian rzepaku ozimego [% smbtł] Wartość TDF NSP Oligocukry Lignina Min (Xenon) 12.7 (Xenon) 1.8 (Artoga) 11.3 (Es Mercure) ŚREDNIA Max (DK Example) 20.3 (Artoga) 3.4 (Poznaniak) 19.9 (DK Example) Zmienność

32 BOBOWATE: materiał badawczy Nasiona 50 odmian 4 gatunków roślin bobowatych (strączkowych) z 2013 roku zbioru: 26 odmian grochu (Pisum sativum L.), 10 odmian łubinu wąskolistnego (Lupinus angustifolius), 5 odmian bobiku (Vicia faba) 9 odmian soi (Glycine max)

33 Zawartość składników odżywczych Składnik Maximum Minimum Składnik Maximum Minimum Składniki Maximum Minimum Białko pea pea Lipidy pea pea Składniki pea pea [% d.m.] 26,7 (Zekon) 17,3 (Medal) [%d.m.] 3,8 (Bohun, Set) 3,0 (Medal, Kavalir) mineralne 3,3 (Goplik) 3,0 (Mentor) lupine lupine lupine lupine [% d.m.] lupine lupine 33,8 (Neptun) 29,7 (Regent) 7,6 (Bojar, Zeus) 6,9 (Kadryl, Graf) 4,3 (Kalif) 3,9 (Neptun) faba bean faba bean faba bean faba bean faba bean faba bean 32,8 (Amulet) 28,3 (Granit) 3,0 (Olga) 2,7 (Albus) 4,3 (Amulet) 3,5 (Kasztelan) soybean soybean soybean soybean soybean soybean 29,1 (Anuszka) 27,2 (Mawka) 29,9 (Merlin) 25,7 (Anuszka) 7,3 (Augusta) 6,5 (Merlin)

34 Zawartość skrobi przyswajalnej w nasionach 4 gatunków bobowatych

35 Porównanie zawartości składników błonnika pokarmowego w nasionach bobowatych 42.7% - Regent CV=4% CV=7% 36.1% - Neptun Parametr Maximum Minimum Parameter Maximum Minimum Parameter Maximum Minimum NSP Groch Groch RFOs Groch Groch Kwasy Groch Groch [% d.m.] 18,8(Lasso) 12,2 (Mecenas) [%d.m.] 9,5 (Santana) 7,0 (Mecenas) uronowe 2,4 (Bohun) 1,8 (Mecenas) Łubin Łubin Łubin Łubin [% d.m.] Łubin Łubin 35,5 (Kalif) 29,8 (Neptun) 12,5 (Kalif) 7,4 (Neptun) 4,8 (Regent) 3,7 (Graf) Bobik Bobik Bobik Bobik Bobik Bobik 13,3 (Albus) 10,8 (Granit) 6,7 (Olga) 5,8 (Kasztelan) 3,2 (Albus) 2,3 (Granit) Soja Soja Soja Soja Soja Soja 12,2(Progres) 10,6 (Jutro) 4,0 (Progres) 4,3 (Anuszka) 8,4 (LP1) 6,5 (Aldana)

36 Zawartość błonnika pokarmowego (suma NSP + UA + RS + RFOs + L*APC) CV=4% 42.7% - Regent 54.9% Kalif CV=7% 31.2% Set 36.1% - 6% 7% Neptun 22.8% Mecenas 43.4% Neptun 28.6% Granit 5% 25.0% Amulet 25.8% Progres 3% 23.4% Merlin

37 Zawartość związków fenolowych - ogółem [mg GAE/100g d.m.] Baryton Zekon Dalbor Kalif Granit Albus Kasztelan Aldana Anuszka

38 Zawartość inhibitora trypsyny [TUI/g s.m.]

39 Wyniki badań dostępne w: Boros D., Fraś A., Gołębiewska K., Gołębiewski D., Paczkowska O., Wiśniewska M Wartość odżywcza i właściwości prozdrowotne ziarna odmian zbóż i nasion rzepaku zalecanych do uprawy w Polsce. Monografia pod. red. Boros D. i Fraś A. Monografie i Rozprawy Naukowe IHAR-PIB 49: ISBN

40 PODSUMOWANIE Dobra jakość surowców jest niezbędna do produkcji żywności i pasz wysokiej jakości Stały wzrost świadomości konsumentów odnośnie kwestii związanych z jakością oraz bezpieczeństwem spożywanych produktów skutkuje zwracaniem coraz większej uwagi na jakość surowców pod względem wartości odżywczej oraz na cechy świadczące o ich bezpieczeństwie i funkcjonalności Spożywanie produktów o właściwościach prozdrowotnych staje się trendy W najbliższej przyszłości można spodziewać się nagłego wzrostu zapotrzebowania na surowce do produkcji żywności i pasz o wyróżniającej się jakości użytkowej Intensyfikacja hodowli jakościowej gatunków uprawnych roślin dostosowanej do obecnych wymogów konsumentów, a tym samym producentów żywności i pasz

41 Z e s p ó ł r e a l i z u j ą c y b a d a n i a: prof. dr hab. Danuta Boros, dr Anna Fraś, dr Magdalena Wiśniewska, mgr Kinga Gołębiewska, mgr Damian Gołębiewski, mgr Marlena Drzewiecka, mgr Anna Szydłowska (nieobecna na zdjęciu) Magdalena Bodzon i Agnieszka Dmoch Ź r ó d ł a f i n a n s o w a n i a b a d a ń:

42 Jeśli chcesz karmić świat - zacznij edukować ludzi Jedz aby żyć, a nie żyj aby jeść