AUTOREFERAT INFORMUJĄCY O OSIĄGNIĘCIACH NAUKOWYCH

ZAŁĄCZNIK 2A Dr inż. Adam Florkiewicz Katedra Analizy i Oceny Jakości Żywności Wydział Technologii Żywności Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie AUTOREFERAT INFORMUJĄCY O OSIĄGNIĘCIACH NAUKOWYCH Kraków, 2019

SPIS TREŚCI 1. DANE KANDYDATA... 3 2. POSIADANE DYPLOMY, STOPNIE NAUKOWE/ ARTYSTYCZNE... 3 3. INFORMACJE O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDNIENIU... 3 3.1 Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych... 3 3.2 Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w innych jednostkach... 3 4. OSIĄGNIĘCIE STANOWIĄCE PODSTAWĘ POSTĘPOWANIA HABILITACYJNEGO.. 4 4.1 Tytuł osiągnięcia naukowego... 4 4.2. Publikacje prezentujące wyniki badań stanowiące osiągnięcie habilitacyjne... 4 4.3. Omówienie celu naukowego ww. prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania... 5 4.3.1. Wprowadzenie... 5 4.3.2. Cel naukowy... 8 4.3.3. Omówienie wyników prac... 9 5. OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWO - BADAWCZYCH (ARTYSTYCZNYCH)... 28 5.1. Omówienie głównych kierunków badań... 30 5.2. Omówienie prac w grupach tematycznych... 30 2

1. DANE KANDYDATA Adam Florkiewicz 2. POSIADANE DYPLOMY, STOPNIE NAUKOWE/ ARTYSTYCZNE 2004 Doktor nauk rolniczych, dyscyplina: technologia żywności i żywienia, Wydział Technologii Żywności Akademii Rolniczej w Krakowie, Katedra Żywienia Człowieka; tytuł rozprawy:,,próba wykorzystania bulw topinamburu (Helianthus tuberosus L.) do wzbogacania napojów owocowych, promotor: prof. dr hab. inż. Ewa Cieślik. 1997 Magister inżynier, kierunek: technologia żywności i żywienie człowieka, Wydział Technologii Żywności Akademii Rolniczej w Krakowie, Katedra Technologii Fermentacji i Mikrobiologii Technicznej; tytuł rozprawy:,,próba wykorzystania propolisu do otrzymywania wódek gatunkowych ; promotor: prof. dr hab. inż. Tadeusz Tuszyński 3. INFORMACJE O DOTYCHCZASOWYM ZATRUDNIENIU 3.1 Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych 06.2013 - obecnie Wydział Technologii Żywności Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Katedra Analizy i Oceny Jakości Żywności - adiunkt; 12.2005-06.2013 Wydział Technologii Żywności Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Katedra Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji - asystent (dwa pierwsze lata), a następnie adiunkt. 3.2 Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w innych jednostkach 01.04.2002-21.12.2005 WDP w Krakowie Bieżanowie (produkcja drożdży piekarniczych) na stanowisku Kierownika Działu Technologiczno-Produkcyjnego; 01.06.2000-31.03.2002 P.G.P.H. U Jędrusia w Krakowie (produkcja wyrobów garmażeryjnych) na stanowisku zastępcy szefa produkcji i asystent dyrektora; 15.08.1998-30.09.1999 Uldo-P w Krakowie (produkcja dodatków do pieczywa) na stanowisku Szefa Produkcji; 1.11.1997-15.08.1998; Hipermarket Geant - Polska w Krakowie na stanowisku asystenta Kierownika Piekarni. 3

4. OSIĄGNIĘCIE STANOWIĄCE PODSTAWĘ POSTĘPOWANIA HABILITACYJNEGO 4.1 Tytuł osiągnięcia naukowego Osiągnięciem naukowym stanowiącym podstawę postępowania habilitacyjnego zgodnie 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. 2016 r. poz. 882 ze zm. w Dz. U. z 2016 r. poz. 1311.) jest cykl pięciu publikacji naukowych powiązanych tematycznie pt.: "Zastosowanie technologii sous-vide do gotowania warzyw kapustnych (zarówno w systemie cook&serve, jak i cook&chill) korzyści żywieniowe". 4.2. Publikacje prezentujące wyniki badań stanowiące osiągnięcie habilitacyjne A.1.1 Florkiewicz A., Ciska E., Filipiak-Florkiewicz A., Topolska K. Comparison of sous-vide methods and traditional hydrothermal treatment on GLS content in Brassica vegetables. European Food Research Technology, 2017, 243, 9, 507-1517 (IF: 1,919; MNiSW: 30) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na tworzeniu koncepcji badań, wykonywaniu części analiz, przygotowaniu manuskryptu i pełnienie roli autora korespondencyjnego. Mój udział procentowy wynosi 55%. A.1.2 Florkiewicz A., Berski W. Application of sous vide method as an alternative to traditional vegetable cooking to maximize the retention of minerals. Journal of Food Processing and Preservation, 2018, 42, e13508, 1-9 (IF: 1,51; MNiSW: 20) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na tworzeniu koncepcji badań, wykonywaniu analiz, przygotowaniu manuskryptu. Mój udział procentowy wynosi 80%. A.1.3 Florkiewicz A. Metoda sous-vide jako alternatywa dla tradycyjnych metod gotowania warzyw kapustnych w kontekście ograniczania strat zawartości składników odżywczych i błonnika pokarmowego. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2018, 25, 3 (116), 45-57 (MNiSW: 15) Mój udział procentowy wynosi 100%. A.1.4 Florkiewicz A., Socha R., Filipiak-Florkiewicz A., Topolska K. Sous-vide technique as an alternative to traditional cooking methods in the context of antioxidant properties of Brassica vegetables. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2019, 99, 173 182 (IF: 2,463; MNiSW: 35) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na tworzeniu koncepcji badań, wykonywaniu części analiz, przygotowaniu manuskryptu i pełnienie roli autora korespondencyjnego. Mój udział procentowy wynosi 55%. A.1.5 Florkiewicz A., Bączkowicz M., Pietrzyk S. Jakość sensoryczna warzyw kapustnych gotowanych metodą sous-vide w porównaniu z tradycyjnymi technikami obróbki hydrotermicznej. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość, 2018, 25, 4(117), 150-171 (MNiSW: 15) Mój wkład w powstanie tej pracy polegał na tworzeniu koncepcji badań, wykonywaniu analiz, opracowaniu wyników i przygotowaniu publikacji i pełnienie roli autora korespondencyjnego). Mój udział procentowy wynosi 70%. Łączny Impact Factor (IF) dla pięciu prac wynosi 5,892. Suma punktów według komunikatu MNiSW z dnia 26.01.2017 wynosi 115. Kopie prac wchodzących w skład jednotematycznego cyklu publikacji stanowiącego osiągnięcie naukowe wraz z oświadczeniami współautorów określających ich wkład w powstanie każdej publikacji stanowią Załącznik 4. 4

4.3. Omówienie celu naukowego ww. prac i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania 4.3.1. Wprowadzenie Historia technologii sous-vide Na długo przed pojawieniem się tworzyw sztucznych żywność była już przygotowywana poprzez owijanie jej w papier i gotowanie, jako metoda o nazwie en cartuccio w języku włoskim i en papillote w języku francuskim [Scarpa 2013]. W roku 1647 Niemiec Otto von Guericke rozpoczął pracę nad pompą próżniową, a Denis Papin w oparciu o pompę próżniową Guericke przeprowadził eksperymenty (około 1670 roku), w których próbował wykorzystać proces uszczelniania próżniowego w celu konserwacji żywności [Lienhard 2006]. W 1804 r. François Nicolas Appert opracował metodę konserwacji żywności poprzez podgrzewanie zamkniętych szklanych butelek we wrzącej wodzie. Ta metoda została później opatentowana w USA w 1858 r. przez Johna L. Masona. Kolejny patent został złożony w Niemczech w 1892 roku przez Rudolfa Rempela, lekarza chemii, który konserwował żywność w szklanych słojach zamkniętych hermetycznie. Wraz z rozwojem technologii tworzyw sztucznych ewoluowała technologia sous-vide. Istnieje wiele różnych opinii na temat tego, gdzie zaczęto wykorzystywać technologię sousvide, zarówno w przemysłowej produkcji żywności, jak i w gastronomii. Według Hessera [2016], metoda ta była stosowana od końca lat 60 XX wieku przede wszystkim do próżniowego pakowania i pasteryzacji żywności przemysłowej, w celu osiągnięcia dłuższego okresu trwałości. Jednak Kornmayer [2010] twierdzi, że technologia sous - vide została opracowana po raz pierwszy w latach 1970-1974 przez francuskiego szefa kuchni George'a Pralusa, który szukał sposobu na zmniejszenie kurczenia się gęsiej wątróbki, występującego podczas jej tradycyjnego gotowania. Na początku lat 70., równolegle z Pralusem, Bruno Goussault pracował nad koncepcją sous-vide, szukając najkorzystniejszego sposobu gotowania pieczeni wołowej. Osiągnął to poprzez hermetyczne zamknięcie produktu w specjalnie zaprojektowanych woreczkach i poprzez obniżenie temperatury procesu gotowania. W latach 80. Pralus wraz z Goussaultem opracowali pierwsze posiłki sous-vide dla pasażerów pierwszej klasy podróżujących TGV [Hessera 2016; Pralus 1985]. Technologia sousvide łączy kilka równoległych czynników utrwalających, takich jak pakowanie próżniowe, ogrzewanie i chłodzenie, co sprawia, że czynniki te działają addytywnie, zapewniając trwałość potrawy wystarczającą do wygodnego obrotu i korzystania przez odbiorców zbiorowych (gastronomię) oraz indywidualnych (gospodarstwa domowe) [Yuan 2009]. 5

Zastosowanie technologii sous-vide w różnych systemach przygotowywania żywności Żywność przygotowywaną technologią sous-vide pakuje się próżniowo i zwykle zanurza w gorącej wodzie. Ze względu na łagodne przetwarzanie (niższa, w odniesieniu do metod tradycyjnych, temperatura), produkty te mogą stanowić potencjalne źródło zagrożenia mikrobiologicznego. Stanowią go głównie patogenne bakterie takie jak Listeria monocytogenes, Clostridium botulinum i Bacillus cereus. Ich rozwój można kontrolować przez odpowiednią kombinację czasu oraz temperatury podczas ogrzewania i schładzania. Ważne jest także zapewnienie odpowiednich temperatur podczas chłodniczego przechowywania. Gotowanie potraw technologią sous-vide może być stosowane w wielu systemach produkcji. Zdaniem Baldwina [2012] oraz Myhrvolda i in. [2011] najbardziej rozpowszechniony jest układ gotowanie-podawanie ("cook-serve") i gotowanie-schładzanie ("cook-chill") lub gotowanie-zamrażanie ("cook-freeze"). Etapy obróbki żywności w technologii sous-vide Pakowanie próżniowe Największą zaletą pakowania próżniowego jest to, że umożliwia ono efektywne przekazywanie ciepła z kąpieli wodnej lub komory pieca parowego do surowca, tworząc zarazem barierę utrudniająca migrację składników. W przypadku gotowania w systemach "cook-chill" lub "cook-freeze" pakowanie próżniowe eliminuje ponadto ryzyko ponownego zanieczyszczenia drobnoustrojami podczas przechowywania i ogranicza procesy utleniania. W celu zmniejszenia balonowania torebek podczas gotowania, a także ograniczenia wzrostu bakterii tlenowych zaleca się stosowanie ciśnienia 10-15 mbar w przypadku pakowania żywności o konsystencji stałej i 100-120 mbar w przypadku pakowania płynów. Dla produktów wrażliwych lub zawierających sosy powinno się stosować ciśnienie rzędu ok. 120 mbar. W przypadku produktów sztywnych/twardych ciśnienie wewnątrz opakowania może wynosić zaledwie 10 mbar [Baldwin 2012]. Baldwin [2010] zaleca stosowanie próżni 50-100 mbar, natomiast Myhrvold i in. [2011] 30-50 mbar. Takie wartości pozwalają chronić teksturę żywności przed uszkodzeniem. Materiał opakowaniowy musi spełniać kilka warunków: musi być odporny na wysokie temperatury, mieć niską przepuszczalność tlenu i pary wodnej, wystarczającą wytrzymałość mechaniczną i ograniczoną migrację składników plastycznych (klasa spożywcza) [Schellekens 2003]. 6

Gotowanie Podczas obróbki termicznej w technologii sous-vide mogą być stosowane urządzenia umożliwiające tradycyjną obróbkę w kąpieli wodnej lub w piecu konwekcyjno-parowym. W przypadku tego ostatniego możliwe jest przygotowanie jednorazowo dużych ilości żywności, ale trudności sprawia równomierne rozprowadzenie ciepła w komorze i surowcu. Wymuszony obieg powietrza oraz zastosowanie jako nośnika energii pary wodnej umożliwia kilkukrotne zwiększenie współczynnika konwekcji poprzez zmniejszenie grubości warstwy przyściennej powietrza i stawianego przez nią oporu cieplnego. Sheard i Rodger [1995] uważają, że zmienność temperatur pomiędzy medium przenoszącym ciepło a ogrzewanym woreczkiem jest wynikiem nierównomiernego rozprowadzania pary w temperaturach poniżej 100 C i zależy od pary kondensacyjnej jako medium przenoszenia ciepła. W przeciwieństwie do tego ogrzewanie w wodzie obiegowej jest równomiernie i zwykle wahania temperatury nie przekraczają 0,1 C. Baldwin [2010] sugeruje, żeby warzywa o niskiej zawartości skrobi ( nieskrobiowe ) były gotowane w temperaturze 82-85 C przez czas około trzykrotnie dłuższy, niż byłyby gotowane w wodzie. Z kolei warzywa zawierające dużo tego składnika ( skrobiowe ) powinny być gotowane w temperaturze 80 C około dwa razy dłużej, niż byłyby gotowane w wodzie, a rośliny strączkowe w temperaturze 90 C przez 3-6 h. Literatura 1. Baldwin D.E. (2010). Sous vide for the Home Cook. Paradox Press. 2. Baldwin D.E. (2012). Sous vide cooking: A review. International Journal of Gastronomy and Food Science, 1, 15-30. 3. Hesser A. (2016). Under Pressure. [Online]: The New York Times Online. Available: http://www.nytimes. com/2005/08/14/magazine/14cryovac. html?pagewanted=1&_r=2 [Accessed 15 May 2016]. 4. Kornmayer E. (2010). Sous Vide Grund Kochbuch/Wissen und Rezepte von Spitzenköchen und Experten. Rödermark, Germany: Verlag Gebrüder Kornmayer. 5. Lienhard J.H. (2006). How Invention Begins: Echoes of Old Voices in the Rise of New Machines. New York: Oxford University Pres. 6. Myhrvold N., Young C., Bilet M. (2011). Modernist Cuisine: The Art and Science of Cooking. The Cooking Lab, pp. 192-279. 7. Pralus G. (1985). Une histoire d Amour: La Cuisine Sous Vide. George Pralus. 8. Scarpa J. (2003). Star Tech. Restaurant Business, 102(13), pp. 56. 9. Sheard M.A., Rodger C. (1995). Optimum heat treatments for sous vide cook-chill products. Food Control, 6, 53-56. 10. Schellekens M. (1996). New research sous-vide issues in cooking. Trends in Food Science and Technology, 71, 256-262. 11. Yuan G., Sun B., Yuan J., Wang Q. (2009). Effects of different cooking methods on health-promoting compounds of broccoli. Journal of Zhejiang University Science B, 10(8), 580-588. 7

4.3.2. Cel naukowy Głównym celem naukowym osiągnięcia, będącego podstawą do ubiegania się o stopień naukowy doktora habilitowanego zgodnie z wymogami ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. z 2003 r., Nr 65, poz. 595, z póź. zm.), a także zgodnie z wymogami ustawy z dnia 27 lipca 2005 r. Prawo o szkolnictwie wyższym (Dz.U. 2005 Nr 164 poz. 1365 z późn. zm.) i zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego z dnia 19 stycznia 2018 r. w sprawie szczegółowego trybu i warunków przeprowadzania czynności w przewodzie doktorskim, w postępowaniu habilitacyjnym oraz w postępowaniu o nadanie tytułu profesora (Dz.U. 2018 poz. 261) była ocena korzyści żywieniowych wynikających z zastosowania technologii sous-vide do gotowania warzyw kapustnych (zarówno w systemie cook&serve, jak i cook&chill). W pracach postawiono następujące hipotezy badawcze: 1. Technologia sous-vide ze względu na niższy zakres, stosowanych podczas procesu temperatur oraz zastosowanie opakowania i pomimo dłuższego czasu obróbki będzie ograniczać straty w warzywach (zarówno bezpośrednio po procesie system cook&serve, jak i po przechowywaniu w warunkach chłodniczych system cook&chill) składników odżywczych i nieodżywczych o właściwościach prozdrowotnych; 2. Gotowanie warzyw kapustnych w technologii sous-vide nie wpłynie negatywnie na ich jakość sensoryczną. Jako metody odniesienia w stosunku do technologii sous-vide zastosowano tradycyjne gotowanie warzyw w wodzie oraz gotowanie w parze. Powyższe hipotezy badawcze weryfikowano poprzez realizację celów szczegółowych takich jak określenie wpływu technologii sous-vide na: zawartość glukozynolanów (GLS) i jakość mikrobiologiczną warzyw (A.1.1); zawartość i profil składników mineralnych w warzywach (A.1.2); zawartość składników odżywczych i błonnika w warzywach (A.1.3); zawartość i profil związków polifenolowych oraz właściwości przeciwutleniające warzyw (A.1.4); jakość sensoryczną badanych warzyw (A.1.5). 8

4.3.3. Omówienie wyników prac Materiał badawczy i metodyka We wszystkich, stanowiących osiągnięcie, pracach materiał badawczy stanowiły cztery warzywa kapustne: kalafior o róży białej, kapusta brukselka, kalafior zielony typu Romanesco i brokuł. Warzywa (po 5 kg świeżej masy) podzielono na cztery próby laboratoryjne, z których jedną stanowiła próbę kontrolną. Pozostałe trzy poddano obróbce termicznej 1/metodą sous-vide, 2/ metodą tradycyjnego gotowania w wodzie oraz 3/ gotowania w parze. Gotowanie metodą sous-vide prowadzono po uprzednim zapakowaniu próżniowym warzyw (z wykorzystaniem pakowarki próżniowej VBN-4, RM Gastro, Czechy) w temp. 90ºC przez około 45-50 min, z zastosowaniem systemu Sous-vide 225 448 (Hendi, Niemcy). Tradycyjne gotowanie prowadzono 10-15 min w wodzie destylowanej przy zachowaniu proporcji surowca do wody 1/3 (m/v) (kuchnia indukcyjna, Hendi, Niemcy). Gotowanie w parze prowadzono z wykorzystaniem pieca konwekcyjno-parowego Combi-Steam Oven model 225,547 (Hendi, Niemcy). Bezpośrednio po obróbce termicznej warzywa schładzano (RedFox SHS-511, RM Gastro, Czechy), a połowę z nich przechowywano przez kolejne 5 dni w kontrolowanej temp. 2-3 ºC w zamkniętych opakowaniach. W tak otrzymanym materiale oznaczono zawartości suchej masy metodą wagowo suszarkową, a zawartość białka metodą Dumasa wg PN-EN ISO 16634-1:2008. Zawartość składników mineralnych oznaczonych jako popiół ogółem przeprowadzono w piecu muflowym zgodnie z PN-EN ISO 2171:2010. Profil składników mineralnych w tym: wapnia, magnezu, potasu, sodu wykonano metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej z atomizacją w płomieniu wg normy PN-EN 15505:2009, natomiast żelaza, cynku, manganu i miedzi wg normy PN-EN 14084:2004. Materiał do tego oznaczenia mineralizowano metodą mikrofalą ciśnieniową na mokro. Zawartość błonnika pokarmowego określono metodą enzymatyczno-grawimetryczną AOAC 991.43. Zawartość związków fenolowych ogółem zmierzono za pomocą metody spektrofotometrycznej z odczynnikiem Folina-Ciocalteu, natomiast jakościowo i ilościowo związki te analizowano metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej stosując detekcję UV, zgodnie z metodą opisaną przez Pająk i in. [2014]. Izolację, odsiarczanie i chromatograficzną analizę zawartości glukozynolanów przeprowadzono zgodnie ze zmodyfikowaną metodą Heaney i in. [1986]. W celu określenia całkowitej liczby drobnoustrojów zdolnych do wzrostu i tworzenia kolonii w pożywce stałej po inkubacji w warunkach tlenowych w temperaturze 30 ºC zastosowano horyzontalną metodę oznaczania PN-EN ISO 4833-1: 2013-12E. Oznaczenie liczby bakterii z grupy coli przeprowadzono na podstawie PN-ISO 4832/2007, Listerii monocytogenes według PN-EN ISO 11290-2 / 2000, a bakterii beztlenowych zgodnie z PN-ISO 15213: 2005. Analizę zawartości witaminy C (kwasu L-askorbinowego) przeprowadzono metodą kolorymetryczną, zgodnie z procedurą Megazyme K-ASCO 01/14. 9

Aktywność przeciwutleniającą mierzoną jako zdolność do wychwytywania wolnych rodników ABTS przeprowadzono metodą Re i in. [1999]. Zmiany zawartości badanych składników w wyniku poddania warzyw różnym metodom obróbki wodnotermicznej zostały określone z uwzględnieniem zmian masy materiału badawczego (wydajność procesu). Wydajność (wyrażoną w procentach) obliczono jako stosunek masy materiału po obróbce do masy świeżego surowca. Stopień redukcji badanych składników (wyrażony w procentach) obliczano jako iloraz pomiędzy ich zawartością bezwzględną w materiale po procesie technologicznym a zawartością bezwzględną w surowcu świeżym, pomnożony przez względny współczynnik wydajności procesu. Ten sposób opracowania, analizy i dyskusji wyników pozwolił na wyeliminowanie wpływu rozcieńczania wodą na poziom składników oraz masę jednostkową materiału badawczego, a tym samym wykazanie jedynie wpływu technik gotowania, które zostały zastosowane. Analizę sensoryczną przeprowadzano w laboratorium sensorycznym, spełniającym standardy PN-EN ISO 8589/2010. W ocenie wziął udział 14-osobowy przeszkolony panel o sprawdzonej wrażliwości sensorycznej zgodnie z normą PN-EN ISO 3972:1998. Warzywa poddawano ocenie sensorycznej metodami: skalowania metodą 5-punktową wg PN-ISO 4121:1998; skalowania metodą 9-stopniowej skali hedonicznej wg PN-ISO 4121:1998; szeregowania do ustalenia preferencji zgodnie z ISO 8587:2006; opisową profilowania sensorycznego z wykorzystaniem skali ustrukturowanej wg PN-EN ISO 13299:2016-05. Ponadto dokonano instrumentalnego pomiaru barwy w systemie CIE L*a*b* za pomocą spektrofotometru Konica Minolta CM-3600d. Literatura 1. Heaney R.K., Spinks E.A., Hanley A.B., Fenwick, G.R. (1986). Analysis of glucosinolates in Rapeseed. Technical bulletin. Agricultural and Food Research Council. Food Research institute, Norwich, 1-25. 2. Pająk P., Socha R., Gałkowska D., Rożnowski J., Fortuna T. (2014). Phenolic profile and antioxidant activity in selected seed and sprouts. Food Chemistry, 143, 300-306. 3. Re R., Pellegrini N., Proteggente A., Pannala A., Yang M., Rice Evans C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine, 26,1231-1237. 10

HIPOTEZA BADAWCZA 1 Technologia sous-vide ze względu na niższy zakres, stosowanych podczas procesu temperatur oraz zastosowanie opakowania i pomimo dłuższego czasu obróbki będzie ograniczać straty w warzywach (zarówno bezpośrednio po procesie system cook&serve, jak i po przechowywaniu w warunkach chłodniczych system cook&chill) składników odżywczych i nieodżywczych o właściwościach prozdrowotnych Wpływ technologii sous-vide na zawartość glukozynolanów (GLS) i jakość mikrobiologiczną warzyw (A.1.1) Spośród wszystkich przebadanych warzyw zawartość glukozynolanów (GLS) najwyższa była w brukselce (222,88 µmol/100g ś.m.). W warzywie tym dominowały synigrina, glukoiberyna i glukobrascina. Istotnie mniej glukozynolanów oznaczono w kalafiorze typu Romanesco (133,4 µmol/100g ś.m.), przy czym w największej ilości występowała glukorafanina, a nie stwierdzono obecności sinigriny. Glukorafanina była również dominującym glukozynolanem w brokule. Najniższą zawartością GLS odznaczał się kalafior o róży białej (62,25 µmol/100g ś.m.). Glukozynolany hydrolizowane są przez enzym mirozynazę ( -tioglukozydaza) do różnych związków (tiocyjaniany, izotiocyjaniany, nitryle, epitionitryle). Mithen i in. [2000] podają, że gdy rozkład nastąpi w wyniku działania mirozynazy pochodzenia roślinnego, glukozynolany szybko hydrolizują w proksymalnej części jelita. Jeśli mirozynaza roślinna zostaje inaktywowana, na przykład przez obróbkę termiczną warzyw przed spożyciem, zjonizowany charakter glukozynolanów umożliwia im dotarcie do dystalnej części jelita, gdzie mogą być metabolizowane przez enzymy bakteryjne. Na stopień hydrolizy glukozynolanów oraz rodzaj i skład powstałych produktów rozpadu wpływają różne czynniki (wewnętrzne i zewnętrzne), takie jak zawartość kwasu askorbinowego, białka ESP, ph i temperatura. Mając na uwadze istotną rolę witaminy C w procesie rozpadu glukozynolanów (kofaktor mirozynazy) w badanych warzywach oznaczono także ilość tego składnika. Najwyższy poziom kwasu askorbinowego oznaczono w kapuście brukselskiej, a najniższy w kalafiorze Romanesco. Wysoka zawartość witaminy C (98,3 mg/100g) w surowej kapuście brukselskiej mogła przyczynić się do wyższej aktywności mirozynazy i rozkładu glukozynolanów. W warzywie świeżym wykazano bowiem tylko 215,26 µmol GLS/100g ś.m., podczas gdy w warzywie parowanym (termiczna inaktywacja mirozynazy) aż 330,91 µmol/100g ś.m. Jak podaje wielu autorów zawartość glukozynolanów w świeżych warzywach może być niedoszacowana ze względu na ograniczenia metodyczne. W związku z tym oceniając wpływ różnych procesów technologicznych na zawartość tych składników trudności sprawia oszacowanie rzeczywistej wartości początkowej GLS. Dla przykładu Verkerk i Dekker [2004] proponują aby materiał roślinny przed oznaczaniem GLS był poddany krótkiej hydrotermicznej obróbce (gotowaniu w wodzie lub mikrofalowaniu). Zdaniem autorów z warzyw gotowanych glukozynolany są lepiej ekstrahowalne. Vallejo i in. [2002] wykazali że parowanie brokułu przez 3,5 min. powoduje minimalną redukcję glukozynolanów, co może potwierdzać skuteczność tej metody 11

w inaktywowaniu endogennej mirozynazy. Uzyskane przeze mnie wyniki potwierdzają, że najwyższa zawartość glukozynolanów charakterystyczna była dla warzyw parowanych. Zaznaczyć należy, że zastosowana w badaniach metoda obróbki polegała na wykorzystaniu urządzenia z wymuszoną konwekcją, co umożliwia dodatkowe zwiększenie współczynnika wnikania ciepła, a co za tym idzie możliwie szybki wzrost temperatury wewnątrz produktu. Przeprowadzone badania wykazały że parowanie warzyw powoduje istotny wzrost zawartości GLS w stosunku do warzyw świeżych. Na szczególną uwagę zasługuje poziom glukozynolanów, głównie glukoiberyny i sinigriny, w kalafiorze o róży białej. Warzywo to poddane parowaniu zawierało ponad dwa i pół razy więcej GLS niż kalafior surowy. Dwukrotnie więcej glukozynolanów, szczególnie alifatycznych, wykazano także w przypadku gotowania brokułu. Poddanie brukselki temu procesowi spowodowało ok. 1,5 krotny wzrost GLS. Mając na uwadze uzyskane wartości, a także dane literaturowe, przy omawianiu wpływu pozostałych procesów technologicznych jako wartość początkową zawartości GLS przyjęto ilość tych związków oznaczoną w warzywach parowanych. W mojej opinii jest to tym bardziej uzasadnione, że w większości warzyw poziom tych związków był stabilny także w trakcie chłodniczego przechowywania gotowych do spożycia produktów. Po pięciu dniach parowany kalafior oraz brokuł zawierały ponad 95% GLS oznaczonych bezpośrednio po procesie. W przypadku kalafiora Romanesco i brukselki wartość ta była wprawdzie niższa, jednak w dalszym ciągu wynosiła ponad 80% wartości początkowej. Z uwagi na fakt, że tradycyjne gotowanie warzyw w wodzie powoduje duże starty składników odżywczych oraz nieodżywczych o właściwościach prozdrowotnych celowe wydaje się stosowanie innych metod obróbki technologicznej/kulinarnej. Taką alternatywną metodą gotowania warzyw może być technologia sous-vide, która z jednej strony, dzięki ogrzewaniu barierowemu (wcześniejsze pakowanie próżniowe) uniemożliwia bezpośredni kontakt surowca ze środowiskiem wodnym, z drugiej strony charakteryzuje się niższym zakresem stosowanych temperatur. Gotowanie brokułu metodą sous-vide skutkowało wyższą zawartość glukozynolanów w porównaniu do warzyw gotowanych tradycyjnie oraz zbliżoną do brokułu parowanego. Spośród analizowanych związków w brokule przygotowanym metodą sous-vide szczególnie dużo było glukorafaniny, glukoiberyny, progoitryny i glukonapiny (około dwukrotnie więcej) w porównaniu do warzywa gotowanego tradycyjnie w wodzie. Wśród glukozynolanów indolowych dwukrotnie więcej było glukobrascyny oraz 4-metoksyglukobrascyny. Różnice w termicznej degradacji glukozynolanów mogą wynikać z obecności specyficznych składników roślinnych, które negatywnie wpływają na ich stabilność. Wyższa zawartość GLS w tkankach roślinnych skutkuje większą ich wrażliwością na degradację. W gotowanym (niezależnie od metody) kalafiorze o róży białej wykazano zbliżoną zawartość GLS ogółem, przy czym w warzywie gotowanym w wodzie 12

stwierdzono większą ilość glukozynolanów indolowych (szczególnie glukobrascyny), a niższą glukozynolanów alifatycznych (głównie glukoiberyny) w stosunku do kalafiora przygotowanego techniką sous-vide. Gotowanie brukselki oraz kalafiora Romanesco metodą sous-vide powodowało znacznie większe straty glukozynolanów zarówno indolowych, jak i alifatycznych w porównaniu do gotowania tradycyjnego w wodzie. Podkreślić należy, że zastosowanie tej techniki obróbki kalafiora było szczególnie niekorzystne i powodowało zmniejszenie ogólnej zawartości glukozynolanów także w stosunku do warzywa surowego. Jednocześnie zaobserwowano niewielki wzrost ilości glukozynolanów indolowych (glukobrascyny oraz 4-metoksyglukobrascyny). Dodać należy, że w kalafiorze gotowanym metodą sous-vide nie zidentyfikowano obecności sinigriny, podczas gdy związek ten zawierały warzywa zarówno gotowane tradycyjnie, jak i parowane. Inaktywacja mirozynazy w warzywach kapustnych, jako efekt gotowania, może ograniczać dekompozycję GLS, co skutkuje spożyciem GLS zamiast produktów ich rozpadu. Jak wiadomo glukozynolany mogą być hydrolizowane nie tylko przez mirozynazę, degradowane pod wpływam temperatury, ale także redukowane do izotiocianianów przez mikroflorę jelitową. Przeciwnowotworowe właściwości tych związków wynikają z inhibicji enzymów fazy pierwszej, odpowiedzialnych za bioaktywację karcynogenów oraz przez indukcje enzymów drugiej fazy [Sarvan i in. 2012]. Optymalny proces technologiczny powinien pozwolić zatem na jak największe zachowanie glukozynolanów w formie niezmienionej. Kapusta brukselska gotowana metodą sous-vide zawierała blisko 40% mniej glukozynolanów niż gotowana w wodzie. Wyjątek stanowiła glukonapina, której w tym warzywie oznaczono prawie 50% więcej. Analizując zmiany zawartości glukozynolanów pod wpływem gotowania sous-vide oraz tradycyjnego w stosunku do wartości początkowej (za którą przyjęto ilość GLS w warzywie parowanym), wykazano że zarówno gotowanie kalafiorów, jak i brukselki metodą sous-vide powodowało większe straty niż zastosowanie gotowania w wodzie. Jedynie w przypadku brokułu zaobserwowano tendencję odwrotną, dotyczyło to zarówno glukozynolanów alifatycznych, jak i indolowych. Uzyskane wartości mogą wskazywać, że metoda gotowania w obniżonej temperaturze po uprzednim próżniowym zapakowaniu może być korzystną formą obróbki tego warzywa. Jednak uwzględniając wyniki dotyczące zawartości GLS w warzywach przechowywanych (cook&chill) należy zaznaczyć, że straty, w stosunku do wartości uzyskanych bezpośrednio po procesie (cook&serve), w przypadku wszystkich przygotowywanych warzyw, najwyższe były właśnie w brokule przygotowywanym metodą sous-vide i wynosiły ponad 30%. W pozostałych warzywach mieściły się natomiast w zakresie od 4 do 20%. Wyniki te pozwalają na stwierdzenie, że stosowanie metody sous-vide, w kontekście zachowania jak największej zawartości glukozynolanów, jest zasadne jedynie w przypadku brokułu przeznaczonego do bezpośredniego spożycia (system cook&serve). 13

Przechowywanie brokułu gotowanego metodą sous-vide (system cook&chill) wpłynęło szczególnie na zmniejszenie zawartości glukorafaniny. Parowany kalafior po 5 dniach przechowywania zawierał istotnie mniej glukonapiny. Natomiast w przypadku kalafiora Romanesco i brukselki przechowywanie okazało się szczególnie niekorzystne w przypadku warzyw przygotowywanych techniką sous-vide. Zawierały one bowiem istotnie mniej progoitryny, a także glukonasturcyny (kapusta brukselska) i glukonapiny (kalafior Romanesco). Pięciodniowe przechowywanie brokułu i brukselki gotowanych tradycyjne powodowały straty przede wszystkim wśród glukozynolanów alifatycznych, natomiast kalafiorów zarówno o róży białej, jak i zielonej glukozynolanów indolowych. W pierwszych latach stosowania technologia sous-vide była często uznawana za odpowiednią do otrzymania produktu o doskonałych właściwości sensorycznych, ale o niższej jakości mikrobiologicznej. W efekcie Agencja ds. Żywności i Leków Stanów Zjednoczonych [Food and Drug Administration - FDA] w 1988 r. wydała ostrzeżenie przed jej użyciem i potencjalnym zagrożeniu dla zdrowia publicznego. Stanowisko to uległo zmianie, gdy opracowano właściwe kombinacje czasu i temperatury podczas gotowania lub etapu pasteryzacji, pozwalające produkować bezpieczną żywność. Proces obróbki termicznej powinno prowadzić się do osiągnięcia wartości pasteryzacji PV 10 70 równej 100 dla produktów o trwałości 21 dni i wartości PV 10 70 1000 dla produktów o trwałości 42 dni. Dlatego uznałem za niezbędne uwzględnienie w badaniach aspektu związanego z bezpieczeństwem mikrobiologicznym warzyw gotowych do spożycia. Analiza mikrobiologiczna nie wykazała, niezależnie od procesu, obecności Listeria monocytogenes, bakterii beztlenowych i bakterii coli w badanych próbach, bezpośrednio po procesie (system cook&serve), ani po 5 dniach przechowywania w temperaturze 2±1 C (system cook&chill). Całkowita liczba drobnoustrojów w warzywach gotowanych metodą sous-vide była nieznacznie wyższa i mieściła się w przedziale 2,4 x 10 2 i 9,8 x 10 3 jtk/g. W warzywach gotowanych na parze wahała się od 6,0 x 10 1 do 8,5 x 10 1 jtk/g, a w tradycyjnie gotowanych od 2,5 x 10 1 do 1,6 x 10 2 jtk/g. Po 5 dniach przechowywania obserwowano zwiększenie całkowitej liczby drobnoustrojów, ale wartość ta nie przekraczała poziomu 6,4 x 10 4 jtk/g. Podsumowanie Zgodnie z danymi literaturowymi zawartość glukozynolanów w świeżych warzywach może być niedoszacowania. Mając na uwadze uzyskane rezultaty (istotnie wyższa, w stosunku do warzyw surowych, zawartość glukozynolanów w warzywach parowanych), jako wartość początkową zawartości GLS przyjęto ilość tych związków oznaczoną w warzywach parowanych. Było to tym bardziej uzasadnione, że w większości warzyw poziom ten był stabilny także w trakcie chłodniczego przechowywania gotowych do spożycia produktów. 14

Gotowanie brokułu techniką sous-vide skutkowało wyższą zawartością glukozynolanów w porównaniu do warzyw gotowanych tradycyjnie oraz zbliżoną do brokułu parowanego. Spośród analizowanych związków w brokule przygotowanym metodą sous-vide szczególnie dużo było glukorafaniny, glukoiberyny, progoitryny i glukonapiny (około dwukrotnie więcej) w porównaniu do warzywa gotowanego tradycyjnie w wodzie. Wśród glukozynolanów indolowych dwukrotnie więcej było glukobrascyny oraz 4-metoksyglukobrascyny. Gotowanie brukselki oraz kalafiora Romanesco techniką sous-vide powodowało znacznie większe straty glukozynolanów zarówno indolowych, jak i alifatycznych w porównaniu do gotowania tradycyjnego w wodzie. Podkreślić należy, że zastosowanie tej techniki obróbki kalafiora było szczególnie niekorzystne i powodowało zmniejszenie ogólnej zawartości glukozynolanów także w stosunku do warzywa surowego. Uzyskane wartości mogą wskazywać, że metoda gotowania w obniżonej temperaturze po uprzednim próżniowym zapakowaniu może być korzystną formą obróbki brokułu. Jednak uwzględniając wyniki dotyczące zawartości GLS w warzywach przechowywanych 5 dni należy zaznaczyć, że straty w stosunku do wartości uzyskanych bezpośrednio po procesie, w przypadku wszystkich przygotowywanych warzyw, najwyższe były właśnie w brokule przygotowywanym metodą sous-vide i wynosiły ponad 30%. Wyniki te pozwalają na stwierdzenie, że stosowanie metody sous-vide, w kontekście zachowania jak największej zawartości glukozynolanów, jest zasadne jedynie w przypadku brokułu przeznaczonego do bezpośredniego spożycia (system cook&chill). Stosowanie niższej temperatury podczas gotowania tą metodą nie wpłynęło niekorzystnie na jakość i bezpieczeństwo mikrobiologiczne. Literatura 1. Mithen, R.F., Dekker, M., Verkerk, R., Rabot, S., Johnson. I.T. (2000). The nutritional significance, biosynthesis and bioavailability of glucosinolates in human foods. Journal of the Science of Food Agriculture, 80(7), 967-984. 2. Sarvan, I., Verkerk, R., Dekker, M. (2012). Modelling the fate of glucosinolates during thermal processing of Brassica vegetables. LWT - Food Science and Technology, 49, 178-183. 3. Vallejo, F., Tomas-Barberan, F.A., Garcia-Viguera, C. (2002). Glucosinolates and vitamin C content in edible parts of broccoli florets after domestic cooking. European Food Research and Technology, 215(4), 310-316. 4. Verkerk, R., Dekker, M. (2004). Glucosinolates and myrosinase activity in red cabbage (Brassica oleracea L. var. Capitata f. rubra DC.) after various microwave treatments. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 52(24), 7318 7323. 15

Wpływ technologii sous-vide na zawartość i profil składników mineralnych w warzywach (A.1.2) Warzywa kapustne stanowią jeden z najważniejszych komponentów naszej diety. Są cennym źródłem licznych składników bioaktywnych, w tym mikro- i makroelementów. Składniki te pełnią w organizmie różnorakie funkcje. Są materiałem budulcowym kości, zębów, skóry i włosów, wchodzą w skład związków o podstawowym znaczeniu dla procesów metabolicznych, regulują gospodarkę wodno-elektrolitową i utrzymują równowagę kwasowo zasadową w organizmie oraz mają działanie regulujące [Gawęcki i Hryniewiecki 2005]. Pierwszym omawianym makroskładnikiem jest potas, w przypadku którego najwyższe straty zaobserwowano w przypadku warzywach gotowanych w wodzie (brokuł i brukselka) i sous-vide (kalafior zarówno o róży białej, jak i typu Romanesco), a najniższe w warzywach gotowanych na parze (brokuł i brukselka) i metodą sous-vide (brukselka). Należy zauważyć, iż w przypadku kalafiora gotowanego metodą sous-vide, brokułu gotowanego na parze oraz brukselki podanej obróbce hydrotermicznej za pomocą obu wcześniej wymienionych metod nie zaobserwowano istotnych zmian w zawartości potasu pomiędzy surowcem a produktem gotowym. W przypadku gotowania w wodzie zawsze dochodziło do statystycznie istotnego obniżenia poziomu potasu, co znajduje potwierdzenie w literaturze [Ahmed i Ali 2013; Kmiecik i in. 2007; Mansour i in. 2016]. Wyniki wspomnianych uprzednio autorów wskazują na znaczne obniżenie poziomu potasu także w przypadku gotowania na parze, natomiast wyniki badań dotyczących brokułu i brukselki zdają się nie potwierdzać tej tezy. Sód jest niezbędny do utrzymania potencjału czynnościowego błon komórkowych. Pierwiastek ten odgrywa ważną rolę w patogenezie nadciśnienia i niewydolności krążenia, oraz zapewnia prawidłowe funkcjonowanie układu nerwowego i mięśniowego [Gawęcki i Hryniewiecki 2005]. Spośród zastosowanych metod obróbki termicznej do największego ubytku tego pierwiastka doszło w przypadku warzyw gotowanych w wodzie, z kolei najniższą redukcję zaobserwowano w metodzie sous-vide. Porównując miedzy sobą zastosowane metody obróbki hydrotermicznej można zauważyć, iż największe straty wapnia wystąpiły w warzywach gotowanych metodą tradycyjną w wodzie. Wyjątek stanowiła kapusta brukselska. Niewielkie straty wapnia obserwowano w warzywach przygotowanych na parze i metodą sous-vide (szczególnie w odniesieniu do kalafiora białego). W przypadku obu rodzajów kalafiora gotowanych na parze, oraz kalafiora białego przygotowanego metodą sous-vide nie zaobserwowano istotnych różnic w zawartości wapnia w stosunku do świeżego warzywa. Badania innych autorów również potwierdzają wyższą retencję wapnia w przypadku gotowania na parze, w porównaniu do gotowania tradycyjnego [Ahmed i Ali 2013; Mansour i in. 2016]. Biorąc pod uwagę fakt przechowywania przygotowanych warzyw (system cook&chill) można stwierdzić, iż w większości przypadków zawartość wapnia nie uległa zmianie. Wyjątek 16

stanowił kalafior gotowany w wodzie, oraz brokułów (niezależnie od zastosowanej metody obróbki). Magnez obok potasu jest najważniejszym kationem wewnątrz komórkowym, aktywującym ponad 300 enzymów, uczestniczy w biosyntezie białek, przewodnictwie nerwowym, kurczliwości mięśni, procesach termoregulacji, odgrywa istotna rolę w homeostazie mineralnej organizmu i kości. Najwyższe jego straty zaobserwowano w przypadku obróbki, w której materiał badawczy miał bezpośredni kontakt z wodą (od 17,3% - kalafior biały do 24,7% - brukselka), a najmniejszy w przypadku warzyw gotowanych na parze (od 1,9% -brokuł do 16,9% - kalafior Romanesco). Potwierdzają to wyniki prac innych autorów [Ahmed i Ali 2013; Mansour i in. 2016]. Rozważając zmiany zawartości magnezu po okresie przechowywania ugotowanych warzyw w warunkach chłodniczych (system cook&chill) można zauważyć, iż zasadniczo nie uległa ona zmianie. Mangan jest pierwiastkiem uczestniczącym w tworzeniu kości oraz enzymów biorących udział w metabolizmie aminokwasów, cholesterolu i węglowodanów [Trumbo i in. 2001]. Wydaje się być on składnikiem, którego poziom był stosunkowo stabilny i jego zawartość nie różniła się istotnie od metody obróbki hydrotermicznej. Pewnym odstępstwem od tej reguły był brokuł oraz kalafior podany gotowaniu na parze. Człowiek wykazuje zróżnicowane zapotrzebowanie na żelazo, które jest uzależnione od wieku, płci i stanu organizmu. Poziom tego pierwiastka ulegał znacznemu obniżeniu w trakcie obróbki hydrotermicznej (za wyjątkiem obu rodzajów kalafiora gotowanego na parze oraz brukselki przygotowanej metodą sous-vide). Potwierdza to fakt, iż bezpośredni kontakt z wodą (gotowanie w wodzie) nie sprzyja jego zachowaniu w produkcie. Jego procentowa redukcja była zależna od zastosowanej metody obróbki i osiągnęła największa wartości w przypadku gotowania w wodzie: 13,8% (kalafior typu Romanesco) i 38,2% (brokuł). Najniższą stratę żelaza (bezpośrednio po procesie system cook&serve) zanotowano natomiast w przypadku metody sous-vide: od 7,9% (brukselka) do 14,9% (brokuł). Analizując wpływ przechowywania warzyw (system cook&chill) na zawartość żelaza wykazano, że jego poziom nie ulegał znacznemu obniżeniu. Cynk stanowi komponent licznych enzymów odpowiadających za utrzymanie integralności strukturalnej białek oraz regulację ekspresji genowej. W sposób bezpośredni lub pośredni bierze udział w przemianie białek, tłuszczów i węglowodanów, a także przemianach energetycznych, jest niezbędny do produkcji i funkcjonowania wielu hormonów. Gotowanie w wodzie przyczyniło się do obniżenia poziomu cynku w gotowych warzywach. Podobną tendencję zaobserwowano także w przypadku gotowania warzyw na parze, przy czym zmiany te zachodziły w mniejszym stopniu. Znajduje to potwierdzenie w literaturze (Mansour i in. 2016). W przeprowadzonych badaniach nie zaobserwowano natomiast zmian w zawartości cynku w kalafiorze białym przygotowanym metodą sous-vide oraz kalafiorze Romanesco gotowanym na parze oraz metodą sous-vide. Cynk jest, obok magnezu, kolejnym pierwiastkiem, którego poziom w warzywach nie uległ istotnemu zmniejszeniu w trakcie ich przechowywania w warunkach chłodniczych. 17

Miedz stanowi komponent licznych metaloenzymów działających jako oksydazy redukujące tlen cząsteczkowy. Jest niezbędna do metabolizmu żelaza i syntezy hemu. Wchodzi w skład dysmutazy ponadtlenkowej, enzymu biorącego udział w dekompozycji wolnych rodników. Uczestniczy w tworzeniu wiązań krzyżowych kolagenu i elastyny, w syntezie barwników skóry i włosów. Podobnie jak w przypadku wyżej omawianych składników mineralnych do największej redukcji poziomu miedzi dochodziło podczas gotowania warzyw w wodzie od 9,6% w przypadku kalafiora białego do 27,1% w przypadku brokułu. Najkorzystniejsza pod tym względem ponownie okazała się metoda sous-vide (1,1% w przypadku kalafiora Romanesco). Podsumowanie Otrzymane wyniki potwierdzają, że rodzaj zastosowanej obróbki ma wyraźny wpływ na retencje analizowanych mikro- i makroskładników w warzywach kapustnych. Analiza uzyskanych rezultatów dotyczących zawartości pierwiastków bezpośrednio po obróbce (system cook&serve) wskazuje, iż metoda sous-vide pozwala na maksymalne zachowanie składników mineralnych zawartych w warzywach. Zbliżone rezultaty uzyskano stosując gotowanie warzy na parze. Poziom retencji składników mineralnych w przypadku obu wspomnianych wcześniej metod znacznie przewyższa ten, uzyskany w przypadku warzyw gotowanych tradycyjnie. Jedyną zaletą gotowania w wodzie jest zwiększona wydajność warzyw, co może mieć wymierny aspekt ekonomiczny. Zaobserwowano też, że po okresie 5-dniowego przechowywania w warunkach chłodniczych (system cook&chill), w większości analizowanych przypadków, poziom badanych składników mineralnych nie ulegał istotnej zmianie. Literatura 1. Ahmed F.A., Ali R.F.M. (2013). Bioactive compounds and antioxidant activity of fresh and processed white cauliflower. BioMed Research International, e367819. 2. Gawęcki J., Hryniewiecki L. (2005). Żywienie człowieka. Podstawy nauki o żywieniu. Warszawa: PWN. 3. Kmiecik W., Lisiewska Z., Korus A. (2007). Retention of mineral constituents in frozen brassicas depending on the method of preliminary processing of the raw material and preparation of frozen products for consumption. European Food Research and Technology, 224(5), 573 579. 4. Mansour A.A., Elshimy N., Shekib L.A., Sharara, M.S. (2016). Effect of domestic processing methods on the chemical composition and organoleptic properties of broccoli and cauliflower. American Journal of Food and Nutrition, American Journal of Food and Nutrition, 3(5), 125 130. 5. Trumbo P., Yates A. A., Schlicker S., Poos M. (2001). Dietary reference intakes: vitamin a, vitamin k, arsenic, boron, chromium, copper, iodine, iron, manganese, molybdenum, nickel, silicon, vanadium, and zinc. Journal of the American Dietetic Association, 101(3), 294 301. 18

Wpływ technologii sous-vide na zawartość składników odżywczych i błonnika pokarmowego w warzywach (A.1.3) Technologia sous-vide dzięki ogrzewaniu przeponowemu (wcześniejsze pakowanie próżniowe) uniemożliwia bezpośredni kontakt surowca ze środowiskiem wodnym i charakteryzuje się niższym zakresem stosowanych temperatur, wobec czego może być korzystniejszą metodą gotowania warzyw niż metody tradycyjne. W przypadku surowca roślinnego ogrzewanie prowadzi do rozluźnienia struktury na drodze depolimeryzacji pektyn, tworząc substancję pektynową o małej masie cząsteczkowej, która może łatwo rozpadać się, powodując utratę jędrności tkanki warzyw [Bongoni i in. 2014; Bongoni i in. 2014]. Zastosowane w badaniach procesy wodnotermiczne powodowały w większości przypadków istotne zmiany poziomu suchej masy. Niezależnie od rodzaju warzywa gotowanie w wodzie skutkowało statystycznie istotnym zmniejszeniem zawartości suchej masy. Przyczyną tego zjawiska była z jednej strony zapewne elucja związków rozpuszczalnych do roztworu, z drugiej wchłaniane niewielkiej ilości wody przez tkanki, co potwierdzono analizą bilansu masy. Zmniejszenie zawartości suchej masy podczas obróbki hydrotermicznej warzyw jest zjawiskiem znajdującym odzwierciedlenie w wielu opublikowanych pracach. W przeprowadzonych badaniach straty zawartości suchej masy w warzywach gotowanych w wodzie wynosiły średnio 10,74 %, a wartość maksymalną odnotowano w przypadku kapusty brukselskiej 14,57 %. Porównując wpływ parowania oraz gotowania metodą sous-vide na zawartość suchej masy w warzywach i stwierdzono, że w przypadku kalafiora zarówno o róży białej, jak i typu Romanesco znajduje się ona na zbliżonym poziomie. Parowany brokuł oraz kapusta brukselska zawierały więcej suchej masy niż warzywa przygotowane metodą sous-vide. Jednocześnie należy wskazać, ze brokuł ugotowany metodą sousvide zawierał porównywalną zawartość suchej masy w stosunku do warzywa surowego. Zawartość białka w surowych różach kalafiora białego była najmniejsza i wynosiła 0,94 g/100 g, natomiast największa była w brokule 5,52 g/100 g. Zawartość tego trudno rozpuszczalnego składnika w wodzie zmieniała się statystycznie istotnie pod wpływam zastosowanych procesów. Podobnie jak w przypadku suchej masy, gotowanie warzyw w wodzie zawsze prowadziło do istotnego zmniejszenia zawartości białka (średnio o 19,72 %). Najwyższe straty tego składnika stwierdzono w przypadku gotowanego w wodzie brokułu 29,88 %. Także stosowanie parowania warzyw skutkowało istotnym zmniejszeniem zawartości białka, przy czym było ono istotnie mniejsze niż w przypadku warzyw gotowanych tradycyjnie i wynosiło średnio 3,19 %. Zbliżonym poziomem tego składnika odznaczał się parowany i gotowany metodą sous-vide kalafior typu Romanesco (zarówno w systemie cook&serve, jak i cook&chill). 19

Analiza wpływu obróbki termicznej na zawartość popiołu ogółem umożliwiła wykazanie, że niezależnie od metody oraz rodzaju warzyw obróbka technologiczna prowadzi do zmniejszenia zawartości ww. związków. Metodą, która powodowała największe straty popiołu, było tradycyjne gotowanie warzyw w wodzie. W kalafiorze białym przygotowanym ww. metodą nastąpiło ponad 10-procentowe zmniejszenie zawartości popiołu. Było ono prawdopodobnie spowodowane zarówno wzrostem masy całkowitej warzywa, jak i wyługowywaniem się składników mineralnych. Straty popiołu w przypadku brokułu, kalafiora typu Romanesco i kapusty brukselskiej były jeszcze większe (średnio 25,35 %) i dochodziły nawet do 34,49 %. Parowanie warzyw oraz gotowanie metodą sous-vide także powodowały zmniejszanie się zawartości popiołu bezpośrednio po obróbce, ale w mniejszym stopniu (odpowiednio 7,82 % i 12,25 %). Zgodnie z definicją opracowaną przez American Association of Cereal Chemist (AACC) błonnik pokarmowy obejmuje wszystkie nieskrobiowe polisacharydy, takie jak: celuloza, hemicelulozy, pektyny, modyfikowana celuloza, polifruktany (inulina i oligofruktany), niestrawne dekstryny, polidekstrozę, metylocelulozę i hydroksypropylometylocelulozę, skrobię oporną, gumy i śluzy. W przeprowadzonych badaniach obserwowano zmniejszenie zawartości błonnika pokarmowego ogółem (TDF) we wszystkich warzywach gotowanych tradycyjnie w wodzie (średnio o 11,15 %), a ubytek maksymalny odnotowano w kalafiorze białym o 17,18 %. W przypadku brokułu gotowanego na parze i metodą sous-vide oraz kalafiora o róży białej gotowanego metodą sous-vide nastąpił wzrost zawartości tego składnika (bezpośrednio po obróbce system cook&serve) w stosunku do materiału świeżego. Przechowywanie ugotowanych wcześniej warzyw w warunkach chłodniczych (system cook&chill) wpłynęło istotnie na zmniejszenie zawartości błonnika. Komolka i in. [2012] wykazali, że na skutek obróbki termicznej dochodzi do zmian błonnika pokarmowego zarówno ilościowych, jak i jakościowych. Poza obróbką cieplną wpływ na nie ma również rodzaj czy odmiana warzyw. Według badań uwzględniających również rodzaj obróbki wstępnej, przeprowadzonych przez Komolkę i i in. [2014], stwierdzono, że proces gotowania w wodzie wpływał znacząco na zmiany zawartości błonnika pokarmowego w produkcie. W większości badanych warzyw rozpuszczalna w wodzie frakcja błonnika pokarmowego (SDF) stanowiła ok. 70 % błonnika ogółem. W kapuście brukselskiej jej poziom był jeszcze wyższy i wynosił 81,32 %. Po obróbce cieplnej udział tej frakcji zmniejszał się i zawierał się w zakresie 65-70 %. Największą redukcję SDF, w stosunku do materiału surowego, zaobserwowano w przypadku kalafiora białego gotowanego w wodzie (o 24,1% bezpośrednio po procesie system cook&serve). Przyrost frakcji nierozpuszczalnej błonnika (IDF) może być spowodowany zmianą rozpuszczalności związków wielkocząsteczkowych podczas obróbki termicznej. Efekt odwrotny zaobserwowano po ugotowaniu badanych warzyw na parze. Najmniejsze straty SDF wystąpiły podczas przygotowania warzyw metodą sous-vide (średnio 6,5 %). Badania różnych odmian kapusty 20

prowadzone przez innych autorów dostarczyły odmiennych wyników [Komolka i Górecka 2012; Kutos i in. 2003]. Podsumowanie Gotowanie metodą sous-vide jest korzystniejszą formą obróbki warzyw w stosunku do metody tradycyjnego gotowania w wodzie, ze względu lepsze zachowanie wszystkich składników odżywczych (bezpośrednio po obróbce system cook&serve). Dodatkowo metoda sousvide pozwalała na zachowanie, w stosunku do surowca, największej ilości włókna pokarmowego, w tym jego frakcji rozpuszczalnej. Pięciodniowe przechowywanie ugotowanych warzyw w warunkach chłodniczych (system cook&chill) miało istotny wpływ na zawartość składników odżywczych i błonnika. Wielkość strat składników pokarmowych zależała od gatunku warzyw oraz parametrów procesów, takich jak czas, temperatura, kontakt z wodą i najmniejsza była w przypadku zastosowania technologii sous-vide. Literatura 1. American Association of Cereal Chemist (AACC) Report. (2001). The definition of dietary fibre. CFW, 46 (3), 112-129. 2. Bongoni R., Verkerk R., Steenbekkers B., Dekker M., Stieger M. (2014). Evaluation of different cooking conditions on broccoli (Brassica oleracea var. italica) to improve the nutritional value and consumer acceptance. Plant Foods for Human Nutrition, 69 (3), 228-234. 3. Dekker M, Dekkers E, Jasper A, Baár C, Verkerk R. (2014). Predictive modelling of vegetable firmness after thermal pre-treatments and steaming. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 25, 14-18. 4. Komolka P. Górecka D. (2012). Wpływ obróbki termicznej warzyw kapustnych na zawartość błonnika pokarmowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2 (81), 68-76. 5. Komolka P., Górecka D., Dudziak M. (2014). Wpływ obróbki termicznej marchwi i ziemniaków na zawartość błonnika pokarmowego i jego frakcji. Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego, 2, 51-55. 6. Komolka P., Górecka D., Dziedzic K. (2012). The effect of thermal processing of cruciferous vegetables on their content of dietary fibre and its fractions. Acta Scientarum Polonarum, Technologia Alimentaria, 11 (4), 347-354. 7. Kutos T., Golob T., Kac M., Plestenjak A. (2003). Dietary fibre content of dry and processed beans. Food Chemistry, 80, 231-235. Wpływ technologii sous-vide na zawartość i profil związków polifenolowych oraz właściwości przeciwutleniające warzyw (A.1.4) Związki fenolowe są jednym z najważniejszych naturalnych przeciwutleniaczy [Deng i in. 2013]. Najbardziej rozpowszechnionymi i rozpoznawalnymi polifenolami w warzywach kapustnych są flawonole (pochodne kemferolu i kwercetyny), pochodne kwasu hydroksybenzoesowego i kwasu hydroksycynamonowego (kwasy kawowy, ferulowy, synapinowy, p-kumarowy) [Duchnowicz i in. 2012]. Ilość i jakość polifenoli obecnych w środkach spożywczych mogą się znacznie różnić ze względu na czynniki, takie jak genetyka i odmiana roślin, skład gleby i warunki wzrostu, stan dojrzałości i warunki zbioru [Jaffery i in. 2003]. Gotowanie w wodzie i na parze powodowało najwyższe zmniejszenie zawartości związków fenolowych we wszystkich badanych warzywach bezpośrednio po zabiegu. Jednocześnie warzywa przygotowane metodą sous-vide charakteryzowały się najwyższą zawartością tych 21

związków w porównaniu do surowca. Jak podaje Podsędek [2007], niższe poziomy związków polifenolowych i aktywność przeciwutleniająca w przetworzonych warzywach spowodowana jest nie tylko ich degradacją, ale również absorpcją wody podczas gotowania, która rozcieńcza związki i zmniejsza ich zawartość w jednostce masy. Obniżenie zawartości związków fenolowych podczas procesów hydrotermicznych, takich jak gotowanie lub gotowanie na parze, w warzywach kapustnych potwierdzono również w badaniach wielu autorów [Faller i Fialho 2009; Wachtel-Galor i in. 2008; dos Reis i in. 2015]. Pierwszym oznaczonym związkiem z tej grupy był kwas sinapowy (SA), który okazał się być dominującym kwasem fenolowym we wszystkich badanych warzywach. Najwyższą zawartość tego związku wykryto w brukselce (39,37 mg/100 g) i brokułach (37,73 mg/100 g). Surowy kalafior typu Romanesco i kalafior o róży białej zawierał mniej niż 10 mg tego kwasu. Wszystkie badane metody termiczne spowodowały istotne straty tego kwasu w obu rodzajach kalafiora. Co więcej, gotowanie (brokuły i brukselka), parowanie (brukselka) oraz przetwarzanie metodą sous-vide (brokuły) prowadziły do zmniejszenia ilości SA. Jednocześnie parowana oraz gotowana metodą sous-vide brukselka charakteryzowała się nieco wyższą wartością kwasu sinapowego. Brokuły i brukselka były również bogatym źródłem kwasu kawowego, odpowiednio 5,59 i 7,52 mg/100 g. Zawartość tego kwasu w obu rodzajach kalafiora nie przekraczała natomiast 1 mg/100 g. Obróbka hydrotermiczna brukselki spowodowała istotne zmniejszenie zawartości tego kwasu. Bezpośrednio po procesie (system cook&serve) największe straty tego związku obserwowano w brukselce gotowanej w wodzie. Znacznie więcej kwasu kawowego zawierały warzywa poddane działaniu pary i gotowane metodą sous-vide. Zawartość kwasu protokatechowego w surowych warzywach mieściła się w zakresie 0,69-1,25 mg/100 g. Kalafior o róży białej charakteryzował się najwyższym poziomem tego związku, natomiast brukselka najniższym. Zmiany ilości tego związku w warzywach poddanych obróbce hydrotermicznej zależały od rodzaju warzyw, a także od rodzaju procesu technologicznego. Wskazano, że parowanie jest formą obróbki, która w najmniejszym stopniu przyczynia się do obniżenia zawartości tego kwasu (redukacja o 22,4%), podczas gdy metoda sous-vide obniża tą zawartość w najwyższym stopniu (52%). W przypadku brokułu nie zaobserwowano istotnego statystycznie zróżnicowania ilości tego związku porównując metody gotowania na parze z technologią sous-vide. Spośród badanych warzyw kapustnych największą zawartość kwasu galusowego stwierdzono w kalafiorze typu Romanesco (0,4 mg/100 g). Inne warzywa zawierały istotnie mniej tego związku. Analiza statystyczna wykazała, że sposób gotowania nie wpłynął znacząco (p>0,05) na zawartość tego związku w kalafiorze. Gotowany na parze brokuł - bezpośrednio po przetworzeniu (system cook&serve) odznaczał się znacznie niższą zawartością tego związku niż surowe warzywa. Gotowanie w wodzie kalafiora typu Romanesco oraz brukselki (niezależnie od metody) powodowało 22

znaczne zmniejszenie ilości kwasu galusowego, podczas gdy gotowanie na parze i sous-vide nie wpływało na obniżenie jego zawartości. Kalafior typu Romanesco był najzasobniejszy w kwas p-kumarowego (0,79 mg/100 g). Wszystkie metody obróbki hydrotermicznej, a także przechowywania w warunkach chłodniczych tego warzywa (system cook&chill) doprowadziły do znacznego zmniejszenia ilości tego związku w porównaniu z surowcem. Biorąc pod uwagę stabilność poziomu kwasu p-kumarowego, najkorzystniejszą metodą obróbki warzyw było gotowanie ich metodą sous-vide. Również kapusta brukselka przygotowana w tej technologii charakteryzowała się większą zawartość tego związku. Tradycyjne gotowanie brokułów spowodowało znaczny ubytek ilości kwasu p-kumarowego, zarówno bezpośrednio po obróbce termicznej system cook&serve (0,14 mg/100 g), jak również po przechowywaniu system cook&chill (0,12 mg/100 g), w porównaniu z surowcem (0,28 mg/100 g). Głównym źródłem witaminy C dla ludzkiego organizmu są rośliny i produkty pochodzenia roślinnego. Należy ona do niestabilnych związków. Jest wrażliwa na wysoką temperaturę, obecność tlenu i metali, takich jak miedź lub żelazo. Jej degradacja jest przyspieszana przez środowisko alkaliczne i obojętne, promieniowanie UV lub stosowanie niektórych konserwantów. Znaczący wpływ na szybkość i stopień utleniania kwasu askorbinowego ma również zawartość i aktywność enzymów z grupy oksydaz. Witamina C w produktach spożywczych występuje głównie w postaci kwasu askorbinowego. Formą, bardziej odporną na utlenianie, jest askorbinogen występującym w warzywach Brassica jako produkt reakcji między kwasem askorbinowym i glukobrassycyną [Hrnčiřik i in. 2001]. Obróbka hydrotermiczna, niezależnie od metody, powodowała znaczne zmniejszenie ilości tej witaminy. Analizując zmiany zawartości witaminy C w surowcach i przetworzonych warzywach bezpośrednio po zabiegu (system cook&serve), wykazano, że największe straty tego związku spowodowane były przez gotowanie ich w wodzie (od 48,7 do 62,6%), podczas gdy technologia sous-vide była najbardziej korzystną metodą obróbki, na co wpływ miały zapewne zapakowania próżniowe (utrudniony dostęp tlenu) i niższa temperatura procesu. Związki fenolowe oraz witamina C są głównymi związkami warzyw kapustnych, odpowiedzialnymi za ich wysoką aktywność przeciwutleniającą [Podsędek 2007]. Według autorki karotenoidy i witamina E odpowiadają za mniej niż 20% tej aktywności. Brukselka charakteryzowała się najwyższą aktywnością przeciwutleniającą (5,91 μmol/g), natomiast kalafior z białą różą - najniższą (1,91 μmol/g). Tradycyjne gotowanie kalafiora typu Romanesco (1,54 μmol/g) powodowało znaczny spadek aktywności w porównaniu z surowcem (2,20 μmol/g). W przypadku innych warzyw różnice nie były istotne statystycznie. Kalafior o róży białej, brokuł, a także brukselka poddane gotowaniu na parze lub obróbce metodą sous-vide charakteryzowały się znacznie wyższą aktywnością (mierzoną bezpośrednio po obróbce system cook&serve) w porównaniu do surowca. 23

Tylko w przypadku kalafiora typu Romanesco warzywa surowe i gotowane na parze miały zbliżoną aktywność przeciwutleniającą. Metoda sous-vide, niezależnie od rodzaju warzywa, miała istotny wpływ na wzrost aktywności antyoksydacyjnej (z 34,2 do 53,9%) w porównaniu do surowych warzyw. W przeprowadzonych badaniach potwierdzono ponadto, że aktywność przeciwutleniająca surowych warzyw była silnie skorelowana z zawartością witaminy C (r = 0,9896, p = 0,011) i zawartością związków fenolowych (r = 0,9948;p = 0,005). Podobne zależności stwierdzono dla warzyw bezpośrednio po obróbce termicznej system cook&serve (odpowiednio r = 0,8291, p = 0,001 i r = 0,9678, p = 0,000). Podsumowanie Poziom kwasów: p-kumarowego i galusowego był najbardziej stabilny w warzywach gotowanych metodą sous-vide. Ta technika okazała się także najkorzystniejszą pod względem zachowania witaminy C (zarówno bezpośrednio po przetworzeniu system cook&serve, jak i podczas chłodniczego przechowywania przetworzonych warzyw system cook&chill). Stwierdzono również istotną dodatnią korelację pomiędzy aktywnością przeciwutleniającą a zawartością witaminy C i całkowitą zawartością związków fenolowych w warzywach surowych oraz poddanych obróbce cieplnej. Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe wyniki badań, można stwierdzić, że metoda sous-vide jest optymalną techniką przetwarzania warzyw kapustnych ze względu na ich właściwości przeciwutleniające. Literatura 1. Deng G.F., Lin X., Xu X.R., Gao L.L., Xie J.F., Li H.B. (2013). Antioxidant capacities and total phenolic contents of 56 vegetables. Journal of Functional Foods, 5, 260-266. 2. dos Reis L.C.R., de Oliveira V.R., Hagen M.E.K., Jablonski A., Flôres S.H., de Oliveira Rios A. (2015). Carotenoids, flavonoids, chlorophylls, phenolic compounds and antioxidant activity in fresh and cooked broccoli (Brassica oleracea var. Avenger) and cauliflower (Brassica oleracea var. Alphina F1). LWT - Food Science and Technology, 63, 177-183. 3. Duchnowicz P., Borsa M., Podsędek A., Koter-Michalaka M., Broncelc M. (2012). Effect of polyphenols extracts from Brassica vegetables on erythrocyte membranes (in vitro study). Environmental Toxicology and Pharmacology, 34, 783-790. 4. Faller A.L.K., Fialho E. (2009). The antioxidant capacity and polyphenol content of organic and conventional retail vegetables after domestic cooking. Food Research International, 42, 210-215. 5. Hrnčiřík K., Velíšek J. (2001). Bioaktywne składniki roślin kapustnych. Przemysł Spożywczy, 1, 20-21. 6. Jeffery E.F., Brown A.F., Kurilich A.C., Keck A.S., Matusheski N., Klein B.P., Juvik J.A. (2003). Variation in content of bioactive components in broccoli. Journal of Food Composition and Analysis, 16(3), 323-330. 7. Podsędek A. (2007) Natural antioxidants and antioxidant capacity of Brassica vegetables: A review. LWT - Food Science and Technology, 40, 1-11. 8. Wachtel-Galor S., Wong W.K., Benzie F.F. (2008). The effect of cooking on Brassica vegetables. Food Chemistry, 110, 706-710. 24

HIPOTEZA BADAWCZA 2 Gotowanie warzyw kapustnych w technologii sous-vide nie wpłynie negatywnie na ich jakość sensoryczną Wpływ technologii sous-vide na jakość sensoryczną badanych warzyw (A.1.5) Właściwości sensoryczne są bardzo istotnym wyznacznikiem konsumpcji warzyw kapustnych. Ludzie rodzą się z preferencją smaku słodkiego i niechęcią do gorzkiego. Charakterystyczny gorzki smak warzywa kapustne zawdzięczają występującym w nich fitoskładnikom, w tym głównie glukozynolanom, co stanowi czynnik ograniczający ich akceptowalność (szczególnie wśród dzieci). Z drugiej strony rosnąca świadomość konsumencka dotycząca właściwości prozdrowotnych stanowi ważną przesłankę do zwiększania spożycia tych warzyw. Warzywa często nie są spożywane w postaci surowej. Poddanie ich obróbce termicznej wpływa nie tylko na ich skład chemiczny, ale także na cechy sensoryczne. W literaturze przedmiotu niewiele jest prac na temat wpływu gotowania w niskiej temperaturze i po pakowaniu próżniowym na jakość sensoryczną warzyw kapustnych, dlatego celem przeprowadzonych badań była ocena sensoryczna czterech popularnych warzyw z rodziny Brassica. Różnice obserwowane w ocenie cech sensorycznych przeprowadzonej metodą skalowania przy użyciu skali 5 punktowej nie były statystycznie istotne. Otrzymane wyniki charakteryzowały się wysoką jednorodnością w odniesieniu do poszczególnych cech sensorycznych. Rodzaj obróbki nie miał istotnego wpływu na cechy sensoryczne gotowego produktu ocenianego tą metodą. W celu rzetelnego przeanalizowania otrzymanych tą metodą wyników zastosowano specjalnie opracowany autorski programu, napisany w języku Python. Analizę statystyczną przeprowadzono w oparciu o uogólniony test Stuart-Maxwell. Spośród ocenianych cech sensorycznych kalafior typu Romanesco gotowany metodą sous-vide odznaczał się lepszą teksturą (ocenianą w jamie ustnej) oraz słonością, a brukselka barwą, zapachem i smakiem niż warzywa gotowane w wodzie. Zdaniem oceniających jakość sensoryczna kalafiora typu Romanesco parowanego oraz przetworzonego metodą sous-vide była zbliżona. Jednocześnie smak i barwa brukselki poddanej obróbce sous-vide były nieznacznie lepsze, a wygląd zewnętrzny gorszy niż brukselki parowanej. Wyniki oceny pożądalności warzyw z zastosowaniem 9-stopniowej skali hedonicznej potwierdziły, że przygotowywanie kalafiora, brokułu oraz brukselki poprzez ich parowanie i gotowanie metodą sous-vide pozwala na uzyskanie warzyw o wyższej jakości sensorycznej niż ich tradycyjne gotowanie w wodzie. Jakość sensoryczna warzyw była statystycznie istotnie zróżnicowana jedynie w zależności od zastosowanej metody gotowania, natomiast gatunek warzyw nie wpływał istotnie na preferencje panelistów. 25

Interesujących i szczegółowych wyników dotyczących oceny poszczególnych wyróżników jakościowych dostarczyła metoda opisowa profilowania sensorycznego z wykorzystaniem skali ustrukturowanej. Zdaniem większości panelistów barwa kalafiora parowanego i gotowanego metodą sous-vide była właściwa (odpowiednio 92,9 % i 57,1 % oceniających). Pozostała część oceniających wskazała, że barwa warzyw poddanych ww. obróbce uległa niewielkim zmianom. Tradycyjna metoda gotowania była natomiast korzystniejsza w przypadku gotowania brukselki. Po przeanalizowaniu wyników dotyczących oceny tej cechy jakościowej należy zauważyć, że metoda sous-vide w sposób niekorzystny wpływała na barwę kalafiora typu Romanesco. Ponad jedna czwarta panelistów uznała, że była ona nie do zaakceptowania. Brukselka i brokuł przygotowane metodą sous-vide odznaczały się właściwym (odpowiednio: 71,4 i 64,3 %) lub dopuszczalnym wyglądem (21,4 i 28,6 %). W przypadku pozostałych technik oceny były niższe. Z kolei najkorzystniejszą pod względem wyglądu warzyw formą obróbki termicznej kalafiora typu Romanesco było jego parowanie (według 64,3 % oceniających), kalafiora o róży białej parowanie lub gotowanie w wodzie (odpowiednio 92,9 i 78,6 %), a brokułu gotowanie sous-vide (64,3 %). Na zmiany barwy warzyw kapustnych, będące wynikiem obróbki hydrotermicznej, wskazują wyniki uzyskane przez innych autorów [Martínez-Hernández i in. 2013; Poelman i in. 2011; Zhong i in. 2015], przy czym nie można wskazać jednoznacznej tendencji zmian. Wykazano, że tekstura oceniana na talerzu zarówno warzyw parowanych, jak i gotowanych metodą sous-vide była właściwa, niższe oceny temu parametrowi przyznawano warzywom gotowanym tradycyjnie. Analiza wyników dotyczących oceny poszczególnych parametrów tekstury, takich jak twardość i wilgotność pozwala zauważyć, że najwięcej ocen pozytywnych przyznano warzywom parowanym. Natomiast na podstawie instrumentalnego pomiaru barwy i obliczonej całkowitej różnicy barw (ΔE) wykazano, że barwa warzyw przygotowanych metodą sous-vide (za wyjątkiem kalafiora) była najbardziej zbliżona do barwy warzyw surowych. Podsumowanie Wyniki otrzymane metodą skalowania przy użyciu skali 5-punktowej charakteryzowały się wysoką jednorodnością w odniesieniu do poszczególnych analizowanych cech sensorycznych i nie wykazano istotnego zróżnicowania jakości sensorycznej warzyw w zależności od metody obróbki termicznej. Rezultaty oceny jakości z wykorzystaniem 9-stopniowej skali hedonicznej wskazały, że przygotowywanie kalafiora, brokułu oraz brukselki poprzez ich gotowanie metodą sous-vide pozwala uzyskać warzywa o wyższej jakości sensorycznej niż ich tradycyjne gotowanie w wodzie. Podobne wyniki w przypadku obróbki termicznej brokułu uzyskano w metodzie szeregowania. 26

Przeprowadzona ocena metodą opisową profilowania sensorycznego z wykorzystaniem skali ustrukturowanej pozwoliła dowieść, że tekstura zarówno warzyw gotowanych metodą sous-vide, jak i parowanych była wyżej oceniana niż gotowanych tradycyjnie. Na podstawie instrumentalnego pomiaru barwy i obliczonej na tej podstawie całkowitej różnicy barw ΔE wykazano, że barwa warzyw przygotowanych metodą sous-vide była najbardziej zbliżona do barwy warzywa surowego. Literatura 1. Martínez-Hernández G.B., Artés-Hernández F., Colares-Souza F., Gómez P.A., García-Gómez P., Artés F. (2013). Innovative cooking techniques for improving the overall quality of a kailan-hybrid broccoli. Food and Bioprocess Technology, 6, 2135-2149. 2. Poelman A.A.M., Delahunty C.M. (2011). The effect of preparation method and typicality of colour on children s acceptance for vegetables. Food Quality and Preference, 22 (4), 355-364. 3. Zhong X., Dolan K.D., Almenar E. (2015). Effect of steamable bag microwaving versus traditional cooking methods on nutritional preservation and physical properties of frozen vegetables: A case study on broccoli (Brassica oleracea). Innovative Food Science & Emerging Technologies, 31, 116-122. 27

5. OMÓWIENIE POZOSTAŁYCH OSIĄGNIĘĆ NAUKOWO - BADAWCZYCH (ARTYSTYCZNYCH) Moje zainteresowania badawcze koncentrują się na zagadnieniach związanych z żywnością funkcjonalną, w tym zawierającą fruktany i przeciwutleniacze. W poszukiwaniu nowych surowców zainteresowałem się bulwami topinamburu (Helianthus tuberosus L.). Badania z tego zakresu dotyczyły głównie składu chemicznego bulw dwóch odmian topinamburu uprawianego w Polsce (odmiany Albik i Rubik ), a także możliwości ich wykorzystania do produkcji żywności funkcjonalnej. Badania dotyczące wykorzystania bulw topinamburu jako dodatku do produkcji soków owocowych oraz ocenę ich jakości, przeprowadziłem w ramach grantu promotorskiego KBN Próba wykorzystania bulw topinamburu (Helianthus tuberosus L.) do otrzymywania soków owocowych finansowanego w latach 2003/2004. Wyniki tych badań stały się podstawą mojej rozprawy doktorskiej. Bulwy te dodatkowo zostały także wykorzystane do opracowania nowych produktów funkcjonalnych takich jak sorbety. Jednocześnie podejmowane są próby biologicznej weryfikacji korzystnego działania fruktanów w badaniach in vivo. Cześć z tych prac została wykonana w ramach projektu badawczego, w którym byłem wykonawcą ( Ocena wybranych funkcjonalnych właściwości produktu wzbogaconego we fruktany różnego pochodzenia w aspekcie profilaktyki osteoporozy badania In vivo w warunkach hipoalimentacji wapniowej, z wykorzystaniem modelu samicy rosnącej oraz owariektomizowanej samicy dojrzałej /szczur rasy Wistar/, okres realizacji 2011-2015). Badania dotyczące żywności funkcjonalnej obejmują także ocenę wiedzy i preferencji konsumentów w odniesieniu do tego rodzaju żywności. Wyniki tych badań ukazały się w postaci wielu publikacji oraz były prezentowane zarówno na krajowych, jak i zagranicznych konferencjach naukowych. Począwszy od 2006 roku prowadzone przeze mnie badania koncentrują się także na ocenie zawartości w warzywach (szczególnie kapustnych) związków o charakterze prozdrowotnym (witamina C, β-karoten, związki fenolowe, glukozynolany) oraz wpływu różnych metod obróbki hydrotermicznej na poziom tych składników. Ponadto uczestniczyłem w badaniach dotyczących zawartości związków przeciwutleniających w różnych warzywach kapustnych oraz ich aktywności antyoksydacyjnej w zależności od miejsca uprawy. Prowadzę również intensywne badania nad wpływem obróbki hydrotermicznej/kulinarnej na wartość odżywczą, zawartość składników nieodżywczych o właściwościach prozdrowotnych oraz aktywność antyoksydacyjną innych surowców/produktów żywnościowych pochodzenia roślinnego, m.in. nasion roślin strączkowych czy produktów zbożowych. 28

Kolejny realizowany przeze mnie obszar badawczy związany jest z analizą zawartości w żywności pochodzenia roślinnego składników mineralnych oraz zanieczyszczeń chemicznych takich jak azotany(iii), azotany(v), metale ciężkie, jak również oceną wpływu wybranych czynników (m.in. przechowywanie, warunki klimatyczno-glebowe, termin zbioru, procesy hydrotermiczne lub kulinarne) na ich poziom. Od początku pracy zawodowej włączyłem się aktywnie w badania naukowe prowadzone w ramach działalności statutowej Katedry Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji oraz Katedry Analizy i Oceny Jakości Żywności. Dotyczyły one przede wszystkim oceny sposobu żywienia różnych grup ludności, m.in. wrażliwych na niedobory pokarmowe, o różnych zwyczajach żywieniowych, a także o różnym poziomie wiedzy żywieniowej. Ponadto uczestniczę w badaniach dotyczących monitoringu jakości produktów żywnościowych oraz we wdrażaniu metod analitycznych. Pięć opracowanych i zwalidowanych przeze mnie metod badawczych w roku 2012 otrzymało akredytację PCA. Obecnie (w ramach współpracy z Katedrą Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji oraz Katedrą Żywienia Człowieka) uczestniczę także w badaniach dotyczących jakości i przydatności technologicznej jaj konwencjonalnych, ekologicznych i nutraceutycznych (w tym wzbogacanych w sprzężone trieny kwasu linolenowego) oraz ich właściwości prozdrowotnych (weryfikacja w badaniach in vivo). We współpracy z Katedrą Higieny i Technologii Środków Spożywczych na Uniwersytecie Weterynaryjnym i Nauk Farmaceutycznych w Brnie (Czechy) realizowałem badania na temat wpływu różnych dodatków i zastosowanych procesów na cechy ciasta i właściwości wypiekowe pieczywa. W efekcie tych działań ukazała się publikacja (C.1.10). Celem tych badań była ocena wpływu różnych soli na parametry reologiczne ciasta i charakterystykę cech wypiekowych ciasta. Badania wykazały istotny wpływ na badane właściwości ma zastosowany typ soli, stężenie soli i czas fermentacji. Uzyskane wyniki wskazują, że nawet niewielkie zmiany stężenia soli mogą powodować zauważalne zmiany w charakterystyce ciasta. Bazując na swojej wiedzy i doświadczeniu z zakresu analityki chemicznej, podjąłem się opieki w charakterze promotora pomocniczego nad doktorantem Panią mgr inż. Anna Stepień, realizującą swoją pracę pod kierunkiem dr hab. Mariusza Witczaka w Katedrze Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego naszego Wydziału. Studentka podjęła badania na temat oceny wpływu modyfikacji (utlenianie, acetylacja i ich połączenie) na właściwości sorpcyjne skrobi ziemniaczanej. Wstępnym efektem tych prac była publikacja naukowa (C.2.23). Obrona pracy doktorskiej miała miejsce w dniu 6 marca 2019 r. 29

5.1. Omówienie głównych kierunków badań Główne kierunki moich zainteresowań naukowych i prowadzonych badań dotyczą zagadnień związanych z: Grupa tematyczna 1. Żywnością funkcjonalną, w tym występowanie i charakterystyka bioaktywnych składników żywności, ze szczególnym uwzględnieniem włókna pokarmowego oraz związków o właściwościach przeciwutleniających, a także biologiczną weryfikacja ich działania w badaniach in vivo; Grupa tematyczna 2. Wpływem obróbki hydrotermicznej/kulinarnej na skład chemiczny i właściwości prozdrowotne żywności; Grupa tematyczna 3. Zanieczyszczeniami chemicznymi żywności ze szczególnym uwzględnieniem azotanów(iii) i azotanów(v) oraz metali ciężkich; Grupa tematyczna 4. Oceną sposobu żywienia oraz stanu odżywienia różnych grup ludności, a także poziomu wiedzy na temat zasad zdrowego żywienia; Grupa tematyczna 5. Opracowaniem i walidacją metod badawczych stosowanych w analityce żywności. 5.2. Omówienie prac w grupach tematycznych Grupa tematyczna 1 Żywność funkcjonalna, w tym występowanie i charakterystyka bioaktywnych składników żywności, ze szczególnym uwzględnieniem włókna pokarmowego oraz związków o właściwościach przeciwutleniających, a także biologiczną weryfikacja ich działania w badaniach in vivo Tematykę badawczą związaną z żywnością funkcjonalną, szczególnie zawierającą fruktany podjąłem przed i bezpośrednio po zatrudnieniu w Katedrze Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji. W poszukiwaniu nowych źródeł tych związków zainteresowałem się bulwami topinamburu (Helianthus tuberosus L.). Badania z tego zakresu dotyczyły głównie składu chemicznego bulw, a także możliwości wykorzystania tej rośliny do produkcji żywności funkcjonalnej. Prowadzone badania z tego zakresu oraz zdobyte doświadczenia zaowocowały aplikowaniem, a następnie realizacją grantu promotorskiego KBN Próba wykorzystania bulw topinamburu (Helianthus tuberosus L.) do otrzymywania soków owocowych finansowanego w latach 2003/2004 i przygotowaniem rozprawy doktorskiej. Jej przedmiotem była ocena wartości odżywczej oraz możliwości zastosowania bulw topinamburu jako dodatku do soków owocowych. Materiał badawczy stanowiła pulpa z bulw topinamburu odmian Albik i Rubik (wpisane do rejestru polskich odmian w 1998 roku) oraz - dla porównania- handlowe preparaty fruktanów. W pracy dokonałem charakterystyki bulw topinamburu oraz oceny jakości soków wytworzonych z ich udziałem 30

(m.in. ocena sensoryczna, skład chemiczny). Głównym składnikiem suchej masy bulw były węglowodany, a największą ich część stanowiły fruktany. W przeprowadzonych badaniach nie stwierdzono jednak statystycznie istotnych różnic zawartości tego składnika w bulwach w zależności od odmiany, natomiast termin zbioru miał istotny wpływ na zawartość włókna pokarmowego. Bulwy zbierane po zimowym przechowywaniu w glebie zawierały około 20% więcej błonnika niż bulwy zbierane jesienią. W tych badaniach zwrócono po raz pierwszy uwagę także na zawartość w bulwach topinamburu związków o charakterze przeciwutleniającym tj. witaminy C i związków fenolowych. Wykazano, że bulwy mogą też być dobrym źródłem przeciwutleniaczy. W badaniach tych stwierdzono, że z uwagi na wysoką zawartość fruktanów bulwy pochodzące ze zbiorów jesiennych stanowiłyby cenniejszy surowiec do produkcji żywności funkcjonalnej (B.1.1; B.1.3; C.2.1; C.2.2; C.2.7). Kompozycje soków owocowych: wiśniowego i z czarnej porzeczki z dodatkiem preparatów fruktanów uzyskały zbliżoną ocenę organoleptyczną do kompozycji z udziałem soków z bulw topinamburu, co wskazywało na możliwość zastosowania soku z bulw topinamburu (szczególnie zbieranych jesienią) jako tańszego źródła inuliny i fruktooligosacharydów (B.1.4; B.2.1; B.3.1). Rezultaty badań były prezentowane także na wielu międzynarodowych i krajowych konferencjach oraz sympozjach naukowych (B.3.1; B.4.1; B.4.2; B.4.3; B.4.4; C.2.1; C.2.2; C.2.7). Rozważania dotyczące wykorzystanie bulw odmiany Albik do produkcji żywności funkcjonalnej były kontynuowane przeze mnie także w dalszych latach pracy. Zdobyte doświadczenia oraz zainteresowania badawcze dotyczące topinamburu i fruktanów zaowocowały uczestnictwem w latach 2011 2015 w grancie NCN Ocena wybranych funkcjonalnych właściwości produktu wzbogaconego we fruktany różnego pochodzenia w aspekcie profilaktyki osteoporozy - badania in vivo w warunkach hipoalimentacji wapniowej, z wykorzystaniem modelu samicy rosnącej oraz owariektomizowanej samicy dojrzałej (szczur rasy Wistar). Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że stabilność fruktanów w matrycy owocowej była największa w przypadku topinamburu (C.1.6; C.2.12). Istotną kwestię stanowiło potwierdzenie, że zaproponowany produkt będzie akceptowalny sensorycznie i bezpieczny pod względem mikrobiologicznym. Celem badań było zweryfikowanie hipotezy badawczej, iż sorbet owocowy z udziałem surowców stanowiących źródło fruktanów, w warunkach niedoboru wapnia w diecie, oddziałuje pozytywnie na wybrane aspekty metabolizmu wapnia (C.1.12; C.4.6; C.4.7). Wyniki uzyskane w ramach realizacji tego projektu były również prezentowane podczas konferencji zagranicznych oraz krajowych (C.4.4; C.4.5; C.4.6; C.6.11; C.6.17; C.6.18; C.6.24). W obszarze moich zainteresowań żywnością funkcjonalną i właściwościami prozdrowotnymi surowców roślinnych jest także owoc granatu. W tym wypadku prace prowadzone we współpracy z Katedrą Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji oraz Katedrą Żywienia Człowieka mojego Wydziału koncentrowały się na możliwości wykorzystania oleju z jego nasion do wzbogacania paszy 31

dla niosek w celu modyfikacji składu chemicznego jaj, w tym szczególnie frakcji lipidowej żółtka. Postanowiono zweryfikować, na modelu zwierzęcym, oddziaływanie otrzymanych jaj na wybrane aspekty metabolizmu wapnia. Celem pierwszego doświadczenia było określenie wpływu wzbogaconych w sprzężone trieny kwasu linolenowego (CLnA) jaj na wybrane parametry kości udowej u myszy ApoE/ LDLR-/-. Stwierdzono, że 8-tygodniowe podawanie diety z dodatkiem liofilizatu żółtek jaj wzbogaconych w izomery sprzężonego kwasu linolenowego nie wpłynęło na zmianę masy ciała myszy oraz na masę i długość ich kości udowych. Dodatek do diety żółtek jaj wzbogaconych w CLnA, jak również oleju z nasion granatu nie miał również znaczącego wpływu na wytrzymałość mechaniczną kości oraz zawartość w nich wapnia (C.2.11). Celem drugiego doświadczenia było określenie wpływu diety niskowęglowodanowej i wysokobiałkowej (LCHP) na przyrosty masy ciała, jak również wytrzymałość kości i zawartość w nich wapnia u szczurów szczepu Wistar. Wykazano, że dieta LCHP nie miała istotnego wpływu na poziom wapnia kości zwierząt doświadczalnych. Wytrzymałość kości była istotnie statystycznie niższa w grupie otrzymującej dietę LCHP (C.2.15). Wyniki uzyskane w ramach realizacji tych badań były również prezentowane podczas konferencji zagranicznych oraz krajowych (C.6.9; C.6.10; C.6.15; C.6.16). Grupa tematyczna 2 Wpływ obróbki hydrotermicznej/kulinarnej na skład chemiczny i właściwości prozdrowotne żywności W ramach badań koncentrowałem się nie tylko nad charakterystyką związków bioaktywnych zawartych w warzywach surowych, ale także tych poddanych obróbce hydrotermicznej. Jest to o tyle istotne, że żywność przeznaczona do spożycia ma często formę przetworzoną. W badaniach dotyczących warzyw kapustnych celem była ocena wpływu technologicznej metody przetwarzania (blanszowania, gotowania i zamrażania) na zawartość suchej masy, białka, tłuszczu, popiołu, związków mineralnych oraz błonnika pokarmowego. Materiałem badawczym był kalafior o róży białej i kalafior zielony typu Romanesco. Stwierdzono, że metoda przetwarzania znacząco wpływa na stężenia wszystkich składników odżywczych i błonnika pokarmowego. Głównym czynnikiem decydującym o wielkości strat składników odżywczych wydaje się okres narażenia na wyługowanie wodą. Wyniki wskazują, że gotowanie surowego kalafiora powoduje mniejsze straty składników odżywczych niż gotowanie warzywa po wcześniejszym jego zamrożeniu (C.1.4). Kontynuując badania dotyczące powyższego tematu zainteresowałem się m.in. nasionami roślin strączkowych. W badaniach dotyczących zawartości związków o właściwościach prozdrowotnych takich jak błonnik pokarmowy czy związki fenolowe, a także aktywność antyoksydacyjna nasion roślin strączkowych wykazano, że moczenie i gotowanie nasion (fasoli, soi) wpłynęło na wzrost poziomu związków fenolowych w suchej masie. 32

Bardziej korzystnym sposobem moczenia nasion fasoli było zastosowanie metody na gorąco tj. zastosowanie wody o początkowej temperaturze ok. 96 o C. Ponadto gotowanie nasion soi i fasoli z wykorzystaniem trzonu indukcyjnego pozwala na zachowanie większej ilości błonnika pokarmowego, związków fenolowych i aktywności przeciwutleniającej nasion w porównaniu do obróbki termicznej w aparacie mikrofalowym. Wyżej opisany sposób moczenia, a następnie gotowania był także korzystniejszy w kontekście wartości odżywczej nasion w porównaniu do tradycyjnego 12-godzinnego moczenia w wodzie o temperaturze pokojowej oraz gotowania mikrofalowego (C.2.5; C.2.8). Równocześnie rozpocząłem także badania nad wpływem procesów technologicznych w tym obróbki hydrotermicznej na zawartość składników odżywczych i bioaktywnych w wybranych produktach zbożowych dostępnych na polskim rynku takich jak ryż i kasze. Na podstawie wyników badań stwierdzono, że straty suchej masy były najwyższe podczas gotowania tych surowców metodą na sypko (najmniejszy stosunek wody do surowca). Zawartość białka była istotnie zróżnicowana w zależności od rodzaju surowca. Największe zmniejszenie zawartości tego składnika pod wpływem zabiegów hydrotermicznych wykazano w kaszach gryczanych, najmniejsze natomiast w ryżu. W wyniku zastosowania procesu gotowania kasz i ryżu, niezależnie od sposobu, nastąpiło istotne zmniejszenie zawartości tłuszczu oraz związków mineralnych w postaci popiołu. Największą redukcję poziomu tych składników stwierdzono w ryżu (szczególnie pozbawionym łuski typu biały basmati). Zawartość błonnika pokarmowego uległa istotnemu zmniejszeniu pod wpływem obróbki hydrotermicznej. Zabiegi hydrotermiczne, szczególnie z wykorzystaniem największych ilości wody (metoda na gęsto), powodowały istotne zmniejszenie zawartości związków fenolowych, które w kaszach jęczmiennych i gryczanych przekraczało 50 % wyjściowej ilości tych składników. Zastosowane procesy obróbki kulinarnej w większości przypadków wpłynęły na obniżenie aktywności antyoksydacyjnej kasz gotowych do spożycia w stosunku do produktu surowego (C.2.14; C.2.21). W innych badaniach z zakresu występowania składników bioaktywnych w przetworach zbożowych materiałem badawczym były gotowe do spożycia, znajdujące się w handlu detalicznym, produkty takie jak płatki: żytnie, pszenne, owsiane, jęczmienne; otręby: pszenne, żytnie, owsiane i pszenno-owsiane z żurawiną; zarodki: pszenne, żytnie, pszenżytnie oraz orkiszowe. Wykazano, że spośród wszystkich przebadanych produktów najlepszym źródłem błonnika pokarmowego były otręby pszenne i żytnie. Zarodki zbożowe (szczególnie pszenicy orkiszowej) odznaczały się najwyższą aktywnością antyutleniającą oraz najwyższą zawartością cynku i związków fenolowych (C.2.23). W badaniach dotyczących produktów zbożowych o podwyższonej zawartości tłuszczu śledzono powstawanie 3-monochloropropano-1,2-diolu (3-MCPD) i jego estrów w siedmiu modelach zawierających maki: gryki, kukurydzy, prosa, owsa, ryżu, pszenicy. Na podstawie eksperymentu stwierdzono istotny wpływ białka i niektórych składników mineralnych 33

(Mg, Fe, Cu, Zn) na poziom wolnego 3-MCPD. W przypadku estrów 3-MCPD wysoka zawartość tłuszczu w próbkach sprzyjała powstawaniu estrów, ale zaobserwowano także działanie hamujące sodu. Wyniki eksperymentu sugerują, że stosowanie mąk bogatych w składniki mineralne, takich jak mąka gryczana i mąka owsiana w obróbce cieplnej wraz z lipidami, może prowadzić do zwiększonego powstawania 3-MCPD i jego estrów (C.1.9). Grupa tematyczna 3 Zanieczyszczenia chemiczne żywności ze szczególnym uwzględnieniem azotanów(iii) i azotanów(v) oraz metali ciężkich Ważnym obszarem badawczym związanym w żywnością pochodzenia roślinnego jest analiza zanieczyszczeń chemicznych takich jak azotany(iii), azotany(v), metale ciężkie, jak również oceną wpływu wybranych czynników (m.in. przechowywanie, warunki klimatyczno-glebowe, termin zbioru, procesy hydrotermiczne lub kulinarne) na ich poziom. Wraz z badaniami dotyczącymi wpływu obróbki hydrotermicznej na zachowanie składników odżywczych w warzywach kapustnych będące przedmiotem mojego zainteresowania ze względu na zawartość m.in. przeciwutleniaczy oraz innych składników bioaktywnych oceniono także ten surowiec pod katem zawartości w nich azotanów(v) i (III) (C.2.3). Do innych prac z tego zakresu należą badania dotyczące poziomu metali ciężkich i innych pierwiastków w warzywach w zależności od miejsc uprawy (tereny uprzemysłowione i wolne od emisji przemysłowych). W tym przypadku wykazano, że warzywa kapustne uprawiane na obszarach wokół zakładu przemysłowego (huty) charakteryzowały się alarmująco wysoką zawartością ołowiu w stosunku do tych z upraw ekologicznych. Nie stwierdzono natomiast jednoznacznie, że miejsce uprawy warzyw determinowało istotnie zawartość w nich kadmu. Wyniki te skorelowane z zawartością wybranych składników mineralnych. Warzywa różnych gatunków uprawiane w gospodarstwach ekologicznych zawierały w większości przypadków znacznie wyższe lub podobne ilości wapnia, magnezu, miedzi, cynku i żelaza w porównaniu z gospodarstwami znajdującymi się w najbliższym sąsiedztwie hut (C.1.2; C.1.3; C.4.1). Badania dotyczące tego tematu były prezentowane również na licznych konferencjach naukowych (C.6.4; C.6.6; C.6.19; C.6.20; C.6.21). 34

Grupa tematyczna 4 Ocena sposobu żywienia oraz stanu odżywienia różnych grup ludności, a także poziomu wiedzy na temat zasad zdrowego żywienia Od początku pracy zawodowej włączyłem się aktywnie w badania naukowe prowadzone w ramach działalności statutowej Katedry Technologii Gastronomicznej i Konsumpcji. Dotyczyły one przede wszystkim oceny sposobu żywienia grup ludności w tym wrażliwych na niedobory pokarmowe. Pierwszą badaną grupą była młodzież szkolna w wieku 15-18 lat. Ocena sposobu żywienia różnych grup ludności obejmowała zarówno badania ankietowe (wywiad 24-godzinny), jak również analizę raportów magazynowych i określenie spożycia poszczególnych składników z zastosowaniem programów komputerowych, a także punktową ocenę jadłospisów. Analizowano pobranie wybranych składników mineralnych oraz witamin (C.2.9; C.23.10). W następnych latach nadal kontynuowałem badania ankietowe, koncentrując się tym razem na wiedzy i preferencji konsumentów z rożnych grup społecznych na temat żywności funkcjonalnej (C.2.13; C.2.18; C.2.19; C.2.20). Bazując na swojej wiedzy i doświadczeniu głównie z zakresu przeciwutleniaczy oraz wpływu obróbki hydrotermicznej na wartość odżywczą i zawartość składników bioaktywnych w żywności uczestniczę w projekcie B+R (NCBiR POIR.01.01.01-00-0098/17, realizacja w latach 2018-2020). W ramach tego projektu pełnie funkcję kierownika zadania i kieruję kilkuosobowym zespołem badawczym prowadzącym badania naukowe, mające na celu opracowanie innowacyjnego sposobu eliminacji konserwantów z procesu produkcji wyrobów garmażeryjnych z jednoczesnym przedłużeniem ich przydatności do spożycia. Grupa tematyczna 5 Opracowanie i walidacja metod badawczych stosowanych w analityce żywności We współpracy z Katedrą Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych mojego macierzystego Wydziału podjąłem tematykę opracowania metody ekstrakcji tłuszczu z serów. W badaniach porównywano ekstrakcję rozpuszczalnikiem i za pomocą CO2 w stanie nadkrytycznym (SC CO2) w kontekście oznaczania zawartość sprzężonego kwasu linolowego (CLA) w dziesięciu różnych rodzajach sera. Zawartość CLA oznaczano metodą GC po estryfikacji tłuszczu. Zawartość CLA w serach wynosiła od 0,44% do 1,31%, gdy stosowano ekstrakcję rozpuszczalnikiem, i od 0,55% do 1,30%, gdy stosowano ekstrakcję SC CO2. Metoda ekstrakcji tłuszczu nie miała wpływu na zawartość CLA w 3 próbkach sera. Znacznie wyższą zawartość CLA po ekstrakcji CO2 uzyskano tylko w 1 próbce sera, podczas gdy w 6 próbkach ilość CLA po ekstrakcji rozpuszczalnikiem była znacznie wyższa niż po ekstrakcji przy użyciu SC CO2. Na podstawie uzyskanych wyników nie stwierdzono jednoznacznego wpływu metody ekstrakcji na zawartość CLA w serach (C.1.1). 35

W ramach tej grupy tematycznej podjąłem się także opracowania i zwalidowania metody Dumasa, służącej do oznaczania azotu całkowitego. Jako metodę odniesienia zastosowałem metodę Kiejdahla. Materiał badawczy stanowiły produkty spożywcze pochodzenia zwierzęcego i roślinnego (mięso królicze i wołowe, kalafior i ziarno owsa) oraz materiał referencyjny. Zawartość azotu określona metodą Dumasa była porównywalna z wartościami oznaczonymi metodą odwoławczą Kiejdahla, a wartość odzysku dla wszystkich materiałów mieściła się w prawidłowym zakresie (C.2.4). W zakresie moich zainteresowań pozostaje także mleko i jego przetwory. Dlatego podjąłem się zadania opracowania i walidacji metody oznaczania zawartości białka w mleku pełnym lub częściowo odtłuszczonym opartej na spektrofotometrii w podczerwieni z transformatą Fouriera (FTIR) z wykorzystaniem urządzenia MilkoScan FT 120 firmy FOSS. Podstawowy materiał badawczy stanowiło mleko krowie oraz mleko wzorcowe. Przeprowadzone sprawdzenie udowodniło wiarygodność tej metody analitycznej i wykazało, że spełniona ona wymagania dotyczące zakładanych kryteriów (C.2.6). 36