DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2021/4-1-HUN

Érkezett: 2021. szeptember – Elfogadva: 2021. november

¹ Magyar Agár-és Élettudományi Egyetem, Budai Campus, Élelmiszertudományi és Technológiai Intézet, Élelmiszertudományi Kutatócsoport

Kulcsszavak

mikroalga, fehérje, összetétel, takarmányozás, élelmiszeripari felhasználás, éghajlatváltozás, karbon-lábnyom

2. Bevezetés

2050-re a Föld lakossága közel 10 milliárd főre növekszik, amely napjaink lakosságához képest mintegy 25%-os növekedést jelent. Mindemellett Földünk vízkészleteinek jelentős csökkenése is szükségessé teszi, hogy átalakítsuk táplálkozásunk szerkezetét, hiszen 1 kg élelmiszer előállításához szükséges vízmennyiség szarvasmarha esetén 13000 liter; csirke esetén 5520 liter, míg borsó vagy lencse esetén mindössze 50 liter. Mindez azt jelenti, hogy a jövőben számolhatunk az állati eredetű élelmiszerek árának jelentős növekedésével, amely azt eredményezi, hogy táplálkozásunk során jelentősen csökkentenünk kell ezek arányát.

A különböző növényi fehérjeforrások kedvezően járulnak hozzá a környezetvédelemhez és a klímaváltozás elleni küzdelemhez a hatékonyabb vízhasznosításuk miatt, másrészt például a hüvelyes növények nitrogénkötő tulajdonságuk révén 30-70%-kal kevesebb szintetikus műtrágyát igényelnek, megnövelik a talajerőt és kedvezően befolyásolják a talajbiológiát is. Ismert tény továbbá, hogy a tápanyag-transzformációs veszteségek miatt, 1 kg állati eredetű fehérje előállításához min. 6-16-szor nagyobb művelhető terület szükséges. Emellett az állati eredetű élelmiszerek, különösen a marhahúsra alapozott élelmiszerek előállításának széndioxid lábnyoma mintegy 10-szerese a növényi alapú élelmiszerekének.

Európa élelmiszerfogyasztási szerkezetére jellemző, hogy a napi fehérje bevitel 59%-át állati eredetű fehérjeforrások (hús, hal, tej) teszik ki és csak 41%-ot képvisel a növényi eredetű fehérjék részaránya. Ez utóbbinak több mint 50%-a búzafehérje. Ennek következtében válhatott néhány gabonaféle (búza, kukorica, rizs) alapélelmiszerré, mely az élelmiszerek földrajzi homogenitásához, az étrend egyhangúságához és táplálkozási egyensúlyhiányhoz vezetett, megnövelve ezzel a mikro-tápanyaghiány, a túlsúly és a kóros elhízás, továbbá a NCDs (Non Communicable Diseases – nem fertőző betegségek), beleértve a szív-és érrendszeri megbetegedések, az agyvérzés, a rák és a cukorbetegség kockázatát.

Mindezek alapján egyre fontosabbá válik az említett fehérjeforrások mellett olyan alternatív növényi és egyéb fehérjeforrások feltérképezése és vizsgálata, amelyek hozzájárulhatnak a növekvő számú emberiség fehérjeszükségletének kielégítéséhez, valamint kiegyensúlyozatlan tápláltsági állapotának kezeléséhez.

A fehérjenövények fontos csoportját a nagy fehérje-tartalommal (átlagosan 20-40%) rendelkező hüvelyes növények (pl. szárazbab, futóbab, csicseriborsó, lóbab, lencse, szegletes lednek, homoki bab, száraz borsó, őszi és tavaszi borsó) képviselik. A száraz hüvelyes magvak fehérjében gazdagok, kéntartalmú aminosavakban szegények és lizinben gazdagok. A jó beltartalmi értékekkel, de alacsony fehérje-tartalommal rendelkező szántóföldi növények (pl. napraforgó, canola, kukorica, cirok, rizs, búza), ugyanakkor lizinben szegények, kéntartalmú aminosavakban gazdagok. A két növénycsoport pozitív beltartalmi értékeit figyelembe véve együttes alkalmazásukkal teljes értékű növényi fehérjét tartalmazó termékek fejleszthetők ki.

A különböző haszonnövények fehérjetartalma (1. táblázat) nemcsak a fajok között mutathat jelentős variabilitást, hanem az adott fajon belül is. A fehérjetartalmat ezeken túlmenően a környezeti tényezők, és az élelmiszer feldolgozási technológia is módosíthatják.

További alternatív fehérjeforrásokat jelenthetnek a fermentációs technológiákkal előállított egysejt fehérjék (Single Cell Protein, SCP), a sós vizekben élő tengeri moszatok, az édesvízi vízfelszínen élő békalencse fajok, és a különböző rovarfajok. Az egyes források fehérjetartalmának értékei jelentős skálán mozoghatnak a fajoktól és a termesztési technológiától, tápanyagellátottságtól függően (2. táblázat).

3. Mikroalgák jellemzése és előfordulása

Az algák vagy más néven moszatok fotoszintézisre képes eukarióták. Az algák az egyik legrégebbi földi életformát képviselik, kb. 3 milliárd éve léteznek bolygónkon. A világ összes élőanyag-mennyiségének az egyharmadát, a Földön keletkező szerves szén mintegy 50%-át állítják elő [1]. E növények túlélték az összes földtörténeti korszakot és a klímaváltozásokat is. A Föld oxigéntermelésének 90%-át még ma is az algák adják. Ezek az élőlények tették lehetővé, hogy a Földön kialakuljon az élet, emellett a napfény erejét felhasználva fotoszintézis által szervetlen anyagokból szerves táplálékot állítanak elő. Az algák sok tekintetben az élővilág legváltozatosabb élőlényei. A legegyszerűbb felépítésűek, a baktériumokkal mutatnak közeli rokonságot. A legbonyolultabbak, a Charophyceae-fajok az összetéveszthetőségig hasonlítanak a hínárokhoz. A legapróbb algák a 0,5 μm-es pikoalgák, a legnagyobbak az 50-100 m-es Macrocystis-fajok (Phaeophyceae). A legszélsőségesebb körülmények között fordulhatnak elő édes és sós vízben, hőforrásokban és hó-, jégfelületeken, talajban és egyes sziklák felső rétegében [2]. Az algák többnyire eukarióták, amelyeket jellemzően, az „alacsonyabb rendű „ növények közé sorolunk, amelyeknek nincs valódi szára, gyökere és levelei, és általában fotoszintézisre képesek. Az algákat széles körben Rhodophyta (vörös algák), Phaeophyta (barna algák) és Chlorophyta (zöld algák) kategóriákba sorolják, és méret szerint makroalgák vagy mikroalgák közé sorolják őket. A makroalgák (tengeri moszatok) többsejtű, nagyméretű algák, amelyek szabad szemmel láthatók, míg a mikroalgák mikroszkopikus egysejtek, és lehetnek prokarióták, hasonlóak a cianobaktériumokhoz (Chloroxybacterium), vagy eukarióták, hasonlóak a zöld algákhoz (Chlorophyta).

A mikroalgák, mint kiváló forrásai a különböző szerves szénvegyületeknek, felhasználhatók egészségügyi kiegészítők, gyógyszerek és kozmetikumok előállításához [2]. Alkalmazhatják őket a szennyvíztisztításban, a légköri CO₂ csökkentésében és a bioüzemanyagok gyártásában is. A mikroalgákból biotermékek széles skálája nyerhető ki, úgy, mint poliszacharidok, lipidek, pigmentek, fehérjék, vitaminok, bioaktív vegyületek és antioxidánsok [3]. Mindezek mellett egyre fontosabb szerephez jutnak a takarmányozásban és az élelmiszeriparban is (1. ábra).

4. Mikroalgák általános összetétele

Mint minden más magasabb rendű növény esetében, az algák kémiai összetétele a tenyésztés módjának függvényében – környezeti paraméterek, a hőmérséklet, megvilágítás, pH-érték és a közeg ásványianyag-tartalma, CO₂-ellátás, keverési sebesség – változik: 9-77% fehérje, 6-54% szénhidrát, 4-74% lipid (3.táblázat)

4.1. Mikroalgák fehérje és aminosavtartalma

Kutatások eredményei alapján elmondható, hogy az alga a növényi fehérjékhez hasonló aminosavösszetételű fehérjeforrás. A nettó fehérjehasznosulás – vagyis a megfelelő aminosavösszetétel, emészthetőség, illetve a biológiai érték - vizsgálata is hasonló eredményhez vezetett.

Számos mikroalgafaj nagyobb mennyiségben termel különböző esszenciális aminosavakat és fehérjéket – ez az egyik fő oka, hogy kiemelkedő helyet töltenek be az alternatív fehérjék között – amelyek felhasználhatók élelmiszerekben és takarmányokban. A mikroalgák egyes fajai ugyanannyi fehérjét termelhetnek, mint más gazdag fehérjeforrások, pl. tojás, hús és tej stb. [6].

Ezen kívül szinte minden algafaj aminosav-mintázata is nagyon hasonló számos élelmiszer fehérje-mintázatával. Az aminosavak közül csak ciszteinben és lizinben szegényebbek. Mivel a sejtek képesek szinte minden aminosavat szintetizálni, biztosítani tudjuk általuk mind az ember, mind az állatok esszenciális aminosav szükségletét [7]. A mikroalgák által szintetizált aminosavak összetétele – különösen a szabad aminosavak mennyisége, összetétele változó, nagymértékben függ a fajtól, a növekedési feltételektől és a növekedési fázistól is [8].

Mindezek mellett a mikroalga fehérjék jól emészthetők és viszonylag magas tápértékkel is rendelkeznek. A mikroalgák 2,5-7,5 tonna/ha/év fehérjét termelnek [9], a zöld mikroalga Chlorella például a különböző típusú, értékesített fehérjék gazdag forrása. Egy másik fehérjében gazdag mikroalga az Arthrospira. A mikroalgákból származó fehérjék a kolecisztokinin aktiválása révén csökkentik a koleszterinszintet. Emellett más fontos enzimatikus hatásuk is van [10]. A Lyngbya majuscula nevű mikroalga például mikrokolin-A-t, egy immunszuppresszív hatású fehérjét termel [11]. A Nostoc mikroalga a cianovirin nevű fehérjét állítja elő, amelyről ismert, hogy vírusellenes hatást fejt ki a HIV és az influenza vírus ellen is [12]. Az Anabaena és a Porphyridium fajok ugyanakkor SOD (szuperoxid-diszmutáz) enzimet termelnek, amely véd az oxidatív károsodások ellen, míg az Isochrysis galbana karboanhidráz enzimet állít elő, amely kulcsfontosságú szerepet játszik a CO₂ szénsavvá és bikarbonáttá alakításában. Az Microcystis aeruginosa számos aminosavat termel, beleértve a prolint, a szerint, a glicint és a valint.

4.2. Zsírsavak

A többszörösen telítetlen zsírsavak fontos szerepet töltenek be a szövetek védelmében és jótékony hatással vannak az egészségre. Az omega-3 és omega-6 zsírsavak különösen fontosak az emberek számára, de az emberi szervezet ezeket a zsírsavakat nem képes előállítani. Ezért elengedhetetlen a külső forrásból, így például a különböző élelmiszerekből történő bevitel. A dokozahexaénsavról (DHA), a linolsavról, az eikozapentaénsavról (EPA), az arachidonsavról és a gamma-linolénsavról kimutatták, hogy koleszterinszint csökkentő hatással bírnak, késleltetik az öregedést, védik a membrán integritását és megelőzik a szív- és érrendszeri betegségeket [13,14]. Számos olyan mikroalga fajt vizsgáltak, amelyek ezen értékes zsírsavak szintetizálására képesek. Ezek a kutatások azt igazolták, hogy a Pavlova lutheri nagy mennyiségben termel többszörösen telítetlen zsírsavakat [15], míg az Arthrospira platensis elsősorban stigmaszterint, szitoszterint és γ-linolénsavat állít elő és halmoz fel [16], a Porphyridium arachidonsavat, a Nannochloropsis, Phaeodactylum, Nitzschia, Isochrysis, Diacronema fajok eikozapentaénsavat, valamint a Crypthecodinium és Schizochytrim mikroalga fajok dokozahexaénsavat termelnek jelentősebb mennyiségben [17, 18, 19].

A többszörösen telítettlen EPA és a DHA gyógyászatilag is kiemelkedően fontos omega-3 zsírsavak. Kulcsfontosságúak a gyulladásos betegségek, szívproblémák, ízületi gyulladások, asztma és fejfájás stb. gyógyításában [20, 21, 22].

4.3. Poliszaccharidok

A poliszacharidokat széles körben használják az élelmiszeriparban elsősorban gélesítő, illetve sűrítőszerekként. Számos – az élelmiszeriparban felhasznált poliszacharidot, mint például az agart, alginátokat és a karragénokat makroalgákból nyerik ki pl. Laminaria, Gracilaria, Macrocystis fajokból [8]. Az egyik legígéretesebb mikroalgafaj az egysejtű vörös alga Porphyridium cruentum, galaktán exopoliszacharidot termel, amely számos esetben helyettesítheti a karragént. A Chlamydomonas mexicana, is jelentős mennyiségben állít elő poliszaccharidot, amelyet az USA-ban talajjavító szerként alkalmaznak. A szulfatált alga poliszacharidok farmakológiai tulajdonságokkal is rendelkeznek, kiemelkedő szerepet töltenek be az emberi immunrendszer stimulálásában [23].

4.4. Fotoszintetikus pigmentek

Általánosságban elmondható, hogy minden egyes algafaj rendelkezik a rá jellemző színt kialakító sajátos pigment-kombinációval. A klorofillokon, mint elsődleges fotoszintetikus pigmenteken kívül, a mikroalgák is termelnek különféle kiegészítő vagy másodlagos pigmenteket, például fikobilineket, illetve számos karotinoidot. Ezek a természetes pigmentek képesek javítani a fényenergia-hasznosítás hatékonyságát és védelmet nyújtanak az algák számára a napsugárzás káros hatásai ellen. Élelmiszerekhez, takarmányokhoz adagolva, mint természetes antioxidánsokat, színanyagokat, előszeretettel használják [24].

4.4.1. Karotinoidok

A karotinoidok természetesen előforduló pigmentek, amelyek szerepet játszanak a gyümölcsök, zöldségek és más növények színének kialakításában [25], általában sárgától a vörös színárnyalatig terjedő színű, likopinból származtatható izoprenoid polién pigmentek, amelyeket, de novo fotoszintetikus szervezetek és néhány más mikroorganizmus állít elő [8]. Az élelmiszerekkel, illetve a takarmányokkal felvett karotinoidok vagy felhalmozódnak, vagy a szervezet metabolizálja azokat. A karotinoidok megtalálhatók a különböző állatok húsában, a tojásban, halbőrben (pisztráng, lazac), a rákfélékben (garnéla, homár, Antarktiszi krill, rák) és a bőr alatti zsírban, a bőrben, a tojássárgájában, a májban, és a madarak (pl. baromfi) tollaiban is [26].

A karotinoidok az algákban elsősorban fényvédő- és fénygyűjtő szerepet töltenek be, vagyis védik a fotoszintetikus apparátust a fénykárosodástól [24]. A fototropizmusban és a fototaxisban is szerepet játszanak. Egyes mikroalgák a különböző környezeti hatásokra válaszolva (pl. fény, hőmérséklet, sók, tápanyagok) karotinogenezisen mennek át. Ennek során az alga leállítja a növekedését, és drámaian megváltoztatja karotinoid anyagcseréjét, amely a másodlagos karotinoidok felhalmozódását eredményezi [27].

A természetben több mint 600 karotinoid fordul elő, amelyek közül mintegy 50 mutat A-provitamin aktivitást. Ide tartozik az α-karotin, a β-karotin és a β-kriptoxantin [28]. A β-karotin megvédi a membránok lipidjeit a peroxidációtól, így számos súlyos és halálos betegség kialakulása előzhető meg, illetve csökkenthető általa, mint például a rák, a szív- és érrendszeri betegségek, a Parkinson-kór és az érelmeszesedés [29, 30, 31].

Az élelmiszeriparban és a takarmányozásban viszonylag kevés karotinoidot használnak: β-karotint és asztaxantint, luteint, zeaxantint, likopint, stb. A mikroalgák között a fő karotinoid termelő fajok: a Dunaliella salina, amely β-karotint, illetve Haematococcus pluvialis pedig asztaxantint állít elő jelentősebb mennyiségben. A Dunaliella salina mikroalga olyan mennyiségben termel β-karotint, amely szárazanyag tartalmának körülbelül 10–14% -át teszi ki [32].

A β-karotin alapvető tápanyagként szolgál, elsősorban, mint élelmiszer-színezőanyag, illetve egészségvédő hatása miatt is egyre gyakrabban alkalmazzák különböző táplálék-kiegészítőkben, de a kozmetikumai ipar is előszeretettel alkalmazza [33].

Az élelmiszeriparban a β-karotint rendszeresen használják különböző üdítőkben, sajtokban, vajban vagy margarinokban kedvező élettani hatása miatt is hiszen pro-vitamin aktivitása van [34].

Az astaxantin számos előnyös tulajdonsággal rendelkezik, hozzájárul többek között a szem egészségének, az izomerő és az állóképesség javításához, a bőr védelméhez, csökkenti az idő előtti öregedést, a gyulladást és UV-A sugárzás okozta károsodást. Állatok takarmányozásában is fontos szerepet tölt be, hiszen elősegíti a növekedést és szaporodást, javítja a látást, immunstimuláló hatású és segíti a sérülések utáni regenerációt is [35, 36].

Számos kutatás azt igazolja, hogy az astaxantin napi bevitele megvédi a sejteket, szöveteket az oxidatív hatásoktól, valamint szabad gyökökkel szembeni hatása lényegesen, kb. 500-szor intenzívebb, mint az E-vitaminé. A Haematococcus pluvialis mikroalga száraz biomasszára átszámítva 4-5% asztaxantint termel [37], ezért szárított biomasszáját asztaxantinban gazdag forrásként forgalmazzák és mintegy 2500 US $/kg áron értékesítik a piacon.

4.4.2. Klorofill

Minden alga egy- vagy többféle klorofillt tartalmaz. Elsődleges fotoszintetikus pigmentjük a klorofill-a, és a Cianobaktériumokban (kék-zöld alga) és vörösmoszatokban (Rhodophyta) ez az egyetlen klorofill is. Mint minden magasabb rendű növény, így a Chlorophyta-k (valódi zöld moszatok) és az Euglenofita-k (ostoros moszatok) klorofill-b-t is tartalmaznak; klorofill -c, -d és -e pedig számos más tengeri algában megtalálható. A klorofillok mennyisége általában eléri a szárazanyag tartalom 0,5-1,5% -át [38].

Mindamellett, hogy élelmiszer- és gyógyszeripari színezékként használják, a klorofill-származékoknak egészségvédő hatással is rendelkeznek. Hagyományosan használják őket sebgyógyító és gyulladáscsökkentő tulajdonságaik miatt [39]. A hollandiai Cohort Study epidemiológiai tanulmányai igazolták a klorofillfogyasztás és a vastagbélrák kockázatának csökkentése közötti szignifikáns összefüggést [40].

4.4.3. Fikobilinek

A klorofill és a karotinoid lipofil pigmentek mellett a Cianobaktériumok (kék-zöld algák), a Rhodophyta-k (vörös algák) és a Cryptophyta algák úgynevezett fikobilineket tartalmaznak, amelyek színes, fluoreszkáló pigmentek. A klorofillokhoz hasonlóan fehérjékhez kapcsolódnak (fikobiliproteinek), amelyek a membránban elhelyezkedő klorofill-protein komplexekkel szemben szolubilis, vízoldékony fehérjék, a fotokémiai rendszer fontos alkotó elemei. Jelentős mennyiségben tartalmaz fikobilineket a Spirulina alga – elsősorban kék színű fikocianint, valamint a Porphyridium, amely jelentősebb mennyiségben vörös színű fikoeritrint termel.

A fikobilinek felhasználása meglehetősen széleskörű. Amellett, hogy a klinikai immunfluoreszcens vizsgálatok során széleskörben alkalmazzák fluorescens markerként fluoreszcensen jelölt antitestek kimutatására [38], a fikocianint jelenleg Japánban és Kínában is használják természetes színezékként, élelmiszerekben, így rágógumikban, cukorkákban, tejtermékben, zselékben, fagylaltokban, üdítőitalokban. Emellett a kozmetikai ipar is szívesen alkalmazza, például rúzsokban, szemceruzákban és szemhéjfestékekben [41].

Egy tanulmány szerint a fikocianin az egyik legsokoldalúbb kék színezék, amely élénk kék színt biztosít a különböző zselés és bevont lágy cukorkáknak [42], mindemellett a fikocianinnak számos farmakológiai tulajdonságot is tulajdonítanak, ideértve az antioxidáns, gyulladáscsökkentő, neuroprotektív és hepatoprotektív hatásokat is [43, 44, 45].

4.5. Tokoferolok és szterolok

A tokoferolok széles körben elterjedtek a természetben, előfordulnak mind az alacsonyabb, mind a magasabb rendű növényekben, mint a fotoszintetikus rendszer részei.

Az ezirányú kutatások rávilágítottak arra, hogy a különböző mikroalga fajok közül az Euglena rendelkezik a legmagasabb tokoferol tartalommal [46].

A növények által termelt szterolokat fitoszterineknek nevezik. A mikroalgák nagyban hozzájárulhatnak a fitoszterolok előállításához, a nagyüzemi előállításukhoz hatékony és egyben ígéretes forrásoknak tekinthetők. Egyes mikroalgák nagy mennyiségű szterint tartalmaznak. A mikroalga-szterinek egészségvédő hatásúak, koleszterinszint- és gyulladáscsökkentőek, egyes neurológiai betegségek, például a Parkinson-kór esetén hatékonyan alkalmazzák őket a gyógyításban [47, 48], emellett egyre növekszik élelmiszeripari felhasználása is étrend-kiegészítőként, illetve élelmiszerösszetevőként [49, 50]. Egyes mikroalgák, például a Pavlova és a Thalassiosira nemzetségbe tartozó fajok szterolokban gazdagok [51, 52].

4.6. Vitaminok, ásványi anyagok

A mikroalga-biomassza szinte minden alapvető vitamin értékes forrása, tartalmaz többek között B₁, B₂, B₃, B₅, B₆, B₁₂, C, E, H vitaminokat és emellett ásványi anyag tartalma (pl. Na, K, Ca, Mg, Fe, Zn és nyomelemek) is számottevő [53]. Egyes mikroalgák, mint például a Spirulina fajok B₁₂ -vitamin és a vas tartalma különösen magas, ezért gyakran alkalmazzák őket vegetáriánusok számára készült élelmiszerekben és étrend-kiegészítőkben.

Az algák vitamintartalma függ a genotípustól, valamint a növekedési ciklus szakaszától, az algák táplálkozásáról, valamint a fényintenzitástól. A vitamin tartalmuk tehát növelhető a megfelelő faj kiválasztásával, a megfelelő tenyésztési feltételek beállításával, valamint/esetleg genetikai módosítással is. A sejtek vitamintartalma azonban nem megfelelő környezeti feltételek, betakarítás, illetve biomassza szárítási módszerek alkalmazása esetén jelentősen csökkenhet [54].

4.7. Antioxidánsok

A mikroalgák fotoautotróf szervezetek, vagyis olyan organizmusok, amelyek a fénytől, mint energiaforrástól függenek, és segítségével szervetlen molekulákból szerves molekulákat állítanak elő. Ez a folyamat fotoszintézis néven ismert, és általában ezek a lények képviselik az élelmiszerlánc alapját. Ezek a szervezetek növekedésük során hatékony védelmi rendszert fejlesztettek ki az őket érő különböző abiotikus hatások, mint például a nagymennyiségű szabadgyökök, reaktív oxigén vegyületek ellen [23]. Egyes algafajok (pl. Isochrysis galbana, Chlorella vulgaris, Nannochloropsis oculata, Tetraselmis tetrathele, Chaetoceros calcitrans) magas antioxidáns tartalma miatt egyre növekszik felhasználásuk mennyisége egyes kozmetikumokban (pl. fényvédők), illetve a funkcionális élelmiszerekben.

Natrah és mtsai. [55] kutatásai azt igazolják, hogy egyes friss/kezelésmentes mikroalgák metanolos kivonata az α-tokoferolnál magasabb antioxidáns aktivitást mutat, ugyanakkor alacsonyabbat, mint a szintetikus antioxidáns BHT (Butil-hidroxi-toluol). Ez utóbbi és BHA (Butil-hidroxi-anizol) azonban szintetikus antioxidánsok, amelyek biztonságos felhasználása megkérdőjelezhető, mivel, nagy dózisú alkalmazásuk rákkeltő, daganatképző hatású lehet [56, 57].

4.8. Egyéb biológiailag aktív komponensek

A mikroalgák kétséget kizáróan nagy tárházát jelentik a jelentős biológiai aktivitást mutató, egyedi és érdekes struktúrájú és funkciójú, sokrétűen felhasználható vegyületeknek [58].

Az elmúlt évtizedekben tengeri mikroorganizmusok, különösen a Cianobaktériumok kerületek a gyógyászati kutatások központjába, új gyógyszerek, és antibiotikumok kifejlesztése céljából. Az 1996-ig közzétett adatok mintegy 208 biológiai aktivitást mutató Cianobaktérium vegyületet fedeztek fel. Ez a szám 2001-re 424-re emelkedett. Az azonosított vegyületek között különböző lipoproteinek (40%), alkaloidok, amidok, stb. szerepelnek [59], amelyek közül számos citotoxikus, daganatellenes, antimikrobiális (antibakteriális, gombaellenes), vírusellenes (pl. HIV-ellenes) aktivitást, valamint biomodulációs hatást, mint pl. immunszuppresszív és gyulladáscsökkentő hatást mutat [59, 60].

Számos kutatás eredménye igazolja, hogy a mikroalgák tartalmazhatnak olyan vegyületeket is, amelyek hatékonyan alkalmazhatóak a rák és a daganatok kezelésére az angiogenezis gátlásával. Az angiogenezis olyan fiziológiai folyamat, amelynek során új erek alakulnak ki a már meglévő erekből. Bár az angiogenezis normális folyamat, bizonyos körülmények között, például rák, érelmeszesedés, ízületi gyulladás, diabéteszes retinopátia és ischaemiás stroke, kóros állapotok alakulhatnak ki A kóros angiogenezis elősegíti a daganatok kialakulását, növekedését [61, 62]. Kimutatták, hogy a mikroalgák számos fajában található fukoxantin és a fucoxanthinol gátolják a patkányok aortagyűrűjében az angiogenezis folyamatát, mivel csökkentik a mikroerek kialakulását, növekedését [63]. Igazolták, hogy a fukoxantin védi a DNS -t a fotooxidációtól [64]. A mikroalgákat, különösen a kék-zöld algákat, jelenleg a rák kezelésében hasznosítható hatóanyagok lehetséges forrásainak tekintik, mivel számos tanulmány igazolta rákellenes hatásukat [65].

5. Néhány jelentősebb mikroalga faj

Annak ellenére, hogy számos őshonos mikroalga populációt már évszázadok óta használnak különböző célokra, nagyüzemi termesztésük csak az utóbbi néhány évtizedben indult meg [66]. A mintegy 30000 körüli feltételezett mikroalga-faj közül törzsgyűjteményben csak pár ezret tartanak, [67, 68] amelyből néhány száz az, melyet kémiai összetételük miatt fontosabbnak tartanak és igen kevés azok száma, melyeket ipari mennyiségben is termesztenek [69].

A biotechnológiailag leginkább releváns mikroalgák közé tartoznak a zöld algák (Chlorophyta) pl. Chlorella vulgaris, Haematococcus pluvialis, Dunaliella salina és a Cianobaktériumok közé tartozó Spirulina maxima. Ezek termesztése, forgalmazása és felhasználása főként étrend-kiegészítőként és állati takarmány-adalékanyagként igen jelentős.

5.1. Spirulina fajok

A Spirulina (Arthrosphira) alga egy parányi, fonalszerű édesvízi, spirális formájú, kékeszöld algafaj, bőségesen fordul elő Mexikó és Afrika lúgos tavaiban és ősidők óta fogyasztja a helyi lakosság [59]. Jellemző tulajdonsága, hogy sejthártyája igen gyenge, és ez teszi könnyen hasznosíthatóvá. Fontos élettani sajátossága az is, hogy nedvesség hatására könnyen kolloid oldattá válik, igen könnyen emészthető. A Spirulinát világszerte széles körben termesztik (3000 tonna/év), és használják élelmiszerek- és takarmányok-kiegészítőként, magas fehérjetartalma (60-70%-ban tartalmaz fehérjéket, 18 aminosavat, amelyből 8 esszenciális) és kiváló tápértéke miatt. γ-linolsav tartalma például kiemelkedően magas [70, 71]. Emészthetősége, felszívódása felülmúlja, mind az állati, mint a növényi fehérjéket. Tartalmazza a szervezet számára fontos vitaminokat (C, B₁, B₂, B₅, B₆, B₉, B₁₂, A, E), mikroelemeket, amelyek közül a vas-, jód-, kalcium-, nátrium-, kálium-, réz-, magnézium-, mangán-, cink-, foszfor-, szelén-, króm-, vanádiumtartalma a legmeghatározóbb. Különösen jó jód- és káliumforrás. Magas β-karotin, klorofill és γ-linolénsav tartalma által nagymértékben stimulálja az immunrendszert. Többszörösen telítetlen zsírsavtartalma lényegesen magasabb, mint a tengeri halaké. A Spirulina nagy mennyiségű GLA-t (Gamma-linolénsavat) tartalmaz, ennél nagyobb mennyiségben csak az anyatejben található. A Spirulina számos egészségvédő hatással rendelkezik: csökkenti a magas vérzsírszintet, koleszterinszintet, a magas vérnyomást, az emelkedett vércukorszintet, alkalmas a veseelégtelenség kezelésére, elősegíti a bélben a probiotikumok, mint pl. a Lactobacillus szint növekedését [19]. A természetes fikocianin fő forrása, amelyet természetes kék színezékként használnak élelmiszerekben és kozmetikai kézítményekben, valamint biokémiai nyomjelzőként immunvizsgálatokban [70, 71, 72].

5.2. Chlorella vulgaris

Ez az algafaj az egyik legősibb, legegyszerűbb növény a Földön. Közel 4%-os klorofill-tartalom, az erős sejtfal, a magas pigment- és cellulóztartalom egyedülállóvá teszi a Chlorella méregtelenítő hatását. Megköti és eltávolítja a szervezetből a nehézfémeket, tisztítja a bélflórát. A májfunkciók javítása révén a nehézfémeken kívül az egyéb szennyeződések eltávolításában, méregtelenítésben is segíti a testet.

Élettani hatásai hasonlóak a Spirulináéhoz: magas a fehérjetartalma, valamennyi esszenciális aminosavat tartalmazza, ezenkívül különböző vitaminok, nyomelemek ásványi anyagok raktára. A Chlorella vulgaris-t ősidők óta használják a Távol-Keleten az alternatív gyógyászatban, valamint különböző hagyományos ételek készítéséhez. Széleskörben termesztik és használják – elsősorban állati takarmányozásban, akvakultúrában és étrendkiegészítőként – számos országban, így például Kínában, Japánban, Európában és az Egyesült Államokban. A Chlorella egészségvédő hatása megnyilvánul például a gyomorfekély és más sebek gyors gyógyulásában, hasznos a székrekedés, a vérszegénység, a magas vérnyomás, cukorbetegség és a csecsemő alultápláltság, valamint a neurózis kezelésében. Chlorellában található glikolipidek megelőző szerepét kutatások igazolták ateroszklerózis és a hiperkoleszterinémia kialakulása ellen [58]. A Chlorella egyik legfontosabb anyaga azonban a ß-1,3-glükán, amely aktív immunstimulátor, megköti a szabad gyököket és csökkenti a vérzsírok mennyiségét [19].

A Spirulina és a Chlorella γ-linolénsav (GLA) tartalma nagyon magas. A GLA szerepe a szervezet működését tekintve rendkívül sokrétű. Egyrészt fontos az immunrendszer megfelelő működéséhez, másrészt gyulladáscsökkentő hatású, csökkenti a vérnyomást és javítja a vérkeringést. Megakadályozza a vérlemezkék összetapadását, ezáltal csökken a vérrögök kialakulásának veszélye. Pozitívan befolyásolja a koleszterinszintet, így csökkenti az érelmeszesedés kockázatát. Javítja az idegrendszeri működést, kiüríti a felesleges folyadékot a szervezetből.

5.3. Haematococcus pluvialis

Az alig 0,1 mm nagyságú, édesvízi mikroalga korán felkeltette a kutatók érdeklődését. A Haematococcus pluvialis az a növény, amely - az eddigi kutatások alapján - a legmagasabb asztaxantin tartalommal rendelkezik (1,5-3,0% száraz tömeg). Ez a karotinoid pigment igen erős gyökfogó hatással rendelkezik, amely meghaladja a β-karotin, a C- és az E-vitamin antioxidáns tulajdonságait. Az alga asztaxantin termelése egy, a környezeti stresszhatások által kiváltott természetes reakció. Az asztaxantin védőfunkcóinak köszönhetően, mélyalvás állapotában az algák akár több mint 40 évig kibírják táplálék és víz nélkül, így a nyári hőséget vagy a téli, jeges hideget is könnyen átvészelik. Csak akkor ébrednek újra és nyerik vissza eredeti zöld, aktív állapotukat, amikor az életkörülmények ismét megfelelőek lesznek. Ezáltal az algák már a Földtörténet korai időszakában is dacoltak a legviszontagságosabb természeti körülményekkel. Egyes algafajok azon tulajdonsága, hogy átvészelik a szárazságokat és a jégkorszakokat is, az asztaxantin-védőpajzsnak köszönhető. Asztaxantin bioaktív antioxidáns, amely mind állat, mind humán kísérletek során hatásosnak bizonyult Alzheimer-kór és Parkinson kór, valamint makula degeneráció ellen is. Néhány kozmetikai szerben a felhasznált asztaxantin segítségével lassíthatják a bőr öregedési folyamatait. Ezek mellett beszámoltak az asztaxantin immunerősítő, gyulladáscsökkentő hatásáról, valamint jótékony hatással van a szív- és érrendszeri betegségek, az érelmeszesedés kialakulására.

A Haematococcus pluvialis jelenleg ennek a pigmentnek a természetes forrása, kereskedelmi célokra történő hasznosítása kiemelkedő, különösen az akvakultúrában (lazac- és pisztráng-tenyésztésében) [73]. Az asztaszantin másik természetes forrása, a Xanthophyllomyces dendrorhous élesztő azonban nagy mennyiségű, drága tápanyagot igényel a megfelelő pigmentációhoz [36].

5.4. Dunaliella salina

A Dunaliella salina halotoleráns mikroalga, természetes élőhelyei a sós tavak. Képes nagy mennyiségű β-karotint felhalmozni, emiatt főként természetes ételfestékként keresett ez az algafaj. Kutatások igazolták, hogy az Ausztrál Viktória állambeli Pink Lake-ben található Dunaliella salina közösség akár 14% karotinoidot is képes előállítani [74] és tenyésztett kultúrában egyes Dunaliella algák akár 10% -ot is tartalmazhatnak.

Magasabb β-karotin tartalom megfelelő tápanyag-ellátással, magas só- és fényviszonyok mellett érhető el [75, 76]. A Dunaliella a Haematococcus algához hasonlóan jelentős mennyiségben tartalmaz asztaxantint. A Haematococcus azonban édesvízi alga, nehéz szabadtéri kultúrában nevelni, mert igen könnyen befertőződik, megköveteli zárt rendszer alkalmazását, másrészt az asztaxantin kinyerés is bonyolultabb, mint a Dunaliella esetében, hiszen a Haematococcus vastag sejtfallal rendelkezik, amelyet fizikai úton kell feltárni.

6. Takarmányozási célú felhasználás

Napjainkban számos mikroalgafajt (pl. Chlorella, Tetraselmis, Spirulina, Nannochloropsis, Nitzchia, Navicula, Chaetoceros, Scenedesmus, Haematococcus, Crypthecodinium) használnak háziállatok, kedvtelésből tartott állatok, és halak takarmányozására.

Kismennyiségű mikroalga biomassza is immunstimuláló hatású, ami növekedésserkentést, betegség -rezisztenciát eredményez, vírusellenes és antibakteriális hatású, javítja a felszívódást, a probiotikus kultúrák pl. Lactobacillusok kolonizációs stimulációját és ezáltal a reprodukciós teljesítmény és a súly növekedését eredményezi [77]. Az algákat tartalmazó takarmányok etetésével állatok külső megjelenése is szemmel láthatóan javul, amely egészséges bőrben és csillogó szőrzetben nyilvánul meg, mind a haszonállatok (baromfi, tehén, tenyészbika), mind pedig a házi kedvencek (macskák, kutyák, nyulak, díszhalak és madarak) esetében [78].

A takarmány az állatok egészségét befolyásoló legfontosabb exogén tényező, és az állattenyésztés jelentős költségeinek jelentős részét teszi ki, igen fontos a hagyományos fehérjeforrásokat helyettesítő, illetve kiegészítő, kiváló minőségű, vegyszer és toxikusanyag-mentes alternatív fehérjeforrások feltérképezése [26]. A nagyszámú táplálkozási és toxikológiai értékelés eredményei bizonyították az alga-biomassza értékes takarmánykiegészítőként való alkalmasságát [38]. Jelenleg a globálisan termelt algamennyiség mintegy 30%-át takarmányozási célokra értékesítik [53].

Becker és mtsai. [53] brojlercsirkékkel végeztek takarmányozási kísérleteket, amelyek során a hagyományos fehérjéket különböző mikroalgák fajaival, nevezetesen Chlorella, Euglena, Oocystis, Scenedesmus, Spirulina, helyettesítették – általában 10%-ban. A tojótyúkoknál nem találtak különbséget a tojástermelésben és a tojásminőségben (méret, súly, héjvastagság, tojás szilárd tartalma, albumin index stb.), valamint a takarmány konverziós hatékonyságban, az alga tartalmú táppal és kontrollal etetett madarak között.

Azonban a Haematococcus microalga broilercsirkék takarmányozásában természetes színezőként is használható, amelytől sárgább lett a madarak bőre és narancssárgább a tojássárgája [79]. Vizsgálatokat végeztek vörös mikroalgával (Porphyridium fajok) biomasszájával (5% illetve 10%) táplált csirkékkel. Annak ellenére, hogy nem tapasztaltak különbséget a csirkék testtömegében, súlyában és a tojásszámban, mégis a hús és tojásösszetétele csökkent koleszterinszintet (10%-kal) és, egészségesebb zsírsavösszetételt, megnövekedett linolsav és az arachidonsav szintet (29%-, illetve 24%-kal) mutatott. Ezenkívül a tojássárgája színe is sötétebb volt, amely az átlagosnál 2,4-szer magasabb karotinoid tartalomnak volt köszönhető [80]. Ugyanakkor megfigyelték, hogy az alga biomasszával táplált csirkék 10%-kal kevesebb tápot fogyasztottak mind az 5%, mind a 10% alga tartalmú tápok esetében és a szérumok koleszterinszintje is szignifikánsan alacsonyabb volt (11%-, illetve 28%-kal), mint a kontroll csoporté.

A mikroalga biomassza igen jó tápanyag-tartalmú takarmány, és kiválóan alkalmas sertések tenyésztésére. Helyettesíthetők velük a hagyományos fehérjék, mint például a szójaliszt vagy a halliszt, és elfogadásuk sem okoz nehézséget az állatoknak [38].

Feltételezések szerint a kérődzők számára az alga kiváló táplálékot jelenthet, mivel ezek az állatok még a feldolgozatlan algák sejtfalát is képesek megemészteni. Azonban ezekkel az állatfajokkal csak korlátozott számú kísérletet végeztek, hiszen ezek az eljárások drágák és a megfelelő etetési kísérletek elvégzéséhez nagy mennyiségű alga szükséges. Egyes kísérletek azonban azt mutatták ki, hogy bizonyos algafajok etetése esetén (pl. Chlorella, Scenedesmus obliquus és Scenedesmus quadricauda) a juhok, bárányok és szarvasmarhák képtelenek voltak a szénhidrát-frakció hatékony emésztésére [81, 82]. Jobb emészthetőséget értek el, amikor a Spirulina 20%-át tette ki a teljes juh takarmánynak, illetve azt figyelték meg, hogy Scenedesmus algát tartalmazó táppal etetett borjak esetén minimális különbség mutatkozott csak a kontroll táppal etetett állatokkal szemben [83].

A mikroalga-takarmányokat jelenleg főként halak-, halivadékok és egyéb vízi állatok (rákok stb.) tenyésztésére használt zooplankton kiegészítésére, helyettesítésére használják [84, 85]. Az akvakultúrában leggyakrabban használt fajok a Chlorella, Tetraselmis, Isochrysis, Pavlova, Phaeodactylum, Chaetoceros, Nannochloropsis, Skeletonema és Thalassiosira [86, 87].

A mikroalgák a vízi állatok számára alapvető tápanyagokat tartalmaznak, amelyek meghatározzák a tenyésztett állatok minőséget, a növekedést, egészségét és betegségekkel szembeni ellenálló képességüket. Kimutatták, hogy az állatok növekedése érdekében célszerű vegyes mikroalga tenyészeteket használni, így biztosítani tudják a megfelelő fehérjeösszetételt, vitamin-tartalmat és magas többszörösen telítetlen zsírsavtartalmat (elsősorban EPA, AA és DHA), amelyek számos édesvízi és tengeri állat esetében létfontosságúak a túléléshez és a növekedéshez az élet korai szakaszában [88]. Az algák egyik jótékony hatása annak tulajdonítható, hogy növelik a tengeri halak ivadékainak táplálékfelvételét, ami fokozza növekedésüket és növeli túlélésüket, valamint javítja a halak húsának minőségét [89]. Ezenkívül azt is kimutatták, hogy az algák jelenléte az európai tengeri sügér lárváinak nevelő tartályaiban növekvő emésztőenzim szekréciót eredményezett [90]. Számos vízi faj, például lazacfélék (lazac és pisztráng), garnélarák, homár, tengeri gerince, az aranyhal és a koi ponty intenzív körülmények közötti tartása esetén a takarmányhoz karotinoid színanyagokat adnak, hogy elérjék jellegzetes izomszínüket. A karotinoidok, mint például az asztaxanthin és a kantaxanthin jótékony hatással vannak az állatok egészségére, növekedésére, szaporodására elősegítik a lárvák fejlődését [33].

7. Élelmezési célú felhasználás

Az 1950-es évek elején a mikroalgákat egyes ételek helyettesítésére használták és mint egysejtfehérjéket gyakran alkalmazták az alultáplált gyermekek és felnőttek étrendjében. Manapság az emberi táplálkozásban a mikroalgákat különböző étrendkiegészítő tabletták, kapszulák és folyadékok formájában forgalmazzák [91].

Gross és mtsai. kutatást folytattak, amelynek során Scenedesmus obliquus algát adtak gyermekeknek (5 g/nap) és felnőtteknek (10 g/nap) normál étrendjébe az alkalmazott négyhetes tesztidőszak alatt. Vizsgálták a vérképet, a vizelet összetételét, a szérumfehérjét, húgysavkoncentrációt és súlyváltozást mértek, de az elemzett paraméterek nem mutattak eltérést a normál értékektől, kizárólag csak a testsúly enyhe növekedését figyelték meg.

Ugyanezek a szerzők ezt követően kissé (I. csoport) és komolyan (II. csoport) alultáplált négyéves gyermekekkel is három hetes vizsgálatot végeztek. Az I. csoport négyéves gyermekei (10 g alga/nap) szignifikáns súlynövekedést (27 g/nap) mutattak a kontrollcsoport gyermekeihez képest, akik normális étrendet kaptak, és semmiféle káros tünetet nem tapasztaltak. A II. csoportot 0,87 g alga/ttkg algával dúsított étrenddel táplálták, a teljes fehérje mindössze 8%-át helyettesítve alga fehérjével, és a napi súlynövekedés kb. hétszerese volt a kontroll csoport gyermekeihez képest, miközben minden antropogén paraméter normális volt. A szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az egészségi állapot jelentős javulása nemcsak az algafehérjének, hanem más fontos egészségvédő és immunerősítő tulajdonságú összetevőinek is tulajdonítható [92].

Az emberi táplálkozásra alkalmas mikroalgák nagyüzemi termelése ma már egyre nagyobb méreteket ölt világszerte. A mikroalgák vagy más egészségvédő hatású étrendkiegészítők számos formája létezik a piacon, így különböző tabletták, porok, kapszulák, pasztillák és folyadékok formájában találhatók meg [23, 93].

A mikroalgákat felhasználják különböző élelmiszerek készítéséhez is, mint például készítenek algás tésztákat, kekszeket, kenyereket, snack ételeket, cukorkákat, joghurtokat, üdítőitalok, amelyek biztosítják a mikroalga biomasszához kapcsolódó egészségvédő és immunmoduláló hatásokat is [94].

Annak ellenére, hogy az elmúlt évtizedekben a fogyasztók között volt némi vonakodás az új élelmiszerekkel szemben, manapság egyre nagyobb a fogyasztói igény a természetes, egészségvédő hatású élelmiszerek iránt. Így a mikroalga-biomasszát tartalmazó funkcionális élelmiszerek is egyre népszerűbbek. Ezek a termékek érzékszervileg is igen kedvezőnek és változatosnak bizonyulnak, mindemellett fogyasztásuk egészségügyi előnyökkel is jár, a fogyasztói igényeket minden szempontból kielégítik [23].

8. Köszönetnyilvánítás

Köszönettel tartozunk a finanszírozásért az NKTH, TKP2020-NKA 24 "Tématerületi Kiválóság Program”-nak.

9. Irodalom

[1] Field, C.B., Behrenfeld, M.J., Randerson, J.T., Falkowski, P. (1998): Primary production of the biosphere: integrating terrestrial and oceanic components. Science, 281, pp. 237-240. DOI

[2] regi.tankonyvtar.hu

[3] Brennan, L., Owende, P. (2010): Biofuels from microalgae- a review of technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products. Renew Sustain Energy Review, 14, pp.557–77. DOI

[4] Khan, M. I., Shin, J. H., Kim, J. D. (2018): The promising future of microalgae: current status, challenges, and optimization of a sustainable and renewable industry for biofuels, feed, and other products. Microbial Cell Factories, 17, DOI

[5] de Medeiros, V.P.B., da Costa, W.K.A, da Silva, R.T., Pimentel, T.C., Magnani, M. (2021): Microalgae as source of functional ingredients in new-generation foods: challenges, technological effects, biological activity, and regulatory issues. Critical Review in Food Science and Nutrition, DOI

[6] Gouveia, L., Batista, A.P., Sousa, I., Raymundo, A., Bandarra, N. (2008): Microalgae in novel food products. In: Konstantinos N, Papadopoulos PP, editors. food chemistry research development. New York: Nova Science Publishers; pp. 75–112.

[7] Guill-Guerrero, J.L., Navarro-Juárez, R., López-Martínez, J.C., Campra-Madrid, P., Rebolloso-Fuentes, M.M. (2004): Functional properties of the biomass of the three microalgal species. Journal of Food Engineering, 65, pp. 511-517. DOI

[8] Borowitzka, M.A. (1988): Vitamins and fine chemicals from micro-algae. In M.A. Borowitzka, and L.J. Borowitzka (Eds), Micro-algal biotechnology pp. 153-196. Cambridge, UK: Cambridge University Press

[9] Stephen, B., Hayes M., (2017): Algal Proteins.:Extraction, application, and challenges concerning production. Foods.6, pp.33. DOI

[10] Smee, D.F., Bailey, K.W., Wong, M.H., Keefe, B.R.O., Gustafson, K.R., Mishin, V.P., Gubareva, V.L. (2008): Treatment of influenza A (H1N1) virus infections in mice and ferrets with cyanovirin-N. Antiviral Research. 80, pp. 266–71. DOI

[11] Arya V, Gupta VK. (2001): A review on marine immunomodulators. International Journal of Pharmacy and Life Sciences. 2, pp. 751-758.

[12] Zappe, H., Snell. M.E., Bossard. M.J. (2008): PEGylation of cyanovirin-N, an entry inhibitor of HIV. Advances Drug Delivivery Review. 60(1), pp. 79–87. DOI

[13] Hu, F.B., Bronner, L., Willett, W.C., Stampfer, M.J., Rexrode, K.M., Albert, C.M. (2002): Fish and omega-3 fatty acid intake and risk of coronary heart disease in women. JAMA. 287, pp. 1815–1821. DOI

[14] Guedes, A.C.A. (2010): Production, extraction and characterization of selected metabolites from microalgae and cyanobacteria. Ph.D. Thesis Porto,: Escola Superior de Biotecnologia, Universidade Católica Portuguesa

[15] Santhosh, S., Dhandapani, R., Hemalatha, R. (2016): Bioactive compounds from Microalgae and its different applications—a review. Advances in Applied Science Research. 7(4), pp. 153–158.

[16] Bandarra, N.M., Pereira, P.A., Batista, I., and Vilela, M.H. (2003). Fatty acids, sterols and – tocopherol in Isochrysis galbana. Journal of Food Lipids, 18, 25-34. DOI

[17] Donato, M., Vilela, M.H., and Bandarra, N.M. (2003). Fatty acids, sterols, α-tocopherol and total carotenoids composition of Diacronema vlkianum. Journal of Food Lipids, 10, 267-276. DOI

[18] Spolaore, P., Joannis-Cassan, C., Duran, E., and Isambert, A. (2006). Commercial applications of Microalgae- review. Journal of Bioscience and Bioengineering, 101, 87-96. DOI

[19] Hamilton M, Haslam R, Napier J, Sayanova O. Metabolic engineering of microalgae for enhanced production of omega-3 long chain polyunsaturated fatty acids. Metab Eng. 2014;22:3–9. DOI

[20] Draaisma RB, Wijffels RH, Slegers PM, Brentner LB, Roy A, Barbosa MJ. Food commodities from microalgae. Curr Opin Biotechnol. 2013;24:169–77. DOI

[21] Koller M, Muhr A, Braunegg G. Microalgae as versatile cellular factories for valued products. Algal Res. 2014;6:52–63. DOI

[22] Pulz, O., and Gross, W. (2004). Valuable products from biotechnology of microalgae. Applied Microbiology and Biotechnology, 65, 635-648. DOI

[23] Van den Berg, H, Faulks, R., Granado, H.F., Hirschberg, J., Olmedilla, B., Sandmann, G., Southon, S., and Stahl, W. (2000). The potential for the improvement of carotenoid levels in foods and the likely systemic effects. Journal of the Science of Food and Agriculture, 80, 880-912. DOI

[24] Ben-Amotz, A., and Fishler, R. (1998). Analysis of carotenoids with emphasis on 9-cis-β-carotene in vegetables and fruits commonly consumed in Israel. Food Chemistry, 62, 515-520. DOI

[25] Breithaupt, D.E. (2007). Modern application of xanthophylls in animal feeding - a review. Trends in Food Science and Technology, 18, 501-506. DOI

[26] Bhosale, P. (2004). Environmental and cultural stimulants in the production of carotenoids from microorganisms. Applied Microbiology and Biotechnology, 63, 351-361. DOI

[27] Faure, H., Fayol, V., Galabert, C., Grolier, P., Moel, G.L., Steghens, J., Kappel, A.V., Nabet, F. (1999). Carotenoids: 1. Metabolism and physiology. Annales de Biologie Clinique, 57,169-183.

[28] Raja, R., Hemaiswarya, S., and Rengasamy, R. (2007). Exploitation of Dunaliella for β-carotene production. Applied Microbiology and Biotechnology, 74, 517-523. DOI

[29] Lobo V, Patil A, Phatak A, Chandra N. Free radicals, antioxidants and functional foods: impact on human health. Pharmacogn Rev. 2010;4(8):118–26. DOI

[30] Uttara B, Singh AV, Zamboni P, Mahajan R. Oxidative stress and neurodegenerative diseases: a review of upstream and downstream antioxidant therapeutic options. Curr Neuropharmacol. 2009;7(1):65–74. DOI

[31] Pham-Huy LA, He H, Pham-Huy C. Free radicals, antioxidants in disease and health. Int J Biomed Sci. 2008;4(2):89–96.

[32] Sathasivam R, Juntawong N. (2013):Modified medium for enhanced growth of Dunaliella strains. Int J Curr Sci.;5:67–73.

[33] Baker, R., and Gunther, C. (2004). The role of carotenoids in consumer choice and the likely benefits from their inclusion into products for human consumption. Trends in Food Science and Technology, 15, 484-488. DOI

[34] Tsuchiya, M., Scita, G., Freisleben, H.L., Kagan, V.E., and Packer, L. (1992). Antioxidant radical-scavenging activity of carotenoids and etinoids compared to β-tocopherol. Methods of Enzymology, 213, 460 – 472. DOI

[35] Beckett, B.R., and Petkovich, M. (1999). Evolutionary conservation in retinoid signalling and metabolism. American Zoology, 39, 783-795. DOI

[36] Dufossé, L., Galaup, P., Yaron, A., Arad, S.M., Blanc, P., Murthy, K.N.C., and Ravishankar, G.A. (2005). Microorganisms and microalgae as sources of pigments for food use: ascientific oddity or an industrial reality?. Trends in Food Science and Technology, 16, 389-406. DOI

[37] Sathasivam R, Radhakrishnan R, Hashem A, Abd_Allah EF. Microalgae metabolites: a rich source for food and medicine. Saudi J Biol Sci. 2017. DOI

[38] Becker, E.W. (1994). Microalgae: biotechnology and microbiology. Cambridge University Press.

[39] Ferruzi, M.G., and Blakeslee, J. (2007). Digestion, absorption, and cancer preventive activity of dietary chlorophyll derivatives. Nutrition Research, 27, 1-12. https://doi.org/10.1016/j.nutres.2006.12.003">DOI

[40] Balder, HF, Vogel, J., Jansen, M.C., Weijenberg, M.P., van den Brandt, P.A., Westenbrink, S., van der Meer, R., and Goldbohm, R.A. (2006). Heme and chlorophyll intake and risk of colorectal cancer in the Netherlands cohort study. Cancer Epidemiology Biomarkers and Prevention, 15,717-725. DOI

[41] Sekar, S., and Chandramohan, M. (2007). Phycobiliproteins as a commodity: trends in applied research, patents and commercialization. Journal of Applied Phycology, DOI

[42] Jespersen, L., Strømdahl, L.D., Olsen, K., and Skibsted, L.H. (2005). Heat and light stability of three natural blue colorants for use in confectionery and beverages. European Food Research and Technology, 220, 261–266. DOI

[43] Romay, C.H., Gonzalez, R., Ledon, N., Remirez, D., and Rimbau, V. (2003). Phycocyanin: a biliprotein with antioxidant, anti-inflammatory and neuroprotective effects. Current Protein and Peptide Science, 4, 207-216. DOI

[44] Benedetti, S., Benvenuti, F., Pagliarani, S., Francogli, S., Scoglio, S., and Canestrari, F. (2004). Antioxidant properties of a novel phycocyanin extract from the blue-green alga Aphanizomenon flos-aquae. Life Sciences, 55, 2353-2362. DOI

[45] Bhat, V.B., and Madyastha, K.M. (2000). C-Phycocyanin: a potent peroxyl radical scavenger in vivo and in vitro. Biochemical and Biophysical Research Communications, 275, 20-25. DOI

[46] Kusmic, C., Barsacchi, R., Barsanti, L., Gualteri, P., and Passarelli, V. (1999). Euglena gracilis as a source of the antioxidant vitamin E. Effects of culture conditions in the wildstrain and in the natural mutant WZSL. Journal of Applied Phycology, 10, 555-559. DOI

[47] Devaraj S, Jialal I. Vega-Lopez. Plant sterol-fortified orange juice effectively lowers cholesterol levels in mildly hypercholesterolemic healthy individuals. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004;24:25–8.

[48] Kim HJ, Fan X, Gabbi C, Yakimchuk K, Parini P, Warner M. Liver X receptor β (LXRβ): a link between β-sitosterol and amyotrophic lateral sclerosis—Parkinson’s dementia Proc. Natl Acad Sci USA. 2008;105(6):2094–9.

[49] Fernandes P, Cabral JM. Phytosterols: applications and recovery methods. Bioresour Technol. 2007;98(12):2335–50.

[50] Srigley CT, Haile EA. Quantification of plant sterols/stanols in foods and dietary supplements containing added phytosterols. J Food Compos Anal. 2015;40:163–76. DOI

[51] Luo X, Su P, Zhang W. Advances in microalgae-derived phytosterols for functional food and pharmaceutical applications. Mar Drugs. 2015;13(7):4231–54. DOI

[52] Volkman JK. A review of sterol markers for marine and terrigenous organic matter. Org Geochem. 1996;9:83–99. DOI

[53] Becker, E.W. (2004). Microalgae in human and animal nutrition. In A. Richmond (Ed), Handbook of microalgal culture (pp. 312-351). Oxford: Blackwell. DOI

[54] Brown, M.R., Mular, M., Miller, I., Farmer, C., and Trenerry, C. (1999). The vitamin content of microalgae used in aquaculture. Journal of Applied Phycology, 11, 247-255. DOI

[55] Natrah, F., Yosoff, F.M. Shariff, M., Abas, F., and Mariana, N.S. Screening of Malaysian indigenous microalgae for antioxidant properties and nutritional value. Journal of Applied Phycology 19, 711-718. DOI

[56] Schilderman, P.A.E.L., ten Vaarwerk, F.J., Lutgerink, J.T., Van der Wurff, A., ten Hoor, F., and Kleinjans, J.C.S. (1995). Induction of oxidative DNA damage and early lesions in rat gastro-intestinal epithelium in relation to prostaglandin H synthese-mediated metabolism of butylated hydroxyanisole. Food and Chemical Toxicology, 33, 99-109. DOI

[57] Aruoma, O.I. (2003). Methodological considerations for characterizing potential antioxidant actions of bioactive components in plant foods. Mutation Research, 523, 9-20. DOI

[58] Yamaguchi, K. (1997). Recent advances in microalgal bioscience in Japan, with special reference to utilization of biomass and metabolites: a review. Journal of Applied Phycology, 8, 487-502. DOI

[59] Burja, A.M., Banaigs, B., Abou-Mansour, E., Burgess, J.G., Wright, P.C. (2001). Marine cyanobacteria - a prolific source of natural products. Tetrahedron, 57, 9347-9377. DOI

[60] Singh, S., Kate, B.N., and Banerjee, U.C. (2005). Bioactive compounds from Cyanobacteria and Microalgae: na overview. Critical Reviews in Biotechnology, 25, 73-95. DOI

[61] Armstrong AW, Voyles SV, Armstrong EJ, Fuller EN, Rutledge JC. Angiogenesis and oxidative stress: common mechanisms linking psoriasis with atherhosclerosis. J Dermatol Sci. 2011;63:1–9. DOI

[62] Cherrington JM, Strawn LM, Shawver LK. New paradigms for the treatment of cancer: the role of anti-angiogenesis agents. Adv Cancer Res. 2000;79:1–38. DOI

[63] T, Matsubara K, Akagi R, Mori M, Hirata T. Antiangiogenic activity of brown algae fucoxanthin and its deacetylated product, fucoxanthinol. Agric Food Chem. 2006;54:9805–10. DOI

[64] Heo SJ, Jeon YJ. Protective effect of fucoxanthin isolated from Sargassum siliquastrum on UV-B induced cell damage. J Photochem Photobiol B. 2009;95:101–7. DOI

[65] Russo P, Cesario A. New anticancer drugs from marine cyanobacteria. Curr Drug Targets. 2012;13(8):1048–53. DOI

[66] Borowitzka, M.A. (1999). Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters. Journal of Biotechnology, 70, 313-321. DOI

[67] Chaumont, D. (1993). Biotechnology of algal biomass production: a review of systems for outdoor mass culture. Journal of Applied Phycology, 5, 593-604. DOI

[68] Radmer, R.J., and Parker, B.C. (1994). Commercial applications of algae: opportunities and constraints. Journal of Applied Phycology, 6, 93-98. DOI

[69] Olaizola, M. (2003). Commercial development of microalgal biotechnology: from the test tube to the marketplace. Biomolecular Engineering, 20, 459-466. DOI

[71] Shimamatsu, H. (2004). Mass production of Spirulina, an edible microalga. Hydrobiologia, 512, 39-44. DOI

[70] Ötles, S., and Pire, R. (2001). Fatty acid composition of Chlorella and Spirulina microalgae species. Journal of AOAC International, 84, 1708-1714. DOI

[72] Kato, T. (1994). Blue pigment from Spirulina. New Food Industry, 29, 17-2.

[73] Lorenz, R.T., and Cysewski, G.R. (2000). Commercial potential for Haematococcus microalgae as a natural source of astaxanthin. Trends in Biotechnology, 18, 160-167. DOI

[74] Aasen, A.J., Eimhjellen, K.E., and Liaaen-Jensen, S. (1969). An extreme source of β-carotene. Acta Chemica Scandinavica, 23, 2544-2545. DOI

[75] Ben-Amotz, A., and Avron, M. (1980). Glicerol, β-carotene and dry algal meal production by commercial cultivation of Dunaliella. In G. Shelef, and C.J. Soeder (Eds), Algae Biomass (pp. 603-610). Amsterdam: Elsevier/North Holland Biomedical Press.

[76] Oren, A. (2005). A hundred years of Dunaliella research: 1905-2005. Saline Systems, 1, 2 DOI

[77] Harel, M., and Clayton, D. (2004). Feed formulation for terrestrial and aquatic animals. US Patent 20070082008 (WO/2004/080196)

[78] Certik, M., and Shimizu, S. (1999). Biosíntesis and regulation of microbial polyunsaturated fatty acid production. Journal of Biosciences and Bioengineering, 87, 1-14. DOI

[79] Waldenstedt, L., Inborr, J., Hansson, I., and Elwinger, K. (2003). Effects of astaxanthin-rich algal meal (Haematococcus pluvialis) on growth performance, caecal campylobacter and clostridial counts and tissue astaxanthin concentration of broiler chickens. Animal Feed Science and Technology, 18, 119-132. DOI

[80] Ginzberg, A., Cohen, M., Sod-Moriah, U., Shany, S., Rosenshtrauch, A., and Arad, S. (2000). Chickens fed with biomass of the red microalga Porphyridium sp. have reduced blood cholesterol level and modified fatty acid composition in egg yolk. Journal of Applied Phycology, 12, 325-330. DOI

[81] Hintz, H.F., Heitmann, H., Weird, W.C., Torell, D.T., and Meyer, J.H. (1966). Nutritive value of algae grown on sewage. Journal of Animal Science, 25, 675-681. DOI

[82] Davis, I.F., Sharkey, M.J., and Williams, D. (1975). Utilization of sewage algae in association with paper in diets of sheep. Agriculture and Environment, 2, 333-338. DOI

[83] Calderon, C.J.F., Merino, Z.H., and Barragán, M.D. (1976). Valor alimentico del alga espirulina (Spirulina geitleri) para ruminants. Tecnica Pecuaria en Mexico, 31, 42-46.

[84] Benemann, J.R. (1992). Microalgae aquaculture feeds. Journal of Applied Phycology, 4, 233-245. DOI

[85] Chen, Y.-C. (2003). Immobilized Isochrysis galbana (Haptophyta) for long-term storage and applications for feed and water quality control in clam (Meretrix lusoria) cultures. Journal of Applied Phycology, 15, 439-444. DOI

[86] Apt, K.E., and Behrens, P.W. (1999). Commercial developments in microalgal biotechnology. Journal of Phycology, 35, 215-226. DOI

[87] Muller-Feuga, A. (2000). The role of microalgae in aquaculture: situation and trends. Journal of Applied Phycology, 12, 527-534. DOI

[88] Volkman, J.K., Jeffery, S.W., Nichols, P.D., Rogers, G.I., and Garland, C.D. (1989). Fatty acid and lipid composition of 10 species of microalgae used in mariculture. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 128, 219-240. DOI

[89] Naas, K.E., Naess, T., and Harboe, T. (1992). Enhanced 1st feeding of Halibut Larvae (Hippoglossus hippoglossus L) in green water. Aquaculture, 105, 143-156. DOI

[90] Cahu, C.L., and Zambonino-Infante, J.L. (1998). Algal addition in sea bass (Dicentrarchus labrax) larvae rearing: effect on digestive enzymes. Aquaculture, 161, 479-489. DOI

[91] Spolaore, P., Joannis-Cassan, C., Duran, E., and Isambert, A. (2006). Commercial applications of Microalgae- review. Journal of Bioscience and Bioengineering, 101, 87-96. DOI

[92] Gross, R., Gross, U., Ramirez, A., Cuadra, K., Collazos, C., and Feldheim, W. (1978). Nutritional tests with green Scenedesmus with health and malnourished children. Archiv fur Hydrobiologie, Beihefte Ergebnisse der Limnologie, 11, 161-173.

[93] Hallmann, A. (2007). Algal transgenics and biotechnology. Transgenic Plant Journal, 1, 81-98.

[94] Belay, A. (1993). Current knowledge on potential health benefits of Spirulina platensis. Journal of Applied Phycology, 5, 235-240. DOI

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2021/4-2-HUN

Érkezett: 2021. július – Elfogadva: 2021. október

¹ Debreceni Egyetem, Élelmiszertudományi Intézet

Kulcsszavak

gyümölcs, liofilizálás, fagyasztva szárítás, Összes polifenol-tartalom (TPC – Total phenolic content), flavonoid, C-vitamin

2. Bevezetés

Az elmúlt néhány évtizedben folyamatosan nőtt az érdeklődés a gyümölcsök, különösen a piros gyümölcsök antioxidáns hatásainak kutatása iránt, hiszen kiemelkedő táplálkozásélettani szerepükkel részt vesznek az emberi szervezet megfelelő működésében [1, 2]. A gyümölcsök rendkívül gazdagok fenolos vegyületekben, mint például tanninokban, antocianinokban, flavonoidokban, emellett igen jó vitaminforrásnak számítanak. Magas cukortartalmuk van, diétás rostokat és szerves savakat tartalmaznak (oxálsav, almasav, citromsav, fumársav), míg alacsony kalória- és zsírtartalommal rendelkeznek [11]. Ezek a növényi anyagok nagyobb koncentrációban vannak jelen az apró gyümölcsökben (áfonya, szeder, szamóca, meggy és málna) [13], ezáltal pozitív hatást gyakorolnak az emberi szervezet egészségére, teljesítményére, továbbá védelmet biztosíthatnak például emésztőrendszeri, szív- és érrendszeri, vagy egyéb krónikus betegségek ellen [3, 4, 5, 6, 7, 8].

A gyümölcsökben jelenlévő fenolos vegyületek a növényi metabolitok igen nagy csoportját alkotják és védelmi mechanizmusukat igen széles tartományban fejtik ki [9, 14]. Ezek a vegyületek a gyümölcsök érzékszervi tulajdonságait, minőségét is befolyásolják [11, 12]. A flavonoidok másodlagos növényi anyagcseretermékek, melyek a gyümölcsöket védő funkcióval rendelkeznek, például kiszáradás, fertőzések, mechanikai sérülések, stb. ellen [15]. A C-vitamin vízoldható vitamin, az emberi szervezet számára nélkülözhetetlen, hiszen többek között fontos szerepet játszik a skorbut elleni védekezésben, valamint az egészséges bőr, íny és erek fenntartásában [16]. Az antioxidáns hatásért nemcsak a bioaktív vegyületek lehetnek felelősek, hanem az ásványi anyagok is. Az emberi szervezet védekező mechanizmusának működésében kulcsfontosságúak az exogén antioxidánsok is, mint például a C-, E-vitamin, flavonoidok, karotinoidok, illetve az antioxidáns hatású elemek pl. a szelén, cink, mangán, stb. A piros gyümölcsök nagyobb mennyiségben tartalmazzák azokat az elemet, melyek nélkülözhetetlenek az emberi szervezet egészséges működéséhez. Több tanulmány számolt be például az ilyen gyümölcsök magas kálium-, kalcium-, magnézium-, emellett kis mennyiségű nátrium tartalmáról [17, 18, 19, 20].

A gyümölcsök friss állapotban rövid időn belül megromlanak, eltarthatóságuk nedvességtartalmuk csökkentésével, azaz szárítással növelhető. Az élelmiszeripar számára az ilyen gyümölcsök előállítása nagy kihívást jelent, hiszen egyes szárítási folyamatok károsíthatják a növények antioxidáns hatását [10]. Ezért érdekes lehet felmérni, hogy a fagyasztva szárítás (mint kíméletes mód) hogyan befolyásolja a gyümölcsök bioaktív anyagtartalmát, antioxidáns hatását.

3. Anyag és módszer

Az általunk vizsgált gyümölcsök az szamóca (Fragaria x ananassa), málna (Rubus idaeus), meggy (Prunus cerasus), szeder (Rubus) és az áfonya (Cyanococcus). A friss gyümölcsöket ugyanazon kereskedelmi egységből szereztük be, termesztési helyük Magyarország észak-keleti régiója. A vizsgálatokat a friss gyümölcsök összes polifenol-, flavonoid-, sav-, és C-vitamin tartalmának vizsgálatával kezdtük. Ezután a friss gyümölcsöket egy Heto Powerdry PL 9000 típusú liofilizáló készülékkel -45 °C-on 24-48 órán át liofilizáltuk, majd a fenti vizsgálatokat elvégeztük a fagyasztva szárított minták esetén is. Elemtartalmat csak a friss minták esetén vizsgáltunk, mivel sem a szárítószekrény, sem a liofilizálás nincs hatással a növények elemtartalmára.

3.1. Szárazanyag-tartalom meghatározása

A friss gyümölcsök esetén a szárazanyag-tartalom meghatározását szárítószekrény (Memmert UF 75 Universal Oven, Memmert GmbH+Co. KG, Schwabach, Germany) segítségével végeztük. A mintákat 55 °C-on tömegállandóságig szárítottuk, 12 órán keresztül, majd képlet segítségével határoztuk meg a minták nedvesség-, illetve szárazanyag-tartalmát. Mivel a liofilizálás fagyasztva szárítási módszer, így a liofilizált minták esetén nem végeztünk további szárítást.

3.2. Összes polifenol-tartalom (TPC)

Az összes polifenol-tartalom meghatározását Folin-Ciocalteu-reagens alkalmazásával végeztük Singleton és munkatársai által meghatározott módszer szerint [21]. A mintákat homogenizálás után metanol (Scharlab S. L., Spain) és desztillált víz 80:20 arányú keverékében áztattuk, majd redős szűrőpapíron szűrtük (Sartorius Stedim Biotech S.A., Gottingen, Germany). A mintákból kémcsőbe 0,5 ml-t pipettáztunk, majd 2,5 ml Folin-Ciocalteu reangenst (VWR International S.A.S., France) és 2 ml 75 g/l-es koncentrációjú nátrium-karbonát (Scharlab S. L., Spain) oldatot adtunk hozzá. A színes vegyület kialakulásához a mintákat 2 órán keresztül szobahőmérsékleten fénytől védett helyen pihentettük, majd spektrofotométer (Evolution 300 LC, Thermo Electron Corporation, England) segítségével mértük a minták abszorbanciáját 1 cm-es küvettában 760 nm-en. Az összes fenolos vegyülettartalom meghatározásához szükséges kalibráló oldatot galluszsav (Alfa Aesar GmbH&Co. KG, Karlsruhe, Germany) törzsoldatból készítettük, így az eredményt mg GAE/100 g-ban (galluszsav-egyenérték – Gallic Acid Equivalent) kaptuk meg.

3.3. Flavonoid-tartalom meghatározása

Az összes flavonoid-tartalom meghatározásához spektrofotometriás módszert alkalmaztunk. A mintákat szintén metanol (Scharlab S. L., Spain) és desztillált víz 80:20 arányú keverékében áztattuk, majd redős szűrőpapíron szűrtük (Sartorius Stedim Biotech S.A., Gottingen, Germany). A szűrt mintákból 1 ml-t kémcsövekbe pipettáztunk, melyek 4 ml 20:80 metanol:desztillált víz elegyet tartalmaztak és 0,3 ml 5% nátrium-nitritet (Scharlau Chemie S.A., Spain), majd 5 percet vártunk. A várakozási idő letelte után a mintákhoz 0,3 ml 10% alumínium-kloridot (Scharlab S.L., Spain) pipettáztunk és 2 ml 1 M nátrium-hidroxid (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Germany) oldatot, majd 10 ml-re egészítettük ki metanol: desztillált víz eleggyel. Végül mértük a minták abszorbanciáját 1 cm-es küvettában spektrofotométer (Evolution 300 LC, Thermo Electron Corporation, England) segítségével 510 nm-en. A kalibráló oldatokhoz catechin (Cayman Chemical Company, USA) törzsoldatot használtunk, az eredményeket mg CE/100 g-ban (Catechin Equivalent) kaptuk meg [22].

3.4. C-vitamin tartalom meghatározása

A minták C-vitamintartalmát metafoszforsav oldat segítségével határoztuk meg [23]. 5 g mintához 100 ml 3%-os metafoszforsav (Thermo Fischer GmbH, Germany) oldatot adtunk, majd összeturmixoltuk. Ezután 250 ml-es mérőlombikba mostuk át és további 50 ml metafoszforsavat adtunk hozzá. Redős szűrőpapíron (Sartorius Stedim Biotech S.A., Gottingen, Germany) szűrtük az elegyet. A szűrletből 50 ml-t pipettáztunk titráló lombikba, majd 30 ml desztillált vizet adtunk hozzá, valamint 5 ml 2%-os sósavat (VWR International S.A.S, France), 5 ml 1%-os kálium-jodidot (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Germany) és 1 ml keményítő indikátort (VWR International S.A.S., France). Az elkészült oldatot végül 0,004 M kálium-jodáttal (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Germany) titráltuk. Az eredményt mg/100 g-ban adtuk meg.

3.5. Összes savtartalom meghatározása

A savtartalom meghatározását Czipa (2014) által leírt módszer alapján végeztük [23]. A friss mintákat homogenizáltuk, a liofilizált mintákat porítottuk, majd 20 g-ot bemértünk Erlenmeyer-lombikba, majd hozzáadtunk 150 ml desztillált vizet. Alapos keverés után 85-95 °C-os vízfürdőn 30 percig főztük, majd hagytuk kihűlni szobahőmérsékletre. Ezután vattán szűrtük az elegyet és egy 250 ml-es mérőlombikban jelre töltöttük desztillált vízzel. A kapott szűrletből kipipettáztunk 25 ml-t, majd kiegészítettük desztillált vízzel100 ml-re. Pár csepp fenolftalein indikátor jelenlétében 0,1 mólos nátrium-hidroxiddal (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Germany) titráltuk. Az eredményt % mértékegységben adtuk meg.

3.6. Elemtartalom meghatározása

A minták előkészítését Kovács és munkatársai módszere [24] alapján végeztük. A vizsgálat során 3 g mintát mértünk be egy 100 ml-es roncsolócsőbe. A mintákhoz 10 ml tömény salétromsavat adtunk, egy éjszakán át állni hagytuk, majd 30 percig 60 °C-on melegítettük. Ezt követően a mintákhoz 3 ml hidrogén-peroxidot adtunk és ismét hőkezeltük 90 percig 120 °C-on. Az idő letelte után nagytisztaságú desztillált vízzel (Milli-Q water purification system; Millipore SAS, Molsheim, France) 50 ml-re egészítettük ki, majd szűrtük 388-as szűrőpapíron (Sartorius Stedim Biotech S.A., Gottingen, Germany) a mintákat. Az elemtartalmat ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometer) (Thermo Scientific iCAP 6300, Cambridge, UK) készülékkel mértük. Az elemeket a következő hullámhosszokon mértük: Ca (317,9 nm), K (766,4 nm), Mg (279,5 nm), Na (589,5 nm), P (185,9 nm), S (180,7 nm), Mn (259,3 nm), Zn (213,8 nm). Az ICP készülék kicsatolt teljesítménye 1200 W-ra volt beállítva.

3.7. Statisztika

A minták analitikai vizsgálatát minden esetben három ismétlésben végeztük el. Az eredmények kiértékelése során SPSS szoftvert használtunk (version 13; SPSS Inc. Chicago, Illinois, USA). A program segítségével meghatároztuk az átlagot és a szórást, majd az így kapott eredmények közötti statisztikailag igazolható különbségek meghatározásához Tukey és Dunnett’s T3 tesztet (egytényezős varianciaanalízis) alkalmaztunk.

4. Eredmények

4.1. Szárazanyagtartalom

Az általunk vizsgált gyümölcsök közül a szamóca és a meggy rendelkezett a legalacsonyabb szárazanyagtartalommal (12,6%), míg a legnagyobb eredményt a szeder esetében kaptuk (16,8%). Ahhoz, hogy a különböző vizsgálatok eredményei összehasonlíthatók legyenek, minden esetben szárazanyagtartalomra vonatkozóan adtuk meg az értékeket.

4.2 Összes fenolos vegyülettartalom (TPC)

A nyers és liofilizált gyümölcsök összes fenolos-vegyülettartalmát az 1. ábra foglalja össze. Valamennyi minta esetén igen magas értékeket kaptunk a vizsgálatok során (945-1363 mg GAE/100 g). Valamennyi liofilizált minta esetén magasabb eredményeket mértünk, mint a friss gyümölcsök esetén. Véleményünk szerint, ennek az lehet az oka, hogy ezekre a vegyületekre nézve a liofilizálás kíméletesebb szárítási módszer, mint szárítószekrénnyel végzett.

Ahogyan az ábrán is látható, nincs lényeges eltérés a friss szeder (967 mg GAE/100 g) és friss áfonya (945 mg GAE/100 g) esetén. Ezeknél a gyümölcsöknél a fenolos vegyülettartalom liofilizálás után sem lényegesen magasabb (1037-1061 mg GAE/100 g). Ezzel szemben az szamóca, málna és meggy 1145 és 1363 mg GAE/100 g közötti értékeket adtak. Szignifikánsan nincs különbség a friss szamóca és friss meggy (1145 és 1150 mg GAE/100 g), illetve a liofilizált szamóca és liofilizált meggy között (1306 és 1283 mg GAE/100 g).

4.3. Flavonoid-tartalom

A vizsgált minták flavonoid-tartalmát a 2. ábra szemlélteti. Jól látható, hogy a friss és a liofilizált minták között nincs lényeges eltérés, vagyis a liofilizálás nem befolyásolja lényegesen ezeknek a vegyületeknek a jelenlétét a mintákban. A fenolos vegyülettartalommal szemben, a málna flavonoid-tartalma volt a legalacsonyabb (309-340 mg CE/100 g), legmagasabb értékeket az áfonya mutatott (647-707 mg CE/100 g). A szamóca és a szeder esetén közel azonos eredményeket kaptunk, a különbségek statisztikailag minden esetben igazolhatók voltak.

4.4. Összes savtartalom

Az összes savtartalmat a 3. ábra mutatja. Jól látható, hogy ezekre a vegyületekre a liofilizálás nem volt megfelelő hatással, hiszen minden minta esetén lényegesen alacsonyabb eredményeket kaptunk a friss gyümölcsökhöz képest. Igen magas savtartalmat mértünk a friss málna és a friss meggy esetén (54,4-54,5%). Liofilizálás hatására ezek az értékek harmadára csökkentek (16,6-16,7%). A többi gyümölcs esetén a savtartalom nem érte el a 30%-os értéket sem. Statisztikailag minden esetben igazolható különbségeket kaptunk, kivétel a liofilizált meggy és liofilizált málna között (P=0,167).

4.5. C-vitamin tartalom

A gyümölcsök C-vitamin tartalma a 4. ábrán látható. Ez esetben a liofilizálás nem volt nagy hatással a C-vitamin tartalomra, hiszen ahogyan az ábrán is látható, minden minta esetén alacsonyabbak a liofilizálás utáni eredmények. A szamóca esetén kaptuk a legmagasabb értékeket (236 és 242 mg/100 g). A málna és a szeder között (172-199 mg/100 g), illetve a meggy és az áfonya (102-128 mg/100 g) esetén hasonló eredményeket kaptunk. Szinte minden esetben szignifikáns eredményeket kaptunk, kivétel a friss szamóca-friss málna, a friss málna-friss szeder, illetve a friss meggy-friss áfonya esetén.

4.6. Elemtartalom

A minták elemtartalma az 1. táblázatban látható. Bár több elem mérését végeztük el, az eredményekben csak a fontosabbakat emeljük ki. A gyümölcsök kalciumtartalma 240 és 2302 mg/kg között volt. Az eredmények közül az áfonya kalcium tartalma rendkívül alacsony volt a többi mintához képest (240 mg/kg). Statisztikailag nem volt igazolható különbség a szamóca és a szeder között (P=0,096).

A káliumtartalom az szamóca esetén volt a legmagasabb (12693 mg/kg). Ezzel szemben az áfonya rendkívül alacsony, 3765 mg/kg kálium tartalommal rendelkezik. A többi minta esetén 6582-9521 mg/kg közötti értékeket kaptunk. Statisztikailag minden esetben igazolhatóak voltak a különbségek. A gyümölcsök magnézium tartalma 195 és 1383 mg/kg volt. Az áfonya ebben az esetben is rendkívül alacsony,195 mg/kg értéket mutatott. Ugyanakkor a szamóca magnézium tartalma 1383 mg/kg volt. Szinte minden esetben szignifikáns különbségeket kaptunk, kivétel a szamóca-málna és a meggy-málna között. A gyümölcsök nátrium tartalmára 5,15 és 23,1 mg/kg közötti értékeket kaptunk. A többi mintához képest igen magas volt az szamóca, illetve a szeder nátrium tartalma (22,9 és 23,1 mg/kg). A foszfor tartalom 863 és 2024 mg/kg közötti eredményt mutatott. Az áfonya a kalcium-, a kálium- és a magnézium-tartalomhoz hasonlóan a foszfor esetén is a legalacsonyabb eredményt adta (863 mg/kg). Minden minta esetében szignifikáns eredményeket kaptunk. A kén esetén 445 és 695 mg/kg közötti értékeket mértünk. Legalacsonyabb eredményt az áfonya, legmagasabbat a szeder esetén kaptunk. Szignifikáns eredményeket kaptunk az áfonya-szamóca-meggy kivételével valamennyi esetben [25].

4.7. Következtetések

Különböző, piros színű gyümölcsök beltartalmi paramétereit vizsgáltuk. Célunk volt, hogy összehasonlítsuk vizsgált a paramétereket (összes fenolos vegyület-, flavonoid-, sav-, C-vitamintartalom) a gyümölcsök friss állapotában, illetve liofilizálás után. Emellett meghatároztuk a friss minták fontosabb elemtartalmát (kalcium, kálium, magnézium, nátrium, foszfor, kén) is. Az összes fenolos vegyület- és flavonoid tartalmukat tekintve minden gyümölcs esetén magasabb eredményeket kaptunk liofilizálás után. Ennek oka lehet, hogy a liofilizálás nincs olyan kedvezőtlen hatással ezekre a vegyületekre, mint a szárítószekrény használata. Szintén pozitív eredményeket kaptunk a C-vitamin esetén. A liofilizálás kis mértékben csökkentette ennek a vitaminnak a jelenlétét ezekben a mintákban. A savtartalom ezzel ellentétben sokkal alacsonyabb eredményeket adott liofilizálás után. Elemtartalmukat tekintve legalacsonyabb értékekkel az áfonya rendelkezett, míg a legmagasabb értékeket a szamóca esetén kaptuk. A kapott eredmények alapján kijelenthető, hogy a vizsgált paraméterek esetén (a savtartalmat leszámítva), a fagyasztva szárítás, másnéven liofilizálás sokkal kíméletesebb szárítási módszer, mint a szárítószekrény használata.

5. Irodalom

[1] Fu L., Xu B.-T., Xu X.-R., Gan R.-Y., Zhang Y., Xi E.-Q., & Li H.-B. (2011): Antioxidant capacities and total phenolic contents of 62 fruits. Food Chemistry 129 (2) 345–350. pp. DOI

[2] Imeh U., Khokhar S. (2002): Distribution of Conjugated and Free Phenols in Fruits: Antioxidant Activity and Cultivar Variations. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50 (22) 6301–6306. pp. DOI

[3] de Souza V. R., Pereira P. A. P., da Silva, T. L. T., de Oliveira Lima L. C., Pio R., Queiroz F. (2014): Determination of the bioactive compounds, antioxidant activity and chemical composition of Brazilian blackberry, red raspberry, strawberry, blueberry and sweet cherry fruits. Food Chemistry 156 362–368. pp.

[4] Denardin C. C., Hirsch G. E., da Rocha R. F., Vizzotto M., Henriques A. T., Moreira J. C. F., Emanuelli T. (2015): Antioxidant capacity and bioactive compounds of four Brazilian native fruits. Journal of Food and Drug Analysis 23 (3) 387–398. pp. DOI

[5] Moo-Huchin V. M., Moo-Huchin M. I., Estrada-León R. J., Cuevas-Glory L., Estrada-Mota I. A., Ortiz-Vázquez E., Sauri-Duch E. (2015): Antioxidant compounds, antioxidant activity and phenolic content in peel from three tropical fruits from Yucatan, Mexico. Food Chemistry 166 17–22. pp.  DOI

[6] Yildiz H., Ercisli S., Hegedus A., Akbulut M., Topdas E. F., Aliman J. (2014): Bioactive content and antioxidant characteristics of wild (Fragaria vesca L.) and cultivated strawberry (Fragaria × ananassa Duch.) fruits from Turkey. Journal of Applied Botany and Food Quality 87 274–278. pp. DOI

[7] Slatnar A., Jakopic J., Stampar F., Veberic R., Jamnik P., (2012): The Effect of Bioactive Compounds on In Vitro and In Vivo Antioxidant Activity of Different Berry Juices. PLoS ONE 7 (10) 1-8. pp.

[8] Namiesnik J., Vearasilp K., Nemirovski A., Leontowicz H., Leontowicz M., Pasko P., Martinez-Ayala A.L., González-Aguilar G.A., Suhaj M., Gorinstein S. (2014): In vitro studies on the relationship between the antioxidant activities of some berry extracts and their binding properties to serum albumin. Applied Biochemistry and Biotechnology 172 2849–2865. pp.

[9] Baiano A. (2014): Influence of genotype, pedoclimatic conditions, viticultural practices and ripening on the phenolic composition of grapes. A review. In J. S. Cámara (Ed.), Grapes: Production, phenolic composition and potential biomedical effects. Food and Beverage Consumption and Health Series. New York, NY: Nova Science 1–26. pp. ISBN: 978-1-63321-410-1

[10] Lutz M., Hernández J., Henríquez C. (2015): Phenolic content and antioxidant capacity in fresh and dry fruits and vegetables grown in Chile. CyTA - Journal of Food. Taylor & Francis. 1–7. pp.

[11] Aly A., Maraei R., El-Leel O. A. (2019): Comparative study of some bioactive compounds and their antioxidant activity of some berry types. Slovak Journal of Food Sciences. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences 13 (1) 515–523. pp. DOI

[12] Lachowicz S., Kolniak-Ostek J., Oszmianski J., Wisniewski R. (2017): Comparison of phenolic content and antioxidant capacity of bear garlic (Allium ursinum L.) in different maturity stages. Journal Food Processing and Preservation 41 (1) 1–10. pp. DOI

[13] Toledo-Martín E., García-García M., Font R., Moreno-Rojas J., Salinas-Navarro M., Gómez P., del Río-Celestino M. (2018): Quantification of Total Phenolic and Carotenoid Content in Blackberries (Rubus Fructicosus L.) Using Near Infrared Spectroscopy (NIRS) and Multivariate Analysis. Molecules 23 (12) 3191. p. DOI

[14] Zapata, P. J., Martínez-Esplá, A., Gironés-Vilaplana, A., Santos-Lax, D., Noguera-Artiaga, L., Carbonell-Barrachina, Á. A. (2019): Phenolic, volatile, and sensory profiles of beer enriched by macerating quince fruits. LWT – Food Science and Technology 103 139–146. pp. DOI

[15] Oliveira K. G., Queiroz V. A. V., Carlos L. A., Cardoso L. M., Pinheiro-Sant’Ana H. M., Anunciacao P. C., Menezes C. B., Silva E. C., Barros F. (2017): Effect of the storage time and temperature on phenolic compounds from sorghum grain and flour. Food Chemistry 216 390–398. pp. DOI

[16] Rekha C., Poornima G., Manasa M., Abhipsa V., Pavithra Devi J., Vijay Kumar H. T., Prashith Kekuda T. R. (2012): Ascorbic acid, total phenol content and antioxidant activity of fresh juices of four ripe and unripe citrus fruits. Chem Sci Trans. 1 (2) 303–310. pp. DOI

[17] Nour V., Trandafir I., Ionica M. E. (2011): Ascorbic acid, anthocyanins, organic acids and mineral content of some black and red currant cultivars. Fruits 66 353–362. pp. DOI

[18] Plessi M., Bertelli D., Albasini A., (2007): Distribution of metals and phenolic compounds as a criterion to evaluate variety of berries and related jams, Food Chemistry 100 419–427. pp.

[19] Nile, S. H., & Park, S. W. (2014). Edible berries: Bioactive components and their effect on human health. Nutrition 30 (2) 134–144. pp. DOI

[20] Rodler I. 2008. Élelmezés- és táplálkozás-egészségtan. Medicina Könyvkiadó, Budapest.

[21] Singleton, V. L., Orthofer, R., Lamuela Raventos, R. M. (1999): Analysis of Total Phenols and Other Oxidation Substrates and Antioxidants by Means of Folin Ciocalteu reagent. Methods in Enzymology 299 265–275. pp.

[22] Kim, D.O, Jeong, S.W., Lee, C.Y. (2003): Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chemistry 81 321–326. pp.

[23] Czipa, N. (2014): Élelmiszeranalitika gyakorlati jegyzet élelmiszermérnök BSc III. évfolyam részére. Debreceni Egyetem, Debrecen.

[24] Kovács, B., Győri, Z., Csapó, J., Loch, J., Dániel, P. (1996): A study of plant sample preparation and inductively coupled plasma emission spectrometry parameters. Communication in Soil Science and Plant Analysis 27 (5-8) 1177–1198. pp.

[25] Słupski, J., Lisiewska, Z., Kmiecik, W. (2005): Contents of macro and microelements in fresh and frozen dill (Anethum graveolens L.). Food Chemistry 91 (4) 737–743. pp. DOI

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2021/4-3-HUN

Érkezett: 2021. május – Elfogadva: 2021. szeptember

¹ Debreceni Egyetem, Élelmiszertudományi Intézet

Kulcsszavak

kenyér, bazsalikom, összes polifenol tartalom (TPC – Total Polyphenol Content), flavonoid tartalom, elemtartalom, funkcionális élelmiszer

2. Bevezetés

A bazsalikomot leginkább a mediterrán országokban termesztik. Leveleit frissen vagy szárítva ízesítőként használják. Gyógynövényként is ismert, többek között fejfájás, köhögés, hasmenés, székrekedés, szemölcsök, férgek és veseműködési zavarok ellen ajánlott a fogyasztása [1]. Antioxidáns hatásáért a benne található rozmarinsav felelős, mely megköti a szabadgyököket. A gombák ellen nem használható, azonban antibakteriális és vírusellenes hatása ismert [2]. Elemtartalom szempontjából kiemelkedő értékekkel rendelkezik, melyet többek között Ghanjaoui és munkatársai [1], Özcan és Akbulut [3] valamint Özcan [4] is vizsgált.

A sütés az emberiség egyik legrégebbi, az ételkészítéssel kapcsolatos foglalkozása. Amikor az őskori ember letelepedett és gyűjtögetésre, gazdálkodásra váltott, a gabonafélék váltak a legfontosabb élelmi forrásokká. Folyamatos tanulás és technológiai fejlesztés mellett, sikerült az összegyűjtött magvakat feldolgozni, belőlük különböző termékeket készíteni [5]. Ilyen termék volt a kenyér, amely nagyban különbözött attól a terméktől, amit napjainkban fogyasztanak. Mindazonáltal napjainkban is sokféle típusú kenyeret készítenek. A Közel-Keleten a lapos kenyér, Kínában a gőzölt kenyér, Amerikában pedig a kukorica alapú termékek dominálnak. A kenyér leginkább búzából és néhány más, általánosan használt gabonából készül, hiszen ennek fehérjéi a legalkalmasabbak arra, hogy a megfelelő termék készüljön belőlük [6].

A szakirodalomban található dolgozatok szerint számos kísérlet történt a kenyér dúsítására különböző anyagokkal. Raba és munkatársai [7] fokhagymával és bazsalikommal dúsított kenyeret készítettek és vizsgáltak. Suleria és munkatársai [8] vizes fokhagymakivonatot használtak, azonban készültek még sárgapaprika liszttel [9], gyömbérporral [10], kurkumával [11], hulladék hagymaporral [12], barna algaporral [13], lóretekfa levélporral [14], málna és eper olajpogácsával [15] valamint fokhagymával és készítményeivel [16] dúsított kenyerek is.

Mivel ismereteink szerint fűszerekkel kevés kenyérdúsítási kísérletet és az követően szintén kevés vizsgálatot végeztek, kísérletünkben elsőként bazsalikomot használtunk, és azt vizsgáltuk, hogy a fűszer hozzáadása milyen mérhető változásokat idézett elő a sütött termékben.

3. Anyag és módszer

3.1. A kenyér elkészítése

Kísérleteink során 7 kenyérminta különböző paramétereit vizsgáltuk. A kenyerek összetevői és elkészítése Kántor és munkatársai [16] módszere alapján történt. A termék elkészítéséhez használt összetevőket a kiskereskedelemből szereztük be. A bazsalikomot a dagasztás előtt rendre 0,00; 4,25 g; 8,5 g; 12,75 g; 17,0 g; 21,25 g és 25,5 g mennyiségben adtuk a kenyér tésztájához (1. táblázat).

A kísérlet során a bazsalikom összes polifenol- (TPC), flavonoid- és elemtartalmát vizsgáltuk, majd a kenyerekből meghatároztuk a szárazanyag-, összes polifenol (TPC), flavonoid-, nyerszsír-, nyersfehérje- és makroelem-tartalmat. A kenyér eredményeinél a mért értékeket szárazanyag tartalomra vonatkoztatva adtuk meg.

3.2. Az összes polifenol-tartalom (TPC) meghatározása

A vizsgálathoz a bazsalikom, és a kenyerek esetében egyaránt Singleton és munkatársai módszerét [17] alkalmaztuk. A vizsgálatnál a mintákat metanolos (Scharlab S. L., Spain): desztillált vízben (80:20) áztattuk, majd 292-es redős szűrőpapíron (Sartorius Stedim Biotech S.A., Gottingen, Germany) szűrtük. A kapott oldatokból 1 ml mintát kémcsőbe pipettáztunk, melyhez 2,5 ml Folin-Ciocalteu reagenst (VWR International S.A.S., France) adtunk. 5 perc elteltével további 2 ml 75 g/l-es koncentrációjú nátrium-karbonát (Scharlab S. L., Spain) hozzáadásával színes vegyületet kaptunk, melynek abszorbanciáját spektrofotométerrel (Evolution 300 LC, Thermo Electron Corporation, England) mértük 760 nm-en. Az összes polifenol-tartalom meghatározásához kalibráló oldatot készítettünk, melynél a törzsoldat galluszsavból (Alfa Aesar GmbH&Co. KG, Karlsruhe, Germany) készült. A kalibráló oldatsor abszorbanciáját is mértük, mely eredményekből kalibráló görbét szerkesztettünk. Ez alapján határoztuk meg a mintaoldatunk összes polifenol-tartalmát. Az eredményt mgGAE/100 g-ban kaptuk meg.

3.3. A flavonoid tartalom meghatározása

A flavonoid-tartalom vizsgálati eredményeit a fűszerben és a kenyerekben mg cathecin ekvivalens per 100 g-ban adtuk meg (mgCE/100 g). A hozzáadott reagensek hatására az oldatok rózsaszínűek lettek. Az abszorbanciákat 510 nm-en mértük spektrofotométerrel (Evolution 300 LC, Thermo Electron Corporation, England). Az alábbi reagenseket használtuk a vizsgálathoz: catechin (Cayman Chemical Company, USA), aluminium-klorid (Scharlab S.L., Spain), nátrium-nitrit (Scharlau Chemie S.A., Spain), nátrium-hidroxid (Sigma-Aldrich Chemie Gmbh, Germany) és metanol (Scharlab S.L., Spain) [18].

3.4. Az elemtartalom meghatározása

A mintákat Kovács és munkatársai [19] módszerével készítettük elő, az ICP-OES-sel történő mérés előtt (induktív csatolású plazma optikia emissziós spectrometer; Thermo Scientific iCAP 6300, Cambridge, UK). A mintákat roncsolócsőbe tettük, majd 10 ml salétromsavat (69% v/v, VWR International Ltd., Radnor, USA) töltöttünk a csövekbe. A keverékeket egy éjszakán át állni hagytuk, majd másnap előroncsolást végeztünk 60 ⁰C-on 30 percig. Lehűlés után a mintákhoz 3 ml hidrogén-peroxidot (30% v/v, VWR International Ltd., Radnor, USA) adtunk, és 120 ⁰C-on, 90 percig végeztük a főroncsolást. Ennek végeztével a kihűlt mintákat Milli-Q desztillált vízzel (Millipore S.A.S., Molsheim, France) hígítottuk és 388-as szűrőpapíron (Sartorius Stedim Biotech S.A., Gottingen, Germany) szűrtük. Az így elkészült roncsolatokból az ICP-OES-sel az alábbi elemtartalmakat határoztuk meg:

• Ca 315.8 nm,
• K 769.8 nm,
• Mg 280.2 nm,
• Na 818.3 nm,
• P 185.9 nm,
• S 180.7 nm.

A mérési hullámhosszakat az elemek vegyjelei után tüntettük fel.

3.5. A szárazanyag-, nyerszsír-, és nyersfehérjetartalom meghatározása

A kenyerek vizsgálata ezekre a paraméterekre az MSZ 20501-1:2007-es szabvány alapján történt [22].

3.6. Statisztika

A vizsgálatokat három ismétlésben végeztük el. Az eredmények értékeléséhez az SPSS statisztikai szoftvert használtuk (version 13; SPSS Inc. Chicago, Illinois, USA). Ezzel határoztuk meg az átlagot és a szórást. A kapott eredmények közötti statisztikailag igazolható különbségek meghatározására egytényezős varianaciaanalízist (Tukey és Dunnett’s T3 teszt; P<0,05) alkalmaztunk.

4. Eredmények és értékelésük

4.1. A bazsalikom vizsgálatának eredményei

A bazsalikom vizsgálatának átlageredményeit a 2. táblázat tartalmazza. Ez a táblázat tartalmazza a fűszer összes polifenol-, flavonoid- és elemtartalmát, amelyeket három ismétléses méréssel határoztunk meg.

A bazsalikom összes polifenol-tartalmának értékei magasabb voltak, mint a Moghaddam és Mehdizadeh [20] tanulmányában közölt mennyiségek (7,15-107 mgGAE/100 g). Ugyanakkor Kwee és Niemeyer [21] értekezésében, amelyben 15 bazsalikomfajta vizsgálatáról számoltak be, az összes polifenol-tartalom 347 és 1758 mgGAE/100 g között volt. Eredményeink alapján megállapítható, hogy az általunk mért érték magas volt. A bazsalikom esetében kiemelkedő flavonoid tartalommal is számolni kell.

Méréseink alapján a fűszernek leginkább a kalcium- és káliumtartalma magas, amelynek értéke 20000 mg/kg fölött volt. Özcan [4] hasonló káliumtartalmat mért a szárított bazsalikom esetében (24811 mg/kg), azonban a kalciumtartalom jóval alacsonyabb volt az általunk meghatározott koncentrációkhoz képest (12363 mg/kg). A növény magnéziumtartalma sem elhanyagolható, hiszen ebből az alkáliföldfémből közel 8000 mg/kg-os értéket mértünk. Ez jóval magasabb, mint az Özcan [4] és Özcan és Akbulut [3] által mért eredmények (5738 mg/kg és 3130 mg/kg). A foszfor- és kéntartalom vizsgálatának eredményei szintén ezres nagyságrendűek voltak az adott mintában. Özcan [4] magasabb P (4960 mg/kg) és alacsonyabb S (1923 mg/kg) tartalmat mért a török eredetű szárított bazsalikomban. A makroelemek közül az Özcan és Akbulut [3] által közölt értékekhez (2895 mg/kg) képest a nátrium mennyiségét találtuk a legkisebbnek.

4.2. A kenyerek vizsgálatának eredményei

A kenyerek beltartalmi mérésének eredményeit a 3. táblázat tartalmazza.

4.2.1. A szárazanyag-tartalom mérésének eredményei

A kenyérminták szárazanyag-tartalmát egymáshoz hasonlónak találtuk. A minták szárazanyag tartalma 68,3% és 70,5% között volt. A legalacsonyabb értéke a 4. mintának volt, míg a legnagyobbat a 6-os termék esetében mértük. Hasonló eredményeket mértünk az 1., 2. és 7. mintáknál. Ezen értékeknél statisztikailag igazolható eltérést nem találtunk. A többi mintához képest az előbb említett kenyerek eredményei azonban szignifikánsan különbözőek voltak. A legnagyobb szárazanyag tartalommal rendelkező minta, mely a 6-os volt, szignifikánsan az összes mintától eltért. Közel azonos értékeket mértünk még a 4-5 és 3-5 kenyerek szárazanyag tartalmában.

4.2.2. Az összes polifenol-tartalom mérésének eredményei

Az összes polifenol-tartalmat tekintve megállapítottuk, hogy már a kontroll kenyér is tartalmaz bizonyos mennyiségű antioxidáns hatású vegyületet, amelynek mennyisége értelemszerűen a legalacsonyabbnak adódott. Kántor és munkatársai [16] szintén találtak antioxidáns hatású vegyületeket a kontroll kenyér esetében. Ahogy a fűszereket hozzáadtuk a kenyerekhez, az antioxidánsok mennyisége folyamatosan növekedett. A legnagyobb mennyiséget a 7. minta esetében mértük. Valamennyi minta vizsgálati eredményei egymáshoz képest szignifikáns eltérést mutattak.

4.2.3. Az összes flavonoid-tartalom mérésének eredményei

A flavonoidok mennyisége a polifenol-tartalomhoz hasonlóan arányosan nőtt a kenyértésztához adott fűszer mennyiségével. A legalacsonyabb értéket a kontroll mintából mértük, amelytől a 2. minta flavonoid tartalma statisztikailag nem tért el, azonban minden más esetben szignifikáns eltérést tapasztaltunk. A legmagasabb flavonoid tartalommal a 7. minta rendelkezett, melynek fűszertartalma 25,5 g volt.

4.2.4. A nyerszsír-tartalom mérésének eredményei

A nyerszsír tartalmat tekintve az eredmények eltérőek voltak. 5,10 és 6,33% közötti értékeket mértünk. A legmagasabb zsírtartalmat a kontroll mintában határoztuk meg, míg a legalacsonyabb értékek a 4., 5. és 6. mintában voltak. A 2. és 3. termék esetében csupán csak 0,1% volt az eltérés. A 7. kenyérmintánál az utóbbi eredményektől magasabb, azonban az 1. mintát meg nem haladó zsírtartalmat mértünk. Ezen eredmények egyike sem tért el egymástól statisztikailag igazolhatóan, tehát ennél a paraméternél megállapítottuk, hogy zsírtartalomban az általunk készített kenyerek között nem volt statisztikailag igazolható különbség.

4.2.5. A fehérjetartalom mérésének eredményei

A fehérjetartalmat vizsgálva egymástól eltérő értékeket mértünk. A legnagyobb értéket a 6. minta esetében mértük, míg a legalacsonyabb az 1., kontroll minta adta. A bazsalikom hozzáadásával minimális fehérjetartalomnövekedést láthatunk. Az első 3 minta esetében statisztikailag igazolható különbség nem volt, azonban a kontroll mintánk eredménye eltérő a 4., 5., 6. és 7. minta értékétől. A legmagasabb fehérjetartalommal rendelkező minták (5. és 6.) szignifikáns eltérést mutattak az 1., 2., 3. és 4. mintáktól. A legnagyobb fűszermennyiséggel dúsított kenyér fehérjetartalma csupán az 1. és 3. mintától tért el, ugyanis ebben az esetben csökkent a termék fehérjetartalma.

4.2.6. A makroelemtartalom mérésének eredményei

A kenyerek makroelemtartalmának eredményeit az 4. táblázatban foglaltuk össze.

A kontroll kenyér esetében (1. minta) makroelemtartalom eredményeink a nátrium kivételével hasonlóak voltak a Kántor és munkatársai [16] által közölt adatokhoz (Ca: 510 mg/kg; K: 2418 mg/kg; Mg: 285 mg/kg; Na: 3180 mg/kg; P: 1512 mg/kg; S: 948 mg/kg).

A mintákban mérhető makroelemek mennyiségét tekintve megállapítottuk, hogy minden esetében növekszik azok mennyisége a fűszer koncentrációjának növelésével. Ez alól kivételt jelent a nátrium és a kén, hiszen bár minimálisan eltérő eredményeket kaptunk, azonban ez a különbség statisztikailag nem igazolható. A bazsalikom eredményeiből látható, hogy ez a két elem az, amelyeknek a növényben a legalacsonyabb a mennyisége. Amíg a kenyérben a kalcium, kálium, magnézium, foszfor és kén mennyisége alacsonyabb érteket mutatott, mint magában a fűszerben, addig a nátriumtartalom jelentősen megnövekedett a mintákhoz azonos mennyiségben hozzáadott konyhasó miatt.

A minták kalciumtartalma 476 és 1614 mg/kg között változott. A bazsalikom hozzáadásával a kalcium tartalom fokozatosan emelkedett, a legtöbb esetben 200 mg/kg mennyiséggel az egyes koncentrációk között. Szignifikáns eltérés csak a 4. és 5. minta között nem volt kimutatható.

A kenyér káliumtartalmát meghatározva a kalciumtól magasabb értékeket mértünk. A kontroll mintához képest, mely 2200 mg/kg káliumot tartalmazott, már a legkisebb fűszermennyiséget tartalmazó termék is szignifikáns eltérést mutatott. A legnagyobb elemtartalmat a 7. mintánál értük el, mely az 1. mintához képest több mint 1200 mg/kg-al több káliumot tartalmazott. A 4-es és 5-ös, valamint az 5-ös és 6-os minták között statisztikailag igazolható különbség nem volt, azonban az összes többi esetben szignifikáns eltérés volt.

A magnéziumtartalom is növekedett, ahogyan azt az eredmények is mutatják. A legalacsonyabb értéke szintén a kontroll mintának volt, a legmagasabb pedig a 7. terméknek. Ezen elemnél mértük a legalacsonyabb értékeket, makroelem tartalom szempontjából, hiszen még a legmagasabb bazsalikom mennyiséget tartalmazó kenyér sem érte el az 1000 mg/kg-os értéket. Az eredményeink alapján elmondható, hogy minden esetben statisztikailag igazolható különbség volt a mért értékek között.

A foszfortartalom a vizsgált mintákban 1478 és 1623 mg/kg között volt. Ezeket az eredményeket rendre az 1. és 6. mintában mértük. A fűszer mennyiség növelésével a foszfortartalom is nőtt. Statisztikailag igazolható különbség volt kimutatható az 1-5., 1-6., 1-7., 2-5., 2-6., 2-7. és 3-6. termékek között. A többi esetben elhanyagolható mértékű volt az eltérés a foszfortartalomban.

5. Következtetés

A kísérlet megkezdésekor magát a bazsalikomot vizsgáltuk, melynek antioxidáns hatású vegyületeit és makroelem tartalmát határoztuk meg. Ahogyan az eredmények is mutatják, maga a fűszernövény igen magas összes polifenol és flavonoid tartalommal rendelkezik. Ezen paraméterek mellet a makroelem tartalma is jelentős, hiszen kalcium és kálium tartalomban kiemelkedő, melyet a szakirodalomban említett tanulmányok is alátámasztanak. Nem elhanyagolható mennyiségben mértünk még magnézium, foszfor és kéntartalmat.

A kenyerek elkészítése során, a fűszert kivéve, minden összetevő azonos mennyiségben került a termékbe, tehát várható volt, hogy eltérések lesznek a bazsalikom mennyiségének növekedésével.

Egyértelmű következtetést arra, hogy a szárazanyag tartalom miért változott így, nem tudunk felállítani. A várt eredmény az lett volna, hogy a fűszer mennyiségének növekedésével, növekszik maga a kenyér szárazanyag tartalma. Az eltérések valószínűleg a légkeveréses kemence jellegéből adódhattak.

Mind az összes polifenol- és flavonoid tartalom eredményei a várakozásunknak megfelelően alakultak, hiszen a magas antioxidáns hatású vegyülettel rendelkező bazsalikom, kenyérhez való hozzáadása jelentősen megnövelte ezen paraméterek értékeit, annak ellenére, hogy ezen vegyületek többsége hőérzékeny.

A vizsgált minták nyerszsír tartalmában nem tapasztaltunk eltérést, tehát a dúsítás nem befolyásolja ezt a paramétert.

A fehérjetartalomban azonban már eltéréseket tapasztaltunk, hiszen a dúsításnak köszönhetően a fehérjetartalomban is növekedést értünk el. A kérdés megválaszolásához, hogy miért nőtt ez az érték, további vizsgálatok szükségesek.

A makroelem tartalom esetében a nátrium és a kén kivételével szignifikáns növekedést értünk el, mely a bazsalikom magas elemtartalmából adódhat.

Vizsgálataink és eredményeink alapján elmondható, hogy a bazsalikommal való dúsítás a legtöbb mért paraméterre pozitív hatású volt. Az antioxidáns hatású vegyületek és a makroelemek nagyobb mennyiségű bevitele a szervezetbe szintén előnyös, hiszen ezek a vegyületek a szervezet normál működéséhez szükségesek.

6. Irodalom

[1] Ghanjaoui M. E., Cervera M. L., Rhazi M. E., M. de la Guardia (2011): Validated fast procedure for trace element determination in basil powder. Food Chem. 125 (4) pp. 309-1313. DOI

[2] Pushpangadan P., George V. (2012): Basil. pp. 55-72 In: Peter K.V. (ed) Handbook of herbs and spices, Second Edition. Volume 1. Woodhead Publishing, Cambridge DOI

[3] Özcan M. M., Akbulut M. (2007): Estimation of minerals, nitrate and nitrite contents of medicinal and aromatic plants used as spices, condiments and herbal tea. Food Chem. 106 (2) pp. 852-858. DOI

[4] Özcan M. (2004): Mineral contents of some plants used as condiments in Turkey. Food Chem. 84 (3) pp.437-440. DOI

[5] Gisslen W. (2016): Professional Baking. Seventh Edition. John Wiley & Sons Inc. USA. p.792.

[6] Cauvain S. P. (2015): Technology of Breadmaking. Third Edition. Springer International Publishing. Switzerland. DOI

[7] Raba D. N., Moigrădean D., Poiană M-A., Popa M., Jianu I. (2007): Antioxidant capacity and polyphenols content for garlic and basil flavoured bread. J. Agroaliment. Proc. Technol. 13 (1) pp.163-168.

[8] Suleria H. A. R., Khalid N., Sultan S., Raza A., Muhammad A., Abbas M. (2015): Functional and Nutraceutical Bread prepared by using Aqueous Garlic Extract. Int. J. Food Safety. 17 pp. 10-20.

[9] Danza A., Mastromatteo M., Cozzolino F., Lecce L., Lampignano V., Laverse J., Nobile M. A. D. (2014): Processing and characterization of durum wheat bread enriched with antioxidant from yellow pepper flour. LWT Food Sci. Technol. 59 pp. 479-485. DOI

[10] Balestra F., Cocci E., Pinnavaia G. G., Romani S. (2011): Evaluation of antioxidant, rheological and sensorial properties of wheat flour dough and bread containing ginger powder. LWT Food Sci. Technol. 44 (3) pp. 700-705. DOI

[11] Lim H. S., Park S. H., Ghafoor K., Hwang S. Y., Park J. (2011): Quality and antioxidant properties of bread containing turmeric (Curcuma longa L.) cultivated in South Korea. Food Chem. 124 (4) pp. 577-1582. DOI

[12] Prokov T., Chonova V.., Slavov A, Dessev T., Dimitrov N., Petkova N. (2018): Effects on the quality and health-enhancing properties of industrial onion waste powder on bread. J Food Sci Technol. 55 (12) pp. 5091-5097. DOI

[13] Arufe S., Della Valle G., Chiron H., Chenlo F., Sineiro J., Moreira R. (2018) Effect of brown seaweed powder on physical and textural properties of wheat bread. Eur Food Res Technol 244 pp. 1-10. DOI

[14] Bourekoua H., Różyło R., Gawlik‑Dziki U., Benatallah L., Zidoune M. N., Dziki D. (2018): Evaluation of physical, sensorial, and antioxidant properties of gluten‑free bread enriched with Moringa Oleifera leaf powder. Eur Food Res Technol. 244 pp. 189-195. DOI

[15] Kowalczewski P. L., Walkowiak K., Masewicz Ł., Duda A., Poliszko N., Rożańska M. B., Jeżowski P., Tomkowiak A., Mildner‑Szkudlarz S., Baranowska H. M. (2019): Wheat bread enriched with raspberry and strawberry oilcakes: effects on proximate composition, texture and water properties. Eur Food Res Technol. 245 pp. 2591-2600. DOI

[16] Kántor A., Fischinger L. Á., Alexa L., Papp-Topa E., Kovács B., Czipa N. (2019): Funkcionális kenyér, avagy a fokhagyma és készítményei hatása a kenyér egyes paramétereire/Functional bread, or the effects of garlic and its products on certain parameters of bread. Élelmiszervizsgálati közlemények. 65 (4) pp. 2704-2714.

[17] Singleton V. L., Orthofer R., Lamuela-Raventos M. (1999): Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of folin-ciocalteu reagent. In: Abelson J, Simon M (ed) Methods in enzymology. Academic Press, California, pp. 152-178. DOI

[18] Kim D. O., Jeong S. W., Lee C. Y. (2003): Antioxidant capacity of phenolic phytochemicals from various cultivars of plums. Food Chem. 81 (3) pp. 321-326. DOI

[19] Kovács B., Győri Z., Csapó J., Loch J., Dániel P. (1996): A study of plant sample preparation and inductively coupled plasma emission spectrometry parameters. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 27 (5-8) pp. 1177-1198. DOI

[20] Moghaddam M., Mehdizadeh L. (2015) Variability of total phenolic, flavonoid and rosmarinic acid content among Iranian basil accessions. LWT Food Sci. Technol. 63 (1) pp. 535-540. DOI

[21] Kwee E. M., Niemeyer D. E. (2011) Variations in phenolic composition and antioxidant properties among 15 basil (Ocimum basilicum L.) cultivars. Food Chem. 128 (4) pp. 1044-1050. DOI

[22] Magyar Szabványügyi Testület (MSzT) (2007): Sütőipari termékek vizsgálati módszerei. Magyar Szabvány MSz 20501-1. Magyar Szabványügyi Testület, Budapest.

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2021/4-4-HUN

Érkezett: 2021. augusztus – Elfogadva: 2021. november

¹ Nemzeti Élelmiszerlánc-biztonsági Hivatal Élelmiszerlánc-biztonsági Laboratóriumi Igazgatóság Analitikai Nemzeti Referencia Laboratórium

Kulcsszavak

Akrilamid, karcinogén, toxikus vegyület, aszparagin, Maillard-reakció, kapszulás kávé, őrölt kávé, pörkölt kávé, robusta, arabica, pörkölési eljárások hatása, koffeintartalmú és koffeinmentes kávé, LC-MS/MS

2. Bevezetés

2.1. Az akrilamid és képződése, hatásai

Az akrilamid szerves vegyület, összegképlete C₃H₅NO. IUPAC neve prop-2-énamid. Kis molekulasúlyú, szagtalan, szilárd, fehér színű vegyület, amely vízben jól oldódik, de szerves oldószerekben is oldható. Az iparban poliakrilamidok gyártásához használják, amelyeket vízoldható sűrítőanyagként és flokkulálószerként alkalmaznak. Rendkívül mérgező vegyület, így elsősorban vizes oldat formájában kezelik [2].

Az akrilamid emberi idegméreg, melyet a Nemzetközi Rákkutatási Hivatal (IARC) a 2A csoportba sorolt be, mint valószínű emberi rákkeltő [1]. Az akrilamidot az 1950-es évektől kezdve számos ipari eljárás során alkalmazzák. A Swedish National Food Administration 2002. április 24-én közleményt adott ki felfedezéséről, miszerint a magas szénhidrát-tartalmú hőkezelt élelmiszerekben melléktermékként képződik [3], így kimutatható főként a snack ételekben, a burgonya chipsekben, kenyérfélékben, gabonatermékekben és a kávéban is. A felfedezés után egyre több vizsgálat indult az akrilamid tartalom kimutatására. Egyre több kutató keres választ arra, hogy hogyan keletkezik az egyes élelmiszerekben.

Mottram és társai széleskörű vizsgálatokat végeztek arra vonatkozóan, hogy hőkezelés során milyen módon képződik aminosavakból és redukáló cukrokból akrilamid a Maillard reakció eredményeként. Megállapították, hogy az aszparagin – amely a burgonyában és a gabonafélékben legnagyobb mennyiségben megtalálható aminosav – nagy mértékben hozzájárul az akrilamid képződéshez. A sütés és pörkölés során az íz-, és aromaanyagok, illetve a szín kialakításáért Maillard-reakció termékei felelősek. Ekkor megy végbe az aminosavak Strecker-degradációja is, amikor az aminosav dekarboxileződik, majd deaminálódik, és aldehid képződik. A folyamat vázlata az 1. ábrán látható [4].

Számos tanulmány szerint az akrilamid azért toxikus, mert adduktokat képez a hemoglobinban található vegyületekkel, valamint reakcióba lép fontos funkcionális fehérjékkel és a DNS-sel is. Az akrilamid metabolitja, a glicidamid is hasonlóan reagál a hemoglobinnal [5].

A leginkább tanulmányozott terület az akrilamid neurotoxikus tulajdonságaival kapcsolatos, hiszen ezek embereknél és állatoknál is megfigyelhetők. Többféle laboratóriumi állaton is végeztek megfigyeléseket, például macskákon, patkányokon, egereken, nyulakon és majmokon. 0,5-50 mg akrilamid/kg/nap adagolás után mindegyik állatnál a végtagok mozgási zavarai és izomgyengeség volt megfigyelhető [6].

2.2. Akrilamid a kávéban

A kávé akrilamid-tartalma a pörkölés során alakul ki. Guenther és társai egy széleskörű tanulmányban megállapították, hogy a pörkölés kezdeti szakaszában keletkezik a legnagyobb mennyiségben (több, mint 7 mg/kg), majd a folyamat végéhez közeledve csökken. Az akrilamid a pörkölési ciklus vége felé haladva egyre jobban eliminálódik, fizikai és kémiai veszteség is fellép [7].

Kinetikus modellek és egyéb, izotóppal jelölt akrilamiddal végzett kísérletek bebizonyították, hogy a teljes pörkölési folyamat során a keletkező akrilamid több, mint 95%-a elbomlik. Ez azt jelenti, hogy a rövidebb pörkölési ciklusú, világos pörkölésű kávék akrilamid tartalma sokkal magasabb, mint a sötét pörkölésű szemeké [7].

A tanulmány szerzői azt is kifejtették, hogy a zöld kávébabok igen kis koncentrációban tartalmaznak aszparagint (0,2–1,0 g/kg), amely csak elhanyagolható mértékben magasabb a Robusta fajok esetén. Így azt tapasztalták, hogy az aszparagin mennyisége és az akrilamid-tartalom gyenge korrelációt mutatott, sőt a Robusta szemeknél nem találtak korrelációt. Ez annak köszönhető, hogy az akrilamid-veszteség mértéke messze felülmúlja a képződésének mértékét [7].

Alves és társai azt vizsgálták, hogy hogyan változik az akrilamid tartalom a főzött espresso kávéban, hiszen véleményük szerint a fogyasztók leginkább ilyen formában juttatják be a szervezetükbe. Az akrilamid jól oldódik vízben, így a főzés során könnyen kioldódik a kávéból. A főzött kávé kémiai tulajdonságait sok tényező befolyásolja, mint például a kávé típusa (Arabica vagy Robusta, illetve bizonyos arányú keveréke), a pörkölés mértéke vagy a felhasznált víz mennyisége adott mennyiségű kávé elkészítéséhez, ami egyéni ízlés szerint változik. Néhány tanulmány szerint az egyes kávéitalok akrilamid tartalma 2 és 25 μg/l között volt [8].

3. Célkitűzés

Munkám fő céljaként különböző típusú kapszulás kávék akrilamid-tartalmának HPLC-MS/MS méréssel történő vizsgálatát tűztem ki.

Irodalmi adatok alapján feltételeztem, hogy a kapszulás kávékból főzött italok akrilamid tartalma magasabb, mint a kapszulából kinyert őrölt kávé akrilamid-tartalma, hiszen az vízzel könnyen kioldódik a főzés során. A mérésekkel ezt kívántam vizsgálni, illetve igazolni.

Célként tűztem ki a különböző kávéfőző gépek összehasonlítását is. A kávégépek eltérő paraméterekkel rendelkeznek (például hőmérséklet, nyomás, felhasznált víz mennyisége), így befolyásolhatják a kapszulás kávékból kioldódó akrilamid mennyiségét.

Olyan irodalmi adatok is rendelkezésre állnak, amelyek azt mutatják be, hogy a kávé pörkölési technológiája hogyan befolyásolja az akrilamid-tartalmat a végtermékben. A rövidebb ideig pörkölt, úgynevezett világos pörkölésű kávék akrilamid-tartalma magasabb, mint a hosszabb ideig tartó, sötét pörkölésű kávék esetében. Ezt a befolyásoló tényezőt is ellenőriztem.

Tekintve, hogy a koffeinmentes kávék előállítása különböző technológiát kíván, így ezekből a típusokból is vizsgálat alá vetettem néhányat.

4. Anyag és módszer

4.1. Felhasznált vegyszerek, eszközök és készülékek

Munkám során analitikai tisztaságú vegyszereket, HPLC minőségű oldószereket (metanol, ecetsav anhidrid, n-hexán) és desztillált vizet használtam, valamint a következőket: akrilamid és belső standardként 10 µg/ml akrilamid-¹³C₃.

A szokásos laboratóriumi eszközökön felül a minták előkészítéséhez Biotage ISOLUTE^® Multimode 1g/6ml és Biotage ISOLUTE^® ENV+500mg/6ml SPE oszlopokat használtam. A kapszulás kávék lefőzéséhez a következő kávégépeket használtam: Nespresso Essenza Mini, Krups KP120H31, Tchibo Caffissimo és Martello Smart.

A minták műszeres mérését Thermo Scientific™ Dionex UltiMate™ 3000 HPLC rendszeren, Phenomenex Kinetex^® C18 2,6 µm 100 Å 150x4,6 mm kolonnával, Thermo Scientific™ TSQ Quantis™ hármas kvadrupól MS detektorral valósítottam meg.

4.2. Mintaelőkészítés

Méréseimet és a mintaelőkészítést az MSZ EN 16618:2015 Élelmiszer-vizsgálatok. Az akrilamid meghatározása élelmiszerben folyadékkromatográfiás tandem-tömegspektrometriával (LC-ESI-MS/MS) szabvány szerint végeztem el.

A mintákat kereskedelmi forgalomból szereztem be, melyek különböző gyártók koffeintartalmú (25 db) és koffeinmentes (8 db) kapszulás kávéi voltak. A méréseket a kapszulákban lévő őrölt kávéból és a lefőzött kávékból is elvégeztem. Az 1. táblázatban tüntettem fel a vizsgált kávékat sorszámaik szerint, illetve a kávégépeket.

Az eredmények statisztikai kiértékeléseihez az IBM SPSS Statistics szoftvert használtam.

5. Eredmények

5.1. Akrilamid-tartalom

A kávéminták akrilamid-tartalom mérési eredményeit A 2. táblázatban foglaltam össze. Feltüntettem az őrölt kávékból mért eredményeket, és az azokhoz tartozó lefőzött kávék eredményeit is.

A kapott eredmények nem minden esetben voltak összhangban a Bizottság 2017/2158 rendeletében meghatározott pörkölt kávéra vonatkozó 400 μg/kg referenciaszinttel, egyes koffeintartalmú minták – a 13. és 33. sorszámúak – akrilamid-tartalma meghaladta ezt a mennyiséget. Valószínű, hogy a 13. sorszámú kávéminta esetében a magasabb akrilamid-szint azért alakulhatott ki, mert a minta Robusta kávét tartalmazott, amelyben a szakirodalom szerint nagyobb az akrilamid-képződés intenzitása. A 33. sorszámú minta eredménye azzal magyarázható, hogy az egy mogyorós, ízesített keverék volt. Tekintve, hogy az Arabica kávéfajta mellé Robusta fajtát kevertek, így ez okozhatott magasabb eredményt, melyhez a pörkölt mogyorós ízesítés is hozzájárulhatott. Átlagosan az őrölt kávék akrilamid-tartalma nagyobb, illetőleg esetenként közel hasonló volt, mint a lefőzött kávék eredményei. Találtam olyan mintát is, amelynél a lefőzött kávék több akrilamidot tartalmaztak, mint az őrölt kávék, de ezen értékek többsége a 10 % mérési bizonytalanságon belül esik.

Statisztikai (ANOVA) számításaim alapján az őrölt és lefőzött kávék mérési eredményei között 95 %-os konfidenciaszinten nem volt szignifikáns különbség (p > 0,05).

5.2. A főzés hatása az akrilamid tartalomra

Célom volt annak vizsgálata is, hogy milyen mértékben változhat az akrilamid tartalom az őrölt és a lefőzött kávékban attól függően, hogy a főzést melyik kávégéppel végeztem. Így arra kerestem választ, hogy a kávégépek eltérő hatásfokkal dolgoznak-e. Egyik kávégép esetében sem volt szignifikáns különbség a kapszulák és a lefőzött kávék között (p > 0,05).

Az eredmények azonban azt mutatták, hogy a Martello típusú kapszulák esetén mind a lefőzött, mind az őrölt kávék mért értékei magasabb tartományba estek, mint a többi típus eredményei.

A Martello típusnál ez a tartomány 200-450 µg/kg (2. ábra), míg a többinél 100-250 µg/kg körüli értékek voltak a jellemzőek (például a Nespresso esetén, lásd 3. ábra).

Megállapítottam, hogy a Martello típusú kávégépekhez gyártott kapszulák olyan kávéőrleményeket tartalmaztak, amelyeknek jellemzően magasabb az akrilamid-tartalma. A vizsgált Martello típusú kapszulás kávék Robusta vagy keverék kávét tartalmaztak, ezzel magyarázható a magasabb akrilamid tartalom, hiszen a Robusta típusú kávék akrilamid-szintje magasabb, mint az Arabica fajtáké. Az egyik Martello típusú kávékapszula pörkölt mogyorós ízesítésű volt, ez szintén hozzájárulhatott a magasabb eredményhez.

Mérési eredményeim alapján elmondható, hogy a kávégépek hatása között nem volt szignifikáns különbség. Mivel azonban a Martello típusú kávékapszula alapjában véve magasabb akrilamid tartalmú kávéőrleményt tartalmaz – összevetve a többi típussal – szignifikáns eltérést okozott a kapszulában található őrölt kávék mérési eredményei között.

5.3. A pörkölés hatása az akrilamid tartalomra

Vizsgáltam azt is, hogy a különböző pörkölési szintek hogyan befolyásolják a képződött akrilamid mennyiségét. A 3. táblázatban a pörkölési szintek szerint csoportosítottam a kávémintákat. Az őrölt és a lefőzött mintákat külön színárnyalattal jelöltem. A 4. ábrán láthatók a mért akrilamid-mennyiségek a különböző pörkölési szinteknek megfelelően. A világos pörkölésű minták jellemzően magasabb vagy hasonló eredményt hoztak, mint a sötét pörkölésű kávék. A szakirodalom szerint a sötét pörkölésű kávék akrilamid szintje alacsonyabb, mint a világos pörkölésű kávéké, ez az eredményeken is látható.

Statisztikai elemzéseket végezve azonban megállapítottam, hogy a képződött akrilamid mennyiségét tekintve 95 %-os konfidenciaszinten nem volt szignifikáns különbség a pörkölési szintek között sem az őrölt, sem a lefőzött kávék eredményei esetén (p > 0,05).

Az elemzéseket az egyes kávégépekre is elvégeztem, hiszen a különböző gépekkel lefőzött kávék mért értékei jellemzően más-más tartományba estek, így ez a csoportosítás pontosabb összehasonlítást eredményez.

A pörkölési szintek között azonban így sem volt szignifikáns különbség.

5.4. Koffeintartalmú és koffeinmentes kávék eredményei

A koffeinmentes kávék előállítása egymástól számottevően eltérő technikával történik, ezért a koffeintartalmú és a koffeinmentes kávék akrilamid-tartalmának eredményeit is összehasonlítottam. A koffeinmentes kávék mért értékei hasonló tartományba estek, mint a koffeintartalmú minták értékei. Megállapítottam, hogy akrilamid-tartalom tekintetében nem volt jelentős különbség a különböző típusú minták között.

Ennek igazolására ANOVA elemzéseket végeztem mind az őrölt, mind a lefőzött kávék eredményeit vizsgálva. 95 %-os konfidenciaszinten egyik esetben sem volt szignifikáns különbség a típusok között (p > 0,05).

6. Következtetések

Irodalmi adatok alapján feltételeztem, hogy a kapszulás kávékból főzött italok akrilamid-tartalma magasabb, mint a kapszulából kinyert őrölt kávé akrilamid-tartalma. Méréseim alapján úgy találtam, hogy az őrölt kávék akrilamid-tartalma átlagosan magasabb, vagy esetenként hasonló volt, mint a lefőzött kávék akrilamid-szintje. Néhány esetben viszont valóban a lefőzött kávékban volt több az akrilamid mennyisége. Statisztikai számítások alapján azonban az eredmények közötti különbség nem volt szignifikáns. Ezen eredmények alapján a szakirodalom állításait nem sikerült egyértelmű módon igazolni.

Eredményeim alapján elmondható, hogy a lefőzött kávék és az őrölt kávé párjaik között egyik kávégép esetén sem volt szignifikáns különbség a mért akrilamid-mennyiség tekintetében. Megállapítottam, hogy a Robusta típusú kávék akrilamid-szintje magasabb, mint az Arabica fajtáké. A vizsgált Martello típusú kapszulás kávék Robusta vagy keverék kávét tartalmaztak, így magyarázható azok nagyobb akrilamid-tartalma.

A világos pörkölésű minták jellemzően magasabb vagy hasonló mennyiségű akrilamid-tartalmat eredményeztek, mint a sötét pörkölésű kávék. A pörkölési szintek között sem az őrölt, sem a lefőzött kávék eredményei esetén nem volt szignifikáns különbség.

Megállapítottam, hogy nem volt jelentős különbség a koffeintartalmú és a koffeinmentes kávéminták között. A koffeinmentesítési eljárások nem befolyásolják számottevően a kávé akrilamid-tartalmát.

7. Irodalom

[1] Acrylamide. (Hozzáférés: 2020. 01. 27.)

[2] Akrilamid. (Hozzáférés: 2020. 01. 27.)

[3] Löfstedt R. E. (2003): Science Communication and the Swedish Acrylamide ‘‘Alarm’’. Journal of Health Communication, 8 pp. 407–432. DOI

[4] Mottram, D. S., Wedzicha, B. L., Dodson, A. T. (2002): Acrylamide is formed in the Maillard reaction. NATURE, Vol. 419. DOI

[5] Sörgel, F., Weissenbacher, R., Kinzig-Schippers, M., Hofmann, A., Illauer, M., Skott, A., Landersdorfer, C. (2002): Acrylamide: increased concentrations in homemade food and first evidence of its variable absorption from food, variable metabolism and placental and breast milk transfer in humans. S. Karger AG, Basel 0009 3157/02/0486–0267. DOI

[6] Parzefall, W. (2008): Minireview on the toxicity of dietary acrylamide. Food and Chemical Toxicology 46 pp. 1360–1364. DOI

[7] Guenther, H., Anklam, E., Wenzl, T., Stadler, R. H. (2007): Acrylamide in coffee: review of progress in analysis, formation and level reduction. Food Additives & Contaminants, 24 Sup 1, pp. 60-70. DOI

[8] Alves, R. C., Soares, C., Casal, S., Fernandes, J.O., Oliveira, M. Beatriz P.P. (2010): Acrylamide in espresso coffee: influence of species, roast degree and brew length. Food Chemistry 119 pp. 929–934.DOI

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2021/4-5-HUN

Érkezett: 2021. március – Elfogadva: 2021. október

¹ Élelmiszerfizikai Alapítvány

Kulcsszavak

makroelem, mezoelem, mikroelem, aluminium-együletek, foszforhiány

2. Bevezetés

Az ásványi anyagok témakörét ismertető cikksorozat előző részének témája [1] a toxikus nyomelemnek tekinthető az ozmium volt. Ez a kézirat a biológiai jelentőséggel nem rendelkező nyomelem az alumíniummal foglalkozik. Bizonyos tekintetben kérdéses lehet, hogy egyáltalán létezik-e olyan elem, amelynek nincsen biológiai jelentősége. A „határ” a biológiai jelentőséggel rendelkező és nem rendelkező elemek között nem éles, hiszen Paracelsus (1493-1541) óta köztudott, hogy elvileg minden anyag – így minden minden mikroelem esetében is – toxikus lehet, s a hatás mértéke csupán annak koncentrációtól illetve felvett mennyiségétől függ.

Pais [2] az alumínumot a részleges biológiai hatású mikroelemek közé sorolja. Szerinte a biológiai hatással nem rendelkező mikroelemek között lényegében azok a mikroelemek tárgyalhatók, amelyek az emberi szervezet számára valószínűleg nem létfontosságúak nincs ismert biológiai funkciójuk, ugyanakkor a koncentrációjuk vagy nagyon kicsi – s ennek következtében gyakorlatilag nincs kimutatható biológiai-élettani hatásuk – vagy a koncentrációjuk ugyan nem alacsony, de a kérdéses mikroelem (ill. vegyületei) csak nagyon gyengén toxikus hatásúak, azaz csak extrém nagy mennyiségek esetén jelentkezik a mérgező vagy a fiziológiai folyamatokat gátló, egészségkárosító hatás. Éppen a rendelkezésre álló ismeretek korlátaiból adódóan – pl. az alkalmazott analitikai méréstechnikák kimutatási ill. kvantitatív meghatározási határaiból adódóan – nem kizárt, hogy a későbbiekben esetleg néhány olyan nyomelemről is bizonyított lesz a létfontosság, amelyet ma ebbe a csoportba sorolunk [3]. Mivel az esszencialitás esetében lényegében arról van szó, hogy az adott nyomelem bizonyos enzimek alkotórésze vagy aktivátora, a nagyon kis koncentrációban előforduló elemeket tekintve a bizonyítás nem könnyű feladat, főleg akkor nem, ha az adott elem természetes viszonyok mellett az élettani szükségletet mindig elérő koncentrációban fordul elő a környezetben, s ezáltal hiánytünet nem jelentkezik. A határérték elvileg akár sejtenként egy atom is lehet, hiszen lehet, hogy a kérdéses sejtben (mint az élő anyag anatómiai és funkcionális egysége) csak egy olyan élettanilag szükséges molekula van, aminek alkotórésze a kérdéses elem egy atomja. Ez pedig a mezőgazdasági termékek, élelmiszerek esetében a mikroelem-analitikában általában megszokott ppm (mg/kg) ill. ppb (ng/g) szinteknél akár nagyságrendekkel kisebb előfordulási arányt is jelenthet.

3. Az alumínium élettani szerepe

Az alumínium a földkéregben a legnagyobb arányban (7,5 %) előforduló fém, az oxigén s a szilícium után a leggyakoribb elem. Legnagyobb része alumíniumszilikát ásványokban (pl. andaluzit) és földpátokban (pl. ortoklász) található, de ismertek oxidos (pl. korund) és hidroxidos (pl. hidrargillit) ásványai is. A bauxit egyébként nem ásvány, hanem üledékes kőzet, ami főleg böhmitet és hidrargillitet tartalmaz. Az alumínium a talajokban 0,2-20 % gyakorisággal fordul elő, átlagos koncentrációja a tengervízben 0,002 mg/liter, a felszíni édesvizekben pedig 0,3 mg/liter [4, 5].

Bár a biológiai eredetű anyagokban (főként növényekben) az Al viszonylag nagy koncentrációban fordul elő, biológiai funkciója – jelenlegi ismereteink szerint – nincs. Mezőgazdasági szempontból azonban – a növények tápanyagellátottsága, elsősorban P-ellátottsága oldaláról nézve döntő jelentőségű elem. Az alumínium valószinűleg nem létfontosságú elem, élettani-biológiai funkciója nincs, ill. nem ismert. Ennek Kőrös [6] szerint fő oka az, hogy az alumínium fiziológiás kémhatású rendszerekben (kb. pH=7) között nem ionos állapotú, már sokkal alacsonyabb pH-n az alumínium hidroxo-polimerek formájában kicsapódik az oldatból, s mivel ezt a csapadékot a komplexképzők legnagyobb része nem tudja feloldani, ezért az alumínium nem tud oldatba kerülni. Az alumínium redox reakciókban nem vesz részt, vizes oldatban csak +3 oxidációs állapotban lehet jelen. Ebből az következik, hogy az alumínium sem metalloenzimek, sem fémaktiválta enzimek komponense nem lehet, s mobilis ionként sem szerepelhet. Az élő szervezetekben jelentős mennyiségben megtalálható oldhatatlan foszfátok alkotórészévé sem válhatott, hiszen erre a szerepre a biológiai evolúció a biológiai rendszerek számára sokkal könnyebben hozzáférhető kalciumot választotta ki.

Az utóbbi 2-3 évtizedben számos tudományos publikáció foglalkozik az alumínium kémiai-biokémai szerepével a táplálékláncban, a kölcsönhatásokkal (elsősorban fluor és foszfor vonatkozásában), az esetleges toxikus hatások kérdésével, a környezetszennyezés, az alumínium-felhasználás s a táplálékkal és egyéb úton (pl. gyógyszerek) bevitt alumínium jelentőségével, biológiai szerepével, hasznosulásával, negatív kihatásával. Egyes szerzők úgy vélik, hogy optimális koncentrációban az alumíniumnak stimulatív szerepe is van ill. lehet. Úgy vélem sok kérdés nem csupán megválaszolásra, de talán még felvetésre is vár.

Vannak szakemberek, akik újabban inkább a vitatott élettani fontosságú elemek közé sorolják az alumíniumot, nem vetve el teljesen az esszencialitás lehetőségét sem, utalva azonban arra, hogy legfeljebb csak nagyon kis koncentrációban szükséges elem, s ezért hiánytünetek fellépése nem várható. A túl sok alumínium azonban biztos, hogy megzavarja a szervezet Ca-, P- és F-anyagcseréjét is. Pl. a fluor s az alumínium közötti antagonizmus következtében a fluor kiegészítés csökkenti az alumínium koncentrációját s esetleges káros hatását és fordítva.

4. Alumíniumforgalom az emberi szervezetben

Vegyes étrend mellett a napi Al-felvétel kb. 10-35 mg, az emberi testben lévő alumínium mennyisége pedig többnyire 50-120 mg közötti érték, s ez idősebb korban általában növekszik [7]. Más adatok [8] szerint a 70 kg-os átlagember testében akár 1,0 g körüli is lehet a tárolt Al mennyisége, s a napi felvétel pedig elérheti a 80 mg-ot is. A szerzők döntő többsége szerint egyébként 5 és 150 mg közötti az a tartomány, ami a napi Al-felvételt jelenti, ugyanakkor élelmiszerekből egyes hazai mérések [9] szerint csupán 0,3 és 19,4 mg közötti értékek adódtak. Természetesen az alumínium nem csupán a szilárd élelmiszerekből, hanem italokból, gyógyszerekből is származhat, sőt egy kisebb része belégzéssel jut a tüdőn keresztül a szervezetbe.

A szilárd élelmiszerekből és az italokból a makroelemeket követően a legnagyobb mennyiségben az alumínium és a szilicium jut az emberi tápcsatornába. Így – néhány más elemmel (pl. bróm, bór, esetleg vas, cink) együtt – az alumínium akár a mezoelemek csoportjába is sorolható lenne, hiszen előfordulási aránya az élelmiszerekben jelentősen (nagyságrendileg ill. akár több nagyságrenddel is) meghaladhatja a legtöbb nyomelem koncentrációját. Az alumínium-bevitel döntően függ attól, hogy növényi vagy inkább állati eredetű táplálékot fogyaszt-e a kérdéses egyén.

Az alumínium különböző vegyületei, sói az emberi szervezet számára gyakorlatilag nem mérgezőek, ami azzal függ össze, hogy az emésztőcsatornából csak kis mértékben szívódnak fel, s ezáltal döntően a széklettel ürülnek. A vizelettel ürülő alumínium mennyisége csak 0,1 mg/liter körüli érték. Az alumínium gyenge oldhatósága tette lehetővé az alumíniumból készült edények, technológiai berendezések élelmiszeripari, konyhatechnikai alkalmazását. Azt azonban célszerű figyelembe venni, hogy pl. az alumínium-ionok éppúgy katalizálják a kérdéses élelmiszerben lévő C-vitamin tartalom lebomlását, mint pl. a rézionok. Kiválóan alkalmas az alumínium alufólia készítésére is, s így alkalmas a legkülönbözőbb élelmiszerek csomagolására.

Az inhaláció következtében a szervezetbe jutó alumínium egy része a tüdőben raktározódik, ezzel magyarázható, hogy az életkor előrehaladásával a tüdőszövetek Al-koncentrációja nő. A felvett alumínium egy része azonban felszívódik, az alumíniummal exponált dolgozók vizeletében mérhető Al-tartalmak 2-3-szorosan meghaladták a kontrol személyeknél mért értékeket. A tüdőn kívül a csont, a máj s a lép tartalmaz jelentősebb mennyiségű alumíniumot, s jól ismert tény, hogy az életkor előrehaladtával az agyállományban is nő az Al koncentrációja. Vesebetegeknél – a csökkent vesefunkció miatt – igen jelentős lehet az egyes szervekben az alumínium-depozíció. Az Al-terhelés egyébként másodlagos foszforhiányt is előidézhet [10].

5. Élelmiszerek alumínium tartalma

A különböző mezőgazdasági termékek, élelmiszeripari nyersanyagok és készételek Al-tartalmáról bőséges irodalmi adatok állnak rendelkezésre [11. 12, 13, 14, 15, 16, 17]. Magyarországon a korábbi OÉTI (Országos Élelmiszer- és Táplálkozástudományi Intézet) s a TAKI (Talajtani és Agrokémiai Tudományos Intézet) szakemberei végeztek számos vizsgálatot s jelentettek meg több közleményt, illetve konferencia-beszámolót. Élelmiszerekben az alumíniumra nem határoztak meg határértékeket, az egyes élelmiszerek között – eredet, földrajzi környezet stb. függvényében – számottevő eltérések mutathatók ki. A rendkívül széles koncentrációtartomány is arra utal, hogy valószínűleg nem esszenciális mikroelemről van szó, hiszen ugyanazon egészséges növényi vagy állati szövet (termék) alumínium-tartalma jelentékenyen különbözhet, több nagyságrend eltérés is lehet.

A növények ill. növényi eredetű élelmiszerek Al-tartalma többnyire jelentősen meghaladja az állati eredetű élelmiszerekét. Erősen savas a környezetben, pH=4 körüli érték esetén a talajvízben akár 1 mg/liter feletti Al-koncentráció is előfordulhat. A talaj magas alumínium-koncentrációja a növények esetében klorózist okozhat. A fokozott Al-felvétel káros hatása döntően az okozott P-hiánnyal magyarázható. Erősen savanyú talajokon az alumínium kedvezőtlen hatása P-trágyázással megszüntethető. Egyes – un. savtűrő növények – igen nagymértékben akkumulálják az alumíniumot, s a szárazanyag-tartalomra vetített Al-tartalom meghaladhatja a 0.1 %-ot is. Ilyen növény pl. a teacserje.

A növényeknél az Al elsősorban a vegetatív részekben fordul elő, mozgékony Al-ban gazdag szubtrópusi és trópusi savanyú talajok esetében igen magas Al-tartalmak mérhetők tea, kávé, ananász kultúrákban. Lásztity közlése [18] szerint a hazai árpa szemtermés átlagos Al-tartalma 3,1 mg/kg volt (a szalmában mért átlagérték 27,9 mg/kg, tehát nagyságrendi különbség), a köles esetében 4,6 mg/kg volt a szemben s 197 mg/kg a szalmában az átlagosan mért Al-tartalom. A zöldségfélék, főzelékfélék esetében a gabonaszemekben mérhetőnél jóval magasabb Al-koncentrációk is regisztrálhatók, az eltérő földrajzi és talajtani viszonyok függvényében a 10 mg/kg tartománytól akár nagyságtrenddel magasabb értékek is.

A rossz abszorpció matt az állati eredetű élelmiszerek Al-tartalma többnyire jóval kisebb, nagyságrendileg általában a mg/kg tartományba esik. A tehéntejben egyes szerzők csak 0.1 mg/liter, mások 1 mg/liter feletti mért Al-tartalomról számolnak be, Pais szerint az átlagérték 0,5 mg/liter körüli [2]. Igy a tejtermékek kifejezetten alacsony Al-tartalmú élelmiszernek tekinthetők, s többnyire alacsony a halakban mérhető Al-tartalom is.

Számos élelmiszer (pl. egyes sajtok, sütőporok, fagyasztott tészták, sütőporral kevert lisztes készítmények, savanyított zöldségek) alumíniumot is tartalmazó adalékanyagok felhasználásával készül.

Az emberi szervezetbe jutó alumínium egy része – nem a meghatározó mennyiség – az ivóvízből származik. WHO ajánlás szerint 0,05 mg/liter a kívánatos határérték, a megengedhető pedig 0,2 mg/liter, de ennél az ívóvízben gyakran jóval magasabb a mérhető Al-koncentráció. Al-tartályban tárolt szikvíz esetében pedig jelentősen magasabb értékek is előfordulnak.

A túl sok alumínium bevitele természetesen kedvezőtlen hatásokat is eredményezhet az ember szervezetében. Esetenként azonban nem az élelmiszerekkel bevitt Al mennyisége a döntő, hanem a gyógyászati céllal (pl. gyomorsavtúltengés ellen) felhasznált és a szervezetbe jutó alumínium. Megemlítendő, hogy vesebetegeknél a szérum magas foszfáttartalmának csökkentésére nagy dózisban alkalmaznak alumíniumot [19]. A tűrhetőnek ítélt napi Al-felvétel egyébként Takács szerint kb. 1 mg/testtömeg-kg, ugyanakkor az EFSA (European Food Safety Authortity) ennél jóval kisebb értéket, heti maximum 1 mg/kg testtömeg értéket tekinti biztonságosnak.

Idősebb korban különösen kell ügyelni az alumínium-bevitel csökkentésére, hiszen a magas Al-koncentráció zavarokat okozhat a vesefunkciókban, idegrendszeri zavarokat is eredményezhet, továbbá az Alzheimer betegség is valószínűleg összefügg az agysejtek magasabb Al-tartalmával (az aluminium-felvétel és az Alzheimer-kór összefüggését számos szakirodalmi forrás vitatja; a Szerk.). A veszélyt elsősorban a nagyobb mennyiségben alkalmazott, alumíniumhidroxid tartalmú gyomorsav-tompítók felhasználása jelenti. Különböző kelátképzők egyébkén sikeresen alkalmazhatók az alumínium beépülés csökkentésére.

6. Irodalom

[1] Szabó S. A. (2020): Élelmiszerek ásványi anyag tartalma. Ozmium az élelmiszerekben. Mineral content of foodstuffs. Osmium in foodstuffs. Élelmiszervizsg. Közl., J. Food Investigation, 66 (2), pp. 2989-2993.

[2] Pais I. (1980): A mikrotápanyagok szerepe a mezőgazdaságban. Alumínium. Mezőgazd. Kiadó, Budapest, 1980, p. 78.

[3] Szabó A. S. (2016): The essential and non-essential character of trace elements. Investigation of the biological role of some hardly known trace elements. Scholar,s Press, Saarbrücken, Germany.

[4] Bowen H. J. M. (1979): Environmental chemistry of the elements. Academic Press, London-New York – Toronto-Sydney- San Francisco.

[5] Bowen H. J. M. (1982): Environmental chemistry. Vol. 2. Royal Society of Chemistry, Burlington House, London.

[6] Kőrös E. (1980): Bioszervetlen kémia. Az alumínium- és az ólomcsoport fémeinek biológiai jelentősége. Gondolat, Budapest, pp. 135-137.

[7] Gasztonyi K., Lásztity R. (szerk) (1992): Élelmiszer-kémia. Alumínium, 36, Mezőgazda Kiadó.

[8] Kőrös E. (1992): Aluminium: its bioinorganic chemistry and toxicity. Proc. 5. Int. Symp. „New perspectives in the research of hardly known trace elements”, Budapest, ed.: I. Pais, pp. 125-46.

[9] Gergely A., Tekes M., Milotay K., Gaál Ö., Bíró Gy. (1990): Aluminium in hungarian nutrition. Proc. New results in the rersearch of hardly known trace elements and ther importance in the International Geosphere-Biosphere Programme. 4. Symp., Budapest, Hungary, ed.: I,. Pais, pp. 253-261, Univ. Hort. Food Ind.

[10] Szabó S. A., Regiusné Mőcsényi Á., Győri D. (1994): Mikroelemek a mezőgazdaságban. III. Toxikus mikroelemek. Alumínium. Budapest, Akadémiai Kiadó, pp. 131-134.

[11] Abercrombie D. E, Fowler R. C. (1997): Possible alumium content of canned drinks. Tox Industr Health, 13: pp. 649–654. DOI

[12] Neelam M. S, Kaladhar M. (1999): Risk of icreased aluminium burden in the Indian population: contribution from aluminium cookware. Food Chemistry, 70 pp. 57–61. DOI

[13] Ranau R., Oehlenschläger J., Steinhart H. (2001): Aluminium levels of fish fillets baked and grilled in aluminium foil. Food Chem, 73 pp. 1–6. DOI

[14] López F. F, Cabrera C., Lorenzo M. L, López M. C. (2002): Aluminium content of drinking waters, frui juices and soft drinks: contribution to dietary intake. Sci Total Environ., 292 (3) pp. 205–213. DOI

[15] Saiyed S. M, Yokel R. A. (2005): Aluminium content of some foods and food products in the USA, with aluminium food additives. Food Addit Contam., 22 (3) pp. 234–244. DOI

[16] Turhan, S. (2006): Aluminium contents in baked meats wrapped in aluminium foil Meat Science,74 (4) pp. 644–647. DOI

[17] Stahl, T., Taschan, H., Brunn, H. (2011): Aluminium content of selected foods and food products. Environ Sci Eur pp. 23-37. DOI

[18] Lásztity B. (2004): A nem esszenciális elemek forgalma hazai gabonafélékben. MTA TAKI, Bp.

[19] Takács S. (2001): Nyomelemek nyomában. Alumínium. Medicina Könyvkiadó Rt, Budapest, pp. 57-64.

¹ Magyar Szabványügyi Testület (MSZT)

A következő felsorolásban szereplő szabványok megvásárolhatók vagy megrendelhetők az MSZT Szabványboltban (1082 Budapest VIII., Horváth Mihály tér 1., telefon: 456-6893, telefax: 456-6841, e-mail: kiado@mszt.hu; levélcím: Budapest 9., Pf. 24, 1450), illetve elektronikus formában beszerezhetők a www.mszt.hu/webaruhaz címen.

A nemzetközi/európai szabványokat bevezetjük magyar nyelven, valamint magyar nyelvű címoldallal és angol nyelvű tartalommal. A magyar nyelven bevezetett nemzetközi/európai szabványok esetén külön feltüntetjük a magyar nyelvű hozzáférést.

2021. szeptember – 2021. november hónapban bevezetett szabványok

01.040.71 Szakkifejezések gyűjteményei

MSZ EN ISO 9235:2021 Aromás természetes nyersanyagok. Szakszótár (ISO 9235:2021) – Az MSZ EN ISO 9235:2014 helyett

07.100.30 Élelmiszer-mikrobiológia

MSZ EN ISO 21528-1:2017 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Horizontális módszer az Enterobacteriaceae kimutatására és számlálására. 1. rész: Az Enterobacteriaceae kimutatása (ISO 21528-1:2017)

MSZ EN ISO 22964:2017 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Horizontális módszer a Cronobacter spp. kimutatására (ISO 22964:2017)

MSZ EN ISO 23036-1:2021 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Módszerek az Anisakidae L3 lárvák kimutatására halakban és halászati termékekben. 1. rész: UV-nyomásos módszer (ISO 23036-1:2021)

MSZ EN ISO 23036-2:2021 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Módszerek az Anisakidae L3 lárvák kimutatására halakban és halászati termékekben. 2. rész: Mesterséges emésztéses módszer (ISO 23036-2:2021)

13.020.55 Bioalapú termékek

MSZ EN 17477:2021 Algák és algából készült termékek. Mikroalgák, makroalgák, cianobaktériumok és Labyrinthulomycetes biomasszájának azonosítása. Kimutatás és azonosítás morfológiai és/vagy molekuláris módszerekkel

MSZ EN 17480:2021 Algák és algából készült termékek. Az alganövekedési helyek produktivitásának meghatározási módszerei

13.060 Vízminőség

MSZ EN ISO 10703:2021 Vízminőség. Gamma-sugárzó radionuklidok. Vizsgálati módszer nagy felbontású gamma-spektrometriával (ISO 10703:2021) – Az MSZ EN ISO 10703:2016 helyett

MSZ EN ISO 13160:2021 Vízminőség. 90Sr és 89Sr. Vizsgálati módszerek folyadékszcintillációs számlálóval vagy proporcionális számlálóval (ISO 13160:2021) – Az MSZ EN ISO 13160:2016 helyett

MSZ EN ISO 13162:2021 Vízminőség. 14C. Vizsgálati módszer folyadékszcintillációs számlálóval (ISO 13162:2021) – Az MSZ EN ISO 13162:2015 helyett

MSZ EN ISO 22515:2021 Vízminőség. 55Fe. Vizsgálati módszer folyadékszcintillációs számlálóval (ISO 22515:2021)

67 Élelmiszeripar

67.050 Élelmiszertermékek vizsgálatának és elemzésének általános módszerei

MSZ EN 17203:2021 Élelmiszerek. A citrinin meghatározása élelmiszerekben, HPLC-MS/MS-sel – Az MSZ EN 17203:2019 helyett

MSZ EN 17521:2021 Élelmiszerek. Alternaria toxinok meghatározása paradicsom-, búza- és napraforgómagban, SPE-tisztítással és HPLC-MS/MS-sel

67.100 Tej és tejtermékek

MSZ ISO 6091:2021 Tejpor. A titrálható savasság meghatározása (referencia-módszer) – Az MSZ 2708-3:1987 és az MSZ ISO 6091:1994 helyett

MSZ ISO 8156:2021 Tejpor és porított tejtermékek. Az oldhatatlansági index meghatározása – Az MSZ 2708-5:1987 helyett

MSZ EN ISO 14501:2021 Tej és tejpor. Az aflatoxin M1 meghatározása. Immunaffinitásos kromatográfiás tisztítás és nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiás meghatározás (ISO 14501:2021) – Az MSZ EN ISO 14501:2008 helyett

67.120 Hús, hústermékek és egyéb állati termékek

MSZ ISO 13496:2021 Hús és húskészítmények. A színezőanyagok kimutatása és meghatározása – Az MSZ ISO 13496:2003 helyett

MSZ ISO 23776:2021 Hús és húskészítmények. Az összes foszfortartalom meghatározása – Az MSZ ISO 13730:2000 helyett

67.200 Étolajok és -zsírok. Olajmagvak

MSZ EN ISO 6321:2021 Állati és növényi zsírok és olajok. A zsiradékok olvadáspontjának meghatározása nyitott kapilláriscsövekben. Csúszáspont (ISO 6321:2021) – Az MSZ EN ISO 6321:2002 helyett

MSZ EN ISO 18363-4:2021 Állati és növényi zsírok és olajok. A zsírsavval kötésben lévő klórpropán-diolok (MCPD-k) és a glicidol meghatározása GC/MS-sel. 4. rész: Módszer a 2-MCPD, a 3-MCPD és a glicidol gyors lúgos átészterezésére és mérésére, GC-MS/MS-sel (ISO 18363-4:2021)

67.240 Érzékszervi vizsgálat

MSZ ISO 11056:2021 Érzékszervi vizsgálat. Módszertan. Nagyságrendbecslő módszer – Az MSZ ISO 11056:2016 helyett

71 Vegyipar

71.100.60 Illóolajok

MSZ EN 16274:2021 Allergének elemzési módszere. 57 feltételezett allergén kibővített listájának mennyiségi meghatározása injektálásra kész illatanyagokban, gázkromatográfiás tömegspektrometriával – Az MSZ EN 16274:2013 helyett

71.100.80 Víztisztító vegyszerek

MSZ EN 1018:2021 Vegyi anyagok az emberi felhasználásra szánt ivóvíz kezelésére. Kalcium-karbonát – Az MSZ EN 1018:2013+A1:2015 helyett

2021. szeptember – 2021. november hónapban helyesbített szabványok

07.100.30 Élelmiszer-mikrobiológia

MSZ EN ISO 4833-2:2014 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Horizontális módszer a mikroorganizmusok számlálására. Telepszámlálás 30 °C-on felületi szélesztéses módszerrel (ISO 4833-2:2013)

67.100 Tej és tejtermékek

MSZ EN ISO 5943:2007 Sajtok és ömlesztett sajtok. A kloridtartalom meghatározása. Potenciometriás titrálásos módszer (ISO 5943:2006)

MSZ EN ISO 8968-4:2016 Tej és tejtermékek. A nitrogéntartalom meghatározása. 4. rész: A fehérje- és a nem fehérjeeredetű nitrogéntartalom meghatározása, valamint a valódi fehérjetartalom kiszámítása (referencia-módszer) (ISO 8968-4:2016)

67.120 Hús és hústermékek

MSZ ISO 937:2002 Hús és húskészítmények. A nitrogéntartalom meghatározása (referencia-módszer)