Załącznik nr 2. Autoreferat przedstawiający opis osiągnięcia naukowego oraz omówienie pozostałych osiągnięć naukowobadawczych

Transkrypt

1 Załącznik nr 2 Autoreferat przedstawiający opis osiągnięcia naukowego oraz omówienie pozostałych osiągnięć naukowobadawczych w języku polskim

2 Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie Wydział Technologii Żywności Katedra Żywienia Człowieka Barbara Borczak Załącznik 2 Autoreferat Kraków 2017 Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 1

3 1. Imię i Nazwisko Barbara Borczak Miejsce pracy: Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie Wydział Technologii Żywności Katedra Żywienia Człowieka ul. Balicka 122, Kraków tel barbara.borczak@urk.edu.pl 2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/ artystyczne - z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania oraz tytułu rozprawy doktorskiej Matura I Liceum Ogólnokształcące im. Bartłomieja Nowodworskiego w Krakowie, 2001 r. Profil ogólny z poszerzonym językiem niemieckim. Studia magisterskie (Międzywydziałowe Studium Biotechnologii, Akademia Rolnicza im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, ) Dyplom magistra inżyniera biotechnologii stosowanej.tytuł pracy: Wpływ temperatury parzenia herbaty białej na dostępność związków odżywczych i cholesterolu mierzony metodą in vitro. Studia magisterskie w trybie dziennym ukończone z wynikiem bardzo dobrym. Studia doktoranckie (Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, ) Dyplom doktora nauk rolniczych w zakresie technologii żywności i żywienia. Tytuł rozprawy doktorskiej: Wpływ odroczonego wypieku na indeks glikemiczny i wybrane wskaźniki wartości odżywczej pieczywa pszennego, 8 grudzień 2010 r. Promotor pracy: dr hab. Elżbieta Sikora, prof. UR. Studia uzupełniające Dyplom ukończenia Pedagogicznych Studiów Podyplomowych w Uniwersytecie Pedagogicznym w Krakowie, 2010 r. Certyfikat ukończenia kursu języka angielskiego na poziomie Advanced 1 o. 3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/artystycznych : asystent naukowo-dydaktyczny, Katedra Żywienia Człowieka, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie obecnie: adiunkt, Katedra Żywienia Człowieka, Wydział Technologii Żywności, Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie. Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 2

4 Wykaz występujących w tekście skrótów: ABTS + wolny rodnik wytwarzany z soli amonowej kwasu 2,2'-azino-bis(3- etylobenzotiazolino-6-sulfonowego); B błonnik; CMZ pieczywo całkowicie wypiekane, mrożone a następnie przechowywane w warunkach zamrażalniczych; FRAP redukcja jonu żelaza (III) do żelaza (II) (ang. Ferric Reducing Ability of Plasma) IAUC krzywa odpowiedzi glikemicznej, (ang. Incremental Area Under the Blood Glucose Response Curve); IG indeks glikemiczny, (ang. Glycaemic Index); K pieczywo pszenne kontrolne, wypiekane w sposób tradycyjny; K+B pieczywo pszenne kontrolne, wypiekane w sposób tradycyjny z dodatkiem błonnika z owsa i inuliny; K+Z pieczywo pszenne kontrolne, wypiekane w sposób tradycyjny z dodatkiem zakwasu PZD pieczywo częściowo podpiekane, mrożone i przechowywane w warunkach zamrażalniczych, a następnie dopiekane; PZD+B pieczywo częściowo podpiekane, mrożone i przechowywane w warunkach zamrażalniczych, a następnie dopiekane z dodatkiem błonnika z owsa i inuliny; PZD+Z pieczywo częściowo podpiekane, mrożone i przechowywane w warunkach zamrażalniczych, a następnie dopiekane z dodatkiem zakwasu; RDS skrobia szybko trawiona, (ang. rapidly digestible starch); RFT reaktywne formy tlenu; RS skrobia oporna, (ang. resistant starch); SDS skrobia wolno trawiona, (ang. slowly digestible starch); SDI wskaźnik trawienia skrobi, (ang. starch digestibility index); TS skrobia całkowita, (ang. total starch); Z zakwas. Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 3

5 4. Wskazanie osiągnięcia* wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U r. poz. 882 ze zm. w DZ. U. z 2016 r. poz. 1311): a) tytuł osiągnięcia naukowego Osiągnięciem naukowym będącym podstawą złożonego przeze mnie wniosku o wszczęcie postępowania habilitacyjnego jest jednotematyczny cykl publikacji pod zbiorczym tytułem: Rola wybranych dodatków o charakterze funkcjonalnym oraz technologii wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem w kształtowaniu właściwości prozdrowotnych pieczywa pszennego. b) publikacje wchodzące w skład osiągnięcia naukowego: 1. Borczak, B., (70%), Sikora, E., Sikora, M., Kapusta-Duch, J., The influence of prolonged frozen storage of wheat-flour rolls on resistant starch development. Starch/ Stärke, 66 (5-6), IF=1.677, 25 pkt MNiSW. 2. Borczak, B., (60%), Sikora, E., Sikora, M., Kapusta-Duch, J., Hrusavov, D., Wpływ odroczonego wypieku i dodatku zakwasu na indeks glikemiczny in vitro oraz zawartość skrobi i polifenoli ogółem w bułkach pszennych. Żywność, Nauka, Technologia, Jakość, 5(96), , 15 pkt MNiSW. 3. Borczak, B., (60%), Sikora, E., Sikora, M., Kapusta-Duch, J., Rosell, C.M., Starch digestibility index and antioxidative properties of partially baked wheat - flour bakery with an addition of dietary fibre. Starch/Stärke, 67, (11-12), IF=1.523, 25 pkt MNiSW. 4. Borczak, B., (70%), Sikora, E., Sikora, M., Rosell, C.M., Collar, C., Glycaemic response to frozen stored wheat rolls enriched with inulin and oat fibre. Journal of Cereal Science, 56 (3), IF=2.088, 40 pkt MNiSW. Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 4

6 5. Borczak, B., (70%), Sikora, E., Sikora, M., Kapusta-Duch, J., Kutyła-Kupidura, Fołta, M., Nutritional properties of wholemeal wheat-flour bread with an addition of selected wild grown fruits. Starch/Stärke, 68 (7-8), , IF=1.837, 25 pkt MNiSW. 6. Borczak, B., (70%) Sikora M., Sikora E., Dobosz A., Kapusta-Duch J., Glycaemic index of wheat bread. Starch/Stärke, DOI: /star IF=1.837, 25 pkt MNiSW. *Liczba punktów za cykl publikacji (dane z roku publikacji): 155 pkt. MNiSW *Wartość IF (dane z roku publikacji): Oświadczenia współautorów prac określające indywidualny wkład każdego z nich w powstanie publikacji zamieszczono w załączniku 5. c) Omówienie celu naukowego/artystycznego ww. prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania Tytuł osiągnięcia: Rola wybranych dodatków o charakterze funkcjonalnym oraz technologii wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem w kształtowaniu właściwości prozdrowotnych pieczywa pszennego. 1. Wprowadzenie Problemy związane z oddziaływaniem wolnych rodników na organizm ludzki są przedmiotem wielu badań naukowych. Nie od dziś wiadomo bowiem, iż stres oksydacyjny, wywołany przez pozostające w organizmie w nadmiarze reaktywne formy tlenu (RFT), stanowi podłoże w patogenezie wielu chorób (Jabłońska-Ryś i in., 2009; Sidor, Gramza- Michałowska, 2014). RFT wchodząc w reakcje z DNA organizmu ludzkiego, jak również z ustrojowymi białkami oraz tłuszczami, mogą przyczyniać się do uszkodzeń strukturalnych i funkcjonalnych, a także brać udział w syntezie prozapalnych cytokin i w rezultacie w powstawaniu chronicznych stanów zapalnych (Zhang i in., 2001). Stres oksydacyjny może być wywołany przez różne czynniki zewnątrz- i wewnątrzustrojowe, m. in. przez podwyższony poziom glukozy i insuliny we krwi, co w konsekwencji doprowadza do Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 5

7 zwiększenia ryzyka wystąpienia chronicznych chorób niezakaźnych, w tym otyłości oraz cukrzycy typu 2 (Torronen i in., 2010). Cukrzyca typu 2 stanowi obecnie poważny problem w wielu krajach na świecie i stanowi 90% przypadków wszystkich odmian tej choroby, będąc jednocześnie jedną z pięciu głównych przyczyn śmierci populacji ludzkiej (Pico i in., 2015). Aby zmniejszyć ryzyko występowania wspomnianych schorzeń, zalecane jest codzienne dostarczanie wraz z dietą produktów bogatych w naturalne składniki bioaktywne, w tym przeciwutleniacze czy błonnik pokarmowy, które oddziaływując korzystnie na organizm człowieka, pomogą m.in. utrzymać optymalny status antyoksydacyjny organizmu. Podstawą diety mieszkańców wielu krajów na świecie, w tym także Polski jest pieczywo pszenne. Jest to bardzo popularny produkt, stanowiący nie tylko znaczące źródło energii w całodziennej racji pokarmowej, ale także dostarczający ważnych składników odżywczych, niezbędnych do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Spożycie pieczywa na świecie jest stosunkowo wysokie i wynosi ponad 9 mln ton rocznie, w zależności od kraju (Pico i in., 2015). Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) rekomenduje spożycie dziennie 250 g pieczywa, głównie z mąk pełnoziarnistych. Obecne starania technologów dążą do wyprodukowania funkcjonalnego pieczywa o właściwościach prozdrowotnych (Dziki i in., 2014). Wiadomo jednak, że najbardziej popularnym na świecie rodzajem pieczywa jest nadal pieczywo pszenne jasne, które niestety charakteryzuje się stosunkowo ubogą aktywnością przeciwutleniającą, jak również wysokim wskaźnikiem strawności skrobi i tym samym wysokim indeksem glikemicznym. 2. Hipoteza badawcza i cele pracy Formułując cel pracy założono hipotezę badawczą, że na wartość prozdrowotną pieczywa pszennego wpływa rodzaj podstawowego surowca (mąki), ilość i rodzaj dodatków funkcjonalnych, jak również technologia wypieku, m. in. z zastosowaniem zamrażania wyrobu na różnym etapie jego produkcji. Celem pracy było: 1) zbadanie optymalnego czasu zamrażalniczego przechowywania pieczywa pszennego, w kontekście powstawania w nim skrobi opornej typu 3, (Publikacja 1); Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 6

8 2) zbadanie wpływu dodatku zakwasu na zawartość żywieniowych frakcji skrobi oraz polifenoli ogółem w pieczywie pszennym, (Publikacja 2); 3) zbadanie wpływu dodatku inuliny i błonnika z owsa na skład chemiczny, strawność skrobi, aktywność antyoksydacyjną oraz wartość indeksu glikemicznego pieczywa pszennego, (Publikacje 3 i 4); 4) zbadanie wpływu dodatku liofilizatów owoców krzewów dziko rosnących na skład chemiczny, zawartość żywieniowych frakcji skrobi i aktywność antyoksydacyjną pieczywa pszennego, (Publikacja 5); 5) analiza zagadnienia wartości prozdrowotnej pieczywa pszennego, w kontekście indeksu glikemicznego (Publikacja 6). 3. Materiały badawcze Materiałem badawczym było pieczywo z mąki pszennej jasnej (typ 550) (Publikacje 1-4) wypiekane trzema metodami: (1) tradycyjną w temp. 230 o C (K) (Publikacje 1-4) (2) częściowo podpiekane, następnie mrożone i przechowywane w warunkach zamrażalniczych (-18 o C) przez 0, 1, 2, 3, 7, 14, 30 i 60 dni, a następnie dopiekane (PZD) (Publikacja 1) i przechowywane tylko przez 14 dni (Publikacja 2-4) oraz (3) całkowicie wypiekane, mrożone a następnie przechowywane w warunkach zamrażalniczych (CMZ) (-18 o C) przez okres 0, 1, 2, 3, 7, 14, 30 i 60 dni (Publikacja 1). Materiałem badawczym było także pieczywo z mąki pszennej pełnoziarnistej (typ 1850) poddane wypiekowi w sposób tradycyjny (230 o C, 20 min.) (Publikacja 5). Jako dodatki funkcjonalne do badanego pieczywa zastosowano: 3% dodatek zakwasu w proszku (Medea PW 145, Puratos, Belgia) (Publikacja 2), 10% dodatek błonnika z owsa (SunOpta, Bedford MA, USA) i inuliny (Raftiline HP, Orafti, Tienen, Belgia) (Publikacje 3 i 4) oraz 5% dodatek liofilizatów owoców dziko rosnących krzewów: rokitnika zwyczajnego (Hippophae rhamnoides L.), czarnego bzu (Sambucus nigra L.) głogu (Crataegus L.) i jarzębiny (Sorbus aucuparia L.), (Publikacja 5). Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 7

9 4. Metody badawcze oznaczenie zawartości podstawowego składu chemicznego: suchej masy, białka, tłuszczu i popiołu AOAC (2006), oznaczenie zawartości całkowitej skrobi TS metodą enzymatycznograwimetryczną (K-TSTA, Megazyme International Ireland, Bray Business Park, Co. Wicklow), oznaczenie zawartości skrobi opornej RS metodą enzymatyczno-grawimetryczną (K-RSTAR, Megazyme International Ireland, Bray Business Park, Co. Wicklow), oznaczenie zawartości całkowitego błonnika pokarmowego oraz jego frakcji rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych (K-TDFR, Megazyme International Ireland, Bray Business Park, Co. Wicklow), oznaczenie zawartości skrobi wolno trawionej SDS (Englyst i in., 1992; Chung i in., 2010), oznaczenie zawartości skrobi szybko trawionej RDS (Englyst i in., 1992; Chung i in., 2010), oznaczenie wskaźnika trawienia skrobi SDI (Englyst i in., 1992; Chung i in., 2010), oznaczenie indeksu glikemicznego IG metodą (FAO/WHO, 1997; Brouns i in., 2005), oznaczenie zawartości polifenoli ogółem (Swain, Chillis, 1959), oznaczenie aktywności antyoksydacyjnej metodą ABTS + (Re i in., 1999) i metodą FRAP (Benzie i Strain, 1996; Barton i in., 2005). 5. Statystyczna analiza danych Oznaczenia podstawowego składu chemicznego, żywieniowych frakcji skrobi (RDS, SDS, RS), wskaźnika trawienia skrobi SDI oraz polifenoli ogółem i aktywności antyoksydacyjnej wykonano każdorazowo w co najmniej trzech równoległych powtórzeniach. Jako wynik podano wartość średnią ± odchylenie standardowe (SD). Wyniki dotyczące materiału uzyskanego w doświadczeniach z udziałem ludzi, przedstawiono jako wartość średnią ± błąd standardowy średniej (SEM). Do oceny wpływu procesu zamrażania oraz wzbogacania pieczywa w zakwas pszenny i błonnik wykorzystano dwuczynnikową analizę wariancji, z interpretacją interakcji (zamrażanie dodatek), (Publikacja 2, Publikacja 3, Publikacja 4). Do oceny wpływu dodatku liofilizatów owoców dziko rosnących krzewów wykorzystano jednoczynnikową Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 8

10 analizę wariancji (Publikacja 5). Do oceny wpływu technologii wypieku pieczywa i czasu zamrażalniczego przechowywania wykorzystano wieloczynnikową analizę wariancji (Publikacja 1). Istotność różnic obliczono na podstawie testu Duncana przy poziomie istotności P<0,05. W doświadczeniu z udziałem ludzi przebadano materiał biologiczny (krew), uzyskany od 15 ochotników i wyniki poddano analizie dwuczynnikowej, z interpretacją interakcji (zamrażanie dodatek). Istotność różnic obliczano na podstawie testu Duncana, na poziomie istotności P<0,05. Wszystkie obliczenia statystyczne przeprowadzono przy użyciu programu Statistica, v.8 lub v.10 (Statsoft, Inc., Tulsa, OK, USA). 6. Omówienie wyników Badania nad zagadnieniem dotyczącym roli technologii wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem w kształtowaniu właściwości prozdrowotnych pieczywa pszennego, rozpoczęto od pracy naukowej, której celem było zbadanie, jak czas zamrażalniczego przechowywania pieczywa wpływa na zawartość skrobi opornej (Publikacja 1). Przedstawiono także zmiany zawartości suchej masy badanego pieczywa w trakcie zamrażalniczego przechowywania, a następnie oznaczoną zawartość skrobi opornej przeliczono na suchą masę. Zawartość suchej masy pieczywa mrożonego PZD oznaczona w trakcie jego przechowywania przez okres 0-60 dni mieściła się w zakresie 65,2 68% (Tabela 1, Publikacja 1). Jedynie w 14-tym dniu zamrażalniczego przechowywania, zawartość analizowanego parametru pieczywa PZD uległa istotnemu zwiększeniu, w porównaniu do suchej masy pieczywa przechowywanego przez 1, 2, 3 i 30 dni (P<0,05). W przypadku, gdy pieczywo PZD nie było przechowywane w stanie zamrożonym (0), a jedynie poddane mrożeniu przed ostatecznym wypiekiem, zawartość suchej masy była istotnie mniejsza (P<0,05), w porównaniu do pieczywa wypiekanego tradycyjnie (K). W przypadku pieczywa całkowicie wypieczonego i następnie mrożonego CMZ, zawartość suchej masy mieściła się w zakresie 70,1 74,9% (Tabela 1, Publikacja 1). Po 1-szym dniu zamrażalniczego przechowywania zanotowano istotny wzrost tego parametru, w porównaniu do suchej masy pieczywa CMZ, nie przechowywanego zamrażalniczo (0) i do suchej masy pieczywa CMZ przechowywanego w stanie zamrożonym przez 2, 3, 7 i 30 dni (P<0,05). Zawartość suchej masy w pieczywie CMZ, nie przechowywanym w stanie zamrożonym (0) była istotnie Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 9

11 mniejsza, w porównaniu do ilości suchej masy pieczywa kontrolnego K (P<0,05). Co ciekawe, średnia zawartość suchej masy (66,4%) pieczywa PZD była istotnie mniejsza (P<0,05), w porównaniu z jej zawartością (71,7%) w pieczywie CMZ. Zawartość skrobi opornej RS w pieczywach: K, PZD i CMZ, nie poddanych zamrażalniczemu przechowywaniu (0) oznaczono na poziomie odpowiednio 1,1; 1,7 i 1,3% (Tabela 2, Publikacja 1). Zaobserwowano, że zarówno pieczywa PZD, jak i CMZ charakteryzowały się istotnie większą zawartością RS (P<0,05), w porównaniu do pieczywa kontrolnego (K). Podczas zamrażalniczego przechowywania (1-60 dni), zawartość RS w pieczywie PZD była w zakresie 1,6-2,0% (Tabela 2, Publikacja 1). Po upływie 2 i 3 dni przechowywania, zaobserwowano statystycznie istotny wzrost (P<0,05) zawartości RS w porównaniu z zawartością RS w PZD nie przechowywanym (0) i PZD przechowywanym przez 1, 14, 30 i 60 dni. Ilość RS w pieczywie CMZ oznaczono w zakresie 1,3-1,6% (Tabela 2, Publikacja 1). Po 7 dniach zamrażalniczego przechowywania, zaobserwowano statystycznie istotny wzrost (P<0,05) zawartości RS, w porównaniu do zawartości RS w CMZ nie przechowywanym (0) oraz przechowywanym przez 1, 14, 30 i 60 dni. Porównując pieczywa PZD i CMZ zaobserwowano, że do 3-ego dnia zamrażalniczego przechowywania, zawartość RS była istotnie większa w pieczywie PZD, w porównaniu do wartości oznaczonej w pieczywie CMZ (P<0,05). W kolejnych dniach przechowywania, przyrost zawartości RS nie był już istotny statystycznie (P>0,05). Otrzymane wyniki wskazywały, że zamrażanie ogólnie przyczyniało się do wzrostu zawartości skrobi opornej, co przypuszczalnie przyczyniłoby się do zmniejszenia wartości indeksu glikemicznego pieczywa pszennego. Największą zawartość skrobi opornej odnotowano w 7 dniu zamrażalniczego przechowywania pieczywa całkowicie wypiekanego (CMZ) oraz w 3 dniu zamrażalniczego przechowywania w odniesieniu do pieczywa podpiekanego (PZD). Zastosowany w opisanych wyżej badaniach model badawczy (pieczywo pszenne oraz technologia zamrażania i zamrażalniczego przechowywania) był zgodny z modelem wykorzystanym w badaniach przeprowadzonych do pracy doktorskiej. Innowacyjnością było natomiast prześledzenie charakteru zmian zawartości skrobi opornej oraz suchej masy, podczas długotrwałego, zamrażalniczego przechowywania pieczywa pszennego, w celu określenia optymalnego czasu tego procesu w kontekście powstawania skrobi opornej. Kontynuacją badań dotyczących wpływu wybranych dodatków o charakterze funkcjonalnym oraz technologii wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem w kształtowaniu właściwości prozdrowotnych pieczywa pszennego, była kolejna praca naukowa (Publikacja 2), w której analizowano wpływ dodatku zakwasu i zamrażalniczego Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 10

12 przechowywania pieczywa pszennego na strawność skrobi oraz potencjał antyoksydacyjny. W toku przeprowadzonych analiz stwierdzono że dodatek funkcjonalny w postaci zakwasu (Z), jak i zastosowanie zamrażania i zamrażalniczego przechowywania pieczywa wpłynęły istotnie na zawartość całkowitej skrobi TS (P<0,05). Największą zawartością TS, (g/100 g s.m.) charakteryzowało się pieczywo mrożone (PZD 67,4 g/100 g s.m.) (Tabela 1, Publikacja 2). Mniejszą zawartość skrobi stwierdzono w pieczywie mrożonym z zakwasem (PZD+Z - 66,4 g/100 g s.m.). Z kolei, w pieczywie otrzymanym tradycyjnie, zawartość TS kształtowała się na niższym poziomie: w pieczywie K wynosiła 59,8 g/100 g s.m., a w pieczywie K+Z odpowiednio 59,2 g/100 g s.m. Pieczywo mrożone PZD charakteryzowało się istotnie większą zawartością wolno trawionej skrobi SDS, w porównaniu do zawartości SDS w pieczywie otrzymanym tradycyjnie (K, K+Z). Największą zawartością SDS charakteryzowało się pieczywo mrożone z zakwasem (PZD+Z - 16,10 g/100 g s.m.), (P<0,05). W pieczywie mrożonym PZD, zawartość SDS kształtowała się na poziomie 12,6 g/100 g s.m. (P<0,05). Z kolei, w pieczywie wypiekanym tradycyjnie wynosiła odpowiednio: w pieczywie K - 7,4 g/100 g s.m. oraz 7,4 g/100 g s.m. w pieczywie K+Z. Zawartość skrobi szybko trawionej RDS była istotnie mniejsza w pieczywie z dodatkiem zakwasu: PZD + Z (27,4 g/100 g s.m.) i K+Z (27,3 g/100 g s.m.), w porównaniu do RDS pieczywa kontrolnego K - 30,8 g/100 g s.m. (P<0,05). W pieczywie mrożonym PZD, zawartość RDS kształtowała się na poziomie 29,1 g/100 g s.m. Największą wartością wskaźnika trawienia skrobi SDI charakteryzowało się pieczywo kontrolne K (76,4 % s.m.), (P<0,05), a najmniejszą pieczywo mrożone z zakwasem PZD + Z (53,2 % s.m.), (P<0,05). Wartości SDI pieczywa K+Z oraz pieczywa PZD wyniosły odpowiednio 65,8 % s.m. i 56,4 % s.m. Pomiędzy wartościami SDI wszystkich rodzajów pieczywa wystąpiły istotne statystycznie różnice (P<0,05), (Tabela 1, Publikacja 2). Najmniejsza wartość wskaźnika SDI pieczywa PZD+Z mogła mieć związek z największą w nim zawartością polifenoli ogółem (Tabela 1, Publikacja 2). Zawartość polifenoli ogółem w badanych pieczywach znalazła się w przedziale 57,7-105,7 (mg kwasu galusowego w 100 g s.m.). Największą zawartość tych związków stwierdzono w pieczywie mrożonym z zakwasem PZD+Z (105,2 mg/100 g s.m.) i mrożonym PZD (105,7 mg/100 g s.m.) (Tabela 1, Publikacja 2). W pieczywie wypiekanym tradycyjnie odnotowano istotnie mniejszą zawartość tych związków: 60,2 mg/100 g s.m. - w pieczywie K i 57,7 mg/100 g s.m. - w pieczywie K+Z (P<0,05). W literaturze brak jest danych na temat wpływu procesu zamrażania pieczywa na zawartość polifenoli ogółem. Z przeprowadzonych Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 11

13 badań wynika jednak, że proces zamrażania istotnie wpłynął na zwiększenie ilości polifenoli ogółem w pieczywie pszennym (P<0,05). Wyniki uzyskane w tej pracy kształtowały się na poziomie bardzo zbliżonym do rezultatów uzyskanych w warunkach in vivo (Borczak i in. 2011), wskazując na podobną tendencję w obniżaniu indeksu glikemicznego, pod wpływem zastosowanych modyfikacji recepturowych (zakwas) i technologicznych (mrożenie i zamrażalnicze przechowywanie). Według danych literaturowych (Pérez-Jiménez, Fulgencio, 2005), związki polifenolowe mogą, podobnie jak zawarte w zakwasie kwasy organiczne, opóźniać opróżnianie żołądkowe i tym samym zmniejszać odpowiedź glikemiczną produktów zbożowych. Tym samym można stwierdzić, iż zastosowana metoda in vitro daje możliwość uzyskania porównywalnych, powtarzalnych i wiarygodnych wyników oraz jest tańsza i łatwiejsza do wykonania (Englyst i in., 1992). Zastosowanie w przedstawionych badaniach modelu badawczego (pieczywo pszenne, technologia zamrażania pieczywa oraz dodatek zakwasu) było kontynuacją pracy doktorskiej. Innowacyjność ich polegała natomiast na oznaczeniu strawności skrobi poprzez pomiar żywieniowych jej frakcji: skrobi wolno trawionej, szybko trawionej i wskaźnika trawienia oraz zawartości polifenoli ogółem. W kolejnych dwóch publikacjach opisano wyniki badań nad wpływem mrożenia oraz dodatku inuliny (B) i błonnika z owsa na skład chemiczny (Tabela 1, Publikacja 4), strawność skrobi (Tabela 1, Publikacja 3 i Publikacja 4), wartość indeksu glikemicznego (Tabela 2, Publikacja 4), zawartość polifenoli ogółem i aktywność antyoksydacyjną (Tabela 2, Publikacja 3) pieczywa pszennego. Wyniki badań podstawowego składu chemicznego pieczywa z dodatkiem inuliny i błonnika z owsa wykazały w większości zgodność z danymi literaturowymi (Marques i in., 2005) (Tabela 1, Publikacja 4). Jedynie ilość tłuszczów w pieczywie mrożonym PZD była mniejsza, niż podana w publikacjach innych autorów. Prawdopodobnie przyczyną był proces mrożenia, który według Cichoń i Miśniakiewicz (2007) mógł spowodować uszkodzenia fizyczne w strukturze tłuszczu. Dodatek inuliny i błonnika z owsa przyczynił się do obniżenia zawartości białka w pieczywie wypiekanym tradycyjnie z błonnikiem K+B i zwiększenia zawartości tłuszczu w pieczywach K+B oraz PZD+B (Tabela 1, Publikacja 4). Ilość błonnika całkowitego oraz jego rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych frakcji uległa istotnemu zwiększeniu w pieczywach, w których zastosowano dodatek błonnika (P<0,05). Zawartość popiołu była istotnie mniejsza w pieczywach z błonnikiem (K+B oraz PZD+B) (P<0,05). Ilość całkowitej skrobi TS oznaczono w przedziale 46,4 57,6 g/100 g s.m. (Tabela 1, Publikacja 3). Istotnie mniejszą zawartość tego parametru zaobserwowano w pieczywie Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 12

14 wypiekanym tradycyjnie, z dodatkiem błonnika z owsa i inuliny (K+B). Największą zawartością frakcji wolno trawionej skrobi SDS charakteryzowało się pieczywo z dodatkiem błonnika mrożone i przechowywane w stanie zamrożonym (PZD+B 21,8 g/100 g s.m.), (P<0.05). W przypadku pieczywa mrożonego bez dodatku błonnika (PZD), ilość skrobi SDS wyniosła 18,3 g/100 g s.m. (P<0,05). W pieczywach wypiekanych tradycyjnie (K, K+B), zawartość SDS wyniosła odpowiednio: 9,9 i 7,6 g/100 g s.m i była istotnie mniejsza w porównaniu do ilości tej frakcji w pieczywach PZD i PZD+B, (P<0,05). Największą ilość skrobi szybko trawionej RDS odnotowano w pieczywie otrzymanym metodą tradycyjną (K 42.3 g/100g s.m.). Dodatek błonnika przyczynił się do obniżonych zawartości RDS który wynosił w pieczywie kontrolnym K+B 37,7 g/100 g s.m., a w pieczywie mrożonym PZD+B 34,5 g/100 s.m., (P<0,05). Zawartość skrobi opornej RS była istotnie większa w pieczywie mrożonym PZD (P<0,05) i wyniosła 1,5g/100 g s.m., natomiast dodatek błonnika nie wpłynął w istotnym stopniu na zawartość RS (P>0,05) (Tabela 1, Publikacja 4). Wskaźnik trawienia skrobi SDI (% s.m.) był istotnie mniejszy w pieczywie mrożonym, niezależnie od dodatku błonnika (P<0,05) (Tabela 1, Publikacja 3). Zmniejszenie wartości SDI sięgnęło 14% w przypadku pieczywa PZD i 20% w przypadku pieczywa PZD+B, w porównaniu do SDI pieczywa K oraz K+B, (P<0,05). Sam dodatek błonnika z owsa i inuliny przyczynił się do obniżenia wartości wskaźnika SDI jedynie o 4,5% (Tabela 1, Publikacja 3). W badaniach in vivo, grupie 15-tu zdrowym ochotnikom (2 mężczyznom i 13 kobietom) podano te same rodzaje pieczywa, które opisano w Publikacji 3, w celu oznaczenia wartości indeksu glikemicznego (IG) (Tabela 2, Publikacja 4). Pieczywo wypiekane w sposób tradycyjny, niezależnie od zastosowanego dodatku błonnika (K 87%; K+B 72%) zostało zakwalifikowane do produktów o wysokiej wartości IG (>70%) (FAO/WHO, 1997) (Tabela 2, Publikacja 4). Pieczywo mrożone i przechowywane zamrażalniczo (PZD 67%) charakteryzowało się średnią wartością IG (55-69%), natomiast pieczywo mrożone i przechowywane zamrażalniczo z dodatkiem błonnika z owsa i inuliny (PZD+B 53%) zostało zakwalifikowane do produktów o niskiej wartości IG (<55%) (FAO/WHO, 1997). Wartość IG pieczywa PZD+B była istotnie mniejsza od wartości IG pieczywa wypiekanego w sposób tradycyjny (K), (P<0,05) (Tabela 2, Publikacja 4). Obniżenie wartości IG zaobserwowano przy jednoczesnym zastosowaniu zamrażania i zamrażalniczego przechowywania oraz dodatku błonnika z owsa i inuliny. Wyniki uzyskane w badaniach in vitro (Publikacja 3) kształtowały się na poziomie bardzo zbliżonym do rezultatów, uzyskanych w warunkach in vivo (Publikacja 4), wskazując na podobną tendencję w Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 13

15 obniżaniu indeksu glikemicznego pod wpływem zastosowanych modyfikacji recepturowych i technologicznych. Zbadano także wpływ dodatku błonnika z owsa i inuliny oraz zamrażania i zamrażalniczego przechowywania na zawartość polifenoli ogółem oraz aktywność antyoksydacyjną (Tabela 2, Publikacja 3). Ilość polifenoli ogółem (mg kwasu galusowego w 100 g s.m.) w badanych pieczywach mieściła się w zakresie 59,7 82,3 g/100 g s.m. (Tabela 2, Publikacja 3). Dodatek błonnik z owsa i inuliny wpłynął istotnie na zwiększenie zawartości polifenoli ogółem w pieczywie kontrolnym (K+B 82,3 mg/100 g s.m.) oraz w pieczywie mrożonym (PZD+B-74,4 mg/100 g s.m.), (P<0,05) (Tabela 2, Publikacja 3). Zastosowanie mrożenia i zamrażalniczego przechowywania pieczywa pszennego (bez dodatków) także zaowocowało istotnie większą zawartością polifenoli ogółem (PZD 68,3 g/ 100 g s.m.) (P<0,05) (Tabela 2, Publikacja 3). Aktywność antyoksydacyjna badanego pieczywa znalazła się w przedziale 0,9 1,2 µmol Trolox/g s.m. (Tabela 2, Publikacja 3). Największą zdolność wygaszania wolnego rodnika ABTS + miało pieczywo otrzymane tradycyjnie z dodatkiem błonnika z owsa i inuliny (K+B 1,2 µmol Trolox/g s.m.), (P<0,05). W przypadku pozostałych rodzajów pieczywa, nie stwierdzono istotnych różnic w aktywności oznaczonej metodą ABTS + (P>0,05). W powyższych badaniach model badawczy (pieczywo pszenne oraz technologia zamrażania i zamrażalniczego przechowywania) był taki sam, jak w pracy doktorskiej, rozszerzenie badań polegało natomiast na wzbogaceniu pieczywa błonnikiem z owsa i inuliną, zbadaniu strawności skrobi (SDS, RDS, RS oraz SDI), a także na oznaczeniu indeksu glikemicznego oraz potencjału antyoksydacyjnego (polifenoli ogółem oraz zdolności wygaszania wolnego rodnika ABTS + ). Ciekawe wyniki, dotyczące roli wybranych dodatków o charakterze funkcjonalnym w kształtowaniu właściwości prozdrowotnych pieczywa pszennego, uzyskano przy wykorzystaniu wybranych owoców dziko rosnących krzewów (Publikacja 5). Pieczywa wzbogacone w 5% dodatki liofilizatów następujących owoców: rokitnika zwyczajnego (Hippophae rhamnoides L.), czarnego bzu (Sambucus nigra L.) głogu (Crataegus L.) i jarzębiny (Sorbus aucuparia L.) charakteryzowały większą zawartością błonnika pokarmowego (4,6 6,6 g/ 100 g s.m.) oraz popiołu (3,5 4,3 g/ 100 g s.m.), w porównaniu z ilością tych składników w pieczywie kontrolnym (P<0,05), (Tabela 1, Publikacja 5). Istotnie większe ilości tłuszczów stwierdzono w pieczywie z dodatkiem bzu czarnego (1,5 g/100 g s.m.) i rokitnika zwyczajego (2,2 g/100 g s.m.) (P<0,05) (Tabela 1, Publikacja 5). Wyniki oznaczania strawności skrobi zamieszczono w Tabeli 2 (Publikacja 5). Zawartość całkowitej Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 14

16 skrobi oznaczono na poziomie 62,6 66,0 g/100 g s.m. Wszystkie pieczywa, do których dodano liofilizaty z owoców dziko rosnących krzewów charakteryzowały się istotnie mniejszą zawartością TS, w porównaniu do jej ilości w pieczywie kontrolnym (P<0,05). Pieczywa wzbogacane w owoce nie różniły się istotnie pomiędzy sobą zawartością TS, (P>0,05). Zawartość szybko trawionej skrobi RDS znalazła się w zakresie 53,4 62,7 g/100 g s.m. (Tabela 2, Publikacja 5). Wszystkie pieczywa, do których dodano liofilizaty owoców dziko rosnących krzewów charakteryzowały się istotnie mniejszą zawartością RDS, w porównaniu do jej ilości w pieczywie kontrolnym (P<0,05), za wyjątkiem pieczywa z dodatkiem głogu (P>0,05). Zawartość wolno trawionej skrobi znalazła się w zakresie 2,4 7,7 g/100 g s.m. (Tabela 2, Publikacja 5). Tylko pieczywo z dodatkiem rokitnika zwyczajnego miało istotnie większą ilość SDS, w porównaniu do pozostałych badanych rodzajów pieczywa (P<0,05). Poziom skrobi opornej RS kształtował się w zakresie 0,8 5,1 g/100 g s.m. (Tabela 2, Publikacja 5) i największą jej ilość stwierdzono w pieczywie z dodatkiem czarnego bzu (P<0,05). Na podstawie powyższych wyników, obliczono wskaźnik trawienia skrobi, którego wartość w badanych pieczywach znalazła się w przedziale 85,2 95,1% s.m. (Tabela 2, Publikacja 5). W obrębie pieczywa wzbogacanego w liofilizaty owoców, najmniejszą wartością SDI charakteryzowały się pieczywa z dodatkiem bzu czarnego i rokitnika zwyczajnego (P<0,05). Wartości te było o około 10% mniejsze, w porównaniu do wartości SDI w pieczywie kontrolnym. Wyniki aktywności antyoksydacyjnej oraz zawartości polifenoli ogółem zamieszczono w Tabeli 3 (Publikacja 5). Ilość polifenoli ogółem (w mg kwasu galusowego) znalazła się w przedziale 106,4 268,1 mg/100 g s.m. Pieczywo z dodatkiem liofilizatu z owoców czarnego bzu miało istotnie największą zawartość polifenoli (P<0,05), natomiast w pieczywach z dodatkiem głogu i jarzębiny, ich zawartość była istotnie większa, w porównaniu z ilością polifenoli w pieczywie kontrolnym (Tabela 3, Publikacja 5). Jedynie pieczywo z dodatkiem rokitnika zwyczajnego nie różniło się istotnie w ilości tych związków (P>0,05). Aktywność antyoksydacyjna mierzona metodą ABTS + wyniosła 2,8 29,2 µmol Trolox/g s.m., natomiast metodą FRAP znalazła się w zakresie 8,4 32,1 µmol Fe (II)/ g s.m. (Tabela 3, Publikacja 5). Niezależnie od zastosowanej metody pomiaru, aktywność antyoksydacyjna badanego pieczywa z dodatkiem liofilizatów owoców dziko rosnących krzewów była istotnie większa, w porównaniu z aktywnością antyoksydacyjną pieczywa kontrolnego (P<0,05), a dodatek czarnego bzu przyczynił się do największego przyrostu potencjału przeciwutleniajacego (P<0,05). Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 15

17 Przy zastosowaniu niezmiennego modelu badawczego (pieczywo pszenne), innowacyjność badań polegała na wzbogaceniu tego pieczywa dodatkiem liofilizatu owoców dziko rosnących krzewów i zbadaniu zawartości żywieniowych frakcji skrobi, polifenoli ogółem oraz aktywności antyoksydacyjnej w tak zmodyfikowanym pieczywie. Dotychczas nie opisano w literaturze dodatku owoców dziko rosnących krzewów do pieczywa pszennego i korzyści zdrowotnych wynikających z ich zastosowania. W omawianiu zagadnienia wartości zdrowotnej pieczywa pszennego, nie sposób zapomnieć o wskaźniku glikemicznym. Pieczywo, będące przede wszystkim źródłem węglowodanów, stanowi integralny składnik całodziennej racji pokarmowej, stąd problematyka wartości indeksu glikemicznego tego produktu wydaje się być bardzo istotna. Konsumpcja produktów o niskim indeksie glikemicznym, bogatych w błonnik pokarmowy jest bowiem rekomendowana w profilaktyce chronicznych chorób niezakaźnych, takich jak: cukrzyca typu 2, otyłość, choroby serca czy nowotwory. Zainteresowanie tą tematyką spowodowało zapoznanie się z wieloma opracowaniami naukowymi, co następnie zaowocowało przygotowaniem pracy przeglądowej (Publikacja 6) na temat wartości indeksu glikemicznego pieczywa pszennego. Opisano w niej i dokładnie przedyskutowano pozytywne i negatywne aspekty dotyczące wpływu diet o niskiej i wysokiej wartości indeksu glikemicznego na zdrowie człowieka. Na podstawie dostępnej literatury stwierdzono, że pieczywo pszenne charakteryzuje się wysoką wartością indeksu glikemicznego, niezależnie od stopnia przemiału mąki użytej do wypieku. Przedstawiono dotychczasowe rozwiązania zmierzające do zmniejszenia wysokiej wartości tego wskaźnika w trzech obszarach: (i) surowców, (ii) procesu przemiału oraz (iii) technologii wypieku, i procesów po wypiekowych. W kontekście surowców, proponuje się zastosowanie dodatków niektórych roślin oraz produktów odpadowych z różnych surowców roślinnych, bogatych w związki antyoksydacyjne. Zaleca się, że tradycyjny proces przemiału ziarna powinien być raczej zastąpiony nowoczesnym sposobem przemiału, przy użyciu wysoko wydajnego strumienia sprężonego powietrza. W odniesieniu do wypieku, jak i procesów po wypiekowych, sugeruje się skrócenie czasu ugniatania ciasta, wydłużenie czasu fermentacji i stosowanie fermentacji z większym udziałem zakwasu i mniejszym drożdży, zmniejszanie objętości pieczywa, jak również wykorzystanie mrożenia i zamrażalniczego przechowywania przed końcowym wypiekiem oraz jednoczesne zastosowanie zakwasu lub błonnika pokarmowego z mrożeniem i zamrażalniczym przechowywaniem przed wypiekiem finalnym. Rosnące wymagania konsumentów skłaniają producentów pieczywa do poszukiwań niekonwencjonalnych składników funkcjonalnych. W tym kontekście, potrzebne są dalsze badania w celu Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 16

18 sprawdzenia wpływu spożycia nowo zaprojektowanych rodzajów pieczywa na jego wartość zdrowotną, w tym także w kontekście indeksu glikemicznego. 7. Wnioski Zawartość suchej masy pieczywa całkowicie wypieczonego CMZ oraz pieczywa podpiekanego PZD ulegała zmianom w trakcie badanego okresu zamrażalniczego przechowywania. Ilość skrobi opornej RS zwiększyła się w pieczywie poddanym zamrażalniczemu przechowywaniu, w porównaniu do pieczywa wypiekanego metodą konwencjonalną. Zawartość tej frakcji w pieczywie całkowicie wypieczonym (CMZ) osiągnęła maksymalną wartość po 7 dniach zamrażalniczego przechowywania i w kolejnych dniach pozostawała na niezmienionym poziomie. W przypadku pieczywa podpiekanego (PZD), największą ilość skrobi opornej RS zaobserwowano po 3 dniach zamrażalniczego przechowywania i w kolejnych dniach uległa ona zmniejszeniu. Tym samym, przeprowadzone badania dowiodły, że na ilość skrobi opornej RS3 w pieczywie pszennym wpływała nie tylko metoda wypieku, ale także czas zamrażalniczego przechowywania pieczywa. Dodatek zakwasu wpłynął na zmniejszenie zawartości frakcji szybko trawionej skrobi. Równoległe zastosowanie dodatku zakwasu i mrożenia oraz zamrażalniczego przechowywania pieczywa pszennego przyczyniły się do zwiększenia ilości skrobi wolno trawionej, a także zmniejszenia wartości wskaźnika trawienia skrobi. Zastosowanie procesu mrożenia i zamrażalniczego przechowywania doprowadziło do zwiększenia poziomu polifenoli ogółem w badanym pieczywie. Dodatek błonnika z owsa i inuliny zmodyfikował wartość odżywczą pieczywa pszennego poprzez zwiększenie w nim ilości tłuszczu i błonnika pokarmowego oraz zmniejszenie ilości białek i popiołu. Z kolei, aktywność antyoksydacyjna pieczywa z błonnikiem była większa od aktywności antyoksydacyjnej pozostałych rodzajów pieczywa. Równoległe zastosowanie dodatku błonnika z owsa i inuliny oraz mrożenia i zamrażalniczego przechowywania, przyczyniły się do zwiększenia zawartości polifenoli ogółem, jednakże bez istotnego wpływu na aktywność antyoksydacyjną pieczywa pszennego. Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 17

19 Strawność skrobi pieczywa z dodatkiem błonnika z owsa i inuliny uległa licznym zmianom, w porównaniu do strawności skrobi pieczywa bez dodatków. Ilość skrobi szybko trawionej oraz wskaźnik trawienia skrobi były istotnie mniejsze. Z kolei, zastosowanie mrożenia i zamrażalniczego przechowywania wpłynęło na zwiększenie ilości frakcji wolno trawionej skrobi, skrobi opornej, jak również zmniejszenie ilości skrobi szybko trawionej. Jednoczesne zastosowanie dodatku błonnika z owsa i inuliny oraz mrożenia i zamrażalniczego przechowywania pieczywa pszennego przyczyniło się do istotnego zmniejszenia wartości indeksu glikemicznego pieczywa. Dodatek liofilizatów owoców dziko rosnących krzewów: rokitnika zwyczajnego (Hippophae rhamnoides L.), czarnego bzu (Sambucus nigra L.) głogu (Crataegus L.) i jarzębiny (Sorbus aucuparia L.) umożliwił uzyskanie produktu piekarskiego o zwiększonej zawartości błonnika pokarmowego, popiołu, polifenoli ogółem oraz większego potencjału antyoksydacyjnego. Ponadto pieczywa z dodatkiem bzu czarnego, rokitnika zwyczajnego oraz jarzębiny charakteryzowały się mniejszymi zawartościami skrobi szybko trawionej. Ilość skrobi wolno trawionej była istotnie większa w pieczywie z rokitnikiem, a zawartość skrobi opornej była największa w pieczywie z czarnym bzem. W rezultacie wskaźniki trawienia skrobi były istotnie mniejsze w porównaniu do pieczywa tradycyjnego bez tych dodatków. 8. Podsumowanie Najbardziej popularne wśród konsumentów pieczywo pszenne, otrzymane głównie z mąki jasnej, charakteryzuje się przede wszystkim dużym wskaźnikiem strawności skrobi i, co za tym idzie, wysokim indeksem glikemicznym, a ponadto wykazuje niską aktywność przeciwutleniającą, mniejszą zawartość składników mineralnych i błonnika pokarmowego. Przedstawione powyżej badania wykazały, że poprzez zastosowanie takich dodatków jak: zakwas, błonnik z owsa i inuliny, czy liofilizat z owoców dziko rosnących krzewów, równolegle z technologią wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem, można polepszyć właściwości prozdrowotne takiego pieczywa. Dodatki te przyczyniły się do zwiększenia zawartości polifenoli i aktywności przeciwutleniającej oraz błonnika pokarmowego, a nowatorska technologia odroczonego wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem przyczyniła się także do zmniejszenia wskaźnika trawienia skrobi i modyfikacji jakości skrobi zawartej w pieczywie poprzez wzrost skrobi wolno trawionej i skrobi opornej, kosztem skrobi Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 18

20 szybko trawionej. Z żywieniowego punktu widzenia, jest to zjawisko bardzo korzystne. Ponadto, pieczywo z dodatkiem błonnika, otrzymane z zastosowaniem mrożenia i zamrażalniczego przechowywania charakteryzowało się niskim indeksem glikemicznym, co jest niebywałym osiągnięciem w przypadku pieczywa pszennego z mąki jasnej. Otrzymane pieczywa mogą przyczynić się do utrzymania optymalnego statusu antyoksydacyjnego organizmu i glikemii poposiłkowej, i tym samym zmniejszać ryzyko wystąpienia chronicznych chorób niezakaźnych, przede wszystkim cukrzycy typu Literatura 1) AOAC: Official methods of analysis, 18 th edition. Gaithersburg Association of Official Analytical Chemists International, ) Barton, H., Fołta, M., Zachwieja, Z Zastosowanie metod FRAP, ABTS i DPPH w badaniu aktywności antyoksydacyjnej produktów spożywczych. Nowiny Lekarskie, 74(4), ) Benzie, I.F.F, Strain, J.J The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of antioxidant power. The FRAP Assay. Analitycal Biochemistry, 239, ) Borczak, B., Sikora, E., Sikora, M., Van Haesendonck, I The impact of sourdough addition to frozen stored wheat-flour rolls on glycemic response in human volunteers. Starch / Stärke, 63(12), ) Brouns, F., Björck, I., Frayn, K.N., Gibbs, A.L., i in Glycaemic index methodology. Nutrition Research Reviews, 18, ) Cichoń, Z., Miśniakiewicz, M Towaroznawcza charakterystyka pieczywa. Science Publishing House of University of Economics, Krakow. 7) FAO/WHO: Carbohydrates in Human Nutrition. Report of a Joint FAO/WHO Expert Consultation. Rome, Italy, April, 1997, FAO Food and Nutrition Paper 66, ) Chung H.J., Liu Q., Hoover R Effect of single and dual hydrothermal treatments on the crystalline structure, thermal properties, and nutritional fractions of pea, lentil, and navy bean starches. Food Research International, 43, ) Dziki, D., Różyło, R., Gawlik-Dziki, U., Świeca M Current trends in the enhancement of antioxidant activity of wheat bread by the addition of plant materials rich in phenolic compounds. Trends in Food Science & Technology, 40, ) Englyst, H.N., Kingman, M., Cummings, J.H Classification and measurement of nutritionally important starch fractions. European Journal of Clinical Nutrition, 46 (suppl), ) Jabłońska Ryś E., Zalewska Korona M., Kalbarczyk J Antioxidant capacity, ascorbic acid and phenolics content in wild edible fruits. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research, 17(2), ) Marques C., D aurial., Cani P.D., Baccelli C. i in Comparison of glycemic index of spelt and wheat bread in human volunteers. Food Chemistry, 100, ) Pico J., Bernal J., Gómez M Wheat bread aroma compounds in crumb and crust: A review. Food Research International, 75, ) Pérez-Jiménez J., Fulgencio S.C Literature underestimate the actual antioxidant capacity of cereals. Journal of Agriculture and Food Chemistry, 53, ) Re R., Pellegrini N., Proteggente A., Pannala A., Yang M., Yang M., Rice-Evans C Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biological Medicine, 26, 9/10, Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 19

21 16) Sidor A. Gramza-Michałowska A Advanced research on the antioxidant and health benefit of elderberry (Sambucus nigra) in food a review. Journal of Functional Foods, doi: /j.jff ) Swain T, Hillis WE The phenolic constituens of Prunus domestica. The quantitative analysis of phenolic constituents. Journal of Science and Food Agriculture, 10, ) Torronen R., Sarkkinen E., Tapola N., Hautaniemi E., Kilpi K., Niskanen L Berries modify the postprandial plasma glucose response to sucrose in health subjects. British Journal of Nutrition, 103, ) Zhang Z., Chang Q., Zhu M., Huang Y., Ho W.K.K., Chen Z.-Yu Characterization of antioxidants present in hawthorn fruits. Journal of Nutritional Biochemistry, 12, d) Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo-badawczych Oprócz badań nad rolą wybranych dodatków o charakterze funkcjonalnym oraz technologii wypieku z zamrażalniczym przechowywaniem, w kształtowaniu właściwości prozdrowotnych pieczywa pszennego, moje zainteresowania badawcze dotyczyły: 1) aspektów żywieniowych pieczywa pszennego, 2) właściwości żywieniowych owoców dziko rosnących krzewów, 3) wpływu wybranych procesów hydrotermicznych na zmiany zawartości składników bioaktywnych w warzywach, 4) wpływu rodzaju opakowania na wybrane parametry jakości żywieniowej warzyw kapustnych, przechowywanych w warunkach chłodniczych lub zamrażalniczych, 5) właściwości żywieniowych skrobi ziemniaczanej. Ad 1) Materiał badawczy stanowiły pieczywa otrzymane z mąki pszennej jasnej, jak również z mąki pszennej pełnoziarnistej. Przeprowadzono trzy doświadczenia. W pierwszym zastosowano trzy technologie odroczonego wypieku: (1) niefermentowane i mrożone ciasto; (2) całkowicie wypieczone pieczywo, a następnie zamrożone i (3) częściowo podpiekane pieczywo i mrożone (Załącznik 6; II-D4). W drugim i trzecim doświadczeniu wybrano jedną technologię odroczonego wypieku, a mianowicie częściowo podpiekane i mrożone pieczywo, a ciasto wzbogacono w zakwas pszenny oraz białka serwatki (Załącznik 6; II-A1, II-A2, II-A3, II-D16). Wpływ powyższych czynników, tj. technologii wypieku i wzbogacania w zakwas oraz serwatkę na wartość odżywczą pieczywa sprawdzono w badaniach z udziałem ludzi oraz z udziałem zwierząt laboratoryjnych. Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 20

22 Modyfikacja technologii wypieku pieczywa, z zastosowaniem procesu zamrażania na różnym etapie produkcji nie wpływała znacząco na zmiany ilościowe podstawowych składników odżywczych, natomiast dodatek zakwasu oraz białek serwatkowych przyczynił się do podniesienia zawartości białka w pieczywie (Załącznik 6; II-A3). Technologia wypieku pieczywa oraz dodatek zakwasu nie miały znaczącego wpływu na wartość biologiczną białka, czyli na wartość wskaźnika (CS) aminokwasu ograniczającego lizyny i wskaźnika aminokwasów egzogennych (EAA) białka pieczywa, natomiast oba wskaźniki były wyższe w przypadku pieczywa z mąki pełnoziarnistej (Załącznik 6; II-A2, II-D16). W toku przeprowadzonych badań, stwierdzono, że zabiegi wzbogacające wartość odżywczą pieczywa, w postaci dodatku zakwasu w proszku, zakwasu świeżego lub białek serwatki, jak również zastosowane technologie odroczonego wypieku nie wpłynęły w istotnym stopniu na profil lipidowy oraz stężenie cholesterolu we krwi szczurów żywionych dietami z udziałem tego pieczywa (P>0,05) (Załącznik 6; II-A2, II-D16). W badaniach z udziałem ludzi wykazano, że wartość indeksu glikemicznego pieczywa częściowo podpiekanego i mrożonego, a następnie dopiekanego była istotnie niższa, w porównaniu do pieczywa otrzymanego metodą tradycyjną. W wyniku zastosowania procesu zamrażania, który przyczyniał się do powstawania skrobi opornej, otrzymano produkt o średniej wartości indeksu glikemicznego (Załącznik 6; II-D4). Zastosowanie mąki pełnoziarnistej oraz zakwasu, a także dodatek białek serwatkowych przyczyniły się do obniżenia indeksu glikemicznego pieczywa, niezależnie od technologii wypieku. Najniższe wartości tego wskaźnika osiągnięto w przypadku pieczywa z mąki jasnej z dodatkiem zakwasu oraz z mąki pełnoziarnistej, zarówno z dodatkami jak i bez, uzyskanego technologią częściowego podpiekania pieczywa, mrożenia a następnie dopiekania. Wspomniane rodzaje pieczywa kwalifikowały się do grupy produktów o niskim i średnim indeksie glikemicznym (Załącznik 6; II-A1, II-A3). Wyniki powyższych badań są także opisane w mojej pracy doktorskiej. Ad 2) Moje zainteresowanie właściwościami żywieniowymi owoców dziko rosnących krzewów zapoczątkowała praca, w której zbadano skład i właściwości antyoksydacyjne świeżych i zamrażalniczo przechowywanych owoców tarniny (Prunus spinosa L.) (Załącznik 6; II-D12). Wykazano, że owoce tarniny charakteryzowały się dużymi właściwościami przeciwutleniającymi, ze względu na bogatą w nich zawartość witaminy C oraz związków Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 21

23 polifenolowych, w tym głównie antocyjanów. Stanowiły także bogate źródło błonnika pokarmowego. Dowiedziono także, że proces zamrażania oraz kilkumiesięczny okres przechowywania w warunkach zamrażalniczych nie wpłynął znacząco na zmianę zawartości składników odżywczych i antyoksydacyjnych w owocach tarniny. Kolejno, zainteresowanie dotyczące właściwości żywieniowych owoców dziko rosnących kontynuowane było w projekcie finansowanym przez Narodowe Centrum Nauki, pt. Składniki bioaktywne w owocach wybranych krzewów dziko rosnących i ich wpływ na organizm szczura laboratoryjnego, DEC-2011/01/B/NZ9/07177 (Załącznik 6; II-I06). W ramach tego grantu, z moim udziałem analizom poddano wybrane owoce dziko rosnących krzewów: bzu czarnego (Sambucus nigra L.) (Załącznik 6; II-A5, II-D14) oraz rokitnika zwyczajnego (Hippophaë rhamnoides L.) (Załącznik 6; II-D13, II-D14) zebrane z dala od zanieczyszczonych terenów. W materiale badawczym oznaczono właściwości przeciwutleniające owoców, w tym zawartości witaminy C, β-karotenu, polifenoli ogółem, antocyjanów oraz zdolności wygaszania wolnego rodnika ABTS + (Załącznik 6; II-D14). Zawartość witaminy C była większa w owocach rokitnika zwyczajnego (58,72 mg/ 100g), w porównaniu do zawartości tego składnika w owocach czarnego bzu (33,99 mg/ 100g). Ilość β-karotenu w owocach czarnego bzu (0,28 mg/100g) była 6-krotnie mniejsza, w porównaniu do zawartości tego składnika w owocach rokitnika zwyczajnego (1,75 mg/100g). Z kolei, zawartość tanin w owocach czarnego bzu (68,97 mg/100g) była większa, w porównaniu do ilości tych związków w owocach rokitnika (63,7 mg/100 g), a ilość antocyjanów w czarnym bzie przekraczała ponad 200-krotnie (302,88 mg/100g) ich zawartość w owocach rokitnika (1,25 mg/100g). W rezultacie, uzyskano większą zdolność wygaszania wolnego rodnika ABTS + ekstraktów owoców czarnego bzu (99,49 µmol Trolox/g), w porównaniu do wartości ABTS + owoców rokitnika zwyczajnego (10,77 µmol Trolox/g) (Załącznik 6; II-D14). Przechowywanie owoców rokitnika zwyczajnego w stanie zamrożonym przyczyniło się do zmniejszonej zawartości wody, tłuszczów, błonnika pokarmowego i popiołu, jednak nie zmniejszyło zawartości witaminy C, związków polifenolowych, β-karotenu i aktywności antyoksydacyjnej (Załącznik 6; II-D14). Przeprowadzono także badania żywieniowe z udziałem szczurów laboratoryjnych, które otrzymywały diety z dodatkami: (i) liofilizatu owoców czarnego bzu, (ii) ołowiu (iii) kadmu, (iv) ołowiu i liofilizatu czarnego bzu, (v) kadmu i liofilizatu czarnego bzu (Załącznik 6; II-A5). W toku badań dowiedziono, że spożycie diety z dodatkiem liofilizatu owoców Załącznik nr 2. Autoreferat - dr inż. Barbara Borczak Strona 22