Prof. dr hab. Władysław Kędzior Uniwersytet Ekonomiczny w Krakowie Katedra Towaroznawstwa Żywności Kraków, dnia 23 maja 2014 r. Recenzja rozprawy doktorskiej mgr inż. Marii Magdaleny Sielickiej nt. Ocena skuteczności dodatku substancji o właściwościach przeciwutleniających w przedłużeniu trwałości oleju lnianego tłoczonego na zimno Promotor: prof. dr hab. Maria Małecka, prof. zw. UEP Promotor pomocniczy: dr inż. Urszula Samotyja Oleje roślinne należą do produktów o wysokiej wartości odżywczej. Są źródłem niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), witamin rozpuszczalnych w tłuszczach i innych biologicznie aktywnych związków. Zawierają przeciwutleniacze, przede wszystkim tokoferole, a także znaczne ilości związków fenolowych. Oleje tłoczone na zimno, tj. otrzymywane metodami mechanicznymi w warunkach zapobiegających zmianom ich właściwości, mają więcej substancji biologicznie aktywnych niż oleje rafinowane. Mogą jednak posiadać również składniki niepożądane, m.in. produkty utlenienia, hydrolizy, składniki smakowo-zapachowe obniżające jakość sensoryczną i trwałość olejów. Do ważniejszych olejów otrzymywanych z nasion roślin oleistych należy olej lniany. Olej lniany tłoczony na zimno wpisany jest na listę produktów tradycyjnych Ministerstwa Rolnictwa i Rozwoju Wsi. W ostatnich latach obserwuje się rosnący popyt na żywność tradycyjną i regionalną. Zainteresowanie tą żywnością jest odpowiedzią na produkcję globalną i unifikację produktów. Sprzyja to zrównoważonemu rozwojowi obszarów wiejskich oraz małych i średnich przedsiębiorstw. Wytwarzanie, ochrona oraz promocja żywności tradycyjnej i regionalnej stają się coraz bardziej popularne w krajach Unii Europejskiej. Rozwój rynku tej żywności stymulują krajowe i unijne regulacje prawne. Olej lniany wyróżnia się wysoką zawartością kwasu α-linolenowego (NNKT n-3), dlatego powinien być szerzej wykorzystywany jako tłuszcz jadalny ze względu na znaczne spożycie olejów roślinnych o dużej zawartości kwasu linolowego (n-6), żeby zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia utrzymać właściwą równowagę fizjologiczną pomiędzy wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi z rodziny n-6 do n-3, tj. zmniejszyć stosunek n-6/n-3. Duża zawartość kwasu α-linolenowego w oleju lnianym, będąca determinantem jego wartości odżywczej, istotnie jednak obniża trwałość i możliwość szerszego wykorzystania tego oleju. Czynnikiem ograniczającym jego komercjalizację jest również gorzki smak, towarzyszący zmianom przechowalniczym oleju lnianego. Podjęte przez Doktorantkę badania nad trwałością oleju lnianego tłoczonego na zimno należy uznać za aktualne i ważne. Wydruk komputerowy ocenianej pracy obejmuje 222 strony łącznie z wykazem literatury, tabel, wykresów i rysunków. Około 1/3 rozprawy stanowi wprowadzenie do części empirycznej, obejmujące wstęp i 3 rozdziały, zakończone sprecyzowanym celem, hipotezami i schematem badań. Materiał, metody badawcze, wyniki badań i ich dyskusję oraz podsumowanie wyników i wnioski przedstawiono na 100 stronach. W pracy zamieszczono 51 tabel, 55 wykresów i 10 rysunków. Spis cytowanej literatury liczy 326 pozycji, w tym 262 pozycji anglojęzycznych i 264 pozycji z okresu od 2000 r. Układ pracy jest logiczny i odpowiada wymogom rozprawy naukowej. 1
Część empiryczną poprzedzają rozważania teoretyczne, oparte na bogatej literaturze naukowej, zawarte w trzech rozdziałach: - Prozdrowotność jako trend w zachowaniach konsumentów na rynku żywności, - Nasiona lnu, - Trwałość oleju lnianego. W rozdziale pierwszym Autorka przedstawiła wyniki badań wskazujące na zainteresowanie konsumentów żywnością o właściwościach prozdrowotnych i rosnący poziom wiedzy polskich respondentów w zakresie roli kwasów n-3 w żywieniu człowieka. Podkreślono, że nabywcy przywiązują dużą wagę do jakości, w tym walorów sensorycznych wybieranych produktów, co wiąże się ze wzrostem zainteresowania produktami tradycyjnymi i regionalnymi. Wskazano, że produktem, który łączy takie cechy jest olej lniany tłoczony na zimno. W tej części pracy szczegółowo omówiono znaczenie żywieniowe i zdrowotne wielonienasyconych kwasów tłuszczowych i wskazano na zalecenia dotyczące spożycia tłuszczów i kwasów tłuszczowych. Przedstawiono w świetle wymogów unijnych oświadczenia zdrowotne związane z wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi, w tym te, które mogłyby się również znaleźć na opakowaniach oleju lnianego tłoczonego na zimno. W kolejnym rozdziale analizie poddano produkcję lnu w wybranych krajach, na świecie i w Europie oraz uprawę roślin oleistych w Polsce. Omówiono skład chemiczny nasion lnu i rolę w żywieniu. Zwrócono uwagę na właściwości prozdrowotne i lecznicze (antyzapalne, przeciwutleniające, hipocholesterolemiczne, przeciwnowotworowe, obniżające ryzyko wystąpienia chorób układu krążenia, otyłości, pomagające regulować poziom glukozy u diabetyków) oraz zastosowanie lnu w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i paszowym, m.in. jako składnika żywności funkcjonalnej i suplementów diety. Przedstawiono również antyżywieniowe składniki lnu. Przeprowadzono szczegółową charakterystykę oleju lnianego tłoczonego na zimno. Omówiono otrzymywanie oleju lnianego wskazując na zależność składu kwasów tłuszczowych od metody jego pozyskiwania. Wnikliwej analizie poddano skład chemiczny i znaczenie żywieniowe oleju lnianego podkreślając m.in. wysoką zawartość kwasu α-linolenowego, obecność przeciwutleniaczy i zawartość steroli. Zaprezentowano wymagania jakościowe, znakowanie i zalecane warunki przechowywania oleju lnianego. Wskazano także na możliwość wielokierunkowego wykorzystania pozostałości poprodukcyjnych nasion lnu i ich zastosowania w żywności. Istotnym aspektem analizowanej problematyki jest charakterystyka produkcji i rynku oleju lnianego w Polsce na tle największych światowych producentów z konkluzją, że rynek ten stale się rozszerza, co świadczy o rosnącym zainteresowaniu olejem lnianym. Na szczególne podkreślenie zasługuje szczegółowa analiza literaturowa problematyki trwałości oleju lnianego w rozdziale trzecim. Doktorantka omówiła przechowalnicze zmiany oleju w wyniku procesów hydrolizy, utleniania i polimeryzacji. Podkreślono rolę uwalnianych wolnych kwasów tłuszczowych oraz procesów autooksydacji, fotosensybilizacji, a także pod wpływem działania enzymów. Przedstawiono metody badania jakości olejów. Zwrócono uwagę na znaczenie w ocenie jakości olejów metod analizy sensorycznej (panel ekspercki, konsumencki) i instrumentalnej (nos elektroniczny, język elektroniczny) oraz próby korelowania uzyskanych wyników. W tym kontekście ważny jest narastający w trakcie przechowywania gorzki smak oleju lnianego, określenie jego determinat i towarzyszących produktów utlenienia. Część literaturową pracy zamykają rozważania dotyczące badań nad podwyższeniem stabilności oksydatywnej oleju. Przedstawiono stosowane przeciwutleniacze (pierwotne i wtórne oraz naturalne i syntetyczne), mechanizm ich działania oraz metody oznaczania aktywności przeciwutleniającej. Analizie poddano badania naukowe dotyczące wpływu dodatku substancji o właściwościach przeciwutleniających na trwałość oleju lnianego. Oceniając tę część pracy należy stwierdzić, że opracowany przegląd literatury naukowej jest interesującym, dogłębnym studium omawianej problematyki, właściwą częścią pracy 2
eksperymentalnej i dobrym wprowadzeniem do badań własnych. Na podstawie dotychczasowego stanu badań opracowano założenia części empirycznej rozprawy. Celem pracy było określenie możliwości przedłużenia trwałości oleju lnianego tłoczonego na zimno z wykorzystaniem substancji o właściwościach przeciwutleniających. W realizacji głównego celu pracy i weryfikacji przyjętych hipotez badawczych uwzględniono: - stabilność oleju lnianego na tle innych olejów roślinnych tłoczonych na zimno w warunkach praktycznego przechowywania, - skuteczność dodatku różnych substancji o właściwościach przeciwutleniających w ograniczaniu zasięgu zmian oksydacyjnych oleju lnianego tłoczonego na zimno przechowywanego w warunkach przyspieszonego starzenia, - stabilność badanego oleju lnianego z dodatkiem wybranego przeciwutleniacza w warunkach praktycznego przechowywania. Z uznaniem należy podkreślić zarówno liczny materiał doświadczalny, jak i szeroki zakres zaplanowanych i wykonanych badań. Badano 6 olejów lnianych i oleje: rzepakowy, z orzecha włoskiego, pestek dyni oraz słonecznikowy. Wykorzystano następujące substancje o właściwościach przeciwutleniających: ekstrakty z wytłoków nasion lnu, wiesiołka i czarnuszki siewnej, olej z wiesiołka i czarnuszki siewnej, ekstrakt z rozmarynu rozpuszczalny w oleju oraz butylohydroksytoluen (BHT). Przeprowadzone badania obejmowały następujące wyznaczniki jakości: skład kwasów tłuszczowych, zawartość związków fenolowych, aktywność przeciwrodnikową (DPPH), siłę redukującą FRAP, aktywność przeciwutleniającą (fotochemilumenescencja), liczbę kwasową, liczbę nadtlenkową, liczbę anizydynową, wskaźnik oksydacji tłuszczów TOTOX, barwę, związki lotne, sensoryczną ocenę ekspercką i konsumencką. Doktorantka wykorzystała w opracowaniu wyników kilka metod analizy statystycznej; testy parametryczne, jednoczynnikową analizę wariancji i test Tukey, a, analizę korelacji i regresji, test chi-kwadrat i analizę głównych składowych. W pracy zastosowano właściwe metody badań i analizy statystycznej, które zostały szczegółowo przedstawiono (20 stron). Przy przygotowywaniu tej części pracy do druku proponuję zmniejszyć opis zastosowanych metod. Na podkreślenie zasługuje kompleksowy charakter przeprowadzonych badań. W pierwszym etapie badaniom poddano wyznaczniki jakości oleju z trzech odmian lnu oraz innych olejów roślinnych (łącznie 10 olejów), bezpośrednio po tłoczeniu i w czasie przechowywania w temperaturze 25 o C i 5 o C. Przeprowadzono szczegółową analizę kształtowania się wartości liczby nadtlenkowej, anizydynowej i kwasowej, wskaźnika Totox oraz profilu smakowitości z uwzględnieniem nuty orzechowej, trawiastej, utlenionej (jełkiej) i oceny ogólnej. Wykazano w obu wariantach przechowywania niską zawartość pierwotnych i wtórnych produktów utlenienia, wzrost intensywności nuty jełkiej i smaku gorzkiego, który ulegał najsilniejszym zmianom i był ujemnie skorelowany z oceną ogólną olejów. Stwierdzono również istotną korelację pomiędzy nutą jełką a smakiem gorzkim. Smak gorzki olejów przyjęto jako krytyczny wskaźnik oceny ich jakości i określenia terminu przydatności do spożycia. Smak ten był mniej wyczuwalny w oleju o niskiej zawartości kwasu α- linolenowego. Zmiany smaku gorzkiego w czasie przechowywania w temperaturze 25 o C opisano równaniem regresji. Interesujące są wyniki dotyczące aktywności przeciwutleniającej olejów, ekstraktów z wytłoków z nasion roślin oleistych oraz ekstraktu z rozmarynu. Spośród olejów tłoczonych na zimno (z pestek dyni, z orzecha włoskiego, lniany, rzepakowy, z czarnuszki siewnej, z wiesiołka) wykazano najwyższą aktywność przeciwutleniającą frakcji polarnej i apolarnej oleju z czarnuszki siewnej i wiesiołka. Wśród badanych ekstraktów z wytłoków z nasion lnu, wiesiołka i czarnuszki siewnej największą zawartość związków fenolowych, zdolność redukującą FRAP i aktywność przeciwrodnikową miał ekstrakt z wytłoków z wiesiołka. Na 3
podstawie badań przyspieszonego starzenia określono stabilność oksydatywną mieszanek oleju lnianego, z wiesiołka i czarnuszki siewnej wskazując na optymalny skład mieszanki olejów, a także na możliwość obniżenia stopnia utlenienia oleju lnianego z dodatkiem esktraktów z wytłoków z nasion lnu i wiesiołka. Kolejnym etapem, sumującym badania własne, było określenie wpływu dodatku przeciwutleniaczy na trwałość oleju lnianego w czasie przechowywania w temperaturze 25 o C i 5 o C. W tej części pracy kluczowe znaczenie miały badania konsumenckie i ocena sensoryczna. W wyniku przeprowadzonej konsumenckiej oceny pożądalności zapachu i smaku wytypowanych w poprzednim etapie badań mieszanek olejowych wykazano, że dodatek oleju z czarnuszki siewnej i oleju z wiesiołka obniżał pożądalność oleju lnianego, mimo wysokiej stabilności oksydatywnej tych mieszanek, co wpłynęło na rezygnację z nich w dalszych badaniach przechowalniczych. Zależność akceptacji zapachu i smaku mieszanek olejowych od procentowej zawartości oleju z czarnuszki siewnej w mieszance opisano za pomocą równań regresji o wysokich współczynnikach determinacji. Dalsze badania przechowalnicze obejmowały wpływ dodatku ekstraktu z rozmarynu i BHT na cechy fizykochemiczne i sensoryczne oleju lnianego. Uzyskane rezultaty są w ścisłym związku z wynikami etapu pierwszego i określają możliwości stosowania tych dodatków w przedłużeniu trwałości oleju lnianego. Na podkreślenie zasługuje analiza związków lotnych oleju lnianego z dodatkiem ekstraktu z rozmarynu, pochodzących z rozpadu kwasu α-linolenowego, które determinują jego cechy organoleptyczne. Zasadniczą część pracy zamykają: obszerne podsumowanie i wnioski, które są logiczne, weryfikują postawione hipotezy i wynikają z przeprowadzonych badań. Pomimo dużej poprawności w prezentowaniu przez Autorkę danych literaturowych i wyników badań własnych chcę zwrócić uwagę na pewne nieścisłości: Omawiając dodatek ekstraktu z rozmarynu Autorka powołuje się na rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 kwietnia 2011 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych (z dnia 22 listopada 2010 r.). Podstawowym aktem prawnym, który zastąpił od 1 czerwca 2013 r. rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych jest rozporządzenie Komisji (UE) nr 1129/2011 z dnia 11 listopada 2011 r. zmieniające załącznik II do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 poprzez ustanowienie unijnego wykazu dodatków do żywności (Dz. Urz. UE L 295 z 12 listopada 2011 r.). W rozporządzeniu unijnym, dopuszcza się dodatek zarówno ekstraktu (wyciągu) z rozmarynu (E 392), jak i butylohydroksytoluenu (E 321) w olejach, przy określonych ograniczeniach/wyjątkach, podobnie jak to było wcześniej ustalone. W programie ponownej oceny dopuszczonych dodatków do żywności (do 31.12.2015 r.), przygotowywanej przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EPSA), wśród substancji dodatkowych traktowanych priorytetowo uwzględniono E 321. W obszernie prezentowanym materiale doświadczalnym i metodyce badań Autorka nie podaje jednak jaka była liczebność próbek (powtórzeń, n przy średnich) w oznaczeniach fizykochemicznych i w jakim okresie były prowadzone badania. Doktorantka w omówieniu niektórych wyników powołuje się na statystyczne istotności różnic (s. 121, 151, 169, 170), które nie zostały jednak zaznaczone w tabelach (31, 37, 41) i/lub na wykresach. Brak w spisie literatury cytowanej pozycji: Ostasz i Kondratowicz-Pietruszka 2011. Uważam, że zamieszczone uwagi mogą być uwzględnione przy przygotowywaniu pracy do druku i nie umniejszają jej wartości. W podsumowaniu chciałbym podkreślić merytoryczne walory pracy. Jej Autorka prawidłowo sformułowała cel i tezy rozprawy. Wykazała się bardzo dobrą znajomością literatury naukowej, poprawnością stosowanych metod, umiejętnością dyskusji i wyciągania 4
logicznych wniosków. Koncepcja badań własnych i ich realizacja, opracowanie i interpretacja uzyskanych wyników świadczą o dobrym przygotowaniu Doktorantki do podejmowania i rozwiązywania problemów naukowo-badawczych o charakterze towaroznawczym. Przeprowadzone badania rozszerzają wiedzę o jakości oleju lnianego. Praca posiada zarówno aspekty poznawcze jak i praktyczne. Oceniając pozytywnie pracę mgr inż. Marii Magdaleny Sielickiej nt. Ocena skuteczności dodatku substancji o właściwościach przeciwutleniających w przedłużeniu trwałości oleju lnianego tłoczonego na zimno stwierdzam, że spełnia ona wymagania stawiane rozprawom doktorskim i wnioskuję do Rady Wydziału Towaroznawstwa Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu o jej przyjęcie oraz dopuszczenie do publicznej obrony. 5