Potencjał produktów ogrodniczych w projektowaniu innowacyjnej żywności specjalnego przeznaczenia Dorota Konopacka Instytut Ogrodnictwa w Skierniewicach Zakład Przechowalnictwa i Przetwórstwa Owoców i Warzyw
Plan wykładu Udział produktów ogrodniczych w rynku żywności Produkcja i przetwórstwo owoców i warzyw a strategia rozwoju gospodarki Rola produktów ogrodniczych w aktualnych zaleceniach żywieniowych Żywność specjalnego przeznaczenia Potencjał prozdrowotny fitozwiązków Źródła fitozwiązków w produktach ogrodniczych super owoce i super warzywa produkty pszczele nie tylko owoce i warzywa produkty uboczne przetwórstwa Podsumowanie
Polski sektor spożywczy > 20% wartości sprzedaży przemysłu krajowego 16 tys. podmiotów gospodarczych fot: www.gospodarz.pl 402 tys. zatrudnionych > 6% wartości sprzedaży PKB wg Marzeny Trajer, ARR, 2017. Sytuacja producentów owoców i warzyw działania podejmowane na rzecz regulacji i wsparcia sektora owoców i warzyw
Udział branż w sektorze spożywczym* przetwórstwo mięsa ok. 26% branża mleczarska ok. 11% branża napojów alkoholowych ok. 10% branża tytoniowa ok. 8% branża owocowo-warzywna ok. 6% branża piekarska ok. 6% 2015 * wg wartości produkcji sprzedanej wg Marzeny Trajer, ARR, 2017. Sytuacja producentów owoców i warzyw działania podejmowane na rzecz regulacji i wsparcia sektora owoców i warzyw
Polski przemysł spożywczy udział w UE 9% (6. miejsce) produkcja mleka i przetworów mleczarskich 8,2% (4. miejsce) przemysł mięsny 10,4% (5. miejsce) przemysł owocowo-warzywny 10,5% (6. miejsce) produkcja napojów alkoholowych (9,8%) przemysł piekarski i ciastkarski (6,3%) wg Marzeny Trajer, ARR, 2017. Sytuacja producentów owoców i warzyw działania podejmowane na rzecz regulacji i wsparcia sektora owoców i warzyw
Sektor żywności wysokiej jakości został zaliczony do listy 10 sektorów strategicznych które mają szanse stać się przyszłymi motorami polskiej gospodarki Strategia na rzecz odpowiedzialnego rozwoju (SOR) przyjęta przez Radę Ministrów 14 lutego 2017 r. wg. Wanda Klepacka, Z-ca dyrektora Departamentu Strategii, Analiz i Rozwoju MRiRW, 2017
Kluczowe kierunki i branże produkcji i przetwórstwa żywności Projekty strategiczne: Ramowy Plan Działań dla Żywności i Rolnictwa Ekologicznego na lata 2014-2020 - rozwój rolnictwa ekologicznego oraz rynku żywności ekologicznej. Projekty rozwoju branż - projekty dedykowane poszczególnym branżom spójne z Programem Rozwoju Głównych Rynków Rolnych w Polsce na lata 2016-2020. Lista projektów będzie na bieżąco weryfikowana w kolejnych latach. Obecnie zostały przygotowane projekty: (i) Innowacyjne przetwory owocowo-warzywne; (ii) Polska wieprzowina; (iii) Polska wołowina (iv) Polska jagnięcina i baranina (v) Drobiarstwo Mleczarstwo Przemysł zbożowy Strategia na rzecz odpowiedzialnego rozwoju (SOR) przyjęta przez Radę Ministrów 14 lutego 2017 r. wg. Wanda Klepacka, Z-ca dyrektora Departamentu Strategii, Analiz i Rozwoju MRiRW, 2017
Innowacyjne przetwory owocowo-warzywne Celem projektu jest zwiększenie intencjonalnego spożycia produktów owocowych lub warzywnych w oparciu o informacje dotyczące ich właściwości prozdrowotnych i żywieniowych. Projekt zakłada rozwinięcie segmentu rynku przetworzonych produktów owocowo-warzywnych, dedykowanych określonym grupom społecznym (np. osobom starszym) wytwarzanych z wykorzystaniem zaawansowanych lub innowacyjnych technik produkcyjnych (jak np. ultradźwięki). Strategia na rzecz odpowiedzialnego rozwoju (SOR) przyjęta przez Radę Ministrów 14 lutego 2017 r. wg. Wanda Klepacka, Z-ca dyrektora Departamentu Strategii, Analiz i Rozwoju MRiRW, 2017
Spożycie warzyw i owoców, a SOR - dlaczego to takie ważne? POTWIERDZONE Nadciśnienie tętnicze Niedokrwienie serca (ChNS) Udar mózgu PRAWDOPODOBNE Nowotwory Otyłość Cukrzyca t. II MOŻLIWE Astma i POCHP AMD i zaćma Otępienie Osteoporoza RZS Boeing H., Bechthold A., Bub A. et al. (2012) Critical review: vegetables and fruit in the prevention of chronic disease. Eur J Nutr. 51, 637-663.
Instytut Żywności i Żywienia zaleca aby warzywa i owoce stanowiły 50% dziennego spożycia, IŻŻ, 2016). Owoce i warzywa w świetle rekomendacji WHO i IŻŻ Według Światowej Organizacji Zdrowia dzienne spożycie owoców i warzyw powinno być nie mniejsze niż 400 g (WHO, 2003).
Instytut Ogrodnictwa - znaczenie dla produkcji O&W Produkty 1951 2016* Owoce 480 tys. ton 4110 tys. ton Warzywa 2250 tys. ton 5080 tys. ton *Prognoza IERiGŻ-PIB
Rola Instytutu Ogrodnictwa w rozwoju sektora żywności wysokiej jakości rozpowszechnianie i ścisła kontrola produkcji ekologicznej i zintegrowanej, ochrona konsumenta poprzez analizę pozostałości po ochronie roślin, skażenie mikrobiologiczne, ocenę autentyczności przetworzonych produktów, badania i rozpowszechnianie nowych technologii produkcji/przechowywania / przetwarzania, tworzenie innowacyjnych i kompleksowych technologii w celu opracowania wysokiej jakości innowacyjnych produktów z owoców i warzyw.
Żywność funkcjonalna. to każda żywność, która na skutek obecności składników biologicznie czynnych (własnych lub dodanych) i/lub usunięcia składników antyżywieniowych, wywiera pozytywny i potwierdzony przez medyczne badania kliniczne wpływ na zdrowie człowieka, jego sprawność fizyczną i stan umysłu. wg. Prof. K. Krygiera, SGGW
Żywność funkcjonalna a produkty ogrodnicze (EFSA Journal 2012;10(6):2712). W 2013 roku decyzją UE ogłoszono, że spożywanie 100g śliwek kalifornijskich pomaga zachować prawidłowe funkcjonowanie jelit. Oznacza to, że śliwki suszone są jedynym naturalnym suszonym owocem, posiadającym autoryzowane oświadczenie zdrowotne w Europie. Oświadczenie zdrowotne: suszone śliwki kalifornijskie pomagają zachować prawidłowe funkcjonowanie jelit.
Żywność funkcjonalna a produkty ogrodnicze Oświadczenie zdrowotne: Orzechy włoskie przyczyniają się do poprawy elastyczności naczyń krwionośnych. Oświadczenie może być użyte jedynie dla żywności która dostarcza przy codziennym spożyciu 30 g orzechów. Zastosowanie tego oświadczenia wymaga poinformowania konsumentów, że korzystny efekt może być osiągnięty przy codziennym spożyciu 30 g orzechów.
Grupy żywności funkcjonalnej Grupa I produkty, które są naturalnie bogate w składniki prozdrowotne np. marchew, czarna porzeczka. Grupa II to żywność, do której dodano jeden składnik lub kilka składników prozdrowotnych np. jest to margaryna z roślinnymi stanolami, czy produkty mleczne z probiotykami i/lub prebiotykami. Grupa III znajdują się artykuły spożywcze, w których zwiększono dostępność prozdrowotnych składników np. dodatek inuliny zwiększa dostępność wapnia. Grupa IV - żywność z której usunięto składniki antyżywieniowe np. ryż z usuniętymi alergenami
Klasyfikacja żywności funkcjonalnej Według oddziaływania na organizm człowieka 1. Produkty wpływające istotnie na zdrowie człowieka hamowanie rozwoju chorób cywilizacyjnych oddziaływanie lecznicze opóźnianie procesów życiowych 2. Produkty wpływające wydolność fizjologiczną organizmu ułatwienie wykonywania wysiłku fizycznego zapewnienie wzmożonej wydolności umysłowej łagodzenie stresu oraz lepsza regeneracja organizmu 3. Żywność specjalna i dietetyczna dla: osób z nietolerancjami i zaburzeniami metabolizmu dzieci, niemowląt, kobiet w ciąży i karmiących 4. Produkty kształtujące dobrostan dzięki: poprawie nastroju i percepcji polepszeniu samopoczucia psychicznego dodanie związków psychoaktywnych, prekursorów neuromediatorów Żywność nowej generacji żywność bioaktywna, I. Kapusta, Sandomierz, 28.08.2018
Środki spożywcze specjalnego przeznaczenia żywieniowego... środek spożywczy, który ze względu na specjalny skład lub sposób przygotowania wyraźnie różni się od środków spożywczych powszechnie spożywanych i zgodnie z informacją zamieszczoną na opakowaniu jest wprowadzany do obrotu z przeznaczeniem do zaspokajania szczególnych potrzeb żywieniowych: - osób, których procesy trawienia i metabolizmu są zachwiane lub osób, które ze względu na specjalny stan fizjologiczny mogą odnieść szczególne korzyści z kontrolowanego spożycia określonych substancji zawartych w żywności - taki środek spożywczy może być określany jako dietetyczny, - zdrowych niemowląt i małych dzieci w wieku od roku do 3 lat. Ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 roku o Bezpieczeństwie żywności i żywienia (Dz. U. z 2010 r. Nr 136, poz. 914), art. 3 ust. 1 pkt 44 Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 16 września 2010 r. w sprawie środków spożywczych specjalnego przeznaczenia żywieniowego, wydane na podstawie art. 26 ust. 1 i ust. 2 pkt 3 ustawy o bezpieczeństwie żywności i żywienia.
Korzyści ze spożywania owoców i warzyw Plakat propagujący korzyści płynące z jedzenia owoców i warzyw. Kampania społeczna 6 om dagen zainicjowana w 2007 roku w Danii, współfinansowa na przez Ministerstwo Zdrowia.
Potencjał prozdrowotny fitozwiązków Produkty Fitozwiązki Możliwe korzyści zdrowotne Truskawki i nne czerwone owoce, czerwone wino, borówki amerykańskie Czerwone wino, sok winogronowy, ekstrakty z winogron, kakao, orzeszki ziemne Czosnek, cebula, pory, oliwki, szalotka Marchew, pomidory, inne pomarańczowe, żółte i czerwone owoce i warzywa Warzywa kapustne, takie jak brokuły i jarmuż, chrzan Zielona i czarna herbata, kakao Antocyjany (rodzaj flawonoidów) Proantocyjanidyny, resweratrol Siarczki, tiole Karotenoidy, takie jak likopen i betakaroten Izotiocyjaniany (sulforafan) Katechiny, epikatechiny (rodzaje flawonoidów) Rozszerzanie naczyń krwionośnych, apoptoza komórek rakowych, poprawa wrażliwości na insulinę, działanie neuroprotekcyjne Hamowanie utleniania cholesterolu LDL i stanów zapalnych Zmniejszony poziom cholesterolu LDL, działanie przeciwnowotworowe Neutralizacja wolnych rodników powodujących uszkodzenie komórek Neutralizacja wolnych rodników, które powodują uszkodzenia komórek i ochrona przed niektórymi rodzajami raka Rozszerzenie naczyń krwionośnych, poprawa przepływu krwi do mózgu, zwiększona wrażliwość na insulinę Źródło: (Webb, 2013; http://www.todaysdietitian.com/newarchives/090313p70.shtml)
Wartość odżywcza buraka ćwikłowego Szczególne właściwości zdrowotne buraka czerwonego : silne właściwości przeciwzapalne (barwniki betaninowe), sprzyja usuwaniu toksyn z organizmu (cholina), pomaga utrzymać niski poziom cukru we krwi (błonnik), Znaczące źródło azotanów, wspomagających procesy oddychania (szczególnie doceniane przez kulturystów ze względu na zdolność zapobiegania stresu oksydacyjnego w czasie treningów) Możliwość projektowania produktów probiotycznych - fermentacja spontaniczna - fermentacja z kulturą starterową Lactobacilli - z soku wzbogacanego polifenolami * Minimalna zawartość LAB w produkcie probiotycznym: 10 6 CFU/mL, FAO/WHO, 2002
Przykłady innowacyjnych produktów Dni Otwarte Bejo Zaden, Warmenhuizen, Holandia, 27.09-1.10 2016 r Daniëlle Brui, Marketing & Communication advisor, Bejo Zaden, the Netherlands
Potencjał produktów ogrodniczych Zbyt małe spożycie błonnika Błonnik<20 g Kolonoskopia to najskuteczniejszy sposób wykrywania raka jelita grubego a może garstka malin?
Potencjał produktów ogrodniczych Gatunek Woda (g/100 g) Energia (kcal) Węglowodany (g/100 g) Błonnik (%) Wit. C mg/100 g Antocyjany mg/100 g Magnez mg/100 g Potas mg/100 g Truskawka 90 28 7,2 1,8 50 20-50 13 153 Malina 84 55 11,0 6,5 26 10-60 22 151 Porzeczka czarna 78 63 15 7,9 181 130-400 24 322 Porzeczka kolorowa 83 56 14 4,3 41 80-400 12 275 Borówka wysoka 84 57 14,5 2,4 10 100-200 6 77 Wiśnia 85 47 12 3,0 10 80-300 9 173 Aronia 80 47 10 5,4 20 200-1000 20 158
Nowe gatunki i odmiany roślin Dereń jadalny Z uwzględnieniem potrzeb produkcji ekologicznej oraz na potrzeby przemysłu Dzika róża Świdośliwa Rokitnik Jagoda kamczacka Badania finansowane przez MRiRW. Program wieloletni 2015-2010
Na przykład świdośliwa Owoce świdośliwy (Amelanchier) to bardzo cenny surowiec dla przetwórstwa. Cechą szczególną owoców tego gatunku jest wysoka zawartość składników bioaktywnych połączona z nietypową dla owoców wysoką proporcją ekstraktu do kwasowości, co stanowi unikalną możliwość ich wykorzystania jako naturalnego składnika łagodzącego kwaśny smak innych przetworów z owoców. Konopacka i in. 2017. Świdośliwa - mało znany gatunek owoców, wstępna ocena przydatności dla przetwórstwa. Przemysł Fermentacyjny i Owocowo- Warzywny, 11/12: 4-11. lub 4, 6, 8-11.
mg/kg ś.m. Skład chemiczny owoców mrożonych i przecieru Cecha Prince William Smoky owoce przecier owoce przecier Ekstrakt [ Brix] 16,7 18,1 21,7 23,4 Kwasowość [% kw cytr] 0,293 0,315 0,632 0,701 Glukoza [mg/100 g] 55,5 62,3 71,6 79,7 Fruktoza [mg/100 g] 55,5 60,7 75,7 86,5 Sorbitol [mg/100 g] 8,9 8,8 8,8 10,0 Ekstrakt/kwasowość 56,4 57,4 34,5 33,4 4000 3500 3000 Surowiec Przecier ph < 4,5 2500 2000 pasteryzacja < 100 C 1500 1000 500 0 Prince William Smoky Rys. Sumaryczna zawartość barwników antocyjanowych w owocach i przecierach z badanych odmian świdośliwy
Walory smakowe i wartość prozdrowotna Pomimo różnic w zasobności w składniki odżywcze i bioaktywne analizowanych odmian, w obu przypadkach uzyskane z nich przeciery należy uznać za wartościowe źródło antyoksydantów. Wyprodukowane z nich przeciery charakteryzują się ładną intensywna barwą i łagodnym smakiem, i z powodzeniem mogą być rozpatrywane jako wartościowy surowiec dla przetwórstwa.
Przekąski suszone o wysokiej bioaktywności Świdośliwa + Jagoda kamczacka Badania finansowane przez MRiRW. Program wieloletni 2015-2010
Przekąski suszone o wysokiej bioaktywności
Produkty pszczele źródło antyoksydantów Ewa Waś ewa.was@inhort.pl Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich Pyłek Miód Pierzga Propolis
Obnóża pyłkowe Obnóża pyłkowe to naturalny pyłek kwiatowy zbierany przez pszczoły z roślin, przynoszony Obnóża pyłkowe stanowią pyłek kwiatowy zbierany przez pszczoły, które gromadzą go w zagłębieniach goleni trzeciej pary odnóży, w miejscu otoczonym długimi włoskami tworzącymi do ula w koszyczek. postaci ziaren Zbierany pyłku pyłek zwilżają zlepionych miodem w lub nektarem i zlepiają w grudki nazywane obnóżami. grudki (PN-R-78893,1996)
Ewa Waś ewa.was@inhort.pl Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich Pierzga pszczela Pierzga to pyłek kwiatowy zmagazynowany i zakonserwowany w komórkach plastra. Rozdrabniany i ubijany warstwami z dodatkiem nektaru lub miodu oraz wydzieliny gruczołów ślinowych. Zakonserwowany w wyniku naturalnej fermentacji mlekowej.
Ewa Waś ewa.was@inhort.pl Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich Składnik Podstawowy skład chemiczny obnóży pyłkowych (g/100 g s.m.) Badania innych autorów Badania własne Białko 10-40 22 (13 25) Tłuszcz 1-13 7 (3 11) Cukry 13-55 40 (29 48) Błonnik pokarmowy, pektyny 1-20 nie oznaczano Popiół 2-6 3 (2 4) Frakcja nieoznaczona 2-5 28
Zawartość związków aktywnych biologicznie w pyłku Grupa związków, zawartość Związki polifenolowe 1,6% Witaminy 0,7% Składniki mineralne 1,6% Związki aktywne w grupie flawonoidy (ponad 20), w tym pochodne glukozydowe kemferolu, kwercytyny i izoramnetyny; leukotrieny, katechiny i kwasy fenolowe, głównie kwas chlorogenowy rozpuszczalne w tłuszczach (prowitamina A, witaminy E i D) rozpuszczalne w wodzie (B1, B2, B6, C, kwasy: pantotenowy, nikotynowy i foliowy, biotyna, inozytol) makroelementy: wapń, fosfor, magnez, sód i potas mikroelementy: żelazo, miedź, cynk, mangan, krzem i selen Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich
Zawartość związków aktywnych biologicznie w pyłku Grupa związków Wolne aminokwasy Kwasy nukleinowe i nukleoproteidy Enzymy (ponad 100) Hormony Olejki eteryczne Regulatory wzrostu Związki aktywne w grupie prolina, kwas asparaginowy, arginina, kwas glutaminowy DNA, RNA i inne inwertaza, amylaza, katalaza, glukozooksydaza, fosfatazy, lipazy, esterazy neurohormon acetylocholina auksyny, gibereliny, kininy i inhibitory wzrostu Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich
Procentowy skład frakcji lipidowej w pyłku (Szczęsna, 2006) kwas linolenowy 43% Inne 9% kwas palmitynowy 28% kwas linolowy 14% kwas stearynowy 2% kwas oleinowy 4% Korzystna proporcja kwasów Omega-3 i Omega-6 Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich
Aktywność antyoksydacyjna [%] Porównanie aktywności antyoksydacyjnej [%] w produktach pszczelich Ewa Waś ewa.was@inhort.pl Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich propolis pyłek pierzga 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Całkowita zawartość związków fenolowych [mg/100g] Porównanie całkowitej zawartości związków fenolowych [mg/100 g] w produktach pszczelich Ewa Waś ewa.was@inhort.pl Zakład Pszczelnictwa w Puławach Laboratorium Badania Jakości Produktów Pszczelich propolis, pyłek pierzga 1200 1000 800 600 400 200 0
Waloryzacja produktów ubocznych z przetwórstwa Technologie przetwarzania wytłoków i skórek jabłkowych na wartościowe produkty Suche i płynne ekstrakty polifenolowe bogate w glikozydy kwercetyny jako suplementy o wysokiej aktywności antyoksydacyjnej. Wykorzystanie nasion z jabłek do produkcji oleju (15% zawartość tłuszczu) o składzie zbliżonym do oleju z pestek winogron. Produkcja suchych preparatów bogatych w triterpeny (kwas oleanolowy i ursolowy) o właściwościach anabolicznych oraz zmniejszających ryzyko cukrzycy typu II.
Waloryzacja produktów ubocznych z przetwórstwa Przykłady wykorzystania suchego preparatu ze skórek: Wzbogacanie deserów mlecznych w preparaty bogate w triterpenyw celu ograniczania ryzyka cukrzycy typu II (Projekt MLEKPLUS PBS 1) Jako źródło błonnika (1) do deserów owocowych i (2) produktów cukierniczych i piekarniczych (projekty ISAFRUIT, OPTIFEL)
Technologie bezodpadowe Olej z pestek jabłek H 3 C CH 3 CH 3 CH 3 COOH HO H 3 C CH 3 CH 3 Kwas oleanolowy CH 3 H 3 C Kwas ursolowy CH 3 CH 3 COOH HO H 3 C CH 3 CH 3 Błonnik jabłkowy
Podsumowanie Produkcja żywności ukierunkowanej na zaspokojenie potrzeb wynikających z procesów demograficznych zachodzących w społeczeństwie i z konieczności zapobiegania chorobom cywilizacyjnym to jedno z najważniejszych wyzwań przemysłu rolno-spożywczego. Aktualny stan wiedzy o żywności i żywieniu wskazuje, że owoce i warzywa powinny stanowić podstawowy składnik zrównoważonej diety. Zalicza się je do produktów żywnościowych o wysokiej gęstości odżywczej, co sprawia, że mogą stanowić wartościową matrycę dla żywności specjalnego przeznaczenia. Najważniejszym atutem produktów ogrodniczych w kontekście projektowania żywności, która ze względu na skład będzie wyraźnie różnić się od produktów powszechnie spożywanych, jest ich zasobność w fitozwiązki. Źródłem pozyskiwania fitozwiązków na potrzeby żywności specjalnego przeznaczenia mogą być nie tylko jadalne części owoców i warzyw, ale również inne ich części roślin, produkty uboczne z przetwórstwa jak skórki i wytłoki, a także produkty pszczele, w tym pyłek i pierzga.
Dziękuję za uwagę Do przygotowania wykładu wykorzystano wyniki uzyskane w czasie realizacji programu wieloletniego IO (2015-2020), finansowanego przez MRiRW. Zadanie nr 1.4. Nowe gatunki dla poszerzenia i zróżnicowania produkcji roślin ogrodniczych, w tym żywności funkcjonalnej.