angol-magyar
kétnyelvű tudományos folyóirat
HUN / ENG

Legfrissebb cikkek


Héjon erjesztett natúrborok vizsgálata

Cikk letöltése PDF formátumban

Héjon erjesztett natúrborok vizsgálata

DOI

Érkezett: 2022. május – Elfogadva: 2022. július

Szerzők

1 Tokaj-Hegyalja Egyetem, Lorántffy Intézet, Szőlészeti és Borászati Tanszék
2 Pannon Egyetem, Soós Ernő Kutató- Fejlesztő Központ, Víztechnológiai Kutatócsoport

Kulcsszavak

amfora, kvevri, kerámiatojás, organikus termelés, antioxidánsok, NMR-vizsgálat, kvercetin, procianidinek, katechinek, kávésav, p-kumársav, galakturonsav, borostyánkősav, kaftársav, borkősav, almasav, hidroxifahéjsav

1. Összefoglalás

Az ősi fehérborkészítési technológia, a „kvevri” egyre nagyobb figyelmet kap a fogyasztók körében, nemcsak azért, mert egyedi és különleges, hanem azért is, mert a fenntarthatóság, a természetközeliség alapvető jellemzői ennek a borkészítési eljárásnak. Mindezt az is mutatja, hogy a hagyományos agyagedényes, ősi grúz eljárás 2013-ban felkerült az UNESCO emberiség szellemi kulturális örökségeinek listájára, valamint 2020-ban a Nemzetközi Szőlészeti és Borászati Hivatal (OIV) felvette a héjon erjesztett fehérbort a különleges borok kategóriájába. Ez a hullám Magyarországon is jelen van, hiszen a „natúr” bor és „narancsbor”, a 2021-es jogszabályban már megjelentek, mint „Egyéb, korlátozottan használható kifejezések”. A borkészítési eljárás lényege a héjon történő erjesztés és a mikrooxidáció, amelynek edényzete többféle lehet: amfóra vagy kvevri, kerámiatojás, spin-hordó, ennek függvényében változhat a borok kémiai összetétele, valamint az aromakomponensek prekurzor vegyületeinek képződése. A tanulmányban amfora és kerámiatojás edényzet használatából származó, a Tokaji borvidéken készített natúrborok vizsgálatára került sor.

2. Bevezetés

A natúr borkészítési filozófia napjainkra mozgalommá növekedett, számos országban készítőkre és fogyasztóközönségre talált. Filozófiájuk szerint még soha nem használt a borkészítő társadalom ennyi növényvédőszert a szőlőben, ennyi borászati segédanyagot és tartósítószert, mint napjainkban, ami rendkívül káros mind az élővilág, mind a növényvilágra és nem fenntartható gazdálkodások. Vissza kell térni a gyökerekhez, a régmúlt idők borászati gyakorlatához, ahol a borkészítés művészet és lelke van az így készített boroknak, a termőhely szelleme ötvöződik a borász művészi világával. Különösen igaz ez a Dél-Kaukázusban készített amforaborok világára [1].

Ezekkel a termékekkel szemben gyakran felmerülő ellenérv az, hogy egyrészt mikrobiológiailag nem stabilak, hiszen nem történnek olyan technológiai műveletek, amelyek csökkentenék a szőlőről bekerülő és a mustban, borban felszaporodó mikroorganizmusok nagyságrendjét, másrészt nincs megfelelő növényvédelmi tevékenység a szőlőben olyan kórokozókkal szemben (pl. feketerothadás), amelyek megváltozott kémiai összetételt okoznak, illetve mikotoxinokat termelhetnek. További aggályos tényező, hogy a különféle tárolóedények migrációs tulajdonságairól kevés vizsgálati eredmény áll rendelkezésre.

3. Szakirodalmi áttekintés

3.1. A natúrbor fogalma, készítésének sajátosságai

A natúrbor-készítés mozgalmának gyökereit 1978 körül kell keresni, a francia Beaujolais-ban Marcel Lapierre és Julet Chauvet készített először bioszőlőből kén- és adalékmentes borokat [2].

A natúr borokra gyakran használt elnevezések: low-intervention wine („kis beavatkozású” bor), naked wine („meztelen” bor), raw wine („nyers” bor), amelyek a készítés során alkalmazott szabályokra utalnak.

2020. márciusában Charta elnevezéssel a francia Agrárminisztérium, az INAO (Institut national de l’origine et de la qualité – Nemzeti Eredet- és Minőségvédelmi Intézet) és a DGCCRF (Direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes – Verseny-, Fogyasztási- és Csalás Elleni Főigazgatóság), a Natúr Borok Szövetségével közösen fogadta el a natúr borok szabályzatát és hivatalosan a „vin méthode nature” elnevezést.

3.1.1. A natúrborok legfontosabb jellemzői:

  1. Minősített organikus (EU vagy Nature&Progrés), vagy legalább az átállás második évében lévő ültetvényről származó szőlőből kell származniuk;
  2. A borkészítésre szánt szőlőt kizárólag kézzel szabad szüretelni;
  3. Kizárólag spontán erjedési folyamatokat alkalmazhatnak,
  4. Tilos adalék-anyagok hozzáadása;
  5. Tilos a szőlő összetételének módosítása (sav-, alkoholnövelés);
  6. Tilosak a „durvának” minősített beavatkozások (pl. szűrés, tangenciális szűrés, villám-pasztörizálás, hőkezelés, fordított ozmózis);
  7. Erjedés előtt és közben tilos kén hozzáadása;
  8. A címkéken a kénhasználattól függően kétféle logót használhatnak a termelők: „kén hozzáadása nélkül” ill. „˂30 mg/l kén hozzáadásával”;
  9. A nem natúrbornak számító tételeknek egyértelműen elkülöníthetőknek kell lenniük (differenciált címkézés) – elkerülve így a fogyasztó megtévesztését [2].

3.2. Héjonerjesztett fehérborok

A natúrborok speciális kategóriája a héjon erjesztett fehérborok, amely gyakran viseli a kvevri-, amfora-, borostyán- és narancsbor nevet. A változó trendek hatására a régi, hagyományos stílusok kezdenek megjelenni a borászok körében is. A héjon erjesztett fehérborok népszerűsége folyamatosan növekszik, hasonlóan, mint a naturális borokra irányuló egyre növekvő kereslet. A narancsborok ezen túlmenően különleges kategóriát képviselnek, hiszen a héjon áztatásnak köszönhetően egyszerre hordozzák a fehérborokra jellemző ízeket a vörösborokra jellemző textúrával és tanninokkal együtt [3]. A fogyasztók különösen kedvelik, amikor a tárolóedényzet speciális aromavilággal gazdagítja a bor ízét, így egyre több borkészítő használ kerámiatojást és amforát. E technológiának Franciaországban, Portugáliában, USA-ban, Olaszországban, Szlovéniában és Ausztriában számos követője van [4, 5, 6, 7, 8]. Eltérő szín (a mélysárgától a borostyánig), megnövekedett polifenol-tartalom [9, 10, 11], illékony vegyületek (vanília, pörkölt mogyoró, dió) képződése [12, 7], minerális jegyek megjelenése [13, 14] a legfontosabb megkülönböztető jegyek.

A héjjal való érintkezés időtartamának különösen fontos szerepe van nemcsak az erjedés, hanem az utána következő érlelés során is. A hosszú héjjal való érintkezési idő elősegíti mind a fenolos, mind az ásványi anyagok beoldódását. A borászati szempontból fontos procianidinek és katechinek a héjban, magban, kocsányban fordulnak elő, az egyszerű fenolok (kávésav, p-kumársav) legnagyobb koncentrációban a bogyóhúsban találhatók. A minél hosszabb idejű héjon áztatás, az alkohol növekvő koncentrációja, valamint az erjedés során folyamatosan növekvő hőmérséklet hatására, a magból a borba kerülő tanninok részaránya is növekszik. Ez a folyamat a fenolos anyagokat tartalmazó sejtek javuló áteresztőképességével és/vagy felrepedésével hozható összefüggésbe. Ha a kierjedt újbort az erjedés befejeződése után még hosszabb ideig tartják héjon, összetételében a magból származó tanninok válnak dominánssá és a polimer pigmentek aránya is megnő [15, 16]. A termőhely [17], a szőlőfajta [18], a tőketerhelés [19], mustok, borok fenolos összetételére gyakorolt hatásával több kutatási eredményt is publikáltak.

A polifenolok közül kiemelkedő jelentősége van a kvercetinnek és a sikiminsavnak. A kvercetin 10-20 mg/l, a sikiminsav pedig 30-50 mg/l mennyiségben található meg fehérborokban. Erre a Nemzetközi Szőlészeti és Borászati Hivatal Bor és Egészség szakbizottságának vezetője, hívta fel a figyelmet, miután a madárinfluenza ellenszereként alkalmazott, a kínai csillagánizs kivonatából készített Tamiflu nevű gyógyszernek is ez a két vegyület a fő hatóanyaga. Ezzel a fehérborok fogyasztásának jótékony hatása is újabb érvet kapott [20].

3.3. Speciális tároló edényzetek

3.3.1. Amfora

Világszerte sokfelé készítik, minden fazekasmester egyedi eljárást és alapanyagot használ fel, sokszor a formavilág is változik. Magyarországon egy hazai fazekas munkái a legelterjedtebbek, amforáinak alapanyaga tűzálló anyag, amelyet saját anyagából készült samottal soványítottak. Tömör, kagylós törésfelületű, alapanyagai színesre égő tűzálló agyagok, amelyek az 1200-1250 °C-os égetés után savnak, lúgnak ellenálló cseréppé alakulnak, amelynek vízfelvétele 4% alatti (1. ábra).

1. ábra. Natúr amfora [21]

Az amforahasználat legfontosabb jellemzői:

  • A fémtartállyal szemben, az amforában mikrooxidáció megy végbe;
  • Amíg a fahordó erőteljes nyomot hagy a borok illatában és ízében, addig az amforákban a szőlőfajta és a terroir jellege érvényesül;
  • Az amforákban a szőlőfajta olyan sajátos tulajdonságai válnak hangsúlyosabbá, amelyet egyébként a konvencionális borkészítési eljárások elfednek (pl. a furmint szőlőfajta gyógynövényes ízvilága);
  • A terrakotta amforák olyan ásványi anyagokból készülnek, amelyek hasonlóak a szőlőtalaj összetételéhez, amelyeket a szőlőtőkék életük folyamán felvehetnek, így a szőlő az erjesztés és érlelés alatt ahhoz hasonló kémiai közegbe kerül, mint amilyenben a tőkén volt; az amforában történő borkészítés így felerősíti a borokban az ásványos jegyeket;
  • Az amfora hatásos hőszigetelő képessége folyamatosan biztosítja, hogy az erjedési folyamat kiegyensúlyozott hőmérsékleti körülmények között menjen végbe.

3.3.2. Kerámiatojás

A kerámiatojás Ausztráliában elterjedt cement anyag alapú, tojásra emlékeztető formájú edényzet. A kertámiatojások gyártói között jó hírnévre tett szert egy ausztrál vállalkozás, amely világszerte értékesíti borerjesztésre és tárolásra alkalmazható termékeit. Az ausztrál edényzetek 11-12 mm falvastagságúak, 675 liter az űrtartalmuk és 180 kg az önsúlyuk. Égetésük 1285 oC-on, 42 órán tart, amely az edény falának különleges mikroporózusos szerkezetét biztosítja. A fordított tojás formája speciális anyagáramlást biztosít, amely a benne tárolt erjedő must előnyös keveredését biztosítja (2. ábra).

2. ábra. Kerámiatojás egy borászatban, Tállyán (Forrás: saját felvétel)

4. Anyag és módszer

4.1. Azonos évjáratú natúrborok összehasonlító elemzése kerámiatojás és agyagamfora használat esetén

A vizsgált borok származására vonatkozó adatokat az 1. táblázat tartalmazza. A Tállyán működő borászatban natúr borkészítési technológiát alkalmaznak a boraik elkészítéséhez. A szőlőterületeik Tállya és Mád határában találhatók 8 dűlőben, Furmint és Hárslevelű fajtákkal, integrált gazdálkodásban foglalkoznak. Törekednek a lehető legkevesebb növényvédő szer felhasználására, felszívódó hatóanyagot egyáltalán nem alkalmaznak. A boraik spontán módon erjednek, nem használnak borászati kezelőanyagot, a borokat kénmentesen készítik és töltik le. Az erjesztéshez a fentebb ismertetett ausztrál kerámiatojásokat használják.

A Furmint egy bodrogkeresztúri pincészetben készült, organikus termelésű szőlőből. Az erjesztést Magyarországról származó fekete agyag amforában (3. ábra) végezték.

3. ábra. Antracit amfora egy tokaji pincészetben (Forrás: saját felvétel)

A Franciaországban található Savoie borvidék egyik jellegzetes fehér szőlőfajtája a Roussette de Savoie amely ampelográfiai tulajdonságait tekintve sok hasonlóságot mutat a Furmint szőlőfajtával. A genetikai vizsgálatok a rokonsági kapcsolatot nem erősítették meg, viszont az elmúlt években az Altesse fajta Európa szerte megjelenik különböző édes borairól híres borvidékeken. Tokajban, a Lencsés-dűlőből származik az alapanyag, amely a Tokaji Borvidék Szőlészeti és Borászati Kutatóintézetében került feldolgozásra és egy agyag-amforában erjedt.

1. táblázat. A vizsgálathoz felhasznált borminták eredete

A kémiai összetétel vizsgálata nagyműszeres analitikával (NMR- Nucleic Magnetic Resonance) történt a Diagnosticum Zrt. Szerencsi laboratóriumában.

H NMR technika [22]: H NMR spektrumok rögzítése 26,85°C-on Bruker AVANCE 400 spectrométerrel és 400’54 ASCEND magnet rendszerrel (Bruker, Karlsruhe, Germany) proton NMR módban, frekvencián of 400.13 MHz. A célzott vizsgálathoz való minta előkészítés és vizsgálati paraméterek a következők voltak: pH állítás pH 3,1-ra automata BTPH rendszerrel, deutérium és tetrametil- szilán adagolása, relaxációs késés 4 s, mintavételi idő 3,98 s, spektrális szélesség: 8223,68 Hz.

Az adatok statisztikai elemzéshez MANOVA és függetlenség vizsgálatot használtunk és az IBM Corp. 2016 SPSS Statistics for Windows, Version 23.0. Armonk, NY (USA) szoftvert.

5. Vizsgálati eredmények

5.1. A kerámiatojásban és az amforában készített natúrborok NMR-vizsgálata

Az eredményeket a 2. táblázat mutatja.

2. táblázat: Az egyes borminták kémiai összetétele és a vonatkozó NMR referencia adatbázis adatai konvencionális módon készített fehérborokhoz hasonlítva

A Bruker BioSpin GmbH adatbázisában szereplő normál fehérbor készítési eljárással készített fehérborok analitikai értékeivel összehasonlítva megállapítható, hogy a vizsgált héjon erjesztett fehérborok alacsonyabb borkősav tartalommal és magasabb citromsav, galakturonsav, borostyánkősav, kaftársav tartalommal rendelkeznek. A borkősav, almasav, citromsav a szőlőből származik, míg a galakturonsav, borostyánkősav az erjedés során képződik. Az eredményekből látható, hogy az erjedés végére a borkősav nagyobb része csökken borkőkiválás formájában, mint egy normál fehér bor esetében és az almasav is elbomolhat a természetes tejsavbaktérium flóra jelenlétének köszönhetően. A sikiminsav, amelynek előnyös élettani hatást tulajdonítanak, inkább fajtajellemzőnek bizonyul, mert csak az Altesse amforabor esetében volt mérhető számottevő koncentráció-különbség a többi bormintához képest. A kaftársav (kaffeoil-borkősav) hidroxifahéjsav származék és a kávésav borkősavval alkotott észtere, a szőlőbogyó húsának egyik legjelentősebb fenolos vegyülete. A hosszabb ideig tartó héjon áztatás és erjedés eredményeképpen a héjon erjesztett fehérborokban magasabb értékek mutathatók ki a normál fehérborokhoz képest, a kerámiatojásokban ötszörös mennyiség volt mérhető. Amennyiben a mustban jelen van redukált glutation (GSH), a kaftársav-orto-kinon elsőként ezzel lép reakcióba, 2-glutationil-kaftársavat (grape reaction product, GRP) képezve. A GRP színtelen, nem reagál polifenol-oxidázzal és nem lép fel barnulás.

Összehasonlítva az amfora- és kerámiatojás borokat NMR analízissel és MANOVA statisztikai módszerrel, az alábbi megállapításokat tettük:

  • Azokat, az egyes bormintákból származó mérési adatokat, amelyek között látszólag sincs különbség, elhagytuk. A többi paramétert csoportonként értékeltük, mivel a MANOVA egyik feltétele, hogy az együtt vizsgált változók száma nem lehet magasabb a megfigyelések számánál (tehát 3-nál, mert ennyi a megfigyelések száma edényzet-típusonként).
  • Ezen felül azonban a változók a többváltozós varianciaanalízis egyéb feltételeinek megfeleltek: a reziduumok normális eloszlásúak és szórásuk homogén két kivétellel, ahol enyhén sérül: fumársav és metilbutanol esetén. Nincs „extreme” vagy „outlier” egy dimenzióban (itt megfelelő csere 4 esetben), és Mahalanobis távolság alapján több dimenzióban sem, a végső csoportok közt nincs multikollinearitás, ezért a fumársavat, a galakturonsavat és a 2-metil- propanolt nem vizsgáltuk külön, mert nem adott volna új, értékelhető eredményt az adott csoportban vizsgált egyéb változókhoz képest.
  • A vizsgált egyértékű, nem magasabb rendű alkoholok (etanol, metanol) mennyiségében nem találtunk a tárolóedény típusától függő eltérést (F(2;3)=2,681;p=0,641).
  • Szőlő eredetű szerves savtartalom (borkősav, almasav, citromsav) esetén együtt vizsgálva nincs jelentős eltérés a borok közt tároló edénytípus szerint (F(2;3)=6,856;p=0,130). Azonban önállóan a borkősavat (F(2;3)=23,115;p<0,05) és almasavat (F(2;3)=36,914;p<0,05) tekintve van eltérés: a kerámia tojásban tárolt borok borkősav tartalma magasabb, almasav tartalma alacsonyabb az amfora tételekhez képest.
  • Az erjedés során képződött szerves savak (tejsav, ecetsav, borostyánkősav) esetén együtt vizsgálva nincs jelentős eltérés a borok közt tároló edénytípus szerint (F(2;3)=2,064;p=0,343). Azonban önállóan a tejsavat (F(2;3)=11,755;p<0,05) és borostyánkősavat (F(2;3)=10,814;p<0,05) tekintve van eltérés: a kerámia tojásban tárolt borok tejsav és borostyánkősav tartalma alacsonyabb az amfora tételekhez képest. A modellen kívül vizsgálva a fumársav mennyisége nem eltérő (t(4)=4,303;p=0,238), a galakturonsav (t(4)=4,303;p<0,05) mennyisége eltér tároló edény szerint, a kerámia tojás esetén alacsonyabb.
  • Az erjedési melléktermékek tekintetében (acetoin, acetaldehid) a tényezőket együttesen vizsgálva szignifikáns eltérést találtunk (F(2;3)=36,718;p<0,05). Az acetaldehid tartalom a kerámia tojásban adódott alacsonyabbnak (F(2;3)=36,718;p<0,05). Ugyanez mondható el az acetoin mennyiségére is, amely a szignifikancia határ közelében volt (F(2;3)=6,852;p=0,059).
  • A magasabb rendű alkoholokat (2,3-butándiol, 2-feniletanol, 3-metil-butanol) együttesen vizsgálva nincs eltérés (F(2;3)=6,826;p=0,130), a butándiol önálló vizsgálata esetén a szignifikancia határon mozog az eredmény (F(2;3)=7,383;p=0,053), a kerámia tojásban adódik alacsonyabbnak.
  • A polifenolok (sikiminsav, trigonelline, kaftársav) együttes vizsgálata során nem mutattunk ki szignifikáns különbséget (F(2;3)=13,606;p=0,069), de a kaftársav mennyisége jelentősen magasabb a kerámia tojásokban, ha értékeit egyedileg értékeltük (F(2;3)=36,977;p<0,05).
  • A prolin mennyiségében függetlenség vizsgálat alapján statisztikailag igazolható eltérést találtunk, a kerámia tojásban alacsonyabb a mennyisége (t(4)=2,770;p<0,05). A szabad aminosavakra jellemző, hogy a borokban közel 50%-ban a prolin van jelen, 10% az arginin részesedése, az amforaborok esetében megmarad ez az arány, azonban a kerámiatojásokban a tokaji borokra jellemző részesedési arányt mutatja (30-25%) [23].

6. Következtetések

A natúr borkészítési technológia egy olyan szemlélet borban való megjelenítése, amely magában hordozza egyrészről készítőjének természetközeli elhivatottságát, másrészről a termőföld sajátosságainak lenyomatát. Nagyon fontos szerepet kap a higiénia, amely nélkül a vegyszermentes technológia alkalmazása lehetetlenné válik. A természetességhez és a fenntarthatósághoz való ragaszkodás indokolhatja a különböző tárolóedények nyújtotta lehetőségek kipróbálását és hozzáadott értékkel ruházza fel az így készített borokat. Minden tárolóedényzet hozzátesz, alakít a bor kémiai összetételén. A piaci pozícionálásban is fontos tényezők lehetnek nemcsak azért, mert különlegesek és egyediek, hanem azért is, mert a hozzájuk fűzött eszmei értékek (a szőlőtermés az anyaföldtől elválva hasonló közegben töltheti be borrá való alakulásának életútját) megkülönböztető jelleggel ruházhatják fel ezeket a bortípusokat.

7. Irodalom

[1] Chichua, D. (2009): Production of wine in Kvevri: History, description, analysis. (Hozzáférés: 27.12.2021)

[2] Geönczeöl A. (2020): Natúrbor – borforradalom, vagy csak egy mellékszál, Agrofórum Extra 86 116-122. (Hozzáférés: 2021.12.27.)

[3] Dara, J. (2020): Orange Wine is Trending for All the Right Reasons. Wine Enthusiast. (Hozzáférés: 2021.12.27.)

[4] Mandal, K. (2010): Genetische Charakterisierung von Wildhefe-Referenzstämmen mit geeigneten Markern. Wissensbericht 2010. Klosterneuburg, Austria, Institut für Weinbau Klosterneuburg:235-236.

[5] Barisashvili, G. (2011): Making wine in kvevri - a unique Georgian tradition. (Hozzáférés: 2021.12.27.)

[6] Kaltzin, W. (2012): „Natural wines” als. Trend. Seminar Önologisch XI. (Hozzáférés: 2021.12.27.)

[7] Martins,N., Garcia, R., Mendes, D., Costa Freitas, A.M., da Silva, M.G., Cabrita, M.J. (2018): An ancient winemaking technology: Exploring the volatile composition of amphora wines. LWT 96 288-295.

[8] Issa-Issa, H., Lipan, L., Cano-lamadrid, M., Nems, A., Corell, M., Calatayud-Garcia, P., A.Carbonell-Barrachina, Á., López-Lluch, D. (2021): Effect of Aging Vessel (Clay-Tinaja versus Oak Barrel) on the Volatile Composition, Descriptive Sensory Profile, and Consumer Acceptance of Red Wine. Beverages 7 35. DOI (Hozzáférés: 2021.12.27.)

[9] Shalashvili, A., Ugrekhelidze, D., Targamadze, I., Zambakhidze, N. & Tsereteli, L. (2011): Phenolic Compounds and Antiradical Efficiency of Georgian (Kakhethian) Wines. Journal of Food Science and Engineering 1 361-365.

[10] Rossetti, F. & Boselli, E. (2017): Effects of in-amphorae winemaking on the chemical and sensory profile of Chardonnay wine. Scientia Agriculturae Bohemica, 48 (1) 39-46.

[11] Bene ZS. & Kállay M. (2019): Polyphenol contents of skin-contact fermented white wines. Acta Alimentaria 48 515-524.

[12] Baiano, a., Mentana, A., Quinto, m., Centonze, D., Longobardi, F., Ventrella A., Agostiano, A., Varva, G., De Gianni, A., Terracone, C. (2015): The effect of in-amphorae aging on oenological parameters, phenolic profile and volatile composition of Minutolo white wine. Food Res. Int. 74 294-305.

[13] Diaz, C., Laurie, V.F., Molina, A.-M., Bücking, M. & Fisher, R. (2013): Characterization of selected organic and mineral components of kvevri wines. Am. J.Enol.Vitic. 64 532-537.

[14] Diaz, C. (2014): Investigation of traditional winemaking methods with a focus on spontaneous fermentation and the impact on aroma. Doktorin dissertation, RWTH Aachen University, Aachen, Németország

[15] Darias-Martin, J., Rodríguez, M.O., Rosa, E.D., Lamuela-Raventós, M. (2000): Effect of skin contact on antioxidant phenolics in white wine, Food Chemistry 71 (4) 483 – 487. DOI

[16] Bene ZS. & Kállay M. (2018): A szőlő fenolos vegyületeinek borokra gyakorolt hatása a héjonerjesztés során. In: szerk. Dankó L.: Narancsbor-Fejezetek a gasztronómiai újdonságok témaköréből. Bodrogkeresztúr. Tokajbor-Bene Kft. Kiadó. pp.18-25.

[17] Gambelli, L.& Santaroni, G.P. (2004) Polyphenols content in some Italian red wines of different geographical origins. Journal of Food Composition and Analysis. 17 (5) 613–618.

[18] Landrault, N., Poucheret, P., Ravel, P., Gasc, F., Cros, G., Teissedre, P.L. (2001): Antioxidant capacities and phenolics levels of french wines from different varieties and vintages. J. Agric. Food Chem. 49 (7) 3341–3348.

[19] Leskó, A. (2011): A tőketerhelés hatása a szőlőbogyó, a must és a bor összetételére. PhD-értekezés, BCE, Budapest

[20] Kállay M. (2007): A bor alkotóelemei, a hazai borok sajátosságai. Az Országgyűlés mezőgazdasági bizottságának „A bor hatása az egészségre - Molekulától a betegágyig” című rendezvény szakmai előadása (Hozzáférés: 2021.12.27.)

[21] Légli A. (2015): A Légli Kőagyag Amfora. https://www.legli.hu/amfora (Hozzáférés: 27.12.2021)

[22] Godelmann, R., Fang, F., Humpfer, E., Schutz, B., Bansbach, M., Schafer, H., Spraul, M. (2013): Targeted and Nontargeted Wine Analysis by H-1 NMR Spectroscopy Combined with Multivariate Statistical Analysis. Differentiation of Important Parameters: Grape Variety, Geographical Origin, Year of Vintage. Journal of Agricultural and Food Chemistry 61 (23) 5610-5619.

[23] Csomós E. (2003): Magyar fehér- és vörösborok összehasonlító vizsgálata a szabad aminosav és a biogén amin tartalom alapján. PhD-értekezés, BMGE, Budapest

Tovább a cikk olvasásához


Zsírban oldódó A-, D2-, D3-, E- és K3-vitaminok meghatározása izotóphígítással és LC-MS/MS műszeregyüttessel

Cikk letöltése PDF formátumban

Zsírban oldódó A-, D2-, D3-, E- és K3-vitaminok meghatározása izotóphígítással és LC-MS/MS műszeregyüttessel

DOI

Érkezett: 2021. február – Elfogadva: 2022. június

Szerzők

1 Bálint Analitika Kft.

Kulcsszavak

vízben oldódó és vízben nem oldódó vitaminok, vitamerek, koenzimek, kofaktorok, napi beviteli érték (RDI – Recommended Daily Intake), izotóphígítás

1. Összefoglalás

Közleményünk célja élelmiszerekben (búzaliszt, üdítő, pezsgőtabletta) és étrend- kiegészítőkben alacsony mennyiségben előforduló zsírban oldódó A-, D2-, D3-, E-vitaminok teljes (természetes eredetű és hozzáadott) meghatározása folyadékkromatográfiás tandem tömegspektrometriai (LC-MS/MS) módszerrel. A mintákat a célkomponensek izotópjelölt származékaival hígítottuk (A-vitamin-d6, D2-vitamin-d3, D3-vitamin-d3, E-vitamin-d6), majd az extrakciót és szappanosítást követően folyadék-folyadék extrakcióval tisztítottuk azokat. Egy oldószercserét követően C8-as HPLC oszlopon savas mozgófázisok (0,1% hangyasav vízben/metanolban) alkalmazásával és LC-MS/MS technikával határoztuk meg a vitaminok koncentrációját. Táplálék kiegészítőkben fontos lehet a zsírban oldódó K3-vitamin vizsgálata is, mert a K3-vitamin alkalmazása humán készítményekben jelenleg nem engedélyezett. A K3-vitamin meghatározása során szappanosításra nincs szükség, szerkezetéből adódóan a lúgos hidrolízis a K3-vitamin bomlásához vezetne, így ezt a komponenst egy, a többi vitamintól eltérő módszerrel vizsgáltuk. A K3-vitamin kis mennyiségben történő LC-MS/MS jellegű vizsgálata a K3-vitamin MS készülékben mutatott alacsony érzékenysége miatt bonyolultabb, mint a többi vitaminé. A K3-vitamin meghatározását ezért L-ciszteinnel, mint származékképző reagenssel történő kémiai származékképzést követően végeztük, szintén izotóphígítással és LC-MS/MS technikával. A módszereket laboratóriumon belüli validálását követően hazai és nemzetközi körvizsgálatokban sikeresen alkalmaztuk csecsemő tápszerben és folyékony vitamin készítményben.

2. Bevezetés

A vitaminok olyan szerves molekulák, melyek az emberi és állati szervezet működéséhez elengedhetetlenül fontosak. Szükségesek a sejtállomány gyarapodásához, illetve fenntartásához, bizonyos szervek hibátlan működéséhez, a normál anyagcsere fenntartásához [1]. A vitaminok összetett szerves molekulák, amelyeknek szerkezete, illetve a szervezetben betöltött funkciója egymástól nagyon eltérő, ezért a legegyszerűbb, ha oldhatóságuk alapján csoportosítjuk őket. Ennek alapján megkülönböztetünk vízben-, és zsírban oldódó vitaminokat [1]. Vízben oldódó vitaminok a C-, és B-vitaminok. Ezeket a vitaminokat a szervezet nem képes sokáig tárolni, többnyire a vizelettel ürülnek a szervezetből, ezért szükséges naponta pótolni a megfelelő mennyiségben őket. Zsírban oldódó vitaminok: A-, D-, E- és K-vitaminok (1. táblázat).

1. táblázat. A vizsgált A-, D2-, D3-, E- és K3-vitaminok szerkezete, triviális neveik és fontosabb fizikai-kémiai jellemzőjük.

Ellentétben a vízben oldódókkal, ezeket a vitaminokat a szervezet akár hónapokig is képes tárolni. A vitaminokat a változatos táplálkozással tudjuk bevinni szervezetünkbe.

Megkülönböztetünk természetes, az élelmiszerekben előforduló vitaminokat és szintetikus, az élelmiszerekhez adalékolt vitaminokat. Sajnos az utóbbiak nem tudnak úgy hasznosulni, mint a természetes formájuk, illetve csökkentik más tápanyagok hasznosulását, és a vesét is megterhelik. A mintákhoz adalékolt vitaminok mellett ugyanis nincsenek a felszívódáshoz szükséges enzimek, koenzimek, kofaktorok, ellentétben az élelmiszerekben természetesen előfordulókkal. A 1169/2011/EU rendelet XIII. melléklete alapján a felnőttek számára ajánlott napi vitamin és ásványi anyag beviteli referencia értékek A-vitamin vonatkozásában 800 µg/nap, D-vitamin esetén 5 µg/nap, E-vitamin vonatkozásában 12 mg/nap és K-vitamin esetén 75 µg/nap [2]. A K3-vitamint állattenyésztésben alkalmazzák, a takarmányokhoz adalékolják [3]. viszont A K3-vitamin emberi fogyasztásra szánt élelmiszerekhez nem keverhető így étrend-kiegészítőkben sem fordulhat elő [12]

A vitaminok vizsgálatánál fontos jelezni, hogy az élelmiszerhez adott vitamin vizsgálatáról van-e szó vagy a teljes vitamintartalom meghatározásáról. A természetben előforduló B-vitaminok és vitamerek ugyanis sokszor kötött formában vannak jelen a mintában, melyből hidrolízissel vagy enzimes előkészítéssel lehet őket felszabadítani [4]. Zsírban oldódó vitaminok esetén ugyanakkor a minta-előkészítés mindig tartalmaz szappanosítási lépést, mely során felszabadulnak kötött formájukból a vitaminok így lehetőség nyílik a teljes vitamintartalom meghatározására [5],[6],[7],[8],[9]. Jelen dolgozatban zsírban oldódó vitaminok meghatározásával foglalkozunk.

A vitaminok vizsgálatát szabvány szerint folyadékkromatográfiás (HPLC) módszerrel kell végezni, optikai detektorral (HPLC-UV). Ezek a szabványok magas koncentrációban (>mg/100g) előforduló vitaminok meghatározását tartalmazzák. A kisebb koncentrációban (µg/100g) előforduló vitaminok vizsgálatához vagy hosszadalmasabb és bonyolultabb előkészítésre van szükség, amelynek során nagyfokú minta-tisztítást és dúsítást végzünk (pl. preparatív HPLC-vel) [5],[6],[7],[8],[9], vagy olyan méréstechnikát kényszerülünk alkalmazni, amely lehetővé teszi a komplex mátrixok vizsgálata során is a célkomponensek szelektív meghatározását. Ilyen kapcsolt technika a folyadékkromatográfia – tandem tömegspektrometria (LC-MS/MS), melyet izotóphígítással alkalmazva a vizsgált vegyületek koncentrációja nagy pontossággal meghatározható. Izotóphígítás során a mintákat a célkomponensek izotópjelölt (2H, 13C, 15N, 18O) analógjaikkal, mint belső standardokkal (internal standard, ISTD) adalékolunk és keverünk el homogén módon. Ezen ISTD-k kompenzálják a célkomponensek veszteségeit mind a minta-előkészítés, mind a műszeres vizsgálat során [4]. Laboratóriumunk elkötelezett az izotópjelölt ISTD-k használata mellett, ezért olyan LC-MS/MS módszert dolgoztunk ki zsírban oldódó vitaminok kismennyiségű meghatározására, mely az összes izotópjelölt analógot (vitaminok deuterált vegyületeit) tartalmazza. A közleményünk célja zsírban oldódó vitaminok (A, D2, D3 és E) búzalisztből, üdítőből, pezsgőtablettából és étrend-kiegészítőből történő meghatározása LC-MS/MS műszeregyüttessel, illetve a módszer validálása és alkalmazása. További célunk volt a K3-vitamin étrend-kiegészítőkből történő meghatározására LC-MS/MS módszer kidolgozása, mely során a megfelelő érzékenység eléréséhez kémiai származékképzést próbáltunk ki.

3. Anyag és módszer

3.1. Felhasznált anyagok és eszközök

A vitaminok (A, D2, D3, E és K3) analitikai minőségű standardjait, az izotópjelölt analógok közül a D2-vitamin-d3-at, D3-vitamin-d3-at, E-vitamin-d6-ot és K3-vitamin-d8-at, az L-ciszteint, aszkorbinsavat, nátriumhidroxiot, az Ascentis Express C8 (100 x 3 mm, 2,7 µm) HPLC oszlopot, a HPLC minőségű oldószereket és a hangyasavat a Sigma-Merck Kft.-től (Budapest, Magyarország) szereztük be. Az A-vitamin-d6-ot a Cambridge Isotope Laboratories-tól (Andover, MA, USA) rendeltük. A standardokat (A-vitamin kivételével) és az E-vitamin-d6, K3-vitamin-d8 belső standardokat etilalkoholban oldottuk, úgy hogy koncentrációjuk 1 mg/mL legyen. Az oldatokat hűtőben +4 °C-on legfeljebb fél évig tároltuk. A D2-vitamin-d3 (100 µg/mL metanolban) és D3-vitamin-d3 (1000 µg/mL metanolban) jelzett standardok oldat formában érkeztek. Az A-vitamint és az A-vitamin-d6-ot 0,1% (m/v) butil-hidroxi-toluolt (BHT) tartalmazó metanolban oldottuk (1 mg/mL) és -18 °C-on legfeljebb fél évig tároltuk. A kalibrációhoz 10 µg/mL-es standard keveréket (A, D2, D3, E) és 10 µg/mL-es egyéni K3 standard oldatot készítettük metanolban és hűtőben +4 °C-on 3 hónapig tároltuk. A belső standardokból 20 µg/mL-es ISTD standard keveréket (A-vitamin-d6, D2-vitamin-d3, D3-vitamin-d3, E-vitamin-d6) és 10 µg/mL-es egyéni K3-vitamin-d8 ISTD standard oldatot készítettük metanolban és hűtőben -18 °C-on legfeljebb 3 hónapig tároltuk.

Az LC-MS/MS vizsgálatokhoz Shimadzu Nexera UHPLC LC-30AD folyadékkromatográfiás rendszert használtunk, amely egy SIL-30AC auto samplert, CTO-20AC kolonna termosztátot és egy CBM-20A communications bus module-t (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan) foglalt magában. Az UHPLC-hez kapcsolt hármas kvadrupol tömegspektrométer egy IonDrive Turbo V Source ionforrással rendelkező AB Sciex 6500+ QTRAP volt és egy Turbo V Source ionforrással szerelt 6500 QTRAP készülék (a két rendszert felváltva használtuk). A mérő szoftver Analyst (1.7.1) és a mennyiségi meghatározáshoz használt szoftver MultiQuant (3.0.3) volt (Sciex; Warrington, Cheshire, UK).

Az extrakcióhoz használt rázógép egy CAT S50 flask shaker (M. Zipperer GmbH, Ballrechten-Dottingen, Németország) volt. A minták bepárlásához a TurboVap II (Biotage, Uppsala, Svédország) típusú bepárlót használtunk. A folyékony vitamin táplálék kiegészítő körvizsgálati és reggeliző pehely minőség ellenőrző (quality control, QC) mintákat a FAPAS-tól (Food Analysis Performance Assessment Scheme, Sand Hutton, UK) rendeltük, illetve a csecsemőtápszer körvizsgálati mintát a Nemzeti Élelmiszerlánc-biztonsági Hivataltól (NÉBIH, Budapest, Magyarország) rendeltük.

3.2. Minta-előkészítés A-, D2-, D3- és E-vitaminok meghatározására

A vizsgálat búzalisztből, üdítőből, pezsgőtablettából és étrend-kiegészítőből történt. 1,00 g homogén mintát mértünk 60 mL-es üvegcsővekbe és 50 µL 20 µg/mL-es ISTD oldatot (A-vitamin-d6, D2-vitamin-d3, D3-vitamin-d3, E-vitamin-d6) pipettáztunk rájuk, majd 20 mL etanolt és 5 mL desztillált vizet adtunk hozzájuk. Ezt követően 0,5 g aszkorbinsavat és 5 mL 12,5 M nátriumhidroxid oldatot mértünk a mintákra. A mintákat 60°C-on mágneses kevertetőn kevertettük másfél óráig. Az extrakciót/szappanosítást követően a mintákat hagytuk szobahőmérsékleten lehűlni, majd 5 mL desztillált vizet és 5 mL n-hexánt adtunk a mintákhoz. A mintát 1 óráig rázattuk (700 rpm), majd 10 percig hagytuk a folyadék fázisokat szétválni. A hexános fázisból 1,0 mL-t üveg bepárlócsővekbe pipettáztunk és 40°C-on nitrogén áram alatt szárazra pároltunk. A mintamaradékot 1,0 mL metanolban oldottuk vissza és PTFE fecskendőszűrőn (Gen-lab Kft., Budapest, Magyarország) HPLC vial-ba szűrtük. A minta-előkészítés során a minta hígulása ötszörös volt.

3.3. LC-MS/MS módszer A-, D2-, D3- és E-vitaminok meghatározására

A vitaminokat C8-as HPLC oszlopon választottuk el lineáris és bináris gradiens elúcióval (1. ábra). A vizes mozgófázis (eluens A) 0,1% (v/v) hangyasavas víz volt, a szerves mozgófázis (eluens B) 0,1% (v/v) hangyasavas metanol volt. Az oldószer gradiensben a B eluens aránya 0 és 3 perc között 80%-ról 100%-ra nőtt, B eluens aránya 3 és 10 perc között 100% volt, B eluens aránya 10 és 10.1 perc között 80%-ra csökkent és 14 percig 80% volt. Az áramlási sebesség 0,5 mL/perc, az analízis idő 14 perc volt, az injektálási térfogat 5 µL, a kolonna termosztát 30 °C volt. Az MS/MS detektálási körülményeket a 2. táblázat tartalmazza. Az ionforrás beállításai a következők voltak: köpenygáz: 45 egység, gas 1 (porlasztó gáz): 40 egység, gas 2 (szárító gáz): 40 egység, szárítógáz hőmérséklete: 350 °C, kapilláris feszültség: +5500 V.

2. táblázat. Az A-, D2-, D3- és E-vitaminok MRM ionátmenetei és a hozzájuk tartozó feszültség értékek. A mennyiségi értékeléshez használt ionátmeneteket félkövérrel jelöltük.

3.4. Minta-előkészítés K3-vitamin meghatározására étrend-kiegészítőből

60 mL-es üvegcsövekbe 1,00 g homogén mintát mértünk és 100 µL 10 µg/mL-es K3- vitamin-d8 ISTD oldatot pipettáztunk rájuk, majd 20 mL etanolt és 5 mL desztillált vizet adtunk hozzájuk. A mintákat szobahőmérsékleten 1 óráig rázógépen extraháltuk (700 rpm), majd 15 mL desztillált vizet és 5 mL n-hexánt adtunk hozzájuk. A mintát 1 óráig rázattuk (700 rpm), majd 10 percig hagytuk a folyadék fázisokat szétválni. A hexános fázisból 1,0 mL-t üveg bepárlócsővekbe pipettáztunk és 40 °C-on nitrogén áram alatt szárazra pároltunk. A mintamaradékot 0,5 mL metanolban oldottuk vissza és 0,5 mL frissen készült 0,2% (v/v) hangyasavas L-cisztein (1 mg/mL-es) oldatot adtunk hozzájuk. Vortex-kevertetést követően fél óráig hagytuk állni a mintákat szobahőmérsékleten, míg a reakció lezajlott, majd újabb kevertetést követően hidrofil PTFE fecskendőszűrőn (Gen-lab Kft., Budapest, Magyarország) HPLC vial-ba szűrtük a mintákat. A minta-előkészítés során a minta hígulása ötszörös volt.

3.5. LC-MS/MS módszer K3-vitamin meghatározására

A K3-vitamint származékképzés után C8-as HPLC oszlopon választottuk el lineáris és bináris gradiens elúcióval (2. ábra). A vizes mozgófázis (eluens A) 0,1% (v/v) hangyasavas víz, a szerves mozgófázis (eluens B) 0,1% (v/v) hangyasavas metanol volt. Az oldószer gradiensben a B eluens aránya 0 és 1 perc között 20% volt, B eluens aránya 1 és 5 perc között 20-ról 70%-ra nőtt, B eluens aránya 5.1 és 8 perc között 95% volt, majd 8,1 percnél 20%-ra csökkent a B eluens aránya és 12 percig 20% volt.

Az áramlási sebesség 0,45 mL/perc, az analízis idő 12 perc volt, az injektálási térfogat 10 µL, a kolonna termosztát 30 °C volt. Az MS/MS detektálási körülményeket a 3. táblázat tartalmazza. Az ionforrás beállításai a következők voltak: köpenygáz: 45 egység, gas 1 (porlasztó gáz): 40 egység, gas 2 (szárító gáz): 40 egység, szárító gáz hőmérséklete: 350 °C, kapilláris feszültség: +5500 V.

3. táblázat. A származékolt K3-vitamin MRM ionátmenetei és a hozzájuk tartozó feszültség értékek. A mennyiségi értékeléshez használt ionátmeneteket félkövérrel jelöltük.

3.6. Ionátmenetek optimálása

0,1% (v/v) hangyasavas metanollal hígított 1 µg/mL-es egyéni standard oldatokat infúziós fecskendőből fecskendő pumpával juttatunk a tömegspektrométerbe és az automata optimáló szoftver segítségével minimum 2 ionátmenetet állítottunk be mindegyik komponens esetén, kivéve a K3-vitaminnál. K3-vitamin esetén a standard oldatból (10 µg/mL) 0,5 mL-t származékoltunk 0,5 mL L-cisztein oldattal és a származékot optimáltuk 6 ionátmenettel a tömegspektrométerben, hogy megtaláljuk azokat az átmeneteket, melyekkel a mintában előforduló mátrix vegyületek nem rendelkeznek a K3-származék retenciós időablakán belül.

3.7. Módszer-validálás

A zsírban oldódó A-, D2-, D3- és E-vitaminok búzaliszt, üdítő, pezsgőtabletta és étrend- kiegészítő mintákból történő meghatározását laboratóriumon belüli validálással érvényesítettük. A vizsgált analitikai teljesítményjellemzők az következők voltak: szelektivitás, azonosítás (ion arányok), visszanyerés 0,5 és 5 mg/kg-os szinteken 10-10 párhuzamos minta vizsgálatával, ismételhetőség és reprodukálhatóság. A mennyiségi meghatározás határát (LOQ) a jel/zaj arányból határoztuk meg. A K3 vitamin étrend-kiegészítőből történő meghatározását azonos eljárás alapján validáltuk 0,1 és 1,0 mg/kg-os szinten 8-8 ismétléssel. A kalibrációt hétpontos mérőgörbe illesztéssel vizsgáltuk a pontok: 0,01 µg/mL, 0,05 µg/mL, 0,10 µg/mL, 0,50 µg/mL, 1,0 µg/mL, 5,0 µg/mL és 10,0 µg/mL volt. Az ISTD-k koncentrációja 0,2 µg/mL volt.

4. Eredmények és értékelésük

4.1. LC-MS/MS módszer zsírban oldódó vitaminok meghatározására

A zsírban oldódó vitaminok apoláros jellegükből adódóan atmoszférikus nyomású kémiai ionizációval (APCI), mint ionforrással vizsgálhatók LC-MS mérések során [10]. Az általunk használt készülék ugyanakkor electrospray (ESI) forrással is nagy érzékenység mellett ionizálta a vitaminokat, így APCI-ra nem volt szükség. Az ionátmenetek optimálását követően a kromatográfiás elválasztást C8-as HPLC oszlopon próbáltuk, mert az A-, D2-, D3- és E-vitaminok lipofil jellegükből (1. táblázat) adódóan a C18-as kolonnán túl nagy visszatartást mutatnak. Ezenfelül sok minta tartalmaz nagy mennyiségben természetes eredetű és/vagy hozzáadott béta-karotint, amelynek hidrofóbicitása még nagyobb, így C18-as kolonnáról csak hosszú mosást követően lehet eluálni. C8-as oszlopon a vitaminok visszatartása jelentősen csökkent a C18-as kolonnán mutattakhoz képest (1. ábra). A savas kémhatású eluensek használatát a pozitív ionizációs mód miatt választottuk.

1. ábra. A-, D2-, D3- és E-vitaminok (1 µg/mL) elválasztása C8-as HPLC oszlopon.

A K1- és K2-vitaminokhoz képest a K3-vitamin natív formában nehezen ionizálható, így LC-MS-sel nehezen vizsgálható. Yuan és munkatársai kémiai származékképzést javasoltak K3-vitaminra, ami után már megfelelő érzékenységgel detektálható ez a vitamin is MS készülékkel [11]. Az általunk alkalmazott származékképzés alapja Yuan és munkatársai módszere, melyben ciszteaminnal reagáltatják a K3-vitamint azonos körülmények között, amelynek során egy Michael addíciós reakció megy végbe [11]. Mi nem ciszteaminnal, hanem L-ciszteinnel végeztük a reakciót. A származék hidrofobicitása a cisztein bevitelét követően jóval alacsonyabb, mint a natív K3-vitaminé (4. táblázat) és visszatartása is ez által csökken a C8-as oszlopon (2. ábra).

4. táblázat. A származékolt K3-vitamin anyaionja (294,1 m/z) és leányionjai LC-ESI(+)-MS/MS műszeregyüttessel rögzítve.
2. ábra. Származékolt K3-vitamin (1 µg/mL) elválasztása C8-as HPLC oszlopon.

A K3-vitamin és az L-cisztein közti származékolás végbemeneteléről tömegspektrum felvételével bizonyosodtunk meg. A 3.4. szakaszban leírtak alapján 5 µg/mL-es származékolt oldatot készítettünk és a származék tömegspektrumát Q1 scan módban vettük fel 200 – 400 m/z tartományban pásztázva (3. ábra).

A feltételezett származék kvázi molekulaionjának (protonált molekulának) [M+H]+ monoizotópos tömege 294,1 Da, amelynek jele meg is jelent a spektrumban (3. ábra).

3. ábra. Származékolt K3-vitamin (5 µg/mL) tömegspektruma.

Tehát a reakció feltételezhetően L-ciszteinnel is végbement, amit product ion spektrum felvételével is igazoltunk (4. ábra).

4. ábra. Származékolt K3-vitamin (5 µg/mL) product ion spektruma.

A product ion spektrumban a 294,1 m/z iont fragmentáltuk 15 V ütközési energiával, a fragmenseket a 4. táblázat tartalmazza. A 115,1 m/z és 205,1 m/z ionok egyértelműen a K3-vitaminhoz tartoznak, Yuan és munkatársai által közölt K3-vitamin fragmensek szerkezeteit igazolja [11]. A 173,1 m/z fragmens megfelel a K3-vitamin protonált molekulájának, a 122,1 m/z fragmens pedig az L-cisztein protonált molekulája.

4.2. A módszerek validálása, körvizsgálat

A módszerek validálása során a vakmintákban nem volt interferáló jel a célkomponensek retenciós időablakain belül és a mintákban detektált célkomponensek ion-arányaik megegyeztek a kalibráló oldatokban számolt ion-arányokkal, így az MS/MS azonosítás feltétele teljesült. A kalibráció 0,01 és 1,0 µg/mL koncentráció között volt lineáris, felette (1,0 – 10,0 µg/mL) kvadratikus jellegűvé vált a görbe. Az ISTD-vel korrigált relatív visszanyerési értékek teljesítették a 80-120%-os kritériumot és a precizitás értékek (RSD%) se haladták meg a 10%-ot (5-9. táblázat).

5. táblázat. A-, D2-, D3-, és E-vitamin reprodukálhatósági vizsgálata búzalisztből 0,5 és 5,0 mg/kg-os szinten.
6. táblázat. A-, D2-, D3-, és E-vitamin reprodukálhatósági vizsgálata üdítőből 0,5 és 5,0 mg/kg-os szinten.
7. táblázat. A-, D2-, D3-, és E-vitamin reprodukálhatósági vizsgálata pezsgőtablettából 0,5 és 5,0 mg/kg-os szinten.
8. táblázat. A-, D2-, D3-, és E-vitamin reprodukálhatósági vizsgálata étrend-kiegészítőből 0,5 és 5,0 g/kg-os szinten.
9. táblázat. K3-vitamin reprodukálhatósági vizsgálata étrend-kiegészítőből 0,1 és 1,0 mg/kg-os szinten.

A meghatározás alsó határának (LOQ) az alsó kalibrációs pontot határoztuk meg, mely a minta 5-szörös hígulása miatt így 0,05 mg/kg-nak felel meg. Az LOQ-t kisebb mintahígítással vagy az injektálási térfogat növelésével lehetne tovább csökkenteni. A módszer pontosságát hazai és nemzetközi körvizsgálatokban történő részvételekkel igazoltuk. A NÉBIH által szervezett programban a csecsemő tápszer A- és E-vitamint tartalmazott; a mintához rendelt értékek A- és E-vitamin vonatkozásában 0,495 és 13,6 mg/100 g voltak. Az általunk detektált értékek: 0,465 és 13,6 mg/100 g, ami -0,3 és 0,0 Z-score-nak felelt meg. A sikeres körvizsgálat feltétele a -2 ≤ Z ≤ 2. A FAPAS szervezésében a második körvizsgálati mintában egy folyékony vitamin étrend-kiegészítő D3-vitamin tartalmát vizsgáltuk és 0,206 mg/100 g D3-vitamint detektáltunk.

A célérték 0,211 mg/100 g volt, amire a számolt Z-score -0,2, így az elfogadható. Körvizsgálati eredményeinket a 10. táblázatban foglaltuk össze.

10. táblázat. Körvizsgálati eredmények.

5. Következtetések

Jelen dolgozat célja egy új LC-MS/MS módszer kidolgozása volt zsírban oldódó vitaminok meghatározására élelmiszer és étrend-kiegészítő jellegű mintákban. A vizsgálatot izotóphígítással kombinálva sikerült nagy pontosságú és magas precizitású módszert fejleszteni, melyet laboratóriumon belül validáltunk, illetve hazai és nemzetközi körvizsgálatokban sikeresen alkalmaztunk.

6. Irodalom

[1] Zempleni, J., Suttie, J.W., Gregory III, J.F., Stover, P.J. (2013): Handbook of Vitamins, 5th Edition, CRC Press, Boca Raton, FL, USA.

[2] Az Európai Parlament és a Tanács 1169/2011/EU rendelete (2011): a fogyasztók élelmiszerekkel kapcsolatos tájékoztatásáról, az 1924/2006/EK és az 1925/2006/EK európai parlamenti és tanácsi rendelet módosításáról és a 87/250/EGK bizottsági irányelv, a 90/496/EGK tanácsi irányelv, az 1999/10/EK bizottsági irányelv, a 2000/13/EK európai parlamenti és tanácsi irányelv, a 2002/67/EK és a 2008/5/EK bizottsági irányelv és a 608/2004/EK bizottsági rendelet hatályon kívül helyezéséről. Az Európai Unió Hivatalos Lapja L 304/18.

[3] FDA (2021), Vitamin K Substances and Animal Feed

[4] Tölgyesi, Á. (2021): Gyakorlati példák a folyadékkromatográfiával kapcsolt hármas kvadrupol rendszerű tandem tömegspektrometria élelmiszer-, bio- és textilanalitikai alkalmazására, Kromatográfus különszám, Gen-lab Kft., Budapest, Magyarország

[5] MSZ EN 12822:2014. Élelmiszerek. Az E-vitamin meghatározása nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiával. Az alfa-, béta-, gamma- és delta-tokoferol mérése.

[6] MSZ EN 12823-1:2014. Élelmiszerek. Az A-vitamin meghatározása nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiával. 1. rész: Az all-E-retinol és 13-Z-retinol mérése.

[7] MSZ EN ISO 6867:2001. Takarmányok. Az E-vitamin-tartalom meghatározása. Nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiás módszer (ISO 6867:2000).

[8] MSZ EN 12823-2:2000. Élelmiszerek. Az A-vitamin meghatározása nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiával. 2. rész: A béta-karotin mérése.

[9] MSZ EN 12821:2009. Élelmiszerek. A D-vitamin meghatározása nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiás módszerrel. A kolekalciferol (Dˇ3^-vitamin) vagy az ergokalciferol (Dˇ2^-vitamin) mérése.

[10] Arachchige, G.R.P., Thorstensen, E.B., Coe, M., McKenzie, E.J., O’Sullivan, J.M., Pook, C.J. (2021): LC-MS/MS quantification of fat soluble vitamers – A systematic review, Anal. Biochem. 613,113980. DOI

[11] Yuan, T.-F., Wang, S.-T. Li, Y. (2017): Quantification of menadione from plasma and urine by a novel cysteaminederivatization based UPLC–MS/MS method, J. Chromatogr. B 1063 p.107-111. DOI

[12] Az Európai Parlament és a Tanács 1925/2006/EK rendelete (2006. december 20.) a vitaminok, ásványi anyagok és bizonyos egyéb anyagok élelmiszerekhez történő hozzáadásáról / Regulation (EC) No 1925/2006 of the European Parliament and of the Council of 20 December 2006 on the addition of vitamins and minerals and of certain other substances to foods

Tovább a cikk olvasásához


Az őszi búza ásványianyag-tartalmának alakulása Magyarországon 30 év mérési eredményei alapján

Cikk letöltése PDF formátumban

Az őszi búza ásványianyag-tartalmának alakulása Magyarországon 30 év mérési eredményei alapján

DOI

Érkezett: 2021. március – Elfogadva: 2022. június

Szerzők

1 Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Élelmiszertudományi Intézet
2 Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Táplálkozástudományi Intézet

Kulcsszavak

gabona, őszi búza, termesztési évek, ásványianyag-tartalom, foszfor, kálium, magnézium, kalcium, mangán, cink, réz, összetételi változások az évek függvényében, boxplot diagram

1. Összefoglalás

Az élelmiszertudománnyal, valamint táplálkozástudománnyal kapcsolatos kutatások napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt fektetnek a különböző növényi eredetű termékek kémiai, takarmányozási és táplálkozás-élettani minőségének vizsgálatára és a változások alakulására. Számos kutató figyelme összpontosul ezekre, a beltartalmi értékekkel kapcsolatos minőségi kérdésekre, illetve arra, hogy az elmúlt néhány évtized alatt – az alkalmazott intenzív agrotechnikának és rendelkezésre álló fajtáknak köszönhetően – miként módosultak ezek jellemzők.

Táplálkozási szokásainkat tekintve a gabonafélék évezredek óta központi szerepet töltenek be a mindennapjainkban. Azon túlmenően, hogy szénhidráttartalmuknak köszönhetően energiát szolgáltatnak, a cereáliára fehérje-, rost-, vitamin- és nem utolsósorban ásványi anyagok forrásaként is tekinthetünk, hiszen úgy világszerte, mint Magyarországon egyaránt hagyományai vannak a gabonafélékből készített kenyér készítésének és fogyasztásának. A gabona-alapú élelmiszer-előállítás egy adott nemzet kultúrájának részét képezi. Kéziratunk elkészítésével kitűzött célunk az volt, hogy a rendelkezésre álló nagyszámú és különböző termőterületekről származó minták elemzésével választ kapjunk egy olyan – sokakban felmerülő – kérdésre, hogy miként változott az elmúlt évtizedek során az alap táplálékunkhoz tartozó őszi búza ásványi anyag tartalma. Így az idők folyamán változó ökológiai viszonyok, az alkalmazott agrotechnika és a biológiai alapok együttes hatását szemléltetve kívánunk valós képet adni a gabonafélék ásványi anyag tartalmának alakulásáról.

2. Bevezetés

A búza szemtermése összességében jelentős tápanyagforrás az emberiség számára [1]. Az emberi szervezetbe bekerülő ásványi anyagok jelentős része gabonafélékből származik [2]. Ugyanakkor a hasznosítás során érdemes azt is figyelembe venni, hogy a búzaszemben az ásványi anyagok megoszlása nem egyenletes, az ásványi anyagot javarészt a héjrészek (korpa) tartalmazzák, ugyanakkor számos országban csak az ásványi elemekben jóval szegényebb endospermiumot hasznosítják [3, 4]. Ennek megfelelően ugyan a teljes kiőrlésű lisztek és a belőlük előállított termékek magasabb ásványianyag-tartalommal rendelkeznek, de ebben az esetben a mikotoxinoknak a táplálkozási láncba való bekerülésének valószínűségével is számolnunk kell. Éppen ezért a kiegyensúlyozott és változatos étrend, mint valamennyi más élelmiszercsoportnál, a cereália-alapú termékek fogyasztásánál is kiemelkedő fontosságú.

A szakirodalmi adatokat tekintve, meglehetősen változatos képet kapunk az ásványi anyagok összetétele tekintetében, az adatok széles intervallum tartományban mozognak, erről tanúskodnak az 1. táblázatban összegyűjtött irodalmi adatok.

1. táblázat. Az őszi búza ásványi elem tartalmának alakulása különböző irodalmi forrásokat figyelembe véve [1, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]

Ezzel összefüggésben az utóbbi néhány évtizedben több kutató [15, 16] mutatott rá arra, hogy bizonyos mikrotápanyagok hiánya világszerte valós problémát jelent, ezáltal egyre magasabb a populáción belül azoknak az aránya, akik valamilyen tápanyaghiányban szenvednek. Míg ezzel párhuzamosan más kutatók [17, 18] arról számolnak be, hogy az élelmiszerekben is csökkent bizonyos ásványi anyagok mennyisége. Állításuk szerint a vas, a jód és a cink azok az ásványi elemek, amelyek mindennapi étrendünkből a leginkább hiányoznak. Ezt erősíti meg a WHO 1996-os és 2002-es [19, 20] felmérése is, amely szerint a világ lakosságának mintegy fele érintett lehet a vas és a cink hiányában. Egyes irodalmi források szerint [21] erre a problémára a búzából készült liszt ásványi anyagokkal való kiegészítése is megoldást jelenthet.

Az 1960-as évektől kezdődően a termesztés során a hangsúly olyan fajták alkalmazásán volt, melyek a megfelelő termésátlagok biztosításával valóban hozzájárulhatnak a globális élelmiszerhiány leküzdéséhez, de mindeközben a táplálkozás-élettani szempontból is kiemelkedő jelentőségű ásványi anyagok mennyiségének alakulása jóval kevesebb figyelmet kapott [22]. A növekvő termésátlagok együtt járhatnak az ásványianyag-tartalom csökkenésével a búzaszemben [23], ugyanakkor ezt megítélni nem egyszerű, hiszen mint tudjuk a növényi termékek minősége, beleértve az ásványianyag-tartalmat is, számos tényező együttes hatásának eredményeként alakul ki. A termények összetétele a növény biológiai jellemzőitől, az alkalmazott agrotechnikai tényezőktől és a fennálló álló ökológiai viszonyoktól is függhet [24, 25].

Mindezen ismeretek birtokában és az irodalmi adatokkal összevetve egy 30 éves adatsor elemtartalmi adatainak feldolgozását és statisztikai elemzését végeztük el, annak érdekében, hogy a kutatók és a szakma iránt érdeklődők számára reális képet alkothassunk a gabonafélék és ezen belül az őszi búza ásványi anyag összetételéről, annak időbeli változásáról.

3. Anyag és módszer

A tanulmányunk alapját képező őszibúza-minták az 1974 és 2004 év közötti időszakból származnak. Évenként eltérő nagyságú mintahalmaz állt rendelkezésünkre, de összességében véve több ezer minta elemzését végezték el az említett időtartományban. A vizsgálati minták elsődlegesen olyan agrotechnikai kísérletekből kerültek ki, amelyeknél eltérő ökológiai viszonyok között, különböző termőtájak hatását vizsgálták, valamit értékelték az elért terméseredményeket.

A mintaelőkészítés során a minták aprítását Retsch Sk-1 illetve Sk-3 típusú készülékkel végeztük el. Az ásványi anyagok mennyiségének meghatározásához kezdetben a hamvasztásos feltárásos módszert [26], míg később a nedves roncsolásos eljárást alkalmaztuk [27]. Az utóbbi módszer szerint a mintákból 1 g mennyiséget mérünk be roncsolócsövekbe, ezt követően salétromsavval és hidrogén-peroxiddal elvégeztük a roncsolást, megfelelő hőmérsékleten. A zárt térben végzett nedves roncsolási eljárás lehetővé teszi a minta összes elemtartalmának a feltárását. A roncsolást követően az elemtartalom meghatározáshoz 1988-ig SP 90-s PYE UNICAM atomabszorpciós spektrofotométert használtunk, majd ezt követő időszakban egészen 1998-ig induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrométert (ICP-OES) LABTAM 8440-est (LABTAM Ltd. Ausztrália), majd OPTIMA 3300 DV típusú ICP-OES (Perkin-Elmer Ltd, USA) készüléket alkalmaztunk. A méréseket a Debreceni Agrártudományi Egyetemen (DATE), majd jogutódjának a Debreceni Egyetem, Mezőgazdaság-, Élelmiszertudományi és Környezetgazdálkodási Kar, Élelmiszertudományi Intézet Műszerközpontjában végeztük el. Vizsgálati módszereink ellenőrzése végett hiteles anyagminták használatával hazai és nemzetközi körmérésekben vettünk részt, továbbá mind a lisztminőség-, mind az ásványianyag-tartalom vizsgálatok esetében BCR CRM 189 (European Reference Material) hiteles teljes kiőrlésű búzamintát alkalmaztunk. A közölt adatok szárazanyag tartalomra vonatkoznak.

A kapott eredmények kiértékeléséhez SPSS 22.0 statisztikai programcsomagot használtunk, illetve átlag, szórás és relatív szórásértékeket határoztunk meg. Mérési eredményeink ábrázolásához boxplot-ot alkalmaztunk, ami egy olyan grafikus elemzési módszer, mely esetében az interkvartilis elhelyezkedése információt nyújt a vizsgálati adatok eloszlásáról illetve tájékoztat minket ez a diagramtípus a kiugró értékek alakulásáról is. A boxplot diagram segítségével lehetőségünk nyílik az extrém kiugró értékek elkülönítésére az adathalmazon belül, ugyanis ilyen nagy számú mérési adat feldolgozása során elkerülhetetlen ezen értékek mérési eredmények közötti megjelenése, melyeket a statisztikai feldolgozás során kihagytunk az értékelésből.

4. Eredmények

Méréseink 30 év mintamennyiségét ölelték fel. Mintegy 4200 minta adatainak eredményeit dolgoztuk fel. A minták foszfortartalma 1,5-5,6 g/kg, káliumtartalma 1,6-5,8 g/kg, kalciumtartalma 200-780 mg/kg, magnéziumtartalma 600-2000 mg/kg, cinktartalma 6,00-79,0 mg/kg, réztartalma 1,7-10,4 mg/kg, mangántartalma pedig 13,0-69,1 mg/kg között változott. Ezek az adatok (2. táblázat) jól illeszthetők a feltüntetett irodalmi adatok sorába, a táblázat értékei a szélsőértékeket, valamint az interkvartilis terjedelmet mutatják be, mely utóbbi adat kifejezi, hogy milyen értékközben ingadozik a mért értékek középső 50%-a.

2. táblázat. Őszi búza minták mérési eredményei, vizsgálati elemenként, 30 év adatait feldolgozva

Elemenként vizsgálva a rendelkezésre álló adatokat, a statisztikai feldolgozás eredményeit boxplot diagram formájában az 1. ábrán szemléltetjük.

A foszfor és a kálium esetében a szórásértékek viszonylag széles tartományt fogtak át, de az interkvartilis értékeket vizsgálva megállapítható, hogy az eredményeink jellemzően a 2,9-4,0 g/kg tartományba esnek. A vizsgálati évek átlagában a foszfor esetében 2,9-3,4 g/kg, míg a káliumnál 3,3-3,9 g/kg közötti a tartomány szélessége. Ezek az értékek már jó egyezést mutatnak az irodalomban is feltüntetett adatokkal. E két makroelem koncentrációja tekintetében a vizsgált 30 év viszonylatában nem állapítottunk meg csökkenést.

A vizsgálati minták kalciumtartalmának értékei a 30 éves időszakaszt tekintve ugyancsak tág intervallumba esnek. Mérési eredményeinket összesítve 200 és 780 mg/kg közötti értékeket határoztunk meg. A 30 év átlagában a statisztikai elemzés során kapott adatok interkvartilis terjedelme már jóval szűkebb tartományt ölel fel. A vizsgált értékek középső 50%-a 336 és 395 mg/kg között helyezkedik el. Az alsó kvartilis esetében a legalacsonyabb értéket 1977-ben mértük. Az ebben az évben vizsgált minták átlaga 252 mg/kg Ca-tartalmat mutatott. A legnagyobb felső kvartilis értéket 2003-ban határoztuk meg. Akkor átlagosan 530 mg/kg Ca-tartalmat mutattunk ki. A kalciumtartalom szignifikáns csökkenéséről ebben az időszakban sem tudunk beszámolni az általunk vizsgált minták esetében.

A magnéziumtartalom eredményei az irodalmi adatokkal összhangban széles, 600-2000 mg/kg közötti tartományba estek. Az interkvartilis terjedelem 1029 és 1213 mg/kg közötti értékeket ad a vizsgálati évek átlagában, a különbség az egyes évek között ez esetben is jelentős, hiszen a 25% percentilis érték 1978-ban volt a legalacsonyabb 622 mg/kg, míg a 75% percentilis érték 1980-ban volt kiemelkedő 1703 mg/kg értékkel.

Vizsgálati adatainknál a mangántartalom alakulásában átlagban közel 20%-os relatív szórásértéket határoztunk meg. A szórásértékeket jól szemlélteti a boxplot diagram. Eredményeink 13,0-69,1 mg/kg között változtak, azonban a 25 és 75%-os percentilis közötti tartomány már csak 33,0 és 42,9 mg/kg közötti, vagyis a vizsgálati adatok 50%-a ebben a szűk tartományban található meg. A statisztikai elemzés azonban számos kiugró értéket is jelez a diagramon.

A mikroelemek, mint a cink és a réz esetében még a mangántartalomhoz képest is nagyobb relatív szórásértékekkel találkoztunk. A vizsgálati évek átlagában cinknél 25,8%-os relatív szórásértéket számoltunk, míg a réz esetében 22,8% volt ugyanez az eredmény. A boxplot diagramon jól látható, hogy a mérési adatok széles skálán mozognak, nagy a szórás és az egyedi eredmények között számos kiugró érték is látható. A dobozdiagram eredményeit tekintve a 25 és 75%-os percentilis tartomány értékei a cink esetében 19,9-28,5 mg/kg közöttiek, míg a réz esetében ugyanezen tartomány értékei 3,7-4,9 mg/kg között változtak.

1. ábra. Ásványianyag tartalom alakulás és megoszlása őszi búza vizsgálati mintánál

5. Következtetések

A búza a gabonafélék között világviszonylatban is domináns szántóföldi növény, amely a belőle készített növényi eredetű termékek meghatározó részét teszi ki, így összességében fontos ásványi anyagokat biztosít az emberi szervezet számára. Napjainkban számos kutató veti fel azt a kérdést, hogy a különböző élelmiszeralapanyagok előállítására termesztett szántóföldi kultúrák esetében évtizedek alatt miként változott az ásványi anyagok mennyisége, azok egymáshoz viszonyított aránya, miközben változtak a rendelkezésre álló fajták, változnak az ökológiai viszonyok és természetesen változik az alkalmazott agrotechnika, vagyis minden olyan tényező, amely egyidejűleg befolyásolja egy növényi termék minőségét és annak táplálkozási értéket.

Vizsgálati eredményeink 1974 és 2004 közötti termesztési évekből és különböző termesztési helyekről származtak. A vizsgált termőterületeken jellemzően eltérő ökológiai viszonyok között, különböző agrotechnikai kezelések eredményességét vizsgálták, eltérő fajtákkal.

A vizsgálati évek átlagát tekintve az analizált minták elemei közül a foszfor-, a kálium- és a magnéziumtartalom esetében tapasztaltunk alacsonyabb relatív szórási adatokat, rendre 11,7%, 11,0%, 13,0% értékekkel. Mérési eredményeink szórása a réz és cink esetében már jóval hektikusabb volt. A réznél 22,8%, a cinknél pedig 25,8%-os relatív szórásértéket találtunk.

A vizsgált 30 év viszonylatában ásványianyag-tartalom csökkenést nem tapasztaltunk. Ugyanakkor hangsúlyozzuk, hogy megbízható következtetést és hiteles idősoros megállapításokat kizárólag archivált minták egyidejű mérési eredményei alapján lehet levonni. Munkánkat ennek szellemében kívánjuk folytatni.

6. Irodalom

[1] Zhao, F. J., Shu,Y.H., Dunham, S.J., Rakszegi, M., Bedo, Z., McGrath,S. P., Shewry, P. R. (2009):Variation in mineral micronutrient concentrations in grain of wheat lives of diverse origin. Journal of Cereal Science. 49. 290-295. DOI

[2] Henderson, L., Irving, K., Gregory J., Bates, C. J., Prentice, A., Perks, J. (2003): The national diet & nutrition survey: adults aged 19-64 years, vol. 3. Her Majesty’s Stationery Office. London

[3] Szabó, S. A., Regiusné, M. Á., Győri, D., Szentmihályi, S. (1987): Mikroelemek a mezőgazdaságban I. Esszenciális mikroelemek. Mezőgazdasági Kiadó. Budapest

[4] Kutman, U. B., Yildiz, B., Cakmak, I. (2011): Improved nitrogen status enhances zinc and iron concentrations both int he whole grain and endosperm fraction of wheat. Journal of Cereal Science. 53. pp. 118-125. DOI

[5] Dworak, L. (1942): A talajból felvett táplálóanyagok mennyisége a fontosabb gazdasági növényekben. In: Köztelek Zsebnaptár (Szerk.: Szilassy Z – Budai B.) p. 389. OMGE. Budapest

[6] Pais, I. (1980): A mikrotápanyagok szerepe a mezőgazdaságban. Mezőgazda Kiadó, Budapest.

[7] Győri, Z. (1983): Mezőgazdasági termékek tárolása és feldolgozása. Egyetemi jegyzet. Debreceni Agrártudományi Egyetem. Debrecen

[8] Győri, Z. (2002): Tápanyaggazdálkodás és minőség. In: Győri, Z., Jávor, A. (eds.): Az agrokémia időszerű kérdései. Debreceni Egyetem ATC, MTA Talajtani és Agrokémiai Bizottsága. Debrecen. pp. 79-89.

[9] Győri, Z. (2015): Az őszi búza ásványielem-tartalmának változása Magyarországon 1839-től napjainkig. Agrokémia és Talajtan. 64 (1): pp. 189-198. DOI

[10] Győri, Z. (2017): Az őszi búza ásványianyag tartalmának értékelése az új vizsgálatok tükrében/eredményeként, Evaluation of the mineral content of winter wheat in light of/as a result of the new studies. Élelmiszervizsgálati Közlemények 63 (2) pp. 1519-1534.

[11] Győri, Z., Győriné, M. I. (1998): A búza minősége és minősítése. Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó. Budapest

[12] Dániel, P., Győri, Z., Szabó, P., Kovács, B., Prokisch, J., Phillips, C. (1998): A sertések ásványianyag ellátottságával összefüggő vizsgálatok. 1. Közlemény: Sertéstakarmányok ásványianyag-tartalma. Állattenyésztés és takarmányozás. 47. pp. 277-286.

[13] Kincses, S.-né (2002): Az NPK-trágyázás hatása az őszi búza és kukorica szemtermésének mennyiségére és ásványianyag tartalmára. In: Győri, Z., Jávor, A. (szerk.): Az agrotechnika időszerű kérdései. Debreceni Egyetem. Agrártudományi Centrum. Mezőgazdaságtudományi Kar. MTA Talajtani és Agrokémiai Bizottsága. Debrecen. pp. 163-171.

[14] Oury, F. X., Leenhardt, F., Rémésy, C., Chanliaud, E., Duperrier, B., Balfourier, F., Charmet, G. (2006): Genetic variability and stability of grain magnesium, zinc and iron concentrations in bread wheat. European Journal of Agronomy. 25. pp. 177-185. DOI

[15] Whelch R. M., Graham R. D. (2002): Breeding crops for enhanced mivronutrient content. Plant and Soil. 245. pp. 205-214. DOI

[16] Graham R. D., Welch R. M., Saunders D. A., Ortiz-Monasterio I., Bouis H. E., Bonierbale, M., de Haan. S., Burgos. G., Thiele. G., Liria. R., Meisner. C. A., Bebbe S. E., Potts M. J., Kadian M., Hobbs P. R., Gupta R. K., Twomlow S. (2007): Nutritious subsistance of food systems. Advances in Agronomy. 92. pp. 1-74. DOI

[17] White P. J., Broadley M. R. (2005): Historical variation in the mineral composition of edible horticultural products. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 80. pp. 660-667. DOI

[18] White P.J., Broadley M. R. (2005) Biofortifying crops with essential mineral elements. Trends in Plant Science. 10. pp. 586-593. DOI

[19] WHO (1996): Trace elements in human nutrition and health. World Health Organization. Geneva

[20] WHO (2002): The World Health Report 2002. Reducing Risks. Promotin Healthy Life. World Health Organization. Geneva

[21] Gleason G., Sharmanov T. (2002): Anemia prevention and control on four central Asian republics and Kazakhstan. Journal of Nutrition. 132. pp. 867-870. DOI

[22] Morris C. E., Sands D. C. (2006): The breeder’s dilemma – yield or nutrition? Nature Biotechnology. 24 (9):1078-1080. DOI

[23] Fan M. S., Zhao, F. J., Fairweather_Tait S. J., Poulton, R. P., Dunham J. S., McGrath P. S. (2008): Evidence of decreasing mineral density in wheat grain over the last 160 years. Journal of Trace Elements in Medicine and Biology. 22 (4) pp. 15-324. DOI

[24] Burján, Z., Győri, Z. (2013): A termőhelyek hatása a búzaszem és a liszt ásványi anyag és fehérjetartalmára. Agrokémia és Talajtan. 62 (2) pp. 387-400. DOI

[25] Győri, Z. (2018): Essential Mineral Element Status in Wheat and Maize Grains. EC Nutrition 13 (1) pp. 1-3.

[26] Varju, M. (1972): Növényi anyagok hamvasztásának néhány módszertani kérdése. Agrokémiai és Talajtan 21 (1-2) pp. 139–153.

[27] Kovács, B., Győri, Z., Prokisch, J., Loch J., Dániel, P. (1996): A study of plant sample preparation and inductively coupled plasma emission spectrometry parameters. Communications in soil Science and Plant Analysis. 27. pp. 1177-1198. DOI

Tovább a cikk olvasásához


A propolisz jellemzői és felhasználási lehetőségei

Cikk letöltése PDF formátumban

A propolisz jellemzői és felhasználási lehetőségei*

* Az érvényben lévő európai szabályozás szerint az élelmiszerekkel kapcsolatos tájékoztatás nem tulajdoníthat az élelmiszereknek emberi betegségek megelőzésére, kezelésére vagy gyógyítására vonatkozó tulajdonságokat, és ilyen tulajdonságokra nem is utalhat. A propolisz emberi egészészségre gyakorolt hatásával kapcsolatos eredményeket tudományos tájékoztató jelleggel tesszük közzé. A Szerk.

DOI

Érkezett: 2021. május – Elfogadva: 2022. július

Szerzők

1 Semmelweis Egyetem ETK, Dietetikai és Táplálkozástudományi Tanszék

Kulcsszavak

polifenolos vegyületek, cukorbetegség, gyógyhatásúnak tekinthető élelmiszer, becsült glomeruláris filtrációs ráta (eGFR), DPPH-, ABTS-, ORAC-, FRAP-, CUPRAC-, Folin-Ciocalteu- módszerek, galluszsav-egyenérték, katechin-egyenérték

1. Összefoglalás

A propolisz (méhszurok) a méhészetek rendkívül értékes „melléktermékei”. Összetevői között számos, az emberi szervezetre előnyös hatást gyakorló bioaktív anyag található, ezért a propoliszt az emberiség több évezrede használja elsősorban gyógyászati, esetenként kozmetikai célokra. E vegyületből napjainkban is számos, gyógyszer- és kozmetikai készítményt állítanak elő. Összetétele a földrajzi helytől, az előállító méhek egészségi állapotától függően számottevően változó. Fontosabb összetevői a polifenolos vegyületek (fenolsavak, flavonoidok, flavonoid-észterek, diterpének, szeszkviterpének), lignánok, aromás aldehidek, alkoholok, aminosavak, zsírsavak, szerves savak, szénhidrogének, vitaminok és ásványi anyagok. A propolisz gyógyhatású élelmiszernek tekinthető. A belőle készült kivonatok antibakteriális, antivirális és gombaölő hatással rendelkeznek. A propolisz – korlátozott mennyi-ségben – emberi fogyasztásra is alkalmas. A propolisz biztonságos dózisa egész-séges emberek számára 70 mg/nap.

Dolgozatunkkal a propolisznak az emberi egészségre gyakorolt kedvező hatásairól adunk rövid szakirodalmi áttekintést.

2. Bevezetés

A méhek 125 millió éve léteznek, és evolúciós sikerük lehetővé tette, hogy olyan többéves fajjá váljanak, amely a Föld gyakorlatilag minden élőhelyét képes kihasználni. Ez a fennmaradási képesség nagyrészt az általuk előállított különleges termékek (méz, méhviasz, méreg, propolisz, virágpor és méhpempő) kémiai összetételének és alkalmazásának köszönhető. A méhek kórokozó mikroorganizmusok ellen használt szerét, a propoliszt az ember ősidők óta gyógyszerként használja [1].

A propolisz, magyar nevén méhszurok, méhragasztó, egy ragacsos, gyantás anyag, amelyet a méhek (Apis mellifera L.) a méhviasz, a nyál és a fák kérgének, rügyeinek, illetve leveleinek nedveiből állítanak elő [2, 3]. Főleg nyárfából, de nyírből, fűzből, vadgesztenyéből, fenyőből, tölgyből, szilfából és égerfából is szoktak gyűjteni [4]. A propolisz összetételét többnyire a növényi gyanták, viaszok, illóolajok és a virágpor adják. Ezeken kívül tartalmaz még kisebb mennyiségben egyéb anyagokat, például részben méhek által előállított vegyületeket [2].

A méhek sokrétűen használják fel a kaptárban a propoliszt, többek között fertőtlenítésre, a kaptár építésére, karbantartására, és védelmi célokra [2, 4, 5, 6], valamint a kaptárban a nedvesség és a hőmérséklet egész évben stabilan tartására, ezzel tömítik el a lyukakat és repedéseket, valamint a kaptár belső falát. A propolisz a mézelő méhek úgynevezett szociális immunrendszerének is fontos eleme, amely kórokozó ellenes (antimikrobiális) tulajdonságai révén a méhcsalád egészének nyújt bizonyos általános védelmet a fertőzések és paraziták ellen [8, 9].

3. A propolisz jellemzői

A propolisz fizikai, kémiai összetevői, minősége, élettani és gyógyászati célú felhasználásának lehetőségei a propolisz származásától, azaz az éghajlattól, a botanikai forrástól és a méhek fajától is függ [4, 10]. A termék színe is a származás függvénye, általában barna, ugyanakkor a sárgától-feketéig terjedő összes árnyalat megjelenik benne, sok esetben pirosas és zöldes tónussal. A propolisz illata aromás, a méz, a gyanta, a viasz és a vanília illatjegyei vegyülnek benne. Íze igen jellegzetes [4].

A nyers propolisz jellemzően 50% növényi gyantából, 30% viaszból, 10% illó- és aromaolajból, 5% pollenből, továbbá 5% egyéb szervesanyagból áll. A propoliszban több mint 300 komponenst azonosítottak, amelyek a forrástól függően különböznek egymástól [9].

A propoliszban található vegyületek közé tartoznak a polifenolos vegyületek (fenolsavak, flavonoidok és észtereik, pl. koffeinsav fenilészter), diterpének, szeszkviterpének, lignánok, aromás aldehidek, alkoholok, aminosavak, zsírsavak, szerves savak, szénhidrogének, vitaminok és ásványi anyagok [9, 11].

A propolisz fő bioaktív alkotóelemei a flavonoidok, amelyek nagymértékben hozzájárulnak a propolisz farmakológiai hatásaihoz. A flavonoidok mennyiségét a mérsékelt égövi propolisz minőségének értékelésére szolgáló kritériumként használják. A flavonoidok a biológiai tulajdonságok széles spektrumával rendelkeznek, például antibakteriális, vírusellenes és gyulladáscsökkentő hatással [9].

Bár az illékony anyagok a propolisz alkotóelemeinek csak 10%-át teszik ki, a jellegzetes gyantaszagért felelősek, és hozzájárulnak a propolisz egészségre gyakorolt jótékony hatásaihoz. Az illékony anyagok között a terpenoidok dominálnak, amelyek fontos szerepet játszanak a jó minőségű propolisz és a rosszabb minőségű vagy hamisított propolisz megkülönböztetésében, továbbá antioxidáns, antimikrobiális, valamint egyéb biológiai aktivitást mutatnak [9].

Bár a különböző méhfajok különböző növényeket kedvelnek, az azonos fajok által termelt propolisz kémiai profilja sem mindig azonos. A propolisz összetétele méhcsaládonként, helyenként és évszakonként változik, és ez megnehezíti a vizsgálatát és az egészséggel kapcsolatos állítások egységes megfogalmazását [12]. A propoliszban található bioaktív anyagok védő tulajdonságai jelentős előnyöket biztosíthatnak az emberi egészség megtartásában is [5].

Az elmúlt években számos tanulmány megerősítette azt, hogy a különböző propolisz minták kémiai összetétel és biológiai aktivitás tekintetében teljesen eltérőek lehetnek egymástól [1, 7].

4. Propolisz tartalmú termékek

A kereskedelemben jelentős számú propoliszt tartalmazó termék áll rendelkezésre: orvosi és vény nélkül kapható készítmények, egészség megtartását segítő élelmiszerek és italok [7].

A propolisz tinktúra a nyers propolisz oldószerrel (amely leggyakrabban víz és etanol elegye) készült kivonata. Ismereteink szerint a propolisz tinktúrákkal kapcsolatban vannak olyan gyakorlati, alkalmazási kérdések, amelyekre célszerű lenne választ adni, illetve egységes szabályozást alkalmazni:

  • Különböző elkészítési receptek ismeretesek;
  • A nyers propolisz eltérő ideig történő áztatása különböző tinktúrákat eredményez;
  • Az extrahálószerek különbségei (eltérő mennyiség és etanol koncentráció) hogyan hatnak a készítmények összetételére;
  • nem ismert a nyers propolisz és a tinktúra összetétele közötti kapcsolat

A tinktúrák mellett elérhetők egyéb propolisz tartalmú élelmiszerekkel is például szopogató tabletta, propoliszos méz, propolisz kivonattal töltött kapszula [3].

Egyes országokban már elérhetők standardizált propolisz termékek, állandó bioaktív anyag koncentrációval [13].

5. Dózis és biztonság

Egereken és embereken végzett klinikai vizsgálatok arról számolnak be, hogy a propolisz és alkotórészei általában jól tolerálhatók, nem mérgezőek, kivéve, ha nagyon nagy mennyiségben alkalmazzák azokat [5].

A propolisz pontos adagjának meghatározása – a vizsgált populáció, az adagolási rend és a termék tisztasága alapján – nehézségekbe ütközik, mivel a propoliszban található fenolos vegyületek földrajzi eredet szerint változnak, a bioaktivitás is jelentősen eltérhet, ami megnehezíti a helyes adagolás meghatározását [14].

Egy tanulmány szerint a korábbi állatkísérletek alapján és egy biztonsági tartalékot alkalmazva az egészséges emberek számára a propolisz biztonságos dózisa 70 mg/nap [15].

6. A propolisz élettani és terápiás hatásai

A propoliszra az elmúlt években egyre nagyobb figyelem irányult az emberi szervezetre gyakorolt előnyös hatása miatt. Egyre szélesebb körben fogadják el, mint betegségmegelőző és terápiás szert. A propoliszban található hasznos anyagok biológiai hozzáférhetősége azonban különböző, amit az egyénileg eltérő élettani állapotok is befolyásolnak. Egy tanulmány szerint a propolisz fogyasztása következtében annak hatóanyagai a vérplazmában is kimutathatók [16].

6.1. Fertőzések leküzdése, immunrendszer

A propolisz a lehetséges gyógyhatású élelmiszernek („nutraceuticals”) tekinthet. A propolisz-kivonatok antibakteriális, antivirális és gombaölő hatással rendelkeznek [3]. A propolisz immunvédő és antioxidáns tulajdonságait bioaktív fitokémiai összetevői magyarázzák, függetlenül annak származásától. Egy 2019-es áttekintő tanulmány a propolisz egészségügyi előnyeiként az immunrendszer támogatását említette [5].

A propolisz-kiegészítés hatását COVID-19 vírussal fertőzött betegek körében is tanulmányozták. Egy friss, 2020-ban végzett jó minőségű (kettős-vak, placebo kontrollált) kutatásban a propolisz klinikai tünetekre gyakorolt hatását vizsgálták. A fertőzöttséget PCR-teszttel erősítették meg a 18-75 éves résztvevőknél. Az intervenciós csoport résztvevői (n=40) 2 héten keresztül naponta háromszor kaptak 300 mg iráni zöld propolisz kivonatot tartalmazó tablettát, míg a kontrollcsoport (n=40) ilyen kezelésben nem részesült. A vizsgálat fő eredménye volt, hogy az időtartamot és a kiindulási tünetek súlyosságát tekintve a propoliszt kapó csoportban gyorsabban javultak a betegség klinikai tünetei [17].

6.2. Daganatos betegségek

A propolisz antioxidáns hatású, mely előnyös lehet a szervezet számára a túlzott mértékben képződő szabadgyökök semlegesítése kapcsán [3], így hozzájárulhat a gyulladásos folyamatok, a daganatképződés, idősödési folyamatok szabályozásához, kontrolljához. Gyulladáscsökkentő tulajdonságát brazil, kínai, maláj eredetű propoliszok kapcsán mutatták ki. A tumor ellenes hatását nemcsak in vitro, hanem in vivo (élő szervezetben zajló) kísérletekben is bizonyították [3].

Egy másik kutatás eredményei szerint, a brazil vörös propolisz antioxidáns tulajdonságokkal rendelkezett és laboratóriumi körülmények között jelentősen csökkentette az emberi daganatos sejtek túlélésének százalékos arányát [10]. A török propoliszok alkoholos kivonatai szintén daganatos sejtek növekedését gátló hatást mutattak humán (máj, vastagbél, emlő, méhnyak, prosztata) daganatos sejtekkel szemben [18].

Ígéretes eredménnyel zárult az a vizsgálat, amelynek célja annak kiderítése volt, hogy sejtkultúrában a propolisz és a benne található polifenolos/flavonoid vegyületek sejtszaporodást gátló hatással lehetnek-e humán húgyhólyag daganatra. Ennek alapján a propolisz alkalmas lehet a betegség műtét melletti kiegészítő kezelésére, a tumor kiújulási esélyének mérséklésére vagy megelőzésére [19].

6.3. Cukorbetegség

A propolisz emberi szervezetre gyakorolt hatásával kapcsolatban a vércukorszint csökkentését is tanulmányozták [2]. Egy megbízható, több hasonló célú vizsgálat eredményeiből készült összesített, átfogó elemzés szerint a propolisz alkalmazása az éhomi vércukorszintet 0,8 mmol/l-rel csökkentette a kezelésben nem részesülő személyekéhez képest. Emellett a propolisz szedése csökkentette a HbA1c (a hemoglobin egyik alegysége. A Szerk.) értékét is, mely a vizsgált személyek vércukorszintjének alakulását mutatja visszamenőleg 1-3 hónapos időszakaszra. Érdekességként említhető, hogy a kezelés az inzulinszintet nem befolyásolta, így ebből következik, hogy a vércukorszint-csökkenés nem az inzulin hatásából eredt. A vizsgálatokban csaknem 400 cukorbeteg vett részt, akiket naponta 226-1500 mg propolisszal kezeltek 56-180 napon át. A szerzők szerint a pozitív eredmények ellenére azonban még további kutatások szükségesek a propolisz típusával (összetételével) és adagolásával kapcsolatban. A dózistartományok ugyanis tágak voltak, illetve a felhasznált propoliszok származási helye változatos volt [2]. A propolisszal kapcsolatos tanulmányokban megfogalmazták, hogy fontos a földrajzi és növénytani eredetnek az ismerete, ugyanis ezek hatással lehetnek a propolisz biológiai aktivitására, hatására és szerves alkotórészeinek összetételére [3].

Egy másik tanulmány célja az volt, hogy 2-es típusú cukorbetegekben a brazil zöld propolisz hatását vizsgálja vérvizsgálati adatok változásán keresztül. A vizsgálatban 80 fő vett részt, ebből 39 fő placebot kapott. A másik csoportba tartozó 41 fő naponta 226,8 mg brazil zöld propoliszt kapott a 8 hetes időtartam alatt. Az eredmények azt jelzik, hogy az előbb említett mennyiségben és gyakorisággal alkalmazott brazil zöld propolisz a 2-es típusú cukorbetegségben szenvedő betegeknél mérsékelheti a húgysavszint és a veseszövődményeket jelző eGFR értékek (estimated Glomerular Giltration Rate – becsült glomeruláris filtrációs ráta). romlását [20].

Diabéteszes lábszárfekély gyógyulásával kapcsolatban kedvező hatásról számoltak be ausztrál propoliszokat vizsgálva. Kedvező sebgyógyító szerepet említettek a kínai propolisz kivonatokkal kapcsolatban is [3].

6.4. Szív és keringési betegségek

Egy 2017-ben publikált humán kutatásban - a propolisz oldatok szájon keresztüli alkalmazásával - a vér lipid-szintjének változását vizsgálták. A kettős-vak, placebo-kontrollos klinikai vizsgálatban a 67 alanyból 35 fő kapott propoliszt, míg 32 főnek placebot (propoliszt nem tartalmazó) kiegészítést adtak. A propoliszos csoportban a HDL-szint (nagysűrűségű lipidek – High Density Lipoprotein) jelentős növekedését figyelték meg 90 nap elteltével. Ez a hatás hozzájárulhat a szív- és érrendszeri betegségek kockázatának csökkenéséhez [21].

Egy 2019-es áttekintő tanulmány a propolisz egészségügyi előnyeiként többek között a vérnyomáscsökkentést említi. A szakirodalmi áttekintő dolgozatban összesen 63 publikációt tekintettek át, amelyek többségét az állatkísérletekről szóló beszámolók tették ki, de néhány kulcsfontosságú humán vizsgálat is szerepelt közöttük. Az eredmények szerint propolisz hatékony antioxidáns és gyulladáscsökkentő szer lehet. Ezek alapján vélelmezhetően hatásos a különböző krónikus betegségek, pl. a szív és érrendszer egészségének megőrzésében, az érelmeszesedés visszaszorításában és a magas vérnyomás csökkentésében is [5].

6.5. A bőr és az idegrendszer

A propolisz összetevői széles körben alkalmazhatók sebek és magának az emberi bőrnek gyógyítására, és hozzájárulhatnak egyes idegrendszeri betegségek (Alzheimer-kór, Parkinson-kór) tüneteinek csökkentéséhez is [5].

Az idegrendszeri betegségekkel kapcsolatos kutatások mellett a propolisz retinasejtekre gyakorolt védő hatásairól is beszámoltak [22]. A propolisz a különböző szembetegségek, például az öregedő népességben jelentkező makuladegeneráció, és a fiatalabb generációban a rövidlátás megelőzésére is használható lehet, de ennek bizonyításához még további vizsgálatok szükségesek [5].

A kereskedelemben kapható propolisztartalmú bőrápolási termékek köre egyre bővül, a krémek és testápolók vannak túlsúlyban. A bőrápolási termékek többsége a reklámok szerint „nyugtató, nedvességben gazdag, öregedés lassító” hatású, ekcéma ellen is hatékony [23].

6.6. Tápcsatorna

A különféle propoliszok előnyös tulajdonságait vizsgálva a brazil zöld propolisz esetében a bélrendszer működésének serkentését említették, illetve a gyomorfekély kezelésével kapcsolatos kedvező hatását, míg a propolisz májvédő funkcióját állatkísérletekben bizonyították [3].

A propoliszban lévő polifenolok támogathatják az egészséges bélflóra kialakulását, fennmaradását a patogén baktériumok szaporodásának korlátozásával, és ezen túlmenően megakadályozzák azok emberi bélsejtekhez való tapadását [24]. A propolisz gyulladásos bélbetegségekre gyakorolt lehetséges terápiás hatását napjainkban is vizsgálják, de a klinikai alkalmazás előtt még számos kísérletet kell elvégezni [5].

6.7. Allergizáló hatás

Számos előnyös élettani hatása mellett, a propolisz allergiás reakciókat (duzzanat, bőrgyulladás, csalánkiütés) is kiválthat az arra hajlamos egyéneknél. Ez leginkább a méhészek körében lehet jellemző, ugyanakkor egyéni érzékenységtől is függ [3]. Ezért ajánlott, hogy a propolisz termékek terápiás alkalmazását minden esetben orvosi felügyelet mellett ajánlják [5].

6.8. Élettani és terápiás hatás összegzése

Számos tanulmány igazolta azt, hogy a megfigyelt kedvező élettani hatások nem egyes kiemelt vegyület, hanem a propolisz komplex összetevői együttes hatásának eredményeként jöhetnek létre [9].

Összességében elmondható, hogy jó gyógyhatású tulajdonságokkal rendelkező természetes eredetű anyagként a propolisz és alkotóelemei széles körben alkalmazhatók, többek között a seb- és bőrgyógyítás, egyes idegi betegségek és az érelmeszesedés területén. A propolisz egészségi hatása iránti érdeklődés, és a publikációk száma az utóbbi 30 évben egyfolytában növekszik. Azonban még több humán klinikai vizsgálatra van szükség ahhoz, hogy megerősítsék a propolisz jótékony hatását egy-egy adott népesség-csoport számára. A preklinikai vizsgálatok alátámasztják a propolisz antioxidáns és gyulladáscsökkentő hatását, amely a különböző krónikus betegségek, köztük a szívbetegségek, a cukorbetegség, a magas vérnyomás, daganatok, és az idegrendszeri degeneratív betegségek (pl. Alzheimer-kór) megelőzését, vagy a betegség előrehaladási ütemének mérséklését támogatja [5].

7. A propolisz alkalmazásának új területei

A propolisz felhasználásának egyik területe lehet a haszonállatok növekedési teljesítményének és termelékenységének javítása. Az eddigi ismeretek alapján elmondható, hogy a propolisz jótékony hatással van a vizsgálatba vont állatok normális laboratóriumi értékeire, növekedésére és termelékenységére. Ezen felül az állati takarmányok gyártásakor az antibiotikumok lehetséges alternatívájaként tekintik, mert előnye, hogy a mikroorganizmusokban nem vált ki rezisztenciát [25].

Az utóbbi néhány év intenzív kutatásainak másik területe a propolisz alkalmazása az élelmiszerek tartósításában. Az élelmiszer tartósítószerek közé elsősorban antimikrobiális és antioxidáns szerek tartoznak. Az élelmiszerekhez hozzáadott antimikrobás szerek két célt szolgálnak: az élelmiszerek természetes romlásának megfékezését és a mikroorganizmusok, köztük a patogén mikroorganizmusok általi szennyeződés elkerülését/ellenőrzését. Az antioxidánsokat pedig az eltarthatósági idő meghosszabbítására és a romlás megakadályozására használják. A propolisz kedvezően egyesíti az antioxidáns és antimikrobiális tulajdonságokat. Az élelmiszer-tartósító szerként való nagyüzemi felhasználása azonban még nem valósult meg, mert ehhez a készítmény megfelelő szabványosítására lenne szükség [7].

8. A propolisz antioxidáns tulajdonságai

A propolisz antioxidáns tulajdonságait főként a benne található bioaktív összetevők, elsősorban a fenolos vegyületek határozzák meg, a botanikai és földrajzi eredet függvényeként. A propolisz fenolos vegyület profilja némileg eltér a mézétől. Míg előbbiben a botanikai eredet döntően meghatározza a profilt, és a domináns flavonoidok a kvercetin, miricetin, krizin, apigenin, luteolin, pinocembrin és pinobanksin, a fenolos savak közül pedig a p-hidroxibenzesav, p-kumársav, fahéjsav, galluszsav, ferulsav és kávésav, addig a propoliszban (mely Közép-Európában jellemzően a nyárfából és nyírfából származik), a krizin, kaempferol, apigenin, pinocembrin és and pinobanksin a leginkább jellemző, a fenolos savak mellett pedig azok észterei (pl. kávésav és ferulsav észterek) is előfordulnak. Utóbbiak közül a daganatmegelőző tulajdonságok tekintetében kiemelkedő a kávésav feniletil észtere (bár hatása az egyéb kísérő fenolos vegyületek szinergens hatásától is függ). A propoliszban levő polifenolok igazoltan gátolják az amino, oxid és peroxid típusú szabadgyökök képződését, továbbá a szabadgyökök és átmeneti fémek között kialakuló komplexek létrejöttét, valamint a lipid peroxidációt [26].

A propolisz eredetétől függő különbségek mellett a szakirodalom nem egységes az antioxidáns vegyületek kivonási módszerének tekintetében sem, az eltérések jelentősen befolyásolhatják az extrakció eredményét. A rendelkezésre álló adatok alapján a kísérletekben a kivonás főként etanol-víz különböző elegyeivel történt, de előfordul metanollal, illetve más oldószerekkel végzett extrakció is. Az antioxidáns tulajdonságok meghatározásának módszerei tekintetében kizárólag in vitro, spektrofotometrián alapuló kísérletek eredményeiről számolnak be, melyek között gyökfogó tulajdonság meghatározása (DPPH – 2,2-diphenil-1-picrilhidrazil, ABTS – 2,2’-azino-bisz(3-etilbenzothiazolin-6-szulfonsav), ORAC – Oxygen Radical Absorbance Capacity – oxigén szabadgyök abszorbancia-kapacitáson alapuló módszer), továbbá összes polifenol tartalom (Folin-Ciocalteu módszer) és összes flavonoid tartalom szerepel. Bár a különböző helyekről származó propolisz kivonatok esetében többnyire a mézzel azonos nagyságrendű polifenol tartalmat mértek (jellemzően 18-500 mg galluszsav egyenérték/ml tartományban), török minta esetében előfordul 19.000 mg galluszsav egyenérték/ml feletti érték is, de brazil mintákra is mértek 1.000 mg galluszsav egyenérték/ml feletti értékeket. Hasnoló a helyzet az összes flavonoid tartalom tekintetében is, ahol a minták többsége a méz jellemző tartományában marad (1-25 mg katechin egyenérték/ml), azonban előfordulnak kiugróan magas eredmények is: közel 5000 mg katechin egyenérték/ml egy algériai, valamint 29.000 mg katechin egyenérték/ml feletti érték egy török propolisz esetében. Ami a gyökfogó képességet illeti, itt is a méz tartományában eső értékekről számolnak be a kutatók (pl. 50-80 gátlási % DPPH gyök esetén), de kiugró értékek itt is jellemzőek (pl. 90,7–99,34 gátlási % egy maláj méz esetében). A mézhez hasonlóan, a propolisz esetében is számos tanulmány igazolta annak hatékonyságát különböző állati és humán testnedveken, illetve sejtkultúrákon végzett, oxidációt gátló tulajdonságok tekintetében.

9. A propolisz és a méz szinergens kölcsönhatása

A különböző származású propoliszok nemcsak egymással, hanem mézzel keverve is szinergens kölcsönhatást mutathatnak. Irakból származó propolisz kivonatok keverését követő mikrobiológiai vizsgálatokban sikerült különböző patogének (E. coli, S. aureus, C. albicans) elleni szinergens hatást igazolni. Hasonlóan, állatkísérletekben a sebgyógyító hatás (repithelizáció) mértéke fokozott volt a propolisz keverék esetében [27].

Az érzékszervi jellemzők romlása miatt a propoliszt jellemzően maximálisan 1%-os arányban keverik mézhez. Már ebben a koncentrációban is a fenolos vegyületek, fenolos savak és flavonoidok mennyiségének négy-ötszörös növekedését mérték, és többszörösére nőtt a keverék antocián és karotinoid tartalma is. A flavonoidok közül különösen a galangin, krizin, pinocembrin és pinobanksin, míg a fenolos savak közül a ferulsav, kávésav és p-kumrsav mennyisége nőtt. A különböző in vitro módszerekkel mért gyökfogó (ABTS, DPPH), illetve fémion redukáló képesség (FRAP – Ferric Reducing Antioxidant Power – vasredukáló antioxidáns kapacitás, CUPRAC – Cupric Reducing Antioxidant Capacity – rézredukáló antioxidáns kapacitás) szintén többszörös növekedést mutatott [26].

A propolisz és méz szinergens kölcsönhatását antimikrobiális vizsgálatokban is igazolták. A kutatásban antibiotikumokra rezisztens E. coli, S. aureus és C. albicans törzsekkel szemben a méz mind az egyes törzsek, mind azok keverékeinek kultúráiban erősítette a propolisz hatását [29].

10. Köszönetnyilvánítás

Az anyag összeállításához Bencsik Boglárka demonstrátor hallgató is hozzájárult.

11. Irodalom

[1] Bankova, V. (2005): Recent trends and important developments in propolis research, eCAM; 2 (1) pp. 29–32 DOI

[2] Csupor, D. (2020): A propolisz és a cukorbetegség: mítosz vagy valóság? [online] PirulaKalau. (Hozzáférés 2021. 06. 05.)

[3] Soós, Á. (2020): Nyers és extrahált propoliszok elemtartalmi vizsgálata és földrajzi eredet szerinti azonosítása. Doktori (PhD) értekezés, Debreceni Egyetem, Kerpely Kálmán Doktori Iskola.

[4] Pedrotti, W. (2009): A szépítő, gyógyító méz, propolisz és társaik. pp. 48-52. Ventus Libro Kiadó.

[5] Braakhuis, A. (2019): Evidence on the Health Benefits of Supplemental Propolis. Nutrients, 11, p. 2705. DOI

[6] Cornara, L.; Biagi, M.; Xiao, J.; Burlando, B. (2017): Therapeutic properties of bioactive compounds from different honeybee products. Front. Pharmacol. 2017, 8, p. 412.

[7] Bankova V., Trusheva P.B. (2016): New emerging fields of application of propolis, Maced. J. Chem. Chem. Eng. 35 (1), pp. 1–11.

[8] Simone M., Evans J. D., Spivak M. (2009): Resin collection and social immunity in honey bees, Evolution 63, pp. 3016–3022. DOI

[9] Huang S., Zhang CP., Wang K., Li GQ., Hu F.L. (2014): Recent Advances in the Chemical Composition of Propolis, Molecules, 19, pp. 19610-19632; DOI

[10] de Mendonça, I., Porto, I., do Nascimento, T., de Souza, N., Oliveira, J., Arruda, R., Mousinho, K., dos Santos, A., Basílio-Júnior, I., Parolia, A. & Barreto, F. (2015): Brazilian red propolis: phytochemical screening, antioxidant activity and effect against cancer cells. BMC Complementary and Alternative Medicine, 15 (1).

[11] Batista, L.L.V.; Campesatto, E.A.; Assis, M.L.B.d.; Barbosa, A.P.F.; Grillo, L.A.M.; Dornelas, C.B. (2012): Comparative study of topical green and red propolis in the repair of wounds induced in rats. Rev. Col. Bras. Cir. 2012, 39, pp. 515–520.

[12] Anjum, S.I.; Ullah, A.; Khan, K.A.; Attaullah, M.; Khan, H.; Ali, H.; Bashir, M.A.; Tahir, M.; Ansari, M.J.; Ghramh, H.A. (2018): Composition and functional properties of propolis (bee glue): A review. Saudi J. Biol. Sci. 2018

[13] Berretta, A., Silveira, M., Cóndor Capcha, J. & De Jong, D. (2020): Propolis and its potential against SARS-CoV-2 infection mechanisms and COVID-19 disease: Running title: Propolis against SARS-CoV-2 infection and COVID-19. Biomed Pharmacother., 131, 110622, DOI

[14] Farooqui, T.; Farooqui, A.A. (2012): Beneficial effects of propolis on human health and neurological diseases. Front. Biosci. 2012, 4, pp. 779–793.

[15] Alkis, H.E.; Kuzhan, A.; Dirier, A.; Tarakcioglu, M.; Demir, E.; Saricicek, E.; Demir, T.; Ahlatci, A.; Demirci, A.; Cinar, K.; et al. (2015): Neuroprotective effects of propolis and caffeic acid phenethyl ester (CAPE) on the radiation-injured brain tissue (Neuroprotective effects of propolis and CAPE). Int. J. Radiat. Res. 2015, 13, pp. 297–303.

[16] Yesiltas, B.; Capanoglu, E.; Firatligil-Durmus, E.; Sunay, A.E.; Samanci, T.; Boyacioglu, D. (2014): Investigating the in-vitro bioaccessibility of propolis and pollen using a simulated gastrointestinal digestion System. J. Apic. Res. 2014, 53, pp. 101–108.

[17] Miryan, M., Soleimani, D., Dehghani, L., Sohrabi, K., Khorvash, F., Bagherniya, M., Sayedi, S. & Askari, G. (2020): The effect of propolis supplementation on clinical symptoms in patients with coronavirus (COVID-19): A structured summary of a study protocol for a randomised controlled trial. Trials, 21.

[18] Turan, I., Demir, S., Misir, S., Kilinc, K., Mentese, A., Aliyazicioglu, Y. & Deger, O. (2015): Cytotoxic Effect of Turkish Propolis on Liver, Colon, Breast, Cervix and Prostate Cancer Cell Lines. Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 14(5), pp. 777-782.

[19] Štajcar D. (2009): Propolis and its flavonoid compounds cause cytotoxicity on human urinary bladder transitional cell carcinoma in primary culture, Period biol, Vol 111, No 1, 2009.

[20] Fukuda, T., Fukui, M., Tanaka, M., Senmaru, T., Iwase, H., Yamazaki, M., Aoi, W., Inui, T., Nakamura, N. & Marunaka, Y. (2015): Effect of Brazilian green propolis in patients with type 2 diabetes: A double-blind randomized placebo-controlled study. Biomedical Reports, 3(3), pp. 355-360.

[21] Mujica, V., Orrego, R., Pérez, J., Romero, P., Ovalle, P., Zúñiga-Hernández, J., Arredondo, M. & Leiva, E. (2017): The Role of Propolis in Oxidative Stress and Lipid Metabolism: A Randomized Controlled Trial. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2017, Article ID 4272940. DOI

[22] Nakajima, Y.; Shimazawa, M.; Mishima, S.; Hara, H. (2007): Water extract of propolis and its main constituents, caffeoylquinic acid derivatives, exert neuroprotective effects via antioxidant actions. Life Sci. 2007, 80, pp. 370–377

[23] New Zealand Medicines and Medical Devices Safety Authority, Eczema Cream. 2014. (Hozzáférés 2018.03.10.)

[24] Alkhaldy, A.; Edwards, C.A.; Combet, E. (2018) The urinary phenolic acid profile varies between younger and older adults after a polyphenol-rich meal despite limited differences in in vitro colonic catabolism. Eur. J. Nutr. 2018.

[25] Silva-Carvalho R., Baltazar F., Almeida-Aguiar C. (2015) Propolis - A complex natural product with a plethora of biological activities that can be explored for drug development, Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, Article ID 206439, 29 pages,. DOI

[26] Habryka, C., Socha, R., Juszczak, L. (2020) The Effect of Enriching Honey with Propolis on the Antioxidant Activity, Sensory Characteristics, and Quality Parameters, Molecules, 25, 1176. DOI

[27] Al-Waili, N. Mixing two different propolis samples potentiates their antimicrobial activity and wound healing property: A novel approach in wound healing and infection, Veterinary World, EISSN: 2231-0916, 1188.

[28] Martinello, M, Mutinelli, F. (2021) Antioxidant Activity in Bee Products: A Review, Antioxidants 10, 71. DOI

[29] Al-Waili, N., Al-Ghamdi, A., Ansari, M. J., Al-Attal, Y., Salom, K. (2012), Synergistic Effects of Honey and Propolis toward Drug Multi-Resistant Staphylococcus Aureus, Escherichia Coli and Candida Albicans Isolates in Single and Polymicrobial Cultures, Int. J. Med. Sci. 2012, 9, 793.

Tovább a cikk olvasásához


Különböző fűszerekkel dúsított kenyerek makroelem tartalmának meghatározása és hozzájárulásuk a táplálkozási referencia értékhez

Cikk letöltése PDF formátumban

Különböző fűszerekkel dúsított kenyerek makroelem tartalmának meghatározása és hozzájárulásuk a táplálkozási referencia értékhez

DOI

Érkezett: 2021. május – Elfogadva: 2022. július

Szerzők

1 Debreceni Egyetem, Élelmiszertudományi Intézet

Kulcsszavak

fűszerek, kenyér, dúsítás, makroelem, táplálkozási referenciaérték (NRV)

1. Összefoglalás

Az élelmiszerek dúsításával számos tanulmány foglalkozik, hiszen napjainkra központi kérdéssé vált a funkcionális élelmiszerek előállítása, vizsgálata és fogyasztása. A kenyér egyik fontos alapélelmiszerünk, és rendszeresen fogyasztunk különböző fűszereket is. A kenyér tartalmazhat fűszereket. Munkánk során különböző fűszereket, különböző mennyiségben tartalmazó kenyérreceptet dolgoztunk ki. Ebben a vizsgálatban hét fűszer (bazsalikom, kapor, oregánó, kömény, metélőhagyma, rozmaring és fokhagyma granulátum) és 42 dúsított kenyér makroelem tartalmát határoztuk meg induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrométerrel (ICP-OES), valamint kiszámoltuk, hogy milyen mértékben járulnak hozzá a táplálkozási referencia értékhez (NRV – Nutrient Reference Value). A mért koncentrációk alapján az általunk alkalmazott fűszerekben más tanulmányok értékéhez képest magasabb elemtartalmat mutattunk ki. Kiemelkedő eredményeket határoztunk meg a bazsalikomban, kaporban, oregánóban és metélőhagymában.

2. Bevezetés

A tudatos élelmiszerfogyasztók felismerték és elfogadták, hogy az „egészségesebb” élelmiszerek fogyasztása megelőzhet bizonyos betegségeket (Az „egészségesebb” élelmiszer kifejezés megtévesztő lehet, mert az EU jogszabályai szerint „egészségtelen” élelmiszert közfogyasztásra bocsájtani tilos. Jelen esetben elfogadom, hogy ez a kifejezés inkább pozitív középfokot jelent. A Szerk.). A kutatók mellett az ipar is törekszik az „egészségesebb” élelmiszerek fejlesztésére és előállításra [1, 2]. A kenyér és a pékáruk fontos szerepet töltenek be az emberi táplálkozásban. A búzakenyér általában hatékony energiaforrás, és pótolhatatlan tápanyagokat tartalmaz. E termékek funkcionális komponensekkel való dúsítása széles körben elterjedt az egészségvédelem javítása érdekében [3]. Ilyen komponensek például a fűszerek és fűszernövények [1, 2], továbbá a gabonafélék melléktermékei, a pszeudo-gabonafélék, a zöldség- vagy gyümölcstermékek [3].

Több közleményban olvashatunk a kenyerek dúsításáról különféle anyagokkal, melyet Varga-Kántor és munkatársai [4] is részleteztek.

A dúsított kenyerek táplálkozás-élettani szempontból értékesebbek egy egyszerű kenyérnél, hiszen olyan összetevőket tartalmaznak, amelyek jótékony hatással vannak az egészségre. Ilyenek például a fűszer- és gyógynövények.

Ezeket a növényeket, amelyek egyaránt fontosak a gyógyszeriparban és a gasztronómiában az emberek régóta használják. Erős, koncentrált illattal és ízzel rendelkeznek, így nagy mennyiségű fűszernövény elfogyasztása akár kedvezőtlen érzékszervi hatású lehet [5]. Az általunk alkalmazott fűszereket és hatóanyagaikat több betegség kezelésére is használják. Ilyen irányú felhasználásukról számos tudományos könyv és tanulmány számol be.

A kísérleti programunkban mért és felhasznált fűszerekről az alábbi forrásokban lehet részletes leírást találni: Pushpagadan [6], Kurian [7], Peter [8], Charles [9], Gupta [10], Kintzios [11], Chen [12], Sasikumar [13], Pandey [14]. Ezek a művek a fűszerek eredetét, az emberre gyakorolt élettani hatásait és történetét ismertetik.

A magas antioxidáns és betegségmegelőző hatású vegyületeket tartalmazó fűszerek magas elemtartalommal rendelkeznek, ami a kiegyensúlyozott táplálkozás és életvitel szempontjából fontos. Az 1. táblázat más szerzők méréseit tartalmazza ezekre a paraméterekre.

1. táblázat. A vizsgált fűszerek makroelem tartalma más kutatók közleményeiben (mg/kg)

Míg Barin és munkatársai [15] és az USDA [21] 22.000 mg/kg, a többi szerző 10.000 és 15.000 mg/kg kalcium koncentrációt mért a bazsalikomban. A kapor esetében Rahmatollah és Mahbobeh [17] valamint az USDA [21] eredményei hasonlóak voltak, míg Özcan [16] alacsonyabb koncentrációt mért. Az USDA adatbázisa [21] magasabb kalciumtartalmat adott meg oregánó esetében, mint Barin és munkatársai [15] és Öczan [16]. A fűszerkömény kalciumtartalma hasonló volt [16, 21], míg a metélőhagyma esetében [15, 21] 1.000 mg/kg különbség volt. A rozmaringot vizsgálva az eredményekből látható, hogy két szerző hasonló, körülbelül 8.000 mg/kg-os eredményt mért [18, 19], a másik két esetben azonban magasabb kalciumtartalmat határoztak meg [16, 21]. A fokhagyma granulátum esetében nem volt szignifikáns különbség a mért koncentrációk között [20, 21].

A káliumtartalom esetében a legmagasabb koncentrációt a kaporban mérték. Két szerző 34.000 mg/kg-hoz közeli káliumtartalmat határozott meg [16, 21], de Rahmatollah és Mahbobeh [17] értékei ennél kétszer magasabbak voltak. A bazsalikom esetében három szerző 24.000 mg/kg feletti koncentrációt mért [16, 18, 21], azonban Ozygit és munkatársai [19] csak 8.000 mg/kg káliumtartalmat mértek. Az oregánó esetében a mért paraméter értékei 12.000 és 19.000 mg/kg között voltak. A kömény esetében a kapott eredmények jelentősen eltértek. A metélőhagymában az USDA adatbázisa [21] több mint 26.000 mg/kg káliumtartalmat írt le. A rozmaring kálium koncentrációja két esetben [16, 21] hasonló volt. Ozygit és munkatásai [19] ettől kisebb értéket mértek, míg Özcan [16] körülbelül 2.000 mg/kg-mal magasabbat. A fokhagyma granulátum eredményeiben nem volt jelentős eltérés.

A magnéziumtartalom eredményeit vizsgálva minden fűszer esetében jelentős eltérések mutatkoztak a kutatók által mért, és közzétett koncentrációkban. A meghatározott értékek a fokhagyma granulátum kivételével ezres nagyságrendűek voltak.

Hasonló tendencia figyelhető meg a nátriumtartalomnál is, mivel a mért koncentrációk jelentősen eltérnek a vizsgálatokban.

Foszfor esetében a szerzők hasonló értékeket mértek az oregánónál, valamint a fokhagyma granulátumnál. A többi fűszernövénynél jelentős, akár ezres nagyságrendű eltérések is voltak a szerzők eredményei között.

A fűszerek kéntartalmánál látható, hogy a kaporban igen eltérő koncentrációkat határoztak meg, valamint a fokhagyma granulátum igen magas értékkel rendelkezett.

3. Anyag és módszer

3.1. A kenyerek elkészítése

Ebben a vizsgálatban hét szárított fűszer (bazsalikom, kapor, oregánó, fűszerkömény, metélőhagyma, rozmaring és fokhagyma granulátum) és 42 dúsított kenyér makroelem tartalmát határoztuk meg.

A termékek alapanyagait egy debreceni szupermarketekben szereztük be. A fűszerek vizsgálata után a kenyereket Varga-Kántor és munkatársai [4] és Kántor és munkatársai [20] receptje alapján készítettük el.

Ezek a minták különböző koncentrációban tartalmaztak szárított fűszereket (0, 2, 4, 6, 8, 10 és 12 g). A további összetevők: 500 g búzaliszt (BL 55), 8 g 10%-os ecet, 44 g napraforgóolaj, 5 g só, 5 g kristálycukor, 30 g élesztő, 150 ml tej (2,8% zsír) és 25 °C-os, 100 ml víz. Az összetevőket szobahőmérsékleten, eredeti csomagolásukban, sötétben vagy hűtőben tároltuk a termékek elkészítéséig. A dagasztás után a kelesztési idő szobahőmérsékleten 1 óra volt. A következő lépés a kenyerek formázása és egy tízperces pihentetés volt. A kenyereket légkeveréses sütőben, 210 °C-on, 95%-os páratartalom mellett 15 percig sütöttük (RXB 606, légkeveréses sütő, Budapest, Magyarország). Sütés után a termékeket 6 percig a sütőben hagytuk.

3.2. Az elemtartalom meghatározása

A fűszerek esetében a boltban vásárolt mintákat nem szárítottuk ki, de a kenyereket az MSZ 20501-1 [22] szerint szárítottuk. A minták előkészítését Kovács és munkatársai [23] módszere alapján végeztük. A kenyerek roncsolócsőbe történő bemérése után, 10 ml salétromsavat (69% v/v; VWR International Ltd., Radnor, USA) adtunk a mintákhoz, majd egy éjszakán át állni hagytuk. Az előroncsolást 60 °C-on 30 percig végeztük. Kihűlés után, a főroncsolás előtt 3 ml hidrogén-peroxidot (30% v/v; VWR International Ltd., Radnor, USA) használtunk, majd a mintákat 120 °C-on tartottuk 90 percig. Lehűlés után nagytisztaságú vízzel történő hígítást végeztünk (Millipore SAS, Molsheim, Franciaország) majd szűrőpapíron (388, Sartorius Stedim Biotech SA, Gottingen, Németország) leszűrtük az elegyet. Az elemtartalmat ICP-OES (Induktív csatolású plazma optikai emissziós spektrométer, Thermo Scientific iCAP 6300, Cambridge, UK) segítségével határoztuk meg. Az alkalmazott hullámhosszok a következők voltak: Ca (315.8 nm), K (769.8 nm), Mg (280.2 nm), Na (818.3 nm), P (185.9 nm) és S (180.7 nm).

3.3. Statisztikai elemzés

Az eredményekből átlagot, szórást, valamint a statisztikailag igazolható különbségek meghatározására egytényezős varianaciaanalízist (Tukey és Dunnett’s T3 teszt) alkalmaztunk SPSS statisztikai szoftverrel (version 13; SPSS Inc. Chicago, Illinois, USA). A vizsgálatokat három ismétlésben végeztük.

3.4. Napi beviteli érték számítása napi beviteli referencia értékből (NRV)

Az NRV értékeket az 1169/2011-es rendelet [24] valamint az EFSA tudományos közleménye [25] tartalmazza. Az adatokat százalékban tüntettük fel 100 g termékre vonatkoztatva, mely körülbelül 1,5 szelet kenyér elfogyasztását jelenti. Ez az alábbi képlettel számítható ki:

NRV(%) = (kenyerek elemtartalma/napi referencia bevitel) x100

Nátrium esetében 2000 mg a napi referenciabevitel [25], míg kén esetében nem találtunk erre vonatkozó adatot.

4. Eredmények és értékelésük

4.1. A fűszerek elemtartalmának mérési eredményei

Az általunk vizsgált fűszernövények makroelem-tartalmának eredményeit a 2. táblázatban közöljük. Az értékeket eredeti anyagokra vonatkoztatva adtuk meg.

A legnagyobb kalciumkoncentrációt a bazsalikom esetében mértük, melyet a metélőhagyma követett. Hasonló volt a mért érték a kaporban és az oregánóban. A rozmaringnál több mint 10.000 mg/kg értéket határoztunk meg, míg a fűszerkömény esetén a koncentráció magasabb volt, mint 6.000 mg/kg. A legalacsonyabb kalciumtartalmat a fokhagyma granulátumban mértük.

2. táblázat. A vizsgált fűszerek makroelemtartalma eredeti anyagra vonatkoztatva (mg/kg)

A káliumtartalom esetében szintén kimagasló eredménye volt a bazsalikomnak és a kapornak. A fűszerköményben, metélőhagymában és a fokhagyma granulátumban a koncentrációk 10.000 mg/kg fölött voltak. Az oregánó és rozmaring fűszernövények mutatták a legalacsonyabb értékeket a vizsgált növények között.

A legmagasabb magnéziumtartalmat a bazsalikomban mértük, melynek kétszer nagyobb volt a koncent-rációja, mint a kapornak, mely szintén magas értékkel rendelkezett a többi vizsgált mintához képest. 2.000-3.000 mg/kg közötti eredményt mutatott az oregánó, fűszerkömény, metélőhagyma és a rozmaring. A legalacsonyabb magnéziumtartalom a fokhagyma granulátumban volt.

Kiemelkedő nátriumtartalmat a kaporban mértünk, azonban a többi mintánál a koncentrációk igen alacsonyak voltak. Több, mint 100 mg/kg-os eredményt kaptunk a bazsalikom és a fokhagyma granulátum mintákban. A többi esetben 100 mg/kg alatti értékeket mértünk.

A foszfortartalomnál a fűszerkömény koncentrációja volt a legmagasabb, melyet a fokhagyma granulátum követett. 3.000-4.000 mg/kg közötti értékeket mértünk a bazsalikom, kapor és metélőhagyma esetében. A legalacsonyabb koncentrációja a rozmaringnak volt.

A kéntartalom meghatározása során minden mintánál több mint 1.000 mg/kg-os koncentrációt mértünk. Hasonlóan kiemelkedő értékeket kaptunk a kapor és fokhagyma granulátum esetében, melyet több mint 3.000 mg/kg-os koncentrációval követett a metélőhagyma minta. A többi fűszernél a bazsalikom kivételével 1.000 és 2.000 mg/kg közötti kéntartalmat detektáltunk.

Az 1. táblázat eredményeit összevetve az általunk mért koncentrációkkal megállapítottuk, hogy vizsgálataink során magasabb eredményeket kaptunk a metélőhagyma kalcium-, valamint a kapor és a fűszerkömény kéntartalmában, továbbá alacsonyabb értékeket mértünk a kapor, oregánó és metélőhagyma kálium-, és a metélőhagyma foszfortartalmában. A mért koncentrációkból azonban arra következtethetünk, hogy a kapott eredmények hasonlóak a többi tanulmányban említett értékekkel, kivéve a nátriumtartalomra vonatkoztatott adatokat. Ebben az esetben ugyanis a szakirodalmi adatoktól jelentősen eltérő eredményeket láthatunk.

4.2. A fűszerrel dúsított kenyerek mérési eredményei

A kenyereket előre meghatározott recept alapján [4, 20] készítettük el, melyeknél szintén készültek fűszert nem tartalmazó minták. Ennek eredményei alapján megállapítottuk, hogy a szakirodalmi adatokhoz hasonlóak voltak a kontroll kenyerek mért paraméterei (Ca: 476; K: 2.200; Mg: 260; Na: 2585; P: 1478 és S: 1008 mg/kg [4]; Ca: 510; K: 2418; Mg: 285; Na: 3180; P: 1512 és S: 948 mg/kg [20]), kivéve a nátriumtartalmat.

Az eredményeket szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva adtuk meg (3., 4. és 5. táblázat). A táblázatokban az „a” jelölés mutatja a szignifikáns eltérést a kontroll mintától oszloponként.

4.2.1. Kalciumtartalom eredményei

A dúsított kenyerek kalciumtartalmát a 3. táblázat mutatja be. A fűszerek hozzáadása a legtöbb esetben növelte a dúsított kenyerek elemtartalmát. A legnagyobb növekedést a bazsalikomos kenyerek esetében tapasztaltuk. Ebben az esetben a különbség a kontrollmintához képest több mint 500 mg/kg volt. A kaprot, metélőhagymát és rozmaringot tartalmazó kenyerek körülbelül 300 mg/kg különbséget mutattak a kontroll és a 12 g fűszerekkel dúsított kenyér között. Az oregánóval és köménnyel dúsított kenyerek többlet-értéke kisebb, 100-200 mg/kg körüli volt.

Bár az oregánó kalciumtartalma meghaladta a 10.000 mg/kg-ot, a dúsított kenyérben nem tapasztaltunk olyan mértékű növekedést, mint a hasonló kalciumtartalmú fűszerek használatakor.

A legalacsonyabb kalciumtartalmat a fokhagyma granulátumos kenyérben határoztuk meg, amely 12 g fűszert tartalmazott. A többi minta a kontrollhoz képest szignifikáns eltéréseket mutatott.

4.2.2. Kálium tartalom eredményei

A vizsgált minták káliumtartalmát szintén a 3. táblázat tartalmazza. Az eredmények alapján az látszik, hogy a bazsalikom és a kapor hozzáadása növelte meg leginkább a kenyerek káliumkoncentrációját. A 12 g köménnyel dúsított kenyerek esetében mintegy 300 mg/kg eltérést tapasztaltunk a kontroll mintához képest. A többi esetben a különbség alig volt több, mint 200 mg/kg.

A káliumtartalom tekintetében a legnagyobb növekedést a bazsalikomos és a kapros kenyerek, majd a köményes, oregánós és fokhagyma granulátumos termékminták követték. A legalacsonyabb értékeket minden esetben a rozmaringos és a metélőhagymás kenyerekben mértük. Ez a különbség valószínűleg már a kontroll kenyerekben való eltérésnek köszönhető.

3. táblázat. A vizsgált fűszeres kenyerek kalcium és kálium tartalma (mg/kg), valamint a napi hozzájárulás 100 g termékre vetítve (p=0,01%; „a”-a jelölés a kontrolltól való eltérést jelenti oszloponként)

4.2.3. A magnéziumtartalom eredményei

A kenyerek magnéziumtartalmáról szóló adatokat a 4. táblázatban közöltük. A fűszerekben a legmagasabb értékeket a bazsalikom és a kapor esetében mértük, ami befolyásolta a kenyerek magnéziumtartalmát. A mintákat vizsgálva a legmagasabb magnéziumtartalmat a bazsalikommal dúsított termékekben határoztuk meg. Ez volt a legnagyobb eltérés (200 mg/kg) a kontroll és a 12 g fűszert tartalmazó minták között. Ezt az eredményt követték a kaporral dúsított kenyerek. A köményes és a rozmaringos termékek hasonló tendenciát mutattak, maximum 60 mg/kg-os eltéréssel, a legtöbb fűszert tartalmazó minta és a kontroll között. Az oregánós kenyerek esetében a növekedés mértéke 40 mg/kg volt a legtöbb fűszert tartalmazó kenyérben a kontroll termékhez képest. Azoknál a fűszereknél, ahol a magnéziumtartalom 2000 mg/kg alatt volt, nem volt szignifikáns különbség a dúsított kenyerekben. Az azonos fűszermennyiséget figyelembe véve minden esetben a bazsalikomos kenyerekben mértük a legmagasabb értékeket. A legalacsonyabb koncentrációt a fokhagyma granulátumos és metélőhagymás kenyerekben mutattuk ki.

4. táblázat. A vizsgált fűszeres kenyerek magnézium és nátrium tartalma (mg/kg), valamint a napi hozzájárulás 100 g termékre vetítve (p=0,01%; „a”-a jelölés a kontrolltól való eltérést jelenti oszloponként)

4.2.4. A nátrium tartalom eredményei

Az elkészített termékek nátriumtartalmára vonatkozó adatok a 4. táblázatban láthatók. A mintákat tekintve a mért értékek 2.400 és 3.100 mg/kg között voltak. A fűszerek nátrium tartalma alacsony volt a többi makroelemhez képest, kivéve a kaprot. A bazsalikomos, oregánós, köményes és fokhagyma granulátumos termékek eredményeiben nem volt statisztikailag igazolt különbség. A kapros minták esetében a növekedés oka valószínűleg a fűszer nátriumtartalma volt, ami befolyásolta a végtermékek elemtartalmát.

A metélőhagyma és a rozmaring esetében a fűszerek nátriumtartalma 100 mg/kg alatt volt. Ezért az egyik esetben a csökkenés, a másik esetben a növekedés nem magyarázható. Az azonos mennyiségű fűszert figyelembe véve a legmagasabb nátriumtartalmat a rozmaringos, kapros és bazsalikomos kenyerekben mértünk. Ez a tendencia a kontroll kenyerek esetében is megfigyelhető volt. Mivel a kenyerek kézzel készültek ezért előfordulhat, hogy a konyhasó eloszlása nem minden esetben volt sikeres, ebből is adódhatnak eltérések.

5. táblázat. A vizsgált fűszeres kenyerek magnézium és nátrium tartalma (mg/kg), valamint a napi hozzájárulás 100 g termékre vetítve (p=0,01%; „a”-a jelölés a kontrolltól való eltérést jelenti oszloponként)

4.2.5. A foszfortartalom mérési eredményei

A minták foszfortartalomra kapott eredményei az 5. táblázatban láthatók. Az eredmények alapján a kenyerek foszfortartalma hasonló volt. A legtöbb esetben nem volt statisztikailag igazolható különbség a minták között. A köményes és fokhagyma granulátumos termékekben kisebb eltéréseket mértünk, ami a fűszerek foszfortartalmából adódik. Ezeknél a fűszereknél a foszfortartalom meghaladta a 4.000 mg/kg-ot. A többi fűszernél minden más esetben 4.000 mg/kg alatti koncentrációt határoztunk meg.

A legmagasabb foszfortartalmat a köményes termékekben mértük, ezt követik a kapros, fokhagyma granulátumos és a bazsalikomos kenyerek. A legalacsonyabb koncentrációt a metélőhagymával ízesített termékekben határoztuk meg; azonban alacsony foszfortartalmat mértünk a rozmaringos és oregánós kenyerekben is.

4.2.6. A kéntartalom eredményei

A kenyerek kéntartalmát az 5. táblázat mutatja be. A kapott koncentrációk alapján a bazsalikomos és fokhagyma granulátumos termékeknél nagyobb, míg a többi dúsításnál csak kisebb eltéréseket mértünk a fűszermennyiségek növelésénél. A fűszereket elemezve a legmagasabb kéntartalmat a kaporban és a fokhagyma granulátumban határoztuk meg (több mint 7.000 mg/kg), azonban a kenyérhez a nagyobb mennyiség hozzáadása nem emelt annak mért koncentrációján. Látható, hogy a többi esetben sem növekedett meg a mért paraméter értéke a fűszermennyiségek mennyiségének növelésével. Kisebb eltérések tapasztalhatók, azonban a fűszerek kéntartalma nem volt jelentős hatással a végtermékek kén tartalmára.

A táplálkozási referenciaértékből (NRV) számított napi beviteli hozzájárulás eredményei

A 3., 4. és az 5. táblázat rendre a (Ca, K), (Mg, Na), illetve a (P) a napi hozzájárulási értékeket mutatja 100 g termékre vonatkoztatva.

Kalciumtartalom esetén napi 100 g kontroll kenyér elfogyasztása a napi kalciumbevitel 5-6%-át fedezi. A mintákban a fűszerek mennyiségének növelésével ezek az értékek is emelkedtek. A legmagasabb hozzájárulást a bazsalikomos kenyerek, majd a rozmaringos, kapros és metélőhagymás termékek esetében számoltuk.

A kálium tartalom esetében a kontroll kenyerek hozzájárulása 10 és 11% között volt. Különböző mennyiségű fűszer hozzáadásánál kisebb növekedést számoltunk, mint a kalcium tartalom esetében. A legtöbb fűszeres kenyér esetében a napi hozzájárulás növekedése akár 3%-ot is elért (bazsalikomos és kapros minták) a kontroll termékekhez képest.

A kontroll kenyerek magnéziumtartalma a napi magnéziumbevitel körülbelül 7%-át teszi ki. Ebben az esetben is a bazsalikomos kenyérben mutatkoztak a legjelentősebb eltérések. A növekedés mértéke több mint 5% volt 12 g fűszer esetében a kontroll mintához képest.

Az összes minta nátrium beviteli értéke 12 és 13% körüli értéket mutatott. A kapros és rozmaringos termékek esetében ezek az értékek emelkednek.

A foszfortartalmat tekintve az összes kenyér a napi foszforbevitel több mint 20%-át fedezi. A köményes minták hozzájárulása minimális növekedést mutatott. A 12 g fűszerrel dúsított kenyérnél a kontroll termékekhez képest 2% körüli volt a növekedés.

5. Következtetések

Amint az eredmények is mutatják, maguk a fűszerek magas makroelem tartalommal rendelkeznek. A bazsalikom kiemelkedő volt a kalcium, a kálium, a magnézium és a nátrium tekintetében. Magas értékeket mértünk még a kaporban, metélőhagymában, oregánóban és fokhagyma granulátumban is.

A dúsított kenyerekben nőtt a kalcium-, kálium- és magnéziumtartalom. A kalcium esetében a legnagyobb eltérést a bazsalikom termékekben tapasztaltuk. A többi mintánál is egyértelmű növekedés volt tapasztalható, kivéve a fokhagyma granulátum alkalmazása során.

A bazsalikomos és a kapros termékek kálium tartalma tekintetében is kiemelkedő eredményeket értünk el. A kontroll minta és a 12 g fűszeres kenyér között, közel 600 mg/kg különbséget mértünk.

A magnéziumtartalomban nem volt szignifikáns különbség. Nagyobb koncentrációnövekedés csak a bazsalikomos termékeknél volt tapasztalható.

Nátriumtartalomnál a rozmaringos és a kapros minták mutattak némi emelkedést, ami azonos mennyiségű fűszer esetén is megfigyelhető.

A foszfor- és kéntartalom között nem találtunk jelentős különbségeket; hasonló eredményeket mértünk.

Az eredmények alapján a makroelemek közül a legnagyobb napi hozzájárulást a bazsalikomos kenyerek adták, melyet a kapros kenyerek követtek. A kenyerek nátriumtartalma esetében a kapros és rozmaringos termékek napi beviteli hozzájárulásai voltak a legnagyobbak.

Összességében sikerült olyan termékeket előállítani, amelyek elemtartalma a legtöbb esetben jelentősen eltért a kontroll kenyerekétől, így a termékek hozzájárulása a napi referenciaértékekhez is emelkedett.

6. Köszönetnyilvánítás

A kutatást a Magyarországi Innovációs és Technológiai Minisztérium Felsőoktatási Intézményi Kiválósági Programja (NKFIH-1150-6/2019) finanszírozta, a Debreceni Egyetem 4. tematikus programja keretében.

7. Irodalom

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

[2] Gawlik-Dziki U., Swieca M., Dziki D., Baraniak B., Tomiło J., Czyz J. (2013): Quality and antioxidant properties of breads enriched with dry onion (Allium cepa L.) skin. Food Chemistry 138 (2-3) pp. 1621-1628. DOI

[3] Dziki D., Rozy1o R., Gawlik-Dziki U., Swieca M. (2014): Current trends in the enhancement of antioxidant activity of wheat bread by the addition of plant materials rich in phenolic compounds. Trends in Food Science and Technology 40 (1) pp. 48-61. DOI

[4] Varga-Kántor A., Alexa L., Topa E., Kovács B, Czipa N. (2021): Szárított bazsalikommal dúsított kenyerek vizsgálata és eredményeinek értékelése. Élelmiszervizsgálati közlemények. LXVII (4) pp. 3665-3671. DOI

[5] Gibson, M. (2018). Food Science and the Culinary Arts. Academic Press is an imprint of Elsevier

[6] Pushpagadan P., George V. (2012): Basil. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 1. Second edition. Woodhead Publishing Limited

[7] Kurian, A. (2012): Health benefits of herbs and spices. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 2. Second Edition. Woodhead Publishing Limited.

[8] Peter K.V. (2012): Introduction to herbs and spices: medicinal uses and sustainable production. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 2. Second Edition. Woodhead Publishing Limited.

[9] Charles D.J. (2013): Antioxidant Properties of Spices, Herbs and Other Sources. Springer Science+Business Media New York.

[10] Gupta R. (2012): Dill. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 1. Second edition. Woodhead Publishing Limited.

[11] Kintzios S.E. (2012): Oregano. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 2. Second Edition. Woodhead Publishing Limited.

[12] Chen H. (2012): Chives. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 1. Second edition. Woodhead Publishing Limited.

[13] Sasikumar B. (2012): Rosemary. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 1. Second edition. Woodhead Publishing Limited.

[14] Pandey U.B. (2012): Garlic. In: Peter KV (ed) Handbook of Herbs and Spices. Volume 1. Second edition. Woodhead Publishing Limited.

[15] Barin J.S., Pereira J.S.F., Mello P.A., Knorr C.L., Moraes D.P., Mesko M.F., Nóbrega J.A., Korn M.G.A., Flores E.M.M. (2012): Focused microwave-induced combustion for digestion of botanical samples and metals determination by ICP OES and ICP-MS. Talanta 94 pp. 308-314. DOI

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

[17] Rahmatollah R., Mahbobeh R. (2010): Mineral contents of some plants used in Iran. Pharmacognosy Researh 4 pp. 267-270. DOI

[18] 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 Chemistry 106 (2) pp. 852-858. DOI

[19] Ozyigit I.I., Yalcin B., Turan S., Saracoglu I.A., Karadeniz S., Yalcin I.E., Demir G. (2018): Investigation of Heavy Metal Level and Mineral Nutrient Status in Widely Used Medicinal Plants’ Leaves in Turkey: Insights into Health Implications. Biological Trace Element Research 182 pp. 387-406. DOI

[20] 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/Journal of Food Investigation 65 (4) pp. 2704-2714.

[21] USDA (2011): USDA National Nutrient Database for Standard References. United States Department of Agriculture/Agriculture Research Service, Washington DC.

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

[23] 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) pp. 1177-1198. DOI

[24] REGULATION (EU) No 1169/2011 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL (2011)

[25] EFSA (2019): Dietary reference values for sodium. EFSA Journal. DOI

Tovább a cikk olvasásához


Flexitariánus étrend – a fenntartható táplálkozás?

Cikk letöltése PDF formátumban

Flexitariánus étrend – a fenntartható táplálkozás?

DOI

Érkezett (angol nyelven): 2022. augusztus – Elfogadva: 2022. szeptember

Szerzők

1 Szegedi Tudományegyetem, Mérnöki Kar, Élelmiszermérnöki Intézet

Kulcsszavak

flexitariánus, mindenevő, vegetariánus, vegán, növényi alapú, fenntarthatóság, fenntartható élelmiszer fogyasztás

1. Összefoglalás

A flexitariánusok a mindenevők után a legnagyobb táplálkozási csoporttá váltak, jelentős szerepük van a hús és egyéb állati eredetű termékek fogyasztásának hatékony csökkentésében és ezáltal a klímaváltozás elleni küzdelemben.

Figyelembe véve mindazokat, akik aktívan csökkentik vagy teljesen elhagyják legalább bizonyos állati eredetű termékek fogyasztását, beleértve a vegetariánusokat, peszkateriánusokat és flexitariánusokat, ez a csoport a teljes lakosság 30,8%-át teszi ki: az európaiak 10-30%-a már nem tartja magát teljes mértékben húsevőnek. Mindazonáltal lényeges különbségek mutatkoznak a magukat flexitariánusnak tekintő és/vagy annak minősített fogyasztók arányában. Ezen túlmenően a flexitariánus étrend definíciójának vagy legalább egy széles körű konszenzusnak a hiánya még nehezebbé teszi ezen fogyasztói csoport méretének megbecsülését.

Miért lehet mégis hasznos a flexitariánusság besorolása, és ez miért támogatja a fenntartható élelmiszer-fogyasztást? Szigorú szabályok betartása helyett hatékonyabb lehet a fogyasztók azon törekvésének erősítése, hogy saját szándékuk szerint kövessenek egy fenntarthatóbb étrendet (például egy flexitariánus étkezési mintát).

Cikkünk különböző élelmiszer fogyasztási mintákat ír le a mindenevőktől a reduk-cionistákon (hús fogyasztást csökkentőkön), flexitariánusokon és vegetariánusokon át a vegánokig, és ahol lehetséges, definíciókat és adatokat adok meg az egyes étkezési mintákat követő fogyasztók arányáról.

2. Az élelmiszer tápanyagforrás

Az élelmiszer létfontosságú makro- és mikroelemek, valamint vitaminok forrása. Az élelmiszerek, beleértve a vizet is, az élet forrásai, amelyek szükségesek és elkerülhetetlenek szervezetünk működéséhez és az egészség megőrzéséhez. Az általunk elfogyasztott élelmiszerek befolyásolják mikrobiótánk összetételét is. De az élelmiszerek nemcsak energia, fehérje-, zsír- és szénhidrátforrások, hanem a kellemes íz és illat biztosításával élvezeti értékük is van. A nyersen vagy főzve fogyasztott élelmiszerek társadalmi életünk és kultúránk részét képezik.

3. Változó étrendünk

Étrendünk földrajzi elhelyezkedésünktől, társadalmi helyzetünktől, vásárlóerőnktől, iskolai végzettségünktől és kulturális hátterünktől függően változik. A mediterrán országok kedvezőbb környezetet biztosítanak a változatos étrendet lehetővé tevő zöldségek és gyümölcsök széles választékának előállításához. Az időjárás és az életmód is befolyásolja a gasztronómiai kultúrát. Az élelmiszerek elérhetőségét a szezonalitás is meghatározza. Vallási, etikai, erkölcsi és állatjóléti kérdések szintén motiválják a fogyasztókat. (A sertéshús, marhahús és bizonyos egyéb élelmiszerek fogyasztását tiltó zsidó, muzulmán, hindu és más vallási korlátozások régóta ismertek.) Egyes társadalmak konzervatívabbak, mint mások, a magas szintű neofóbia akadályt jelent az élelmiszer-innovációban és új termékek elfogadásában. Az információ, különösen a bizonyítékokon alapuló információ hiánya és a közösségi médián keresztül terjedő álhírek döntő szerepet játszanak a fogyasztói döntésekben. Egyrészt a fogyasztók egyre tudatosabbak, főleg egészségtudatosak, egyre inkább környezettudatosak, „egészséges”, „természetes”, ún. „clean label”, fenntarthatóan előállított élelmiszereket akarnak a piacon látni. Másrészt ugyanúgy követik a trendeket, mint amennyire meg is teremtik azokat.

4. Bolygó szintű Egészséges Étrend – az EAT-Lancet jelentés (2019) [1]

Az élelmiszer a legerősebb eszköz az emberi egészség és a környezet fenntarthatóságának optimalizálására a Földön. Az emberiség előtt álló óriási kihívás a világ növekvő népességének fenntartható élelmiszer- rendszerekből származó egészséges táplálékkal való ellátása.

Az egészséges étrendre történő átállás 2050-ig jelentős változtatásokat igényel a táplálkozásban. Világszerte meg kell duplázni a gyümölcsök, zöldségek, diófélék és hüvelyesek fogyasztását, és több mint 50%-kal csökkenteni kell az olyan élelmiszerek fogyasztását, mint a vörös hús és a cukor. A növényi eredetű élelmiszerekben gazdag és kevesebb állati eredetű élelmiszert tartalmazó étrend egészségügyi és környezeti előnyökkel is jár. Emiatt az EAT-Lancet jelentés a globális élelmiszerrendszer radikális átalakítását sürgeti.

Mivel az EAT-Lancet jelentésben megfogalmazott cél az, hogy 2050-ig közel 10 milliárd ember számára megvalósuljon a „Bolygó Szintű Egészséges Étrend”, a Bizottság folytatja munkáját, és 2024-ben újabb jelentést tesz közzé.

5. Különböző élelmiszer-fogyasztási minták – mindenevők, vegetariánusok, flexitariánusok és minden ezek között

A legismertebb és legkedveltebb étrendeket az 1. táblázat foglalja össze, amely különböző definíciókkal és adatokkal szolgál ezek elterjedtségére és fogyasztási szokásaira vonatkozóan.

1. táblázat. Táplálkozási szokások és választott étrendek a korlátlan mindenevőktől a flexitariánusokon át a vegánokig (A táblázatban található kódok az országok nevének ISO kódjai – https://hu.wikipedia.org/wiki/ISO_3166-1)

A különböző étrendek – hacsak környezeti, gazdasági és társadalmi-kulturális tényezők nem korlátozzák – tükrözik az emberek erkölcsi, etikai és spirituális szemléletét.

Európában mi többnyire mindenevők vagyunk (72,3%, egy 2021-ben, hat EU-tagállamban végzett felmérés alapján) [2], csakúgy, mint az észak-amerikaiak (66% 2019-ben) [3], vagyis rendszeresen fogyasztunk húsokat (sertés, marha, birka, kecske, csirke és más baromfi), de főként vörös húst. A mindenevő étrend nem zár ki semmilyen élelmiszert vagy élelmiszer-csoportot, kivéve, ha az adott fogyasztónak élelmiszer allergiája, intoleranciája, vagy egyéb, élelmiszerrel összefüggő egészségügyi problémája van.

A fogyasztók kis része vegetariánus (ovo-, lakto- vagy ovo-lakto vegetariánus) vagy vegán, akik szigorúan betartják választott étrendjüket, kitartóan és következetesen döntenek egy húsmentes, növényi alapú étkezés (pl. zöldségek, gyümölcsök, hüvelyesek, gabonafélék, stb.) mellett. Átlagosan az európaiak 4,6%-a vegetariánus, de ez változó, az Egyesült Királyságban 5-7%, Németországban 4,6%, Olaszországban és Ausztriában 4.1%, Ausztráliában 4.0%, Svájcban 3,6%, Spanyolországban pedig 2,1% (lásd az 1. táblázatot), hogy néhányat említsünk.

A vegánok, akik szigorúbb étrendet követnek a hús, a tejtermékek, a tojás és a méz (minden állati eredetű összetevő) kizárásával, kis csoportot alkotak. Az egyes országokban a vegánok arányára vonatkozó adatokat az 1. táblázat tartalmazza. A gyártási folyamat során sem használhatnak olyan állati eredetű termékeket, mint például zselatint gyümölcslé vagy bor derítéséhez, vagy állati eredetű enyvet a termékek csaomagolóanyagaiban.

Szükségünk van egyáltalán a vegetariánus és a vegán étrend definíciójára? Nem biztos. Abban az esetben azonban, ha az élelmiszeripari vállalkozók (élelmiszer-feldolgozók és kiskereskedők) szeretnék az élelmiszereket vegetariánus és vegán fogyasztók számára megfelelőként jelölni, például „vegán élelmiszer”-ként, akkor egyértelmű definícióval kell rendelkeznünk, hogy szabályozni tudjuk a jelölést. Ezenkívül hasznos lenne egy (és csak egy) nemzetközileg használt, világos és harmonizált logó a vegán élelmiszerekre. Valójában létezik a vegán és vegetariánus termékek és szolgáltatások jelölésére szolgáló „V-Label” szimbólum. Ezt 1996-ban jegyezték be [4].

A mai napig nincsen hivatalos meghatározás a vegetariánus és a vegán étrendre. A nagyon részletes és átfogó uniós élelmiszerjogi szabályozás ellenére nem létezik a vegetarianizmus és a veganizmus definíciója, így a vonatkozó élelmiszerek jelölési szabályait sem alakították. Az Európai Bizottság (EB) 2019-ben kezdte meg a vegetariánus és vegán élelmiszerek fogalmának meghatározását a 2011-ben elfogadott törvény felhatalmazása alapján. Az EU „élelmiszerek jelöléséről” szóló rendelete előírta, hogy az EB-nek végrehajtási jogszabályt kell kiadnia, amely meghatározza „egy élelmiszer vegetariánusok vagy vegánok számára való alkalmasságával kapcsolatos jelölési információk” követelményeit (1169/2011/EU rendelet, 36. cikk, (3) bekezdés, b) pont). Az Európai Vegetariánus Szövetség (EVU, a vegán és vegetariánus egyesületek és társaságok ernyőszervezete Európa-szerte, amely állításuk szerint „növényi alapú érdekeket képvisel az EU-ban”) a FoodDrinkEurope-pal (amely egy élelmiszeripari konföderáció az Európai Unióban) együtt javaslatokat készített [5] a lehetséges elnevezésekre. Rámutattak arra, hogy a Bizottság 2011 óta nem cselekedett felelősségi körének megfelelően, és nem tekinti az ügyet kiemelt fontosságúnak.

A vegánok számára megfelelő élelmiszerek javasolt definíciója a következő: „Élelmiszerek, amelyek nem állati eredetű termékek, és amelyekben a gyártás és a feldolgozás egyetlen szakaszában sem használtak fel vagy adtak az élelmiszerhez olyan összetevőket (beleértve az adalékanyagokat, hordozóanyagokat, aromákat és enzimeket) vagy technológiai segédanyagokat vagy egyéb anyagokat, amelyek nem élelmiszer-adalékanyagok, de a technológiai segédanyagokkal azonos módon és célra használják fel, amelyek állati eredetűek.”

5.1. Vegetariánus élelmiszerek

Ezen csoportba azok az élelmiszerek tartoznak, amelyek megfelelnek a vegán élelmiszerek követelményeinek, azzal a különbséggel, hogy előállításuk és feldolgozásuk során hozzáadható vagy felhasználható tej és tejtermékek, kolosztrum, tojás, méz, méhviasz, propolisz vagy gyapjúzsír (beleértve az élő birkák gyapjából nyert lanolint, annak komponenseit és származékait).

Az elkötelezett vegánok általában vegetariánusként kezdik. A hat EU-tagállamban végzett VeganZ tanulmány [2] szerint a vegánok 67,3%-a kezdetben vegetariánusnak vallotta magát. Ezenkívül a vegetariánusok (FR) 83%-a el tudja képzelni, hogy csak növényi alapú terméket vásárol. Ennek megfelelően, várhatóan a vegetariánus tanulmányban részt vevők egy része nem csak a hús- és halevésről fog lemondani a jövőben, hanem minden más állati eredetű termékről is. Érdekes tehát megjegyezni, hogy a vegetariánusok körében megfigyelhető egy tendencia a veganizmus felé.

Emellett a mindenevők 12,1%-a nem ellenzi a vegán étrendet, míg 28,2%-uk el tudja képzelni, hogy vegetariánus legyen.

A mindenevő és a vegán étrend között számos variáció létezik, mint például, de nem kizárólag, a redukcionista, a flexitariánus, a szemi-vegetariánus, a peszkatariánus (akik kizárják étrendjükből a (vörös) húst, de esznek halat), a peszka-pollotariánus és a pollotariánus étrend, nem is beszélve az ovo-, lakto- és ovo-lakto-vegetariánus étkezési szokásokról (1. táblázat).

6. A flexitariánus étrend

6.1. Flexitariánusok

A húsfogyasztásukat csökkentő fogyasztókat a szakirodalom ’húscsökkentőknek’, ’kevés húst evőknek’ vagy ’szemi-vegetariánusoknak’ is nevezik [6].

A flexitariánusok tudatosan csökkentik az állati eredetű termékeket étrendjükben, de nem zárják ki szigorúan a húst. A 'flexitariánus' (flexitarian) kifejezés két szó összevonásából keletkezett: "rugalmas' (flexible) és 'vegetariánus' (vegetarian). A kifejezést több mint egy évtizeddel ezelőtt D. J. Blatner alkalmazta először 2009-es „Flexitariánus évek az élethez” című könyvében. Blatner szerint nem kell teljesen elhagyni a húst ahhoz, hogy élvezzük a vegetarianizmussal járó egészségügyi előnyöket – lehetsz vegetariánus az idő nagy részében, de ettől függetlenül élvezhetsz egy hamburgert vagy egy steaket, ha éppen arra vágysz. Azt gondolják, hogy a több növényt és kevesebb húst tartalmazó étrendet követő emberek nem csak fogynak, hanem javulhat általános egészségi állapotuk, csökken a szívbetegségek, a cukorbetegség és a rákos megbetegedések aránya, és ennek következtében tovább élnek.

A Német Táplálkozási Társaság szerint a „flexitariánusokat” „rugalmas vegetariánusoknak” is nevezhetjük. Annak ellenére, hogy fogyasztanak húst és halat, ezt ritkábban teszik, mint a hagyományos mindenevők [7]. A flexitariánusokat alkalmi vegetariánusoknak vagy zöldségevőknek (vegivore) is nevezik. A flexitariánus étrend általánosságban szemi-vegetariánus, növényi alapú étrendként határozható meg. Ez egy rugalmas étkezési stílus, amely hangsúlyozza a növények vagy növényi eredetű élelmiszerek hozzáadását, és ösztönzi a hús kevésbé gyakori és/vagy kisebb adagokban történő fogyasztását.

Mivel a flexitariánus és a szemi-vegetariánus (korábban részleges vagy pszeudo-vegetariánusnak is hívott) kifejezéseket gyakran szinonimaként használják, és sem a vegetariánus, sem a flexitariánus fogalmat nem definiálták, meglehetősen nehéz összehasonlítani ezeket a csoportokat, megvizsgálni az arányukat. Így az egyértelmű megkülönböztetés érdekében a 2. táblázatban a húshoz való hozzáállásuk és húsfogyasztásuk szerint rendeztem őket.

2. táblázat. Egyes étrend csoportok fogyasztása különböző étrend típusokban – különös tekintettel a húsfogyasztásra

A flexitariánus étrendben a kalóriák többnyire tápanyagban gazdag ételekből származnak, mint például gyümölcsök, hüvelyesek, teljes kiőrlésű gabonák és zöldségek. Ami a fehérjét illeti, a növényi alapú élelmiszerek (pl. szóját tartalmazó ételek, hüvelyesek, diófélék és magvak) jelentik az elsődleges forrást. A fehérje származhat tojásból és tejtermékekből is, kisebb mennyiségben húsból, különösen vörös és feldolgozott húsokból. A tápanyagdús ételekre helyezett hangsúly miatt a flexitariánus étrend elősegíti a telített zsírok, a hozzáadott cukrok és a nátrium bevitelének korlátozását [8]. Hogy ez utóbbi igaz-e vagy sem, további vizsgálatot érdemel. A flexitariánus étrend követése nem feltétlenül biztosít egészségesebb táplálkozást, mint a mindenevőké. A flexitariánus kifejezés értelmezése olyan sokrétű, és összetétele annyira eltérő lehet, hogy tisztában kell lennünk az állati eredetű élelmiszerek típusával és fogyasztási gyakoriságával, hogy megítélhessük azt.

A flexitariánus kifejezést egyes vegetariánusok és vegánok oximoronként kritizálták, mivel az ilyen étrendet követő emberek nem vegetariánusok, hanem mindenevők, hiszen még mindig állatok húsát fogyasztják [9].

Mivel a flexitariánusság definíciójával kapcsolatban nincsen konszenzus, meglehetősen nehéz mérni vagy becsülni a flexitariánus fogyasztók számát és arányát. Bizonyos fogyasztók flexitariánusnak gondolják magukat, ha húsfogyasztásukat felére csökketik, akár egy napra vagy heti 4 napra vagy még kevesebbre csökkentik. Ez az eltérés a következő besoroláshoz vezetett: „szigorú flexitariánus” (hetente 1-2 alkalommal hús vacsorára), „közepes flexitariánus” (a hét felében húsmentes vacsora) és „enyhe (light) flexitariánus” (húsfogyasztás gyakorisága heti 5-6 alkalom) [10]. Ez a besorolás segít leküzdeni a „flexitariánus” kifejezés hatalmas értelmezésbeli különbségeit.

Attól függően, hogy a flexitariánus fogyasztók besorolása a heti hús fogyasztás gyakoriságának saját bevallásán, vagy az „élelmiszer fogyasztás” egyéb egyéb módszerekkel történő mérésén alapul, nagyon eltérő adatokhoz vezethet. A flexitariánusok arányára vonatkozó adatokat így fenntartással kell kezelnünk.

Még ha nőtt is a vegánok és a vegetariánusok száma, a lakosság nagy része még mindig fogyaszt húst és más állati eredetű termékeket: az európaiak átlagosan 18,3%-ban tartják magukat flexitariánusnak.

Számuk magasabb Németországban (27,3%) és Ausztriában (25,8%), alacsonyabb Spanyolországban (13,1%) és Olaszországban (12,1%) [2]. (További adatokért lásd az 1. táblázatot.)

Németországban a nem vegánok több mint 50%-a csökkenteni tervezi az állati eredetű termékek fogyasztását a jövőben [2].

A flexitariánusok 15,3%-a el tudja képzelni, hogy vegán lesz, míg 54,8% áttérne vegetariánus étrendre.

Figyelembe véve mindazokat, akik aktívan csökkentik vagy teljesen kizárnak legalább bizonyos állati eredetű terméket, beleértve a vegetariánusokat, Peszkatariánusokat és flexitariánusokat, ez a csoport a lakosság 30,8%-át teszi ki: az európaiak 10-30%-a már nem tartja magát teljes értékű húsevőnek [11].

7. Környezetvédelmi szempontok – növényi alapú megoldások

A vegánokkal és a vegetariánusokkal ellentétben a flexitariánusok a csökkentett húsfogyasztás fő okaként a környezetvédelmet és a fenntarthatóságot jelölik meg (72,1%) [2].

Egyes szerzők [12, 13, 14] kifejezetten utalnak a flexitariánus étrendre mint olyan fontos étrendi változásra, amely jelentősen hozzájárul az az élelmiszer-rendszer (food system) környezeti lábnyomának csökkentéséhez és az élelmiszer-fogyasztók számára egészségesebb étkezési minták és táplálkozási előnyök biztosításához. Ezek a tanulmányok a flexitariánus táplálkozási mintát úgy határozzák meg, hogy az túlnyomórészt növényi alapú, szerény mennyiségű állati eredetű élelmiszerrel (hús, tejtermék, hal) kiegészítve [10].

Európában egyre többen választanak növényi eredetű termékeket az állati eredetű táplálék helyett, alkalmanként vagy tartósan. Szinte minden nagy áruházlánc listáján szerepelnek növényi alapú hús- és tejpótló termékek.

A flexitarianizmus vagy ‚alkalmi vegetarianizmus’ egy egyre népszerűbb növényi alapú étrend, amely azt állítja, hogy csökkenti a fogyasztó szén-lábnyomát és javítja egészségét egy olyan étkezési rendszerrel, amely többnyire vegetariánus, de alkalmanként megengedi a húsételek fogyasztását. A flexitariánus diéta térnyerése annak az eredménye, hogy az emberek környezeti szempontból fenntarthatóbb megközelítést alkalmaznak étkezésükhöz azáltal, hogy csökkentik húsfogyasztásukat, azt alternatív fehérjeforrásokra cserélve [15].

A hús- és tejtermékek fogyasztásának csökkentése 2050-re évi 0,7-8 milliárd tonna CO2-egyenértékkel csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását — ez a jelenlegi kibocsátás nagyjából 1-16 százaléka. Az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) számára azonban egyértelmű, hogy sok szegényebb országban nehéz alternatívát találni az állati eredetű fehérjék helyett. Az EU eddig kerülte az olyan intézkedéseket, amelyek arra ösztönzik az embereket, hogy csökkentsék a húsevést, tartva a politikai ellenállástól [16].

Itt meg kell említeni egy másik kifejezést is: a „demitariánus étrendet”. A „demitarianizmus” az a gyakorlat, hogy tudatosan törekszünk a húsfogyasztás csökkentésére, elsősorban környezetvédelmi okokból. A kifejezést 2009-ben a franciaországi Barsac-ban dolgozták ki a környezetvédelmi ügynökségek műhelymunkája során, ahol kidolgozták a „Barsac-i nyilatkozat: Környezeti fenntarthatóság és a demitariánus étrend” című dokumentumot [17].

8. Növényi alapú étrendek

Mivel egyre nagyobb az igény az alternatív fehérjékre, a növényi alapú étrendek egyre nagyobb lendületet kapnak. A növényi alapú étrendeket dicsérik az egészségünkre és a környezetünkre gyakorolt jótékony hatásuk miatt. Nincs sem hivatalos definíció, sem konszenzus arra nézve, hogy mi határozza meg a növényi alapú étrendet. Különféle táplálkozási minták leírására használják, a mediterrán étrendtől a vegetariánus és vegán étrendekig. A növényi alapú étrendek leírásai elsősorban az egészséges növényi élelmiszerek, mint a gyümölcsök, zöldségek, bab, hüvelyesek, diófélék stb., népszerűsítését helyezik előtérbe, és nem feltétlenül zárják ki a hús- és tejtermékek fogyasztását, vagyis nem várják el az állati eredetű termékek teljes elkerülését [18, 19].

Habár a növényi alapú étrendet gyakran használják a csak növényi vagy vegán étrend leírására, ez nem az állati eredetű termékek teljes elkerüléséről szól. A növényi alapú étrendet növényeket preferáló étrendnek vagy 'flexitariánus' megközelítésnek kell tekinteni, amely az egészséges növényi ételek fogyasztását hangsúlyozza. Míg a húst és a tejtermékeket nem feltétlenül kell teljesen elkerülni, fogyasztásuk gyakorisága és az adagok csökkennek, és a tápanyagok többségének egészséges növényi élelmiszerekből kell származnia.

A Harvard Business Review [20] szerint a flexitariánus fogyasztók jelentik a növényi alapú termékek legnagyobb piacát (egyes kategóriákban az eladások 70%-át teszik ki [21], és az összes vásárló 30%-át [22]).

9. Élelmiszer és egészség

Ahogy korábban említettem, a vegánokkal és vegetariánusokkal ellentétben a flexitariánusok a csökkentett húsfogyasztás fő okainak a környezetvédelmet és a fenntarthatóságot tekintik. Vannak azonban egészségügyi okok és társadalmi aggályok is, amelyek arra késztetik a fogyasztókat, hogy megváltoztassák étkezési szokásaikat. Az egészségügyi problémák, a nem fertőző betegségek (NCD) gyakori előfordulása jól ismert. Legyen szó rejtett éhségről, elhízásról vagy szív- és érrendszeri betegségekről, daganatokról vagy más, az élelmiszer-fogyasztással összefüggő egészségügyi problémákról, a kiegyensúlyozatlan étrendnek hosszú távú következményei vannak. A rövid távú változások, például az ún. „divat-diéták” követése nem megfelelőek abban az esetben, ha el akarjuk kerülni étrendünk negatív egészségügyi következményeit.

A fogyasztók egyre inkább tudatában vannak az élelmiszerek és az egészség kapcsolatának, és ennek megfelelően változtatják vásárlási magatartásukat.

A belga válaszadók 79%-a (n=17.000 (2021)) aktívan keresi az információt az egészséges életmódról, és azt várják, hogy a szabályozó hatóságok erősebb szerepet játsszanak az egészség és a környezet fenntarthatóságának előmozdításában. A belga fogyasztók több gyümölcsöt (51%) és zöldséget (57%) esznek, mint korábban [23].

10. Társadalmi problémák

Az egészséggel és a környezettel kapcsolatos problémák mellett hangsúlyozni kell a társadalmi problémák fontosságát is, hiszen a leghatékonyabban a közösségi médián keresztül, valamint bloggerek és más influenszerek által terjesztett, nem bizonyítékokon alapuló információk növekvő mennyisége aláássa a tudomány hitelességét, a tudományosságba vetett hitet, a bizonyítékokon alapuló (evidence-based) eredmények megbízhatóságát.

Egy másik jelenség az, amikor dogmák alakulnak ki. Az elmúlt évtizedekben számos élelmiszerrel kapcsolatos dogma épült fel. Ezek szintén veszélyeztetik a fogyasztói bizalmat.

A fogyasztók az élelmiszerrendszerbe vetett bizalmukat is elveszthetik a zöldre festés és hasonló próbálkozások miatt. Amikor az élelmiszergyártó cégek túlzásba akarják vinni és utánozni akarják a környezetbarát gyakorlatokat, a fogyasztók leginkább akkor válnak csalódottá, amikor a valóság nyilvánvalóvá válik.

11. Trend vagy divat?

Az élelmiszer-fogyasztók egyre nagyobb csoportja szándékosan csökkenti húsfogyasztását anélkül, hogy a húst teljesen kiiktatná étrendjéből. Nem szándékoznak vegetariánusokká vagy vegánokká válni, de egészségügyi és környezetvédelmi okokból rugalmasak, és csökkentik húsfogyasztásukat.

A vegán és vegetariánus élelmiszerek iránti kereslet, beleértve a hús, a tej vagy a tojás kiváltóit, az elmúlt években jelentősen megnőtt Európában [24].

A növényi alapú húsanalóg, vagy húshelyettesítő élelmiszerek nagy lendületű trendje a jelenlegi évtized jelentős innovációja, de vajon folytatódik-e térnyerésük, továbbra is hatalmas bevételt fognak-e termelni a befektetőknek, vagy ez csak egy divatnak bizonyul?

„Nem valószínű, hogy a növényi alapú hús térnyerése olyan ütemű lesz, mint az elmúlt években. Bár ez természetesen nem egy rövid távú hóbort, a meredek növekedési ütem minden bizonnyal le fog hűlni 2025 előtt [25].”

Megállapították, hogy a szigorú flexitariánusok aránya (a definíciókat lásd az 1. táblázatban és a fentiekben) a 2011-es több mint 15%-ról 2019-re kevesebb mint 10%-ra csökkent, míg a könnyű flexitariánusok aránya a 2011-es 36%-ról 41%-ra nőtt egy holland felmérés szerint. Ezek a számok hozzájárulnak ahhoz, hogy valamivel magasabb lett az átlagos napok száma, ahányszor húst fogyasztunk vacsorára: heti 4,6 napról (2011) heti 4,8 napra (2019) nőtt. Ez az eredmény pedig összeegyeztethető azzal a ténnyel, hogy az egy főre eső húsfogyasztás Hollandiában 2011 és 2019 között stabilan, nagyjából 39 kg körül alakult. Mindez arra utal, hogy a flexitarianizmus alig haladt előre az elmúlt 10 évben – legalábbis ami a nyílt viselkedést illeti [10].

12. Generációs különbségek

Egy nemrégiben készült amerikai felmérés [26] a Z generáció élelmiszer prioritásait és vásárlóerejét vizsgálta, illetve azt, hogy egyre több amerikai aggódik a környezeti fenntarthatóság miatt. Az online végzett, 2022 évi, 17. Food & Health Survey (n=1.005, 18 és 80 év közöttiek) 2022-ben túlreprezentálta a Z generációba tartozó (18-24 évesek) fogyasztókat, akik nagy érdeklődést mutattak a környezet iránt. Arra a kérdésre, hogy szerintük az ő generációjuk jobban aggódik-e élelmiszer-választásuk környezeti hatásai miatt, mint a többi generáció, a Z generáció mondott a legnagyobb valószínűséggel igent (73%), őket a millenniumiak követték 71%-kal. Az összes korcsoportot figyelembe véve, 39% mondta azt, hogy a környezeti fenntarthatóság befolyásolta élelmiszer- és italvásárlási döntéseiket, szemben a 2019-es 27%-kal.

13. Fenntartható étrendek

Az ENSZ Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) a fenntartható étrendet úgy határozza meg, mint amely alacsony környezeti hatással jár, miközben megfelel a jelenlegi táplálkozási irányelveknek, ugyanakkor megfizethető, hozzáférhető és kulturális szempontból elfogadható [27].

A kulturális és történelmi háttér, a gasztronómia, a fogyasztói szokások és az ételek kultúránkban betöltött szerepe döntő hatással van arra, hogy hogyan és mit fogyasztunk.

A fogyasztói szokásokon meglehetősen nehéz változtatni. Emellett köztudott, hogy nagy eltérések lehetnek a fogyasztók önértékelése és tényleges magatartása között, például a magukat flexitariánusnak vallók száma és tényleges húsfogyasztásuk (gyakorisága) között.

Az egészséges és fenntartható táplálkozásra vonatkozó minden tudományos bizonyíték és szakmai konszenzus ellenére a jelenlegi gyakorlat szerint az élelmiszer-fogyasztóknak csak elhanyagolható kisebbsége képes betartani az ilyen étrendi ajánlásokat. Ez egyértelműen azt jelzi, hogy számítani kell arra, hogy a flexitariánus étrendre való áttérés, amelyben a húsfogyasztás bizonyos mértékig korlátozott, sok ember számára drámai táplálkozási változásnak minősül. Ez azt sugallja, hogy – függetlenül attól, hogy általánosságban mi a konszenzus a fenntartható étrendről –, sokkal kevésbé egyértelmű valamint vitatható, hogy a fogyasztók mennyire lennének hajlandóak és segítőkészek a csökkentett mennyiségű húst tartalmazó étrendre való átállásban [10].

Az emberiség történelme során a fogyasztók tartózkodtak a rendszeres húsevéstől, még akkor is, ha nem vásárlóerőről vagy szegénységről volt szó, hanem vallásos okokról (lásd „hal péntek” vagy „húsmentes péntek”) vagy másról.

Nem szabad alábecsülnünk a hús szerepét táplálkozásunkban, érzékszervi és tápértékét, szerepét a nemzeti konyhában (lásd Németország, Svájc vagy Magyarország példáját), hogyan kapcsolódik a gazdagsághoz és a jóléthez, a hagyományos ételekhez és a tradíciókhoz, ami akadálya lehet az innovációnak és az újítások bevezetésének. Az állattenyésztés szerepe a gazdaságban, főként a mezőgazdasági országokban, és számos más tényező befolyásolja az élelmiszerekhez való viszonyunkat.

Abban az esetben, ha egyre nagyobb lesz az érdeklődésünk és az elkötelezettségünk a zöldség- és gyümölcsfogyasztás növelése és a húsfogyasztás csökkentése iránt, akkor növényi alapú hús helyettesítő termékekkel, vagy nélkülük, egészségesebb életet érhetünk el magunk és bolygónk számára.

14. Irodalom

[1] Lancet (2019): Healthy Diets from Sustainable Food Systems. Food Planet Health. EAT-Lancet Commission Summary Report.

[2] Veganz (2022): Veganz Nutrition Report 2021.

[3] IFIC (2020): A Consumer Survey on Plant Alternatives to Animal Meat. January 30, 2020. International Food Information Council.

[4] V-Label

[5] EVU (2019): Definitions of “vegan” and “vegetarian” in accordance with the EU Food Information Regulation. EVU Position Paper. European Vegetarian Union. July 2019.

[6] Malek, L. & Umberger W.J. (2021): Distinguishing meat reducers from unrestricted omnivores, vegetarians and vegans: A comprehensive comparison of Australian consumers. Food Quality and Preference, 88 (2021), Article 104081

[7] Deutsche Gesellschaft für Ernahrung (2022): Flexitarier — die flexiblen Vegetarier. German Society for Nutrition.

[8] Pike, A. (2021): What is the Flexitarian Diet? Food Insight.

[9] Wikipedia

[10] Dagevos, H. (2021). Finding flexitarians: Current studies on meat eaters and meat reducers. Trends in Food Science and Technology, 114, 530-539. DOI

[11] EIT Food (2021): Plant-based for the Future. Insights on European consumer and expert opinions. White Paper. A qualitative study funded by EIT Food and conducted by the University of Hohenheim. 12 Feb. 2021. pp.: 1-13.

[12] Hedenus, F. et al. (2014): The importance of reduced meat and dairy consumption for meeting stringent climate change targets. Climate Change, 124 (2014), pp.: 79-91

[13] Springmann, M. et al. (2018): Options for keeping the food system within environmental limits. Nature, 562 (2018), pp.: 519-525

[14] IPCC (2019): Climate Change and land: An IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. Chapter 5: Food security. Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva (2019), pp.: 1-200

[15] BBC (2018): What is a ‚flexitarian’ diet? BBC GoodFood.

[16] Politico (2022): Vegan fact check. In: SANTE Press Review. 06-09-22. Polish MEP calls for vegan food in EU canteens. September 6. 2022.

[17] „The Barsac Declaration: Environmental Sustainability and the Demitarian Diet” (2009)

[18] Bánáti D. (2020): Veggie burgers, vegan meats? The ruling of the European Parliament paved the way for meat substitutes with meat denominations. Journal of Food Investigation. Vol. 66. No. 4. / LXVI. évf. 4. szám, pp.: 3166-3174.

[19] EUFIC (2021): What is a plant-based diet and dies it have any benefits? European Food Information Council.

[20] Spenner, P. and Freeman, K. (2021): To keep your customers, keep it simple. Harvard Business Review. (last accessed 06.12.2021).

[21] ABP EatWell Research, interviewed by ProVeg, September 2021.

[22] Smart Protein Project (2021): What consumers want: A survey on European consumer attitudes towards plant-based foods. Country specific insights. European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (No 862957). Available at (last accessed 09.12.2021).

[23] Deloitte (2021): The Future of Food. Challenges & opportunities: Perspectives from consumers and food companies. Deloitte Belgium.

[24] EIT Food (2020): The V-PLACE – Enabling consumer choice in Vegan or Vegetarian Food Products.

[25] FoodNavigator (2021): Do plant-based search trends point to category slowdown? ’The data is predictive of decreased trial’. 01 Sept. 2021.

[26] IFIC (2022): 2022 Food & Health Survey: Diets, Food Prices, Stress and the Power of Gen Z. International Food Information Council. May 18, 2022.

[27] Burlingame, B. (2012): Sustainable diets and biodiversity. Directions and solutions for policy, research and action. IOM Sustainable Diets.

[28] Koch, F. et al. (2019): Meat consumers and non-meat consumers in Germany: A characterisation based on results of the German National Nutrition Survey II. Journal of Nutritional science. Volume 8. The Nutrition Society.

[29] Latvala, T. et al. (2012): Diversifying meat consumption patterns: Consumers’ self-reported past behaviour and intentions for change. Meat Science, 92 (2012), pp.: 71-77

[30] Vanhonacker, F. et al. (2013): Flemish consumer attitudes towards more sustainable food choices. Appetite, 62 (2013), pp.: 7-16

[31] Hielkema, M.H. & Lund, T.B. (2021): Reducing meat consumption in meat-loving Denmark: Exploring willingness, behavior, barriers and drivers. Food Quality and Preference, 93 (2021), Article 104257

[32] Malek, L. et al. (2019): Committed vs. uncommitted meat eaters: Understanding willingness to change protein consumption. Appetite, 138 (2019), pp.: 115-126

[33] Hagmann, D. et al. (2019): Meat avoidance: Motives, alternative proteins and diet quality in a sample of Swiss consumers. Public Health Nutrition, 22 (2019), pp.: 2448-2459

[34] Webster, J. et al. (2022): Risk of hip fracture in meat-eaters, pescatarians, and vegetarians: results from the UK Women’s Cohort Study. BMC Medicine 20, Article number: 275 (2022). DOI

[35] Ipsos Mori (2018): What does it mean to consumers? Ipsos MORI Global Advisor Survey. August 2018 An exploration into diets around the world. pp.: 1-14.

[36] ABC (2019): Vegans a 1 per cent minority in a country of meat eaters, survey finds. 25 Oct 2019.

[37] Askew, K. (2022): Vegetarians often have lower intakes of nutrients linked with bone and muscle health. Foodnavigator.com.

[38] Kateman, B. (Ed.) (2017): Introduction. In: B. Kateman (Ed.): The reducetarian solution: How the surprisingly simple act of reducing the amount of meat in your diet can transform your health and the planet, TarcherPerigee, New York (2017) pp.: xv-xviii

[39] Neff, R.A. et al. (2018): Reducing meat consumption in the USA: A nationally representative survey of attitudes and behaviours. Public Health Nutrition, 21 (2018), pp.: 1835-1844

[40] Rosenfeld, D.L. et al. (2019): Mostly vegetarian, but flexible about it: Investigating how meat-reducers express social identity around their diets. Social Psychological and Personality Science, 194855061986961.

[41] Anon. (2012): Thomson Reuters–NPR Health Poll: Meat Consumption 2012, March 2012. (accessed February 2018). In: R.A. Neff et al. (2018): Reducing meat consumption in the USA: A nationally representative survey of attitudes and behaviours. Public Health Nutrition, 21 (2018), pp.: 1835-1844

[42] Barclay, E. & Aubrey, A. (2016): Eat less meat, we’re told. But Americans’ habits are slow to change. The Salt, 26 February. (accessed February 2018). In: R.A. Neff et al. (2018): Reducing meat consumption in the USA: A nationally representative survey of attitudes and behaviours. Public Health Nutrition, 21 (2018), pp. 1835-1844

[43] FGI Research Inc. (2014): FGI Survey Report 2014 Monday Effect Online Panel. Durham, NC: FGI Research. In: R.A. Neff et al. (2018): Reducing meat consumption in the USA: A nationally representative survey of attitudes and behaviours. Public Health Nutrition, 21 (2018), pp.: 1835-1844

[44] Lacroix, K. & Gifford, R. (2019): Reducing meat consumption: Identifying group-specific inhibitors using latent profile analysis. Appetite, 138 (2019), pp.: 233-241

[45] Lacroix, K. & Gifford, R. (2020): Targeting interventions to distinct meat-eating groups reduces meat consumption. Food Quality and Preference, 86 (2020), Article 103997

[46] Lentz, G. et al. (2018): Gauging attitudes and behaviours: Meat consumption and potential reduction. Appetite, 127 (2018), pp.: 230-241

[47] Salehi, G. (2020): Consumers’ switching to vegan, vegetarian and plant-based (Veg*an) diets: A systematic review of literature. Conference paper. 19th International Congress on Public and Nonprofit Marketing Sustainability: new challenges for marketing and socioeconomic development. DOI

[48] The Flexitarian (2022): What To Eat Now? Welcome to The Flexitarian.

[49] Healthline (2022): The Flexitarian Diet: A Detailed Beginner’s Guide.

[50] U.S.News: The Flexitarian Diet.

[51] Malek, L. & Umberger, W.J. (2021): How flexible are flexitarians? Examining diversity in dietary patterns, motivations and future intentions. Cleaner and Responsible Consumption. Volume 3, December 2021, 100038., DOI

[52] Onwezen, M. et al. (2020): Consumers more inclined to eat ‘alternative’ proteins compared to 2015. Wageningen Economic Research, Wageningen (2020)

[53] Cordts, A. et al. (2013): Consumer Response to Negative Information on Meat Consumption in Germany. International Food and Agribusiness Management Review Volume 17 Special Issue A, 2014 In.

[54] Estell, M. et al. (2021): Plant protein and plant-based meat alternatives: Consumer and nutrition professional attitudes and perceptions. Sustainability, 13 (2021), p. 1478

[55] The Free Library

[56] Wikipedia

[57] Urban Dictionary

[58] Ruby, M.B. (2012): Vegetarianism: A blossoming field of study. Appetite, 58 (2012), pp.: 141-150, 10.1016 / j.appet.2011.09.019

[59] Barr, S.I. & Chapman, G.E. (2022): Perceptions and practices of self-defined current vegetarian, former vegetarian, and non-vegetarian women. Journal of the American Dietetic Association, 102 (2002), pp.: 354-360, 10.1016 / S0002-8223(02)90083-0

[60] Willetts, A. (1997): Bacon sandwiches got the better of me. In: P. Caplan (Ed.), Food, health, and identity, Routledge, New York, NY (1997), pp.: 111-131

[61] Krizmanic , J. (1992): Here’s who we are. Vegetarian Times, 182 (1992), pp.: 78-80

[62] Gossard, M.H. & York, R. (2003): Social structural influences on meat consumption. Human Ecology Review, 10 (2003), pp.: 1-9

[63] Statista (2022): Share of vegetarian and vegan individuals in Italy between 2014 and 2022. Aug 26, 2022.

[64] Demoskop (2014): One in ten Swedes is vegetarian or vegan, according to study. 24 March 2014. Independent.

[65] Statista (2021): Share of Hungarians following a special diet 2019, by type. Apr 19, 2021.

[66] Harris Poll (2019): How many people are vegan? How many eat vegan when eating out? Asks the Vegetarian Resource Group. The Harris Poll.

[67] IBOPE (2018): Pesquisa do IBOPE aponta crescimento histórico no número de vegetarianos no Brasil. Sociedade Vegetariana Brasileira. 20 Mai 2018.

[68] El Milenio (2020): ¿Cuántos Veganos y vegetarianos hay en Argentina? 5 noviembre, 2020.

[69] Max Rubner-Institut (MRI) (2008): Nationale verzehrsstudie II. Ergebnisbericht teil 1 [nationale consumption study II]. Retreived (2008)

[70] Mensink, GBM et al. (2016): Prevalence of persons following a vegetarian diet in Germany. J. Health Monit. 1, pp.: 2-14. DOI

[71] Pfeiler, T.M. & Egloff, B. (2018): Examining the ‘Veggie’ personality: results from a representative. German sample. Appetite 120, pp.: 246–255.

[72] Kunst, A. (2022): Statistica. Feb, 3. 2022.

[73] Ipsos Mori (2018): An exploration into diets around the world. Ipsos MORI Global Advisor Survey. August 2018.

[74] Rosenfeld, D.L. & Burrow A.L. (2017): The unified model of vegetarian identity: A conceptual framework for understanding plant-based food choices. Appetite, 112 (2017), pp. 78-95, 10.1016 / j.appet.2017.01.017

[75] Díaz, E. M. (2017): El veganismo como consumo ético y transformador: un análisis de la intención de adoptar el veganismo ético. PhD dissertation. Universidad Pontificia Comillas. In: G. Salehi (2020): Consumers’ switching to vegan, vegetarian and plant-based (Veg*an) diets: A systematic review of literature. Conference paper. 19th International Congress on Public and Nonprofit Marketing Sustainability: new challenges for marketing and socioeconomic development. DOI

[76] The Vegan Society. (1979): Definition of veganism. Accessed 12 June 2019 In: G. Salehi (2020): Consumers’ switching to vegan, vegetarian and plant-based (Veg*an) diets: A systematic review of literature. Conference paper. 19th International Congress on Public and Nonprofit Marketing Sustainability: new challenges for marketing and socioeconomic development. DOI

[77] NewNutrition Business (2019): 10 Key Trends in Food, Nutrition & Health 2020. In: Vegan olio (2021): How many vegans and vegetarians are in the world today?

[78] Cliceri, D. et al. (2018): The influence of psychological traits, beliefs and taste responsiveness on implicit attitudes toward plant- and animal-based dishes among vegetarians, flexitarians and omnivores. Food Quality and Preference. Vol. 68, September 2018, pp.: 276-291. DOI

Tovább a cikk olvasásához


Nemzeti szabványosítási hírek

Cikk letöltése PDF formátumban

Nemzeti szabványosítási hírek

Szerző

  • Szalay Anna1

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.

2022. június – 2022. augusztus hónapban bevezetett szabványok:

7.100.30 Élelmiszer-mikrobiológia

MSZ EN ISO 4833-1:2013/A1:2022 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Horizontális módszer a mikroorganizmusok számlálására. 1. rész: Telepszámlálás 30 °C-on lemezöntéses módszerrel. 1. módosítás: Az alkalmazási terület pontosítása (ISO 4833-1:2013/Amd 1:2022) – Az MSZ EN ISO 4833-1:2014 módosítása –

MSZ EN ISO 4833-2:2013/A1:2022 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Horizontális módszer a mikroorganizmusok számlálására. 2. rész: Telepszámlálás 30 °C-on felületi szélesztéses módszerrel. 1. módosítás: Az alkalmazási terület pontosítása (ISO 4833-2:2013/Amd 1:2022) – Az MSZ EN ISO 4833-2:2014 módosítása –

MSZ EN ISO 20836:2022 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Polimeráz-láncreakció (PCR) a mikroorganizmusok kimutatására. A termikus ciklusok hőteljesítményének vizsgálata (ISO 20836:2021)

13.020.55 Bioalapú termékek

MSZ EN 17399:2020 Algák és algából készült termékek. Szakkifejezések és meghatározásuk

13.060 Vízminőség

MSZ EN ISO 5667-1:2022 Vízminőség. Mintavétel. 1. rész: Útmutató mintavételi programok és mintavételi technikák tervezéséhez (ISO 5667-1:2020) – Az MSZ EN ISO 5667-1:2007 helyett –

MSZ EN ISO 10304-4:2022 Vízminőség. Oldott anionok meghatározása ionkromatográfiás módszerrel. 4. rész: Klorát, klorid és klorit meghatározása gyengén szennyezett vízben (ISO 10304-4:2022) – Az MSZ EN ISO 10304-4:2000 helyett –

MSZ EN ISO 13163:2022 Vízminőség. 210Pb. Folyadékszcintillációs számlálási vizsgálati módszer (ISO 13163:2021) – Az MSZ EN ISO 13163:2019 helyett –

MSZ EN 14614:2021 Vízminőség. Útmutató a vízfolyások hidromorfológiai jellemzőinek értékeléséhez

65 Mezőgazdaság

65.120 Takarmányanyagok

MSZ EN 15784:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A takarmány-adalékanyagként használt Bacillus spp. kimutatása és számlálása – Az MSZ EN 15784:2010 helyett –

MSZ EN 15786:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A takarmány-adalékanyagként használt Pediococcus spp. kimutatása és számlálása – Az MSZ EN 15786:2010 helyett –

MSZ EN 15787:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A takarmány-adalékanyagként használt Lactobacillus spp. kimutatása és számlálása – Az MSZ EN 15787:2010 helyett –

MSZ EN 15788:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A takarmány-adalékanyagként használt Enterococcus spp. (E. faecium) kimutatása és számlálása – Az MSZ EN 15788:2010 helyett –

MSZ EN 15789:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A takarmány-adalékanyagként használt Saccharomyces cerevisiae kimutatása és számlálása – Az MSZ EN 15789:2010 helyett –

MSZ EN 16936:2017 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A tilozin, a virginiamicin, spiramicin, cink-bacitracin és az avoparcin antibiotikumok szűrése szubadditív szinteken, összetett takarmányokban, mikrobiológiai lemezvizsgálattal

MSZ EN 16967:2017 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A kutyáknak és macskáknak szánt takarmány-alapanyagok és takarmánykeverékek (kedvtelésből tartott állatok eledelei) metabolizálható energiaszintjének prediktív egyenletei, beleértve a diétás eledeleket

MSZ EN 17517:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. Az ásványolaj-eredetű telített szénhidrogének (MOSH) és aromás szénhidrogének (MOAH) meghatározása online HPLC-GC-FID vizsgálattal

MSZ EN 17547:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. Az A-, E- és D-vitamin-tartalom meghatározása. Szilárd fázisú extrakciós (SPE-) tisztítás és nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiás (HPLC-) módszer

MSZ EN 17550:2022 Takarmányok. Mintavételi és elemzési módszerek. A karotinoidok meghatározása összetett takarmányokban és előkeverékekben nagy hatékonyságú folyadékkromatográfiával. UV-detektálás (HPLC-UV)

67 Élelmiszeripar

67.050 Élelmiszertermékek vizsgálatának és elemzésének általános módszerei

MSZ EN 17254:2020 Élelmiszerek. Minimális teljesítménykövetelmények a glutén meghatározására ELISA-val

67.100 Tej és tejtermékek

MSZ EN ISO 24223:2022 Sajt. Útmutató a fizikai és kémiai vizsgálatok minta-előkészítésére (ISO 24223:2021)

67.200 Étolajok és -zsírok. Olajmagvak

MSZ EN ISO 18363-1:2022 Állati és növényi zsírok és olajok. A zsírsavakhoz kötött klórpropán-diolok (MCPD-k) és a glicidol meghatározása GC/MS-sel. 1. rész: Módszer a 3-MCPD gyors lúgos átészterezésére és mérésére, valamint a glicidol különbségként való meghatározása (ISO 18363-1:2015)

MSZ EN ISO 18363-3:2022 Állati és növényi zsírok és olajok. A zsírsavakhoz kötött klórpropán-diolok (MCPD-k) és a glicidol meghatározása GC/MS-sel. 3. rész: Módszer a 2-MCPD, a 3-MCPD és a glicidol savas átészterezésére és mérésére (ISO 18363-3:2017)

2022. június – 2022. augusztus hónapban helyesbített szabványok:

67.120 Hús, hústermékek és egyéb állati termékek

MSZ ISO 23776:2021 Hús és húskészítmények. Az összes foszfortartalom meghatározása

67.200 Étolajok és -zsírok. Olajmagvak

MSZ EN ISO 18363-2:2019 Állati és növényi zsírok és olajok. A zsírsavakhoz kötött klórpropán-diolok (MCPD-k) és a glicidol meghatározása GC/MS-sel. 2. rész: Módszer a 2-MCPD, a 3-MCPD és a glicidol lassú lúgos átészterezésére és mérésére (ISO 18363-2:2018)

MSZ EN ISO 18363-4:2021 Állati és növényi zsírok és olajok. A zsírsavakhoz kötött 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)

Tovább a cikk olvasásához


A feniltiokarbamid érzékenység összefüggései a testösszetétellel, valamint a kávé- és teafogyasztással

Cikk letöltése PDF formátumban

A feniltiokarbamid érzékenység összefüggései a testösszetétellel, valamint a kávé- és teafogyasztással

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2022/2-1-HUN

Érkezett: 2022. január – Elfogadva: 2022. március

Szerzők

1 Élelmiszertudományi és Technológiai Intézet, Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem
2 Pécsi Sörfőzde Zrt.
3 Dietetikai és Táplálkozástudományi Tanszék, Semmelweis Egyetem, Egészségtudományi Kar

Kulcsszavak

ízérzékelés, egypontos nukleotid polimorfizmus, bioelektromos impedancia, testtömegindex, élelmiszer preferenciák

1. Összefoglalás

A TAS2R38 keserű íz érzékeléséért felelős receptor-gén polimorfizmusai bimodális receptor választ váltanak ki a populációban a feniltiokarbamid, illetve a 6-n-propiltiouracil érzékelése során. A feniltiokarbamiddal és a 6-n-propiltiouracillal szembeni érzékenység genetikai eltérései irodalmi adatok alapján befolyásolhatják a testösszetételt, az élelmiszer preferenciákat és az élelmiszerek fogyasztási gyakoriságát. Hazánkban eddig ezeknek a faktoroknak az együttes vizsgálatával kapcsolatban még nem született publikáció.

Jelen kutatás célja összefüggések keresése a feniltiokarbamid taster státusz és a testösszetétel, valamint a különböző keserű ízű élelmiszerek fogyasztási gyakorisága között.

A vizsgálat során elvégeztük a résztvevők taster státusz felmérését (n = 170), bioelektromos impedancia alapú testösszetétel-meghatározását (n = 96). A résztvevők ezen túlmenően kitöltöttek egy keserű élelmiszerekre vonatkozó fogyasztási gyakorisági kérdőívet (n = 170). Az adatelemzéshez leíró statisztikai módszereket, kereszttábla-elemzést, többszörös korrespondencia-analízist (Multiple Correspondence Analysis), valamint Mann-Whitney próbát használtunk, 5%-os szignifikanciaszinten.

A taster és non-taster kategóriák arányai megegyeznek a nemzetközi szakirodalom-ban közölt adatokkal (rendre 70%/30%). A taster státusz és a többi vizsgált paraméter között nem adódott szignifikáns összefüggés, azonban a többszörös korrespondencia analízis alapján a nemzetközi szakirodalommal egybevágó tendenciák figyelhetők meg. A nemek és a testösszetétel, valamint az élelmiszerpreferenciák egyes változói között szignifikáns összefüggés mutatható ki.

A szakirodalmi adatok, és saját eredményeink alapján nem zárható ki, hogy összefüggés áll fenn a genotípus és a testösszetétel, valamint az élelmiszerválasztás között. További, nagymintás, reprezentatív kutatások eredményei szükségesek a feltételezések igazolásához.

Rövidítések: PROP: propiltiouracil; PTC: feniltiokarbamid; SNP: Single Nucleotid Polymorphism (egypontos nukleotid polimorfizmus); GPCR: G Protein Coupled Receptor (G-protein kapcsolt receptor); PAV: Prolin-Alanin-Valin; AVI: Alanin-Valin-Izoleucin; AAI: Alanin-Alanin- Izoleucin; PAI: Prolin-Alanin -Izoleucin; PVI: Prolin-Valin-Izoleucin; AAV: Alanin-Alanin- Valin; FFQ: Food Frequency Questionnaire (élelmiszerfogyasztási gyakorisági kérdőív); BIA: bioelektromos impedancia; BMI: Body Mass Index (testtömegindex); PBF: Percent Body Fat (testzsírszázalék); VFA: Visceral Fat Area (viszcerális zsír kiterjedése); MCA: Multiple Correspondence Analysis (többszörös korrespondencia analízis)

2. Bevezetés

A körülöttünk lévő világot, illetve abban önmagunkat érzékszerveinken és érzékeinken keresztül észleljük. Az emberek esetében öt alap érzéket különböztetünk meg: a látást, a hallást, a tapintást, a szaglást és az ízlelést. Ezeken kívül más érzékeket is ismerünk, ide tartozik pl. az egyensúly, az éhség, a szomjúság, a fájdalom vagy a rossz közérzet [1]. Az ízek érzékelése – a szaglással és az általános (trigeminális) kemoszenzoros rendszerrel együtt – a szájhoz és az orrhoz kötődik, és az ún. kémiai érzőfolyamatok közé tartozik, melyek feladata a környezetünkben található vegyületek érzékelése. Az ízek érzékeléséért felelős receptorok az elfogyasztott vegyületeket detektálják, melyeket ízanyagoknak nevezünk. Ezek többnyire vízben oldódó molekulák, melyek a táplálék minőségéről és biztonságosságáról szolgáltatnak információkat [2].

Az ízérzékelés közvetlen kontaktfolyamat, melynek kizárólagos helye a szájüreg. Az érzékelésért felelős receptorok a nyelv felszínén, a garatban, a lágy szájpadon és a nyelőcső felső részén, az ún. ízlelőszemölcsökön elhelyezkedő ízlelőbimbókon találhatóak meg. Az ezek által közvetített információ a VII; IX. és X. agyidegeken, majd az agytörzsi és agyalapi magvakon keresztül a frontális operculum és az insula ízlelőkérgébe érkezik. Ezek a kérgi területek, valamint az agytörzsben a tractus solitarius magvai összeköttetésben állnak a hypothalamussal és az amygdalával, melyek valószínűleg befolyásolják az éhséget és a jóllakottságot (telítettséget), az étkezéssel kapcsolatos egyéb homeosztatikus válaszokat, valamint az étkezéssel kapcsolatos érzelmi reakciókat [2, 3].

A keserű íz gyakran elutasítást vált ki, mely egy veleszületett emberi reakció. Ez az averzív válasz annak köszönhető, hogy számos keserű ízű vegyület (szekunder növényi metabolitok, pl. alkaloidák, egyes szervetlen és szintetikus vegyületek, élelmiszerek esetében pl. az avas zsírok) toxikus, ezek elfogyasztása egészségkárosító, vagy akár életet veszélyeztető is lehet [4]. Ugyanakkor, megannyi olyan keserű ízű vegyület is ismert, mely gyógyszerészeti és táplálkozástudományi szempontból előnyös. Ilyen vegyületek pl. a Brassicaceae családba tartozó káposzta, brokkoli, vagy bimbós kel glükozinolátjai, és ezek bomlástermékei, az izocianátok; a kávé, a tea és a kakaó metilált xantinszármazékai, a koffein, a teofillin és a teobromin; vagy a sörök keserűségét adó komló-eredetű alfa-savak. Míg a zöldségfélék esetében általában elutasítást váltanak ki ezek a vegyületek, az utóbb említett élvezeti termékek esetében a keserű íz kívánt tulajdonság [5, 6, 7].

Az ízek érzékelése során öt alapízt különböztetünk meg: az édeset, a sósat, a savanyút, a keserűt és az umamit. Utóbbi az érzékeléséért felelős receptor felfedezése után, 2002-ben került hivatalosan az alapízek közé [8]. Az öt alapíz közül a keserű íz detektálása a legkomplexebb, ennek szabályozásért a TAS2R géncsalád felelős, mely 25 funkcionális génből áll. Ezek a gének kódolják a TAS2Rs receptorokat, melyek strukturálisan kötődnek egyes keserű ízt kiváltó vegyületekhez (ligandok), azonban számos receptor ligandját még nem sikerült azonosítani [7].

A feniltiokarbamid (PTC, más néven 1-fenil-2-tiourea), illetve a 6-n-propiltiouracil (PROP) színtelen vagy fehér színű, kristályos, keserű ízű szerves vegyületek: mindkettő kéntartalmú (SCN) funkciós csoportot tartalmaz. Kémiai szerkezetüket az 1. ábra mutatja be. Felhasználásuk eltérő: a a feniltiokarbamidot ipari adalékanyagként, színanyagként használják, míg propiltiouracilt antitireoid ágensként alkalmazzák pajzsmirigy-túlműködésben [9, 10].

1. ábra. A 1-fenil-2-tiourea (PTC) és a 6-n-propiltiouracil (PROP) szerkezete

A két vegyület különlegessége, hogy az emberekben ún. bimodális választ váltanak ki: a populáció egy része képes érzékelni ezek keserű ízét, egy része pedig nem. Ennek felfedezése Arthur Fox vegyész nevéhez fűződik. 1931-ben a DuPont vegyipari vállalat laboratóriumában dolgozó Fox véletlenül a laboratórium légterébe engedett kis mennyiségű finom kristályos PTC-t, mire egy kollégája panaszkodni kezdett annak keserű ízére. Fox ezt annak ellenére nem érezte, hogy közvetlenül érintkezett a porfelhővel. Ez után családját és barátait is tesztelte, mely során „taster” (érző) és „non-taster” (nem érző) státuszba sorolta az egyéneket. Eredményeit még ugyanazon évben alátámasztotta Laurence Hasbrouck Snyder genetikus, aki megállapította, hogy a non-taster státusz a Mendeli genetika szerint egy recesszív jelleg [11].

A kutatáshoz használt PTC lecserélése a rokon vegyületre, a PROP-ra az 1960-as években merült fel először, a PTC erős kénes illata miatt. Az 1980-as években azonban toxikológiai szempontból is kérdésessé vált a PTC, így a kutatók a két vegyület hatásainak összehasonlítása, és a PROP küszöbkoncentrációjának megállapítása után a PROP-ot is használatba vették [12].

Bartoshuk és munkatársai 1991-ben felfedezték, hogy a non-tasterek viszonylag homogén válaszreakciókat adtak, viszont a tasterek reakciói különbözőbbek voltak, egy alcsoportjuk pedig kifejezetten intenzívebbnek érezte a PROP keserű ízét. Az alcsoportba tartozókat „supertastereknek” nevezték el. A supertaster státuszt nem befolyásolja a taster státuszért felelős genotípus, azonban ez a felfedezés magával vonzotta az új klasszifikációs szint, a „medium taster” kifejezés használatát [13].

A taster státuszt a genetikai állomány bizonyos változatai, ebben az esetben egypontos nukleotid polimorfizmusok (Single Nucleotid Polymorphism, SNP) határozzák meg. Az SNP-k a genom egy nukleotidját érintő DNS szekvencia variációk, ugyanahhoz a fajhoz tartozó két egyed genetikai állománya között egyetlen bázis eltérései, ugyanabban a pozícióban. Minden ember genomja egyedi SNP mintázattal rendelkezik, azonban az ilyen változások akkor nevezhetők SNP-nek, ha a populáció legalább 1%-ban megjelennek. Az SNP-k általában a DNS osztódásakor (replikáció) bekövetkező hiba vagy DNS károsodás révén jöhetnek létre. Elhelyezkedhetnek génekben (kódoló és nem kódoló szakaszokban egyaránt), valamint gének között (intergenikusan) is, így okozhatnak szerkezet- és funkcióváltozást is [14].

Az SNP-ket gyűjtő dbSNP adatbázist az amerikai National Center for Biotechnology Information, és a National Human Genome Research Institute közösen hozta létre 1999-ben. A teljes emberi genomot 2003-ban sikeresen feltérképező Human Genome Project ugrásszerűen megnövelte a felfedezett SNP-k számát, mai napig több mint 650 millió egypontos nukleotid variációt térképeztek fel és gyűjtöttek össze az adatbázisban (weblap: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/) [15].

A PTC- és PROP-érzékenység esetében a TAS2R38 keserű íz detektálásáért felelős gén SNP-i határozzák meg, hogy az egyén képes-e a vegyület keserű ízének érzékelésére. A gén egy, hét transzmembrán doménnel rendelkező (heptahelikális) G-protein kapcsolt (Gene Protein Connected Receptor, GPCR) keserűíz-érzékelő receptort kódol, amely a vegyületek N-C=S csoportjához kötődik. Ebben az esetben 1002 nukleotidból álló gén 3 funkcionális missense-coding SNP-t tartalmaz, melyek nem szinonim változásokat eredményeznek, tehát megváltoztatják a kódolt fehérje szerkezetét. A kérdéses fehérje esetében az aminosav-sorrend az 1. táblázatban bemutatottak szerint alakulhat.

1. táblázat. A TAS2R38 gén polimorfizmusai, és a kódolt fehérje aminosavai [16, 17] alapján

A két leggyakoribb haplotípus a PAV, valamit az AVI. A domináns PAV/PAV, vagy PAV/AVI diplotípussal rendelkezők általában taster státuszúak, míg a recesszív AVI/AVI diplotípusúak non-tasterek. Kis gyakorisággal (1-5%), de egyes etnikumok és kisebb populációk esetében előfordulnak AAI, PAI, PVI és AAV haplotípust hordozók is, utóbbi esetében a két státusz nagyjából egyenlő eloszlást mutat. Az eddigi vizsgálatok alapján összességében elmondható, hogy a taster státusz gyakorisága nagyobb, a vizsgált populációtól függően 55-85% [16, 17, 18].

Magyarországon taster státuszt felmérő kutatást 1967-ben, 7-15 éves budapesti gyermekeken végzett Dr. Forrai György gyermekgyógyász és Bánkövi György matematikus. Munkájuk során Harris és Kalmus módszere alapján, PTC oldatokkal meghatározták az ízküszöbértéket az egyes gyermekek esetében, majd ebből következtettek a taster státuszra. Eredményeik alapján a gyermekek 67,8%-a taster státuszú volt, azonban a nem és a státusz között nem találtak szignifikáns összefüggést. Munkájukat az Orvosi Hetilapban publikálták [19].

Anatómiai szempontból a polimorfizmus az ízlelőbimbók számával van összefüggésben: a tasterek több fungiform papillával és ízlelőpórussal rendelkeznek [12].

A PTC és PROP érzékenység más faktorokra gyakorolt hatásának kutatását az 1960-as években kezdték el. A magyarországi születésű pszichofarmakológus-kutató, Roland Fischer volt az első, aki úgy gondolta, összefüggés állhat fenn az ízek érzékelése és az élelmiszerek kedveltsége között [20]. A mai napig számos kutató foglalkozik a taster státusz (és az azt meghatározó haplo- és diplotípusok) és a testtömegindex [17, 21], egyes élelmiszerek kedveltsége és fogyasztási gyakorisága (pl. alkoholos italok [22, 23], zöldségek – különösen a keresztesvirágúak [24, 25], kávé, tea [26], édesítőszerek [27]), valamint egyes megbetegedések (pl. Parkinson kór, gasztrointesztinális daganatok, krónikus rhinosinusitis) és azok tünetei közötti összefüggések felderítésével [28, 29, 30].

3. Célkitűzés

Jelen kutatás célja összefüggések keresése a taster státusz és a testösszetétel, és a különböző keserű ízű élelmiszerek fogyasztási gyakorisága között. Ehhez PTC taster-státusz felmérést, bioimpedancia alapú testösszetétel-meghatározást, valamint egy keserű élelmiszerekre vonatkozó fogyasztási gyakorisági kérdőívet használtunk.

4. Módszer

Az adatfelvételt 2019 februárjában és márciusában végeztük el. A résztvevők a Szent István Egyetem Élelmiszertudományi Karának, valamint a Semmelweis Egyetem Egészségtudományi Karának magyar-országi hallgatói és munkatársai voltak, összesen 170 fő. A taster státusz meghatározásában 170 fő, az testösszetétel-vizsgálatban 96 fő vett részt, az az élelmiszerválasztás gyakorisági kérdőívet (Food Frequency Questionnaire, FFQ) 170 fő töltötte ki. Az adatszolgáltatás minden vizsgálat esetében anonim módon történt. Az egyes adatok összekapcsolásához a résztvevőket kódszámokkal láttuk el. A résztvevőket az általános adatvédelmi rendelet (2016/679 EU rendelet) szerint tájékoztattuk a felvett adatok kezeléséről.

A taster státuszt PTC-vel átitatott papírcsíkokkal határoztuk meg (Precision Europe, Northampton, Egyesült Királyság). A PTC mennyisége csíkonként 20 µg volt. A résztvevőket a papírcsíkok ízlelése után taster és non-taster kategóriákba soroltuk.

A testösszetétel-meghatározást bioelektromos impedancia (BIA) alapú módszerrel, InBody 770 (InBody USA, Cerritos, California) készülékkel végeztük. A módszer az emberi test elektromos tulajdonságain, a különböző szövettípusok vezetőképességén alapul. Egyszerű, noninvazív műszeres módszer, mely igen pontos adatokkal szolgál több antropometriai paraméter, pl. a testzsír százalékos aránya, illetve annak eloszlása esetében is [31]. A felvett adatok közül a testtömegindexet (BMI, kg/m2), a testzsírszázalékot (PBF, %), valamint a viszcerális zsír kiterjedését (VFA, cm2) használtuk fel az elemzésekhez [32, 33, 34].

Az FFQ tartalmaz egy specifikus élelmiszerekből vagy élelmiszertípusokból összeállított listát, melyek esetében a kitöltőknek meg kell jelölniük, milyen gyakran fogyasztják az adott élelmiszert, vagy élelmiszer-típust [35]. A kérdőívet keserű ízű élelmiszereket is tartalmazó élelmiszercsoportokból állítottuk össze, a fogyasztási gyakoriságot kategóriákkal jelöltük. A kérdőívet Google Űrlapok segítségével hoztuk létre, az adatfelvétel online történt. A felvett adatok közül a kávé- és a teafogyasztás adatait közöljük, melyek esetében nem csak a fogyasztási gyakoriságot, hanem fajtát, illetve a leggyakrabban alkalmazott ízesítési módot is meg kellett adniuk a kitöltőknek. Az eredmények átláthatósága érdekében az FFQ gyakorisági kategóriáit három fő kategóriába vontuk össze, melyet a 2. táblázat szemléltet.

2. táblázat. A fogyasztási gyakorisági kérdőív kategóriáinak csoportosítása

5. Statisztikai elemzések

A résztvevők adatainak elemzéséhez leíró statisztikai módszereket (átlag, szórás, százalék), valamint a felvett adatok kategóriaváltozókká való átalakítását követően kereszttábla-elemzést, többszörös korrespondencia-analízist (Multiple Correspondence Analysis, MCA), valamint Mann-Whitney próbát használtunk, 5%-os szignifikanciaszinten [36]. Az elemzésekhez XLSTAT 2020.1.3; Microsoft® Office Excel® 2016 szoftvereket használtunk.

6. Eredmények

6.1. Demográfiai adatok

A kutatásban 55 férfi és 115 nő vett részt, így a nemek megoszlása 32,35 % férfi és 67,65 % nő. Az adatfelvételkor legfiatalabb résztvevő 19, a legidősebb 40 éves, az átlagéletkor pedig 23,85±3,05 év volt. Állandó lakhely szerint 44,70 % budapesti, 55,30 % vidéki lakos. A vidékiek 24,46 %-a pest megyei, ez az összes résztvevő 13,53 %-át teszi ki. Zala és Csongrád-Csanád megyét egy résztvevő sem jelölte meg állandó lakhelyként.

6.1.1. Taster státusz

A taster státusz megoszlása (3. táblázat) szerint a résztvevők 72,94 %-a taster, míg 27,06 %-a non-taster. A non-tasterek aránya a férfiak között 23,63 %, míg a nők között 28,69 % volt. A kereszttábla-elemzés alapján nincs szignifikáns összefüggés a nem és a taster státusz között (χ2(1, n=170)=0,483, p=0,48).

3. táblázat. A taster státusz felmérés eredménye nemek szerint és összesen (fő, n = 170)
6.1.1.1. A testösszetétel-meghatározás eredményei, és annak összefüggései a taster státusszal

A testösszetétel-meghatározást 23 férfi és 73 nő, összesen 96 fő esetében végeztük el. Az elemzéshez használt adatok átlagait a 4. táblázat tartalmazza.

4. táblázat. A testösszetétel-meghatározás során felvett adatok (átlag ± szórás, n = 96)

A férfiak között a BMI alapján 11 fő túlsúlyos (BMI 25,0-29,9) és 3 fő elhízott (BMI > 30,0) volt. A testzsírszázalék-értékek alapján 6 fő volt elhízott (PBF > 27 %), míg a viszcerális zsír kiterjedése 5 fő esetében volt magasabb, mint a 100 cm2-es felső határérték.

A nők között a BMI szerint 5 fő alultáplált (BMI<18,5), 7 fő túlsúlyos, valamint 3 fő elhízott volt. A testzsírszázalék-értékek alapján 18 fő volt elhízott (PBF > 32 %), a viszcerális zsír kiterjedése pedig 15 fő esetében haladta meg a 100 cm2-t.

A statisztikai elemzések alapján nem találtunk szignifikáns összefüggést egyik obezitást jelző paraméter és a taster státusz között sem (BMI: χ2(3, n=96)=0,42, p=0,93; PBF: χ2(1, n=96)=0,45, p=0,50; VFA: χ2(1, n=96)=0,01, p=0,90). A 2. ábrán látható többszörös korrespondenciaelemzés eredményei alapján elmondható, hogy az egyes jelző paraméterek egymással összefüggenek. A 2. ábrán látható mintázat alapján a non-tasterek közelebb helyezkednek el a normál testösszetételt és testtömeget jelző kategóriákhoz. A kereszttábla-elemzés alapján BMI alapján a nőkhöz képest a férfiak esetében szignifikánsan magasabb volt a túlsúlyosak aránya, mint a normál kategóriába tartozóké (χ2(3, n=96)=21,52, p<0,0001).

2. ábra. A többszörös korrespondenciaelemzés eredményei a taster státusz, a nem, és a testösszetételt jellemző paraméterek esetében (n = 96, p=0,05) Rövidítések: BMI = Body Mass Index (testtömegindex); PBF = Percent Body Fat (testzsírszázalék); VFA = Visceral Fat Area (viszcerális zsír kiterjedése)
6.1.1.2. A kávéfogyasztás és a taster státusz összefüggései

Az FFQ-t kitöltők közül 27 ember nem fogyaszt kávét, így az ő adataik az elemzésbe nem kerültek bele. A „Tejjel” kategória a tejjel, tejpótlóval, tejtermékkel való ízesítést, az „Édesítéssel” kategória a bármilyen édesítőszerrel (cukor, mesterséges és természetes édesítőszerek) való fogyasztást jelöli. A „Vegyes” kávéfajta az Arabica és a Robusta felváltva, vagy blend-ként való fogyasztását jelöli. 143 kávéfogyasztó közül 24 feketén (édesítés és tej, vagy tejpótló nélkül) fogyasztja az italt.

A kereszttábla-elemzés alapján nem áll fenn szignifikáns összefüggés a taster státusz és a kávéfogyasztás (χ2(1, n=170)=0,02, p=0,88), a fogyasztási gyakoriság (χ2(1, n=143)=2,57, p=0,10), és a fogyasztott kávéfajta (χ2(3, n=143)=4,21, p=0,24) között. Szintén nem találtunk szignifikáns összefüggést a feketén (χ2(1, n=143)=0,60, p=0,43), tejjel (χ2(1, n=143)=0,28, p=0,59), valamint az édesítve (χ2(1, n=143)=0,17, p=0,67) való fogyasztás, és a taster státusz között. A többszörös korrespondencia analízis mintázata (3. ábra) alapján azonban megfigyelhető, hogy a non-tasterek kevésbé gyakran fogyasztanak kávét, mint a tasterek, és a kávéfajtát sem tudják pontosan megnevezni. Amikor kávét fogyasztanak, édesítik azt. A tasterekhez az Arabica fajta áll a legközelebb, és általában nem édesítik a kávét. A tejjel való ízesítés nem feltétlenül jár együtt az édesítéssel. A nemek szempontjából egyértelmű különbség látszik: a nők között szignifikánsan több volt a kávéfogyasztó (χ2(1, n=143)=3,65, p=0,05), valamint a nők inkább tejjel és édesítve, míg a férfiak tej nélkül, feketén preferálják a kávét. Ezt a kereszttábla elemzés is alátámasztotta (Feketén fogyasztás: χ2(1, n=143)=3,46, p=0,05; Tejjel fogyasztás: χ2(1, n=143)=6,51, p=0,01).

3. ábra. A kávéfogyasztás összefüggései a taster státusszal és a nemmel (n = 143, p=0,05) Rövidítések: ’Tejjel’ = tejjel, tejpótlóval, tejtermékkel való ízesítés, ’Édesítéssel’ = bármilyen édesítőszerrel (cukor, mesterséges és természetes édesítőszerek) való ízesítés, ’Kávéfajta – Vegyes’: Arabica és a Robusta felváltva, vagy blend-ként (keverékként) való fogyasztás
6.1.1.3. A teafogyasztás és a taster-státusz összefüggései

A kitöltők közül 14 fő jelölte, hogy nem fogyaszt teát, így adataikat nem elemeztük. A „Fekete vegyes” kategória több teafajta, köztük fekete tea rendszeres fogyasztását jelenti. A „Zöld vegyes” a fekete teán kívül több más teafajta rendszeres fogyasztását jelenti. Az „Édesítve” kategória a bármilyen édesítőszerrel (cukor, mesterséges és természetes édesítőszerek) való teafogyasztást jelöli. Az „Ízesítés - Vegyesen” kategória az alkalmanként eltérő ízesítést (egyszer édesítve, és/vagy citrommal, egyszer ízesítés nélkül stb.), az „Ízesítés - Mindennel” pedig a cukorral és citrommal való fogyasztást jelöli. 156 teafogyasztó közül 57 fő ízesítés nélkül (édesítőszer, citrom hozzáadása nélkül) fogyasztja az italt.

Elemzéseink során nem találtunk szignifikáns összefüggést a taster státusz és a teafogyasztás (χ2(1, n=170)=1,26, p=0,26), annak gyakorisága (χ2(1, n=156)=0,95, p=0,32), a fogyasztott teafajták (χ2(5, n=156)=2,57, p=0,76) és az ital ízesítési módjai (χ2(4, n=156)=5,13, p=0,27) között. A nemek esetében szintén nem találtunk szignifikáns összefüggést.

A többszörös korrespondencia-analízis ábráján (4. ábra) látható mintázat alapján a nők és a taster-ek gyakrabban fogyasztanak teát, azon belül is fekete- és gyógynövényteákat, ízesítés nélkül, vagy édesítve. A férfiak és a non-taster-ek ritkábban fogyasztanak teát, valamint a zöld teákat részesítik előnyben, citrommal ízesítve és édesítve, vagy csak citrommal. Kizárólag gyümölcstea fogyasztása, illetve alkalmanként eltérő ízesítés alkalmazása a kitöltők körében nem jellemző.

4. ábra. A teafogyasztás összefüggései a taster státusszal és a nemmel (n = 156, p=0,05) Rövidítések: ’Teafajta - Fekete vegyes’ = több teafajta, köztük fekete tea rendszeres fogyasztása, ’Teafajta - Zöld vegyes’: a fekete teán kívül több más teafajta rendszeres fogyasztása, ’Édesítve’: bármilyen édesítőszerrel (cukor, mesterséges és természetes édesítőszerek) való ízesítés, ’Ízesítés – Vegyesen’: alkalmanként eltérő ízesítés (egyszer édesítve, és/vagy citrommal, egyszer ízesítés nélkül stb.), ’Ízesítés – Mindennel’: cukorral és citrommal való ízesítés

7. Megbeszélés

A taster és non-taster kategóriák arányai megegyeznek a nemzetközi szakirodalomban közölt adatokkal, melyek szerint amerikai és kaukázusi populációban 70 % / 30 % az eloszlás [6, 37].

A taster státusz és a BMI között nem találtunk szignifikáns összefüggést, hasonlóan korábbi kutatásokhoz [17, 38]. Ezzel szemben más kutatók kimutattak szignifikáns összefüggéseket a paraméterek között [39]. A szakirodalmi adatok ez alapján ellentmondásosak, nincs konszenzus a kutatók között. Új eredményeink alapján nem találtunk összefüggést a taster státusz és a testzsírszázalék, a viszcerális zsír kiterjedése között sem.

Vizsgálataink során a túlsúlyos BMI kategórián belül szignifikáns különbséget találtunk a két nem között. Ennek oka a két nem eltérő izomtömege: a BMI nem tesz különbséget a zsírszövet és a zsírmentes szövetek között, valamint nem kalkulál a testzsír eloszlásával sem, így, bár specifitása nagy, érzékenysége alacsonynak tekinthető [40]. A résztvevő férfiak esetében a vázizomtömeg szignifikánsan magasabb volt (Mann–Whitney U=1664, n1 =23, n2 = 73, p<0,0001, kétoldalú), így közülük többen kerültek a túlsúlyos kategóriába.

Noha a kávéfogyasztás esetében nem találtunk szignifikáns összefüggéseket, a többszörös korrespondenciaelemzés alapján azonban tendenciák figyelhetőek meg. A non-tasterek kevésbé gyakran fogyasztanak kávét, és nem is tudják megnevezni a fogyasztott kávé fajtáját. Ezek valószínűleg összefüggenek egymással, hiszen a kávéfogyasztás iránt kevésbé érdeklődők a kávé fajtája iránt is kisebb érdeklődést mutathatnak. Amikor kávét fogyasztanak, édesítik azt, ez a tasterek esetében kevésbé jellemző, melyet szakirodalmi adatok is alátámasztanak [41]. A nemek esetében a kávé eltérő ízesítéssel, illetve ízesítés nélkül („Feketén”) való preferálása esetleg egy-egy társadalmi elvárásból fakadó magatartásnak tulajdonítható, mely szerint a rövid eszpresszó kávé (espresso shot) fogyasztása férfiasabb, míg a tejjel-édesítéssel készült kávéitaloké (pl. milk espresso) nőiesebb [42].

A teafogyasztás esetében sem találtunk szignifikáns összefüggéseket, azonban tendenciózus eredményeink összhangban vannak a nemzetközi szakirodalommal, miszerint a tasterek kevésbé preferálják a zöld teákat [43, 44].

A kutatás limitációja, hogy demográfiai szempontból nem volt reprezentatív. A vizsgálatok során kereskedelmi forgalomban kapható tesztcsíkokkal dolgoztunk, melyeknél pontosabb eredményekkel szolgálhatnak PTC vagy PROP oldatsorokkal végzett tesztek.

8. Következtetés

A szakirodalmi adatok, és saját eredményeink alapján nem zárható ki, hogy összefüggés áll fenn a genotípus és a testösszetétel, valamint az élelmiszerválasztás között. Valószínűleg azonban nem a genotípus, hanem a fenotípus (taster – non-taster) az, ami közvetetten, a preferenciákon és az élelmiszerválasztáson keresztül hozzájárulhat az elhízáshoz, és az ahhoz köthető betegségek kialakulásához. Mivel azonban az étkezési szokásokat és az élelmiszerpreferenciákat más, pl. szociodemográfiai és pszichológiai faktorok is befolyásolják, ezek hatása felülírhatja a fenotípus alapján „törvényszerűnek” vélt következményeket (keserű íz kedvelése/kerülése). További, nagymintás, reprezentatív kutatások eredményei szükségesek a feltételezések igazolásához.

9. Nyilatkozatok

Anyagi támogatás: A projekt az EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00005 számú pályázat támogatásával készült. Az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-19-3-I-SZIE-65 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának szakmai támogatásával készült. A szerzők köszönik a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal támogatását (FK 137577).

Szerzői munkamegosztás: Kísérlettervezés: BB, LA, VBM, GA; Adatgyűjtés: BB, KD, LA, VBM, KZ; Adatelemzés: BB, GA; Kézirat elkészítése: BB, GA, KZ; Kézirat felülvizsgálata, jóváhagyása: BB, GA, KD, LA, VBM, KZ.

Érdekeltségek: A szerzőknek nincsenek érdekeltségeik.

Köszönetnyilvánítás: Biró Barbara köszöni a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem Élelmiszertudományi Doktori Iskola támogatását. Gere Attila köszöni a Prémium Posztdoktori Program és az NKFIH K134260 számú projektjének támogatását. A szerzők köszönik a kutatásban részt vevők közreműködését.

10. Irodalom

[1] Miller-Keane, O’Toole M. (2003): Miller-Keane Encyclopedia & Dictionary of Medicine, Nursing & Allied Health, 7th ed. Saunders, Philadelphia.

[2] Purves D; Augustine G. J; Fitzpatrick D; et al. (2004): Neuroscience, 3rd ed. Sinauer Associates, Sunderland.

[3] Gottfried J. A. (2011): Neurobiology of Sensation and Reward, 1st ed. CRC Press, Boca Raton. DOI

[4] Meyerhof W; Behrens M; Brockhoff A; et al. (2005): Human bitter taste perception. Chemical Senses, 30 (Suppl 1) pp. 14-15. DOI

[5] Wieczorek M. N; Walczak M; Skrzypczak-Zielińska M; et al. (2017): Bitter taste of Brassica vegetables: the role of genetic factors, receptors, isothiocyanates, glucosinolates and flavor context. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 58 (18) pp. 3130-3140. DOI

[6] Tepper B. J. (2008): Nutritional Implications of Genetic Taste Variation: The Role of PROP Sensitivity and Other Taste Phenotypes. Annual Review of Nutrition, 28 pp. 367-388. DOI

[7] Beckett E. L; Martin C; Yates Z; et al. (2014): Bitter taste genetics - the relationship to tasting, liking, consumption and health. Food and Function, 5 (12) pp. 3040-3054. DOI

[8] Kurihara K. (2009): Glutamate: From discovery as a food flavor to role as a basic taste (umami). American Journal of Clinical Nutrition, 90 (3) pp. 1-3. DOI

[9] National Center for Biotechnology Information, PubChem Database. Phenylthiourea, CID=676454. (Hozzáférés: 2020. 05. 20.)

[10] National Center for Biotechnology Information, PubChem Database. Propylthiouracil, CID=657298. (Hozzáférés: 2020. 05. 20.)

[11] Trivedi B. P. (2012): The finer points of taste. Nature, 486 S2-S3. DOI

[12] Bartoshuk L. M; Duffy V. B; Miller I. J. (1994): PTC/PROP Tasting: Anatomy, Psychophysics, and Sex Effects. Physiology and Behavior, 56 (6) pp. 1165-1171. DOI

[13] Hayes J. E; Keast R. S. J. (2011): Two decades of supertasting: Where do we stand? Physiology and Behavior, 104 (5) pp. 1072-1074. DOI

[14] Brookes A. J. (1999): The essence of SNPs. Gene, 234 (2) pp. 177-186. DOI

[15] National Center for Biotechnology Information and U.S. National Library of Medicine Database of Single Nucleotide Polymorphisms (dbSNP). (Hozzáférés: 2020. 05. 20.)

[16] Kim U. K; Drayna D. (2005): Genetics of individual differences in bitter taste perception: Lessons from the PTC gene. Clinical Genetics, 67 (4) pp. 275-280. DOI

[17] Deshaware S; Singhal R. (2017): Genetic variation in bitter taste receptor gene TAS2R38, PROP taster status and their association with body mass index and food preferences in Indian population. Gene, 627 pp. 363-368. DOI

[18] Campbell M. C; Ranciaro A; Froment A; et al. (2012): Evolution of functionally diverse alleles associated with PTC bitter taste sensitivity in Africa. Molecular Biology and Evolution, 29 (4) pp. 1141-1153. DOI

[19] Forrai Gy; Bánkövi Gy. (1967): Phenylthiocarbamid-ízlelőképesség vizsgálata budapesti gyermekpopulációban. Orvosi Hetilap, 108 (36) pp. 1681-1687. DOI

[20] Fischer R; Griffin F; England S; et al. (1961): Taste Thresholds and Food Dislikes. Nature, 191 pp. 1328. DOI

[21] Carta G; Melis M; Pintus S; et al. (2017): Participants with Normal Weight or with Obesity Show Different Relationships of 6-n-Propylthiouracil (PROP) Taster Status with BMI and Plasma Endocannabinoids. Scientific Reports, 7 (1) pp. 1-12. DOI

[22] Choi J. H; Lee J; Yang S; et al. (2017): Genetic variations in taste perception modify alcohol drinking behavior in Koreans. Appetite, 113 pp. 178-186. DOI

[23] Yang Q; Dorado R; Chaya C; et al. (2018): The impact of PROP and thermal taster status on the emotional response to beer. Food Quality and Preference, 68 pp. 420-430. DOI

[24] Shen Y; Kennedy O. B; Methven L. (2016): Exploring the effects of genotypical and phenotypical variations in bitter taste sensitivity on perception, liking and intake of brassica vegetables in the UK. Food Quality and Preference, 50 pp. 71-81. DOI

[25] Mezzavilla M; Notarangelo M; Concas M. P; et al. (2018): Investigation of the link between PROP taste perception and vegetables consumption using FAOSTAT data. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 70 (4) pp. 484-490. DOI

[26] De Toffoli A; Spinelli S; Monteleone E; et al. (2019): Influences of Psychological Traits and PROP Taster Status on Familiarity with and Choice of Phenol-Rich Foods and Beverages. Nutrients, 11 (6) pp. 1329. DOI

[27] Yang Q; Kraft M; Shen Y; et al. (2019): Sweet Liking Status and PROP Taster Status impact emotional response to sweetened beverage. Food Quality Preference, 75 pp. 133-144. DOI

[28] Cossu G; Melis M; Sarchioto M; et al. (2018): 6-n-propylthiouracil taste disruption and TAS2R38 nontasting form in Parkinson’s disease. Movement Disorders, 33 (8) pp. 1331-1339. DOI

[29] Choi J; Kim J. (2019): TAS2R38 Bitterness Receptor Genetic Variation and Risk of Gastrointestinal Neoplasm: A Meta-Analysis. Nutrition and Cancer - An International Journal, 71 (4) pp. 585-593. DOI

[30] Dżaman K; Zagor M; Sarnowska E; et al. (2016): The correlation of TAS2R38 gene variants with higher risk for chronic rhinosinusitis in Polish patients. Otolaryngologia Polska - The Polish Otolaryngology, 70 (5) pp. 13-18. DOI

[31] Dubiel A. (2019): Bioelectrical impedance analysis in medicine. World Scientific News, 125 pp. 127-138.

[32] WHO (2000): Obesity: Preventing and managing the global epidemic. WHO Technical Report Series 894, Geneva.

[33] American Council on Exercise (2020): Percent Body Fat Norms for Men and Women. ACE - Tools & Calculators. Hozzáférés: 2020. 06. 18.

[34] InBody USA. InBody 770 Result Sheet Interpretation. (Hozzáférés: 2020. 06. 18.)

[35] Welch A. A. (2013): Dietary intake measurement: Methodology. In: Caballero B. (ed.): Encyclopedia of Human Nutrition, 3rd ed; vol. 2. Academic Press, Oxford, pp. 65-73. DOI

[36] Greenacre M. (2017): Correspondence Analysis in Practice, 3rd ed. Chapman and Hall/CRC, New York. DOI

[37] Tepper B. J. (1999): Does genetic taste sensitivity to PROP influence food preferences and body weight? Appetite, 32 (3) pp. 422. DOI

[38] Yackinous C. A; Guinard J. (2002): Relation between PROP (6-n-propylthiouracil) taster status, taste anatomy and dietary intake measures for young men and women. Appetite, 38 (3) pp. 201-209. DOI

[39] Choi S. E; Chan J. (2015): Relationship of 6-n-propylthiouracil taste intensity and chili pepper use with body mass index, energy intake, and fat intake within an ethnically diverse population. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics, 115 (3) pp. 389-396. DOI

[40] Adab P; Pallan M; Whincup P. H. (2018): Is BMI the best measure of obesity? BMJ, 360 pp. 15-16. DOI

[41] Masi C; Dinnella C; Monteleone E; et al. (2015): The impact of individual variations in taste sensitivity on coffee perceptions and preferences. Physiology and Behavior, 138 pp. 219-226. DOI

[42] Reitz J. K. (2007): Espresso. Food, Culture and Sociology, 10 (1) pp. 7-21. DOI

[43] Chamoun E; Mutch D. M, Allen-Vercoe E; et al. (2018): A review of the associations between single nucleotide polymorphisms in taste receptors, eating behaviors, and health. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 58 (2) pp. 194-207. DOI

[44] Pasquet P; Oberti B; El Ati J; et al. (2002): Relationships between threshold-based PROP sensitivity and food preferences of Tunisians. Appetite, 39 (2) pp. 167-173. DOI

Tovább a cikk olvasásához


Egysejt-fehérje előállítása állati takarmányozáshoz fermentációs biotechnológiával

Cikk letöltése PDF formátumban

Egysejt-fehérje előállítása állati takarmányozáshoz fermentációs biotechnológiával

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2022/2-3-HUN

Érkezett: 2021. október - Elfogadva: 2022. március

Szerzők

1 Széchenyi István Egyetem, Agrártudományi és Élelmiszertudományi Kar, Víz- és Környezettudományi tanszék
2 SISAF Nanotechnology Drug Delivery, Ulster University
* Levelező szerző: Széchenyi István Egyetem, Agrártudományi és Élelmiszertudományi Kar, Víz- és Környezettudományi tanszék

Kulcsszavak

Kwashiorkor, egysejtes fehérje, élelmiszer-melléktermékek, takarmányozás, fermentáció, biotechnológia

1. Összefoglalás

Háttérinformáció: A fermentáció egyfajta biotechnológia, amely mikroorganizmusok kémiai folyamatait használ állati táplálék előállítására. A régi időkben a hulladékokat vegyszerekkel kezelték, napjainkban viszont a vállalkozások a hulladékokat értékes élelmiszerekké, élelmiszer-összetevőkké vagy takarmánytermékekké például egysejt-olajokká, vagy egysejtfehérjékké alakítják át. A leggyakrabban használt szubsztrátum a melasz és a kukoricaáztató lúg, amelyek a fermentációs folyamat részei.

Cél: Kéziratunk megírásának célja az, hogy áttekintést adjon az egysejt-fehérjék (single cell proteins – SCP) fermentációs eljárással történő előállításához felhasznált élesztőtörzsekről és élelmiszer-melléktermékekről. Ezen túlmenően a dolgozat összefoglalja az egysejt-fehérjék szerepét az állati takarmányban.

Módszerek: A cikk anyagához a Google Scholar Medline és PubMed adatbázisában elektronikus keresést végeztünk. További keresést végeztünk az Élelmiszer- és Mezőgazdasági Világszervezet, a FAO kutatási cikkadatbázisában.

Eredmények: A fentebb említett szubsztrátok és a különböző mikroorganizmusok (algák, élesztő, baktériumok) által termelt egysejt-fehérjék fontos szerepet játszanak az állati takarmányozásban. Ezenkívül az SCP-k kiváló minőségű fehérje-, telítetlen zsírsav-, vitamin- és ásványianyag-források az állatok számára.

Következtetés: Az egysejt-fehérje fermentációval történő előállítása számos jelentős előnnyel jár, beleértve a fenntarthatóságot, az egészséget és a termelési hatékonyságot.

2. Bevezetés

A régebbi évtizedekben a különböző élelmiszeripari hulladékokat különféle vegyszerekkel kezelték, amely nem volt a legjobbnak tekinthető hulladékkezelési megoldás. Ahogy a világ népessége növekszik, az elmúlt évtizedekben az állat- és tejtermelés is folyamatosan növekszik. A világ jelenleg több mint 350 millió tonna állati eredetű fehérjét termel, és ez az érték 2050-re várhatóan 1250 millió tonnára fog emelkedni, hogy kielégítse az állati eredetű fehérje iránti globális keresletet [1]. Manapság sok cég alakít át a különféle hulladékokat hasznos élelmiszerekké, élelmiszer-összetevőkké vagy takarmánytermékekké emberi táplálkozásra és az állatok takarmányozása céljából. Ezek a termékek környezetbarátnak és egészségügyi szempontból is kedvezőknek tekinthetők, mint például a biogáz, a bioüzemanyagok és az egyéb bioenergiák. A rendelkezésre álló módszerek és technikák lehetőséget adnak arra, hogy ezeket a termékeket egysejt-olajokként, egysejt-fehérjékként, vegyi anyagokként, enzimekként és sok más hasznos anyaggá alakítsuk át.

A szénhidrátok és a zsírok után a fehérjék a legfontosabb makrotápanyagok, amelyekre a szervezetnek nagy mennyiségben szüksége van. Fogyasztásuk elengedhetetlen tényező a növekedéshez, a test helyreállításához és az egészség megőrzéséhez. Valamennyi fehérje 20 aminosavból áll, és ezek határozzák meg a fehérje tápértékét. Az aminosavak egy részét az ember nem tudja szintetizálni, de mégis esszenciálisak (valin, leucin, izoleucin, fenilalanin, triptofán, lizin, hisztidin, metionin és treonin), és ezeket étrendünkből kell bevinni. Az aminosavak általános szerkezetét az 1. ábra mutatja be.

A fehérjék emésztése a gyomorban kezdődik és a bél lumenében folytatódik, ahol a fehérjék mono- és diaminosavakká bomlanak le. Ezeket az aminosavakat a belekben specifikus transzporterek kötik meg, majd a vérbe juttatják, hogy a szervezet egyéb szöveteinek nitrogénalapú vázát képezhessék. Ezek között neurotranszmitterek, enzimek és hormonok is vannak [2, 3]. Bár mind a növényi, mind az állati fehérjék összetevőikben hasonlóak, mindkettő fehérjecsoport közel ugyanazokat az aminosavakat tartalmazza, de az összes esszenciális aminosavat az állati fehérjék tartalmazzák [4].

Általánosságban elmondható, hogy az emberi szervezetnek testtömeg-kilogrammonként 1,0-1,5 g fehérjére van szüksége úgy a felnőttek, mint a gyermekek esetében [5]. Ha az étrend hosszú ideig fehérjehiányos, a kwashiorkor nevű betegséget okozhatja, amely az alultápláltság súlyos formája [6].

1. ábra. Az aminosavak általános szerkezeti képlete: aminocsoport (-NH2), karboxilcsoport (-COOH) és cserélhető csoport (-R) [7]

Az egysejt-fehérje (SCP) a hulladékokból származó egyik kiváló minőségű és értékes diétás termék [8, 9, 10, 11, 12]. Az SCP egy biomassza, amelyet különböző mikroorganizmusok állítanak elő, így bioproteinnek, mikrobiális fehérjének vagy biomasszának is nevezhetjük. Ezek a mikroorganizmusok fehérjében gazdag összetevőként emberi táplálékban és állati takarmányban is felhasználhatók [8]. Ezen túlmenően az SCP-k növényi fehérjeforrások hasznos alternatívája lehet, egész évben előállíthatók és nem bocsátanak ki üvegházhatású gázokat. A fehérje előállításához legfontosabb az olcsó és megfelelő szubsztrátok vagy agráripari melléktermékek és értékes mikroorganizmusok kiválasztása az egysejt-fehérjék előállítási költségének csökkentéséhez [8, 13, 14, 15, 16, 17]. Ennek elérése érdekében különféle szubsztrátumokat használtak, mint például almatörköly, jamsz-héj (Dioscorea sp. Szerk), citruspép, burgonya héja, ananászhulladék, papayahulladék [8]. A leggyakrabban használt melléktermékek azonban a melasz és a kukoricaáztató lé. A mikroorganizmusok kutatási és ipari célokra való helyes kiválasztása is fontos.

Dolgozatunk a mikroorganizmusok (algák, élesztő, baktériumok) által termelt egysejt-fehérjékre, mint alternatív fehérjeforrásokra összpontosít. Az erjesztéssel előállított egysejt-fehérje kedvező beltartalmi értékeinek köszönhetően (fehérjék, vitaminok, ásványi anyagok) jól emészthető formában felhasználható emberi táplálkozásra, mint élelmiszer. Vitamin-kiegészítéssel különösen, mint funkcionális élelmiszer-összetevő, hozzájárul az alultápláltság megelőzéséhez, kezeléséhez is [10].

3. Anyag és módszer

Az áttekintő dolgozat elkészítéséhez elektronikus kereséseket végeztünk a Google Scholar adatbázison, a Medline-on és a PubMed-en. További keresést végeztünk az interneten is. A keresési elemek a következők voltak: táplálkozás, étrend, fehérje, egysejt-fehérje, immunrendszer. Ezt az áttekintést a legújabb irodalom elemzésére végeztük, abból a célból, hogy bemutassuk a táplálkozási szokások és az egysejt-fehérjék étrendi hatását.

4. Eredmények

4.1. Egysejt-fehérjék előállítása fermentációval

Az egysejt-fehérje (SCP) egy, termesztett mikrobiális biomasszából származó fehérje, amely az étrendben fehérje-kiegészítésre használható. Az SCP fermentációs folyamata a 2. ábrán látható. Az SCP-k előállításához mezőgazdasági és ipari hulladékok szolgálnak szubsztrátként. Az algák, gombák és baktériumok a mikrobiális fehérje fő forrásai, amelyek SCP-ként hasznosíthatók (1. táblázat) [18]. A fajok élelmiszerként való felhasználhatósága függ a növekedési sebességtől, a felhasznált szubsztráttól, annak szennyeződéseitől, toxintartalmától. Az előállított biomassza fehérjében, aminosavakban, például lizinben és metioninban, telítetlen zsírsavakban, vitaminokban és ásványi anyagokban gazdag. Az ilyen biomasszát élelmiszerként, étrend-kiegészítőként [18] és takarmányként világszerte használják.

2. ábra. Egysejt-fehérje előállítása fermentációs eljárással (Módosított vázlat [8])
1. táblázat. Különböző táptalajok és mikroorganizmusok egysejt-fehérje (biomassza) termelésére

4.2. Élelmiszer melléktermékek, főként melasz és kukoricaáztató lé felhasználása biomassza előállítására

A termelési költségek csökkentésének, az élelmiszerrendszer kapacitásának növelése és a környezeti fenntarthatósági kampányhoz való csatlakozás fontos feltétele az élelmiszer-veszteség és -pazarlás csökkentése. Az élelmiszer-hulladék számos biológiailag lebomló komponenst tartalmaz a kórokozó mikroorganizmusok számára, amelyek fertőző betegségeket okozhatnak. Így az élelmiszer-veszteség és a hulladékcsökkentés szintén kedvező hatással van a fogyasztók egészségére és jólétére.

Az Európai Unió ennek szellemében is támogatja az élelmiszer-pazarlás csökkentését, amelyek zöldségekből, gyümölcsökből, italokból, cukorból, húsból, akvakultúrából és tenger gyümölcseiből származó élelmiszer-melléktermékek funkcionális vagy bioaktív összetevőit is tartalmazzák. Az élelmiszer-melléktermékek felhasználhatók a táplálék- vagy gyógyszeriparban. Ezek fermentációs biotechnológiával állati takarmánytermékekké alakíthatók [30]. Az egyik leggyakrabban használt élelmiszer-melléktermék a melasz és a kukoricapehely. A melasz (M) a cukornád mellékterméke, és számos fermentációs vegyületet tartalmaz, például vitaminokat, ásványi anyagokat, szacharózt és szerves vegyületeket. Ezenkívül a kukorica áztatólúg (CSL) a kukorica nedves őrlési iparának mellékterméke, és számos összetevőben gazdag, például vitaminokban, ásványi anyagokban, aminosavakban és fehérjékben. Ezenkívül a CSL fontos nitrogénforrás is [31]. A fermentációs folyamatban szubsztrátként használt melasszal és kukoricaáztató lével kapcsolatos irodalmi adatokat a 2. táblázatban foglaltuk össze.

2. táblázat. A melasz és a kukorica áztatólé kedvező hatásait összefoglaló irodalmi hivatkozások

4.3. A fermentációval előállított egysejt-fehérje szerepe az állati takarmányozásban

A jó minőségű és magas fehérjében gazdag emberi élelmiszerek és állati takarmányok, amelyeket fontos növelni a globális népesség növekedésével. A mikrobiális biomasszán alapuló, egysejtű fehérje (SCP) termékek potenciális összetevője ennek az igénynek [42]. Az SCP kiváló minőségű omega-3 zsírsavakat, vitaminokat, mikrotápanyagokat, fehérjét és egyéb, az állati szervezet számára hasznos összetevőket tartalmaz. Ezeket az értékes összetevőket a 3. táblázatban foglaltuk össze.

3. táblázat. Különböző mikroorganizmusokból származó egysejt-fehérjék különböző, értékes komponensei [42]

Az egysejt-fehérjék az állati takarmányban kedvezően egészítik ki a fehérjeszükségletet a hagyományos takarmányok mellett. Ez az állati eredetű termékek minőségét is befolyásolhatja. Az egysejt-fehérjék állati takarmányban betöltött szerepét számos kézirat igazolja, melyeket a 4. táblázat mutat be.

4. táblázat. Az egysejt-fehérjék szerepe a takarmányban

7. Irodalom

[1] Ritala A., Häkkinen Suvi T., Toivari M., Wiebe Marilyn G. (2017) Single Cell Protein State of the Art, Industrial Landscape and Patents 2001–2016. Frontiers in Microbiology. 8:1-18. DOI

[2] Dallas D. C., Sanctuary M. R., Qu Y., Khajavi S. H., Van Zandt A. E., Dyandra M., Frese S. A., Barile D., Germal J. B. (2017): Personalizing protein nourishment. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 57(15):3313-3331. DOI

[3] Berg J. M., Tymoczko J. L., Stryer L. (2002): Biochemistry. 5th edition. New York: W H Freeman Section 23.1, Proteins Are Degraded to Amino Acids.

[4] Lopez M. J, Mohiuddin S. S. (2021): Biochemistry, Essential Amino Acids. [Updated 2021 Mar 26]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL)

[5] Delimaris I. (2013): Adverse Effects Associated with Protein Intake above the Recommended Dietary Allowance for Adults. ISRN Nutrition. 2013:1-6. DOI

[6] Benjamin O, Lappin S. L. (2021): Kwashiorkor. Treasure Island (FL): Stat Pearls Publishing, 2021 Jan.

[7] Ahmed M., Ahmed W., Byrne J. (2013): Adsorption of Amino Acids Onto Diamond for Biomedical Applications: Deposition, Characterization and the Adsorption Behaviour of Amino Acids on Doped Diamond. KS Omniscriptum Publishing.296. ISBN: 365947360X, 9783659473609

[8] Sharif M., Zafar M. H., Aqid A. I., Saeed M., Farag M. R., Alagawany M. (2021): Single cell protein: Sources, mechanism of production, nutritional value and its uses in aquaculture nutrition. Aquaculture.531:1-8. DOI

[9] Spalvins K., Zihare L., Blumberga D. (2018): Single cell protein production from waste biomass: comparison of various industrial by-products. Energy Procedia. 147:409-418. DOI

[10] Reihani S. F. S., Khosravi-Darani K. (2019): Influencing factors on single-cell protein production by submerged fermentation: A review. Electronic Journal of Biotechnology. 37:34-40. DOI

[11] Baidhe E., Kigozi J., Mukisa I., Muyanja C., Namubiru L., Kitarikawe B. (2021): Unearthing the potential of solid waste generated along the pineapple drying process line in Uganda: A review. Environmental Challenges. 2:1-11. DOI

[12] Allegue L. D., Puyol D., Melero J. A. (2020): Novel approach for the treatment of the organic fraction of municipal solid waste: Coupling thermal hydrolysis with anaerobic digestion and photo-fermentation. Science of the Total Environment. 714. pp. 1-10. DOI

[13] Buitrago Mora H. M., Pineros M. A., Espinosa Moreno D., Restrepo Restrepo S., Jaramillo Cardona J. E. C., Álvarez Salano Ó. A., Fernandez-Nino M., González Barrios A. F. (2019): Multiscale design of a dairy beverage model composed of Candida utilis single cell protein supplemented with oleic acid. Journal of Dairy Science. 102. pp. 9749-9762. DOI

[14] Lo C.-A., Chen B. E. (2019): Parental allele-specific protein expression in single cells In vivo. Developmental Biology. 454:66-73. DOI

[15] Mahmoud M. M., Kosikowski F. V. (1982): Alcohol and single Cell Protein Production by Kluyveromyces in Concentrated Whey Permeates with Reduced Ash. Journal of Dairy Science. 65. pp. 2082-2087. DOI

[16] Daghir N. J., Sell J. L. (1981): Amino Acid Limitations of Yeast Single-Cell Protein for Growing Chickens. Poultry Science. 61. pp. 337-344. DOI

[17] El-Samragy Y. A., Zall R. R. (1987): The Influence of Sodium Chloride on the Activity of Yeast in the Production of Single Cell Protein in Whey Permeate. Journal of Dairy Science. 71. pp. 1135-1140. DOI

[18] Anupama, Ravindra P. (2000): Value-added food: Single cell protein. Biotechnology Advances.18. pp. 459-479. DOI

[19] Patelski P., Berlowska J., Dziugan P., Pielechprzybylska K., Balcerek M., Dziekonska U., Kalinowska H. (2015): Utilisation of sugar beet bagasse for the biosynthesis of yeast SCP. Journal of Food Engineering. 167. pp. 32-37. DOI

[20] Lee B., Kim J. K. (2001): Production of Candida utilis biomass on molasses in different culture types. Aquacultural Engineering. 25. pp. 111-124. DOI

[21] Kim J. K., Tak K., Moon J. (1998): A continuous fermentation of Kluyveromyces fragilis for the production of a highly nutritious protein diet. Aquacultural Engineering. 18. pp. 41-49. DOI

[22] Coca M., Barrocal V. M., Lucas S., Gonzálezbenito G., García-Cubero M. T. (2015): Protein production in Spirulina platensis biomass using beet vinasse-supplemented culture media. Food and Bioproducts Processing. 94. pp. 306-312. DOI

[23] Hanh V., Kim K. (2009): High-Cell-Density Fed-Batch Culture of Saccharomyces cerevisiae KV-25 Using Molasses and Corn Steep Liquor. Journal of Microbiology and biotechnology.19. pp. 1603-1611. DOI: DOI

[24] Zepka L. Q., Jacob-Lopes E., Goldbeck R., Souzasoares L. A., Queiroz M. I. (2010): Nutritional evaluation of single-cell protein produced by Aphanothece microscopica Nägeli. Bioresource Technology. 101. pp. 7107-7111. DOI: DOI

[25] Rajoka M. I., Khan S. H., Jabbar M. A., Awan M. S., Hashmi A. S. (2006): Kinetics of batch single cell protein production from rice polishings with Candida utilis in continuously aerated tank reactors. Bioresource Technology. 97. pp. 1934-1941. DOI: DOI

[26] Yadav J. S. S., Bezawada J., Ajila C. M., Yan S., Tyagi R. D., Surampalli R. Y. (2014): Mixed culture of Kluyveromyces marxianus and Candida krusei for single-cell protein production and organic load removal from whey. Bioresource Technology. 164. pp. 119-127. DOI

[27] De Gregorio, A., Mandalari, G., Arena, N., Nucita, F., Tripodo, M. M., Lo Curto, R. B. (2002): SCP and crude pectinase production by slurry-state fermentation of lemon pulps. Bioresource Technology. 83. pp. 89-94. DOI

[28] Lo Curto, R. B., Tripodo M. M. (2001): Yeast production from virgin grape marc. Bioresource Technology. 78. pp. 5-9. DOI

[29] Fontana J. D., Czeczuga B., Bonfim T. M. B., Chociai M. B., Oliveira B. H., Guimaraes M. F., Baron M. (1996): Bioproduction of carotenoids: the comparative use of raw sugarcane juice and depolymerized bagasse by Phaffia Rhodozyma. Bioresource Technology. 58. pp. 121-125. DOI

[30] Socas-Rodríguez B., Álvarez-Rivera G., Valdés A., Ibánez E. (2021): Food by-products and food wastes: are they safe enough for their valorization? Trends in Food Science & Technology. 114. pp. 133-147. DOI

[31] Amado I. R., Vázquez J. A., Pastrana L., Teixeira J. A. (2017): Microbial production of hyaluronic acid from agro-industrial by-products: Molasses and corn steep liquor. Biochemical Engineering Journal. 117. pp. 181-187. DOI

[32] Palmonari A., Cavallini D., Sniffen C. J., Fernandes L., Holder P., Fagioli L., Fusaro I., Biagi G., Formigoni A., Mammi L. (2020): Short communication: Characterization of molasses chemical composition. Journal of Dairy Science. 103. pp. 6244-6249. DOI

[33] Wang J., Chen L., Yuan X.-J., Guo G., Li J.-F., Bai Y.-F., Shao T. (2017): Effects of molasses on the fermentation characteristics of mixed silage prepared with rice straw, local vegetable by-products and alfalfa in Southeast China. Journal of Integrative Agriculture. 16. pp. 664-670. DOI

[34] Sarka E., Bubnik Z., Hinkova A., Gebler J., Kadlec P. (2012): Molasses as a by-product of sugar crystallization and a perspective raw material. Procedia Engineering. 42. pp. 1219-1228. DOI

[35] Chooyok P., Pumijumnog N., Ussawarujikulchai A. (2013): The Water Footprint Assessment of Ethanol Production from Molasses in Kanchanaburi and Supanburi Province of Thailand. APCBEE Procedia. 5. pp. 283-287. DOI

[36] Siverson A., Vargas-Rodriguez C. F., Bradford B. J. (2014): Short communication: Effects of molasses products on productivity and milk fatty acid profile of cows fed diets high in dried distillers grains with solubles. Journal of dairy Science. 97. pp. 3860-3865. DOI

[37] Karigidi K. O., Olaiya C. O. (2020): Antidiabetic activity of corn steep liquor extract of Curculigo pilosa and its solvent fractions in streptozotocin-induced diabetic rats. Journal of Traditional and Complementery Medicine. 10. pp. 555-564. DOI

[38] Li X., Xu W., Yang J., Zhao H., Xin H., Zhang Y. (2016): Effect of different levels of corn steep liquor addition on fermentation characteristics and aerobic stability of fresh rice straw silage. Animal Nutrition. 2. pp. 345-350. DOI

[39] Waldroup P. W., Hazen K. R. (1979): Examination of Corn Dried Steep Liquor Concentrate and Various Feed Additives as Potential Sources of a Haugh Unit Improvement Factor for Laying Hens. Poultry Science. 58. pp. 580-586. DOI

[40] Kennedy H. E., Speck M. L. (1955): Studies on Corn Steep Liquor in the Nutrition of Certain Lactic Acid Bacteria. Journal of Dairy Science. 38. DOI

[41] Cardinal B. E. V., Hedrick L. R. (1948): Microbiological assay of corn steep liquor for amino acid content. Journal of Biological Chemistry. pp. 609-612. (https://www.jbc.org/article/S0021-9258(19)52747-8/pdf)">DOI

[42] Jones S. W., Karpol A., Friedman S., Maru B. T., Tracy B. P. (2020): Recent advances in single cell protein use as a feed ingredient in aquaculture. Current opinion in Biotechnology. 61. pp. 189-197. DOI

[43] Yang P., Li X., Song B., He M., Wu C., Leng X. (2021): The potential of Clostridium autoethanogenum, a new single cell protein, in substituting fish meal in the diet of largemouth bass (Micropterus salmoides): Growth, feed utilization and intestinal histology. Aquaculture and Fisheries. pp. 1-9. DOI

[44] Claypool D. W., Church D. C. (1984): Single Cell Protein from Wood Pulp Waste as a Feed Supplement for Lactating Cows. Journal of Dairy Science. 67:216-218. DOI

[45] Waldroup P. W., Payne J. R. (1974): Feeding Value of Methanol-Derived Single Cell Protein for Broiler Chicks. Poultry Science. 53:1039-1042. DOI: DOI

[46] Olsen M. A., Vhile S. G., Porcellato D., Kidane A., Skeie S. B. (2021): Feeding concentrates with different protein sources to high-yielding, mid-lactation Norwegian Red cows: Effect on cheese ripening. Journal of Dairy Science. 104: 4062-4073. DOI

[47] Jin S.-E., Lee S. J., Kim Y., Park C.-Y. (2020): Spirulina powder as a feed supplement to enhance abalone growth. Aquaculture Reports. 17:1-8. DOI

Tovább a cikk olvasásához


Kisüzemi gyümölcsös sör termékfejlesztésének kezdeti mikrobiológiai tapasztalatai

Cikk letöltése PDF formátumban

Kisüzemi gyümölcsös sör termékfejlesztésének kezdeti mikrobiológiai tapasztalatai

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2022/2-2-HUN

Érkezett: 2021. december - Elfogadva: 2022. március

Szerzők

1 Novel Food Kft.
2 Eurofins Food Analytica Kft.

Kulcsszavak

Sör, palackozógép higiéniai állapota, kisüzemi sörfőzés, tejsavbaktériumok, Entero-bacteriaceae, Bacillus, Pectinatus, Megasphera, vadélesztő, gombák, CIP tisztító rendszer, alfasavak

1. Összefoglalás

A kisüzemi sörfőzdék piaci részesedése a teljes magyar sörpiacon 2020-ban 3 szá-zalékot tett ki [1]. A kisüzemi sörök értékesítését befolyásoló törvény („sörtörvény”, amely 2020. december 11-én jelent meg a Magyar Közlöny 2020. évi 275. számában) célja, hogy lehetőséget teremtsen a kisüzemi sörfőzdék számára, hogy jobb piaci helyzetbe kerüljenek [2]. Az intézkedés várhatóan előnyösen befolyásolja a Magyarországon évek óta tartó tendenciákat, mint a piaci szereplők számának növekedése, a termékkínálat bővülése, a fogyasztói érdeklődés fokozódása.

A fenti bíztató tendenciák mellett fogyasztóként azt tapasztaljuk, hogy a kisüzemi sörfőzdék folytonos minőség előállításában, valamint a kiszerelt sörök stabilitásának és minőségmegőrzési idejének biztosításában átlagosan elmaradnak a nagyüzemi gyártás színvonalától. Az említett minőségi deficitet elsősorban a kisüzemek minőségirányítási rendszereinek hiányosságai, a rendelkezésre álló szaktudás nem megfelelő szintje és az értékesítés körülményeinek sajátosságai okozzák.

Cikkünkben egy olyan gyümölcsös sör kisüzemi termékfejlesztését mutatjuk be, amely alacsony alkoholtartalma és egyidejűleg magas cukortartaloma révén a kiszerelt termék stabilitásának szempontjából az egyik legérzékenyebb termékkategóriát képviseli. A dolgozat elsősorban a mikrobiológiai stabilitás elérésével kapcsolatos tapasztalatokat összegzi, foglalkozik a gyártási környezet kiépítésével, összegzi a legfontosabb veszélyforrásokat és hibalehetőségeket, valamint felhívja a meglévő és leendő gyártók figyelmét annak a lehetőségére, hogy a sörfőzdei berendezések gyártói megfelelőségi igazolásai nem minden esetben jelentenek garanciát azok megfelelő működésére, sok esetben azok felülvizsgálata és átalakítása lehet szükséges. A kéziratunkban említett mikrobiológiai összefüggések saját megfigyeléseinkent alapulnak. A projekt során alkalmazott termékspecifikus mikrobiológiai vizsgálati módszereket is részletesen bemutatjuk.

2. Bevezetés

2.1. Kisüzemi sörgyártás

Magyarországon 2017 óta jogilag azt a főzdét nevezik kisüzemi sörfőzdének, ahol kevesebb mint évi 200.000 hektoliter sört állítanak elő. A 2017 előtti szabályozás még 8000 hektoliternél húzta meg a vonalat, mely alatt 50% jövedéki adókedvezménnyel támogatottak a főzdék [3].

2.2. Gyümölcsös sör

A gyümülcsös sör kategóriába azok a sörök tartoznak amiket valamilyen gyümölccsel, vagy több gyümölcs kombinálásával készítenek. A gyümölcs szót itt konyhai, nem pedig botanikai értelemben használják – húsos, magra asszociáló növényi struktúrák amelyek édesek, vagy savanyúak, és nyersen ehetők. Ide tartoznak például az almatermésűek (alma, körte, birs), a csonthéjasok (cseresznye, szilva, őszibarack, sárgabarack, mango stb.), továbbá amelyek angol nevében megtalálható a “berry” szó (eper, málna, áfonya), ribizlik, citrusfélék, aszalt gyümölcsök (datolya, aszalt szilva, mazsola stb.), trópusi gyümölcsök (banán, ananász, guava, papaya, füge, gránátalma, fügekaktusz stb.). [7]

Ízesített sör: Olyan sör, amelyhez az ízhatás kialakításához a komló helyett, vagy mellett egyéb ízesítőanyagot is felhasználhatnak. Ezen termékek részletes jellemzőit a gyártmánylap rögzíti.

Ízesített sörök esetében az ízesítőanyagot a sörgyártás műveletei – legkésőbb az érlelés vagy szűrés – során adagolják a sörléhez vagy a sörhöz Az érlelés, szűrés folyamán hozzáadott ízesítőanyag következtében a kész sör eredeti extrakttartalma nem növekedhet annak 1/3-ánál nagyobb mértékben. [8]

2.3. Kisüzemi sörfőzdei gyártásindítás

A kisüzemi sörfőzdei gyártásindítás főbb részfolyamatai ideális sorrendben a kövtekezők:

  1. Hatósági engedélyezési eljárások lefolytatása
  2. A gyártóüzem és segédlétesítmények épületeinek kiépítése
  3. Termékfejlesztés
  4. A sörfőzdei technológia telepítése
  5. Termékgyártás
  6. Termékértékesítés

Fontos hangsúlyozni, hogy a hatékony és költségoptimalizált gyártásindítás során a termékfejlesztés megelőzi a sörfőzdei technológia beszerzését, amely részfolyamat kifejezetten az előbbi tapasztalatain alapul. Ez a sorrendiség egy termékfejlesztésre szakosodott szolgáltató szervezet bevonásával oldható meg, amely rendelkezik a folyamathoz szükséges szakmai és technológiai háttérrel.

2.4. A projektünkhöz kapcsolódó technológiai berendezések

A kisüzemi gyümölcsös sör gyártásához az alábbi főbb technológiai berendezéseket telepítettük:

  • Malátaroppantó berendezés
  • Főzőházi berendezések
  • Kombinált cefréző-szűrőkád
  • Univerzális komlóforraló - Whirlpool kád
  • Elektromos vezérlőpult a sörlégyártás folyamatához
  • Sörlé hűtő és rekuperációs berendezések
  • Hőellátó berendezések
  • Főzőházi kiegészítő berendezések
  • Fermentációs tér berendezései
  • Hordómosás és töltés berendezései
  • Kovaföldes szűrő
  • Sörpasztőr
  • Palackozógép
  • Sűrített levegő ellátó berendezés
  • Hűtéstechnológiai berendezések
  • Sörüzemi kiegészítő berendezések

A fenti listában kiemelten szerepelnek azok a berendezések, amelyek kifejezetten a sör mikrobiológiai stabilitásának biztosítására, vagy javítására használatosak, vagy azt átlagon felüli mértékben befolyásolják.

3. Mikrobiológiai szempontú gyártásellenőrzés

3.1. A sör mikrobiológiai stabilitása

A sör biológiai stabilitását minden olyan mikroorganizmus veszélyezteti, amely képes a sörben szaporodni, zavarosodást, vagy fenéküledéket képezni és az anyagcseretermékei révén a sört károsítani. E mikroorganizmusok száma csekély, mivel a sör alkoholtartalma, szénsav- és keserűanyag-tartalma és kis pH-ja következtében az adott anaerob feltételek között csak a tejsavbaktériumok és az élesztők képesek fejlődni. E mikroorganizmusok okozta fertőzés és zavarosodás, illetve a fenéküledék megjelenése között egy bizonyos idő telik el, amelynek hossza a fertőzés mértékétől, az organizmusok virulenciájától, a sör minőségétől, az oxigénhez való hozzáféréstől és a tárolás hőmérsékletétől függ.

A mikrobiológiai stabilitás biztosítható biológiailag kifogástalan, erős erjesztőképességű beállítóélesztők alkalmazásával, amelyeknek tömény kultúráját és a tartályok, vezetékek és készülékek hiánytalan mosását, tisztítását és fertőtlenítését ellenőrizték.

Az automatikus tisztítóberendezések különös figyelmet érdemelnek. Az éles szűrés a környezeti levegőtől elzárt fejtéssel együtt és a kellő alapossággal tisztított edények esetén lehetővé teszi, hogy a sört pasztőrőzés nélkül is kiadhassák. Az egyes stádiumokban, mint az erjesztés, ászokolás, szűrés és fejtés, tüzetes mikrobiológiai ellenőrzésre van szükség. [4]

3.2. A sör mikrobiológiai stabilitását befolyásoló tényezők

A sör mikrobiológiailag viszonylag stabil italnak számít. Ehhez a stabilitáshoz hozzájáruló sörparaméterek a következők:

  • Etanoltartalom (akár 10% - néha még magasabb is): kimutatták, hogy az 5%-os etanolnak való kitettség növeli a sejtmembrán permeabilitását, és így zavarja a membrán feletti protonmozgató erőt (az energiatermelés szempontjából fontos). Ez azt jelenti, hogy a legtöbb mikroba nem éli túl vagy nem szaporodik a sörben ilyen alkoholszint mellett.
  • Szén-dioxid-tartalom (~0,5% v/v): az oldott CO2 anaerob környezetet hoz létre, megakadályozva az aerob romlást okozó mikroorganizmusok növekedését.
  • Alacsony pH (pH 3,8-4,7): sok mikroorganizmus nem képes alacsony pH-n (pH<5) növekedni, mivel ezeken az alacsony pH-értékeken nem tudja fenntartani az intracelluláris pH-homeosztázist.
  • Izo-alfa savak (15-100 µg/L, a koncentráció ettől eltérő is lehet): az izo-alfa savak antimikrobiális hatást fejtenek ki azáltal, hogy megnövelik a bakteriális sejtmembránok permeabilitását.
  • A tápanyagok elérhetőségének csökkenése (a legtöbb fermentálható cukrot az élesztő metabolizálja): sok fontos tápanyag, például szénhidrátok, aminosavak és néhány B-vitamin nagyon alacsony koncentrációban van jelen a sörben, mivel az élesztő ezeket az erjedés során elfogyasztja. Bármilyen megnövekedett tápanyagszint (pl. szénhidrát alacsony alkoholtartalmú sörökben) a romlást okozó mikroorganizmusok elszaporodásának kockázatát jelenti.
  • Alacsony oxigéntartalom (lehetőleg 0,1 µg/L alatt): az anaerob körülmények csökkentik az aerob romlást okozó mikroorganizmusok potenciális növekedésének kockázatát.

A modern sörgyártás során számos technikát alkalmaznak, hogy megakadályozzák a mikrobiológiai szennyeződések bejutását vagy túlélését a főzési folyamat, valamint a töltés/csomagolás során, hogy növeljék a mikrobiológiai stabilitást. Néhány példa:

  • A cefre forralása, pasztőrözés, vagy steril szűrés a kiszerelés előtt.
  • Jól megtervezett sörfőző berendezés, amely ellenáll az agresszív higiéniai eljárásoknak, például a CIP (Clean-In-Place) rendszerű tisztításnak.
  • A számos hagyományos (és mikrobiológiailag kockázatos) gyártási eljárás (pl. spontán erjesztés vagy nyitott fermentációs edények) megszüntetése.

3.3. A fertőzési okok

  • A „sörszacharina” (Pediococcus cerevisiae) mono- és diplococcusok, vagy tetracoccusok formájában a sört zavarosítják és annak savas, vajra emlékeztető diacetilízt kölcsönöznek.
  • A tejsavbaktériumok tejsavat, hangyasavat és ecetsavat termelnek. Zavarosodást, részben pedig fenéküledéket is képeznek.
  • A vadélesztők ritkák. A sört zavarossá teszik, leveses fenéküledéket képeznek és többnyire aromás, eltérő, részben durván keserű ízt is kölcsönöznek.
  • A kultúrélesztők a lefejtett sörben zavarososdást, fenéküledéket, vagy csak különálló élesztőtelep-képződést idéznek elő. Ha szűrésnél csak tökéletlenül maradnak is vissza, a fejtés alatti gazdag oxigénfelvétel után elszaporodhatnak, elsősorban akkor, ha a sör végerjedésfoka és kiadási erjedésfoka között nagy a különbség. [4]

3.4. Romlást okozó mikroorganizmusok

3.4.1. A sörgyártáshoz és a sörhöz leggyakrabban kapcsolódó mikroorganizmusok

Minden alapanyag (pl. maláta, komló, víz, vagy adalékanyagok) saját specifikus mikroorganizmusokat hordoz. Ezen mikroorganizmusok elszaporodása valamelyik főzési lépés során mellékízeket okozó metabolitok képződését vonja maga után. Abban az esetben, ha ezek a mikroorganizmusok túlélik a sörfőzési folyamat összes lépését - beleértve a pasztőrözést is, amennyiben alkalmazzák – potenciális sörrontóként a kiszerelt sörbe kerülhetnek. A fermentációhoz használt élesztő szintén szennyeződés forrása lehet.

Megfigyeltük, hogy a beélesztőzés során az élesztő kis mennyiségben baktériummal és vadélesztővel szennyeződhet. Ennek elkerülésére az sörélesztő megfelelő kezelésére van szükség.

A szennyeződések további forrásai a sörfőzdei berendezések (edények, csövek) lehetnek, amennyiben nincsenek megfelelően tisztítva és karbantartva. A kiszerelési egység lezárásáig a gyártási folyamat utolsó lépései (erjedés után) is hajlamosak lehetnek a levegőben szálló, vagy a töltőberendezésen lévő mikroorganizmusok általi szennyeződésre (pl. magas páratartalom miatt).

Az 1. ábra a sörfőzdében és a sörben leggyakrabban előforduló romlást okozó mikroorganizmusokat sorolja fel.

1. ábra. Leggyakrabban előforduló sörrontó mikroorganizmusok a főzési folyamat különböző lépései során és a késztermékben. A narancssárga nyilak a gyártási folyamat azon lépéseire utalnak, ahol hőkezelés (sörlé forralás és pasztőrözés) hatására csökken a mikrobaterhelés. [2]

A sörben található szennyező baktériumok többnyire a Lactobacillus és a Pediococcus nemzetségbe tartozó tejsavbaktériumok (a sör bakteriális fertőzéseinek több mint 80%-a), de a romlott sörben időnként más anaerob baktériumok, mint például a Pectinatus és a Megasphaera is megtalálhatók. [2]

3.4.1.1. Tejsavbaktériumok [6]

A tejsavbaktériumok olyan szigorúan fermentatív, fakultatív anaerob Gram-pozitív, nem spóraképző pálcák vagy coccusok, amelyek a Lactobacillales rendjébe tartoznak. A legtöbb Gram-pozitív baktériumot gátolják az izo-alfa-savak, azonban néhányuk rezisztenciát mutat ezekkel az antibakteriális vegyületekkel szemben. A két leggyakrabban előforduló tejsavbaktérium a sörben a Lactobacillus brevis és a Pediococcus damnosus. Ezek a baktériumok ecetsavat és tejsavat, valamint különféle mellékízeket, például diacetilt (“vajas” ízt) termelnek. Különösen a Pediococcus-ról ismert, hogy nagy mennyiségű vicinális diketont termel. A Pediococcus alkohol-tűrőképessége is reltíve magas: Még 10% feletti etanolkoncentráción is képes szaporodni. Mindezek mellett a tejsavbaktériumok exopoliszacharidokat (EPS) is termelnek, amelyek a sörben a megnövekedett viszkozitás és a nyálkás megjelenés miatt ún. selymes zavarosságot okoznak.

A legfontosabb Lactobacillus fajok a L. brevis és a L. lindneri; kevésbé gyakoriak a L. rossiae, L. buchneri, L. coryniformis, L. casei és L. backii. A L. brevis gyakran hosszabb, párhuzamos falú, egy- vagy páros, kerek végű pálcát fejleszt (0,7 × 4 μm), a kettős pálcák gyakran hajlítottak. Sejtláncokat nem képez, de a sörben esetenként rendkívül hosszú pálcák (akár 50 μm) is megtalálhatók. A L. brevis általános jellemzője a gázképzés (hetero-fermentatív), a pentózok és melibiózok fermentációja, valamint az arginin hasításának képessége. Ez a leggyakoribb sörrontó zavarosságot és üledéket okoz a sörben, valamint érzékelhetően csökkenti a pH-értéket, ami pedig savas ízt kölcsönöz a sörnek. Diacetilt azonban nem termel. Gyakran másodlagos szennyeződésként jelenik meg.

A L. bucherni a melizitóz erjesztésére képes, ebben különbözve a L. brevis-től. A L. lindneri rövid, enyhén szabálytalan, vagy coccoid sejteket képez, amelyek hosszabb láncokba rendeződnek. Időnként hosszú pálcák alakulnak ki. A heterofermentatív fajok főleg glükózt és maltózt fermentálnak és nem hasítják az arginint. Enyhe üledékesség és zavarosság lehet megfigyelhető a sörben, ennek ellenére ízbeli hibák általában nem fordulnak elő. Ez egy tipikus elsődleges szennyeződés, amely gyakran megtalálható az élesztőüzemben, vagy az erjesztőtérben, de a nagyon kis méretű sejtek révén a szűrőkön keresztül tovább is juthat.

A L. rossiae is hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, és nyálkaképző. A fakultatív hetero-erjesztő fajok: L. casei, L. coryniformis és L. plantarum rövidebb pálcákat alkotnak, amelyek gyakran láncokba rendeződnek. Többnyire gyengébben komlózott sörben (pl. búzasör) fordulnak elő, és a diacetilképződés következtében nyilvánvaló ízhibát okoznak. Gyakran másodlagos szennyeződésként jelennek csak meg. Az obligát homofermentatív, sörromlást okozó L. backii mannózt, mannitot és szorbitot erjeszt. A többi fajtól a maltóz és a glükonát fermentációjának hiányában is különbözik.

A P. damnosus-ra jellemző a tetrádok képzése. Tipikusan elsődleges szennyeződések, amelyek gyakran előfordulnak a kultúrélesztőben és a szűretlen sörben. A sejtek a szűrőn keresztül a fejtett sörökbe is átvihetőek. Szennyeződés esetén erős diacetilképződés (vajas íz) és pH-érték csökkenés lép fel, a sörök gyakran enyhén zavarosak és észrevehető üledékképződést mutatnak. Két másik sörromlást okozó Pediococcus faj, a P. inopinatus és a P. claussenii is hasonlóan viselkedik, bár mindkét faj kevésbé elterjedt. Utóbbi nyálkásodást okoz a sörben.

3.4.1.2. Enterobacteriaceae [6]

Az Enterobacteriaceae fakultatív anaerob Gram-negatív baktériumcsalád. A sörfőzéshez általában kapcsolódó két nemzetség a Citrobacter és a Rahnella (a legvalószínűbb, hogy a sörfőzésnél használt víz által jutnak be). Ezek a baktériumok számos olyan mellékíz termelődésért felelősek, mint a VDK-k (pl. diacetil), a 2,3-butándiol, a DMS, az acetaldehid és a tejsav. Ezeket a vegyületeket az erjesztés kezdetén termelik.

3.4.1.3. Bacillus [6]

Gram-pozitív, fakultatív anaerob, spóraképző baktériumok. A spóraképződésnek köszönhetően túlélik a hőkezelést, beleértve a pasztőrözést is. A Bacillus azért is jelent kockázatot, mert képes a nitrátot nitritté redukálni, ami N-nitrózaminok képződését eredményezheti (rákkeltő, teratogén és mutagén anyagok közé sorolják). Mivel egyes Bacillus fajok nagy mennyiségű tejsavat képesek termelni, ezek is savasodást okozhatnak. A legtöbb Bacillus faj (de a spóráik nem) érzékeny a komlóból származó izo-alfa savakra.

3.4.1.4. Pectinatus [6]

Ezek a Gram-negatív, szigorúan anaerob baktériumok nagy mennyiségű ecetsavat és acetoint tudnak termelni, valamint esetükben hidrogén-szulfid termelésről (rothadt tojás aroma) is beszámoltak már.

A Pectinatus cerevisiiphilus és a P. frisingensis szintén szigorú anaerob, kataláz-negatív, Gram-negatív baktériumok, és hasonló negatív hatásokkal bírnak, mint az eddig fesorolt fajok. A sejtek karcsúak (0,8×4 μm), párhuzamos falúak, hegyes végűek, enyhén hajlítottak vagy kígyószerűek, illetve dugóhúzószerűek, valamint egyik oldalukon egy sorosan flagelláltak. A M. cerevisiae-hoz hasonlóan 15-40 °C (optimum: 28-32 °C) tartományban nőnek. Különböző cukrokat, cukoralkoholokat és szerves savakat (főleg piruvát és laktát) fermentálnak. Az elsődleges metabolitok a propionsav, az ecetsav, a piroszőlősav, az acetoin és a CO2. A általuk szennyezett sörök (pH 4,3 felett, alkoholtartalom 5 térfogat% alatt) nem csak súlyos ülepedési és zavarosodási problémát, hanem kellemetlen szag- és ízhibákat is (szennyvíz szag) mutatnak. A M. cerevisiae-hez hasonlóan ezek is tipikus másodlagos szennyeződések, amelyek elsősorban a palackozótérben fordulnak elő.

3.4.1.5. Megasphaera

A Megasphaera fajok Gram-negatív, szigorúan anaerob szennyeződésként jelenhetnek meg mind a sörlé, mind a kész sör esetében. A sörben zavarosodást okoznak, és nagy mennyiségű hidrogén-szulfidot és számos rövid szénláncú zsírsavat (“sajtos” aroma) termelnek. [2]

A kataláz-negatív, szigorúan anaerob, Gramm-negatív Megasphaera cerevisiae nagy méretű ovális vagy kerek sejteket (1,2-1,6 μm) képez, amelyek diplococcusok és rövid láncok formájában léteznek. Különösen a fruktózt, a piroszőlősavat és a tejsavat erjesztik [6].

Az elsődleges metabolitok a vajsav, az ecetsav, a propionsav, a valeriánsav, valamint a CO2 és a hidrogéngáz. A sörben csak enyhe zavarosság képződik; a fent említett metabolitok következtében azonban jelentős szag- és ízhibák (szennyvíz szag) tapasztalhatóak. A faj alkoholérzékeny (5 V/V% alatt), és kedveli a magasabb pH-értéket (4,4 felett). Tipikusan másodlagos szennyeződések kedvezőek számára, amelyek elsősorban a palackozó berendezés környezetében vannak jelen [6].

3.4.1.6. Vadélesztő

Bármely élesztőtörzs, kivéve a kiválasztott Saccharomyces élesztőt, szennyező. A sörfőzők többnyire vadélesztőnek nevezik ezeket az élesztőszennyezéseket, amelyek lehetnek Saccharomyces cerevisiae vagy nem Saccharomyces törzsek, például Brettanomyces bruxellensis, Candida vagy Pichia. A vad élesztő szaporodása biztonsági kockázatokat hordozhat magában: az alkoholtartalom megemelkedhet a fertőző élesztő anyagcseréje miatt. Ezek a vad élesztők néha képesek dextrineket és keményítőt etanollá erjeszteni (úgynevezett szuperattenuáció). Az etanol előállításával együtt nő a CO2-tartalom és ezáltal a palacknyomás, ami biztonsági kockázatot jelenthet a palackok szétrobbanása miatt. Ezenkívül a vad élesztő tönkreteheti a sört az észter vagy fenolos mellékíz (pl. 4-vinil-gvajakol) előállítása, valamint zavarosodás vagy üledékképződés révén. Fontos megjegyezni, hogy az elvett élesztősejtek savas mosása nem távolítja el ezeket a vadélesztő szennyeződéseket [5].

3.4.1.7. Gombák

A Fusarium gombák által okozott termőföldi fertőzés komoly élelmiszerbiztonsági veszélyt okoz a gabonáknál. A növénynek szinte minden része (a csíranövény, a gyökér, a szártő, a szár, a levélhüvely, a levél, a kalász és a szemek) megbetegedhet. A súlyosan fertőzött növények kevesebb és gyengébb minőségű termést hoznak, a beteg szemekben méreganyagok (toxinok) képződnek, csírázási erélyük csökken. A betegség kórokozói a különféle Fusarium fajok amelyek fertőzőképessége és méreganyag (toxin) termelése eltérő, amely nagyban összefüggésbe hozható olyan környezeti tényezőkkel is, mint a hőmérséklet vagy a páratartalom. A toxinok jelen lehetnek a sörgyártás teljes folyamatában egészen a palackozott végtermékig. Egyes Aspergillus fajok szintén termelhetnek mikotoxinokat. A Fusarium és az Aspergillus fajok is termelnek hidrofób vegyületeket, kis felületaktív fehérjéket, amelyek kihabzást okoznak [6].

4. Tisztítás, fertőtlenítés

A csövek, tartályok és gépek tisztítása és fertőtlenítése kulcsfontosságú egy sörfőzdében. Minden felületnek és berendezésnek tisztának kell lennie, szennyező baktériumok, élesztőgombák és gombák jelenlétét ki kell zárni.

Példák a sörfőzdében előforduló lehetséges szennyeződésekre:

  • Előző főzésből visszamaradó sör
  • Mikrobiológiai szennyeződések (élesztők, baktériumok, gombák)
  • Komlómaradványok
  • Kalcium-oxalát (sörkő, amely savakkal eltávolítható)
  • Lipidek, fehérjék (eltávolítás bázisokkal)
  • Ásványi lerakódások a vízkörben

Ebben a tekintetben fontos különbséget tenni a tisztítószerek és a fertőtlenítőszerek között.

A tisztítószerek eltávolítják a termékmaradványokat és lerakódásokat, például a lipideket és a fehérjéket. A pH-értéküktől függően ezek a tisztítószerek lúgos, savas vagy semleges tisztítószerek közé sorolhatók. A tisztítási kapacitás további növelése érdekében adalékanyagok, pl. tenzidek adagolhatók. Ezek olyan vízben oldódó molekulák, amelyek csökkentik a víz felületi feszültségét, ezáltal könnyebben eltávolíthatók a szennyeződések.

Fertőtlenítő szereket használnak a legtöbb mikrobiális szennyeződés elpusztítására. Itt ismét fontos kiemelni, hogy a baktériumspórákat nagyon nehéz elpusztítani – ezért is hívják ezt a folyamatot nem sterilizálásnak, hanem fertőtlenítésnek. Példák a fertőtlenítőszerekre:

  • Halogéntartalmú fertőtlenítőszerek, például NaOCl (nátrium-hipoklorit). A NaOCl általánosan használt termék, de 40 °C feletti hőmérsékleten instabil (megnövekedett korróziós kockázattal).
  • Oxidálószerek, például H2O2.
  • Kvaterner ammóniumvegyületek (gyakran kvatoknak nevezik). A kvatok kationos tenzidek. Jó tulajdonságai ellenére a kvatokat nem használják olyan gyakran sörfőzdékben, mert jellemzően habképzők és nehezen öblíthetők, ami miatt veszélyeztetik a sör minőségét, pl. ronthatják a habtartósságot.
  • Fertőtlenítés gőzzel.
  • A kritikus pontok az ún. holtterek (csonkok, ágak a vezetékekben, mintavételi helyek, rossz hegesztés stb.). A csöveket és a tartályokat legjobban egy integrált CIP rendszerrel lehet tisztítani.

5. Laboratóriumi vizsgálatok

5.1. Általános tapasztalatok

A meggyes sör minták, illetve a meggysűrítmények mikrobiológiai vizsgálata során a következőket tapasztaltuk:

  • A meggyes sör minták szűrése a magas rosttartalom miatt nem oldható meg.
  • Szintén a sörök vizsgálatakor lemezöntéses eljárás esetén nagyméretű Petri-csészében (140x14,8 mm) 10 ml mintát megfelelő 3-5 mm rétegvastagsággal leöntve PCA (mikrobaszám vizsgálat esetén), illetve DRBC (élesztőgomba szám vizsgálatesetén) táptalajjal, az agar a minta alacsony pH-ja miatt nem gélesedik. Emiatt ezen vizsgálatok során először a vizsgálati mennyiséget 10 ml-ről 1 ml-re csökkentettük.
  • Ezután megkezdtük a meggysűrítmények mikrobiológiai vizsgálatait is - az alapanyag elvárt sterilitása miatt - egy saját módszerű jelenlét/hiány kimutatással.
  • Ezt a módszert tovább módosítva kiterjesztettük a sörök vizsgálatára is. Mivel a kérdés nem a sör sterilitása, hanem a gyakorlati eltarthatósága volt, ezért a végső, módosított megoldásként mindkét vizsgálati irányban dúsításos módszerrel végeztük a szaporodásra képes mikoorganizmusok jelenlét/hiány vizsgálatát, a kész sör receptúrájában lévő azonos mennyiségű gátlóanyagtartalom mellett (0,02 g/L kálium-szorbát). Így gyakorlatilag azt modelleztük, hogy magas tápanyagtartalom mellett a sörben esetlegesen jelenlévő mikroorganizmusok képesek-e szaporodni.

5.2. A meggyes sörök vizsgálati módszereinek leirata

5.2.1. Mikrobaszám, lemezöntés, telepszámlálás (MSZ EN ISO 4833-1:2014, akkreditált módszer)

A mintából az MSZ EN ISO 6887 nemzetközi szabvány szerint elkészítjük az alapszuszpenziót és a decimális hígításokat. Két Petri-csészébe steril pipettával 1 ml mintát (folyadék esetén), vagy alapszuszpenziót adagolunk. Szükség szerint ismételjük meg az eljárást további hígításokkal. Töltsünk 12-15 ml 44-47 °C-os PCA agart minden Petri-csészébe. Fordítsuk meg a Petri-csészéket és inkubáljuk azokat 30 °C-os termosztátban 72±3 órán keresztül.

5.2.2. Élesztőgomba szám, felületi szélesztés, telepszámlálás, vízaktivitás >0,95 (MSZ EN ISO 21527-1:2013, akkreditált módszer)

A mintából az MSZ EN ISO 6887 nemzetközi szabvány szerint elkészítjük az alapszuszpenziót és a decimális hígításokat. Petri-csészékbe töltött DRBC agar felületére 1 ml mintát (folyadék esetén), vagy alapszuszpenziót egyenletesen 3 felé adagolunk, és a mintarészt az agar felületén szélesztjük. Ismételjük meg az eljárást egy további hígítási fokkal, illetve szükség szerint további hígításokkal is. Negyed óra elteltével fordítsuk meg a csészéket és inkubáljuk azokat 25 °C-os termosztátban 3-5 napon keresztül.

5.2.3. Szaporodóképes mikroba, jelenlét-hiány kimutatás, dúsításos technika (saját módszer)

0,33 literes üveges sör kiszerelése esetén a mintát 3 egyenlő részre osztva a mintarészeket 3x100 ml, 0,02 g/liter kálium-szorbát tartalmú alaplevesbe bemérve 72 órán keresztül 30 C°-on inkubáljuk. A tenyésztés végén a dúsításból mintarészenként 1 - 1 db PCA lemezre 1 µl mintarészt kioltunk, majd a lemezeket 72 órán keresztül 30 C°-on inkubáljuk. Amennyiben a lemezen telepnövekedést nem tapasztalunk, az eredményt ‘negatív/100 ml’, telepek kialakulása esetén pedig ‘pozitív/100 ml’ formában adjuk meg.

PCA - Plate Count Agar (agar táptalaj mikrobaszám meghatározáshoz) összetétele:

  • tripton 5 g/l
  • élesztőkivonat 2,5 g/l
  • glükóz 1 g/l
  • agar 9 g/l
  • pH: 7,0±0,2 (25 °C)

5.2.4. Szaporodóképes élesztőgomba, jelenlét-hiány kimutatás, dúsításos technika (saját módszer)

0,33 literes üveges sör kiszerelése esetén a mintát 3 egyenlő részre osztva a mintarészeket 3 x 100 ml, 0,02 g/liter kálium-szorbát tartalmú malátalevesbe bemérve 72 órán keresztül 25 C°-on inkubáltuk. A tenyésztés végén a dúsításból mintarészenként 1-1 db DRBC agar lemezre 1 µl mintarészt olttounk, majd a lemezeket 72 órán keresztül 25 C°-on inkubáltuk. Amennyiben a lemezen telepnövekedést nem tapasztaltunk, az eredményt ‘negatív/100 ml’, telepek kialakulása esetén pedig ‘pozitív/100 ml’ kifejezéssel adtuk meg.

A DRBC - Dichloran Rose-Bengal Chloramphenicol agar (bengálrózsa diklorán agar) összetétele:

  • enzimatikusan emésztett állati és növényi szövetek 5 g/l
  • glükóz 10 g/l
  • kálium-dihidrogén foszfát 1 g/l
  • magnézium szulfát 0,5 g/l
  • diklorán (2,6-diklór-4-nitroanilin) 0,002 g/l
  • bengálrózsa 0,025 g/l
  • agar 15.0 g/l
  • pH: 75,6±0,2 (25 °C)

A Takács-féle alapleves (MSZ 3640/13-76) összetétele:

  • tripton 4 g/l
  • húskivonat 4 g/l
  • élesztőkivonat 2 g/l
  • nátrium klorid 2 g/l
  • dinátrium-hidrogén foszfát 2 g/l
  • pH 7,2-7,4 (25 °C)

A laboratóriumi vizsgálatokat az EUROFINS Food Analytica Kft. laboratóriuma végezte.

6. A késztermék és a palackozógép mikrobiológiai állapotának összefüggései

A termékfejlesztés, majd az azt követő gyártás során alkalmazott ellenőrző vizsgálatokat minden esetben kiterjesztettük a technológiai berendezések mikrobiológiai állapotának vizsgálatára. Ezzel egyidejűleg feltártuk a berendezések mikrobiológiai állapotának a termékminőségre gyakorolt lehetséges hatásait.

A projekt során a palackozógépet vizsgálva a készülék olyan gyártási hibáira derítettünk fényt, amelyeket a gyártó a vizsgálataink eredménye alapján később elismert és kiküszöbölt.

  • A csapok pneumatikus ágvezetékein a gyártói CIP (Cleaning-In-Place) tisztító és fertőtlenítő program elégtelen hatásidővel volt beállítva
  • A kihabosító vízvezeték nem volt bekötve a CIP rendszerbe
  • A sörös druck tartály nem volt megfelelően tisztítható a benne található holtterek miatt
  • A sörös druck tartály CO2 bevezető ágvezeték nem volt bekötve a CIP rendszerbe

A projektünkben használt palackozógép átalakítás előtti átfogó mikrobiológiai vizsgálatának eredményeit az 1. táblázatban, a palackozógépen töltött sör mikrobiológiai vizsgálatának eredményeit pedig a 2. táblázatban foglaltuk össze. A mikrobiológiai vizsgálatokat az EUROFINS Food Analytica Kft. Laboratórium. A NAH által NAH-1-1582/2021 számon akkreditált vizsgálólaboratórium végezte. A táblázatokban a kifogásolható eredményeket piros színnel emeltük ki.

1. táblázat. Palackozógép átfogó mikrobiológiai vizsgálata az átalakítás előtt

Vizsgálati módszer - élesztőgomba szám: MSZ ISO 21527-1:2013 [9]
Vizsgálati módszer - mikrobaszám: MSZ EN ISO 4833-1:2014 [10]

2. táblázat. Kisüzemi gyümölcsös sör mikrobiológiai vizsgálata az átalakítás előtt

Vizsgálati módszer - élesztőgomba szám: MSZ ISO 21527-1:2013 [9]
Vizsgálati módszer - mikrobaszám: MSZ EN ISO 4833-1:2014 [10]

Az átalakítást megelőzően a palackozott gyümölcsös sör annak mikrobiológiai állapotával összefüggésbe hozható minőségi hibái: ízhibák (észteres mellékíz), CO2 tartalom és ezáltal palacknyomás növekedés, gushing (a söröspalack felnyitásakor spriccelő habos sör).

Javaslatunkra a gyártó a palackozógépen az alábbi átalakításokat végezte el:

  • A csapok pneumatikus ágvezetékein megnövelte a CIP program hatásidejét
  • A kihabosító vízvezetéket bekötötte a CIP rendszerbe
  • Megszüntette a sörös druck tartály holttereit
  • A sörös druck tartály CO2 bevezető ágvezetéket bekötötte a CIP rendszerbe

A projektünkben használt palackozógép átalakítás utáni átfogó mikrobiológiai vizsgálatának eredményeit az 3. táblázatban, a palackozógépen töltött sör mikrobiológiai vizsgálatának eredményeit pedig a 4. táblázatban foglaltuk össze.

3. táblázat. Palackozógép átfogó mikrobiológiai vizsgálata az átalakítás után

Vizsgálati módszer - élesztőgomba szám: MSZ ISO 21527-1:2013 [9]
Vizsgálati módszer - mikrobaszám: MSZ EN ISO 4833-1:2014 [10]

4. táblázat. Kisüzemi gyümölcsös sör mikrobiológiai vizsgálata az átalakítás után

Vizsgálati módszer - élesztőgomba szám: MSZ ISO 21527-1:2013 [9]
Vizsgálati módszer - mikrobaszám: MSZ EN ISO 4833-1:2014 [10]

Az átalakítást követően a palackozógép higiéniai állapota megfelelő lett (3. táblázat), és palackozott gyümölcsös sör korábban tapasztalható, annak mikrobiológiai állapotával összefüggésbe hozható minőségi hibái is megszűntek a 4. táblázatban látható vizsgálati eredmények tanúsága szerint. Az elért mikrobiológiai stabilitás révén a trermék minőségmegőrzése biztosíthatóvá vált.

7. Irodalom

[1] Növekedes.hu (2020): A kisüzemi sörfőzdék piaci részesedése 5-6 százalékra nőhet az új törvény hatására. (Hozzáférés: 2021. 10.16.)

[2] 2020. évi CXL. törvény a kereskedelemről szóló 2005. évi CLXIV. törvény módosításáról

[3] A Tanács 92/83/EGK Irányelve (1992. október 19.) az alkohol és az alkoholtartalmú italok jövedéki adója szerkezetének összehangolásáról. 1. szakasz, 4. cikk

[4] Ludwig Narziss (1981): A sörgyártás. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest.

[5] KULeuvenX (2021): Beer: the science of brewing. BrewingX. KU Leuven, Leuven, Belgium

[6] Hans Michael Eßlinger (2009): Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

[7] Beer Judge Certification Program, Inc. (BJCP) (2015): 2015 Style Guidelines

[8] Magyar Élelmiszerkönyv Bizottság (2013): 2-702 számú irányelv (régi 2-96 számú irányelv) Sör. Magyar Élelmiszerkönyv - Codex Alimentarius Hungaricus. Magyar Élelmiszerkönyv Bizottság, Budapest

[9] MSZ ISO 21527-1:2013 Élelmiszerek és takarmányok mikrobiológiája. Horizontális módszer az élesztők és a penészek számlálására. 1. rész: Telepszámlálásos technika a 0,95-nél nagyobb vízaktivitású termékekre (Microbiology of food and animal fedding stuffs. Horizontal method for teh enumeration of yeasts and moulds. Part 1: Colony count technique in products with water activity greater than 0,95)

[10] MSZ EN ISO 4833-1:2014 Az élelmiszerlánc mikrobiológiája. Horizontális módszer a mikroorganiz-musok számlálására. 1. rész: Telepszámlálás 30 °C-on lemezöntéses módszerrel (ISO 4833-1:2013) (Microbiology of the food chain. Horizontal method for the enumeration of microorganisms. Part 1: Colony count at 30 degrees C by the pour plate technique (ISO 4833-1:2013)

Tovább a cikk olvasásához


In vitro tesztrendszer alkalmazása probiotikus baktériumtörzsek szelektálására

Cikk letöltése PDF formátumban

In vitro tesztrendszer alkalmazása probiotikus baktériumtörzsek szelektálására

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2022/2-4-HUN

Érkezett: 2022. március - Elfogadva: 2022. május

Szerzők

1 Magyar Tejgazdasági Kísérleti Intézet Kft.
2 Széchenyi István Egyetem, Mezőgazdaság- és Élelmiszer-tudományi Kar, Élelmiszer-tudományi Tanszék
3 Széchenyi István Egyetem, Wittmann Antal Növény-, Állat- és Élelmiszer-tudományi Multidiszciplináris Doktori Iskola

Kulcsszavak

probiotikum, Lactobacillus, epesav, gyomorsav, RAPD-PCR, autoaggregáció

1. Összefoglalás

Vizsgálataink célja olyan in vitro módszerek értékelése volt, amelyekkel egyszerűen és hatékonyan lehet feltételezetten probiotikus baktériumtörzseket szelektálni. A szóba jöhető eljárások közül a következőket teszteltük: szelektív táptalajon való tenyésztés, Gram-festés, kataláz-próba, hemolízis-, klonalitás-, aggregációs képesség-, gyomorsavtűrés- és epesavtűrés-vizsgálat. Kísérleteinkbe Erdélyben előállított nyers juhtej-, aludttej- és juhsajt-mintákból izolált, összesen 217 db baktériumtörzset vontunk be. A hemolizáló és a probiotikumokra nem jellemző Gram-negatív, valamint kataláz-pozitív fenotípust mutató izolátumokat kizártuk a vizsgálatokból. Az egyed szintű polimorfizmusok feltárására alkalmas RAPD-PCR vizsgálatok eredményei alapján összesen 34 klónosztályt és 57 egyedi RAPD mintázattal rendelkező törzset különböztettünk meg. Az így leszűkített 34 klónosztályból egy-egy törzset kiválasztottunk, majd teszteltük azok aggregációs képességét, továbbá sav-, és epesav-tűrését. Összesen hat izolátumnál mértük a probiotikus törzsekre jellemzően magas, 70% feletti aggregációs értéket. A savval vagy epesavval kiegészített szilárd táptalaj felületén végzett jelenlét–hiány vizsgálatok során sikerült több, kimondottan sav- és epesav-tűrő törzset is szelektálnunk. Eredményeink alapján kiválasztottuk a további tesztekbe – pl. antibiotikum-rezisztencia és antimikrobiális aktivitás vizsgálatokba – bevonandó izolátumokat.

2. Bevezetés

A probiotikumok élő mikroorganizmusok, amelyek megfelelő mennyiségben alkalmazva jótékonyan befolyásolják a gazdaszervezet egészségét [1, 2]. Számos feltételnek kell eleget tenniük ahhoz, hogy a probiotikus jelzőt viselhessék. Egyebek mellett fokozott tűrőképességgel szükséges rendelkezniük a különféle testfolyadékokkal (gyomorsav, epesavak, emésztőenzimek) szemben és adhéziós képességük révén, a bélhámszövet sejtjeihez kötődve stabilizálniuk kell a bélmikrobiotát [3].

Az egészségre jótékony hatást kifejtő probiotikus termékek iránt világszerte növekvő igény mutatkozik, legyen szó akár humán táplálkozásról akár haszonállatok takarmányozásáról. Az Európai Unió 2006-tól betiltotta az antibiotikumok hozamfokozó célból történő alkalmazását [4], ezt követően kerültek még inkább a figyelem középpontjába a probiotikumok.

Évről-évre nagyszámú baktériumtörzset izolálnak azzal a céllal, hogy egészségre gyakorolt előnyös hatásaikat kiaknázzák. A komplex és költséges állatkísérleteket meg kell előznie egy in vitro vizsgálatokból álló szelekciós rendszernek, amellyel egyszerűen, gyorsan és költséghatékonyan kiválaszthatók azok a törzsek – a több száz vagy akár több ezer izolátum közül –, amelyek remélhetőleg probiotikusnak bizonyulnak majd az in vivo kísérletek során [5, 6, 7].

Az elmondottak alapján, munkánk célja olyan in vitro mérési módszerek kidolgozása és értékelése volt, amelyekkel gyorsan és hatékonyan lehet baktériumtörzsek klasszikus mikrobiológiai jellemzőit, klonalitását, aggregációs képességét, valamint gyomorsavval és epesavval szembeni ellenállóságát vizsgálni. Arra a kérdésre kerestük a választ, hogy az általunk vizsgált nagyszámú izolátum között találhatók-e klónok és potenciálisan előnyös (akár probiotikus) tulajdonságokkal rendelkező törzsek, melyeket érdemes további in vitro vizsgálatokba bevonni. Azt is vizsgáltuk, hogy a tesztrendszer jól működik-e, avagy az egyes lépéseket esetleg szükséges optimalizálni, továbbá, hogy milyen sav- és epesav-koncentrációkat képesek az egyes törzsek tolerálni, ill. az aggregáció-vizsgálat, a sav- és epesav-tűrés eredményei között van-e bármiféle összefüggés. Ennek megfelelően, az in vitro tesztek közül az alábbi vizsgálati módszerekkel kapott eredményeket mutatjuk be közleményünkben:

  • Klasszikus mikrobiológiai vizsgálatok (szelektív táptalajon történő tenyésztés és telepmorfológia megállapítása, Gram-festés és azt követő mikroszkópos vizsgálat, kataláz-próba, hemolízis-vizsgálat)
  • Klonalitásvizsgálat RAPD-PCR módszerrel
  • Autoaggregáció-vizsgálat
  • Savval vagy epesavval kiegészített szilárd táptalaj felületén végzett jelenlét–hiány vizsgálat

3. Anyagok és módszerek

3.1 Baktériumtörzsek izolálása, tenyésztése, tartósítása és tárolása

Vizsgálatainkat Erdélyben előállított nyers juhtej-, aludttej- és juhsajt-mintákból izolált baktériumtörzsekkel végeztük. A termékek természetes mikrobiotával rendelkeztek, gyártásukhoz nem használtak fel kereskedelmi forgalomból származó starterkultúrákat. A sajtok előállításához borjúgyomorból készítettek oltót a juhászok. A cél olyan, nagyhatékonyságú probiotikus törzsek izolálása volt, amelyek később felhasználhatók lesznek probiotikus termékek fejlesztéséhez. A 217 db izolátum és a kontroll törzsek felélesztése, ill. tenyésztése az 1. táblázatban közölt paraméterek szerint történt.

1. táblázat. A kísérletekbe bevont saját izolálású és kontroll baktériumtörzsek felélesztésének és tenyésztésének körülményei

* Clindamycinnel és ciprofloxacinnal kiegészített De Man–Rogosa–Sharpe agar

Az izolátumok tartósítása és tárolása glicerines törzsoldatban történt. 3 ml táplevesbe belemostunk egy oltókaccsal, MRS–CC agar, ill. MRS pH 5,4 agar felületéről levett törzset, majd inkubáltuk a törzs igényeinek megfelelően. A felszaporított tenyészetből krio (fagyasztó) csőbe adagoltunk 300 µl-t, 900 µl 60%-os glicerinoldatot adtunk hozzá, vortexeltük és cseppfolyós nitrogénben fagyasztottuk kb. 30 mp-ig. A tárolás -80 °C-on történt, ultramély-fagyasztóban.

3.2. A szelektív tenyésztés körülményei, tápközegei és elkészítésük

3.2.1. Fiziológiás sóoldat

A decimális hígítási sor előállításához használt hígítófolyadékhoz 8,5 g NaCl-ot és 1 g triptont mértünk be, majd 1 L desztillált vízben feloldottuk. A kémcsövekbe 9,3 ml-t adagoltunk, majd 121 °C-on 15 percig autoklávban sterileztük.

3.2.2. Foszfát-puffer (PBS) oldat

Egy liter desztillált vízhez analitikai mérlegen mértük be az alábbi anyagokat: 80 g nátrium-kloridot, 2 g kálium-kloridot, 14,4 g dinátrium-hidrogén-foszfát-12-hidrátot és 2,4 g kálium-dihidrogén-foszfátot. Mágneses keverővel segítettük az oldódást, majd, amikor az oldat szemcsementessé vált, 121 °C-on, 15 percen át autoklávban sterileztük. Az így elkészült oldat tízszeres töménységű PBS-nek felelt meg, vagyis a további felhasználáshoz hígítani kellett az alábbiak szerint: 900 ml desztillált vízhez adunk 100 ml 10 × PBS oldatot. Megfelelő elegyítést követően használatra kész volt az 1 × PBS oldat.

3.2.3. De Man–Rogosa–Sharpe (MRS) agar és leves (pH = 6,2)

Kereskedelmi forgalomban kapható MRS levesből (VWR, Radnor, PA, USA), ill. MRS agarból (VWR) a gyártó által ajánlott mennyiséget analitikai pontossággal bemértük, majd desztillált vízben feloldottuk, mágneses keverővel oldódásig kevertettük. A kívánt pH-értéket (6,2 ± 0,2) 1 M HCl-oldattal állítottuk be. Ezt követően a tápközegeket autoklávban, 121˚C-on, 15 percig sterileztük.

3.2.4. MRS agar (pH = 5,4)

Az MRS agart (VWR) a gyártó utasításait követve előkészítettük, majd a pH-értékét 1 M HCl-oldattal beállítottuk 5,4-re, végül autoklávban sterileztük standard paraméterek mellett (121 °C, 15 perc).

3.2.5. Clindamycinnel és ciprofloxacinnal kiegészített MRS agar (MRS–CC)

Az MRS‒CC agar az alap MRS agaron kívül két, autoklávban nem sterilezhető antibiotikum-törzsoldatot is tartalmazott. Az egyik törzsoldat elkészítéséhez 10 ml desztillált vízben 2,0 mg clindamycin-hydrocloridot (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, USA), a másikhoz pedig 10 ml mennyiségű desztillált vízben 20,0 mg ciprofloxacin-hydrocloridot (Sigma Aldrich) oldottunk fel. Ezután 0,22 μm pórusátmérőjű membránszűrőn (Millipore, Burlington, MA, USA) átszűrtük az antibiotikum-törzsoldatokat steril, csavaros kupakkal ellátott Erlenmeyer lombikokba. A 45 °C-ra lehűtött MRS agarhoz aszeptikus körülmények között 0,1 ml clindamycin- és 1,0 ml ciprofloxacin-törzsoldatot adtunk steril, egyszer használatos pipettával (Greiner Bio-One Hungary, Mosonmagyaróvár, Magyarország). Így a clindamycin végleges koncentrációja az alap MRS agarban 0,1 mg/l, a ciprofloxaciné pedig 10,0 mg/l lett.

3.2.6. CASO agar

A CASO-agart (VWR) és CASO-levest (VWR) a gyártó utasításait követve készítettük el. A sterilezés standard paraméterek mellett, 121 °C-on 15 percig, autoklávban történt.

3.2.7. Anaerob tenyésztés

Az anaerob körülményeket a következőképpen biztosítottuk a vizsgálatok során: AnaeroPack Rectangular tégelyben (Merck, Darmstadt, Németország), GENbox anaer anaerob só (bioMériux, Marcy-l’Étoile, Franciaország) hozzáadásával inkubáltuk az agarlemezeket. Az anaerob körülmények fennállásáról a Microbiologic Aerotest indikátor (Merck) fehérről kék színre való változása adott tájékoztatást.

3.3. Klasszikus mikrobiológiai vizsgálatok

3.3.1. Telepmorfológia vizsgálata

A felélesztett törzsek makromorfológiai jellemzőit feljegyeztük. Megfigyeltük többek között a telepek méretét, színét, felületi tulajdonságait (fényes, matt) és a telepek szélének kialakítását (szabályos, szabálytalan, csipkézett).

3.3.2. Gram-festés

Zsírtalanított tárgylemezre egy csepp desztillált vizet cseppentettünk, amiben egy szoliter telepet elszuszpendáltunk. A megszáradt kenetet 2 percig kristályibolya oldattal festettük, majd 1 percig lugol-oldattal kezeltük. Ezt követően desztillált vízzel öblítettük, majd fél percig dekolorizáló oldattal kezeltük a mintát, amely a Gram-negatív sejtekből kivonta a festéket a Gram-pozitívokból viszont nem. Ismét desztillált vizes öblítés következett, majd szafraninnal kontrasztfestést végeztünk 1 percen keresztül. Azután desztillált vizes öblítés következett és hagytuk megszáradni a keneteket, melyeket fénymikroszkóppal (Axio Scope, Carl Zeiss, Oberkochen, Németország), különböző nagyításokban vizsgáltunk meg. A Gram-festés elvégzése azért fontos, mert a potenciális probiotikus tulajdonságokkal bíró tejsavbaktérium törzsek a Gram-pozitív mikrobák közé tartoznak.

3.3.3. Kataláz-próba

Vannak kataláz enzimet termelő mikroorganizmusok, amelyek a mérgező hatású hidrogén-peroxidot vízre és oxigénre képesek bontani (2 H2O2 = 2 H2O + O2). Annak érdekében, hogy megbizonyosodjunk izolátumaink kataláz-termeléséről, a tárgylemezekre egy kacsnyit tettünk az egy telepre szélesztett friss tenyészetekből, és ezekre 3%-os H2O2-t cseppentettünk. Pozitív esetben a telepek elkezdtek jól láthatóan pezsegni. Pozitív kontrollnak S. aureus ATCC 49775 törzset használtunk, amely erős pezsgéssel jelezte a kataláz működését. A kataláz-pozitív törzsek biztosan nem alkalmas probiotikumnak.

3.3.4. Hemolízis-vizsgálat

A hemolízis-vizsgálatok során a frissen felélesztett törzsekből egy-egy telepet vittünk tovább Columbia véres agarra (Biolab Zrt., Budapest, Magyarország). 37 °C-on végzett 24 órás anaerob inkubáció után értékeltük az eredményeket. Pozitív kontrollnak ebben az esetben is S. aureus-t használtunk, amely 5% juhvéres táptalajon β-hemolízist mutat.

3.4. Klonalitásvizsgálat

A baktériumtörzsekből Chelex 100 Resin (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) felhasználásával bakteriális DNS-t izoláltunk, a gyártó által megadott protokoll alapján. A polimeráz-láncreakcióhoz 1,5 ml-es Eppendorf-csőbe összemértük a reakcióelegyet, amely tartalmazta a Red Taq 2 mM MgCl2 Master Mixet (VWR), az általunk választott, 1254 nevű primert (Bio-Science, Budapest, Magyarország), a molekuláris biológiai tisztaságú AccuGENE vizet (Lonza, Basel, Svájc) és a mintát (baktériumtörzsek DNS templátja). A minták vizsgálatát RAPD-PCR módszerrel végeztük, Mastercycler PCR (Eppendorf, Hamburg, Németország) berendezés RAPD_03 programjával, melynek paraméterei a 2. táblázatban láthatók.

2. táblázat. A RAPD-PCR módszer paraméterei

A 2. és a 4. lépés közötti folyamat 40 alkalommal játszódott le. A program lefutását követően, a felsokszorozott DNS-molekulákat gélelektroforézissel tettük láthatóvá és értékelhetővé. A gélelektroforézishez 1%-os agarózgélt készítettünk. Bemértünk 0,6 g agarózt (VWR) és 60 ml 1×TBE TRIS-bórecetsav-oldatban feloldottuk. Az oldatot a teljes elegyedésig forraltuk. Kézmelegre hűtöttük és hozzáadtunk 6 µl DNS ECO Safe festékoldatot (Pacific Image Electronics, Torrance, CA, USA). Közben mágneses keverőn kevertettük, majd gélt öntöttünk. A visszahűlt és festékkel ellátott gélt a tálcába öntöttük. Megszilárdulás után a tálcát belehelyeztük az elektroforézis tankba, amelyet előzőleg feltöltöttünk gélelektroforézis pufferrel (1×TBE-oldat), majd eltávolítottuk a gélfésűt. Az egyes zsebekbe vittük fel a RAPD-PCR reakciótermékeket.

3.5. Autoaggregáció vizsgálata

Az alkalmazott vizsgálati módszer Del Re és mtsai [8] kutatásain alapult, kisebb módosításokkal. A saját izolátumokat és a kontroll törzseket 37 °C-on, 18 óráig, anaerob körülmények között inkubáltuk, 6,2 pH-értékű MRS levesben. Ezután a mintákat centrifugáltuk (Eppendorf Centrifuge 5804 R) 2426 × g-n, 6 percig.

A felülúszót leöntöttük, 1×PBS-oldatból 50 ml-t mértünk a baktériumpelletekre, majd vortexeltük őket (10 sec). Ismét centrifugálás, a felülúszó leöntése és a pellet visszavétele következett 1×PBS-oldatba. Vortexelés után szűkített (semi-micro) küvettákba (Greiner Bio-One Hungary) mértünk 900 µl 1×PBS-t és 100 µl sejtszuszpenziót. Az optikai denzitást 600 nm-es hullámhosszon mértük, BioMate 160 UV-Vis spektrofotométerrel (Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA, USA), majd az OD600 értékeket standardizáltuk, 0,2-re állítottuk minden egyes mintánál, hogy a mérési eredmények összehasonlíthatóak legyenek. A beállított értékeket OD600 méréssel visszaellenőriztük. Megfelelő értékek esetén 4–4 ml baktériumszuszpenziót adagoltunk ki steril Wassermann-csövekbe, melyeket mintánként A, B és C jellel láttunk el annak érdekében, hogy a három technikai ismétlés biztosítva legyen. Az így elkészített mintákat Wassermann-csövekben, szobahőmérsékleten, aerob módon inkubáltuk a vizsgálat ideje alatt. Az optikai denzitás méréseket a 0., az 5. és a 24. órában végeztük. Az egyes mérési időpontokban 200–200 µl-t vettünk ki a baktériumszuszpenzió felső részéből széles végű pipettaheggyel (Axygen, Union City, CA, USA), majd 800 µl 1×PBS-oldattal hígítottuk, szűkített küvettában. Mindhárom mérési időpontban mindegyik betűjellel ellátott minta OD600 értékét háromszor mértük, majd ezekből számoltunk aggregációs százalékot, a García-Cayuela és mtsai [9] által megadott képlet alapján:

[1 − (Amérési időpont / A0) × 100],

ahol: Amérési időpont: a sejtszuszpenzió abszorbancia-értéke az adott mérési időpontban (5 h, 24 h); A0: a sejtszuszpenzió abszorbancia-értéke 0 h időpontban.

Az autoaggregáció értékelésére jelenleg nincs egységesen kialakított rendszer. Del Re és mtsai [8] vizsgálataik során a >80% aggregációs értékkel rendelkező törzseket jól aggregálódó izolátumoknak minősítették, míg a <10% értéket mutató törzseket nem aggregálódónak tekintették.

3.6. Sav- és epesav-tűrés vizsgálata

3.6.1. A vizsgálathoz szükséges savas és epés táptalajok

A savtűrés vizsgálatához az MRS táptalajt (VWR) előírás szerint előkészítettük, majd 121 °C-on, 15 percig, autoklávban sterileztük. Ezt követően, aszeptikus körülmények között, 1 M HCl-oldattal a következő értékekre állítottuk be a pH-t: 6,0; 5,5; 5,0; 4,0; 3,0. A 45 °C-ra visszahűtött steril táptalajokkal négyzet alakú Petri-csészékbe (Greiner Bio-One Hungary) lemezeket öntöttünk. A 6,0-os pH-értékű MRS táptalaj töltötte be a kezelés nélküli tápközeg szerepét.

Az epesavtűrés teszteléséhez az MRS táptalajt (VWR) a gyártó utasításai alapján készítettük elő. A sterilezés (121 °C-on, 15 perc) után 45 °C-ra visszahűtött alap agarokhoz a sertésepét (Sigma Aldrich) 0,45 μm pórusátmérőjű membránszűrővel (Thermo Fisher Scientific) sterilre szűrve adagoltuk. A kiegészítést úgy hajtottuk végre, hogy a táptalajban az epe végleges koncentrációja 0%, 0,1%; 0,2% és 0,5% legyen. Az epét nem tartalmazó MRS agar töltötte be a negatív kontroll szerepét.

3.6.2. Törzsélesztés és optikai denzitás (OD) mérés

A baktériumtörzseket 6,2-es pH-értékű MRS levesben élesztettük fel, 37 °C-os, 18 órás, anaerob inkubáció eredményeként. A felszaporodott tenyészetek a Falcon cső alján több-kevesebb pelletet képeztek, mindezt értékeltük. A tenyészeteket centrifugáltuk (2426 × g, 6 perc, szobahőmérséklet) (Eppendorf Centrifuge 5804 R). A felülúszót leöntöttük és 1×PBS-oldatba vettük vissza a mintákat. Rövid (10 sec) vortexelés után újra centrifugálás és a felülúszó ismételt leöntése következett. Az 1×PBS oldatba való visszavétel után 10 sec vortexelés következett, majd a szuszpenzió tízszeres hígításának optikai denzitás értékét mértük meg BioMate 160 UV-Vis spektrofotométerrel (Thermo Fisher Scientific), 600 nm-en. A mérést követően egységesen 0,5-es OD600 értékű szuszpenziókat készítettünk. A pontosság érdekében visszamértük a beállított sejtsűrűségű szuszpenziók OD600 értékeit.

3.6.3. Jelenlét–hiány vizsgálat

Az OD600 = 0,5 értékű sejtszuszpenziókból 18 (9 technikai × 2 biológiai ismétlés) × 10 µl-t cseppentettünk az eltérő pH-értékű és epesav-tartalmú táptalajok felületére, majd a 3.2.7. alfejezetben ismertetettek szerint 37°C-on, 48 óráig inkubáltuk a lemezeket.

3.6.4. Epesav- és sósavkezelés folyamata

A vizsgált baktériumtörzseket a táptalajhoz hozzáadott ágensek alapján epesav- és sósav-kezelésnek vetettük alá. Negatív kontrollként epét és sósavat sem tartalmazó, 6,0-os pH-értékű MRS táptalajok szolgáltak. A vizsgálatok menetét az 1. ábra szemlélteti.

1. ábra. Epesav- és sósavkezelés folyamatábrája

3.6.5. Leoltás és élősejtszám-meghatározás

A saját izolátumok és a kontroll baktériumtörzsek tenyészeteiből is decimális hígítási sort készítettünk, majd az egyes hígítási tagokból 100–100 µl-t szélesztettünk el 6,0-os pH-értékű MRS agarlemezek felületén. Az így elkészített lemezeket 37 °C-on, 72 óráig, anaerob körülmények között inkubáltuk. Az inkubációs idő letelte után telepszámlálást végeztünk.

4. Eredmények és értékelésük

4.1. Klasszikus mikrobiológiai vizsgálatok

A klasszikus mikrobiológiai vizsgálatok célja az volt, hogy a Gram-negatív, a kataláz-pozitív és a hemolizáló törzseket kiszelektáljuk. E módszerek alkalmazásával a 217 db izolátumból ki tudtunk szűrni olyanokat, amelyek nem feleltek meg a probiotikumok kritériumainak. A teljesség igénye nélkül, a 3. táblázatban látható a klasszikus mikrobiológiai vizsgálatok eredményei alapján megfelelő jellemzőkkel rendelkező néhány törzs, melyeket a későbbi vizsgálatokba (aggregáció, savtűrés és epesavtűrés vizsgálata) is bevontunk.

3. táblázat. Törzsek főbb jellemzői, klasszikus mikrobiológiai vizsgálatok eredményei alapján

*A telepmorfológia vizsgálata 6,2-es pH-értékre beállított MRS agaron kifejlődött törzsekkel történt.

A 217 db izolátum közül 25 db kataláz-pozitív és 29 db Gram-negatív törzset azonosítottunk. Ezeket a klonalitásvizsgálat után a klónosztályokból és a klónosztályba nem illő egyedi törzsek közül is kizártuk. Egyetlen törzs sem hemolizált véresagaron, így jóllehet ez a vizsgálat nem segített szűkíteni a nagy mintaszámot, a probiotikus törzsek biztonságosságának megítéléshez feltétlenül szükséges volt elvégezni.

Sedlačková és mtsai [10] a mi munkacsoportunk gyakorlata szerint szintén csak a Gram-pozitív, pálcika alakú és kataláz-negatív izolátumokat vonták be további in vitro vizsgálataikba. Tanulmányukban összesen 59 db Gram-pozitív és kataláz-negatív törzset különítettek el, melyek közül 7 db-ot nyerstejből, 12 db-ot pedig nyers tehéntejből készített sajtból izoláltak. A telepmorfológia hasonlónak bizonyult a L. acidophilus LA-5 alkotta telepekéhez.

4.2. Klonalitásvizsgálat

A RAPD-PCR vizsgálatok párhuzamosan zajlottak a klasszikus mikrobiológiai vizsgálatokkal. Az egyedi RAPD mintázatok alapján a 217 db törzset 34 klónosztályba soroltuk, ezek közül a 34. klónosztály gélfotója látható a 2. ábrán; a 3. ábrán pedig több klónosztályt és egyedi törzseket is bemutatunk.

2. ábra. A 34. klónosztály tagjainak klonalitásvizsgálata (minták: E211–E217, pozitív kontroll: Lactobacillus acidophilus LA-5, negatív kontroll: desztillált víz, molekuláris marker: WM; Gene Ruler 1 kb Plus DNA Ladder)
3. ábra. Több klónosztály és egyedi törzsek gélfotója (minták: E149–E194, pozitív kontroll: E31, negatív kontroll: desztillált víz, molekuláris marker: WM; Gene Ruler 1 kb Plus DNA Ladder)

A vizsgálatok során 57 db egyedi törzset találtunk, amelyek nem voltak klónosztályokba sorolhatók, így az izolátumok köre 91 db-ra szűkült a klonalitásvizsgálatok eredményei alapján. A klasszikus mikrobiológiai vizsgálati módszerekkel kizártuk a Gram-negatív és a kataláz-pozitív izolátumokat, így összesen 34 db klónosztály és 37 db klónosztályba nem sorolható, egyedi törzs maradt, összesen 71 db izolátumra szűkítve a kiindulási elemszámot. Ez nagyban segítette a preszelekciót, hiszen a törzseknek csak kevesebb mint a harmada (32,7%) maradt fenn a szűrőn. Mivel a RAPD-PCR vizsgálatok eredményei erősen függenek a laboratóriumi körülményektől, a módszer precíz kivitelezése kiemelt fontosságú az eredmények reprodukálhatósága szempontjából [11]. Az alkalmazott 1254-es primer lehetővé tette a RAPD-PCR vizsgálatok során a hasonló mintázatú izolátumok összehasonlítását. Ez egybecseng Torriani és mtsai [12] állításával, miszerint az 1254-es primer kiválóan alkalmazható L. delbrueckii törzsek közötti polimorfizmusok felderítésére.

4.3. Autoaggregáció vizsgálata

A további vizsgálatok során a klónosztályba nem sorolható egyedi törzsekkel (37 db) nem foglalkoztunk, ezért az aggregáció-vizsgálathoz a 34 db klónosztály mindegyikéből egy-egy baktériumtörzset kiválasztva folytattuk az in vitro tesztsorozatot. Célunk az volt, hogy jól aggregálódó (5 órás inkubáció után: >70%, ill. 24 órás inkubációt követően: >80%) és nem aggregálódó (<25%) törzseket találjunk, melyeket a további sav- és epesav-tűrési kísérletekbe be tudunk vonni. Azt feltételeztük, hogy a jól aggregálódó törzsek nagyobb valószínűséggel lehetnek probiotikusak, így esetlegesen a sav- és epesav-kezelést is jobban tolerálják.

Az aggregációs vizsgálat méréseit 0, 5 és 24 óra elteltével végeztük. Az 5. óra utáni vizsgálat mellett Kos és mtsainak [13] eredményei alapján döntöttünk, akik azt tapasztalták, hogy már 5 óra elteltével erősen autoaggregálódott a L. acidophilus M92. A szerzők MRS-levesben tenyésztették teszttörzsüket, mert így megmaradtak az aggregációt lehetővé tevő egyes sejtfelszíni fehérjék [13].

A 34 db törzset két biológiai ismétléssel vizsgáltuk. Találtunk a kezelés 5. órájában 70% feletti aggregációs értéket mutató izolátumokat, szám szerint 6 db-ot (E15, E66, E92, E173, E198, E216). A pozitív kontrollként alkalmazott L. acidophilus LA-5 és ATCC 4356 törzsek szintén jól aggregálódtak (rendre 78,2%, ill. 72,1%) (4. ábra).

Említést érdemel, hogy a jól aggregálódó törzsek szabad szemmel is tisztán látható pelletet képeztek a Wassermann-csövek alján, a szuszpenzió felső része pedig kitisztult. Ugyanerre a megállapításra jutottak García-Cayuela és mtsai [9], akik 126 db L. plantarum törzset izoláltak nyerstejből készített sajtmintákból, és MRS levesben előzetesen szabad szemmel értékelték a törzsek aggregációs (szedimentációs) képességét, melynek alapján hópehelyszerű aggregátumok megjelenéséről számoltak be. Az autoaggregációs vizsgálatba 14 db törzset vontak be, az optikai denzitás méréseket 2, 6, 20 és 24 óra után végezték. A legnagyobb autoaggregációs értékeket (28,5–59,5%) 1 nap elteltével észlelték. Az értékek az idő előrehaladtával növekedtek, azonban törzsenként eltérő módon. Az általuk közölt aggregációs százalékokhoz képest mi nagyobb értékéket (>75%) mértünk 5 órás inkubálás után.

Xu és mtsai [14] probiotikus és patogén törzsek önaggregációs képességét tesztelték. A 2 órás inkubáció után kapott eredmények arról tanúskodtak, hogy három törzs (Bifidobacterium longum B6, L. rhamnosus GG és L. brevis KACC 10553) teljesített jól, 40-50% közötti aggregációs százalékokkal. Tuo és mtsai [15] 22 db Lactobacillus törzs aggregációs képességét vizsgálták 5 órás, 37 °C-os inkubációt követően, és 24,2-41,4%-os értékeket kaptak. Pozitív kontrollként L. rhamnosus GG-t használtak, amely 41,4%-os aggregációs értékével a legjobban teljesítő törzs volt.

Az erdélyi és a kontroll törzsek autoaggregációs vizsgálatának összesített (5 és 24 órás inkubálás utáni) eredményeit a 5. ábra szemlélteti. Megállapítottuk, hogy 24 órás inkubálás után minden egyes törzs nagyobb értéket ért el az 5 órás eredményéhez képest. A kontrollként használt probiotikus L. acidophilus LA-5 és a jól aggregálódó fenotípussal rendelkező L. acidophilus ATCC 4356, szakirodalmi adatokkal egyezően, 24 óra után is kiválóan teljesített (94,1% ill. 93,5%). A 34 db klónosztályba tartozó törzsek közül 19 db 80% felett aggregálódott. A beállított módszerünk tehát alkalmasnak bizonyult a jól és a nem jól aggregálódó izolátumok elkülönítésére. Prabhurajeshwar és Chandrakanth [16] joghurtokból izolált laktobacillusz törzsek 24 órás autoaggregációs vizsgálata során a mi eredményeinknél kisebb értékeket (39,4-52,0%) mértek.

4. ábra. A saját izolátumok és a kontroll törzsek autoaggregáció-vizsgálatának eredménye, 5 órás inkubálás után [Az adatok 2 biológiai × 3 technikai ismétlés átlag ± szórás értékeit jelölik; a vízszintes piros vonal a jól aggregálódó (>70%) törzsek kiszűrését teszi lehetővé]
5. ábra. A saját izolátumok és a kontroll törzsek autoaggregáció-vizsgálatának eredménye, 5 órás és 24 órás inkubálás után [Az adatok 2 biológiai × 3 technikai ismétlés átlagértékeit jelölik; a vízszintes piros vonal a jól aggregálódó (>80%) törzsek kiszűrését teszi lehetővé]

4.4. Sav- és epesav-tűrés vizsgálata

A sav- és epesav-tűrés vizsgálatához az 5 óra inkubáció után jól aggregálódó 6 db törzset (E15, E66, E92, E173, E198, E216) használtuk, pozitív kontrollként pedig a L. acidophilus LA-5 szolgált, mely utóbbi törzs probiotikus, megfelelőek az aggregációs mutatói és korábban hasonló vizsgálatokban már jól szerepelt [17]. Ezen kívül, a saját izolátumok közül az E10-es, kevésbé jó aggregációs képességgel (22,7%) rendelkező törzset is bevontunk vizsgálatainkba, hogy megállapíthassuk, van-e összefüggés a jó aggregálódás, ill. a sav- és epesav-tűrés között.

Az eredményeket 48 órás inkubálást követően olvastuk le. A táptalaj felületére inokulált 10 µL térfogatú baktériumszuszpenzió-cseppek helyén telepek növekedését vagy a szaporodás hiányát észleltük. Azt bíráltuk el szabad szemmel, hogy a törzsek képesek voltak-e a savval, ill. epével kiegészített és a kontroll táptalajok felületén jól látható mértékben elszaporodni (jelenlét–hiány vizsgálat). Arra kerestük a választ, hogy egyrészt mekkora sav- és epesav-koncentrációt képesek tolerálni az egyes törzsek, másrészt van-e összefüggés az aggregálódó képesség és a sav-, ill. epesav-tűrés között. Eredményeinket a 4. és az 5. táblázatban szemléltetjük.

4. táblázat. Savval kiegészített szilárd tápközeg felületén végzett jelenlét-hiány vizsgálat eredményei*

* n = 18 (9 párhuzamos × 2 ismétlés).
0: nincs szaporodás, +: gyenge szaporodás, ++: közepes mértékű szaporodás, +++: jól látható, erőteljes szaporodás.

5. táblázat. Epesavval kiegészített szilárd tápközeg felületén végzett jelenlét–hiány vizsgálat eredményei*

* n = 18 (9 párhuzamos × 2 ismétlés).
0: nincs szaporodás, +: gyenge szaporodás, ++: közepes mértékű szaporodás, +++: jól látható, erőteljes szaporodás.

Látható, hogy a L. acidophilus LA-5 a 6,0-os, 5,5-es, 5,0-ös és 4,0-es pH-értékű MRS táptalajokon és a 0,1%, valamint 0,2% epesav-tartalmú MRS táptalajokon megfelelően szaporodott, tehát jó sav- és közepes epesav-tűrőnek bizonyult. A 0,5% epét tartalmazó táptalajon már gyenge növekedést mutatott a kontrolltörzs. A legsavasabb (pH = 3,0) MRS tápközegen se a kontroll, se a vizsgált erdélyi törzsek nem képeztek telepeket, előszelekcióra tehát a 4,0-es és a 3,0-as pH-értékű szilárd tápközegek bizonyultak megfelelőnek.

Pan és mtsai [18] csecsemők székletéből izolált L. acidophilus NIT törzset tartottak glicin–sósav pufferben (pH: 2,0; 3,0; 4,0) 1, 2, ill. 3 órán keresztül. A kezelés után a baktériumpelletet reszuszpendálták és a megfelelő hígítási tagokból MRS agarlemezek felületén 20 µL szuszpenziót szélesztettek el. Azt tapasztalták, hogy 3 óra kezelés után a L. acidophilus-sejteknek mindössze 10%-a maradt életben. Jóllehet a mi vizsgálataink nem ugyanebben a kísérleti elrendezésben zajlottak, az eredmények magyarázatul szolgálhatnak arra, hogy a L. acidophilus a 3,0-as pH-értékű táptalajunkon miért nem képzett telepeket. Vargas és mtsai [19] 3% savófehérje-izolátum adagolásával érték el, hogy a Streptococcus thermophilus ST-M5 és a L. delbrueckii subsp. bulgaricus LB-12 maximális számban élje túl a savkezelést. Valente és mtsai [20] célja az volt, hogy felmérjék tradicionális brazil sajtokból izolált tejsavbaktérium-törzsek (L. plantarum B7 és L. rhamnosus D1) in vitro és in vivo probiotikus potenciálját. Mindkét törzs közepes mértékben tolerálta a 0,3% ökörepét 12 óra inkubáció elteltével. A mesterséges emésztőnedvekkel (pH: 2,0 és 3 g/L pepszin) szemben a B7 és a D1 izolátum is ellenállónak bizonyult [20].

Az epesavas sók fiziológiás koncentrációja 0,3% és 0,5% között változik az emésztőtraktusban [21], ezért választottuk legnagyobb epekoncentrációnak a 0,5%-ot. A nevezett szerző szintén hozzáadott táptalajához 0,3, 0,5, 1,0, ill. 2,0% epesavas sót, majd a törzskultúra 10 µL-ét juttatta a tápközeg felületére. Ugyan nem Lactobacillus, hanem nyers tehén- és kecsketejből, valamint tradicionális kefirből izolált Lactococcus törzsekkel dolgozott, vizsgálati rendszere mégis hasonlított a miénkhez. A Lactococcus lactis törzsek nem tolerálták az alkalmazott epesav-koncentrációk egyikét sem.

Eredményeink alapján megállapítottuk, hogy a kiválasztott izolátumok többnyire jól tolerálták a 0,5%-os epesav-jelenlétet, ami viszont nem volt igaz az E10 jelű törzsre, amely még a legkisebb (0,1%) epekoncentráció mellett is csak alig szaporodott. Az E10 izolátum gyenge aggregációs képessége jó savtűréssel és gyenge epesavtűréssel társult. A L. acidophilus LA-5 kontrolltörzs gyengén ugyan, de még a 0,5% epét tartalmazó táptalajon is szaporodott. Az alkalmazott eljárás során a törzsek nemcsak pár óráig voltak kitéve a pusztító hatású összetevőknek, hanem 48 órán keresztül érintkeztek azokkal. Említést érdemel, hogy a destruktív ágensek negatív hatásait a tápközeghez adagolt savófehérjeporral lehet mérsékelni [19]. A savval és epesavval kiegészített szilárd táptalaj felületén végzett jelenlét–hiány vizsgálat viszonylag gyors módszernek tekinthető, mert a szükséges táptalajok könnyen elkészíthetők, a táptalaj felületére történő cseppentés gyorsan kivitelezhető, így az eredmények rövid időn belül rendelkezésre állnak.

5. Következtetések

A probiotikus baktériumtörzsek szelektálására alkalmas in vitro tesztrendszer néhány elemének kidolgozására irányuló törekvésünk sikeresnek bizonyult. Az itt bemutatott lépéseket nem feltétlenül szükséges tovább finomítani, mert jelenleg is képesek nagy elemszámú izolátumhalmazok előszelektálására. Noha az 1254-es primer jó választásnak bizonyult, a későbbi klonalitásvizsgálatok során érdemes lesz más primerekkel is elvégezni a RAPD-PCR reakciót. Az aggregációs vizsgálatok, valamint a sav- és epesav-tűrés tesztek eredményei között pozitív összefüggés mutatkozott, mindazonáltal az izolált törzsek probiotikus tulajdonságainak tényszerű megállapításához további in vitro vizsgálatokra és in vivo állatkísérletekre van szükség. A jelenleginél is nagyobb szelekció érdekében érdemesnek tűnik a tesztrendszert egyéb elemekkel kiegészíteni, pl. antibiotikumrezisztencia- vagy antimikrobiális aktivitás-vizsgálatokkal.

6. Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönik az EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00008 azonosítószámú, „Innovatív tudományos műhelyek a hazai agrár felsőoktatásban” című projekt és az EFOP-3.6.1-16-2016-00024 azonosítószámú, „Intelligens szakosodást szolgáló fejlesztések az Állatorvostudományi Egyetem és a Széchenyi István Egyetem Mezőgazdaság- és Élelmiszer-tudományi Karának együttműködésében” című projekt anyagi támogatását.

7. Irodalom

[1] Hill, C., Guarner, F., Reid, G., Gibson, G.R., Merenstein, D.J., Pot, B., Morelli, L., Canani, R.B., Flint, H.J., Salminen, S., Calder, P.C., Sanders, M.E. (2014): The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 11 pp. 506-514. DOI

[2] Fijan, S., Frauwallner, A., Varga, L., Langerholc, T., Rogelj, I., Lorber, M., Lewis, P., Povalej-Bržan, P. (2019): Health professionals’ knowledge of probiotics: an international survey. International Journal of Environmental Research and Public Health 16 pp. 3128. DOI

[3] Szakály, S. (2004): Probiotikumok és Humánegészség. Vissza a Természethez! Magyar Tejgazdasági Kísérleti Intézet, Mosonmagyaróvár.

[4] European Parliament, Council of the European Union (2003): Regulation (EC) no. 1831/2003 of the European Parliament and of the Council of 22 September 2003 on additives for use in animal nutrition. Official Journal of the European Union L268 pp. 29-43.

[5] Papadimitriou, K., Zoumpopoulou, G., Foligné, B., Alexandraki, V., Kazou, M., Pot, B., Tsakalidou, E. (2015): Discovering probiotic microorganisms: in vitro, in vivo, genetic and omics approaches. Frontiers in Microbiology 6 pp. 58. DOI

[6] Williams, C.F., Walton, G.E., Jiang, L., Plummer, S., Garaiova, I., Gibson, G.R. (2015): Comparative analysis of intestinal tract models. Annual Review of Food Science and Technology 6 pp. 329-350. DOI

[7] Antal, O., Némethné Szerdahelyi, E., Takács, K. (2020): In vitro humán emésztési modellek alkalmazása a táplálkozástudomány területén (Application of in vitro human digestion models in the field of nutrition science). Élelmiszervizsgálati Közlemények - Journal of Food Investigation 66 pp. 3141-3157.

[8] Del Re, B., Sgorbati, B., Miglioli, M., Palenzona, D. (2000): Adhesion, autoaggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifidobacterium longum. Letters in Applied Microbiology 31 pp. 438-442. DOI

[9] García-Cayuela, T., Korany, A.M., Bustos, I., de Cadiñanos, L.P.G., Requena, T., Peláez, C., Martínez-Cuesta, M.C. (2014): Adhesion abilities of dairy Lactobacillus plantarum strains showing an aggregation phenotype. Food Research International 57 pp. 44-50. DOI

[10] Sedláčková, P., Horáčková, Š., Shi, T., Kosová, M., Plocková, M. (2015): Two different methods for screening of bile salt hydrolase activity in Lactobacillus strains. Czech Journal of Food Sciences 33 pp. 13-18. DOI

[11] Pereszlényi, K. (2019): Tejsavbaktériumok genetikai azonosságának vizsgálata molekuláris markerekkel. Szakdolgozat. Széchenyi István Egyetem, Mosonmagyaróvár.

[12] Torriani, S., Zapparoli, G., Dellaglio, F. (1999): Use of PCR-based methods for rapid differentiation of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and L. delbrueckii subsp. lactis. Applied and Environmental Microbiology 65 pp. 4351-4356. DOI

[13] Kos, B., Šušković, J., Vuković, S., Šimpraga, M., Frece, J., Matošić, S. (2003): Adhesion and aggregation ability of probiotic strain Lactobacillus acidophilus M92. Journal of Applied Microbiology 94 pp. 981-987. DOI

[14] Xu, H., Jeong, H.S., Lee, H.Y., Ahn, J. (2009): Assessment of cell surface properties and adhesion potential of selected probiotic strains. Letters in Applied Microbiology 49 pp. 434-442. DOI

[15] Tuo, Y.F., Yu, H.L., Ai, L.Z., Wu, Z.J., Guo, B.H., Chen, W. (2013): Aggregation and adhesion properties of 22 Lactobacillus strains. Journal of Dairy Science 96 pp. 4252-4257. DOI

[16] Prabhurajeshwar, C., Chandrakanth, K. (2019): Evaluation of antimicrobial properties and their substances against pathogenic bacteria in vitro by probiotic lactobacilli strains isolated from commercial yoghurt. Clinical Nutrition Experimental 23 pp. 97-115. DOI

[17] Süle, J., Varga, L., Varga, K., Hatvan, Z., Kerényi, Z. (2022) Probiotikus baktériumtörzsek szelektálására alkalmas kísérleti rendszer egyes elemeinek kidolgozása (Developing basic elements of an experimental system for selection of probiotic bacterial strains). Magyar Állatorvosok Lapja 144 (közlésre benyújtva).

[18] Pan, X.D., Chen, F.Q., Wu, T.X., Tang, H.G., Zhao, Z.Y. (2009): The acid, bile tolerance and antimicrobial property of Lactobacillus acidophilus NIT. Food Control 20 pp. 598-602. DOI

[19] Vargas, L.A., Olson, D.W., Aryana, K.J. (2015): Whey protein isolate improves acid and bile tolerances of Streptococcus thermophilus ST-M5 and Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus LB-12. Journal of Dairy Science 98 pp. 2215-2221. DOI

[20] Valente, G.L.C., Acurcio, L.B., Freitas, L.P.V., Nicoli, J.R., Silva, A.M., Souza, M.R., Penna, C.F.A.M. (2019): Short communication: In vitro and in vivo probiotic potential of Lactobacillus plantarum B7 and Lactobacillus rhamnosus D1 isolated from Minas artisanal cheese. Journal of Dairy Science 102 pp. 5957-5961. DOI

[21] Yerlikaya, O. (2019): Probiotic potential and biochemical and technological properties of Lactococcus lactis ssp. lactis strains isolated from raw milk and kefir grains. Journal of Dairy Science 102 124-134. DOI

Tovább a cikk olvasásához


Összetett bio-tartósítószer hatása a friss sertéskaraj mikrobiológiai mutatóira és eltarthatóságára

Cikk letöltése PDF formátumban

Összetett bio-tartósítószer hatása a friss sertéskaraj mikrobiológiai mutatóira és eltarthatóságára

DOI: https://doi.org/10.52091/EVIK-2022/2-5-HUN

Érkezett: 2022. január – Elfogadva: 2022. március

Szerzők

1 Dél-uráli Állami Egyetem
2 Dél-uráli Állami Agráregyetem
3 Antey Kft.

Kulcsszavak

tartósítószer, antioxidáns, friss húskészítmények, összcsíraszám, élesztő, eltarthatóság, tárolás, mikrobiológia

1. Összefoglalás

Cikkünk egy összetett tartósítószer hatásának vizsgálatával foglalkozik friss sertés-hús termékek mikrobiológiai mutatóira és eltarthatóságára. Vizsgáltuk a különböző tartósítószerek hatását az összcsíraszámra és az élesztőszámra friss húsban tárolás során. Kísérleti tanulmányok azt mutatták, hogy az összetett tartósítószer keverék* aktívan gátolja a mikroorganizmusok növekedését a friss sertéskaraj tárolása során. A kontrollmintában a mikroorganizmusok száma a tárolás hetedik napján 12*104 CFU/g volt, míg a hozzáadott összetett tartósítószer keveréket tartalmazó mintában 0,1*104 CFU/g volt. A felhasználásra kész tartósítószer keverék alkalmazása lehetővé teszi a durvára vágott friss sertéshústermékek hosszú távú (hét napos) tárolása során az élesztő szaporodásának aktív visszaszorítását (250 CFU/g). Meghatároztuk a tartósítószer alkalmazásának optimális módját friss sertéskaraj esetén. A tartósítószer alkalmazásának legkézenfekvőbb módja ennek a minta-típusnak az esetén a durvára vágott friss hússal történő egyszerű összekeverése és masszírozása (fűszerekkel vagy pácokkal együtt). Kísérleteink során figyelembe vettük az elsődleges és másodlagos lipid bomlástermékeket, valamint meghatá-roztuk a friss húskészítmények peroxid- és savszámát a 30 napos tárolás során. A 30 napos tárolás után a kontrollmintában az oxidációs folyamatok érzékelhető növekedése volt megfigyelhető, aminek alapján meghatároztuk a durvára vágott friss sertéshústermékek eltarthatósági idejét.

*A reklámokra vonatkozó törvény értelmében a tartósítószer keverék nevét nem közölhetjük (A szerk.)

2. Bevezetés

Az élelmiszerek és nyersanyagok hatékony tartósításának problémája előállításuk, tárolásuk, szállításuk és kereskedelmük minden szakaszában, beleértve az otthoni élelmiszer-tartósítást is, napjainkban aktuális kérdés. Egyes becslések szerint a világon megtermelt élelmiszer akár 25%-a is érzékeny lehet csak a penész károsító hatásaira [1].

Az élelmiszerek tartósításának és mikrobiológiai romlásuk megelőzésének jelenlegi módszerei három csoportra oszthatók: fizikai, kémiai és biológiai módszerek. A fizikai módszerek közé tartozik a hőmérsékleti expozíció (melegítés és hűtés), a szárítás, a vákuumozás stb. A kémiai módszerek közé tartozik a sózás, a füstölés, a sós vizes kezelés, a tartósítószerek használata stb. A biológiai módszerek a starter és bioprotektív kultúrákkal történő kezelésből, baktericidek és enzimkészítmények alkalmazásából állnak [2, 3]. Ezen módszerek mindegyikének vannak bizonyos korlátai egy adott termék előállítása során az érzékszervi tulajdonságokra és tápértékre gyakorolt hatásuk, valamint műszaki megvalósíthatóságuk miatt (például a szükséges felszerelés igénye, vagy a felhasznált anyagok és készítmények szűkössége). A mikrobiológiai romlás megelőzésének összes ismert módszere közül a kémiai tartósítószereket tartják a legkönnyebben alkalmazhatónak, gyorsan megvalósíthatónak, amelyek nem igényelnek speciális felszerelést és/vagy gyártási módot [4, 5]. A húsipar azonban meglehetősen konzervatív az élelmiszer-adalékanyagok felhasználását illetően, mivel a kémiai tartósítószerek csak korlátozottan engedélyezettek a húskészítmények gyártása során, elsősorban a kocsonyás termékek gyártásában és a felületkezelésben [6]. Emellett a fogyasztók túlnyomó többsége elutasítóan viszonyul a tartósítószert tartalmazó címkézett húshoz. E tekintetben a kémiai tartósítószerek felhasználása a húskészítmények előállítása során jelentősen korlátozott, és nem tekinthető a mikrobiológiai romlás megelőzése univerzális eszközének.

Oroszországban a sertéshús fogyasztási szintje és termelése az utóbbi időben gyorsan növekedett. Elmondható, hogy a sertéshús manapság uralja a húsipart. 2020-ban a sertéshústermelés 23%-kal nőtt.

A sertéshús teljes értékű állati fehérje forrása is, és magas tápértékkel rendelkezik. Ezenkívül a sertéshús az emberi szervezet átfogó fejlődéséhez szükséges vitaminokat, makro- és mikroelemeket tartalmaz [7].

Ahhoz, hogy az egészségre gyakorolt kedvező tulajdonságokat egészében megőrizzük, be kell tartani a hús feldolgozási, szállítási és tárolási szabályait. A Sanitary Rules and Norms SanPiN 2.3.2.1078-01 és a Technical Regulations of the Customs Union TRCU 034/2013 „On the safety of meat and meat products” szerint a sertéshús a romlandó áruk kategóriájába tartozik.

A tárolási körülményeket és feltételek megsértése esetén jelentősen felgyorsul a mikroorganizmusok növekedése és szaporodása a friss sertéshúsban, ami a bakteriális szennyeződés fokozódásához vezet. Kedvező körülmények között a mikroorganizmusok a felületen felhalmozódnak és fokozatosan behatolnak a hús mélyére, ami a termék megromlását okozza. Tárolás során a hús elveszti értékes tulajdonságait, érzékszervi, fizikai és kémiai paraméterei jelentősen romlanak, és a patogén mikrobiális flóra élettevékenysége miatt megnő az emberi egészség károsodásának kockázata. A húsromlásnak többféle típusa van: rothadás, nyálkaképződés, penészképződés, savas erjedés (hússavanyodás) stb. Ezeknek a folyamatoknak az intenzitása a hőmérséklettől, a relatív páratartalomtól, a mikroorganizmus típusától és a hús kezdeti szennyezettségének mértékétől függ [8].

Rothadásos romlás leggyakrabban a helyes tárolási feltételek sérülése esetén fordul elő. A rothasztó mikroflóra a hús romlását okozza. A rothasztó mikroorganizmusok lehetnek akár aerobok, akár anaerobok. Képesek olyan proteáz enzimeket kiválasztani, amelyek lebontják a fehérjéket. Ezen mikroorganizmusok között vannak aerob bacillusok (B. pyocyaneum, B. mesentericus, B. subtilis, B. megatherium), anaerob clostridiumok (Cl. putrificus, Cl. histolyticus, Cl. perfringens, Cl. sporogenes) és fakultatív anaerob coccusok. Az aerob rothadás végtermékei az ammónia, a szén-dioxid, a kén-hidrogén és a merkaptánok. Ezen vegyületek mindegyike károsíthatja az emberi szervezetet, ami súlyos mérgezésben nyilvánulhat meg [9].

A sertéshús anaerob rothadása oxigén nélkül következik be. Emiatt még a vákuumcsomagolás sem védi meg a húst a romlástól, ha a tárolási hőmérsékletre vonatkozó követelményeket megsértik. Az anaerob rothadás végtermékei az aminosavak dekarboxilezésének termékei, amelyek kellemetlen szagú anyagok képződését okozzák, mint például az indol, a szkatol, a fenol, a krezol és a diaminok. Származékaik hullamérgek (kadaverin, putreszcin stb.); mérgezőek az emberre, és halált is okozhatnak [10].

A nyálkaképződés nyálkaképző mikroorganizmusok (tejsavbaktériumok, élesztőgombák és mikrococcusok) elszaporodásának és részleges elhalásának eredménye a sertéshús felületén. A hús 18-25 ºC-on történő tárolása és a magas páratartalom hozzájárul a nyálkaképződéshez. Azonban egyes nyálkaképző mikroorganizmusok akár fagypont alatti hőmérsékleteken is kifejlődhetnek. A nyálkaképződés során a hús felülete ragacsossá válik, szürkés-zöld árnyalatot és visszataszító szagot kap, a hús felületi rétegeinek pH-ja 5,2-5,3 lesz. Fontos különbséget tenni a nyálkaképződés és a rothadás kezdeti szakasza között, mivel ezeket teljesen más mikroflóra okozza [11].

A húsromlás egy másik, hasonlóan veszélyes típusa a penészképződés, amely akkor következik be, amikor a termék hosszan tartó tárolása során mikroszkopikus gombák fejlődnek ki annak felületén. A penészesedés során a hús minősége a fehérjék hidrolízise és az aminosavak dezaminációja miatt romlik. A húsfelületeken leggyakrabban előforduló gombák, a Mucor, a Penicillium, az Aspergillus és a Cladosporium, alacsony hőmérsékleten (hűtőszekrényben) is képesek növekedni. Ezek a gombák mikotoxinokat termelnek, élelmiszerromlást, allergiás reakciókat és különféle betegségeket okoznak az emberi szervezetben [12, 13].

Dolgozatunk célja a tartósítószer keverékben lévő élelmiszer adalékanyagok vegyületei hatásának vizsgálata (részletesebben lásd a 3.1. szakaszt) a friss sertéshús tárolás közbeni mikrobiológiai romlással szembeni ellenálló képességére.

3. Anyagok és módszerek

3.1. A kutatás tárgyai

A cikkben szereplő kutatási tárgyak a következők:

  • Durvára vágott friss sertéshúr (legfeljebb 15 tömegszázalék zsírtartalommal)
  • Egy tartósítószerként alkalmazott élelmiszer-adalékanyag vegyületei. A felhasználásra kész keverék a következőket tartalmazza: kálium-szorbát (E202), nátrium-acetát (E262), nátrium-benzoát (E211), glicerin (E422), karboximetil-cellulóz (E466) és egy antioxidáns (dihidrokvercetin). Az adalékanyagot egy oroszországi kutató és gyártó társulás állítja elő.
  • Tejsav
  • Ecetsav
  • Nátrium-acetát (E262)

3.2. Kutatási módszertan

Az összcsíraszámot és az élesztő mennyiségét úgy határoztuk meg, hogy a terméket táptalajt tartalmazó agarlemezekre szélesztettük, hagytuk a mikroorganizmusokat kinőni, majd megszámoltuk az összes különálló telepet.

A peroxid- és savszámot standard módszerekkel határoztuk meg [14, 15]. A peroxidszám meghatározásának módszere az állati zsírok oxidációs termékeinek (peroxidok és hidroperoxidok) kálium-jodiddal való reakcióján alapul ecetsav és izooktán vagy kloroform oldatában, amit a felszabaduló jód mennyiségi meghatározása követ nátrium-tioszulfát-oldattal titrimetriás módszerrel. A savszám meghatározásának módszere a minta oldószerkeverékben történő feloldásán, és a szabad zsírsavak kálium-hidroxid-oldattal történő titrálásán alapul.

Minden vizsgálatot három párhuzamosban végeztünk el, hacsak másképp nem jelezzük, és kiszámoltuk az átlagértékeket. Az eredményeket átlagérték ± szórás formában fejeztük ki. Az átlagértékek közti szignifikáns különbségeket p < 0,05 szignifikanciaszinten egytényezős varianciaanalízis és Student-teszt segítségével azonosítottuk. Statisztikai elemző szoftverként a Microsoft Excel 2010-es verzióját alkalmaztuk.

4. Eredmények és diszkusszió

A tartósítószer keverék funkcionális tulajdonságainak azonosítására hűtött sertéshúsokon végeztük vizsgálatokat, összehasonlítva kontrollmintákkal és a leggyakoribb tartósító hatású anyagokkal (tejsav, ecetsav és nátrium-acetát). Elvégeztük a húskészítmények mikrobiológiai mutatóinak összehasonlító értékelését, melynek során 7 napon keresztül, 8-10 oC-os hőmérsékleten monitoroztuk a mezofil aerob és a fakultatív anaerob mikroorganizmusok (MAFAM) mennyiségét. A kísérleti eredményeket az 1. ábra mutatja.

1. ábra. Különféle tartósítószerek hatása friss sertéskaraj összcsíraszámára tárolás során

A húsdarabok romlásának leggyakoribb mutatója a természetes savas erjedés. A glikogénben gazdag izomszövetben rendszerint savas fermentáció alakul ki. A folyamat fő jelei a savanyú szag, a szürke vagy zöldes árnyalat, a szövetek rugalmasságának csökkenése, és ennek következtében egy laza konzisztencia. A hiba okozói pszichotróf tejsavbaktériumok és élesztőgombák, amelyek a szénhidrátokat szerves savakká, valamint gázokká (szén-dioxid és esetenként hidrogén) erjesztik. A hús szénhidrátjain kívül az apróra vágott hústermékek olyan szénhidrátokat is tartalmaznak, amelyek hagymából, pácokból és egyéb összetevőkből származnak. Ezek a sertéshúsdarabok közötti sós lében található szénhidrátok kedvező táptalajt jelentenek a savas erjedés kórokozóinak növekedéséhez.

Kísérleti vizsgálataink kimutatták, hogy a kiválasztott tartósítószerek a tárolás során aktívan gátolják a mikrobiális növekedést. Így a hetedik napon a mikróbatartalom a kontrollmintában 12·104 CFU/g volt, a tejsavat tartalmazó mintában 2·104 CFU/g, az ecetsavat tartalmazó mintában 1,8·104 CFU/g, a nátrium-acetátot tartalmazó mintában 0,7·104 CFU/g, a tartósítószer keverék vegyületeit tartalmazó mintában pedig 0,1·104 CFU/g.

Az élesztőgombák kifejlődésének megakadályozása a húsdarabokban a nyershústermékek gyártói sikerének fontos eleme, mivel ez közvetlen kapcsolatban van a termék eltarthatóságával, és garantálja a fogyasztó felé a termék biztonságosságát [16].

A húskészítmények szennyeződése a dolgozók szennyezett kezétől, szennyezett tárolóedényektől, nem sterilizált fűszerektől és hagymától származik. A 2. ábra a különböző tartósítószerek hatását mutatja az élesztő növekedésére nyers húsokban a tárolás során.

2. ábra. Különféle tartósítószerek hatása az élesztő növekedésére friss sertéskarajban a tárolás során

Kutatási eredményeink szerint a klasszikus tartósítószerek (tejsav, ecetsav és nátrium-acetát) gyenge hatással bírnak az élesztő növekedésére és szaporodására a nyers sertéshús tárolása során. Az élesztő gyors szaporodása friss sertéskarajban a 2. napon indul meg, és a 7. napon éri el csúcsértékét, 1.600 CFU/g-ot (kontrollminta). A tartósítószer keverék vegyületeinek alkalmazása azonban lehetővé teszi az élesztő szaporodásának aktív visszaszorítását a friss sertéshúsból készült termékek hosszú távú tárolása során (250 CFU/g).

A kapott adatok megerősítik, hogy a tartósítószer keverék nemcsak hatékonyan gátolja az élesztőgombák szaporodását, hanem egyértelmű antimikrobiális aktivitást is mutat a mikroorganizmusok széles körével szemben.

A durvára vágott friss sertéshús mikrobiológiai mutatóinak tanulmányozása során megállapítottuk, hogy a sós lében áztatott hússzeletek felületén az élesztőtartalom több százszorosa a belső szövetekben mért értékeknek. Ennek ismeretében nyilvánvaló, hogy leginkább a hús felületét, valamint a sós lében lévő összetevőket kell kitenni a tartósítószerek hatásának. Ennek az állításnak az igazolására azonos receptúra szerint készített nyers sertéshúsok mikrobiológiai mutatóit hasonlítottuk össze, amelyek a tartósítószer alkalmazásának módjában különböztek. Az egyik mintában a tartósítószert oldat formájában fecskendővel alkalmazták, egy másikban pedig folyadék formában, összekeverve hagymával és páclével, majd a húsba masszírozva. A kontrollmintát tartósítószer nélkül készítettük el. A kísérleti eredményeket a 3. ábra mutatja.

3. ábra. A tartósítószer alkalmazási módjának hatása az élesztő növekedésére friss sertéskarajban

A masszírozást „Metat master” húspácoló gépben végeztük, a kiválasztott keverőprogram szerint. A keverési paraméterek az 1. táblázatban láthatók.

1. táblázat. Keverési paraméterek

Így ennél a mintatípusnál a legracionálisabb módszer a tartósítószer alkalmazására a nyers hússzeletekkel történő összekeverés és bemasszírozás (például fűszerekkel vagy pácokkal együtt). Ebben az esetben egyszerre két pozitív hatás érhető el: az élesztő által érintett területeken nő a tartósítószer koncentrációja, és a tartósítószer összmennyisége a termékben csökken, ami mind a fogyasztók egészségére vonatkozó termékbiztonság, mind gazdasági szempontból előnyt jelent.

A tartósítószer keverékkel tartósított termék eltarthatósági ideje növekedésének vizsgálatát különböző időpontokban végeztük el (5-30 nap) úgy, hogy 5 naponta megmértük az elsődleges és másodlagos lipidbomlási termékeket, valamint meghatároztuk a peroxid- és savszámot [17].

Az élelmiszer-adalékanyagot különböző koncentrációkban alkalmaztuk (0,1%, 0,4%, 0,6% és 1%).

A kapott adatok alapján meghatároztuk a minták peroxidszám (PN) értékének függését a termék tárolási időtartamától (4. ábra).

A tartósítószer keverék dózisától függően a PN értékek változnak, de minden esetben az idő múlásával növekvő tendencia figyelhető meg. A legmagasabb mértéket a kontrollmintában mutattuk ki. Az oxidációs folyamatok legalacsonyabb arányát a 0,6% illetve 1% tartósítószert tartalmazó mintákban figyeltük meg, és ezek szignifikáns eltérést mutattak a kontrollmintától.

4. ábra. Elsődleges oxidációs termékek felhalmozódása friss sertéskarajban a tárolás során

A 10. napon minden tartósítószer keveréket tartalmazó minta PN értéke meredek (átlagosan 1,6-szeres) emelkedést mutatott, ami a pácban található ecetsav és az antioxidáns (dihidrokvercetin) kölcsönhatását idézi elő, ami a savasság eltolódásával jár együtt a lúgos tartomány felé. A tárolás 15. napján a PN érték fokozatosan tovább növekszik, és az élelmiszer-adalékanyag hatóanyaga a teljes tárolási idő alatt gátolni kezdi a lipid peroxidációt, szignifikáns eltéréseket mutatva a kontrollmintától. 30 nap tárolás után a kontrollmintában az oxidációs folyamatok észrevehető növekedése figyelhető meg, így ezt választottuk a friss hús eltarthatóságának végpontjául. Az antioxidáns aktivitás azonban lehetővé teszi a termék tárolási stabilitásának növelését.

Hasonló dinamika figyelhető meg a savszám változásában (5. ábra).

5. ábra. A savszám változása a termék teljes eltarthatósága alatt

A túlzott savasságú oxigéntartalmú termékek a nedvességveszteség miatt rontják a hús minőségét. A húskészítmények mérsékelt savassága viszont kisebb mértékben rontja a termék minőségét, így az lédús marad. Ezenkívül a tartósítószer keverékben található antioxidáns lehetővé teszi az eltarthatóság növelését.

5. Következtetések

Kutatásunk újszerűségét elméletileg igazoltuk, és kísérletileg megerősítettük az élelmiszer-adalékanyag tartósítószer keverék vegyületeinek magas teljesítményét a nyers sertéshús gyártása során. Az adalékanyag alkalmazása lehetővé teszi a húskészítmények hőkezelése és tárolása során fellépő veszteségek csökkentését, a hozam növelését és az állag javítását, valamint az előállítási költségek csökkentését és az eltarthatósági idő növelését akár 30 napra. Ezt az eredményt a legújabb, széles spektrumú antimikrobiális tartósítószer keverék alkalmazása biztosítja. A készítmény jelentős baktériumölő hatással rendelkezik, gátolja az élesztőgombák növekedését és fejlődését. A készítmény alkalmazásának legracionálisabb módja egy húsrendszerben az, ha összekeverjük a termékkel, és belemasszírozzuk abba (például fűszerekkel vagy pácokkal). Mivel a tartósítószer tartalmazza a természetes antioxidáns dihidrokvercetint, a készítmény előnyösen alkalmazható magas zsírtartalmú termékek esetén a lipidfrakció tárolás közbeni oxidációjának megelőzésére. A készítmény optimális koncentrációja a húsrendszerben 0,6-1 tömegszázalék. Magasabb koncentrációk a végtermék magasabb árához vezetnek. Ugyanakkor a bio-tartósítószer 0,6 tömegszázaléknál kisebb koncentrációja csökkenti a termék tárolási stabilitását és ellenállást a mikrobiális romlással szemben.

6. Összeférhetetlenség

Kijelentjük, hogy nincsen olyan pénzügyi és személyes kapcsolatunk más személyekkel vagy szervezetekkel, amelyek elfogadhatatlan módon befolyásolhatnák munkánkat, és semmilyen termékhez, szolgáltatáshoz és/vagy céghez nem fűződik semmilyen szakmai vagy egyéb személyes érdekünk, amely befolyásolhatná ennek a cikknek a tartalmát.

7. Köszönetnyilvánítás

A munkát az Oroszországi Föderáció kormányának 211. számú törvénye támogatta, szerződésszám: 02.A03.21.0011.

8. Irodalom

[1] Saucier, L. (2016): Microbial spoilage, quality and safety within the context of meat sustainability. Meat Science, 120, pp. 78–84. DOI

[2] Huffman, R. D. (2002): Current and future technologies for the decontamination of carcasses and fresh meat. Meat Science, 62, pp. 285–294. DOI

[3] Zhang, H. Z., Wu, J., Guo, X. (2015): Effects of antimicrobial and antioxidant activities of spice extracts on raw chicken meat quality. Food Science and Human Wellness, 5, pp. 39-48. DOI

[4] Chen, J. H., Ren, Y., Seow, J., Liu, T., Bang, W. S., Yuk, H. G. (2012): Intervention Technologies for Ensuring Microbiological Safety of Meat: Current and Future Trends. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 11, pp. 119–132.

[5] Naveena, B. M., Sen, A. R., Vaithiyanathan, S., Babji, Y., Kondaiah, N. (2008): Comparative efficacy of pomegranate juice, pomegranate rind powder extract and BHT as antioxidants in cooked chicken patties. Meat Science, 80, pp. 1304–1308, DOI

[6] Aymerich, T., Picouet, P. A., Monfort, J. M. (2008): Meat decontamination technologies for meat products. Meat Science, 78, pp. 114–129. DOI

[7] Lucera, A., Costa, C., Conte, A., Del Nobile, M. A. (2012): Food applications of natural antimicrobial compounds. Frontiers in Microbiology, 3, pp. 1–13. DOI

[8] Russell, S. M. (2009): Understanding poultry spoilage. Last accessed 14th April 2017.

[9] Doulgeraki, A. I., Ercolini, D., Villani, F., Nychas, G. E. (2012): Spoilage microbiota associated to the storage of raw meat in different conditions. The International Journal of Food Microbiology, 157, pp. 130–141. DOI

[10] Soladoye, O. P., Juárez, M. L., Aalhus, J. L., Shand, P., Estévez, M. (2015): Protein oxidation in processed meat: mechanisms and potential implications on human health. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 14, pp. 106–122. DOI

[11] Thomas, C. J., O’Rourke, R. D., McMeekin, T. A. (1987): Bacterial penetration of chicken breast muscle. Food Microbiology, 4(1), pp. 87–95. DOI

[12] Scallan, E., Hoekstra, R. M., Angulo, F. J., Tauxe, R. V., Widdowson, M. A., Roy, S. L., Jones, J. L., Griffin, P. M. (2011): Foodborne illness acquired in the United States-major pathogens. Emerging Infectious Diseases, 17, pp. 7–15. DOI

[13] Waites, W. M. (1998): The microbiology of meat and poultry. Meat Science, 50(1), p. 137. DOI

[14] Antipova, L. V., Glotova, I. A., Rogov, I. A. (2001): Meat and meat products research methods, Moscow, Kolos, pp. 376.

[15] Skurikhin, I. M., Tutelyan, V. A. (1998): Guide to methods for analysis of food quality and safety. Moscow, Brandes, Medicine, pp. 342.

[16] Viljoen, B. C., Geornaras, A., Lamprecht, A., Holy, A. (1998): Yeast populations associated with processed poultry. Food Microbiology, 15, pp. 113-117. DOI

[17] Aminzare, M., Hashemi, M., Ansarian, E., Bimkar, M., Azar, H. H., Mehrasbi, M. R., Daneshamooz, S., Raeisi, M., Jannat, B., Afshari, A. (2019): Using Natural Antioxidants in Meat and Meat Products as Preservatives: A Review. Journal of Animal and Veterinary Advances, 7, pp. 417–426.

Tovább a cikk olvasásához


MTA Élelmiszeranalitika és -minőség Munkabizottság hírei

Cikk letöltése PDF formátumban

MTA Élelmiszeranalitika és -minőség Munkabizottság hírei
2022 II. negyedévi (április 22.) ülésén elhangzott előadások rövid összefoglalói
Téma: Szénhidrátanalitika és -minősítés

Gabonák rost és kismolekulaméretű szénhidrát összetételének jellemzése lehetőségek és kihívások az elválasztástechnika szemszögéből

Schall Eszter, Juhászné Szentmiklóssy Marietta Klaudia, Tömösközi Sándor
(Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Gabonatudományi és Élelmiszerminőség Kutatócsoport)

A növényi alapú élelmiszereinkben a szénhidrátok nem csak táplálkozási (energiaforrás, élelmiszerbiztonság), hanem érzékszervi és technológiai (szerkezet, állag, állomány alakítása, előállítás módja stb.) szempontból is fontos szerepet játszanak. Kutatócsoportunkban intenzíven foglalkozunk a gabonák élelmi rost összetételével, melyek mennyiségi és minőségi jellemzéséről, változékonyságáról, technológiai tulajdonságokban betöltött szerepéről jórészt csak a közönséges búza esetében érhető el részletesebb információ. Emellett a rövid szénláncú szénhidrátok közül a FODMAP-ok (fermentálható oligo-, di-, monoszacharidok és cukoralkoholok) jellemzése is egyre nagyobb hangsúlyt kap a kutatásokban, méghozzá emésztőrendszert érintő rendellenességekben (irritábilis bélszindróma) beöltött szerepük miatt. Mind a rostok, mind a kismolekulaméretű szénhidrátok analízise komoly kihívást jelent, részben változatos szerkezetük, részben kis mennyiségük miatt. Kutatócsoportunkban az elmúlt években főként az arabinoxilánok mennyiségi és minőségi jellemzésével, a β-glükánok mennyiségi meghatározásával, a gabonákban jellemző mennyiségi és minőségi értelembe vett változékonyságukkal és technológiai szerepük megértésével foglalkoztunk. Emellett a FODMAP összetevők mennyiségi jellemzésére adaptáltunk sikeresen kromatográfiás és enzimes módszereket, melyek segítségével a gabonákban jellemző mennyiségéről, fajták, fajok közötti, illetve technológiától függő változékonyságáról és feldolgozás során történő esetleges változásairól tudunk információt szerezni. A közeljövőben a rostalkotó β-glükán és az arabinogalaktán-peptidek mennyiségi és minőségi jellemzésére alkalmas kromatográfiás módszerek adaptálásával és továbbfejlesztésével kívánjuk bővíteni eszközrendszerünket.

Szénre szín, számra szám – új lehetőségek a VIS, NIR és MIR spektroszkópia szénhidrátanalitikai alkalmazásában

Slezsák János, Salgó András, Gergely Szilveszter
(Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék)

Az élelmiszeripari alap- és segédanyagok, illetve közti- és végtermékek vizsgálatára régóta nyújt gyors, roncsolásmentes lehetőséget a rezgési spektroszkópia. Az infravörös spektroszkópia analitikai felhasználása a technika létrejöttekor elsősorban a közép infravörös (mid-infrared, MIR) tartományon alapult. [1] Az elmúlt évtizedekben azonban élelmiszerek vizsgálata esetén (illetve lényegében a teljes mezőgazdasági és élelmiszer vertikumban) a közeli infravörös (near-infrared, NIR) tartomány volt a domináns, mivel nagyobb energiája lévén a MIR-nél jobban alkalmazható komplex, biológiai eredetű mátrixok esetén, a látható (visible, Vis) tartománnyal szemben pedig jelentős kémiai információ nyerhető ki a NIR spektrumokból. Kutatócsoportunk hagyományait [2] követve az elmúlt időszakban a szénhidrát-analitika tárgykörében is végeztünk összehasonlító vizsgálatokat a különböző elektromágneses tartományok (Vis, NIR, MIR) és optikai konfigurációk tekintetében. Ennek része volt a spektrumkönyvtárak építése, melynek során számos tiszta mono-, di- és poliszacharid spektrumát vettük fel diszperziós (dispersive, DS), Fourier-transzformációs (Fourier transform, FT), illetve diódasoros (diode-array, DA) NIR spektrofotométerekkel, hogy a különböző szénhidrátok elnyelési karakterisztikájáról információt kapjunk. Az eredmények alapján a NIR technikák jó lehetőséget nyújtanak a tiszta szénhidrátok azonosítására, több esetben egymáshoz rendkívül hasonló vegyületek megkülönböztetése is lehetséges (pl. vízmentes vagy hidratált szénhidrátok azonosítása, botanikai eredet meghatározása keményítő esetén). A tiszta rendszerek vizsgálatán túlmenően különböző porkeverékek minősítésére is dolgoztunk ki matematikai modelleket, többek között kereskedelmi forgalomban kapható aromaanyagok hordozóinak (pl. maltodextrin) mennyiségi meghatározására. Kutatásaink egyik rendhagyó szegmense a por állagú (akár egynemű, akár keverék formájú) minták minősítése különböző csomagolóanyagokon keresztül, akár azonosítás, akár mennyiségi meghatározás céljából. Ezen kísérletek eredményei alapján több esetben kidolgozhatónak látszanak olyan NIR alapú technikák, melyek a csomagolás megbontása nélkül teszik lehetővé különböző szénhidrátok minőségi vagy mennyiségi meghatározását. [3, 4] A nemzetközi trendek alapján a Vis és MIR tartomány is egyre komolyabb figyelmet kap, köszönhetően a spektrumfeldolgozás és -kiértékelés terén elért fejlődésnek. A számítástudomány kapcsán elért fejlesztések (mesterséges intelligencia alapú technikák, gépi tanulás, adatfúzió) implementálása az analitikai eredmények értékelésébe a következő évek fontos feladata lesz. Célkitűzéseink között szerepel ezen túlmenően a manapság egyre elterjedtebb, ám megkérdőjelezhető reprodukálhatósággal bíró miniatürizált infravörös készülékek összehasonlító vizsgálata is.

Irodalom

[1] Yakov M. Rabkin (1987): Technological Innovation in Science The Adoption of Infrared Spectroscopy by Chemists. Isis 78:1, pp. 31-54.

[2] Tömösközi S., Lásztity R, Salgó A., Vértessy G. B (2021): 100+10 év a felsőfokú élelmiszertudományi oktatás és a kutatás szolgálatában. Magyar Kémikusok Lapja 76: 10, pp. 286-292.

[3] Slezsák J., Szabó É., Gergely S., Salgó A. (2018): Measuring of food industrial raw materials via polyethylene packages by NIR spectrophotometers using different optical arrangements. Acta Alimentaria: An International Journal Of Food Science 47:1 pp. 104-112.

[4] Slezsák J., Szabó É., Besenyő G., Salgó A., Gergely S. (2019): Developing a model system for NIR based identification and quantitative analysis of food additives measured via polyethylene foils [konferencia-előadás]. NIR 2019, Gold Coast, Ausztrália.

Szénhidrátok szerepének azonosítása gabonaalapú élelmiszermátrixok technofunkcionális és érzékszervi tulajdonságainak alakításában

Németh Renáta, Jaksics Edina, Farkas Alexandra, Fekete Dávid, Tömösközi Sándor
(Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Gabonatudományi és Élelmiszerminőség Kutatócsoport)

Táplálkozásunkban évezredek óta különféle gabonák szolgálnak fő energiaforrásként, köszönhetően magas szénhidrát tartalmuknak (60-80%). A gabonákban található szénhidrátok fő alkotói poliszacharidok (70-80%), melyek közül kiemelt jelentőségű a keményítő, mint elsődleges tartaléktápanyag. Emellett számottevő mennyiségben fordulnak elő sejtfal alkotó poliszacharidok, mint arabinoxilánok, béta-glükán, cellulóz stb., melyeket összefoglalóan nem-keményítő poliszacharidoknak is nevezünk, és élelmi rostként funkcionálnak. Technológiai szempontból a keményítő és nem-keményítő poliszacharidok tekinthetők a legjelentősebbnek, ugyanis molekulaméretük és szerkezeti felépítésük nagyban meghatározza az oldhatóságukat hidratációjukat, gélképző tulajdonságaikat és ezáltal a közti- és végtermék tulajdonságait, minőségét. A gabonaszemekben kb. 1-2% mennyiségben kisebb méretű szénhidrátok, oligo-, di- és monoszacharidok is jelen vannak, melyek bizonyos mértékben szintén befolyásolhatják a feldolgozási folyamatokat (pl.: fermentáció). Számos célműszer alkalmazható gabonaőrlemények, elsősorban a búza, technológiai (pl.: dagasztási, nyújthatósági, gélképző) viselkedésének vizsgálatára. Példaként említendő a gyors-viszko analizátoros (RVA) és Mixolabos technika, valamint az amilográfos vizsgálat és az esésszámmérés, melyek jól alkalmazhatók szénhidrát összetevők szerepének azonosítására. Az említett műszerek esetében híg liszt-víz szuszpenzióban vizsgáljuk a csirízesedési és gélképző tulajdonságokat. Kivételt képez a Mixolab, melynél összetett tésztamátrixban, együttesen tanulmányozhatjuk a dagasztási és viszkózus viselkedést. A keményítőtulajdonságok vizsgálatával foglalkozó kutatásaink is alátámasztják, hogy a keményítő összetétele (pl.: amilóz-amilopektin aránya) alapvetően befolyásolja a csirízesedési tulajdonságokat (csirízesedési hőmérséklet, csúcsviszkozitás, elfolyósodás mértéke), valamint a gélképzést (végső viszkozitás). Az is megállapítható, hogy az izolált keményítők némiképp eltérően viselkednek a lisztekhez képest, mely arra utalhat, hogy kölcsönhatás alakulhat ki a lisztalkotók között. A nem-keményítő poliszacharidok, elsősorban arabinoxilánok (AX), tulajdonságait is számos kutatási munkánkban vizsgáltuk. Az arabinoxilán molekulák között, szerkezetükből adódóan, redox körülmények között ferulasav csoportokon keresztül keresztkötések létesülhetnek vagy bomolhatnak fel. Eredményeink azt mutatták, hogy megfelelő oxidatív enzim alkalmazásával (pl.: peroxidáz, piranóz-oxidáz) keresztkötések jöhetnek létre az AX-ok között megnövelve a mátrix (szuszpenzió, tészta) konzisztenciáját és viszkozitását. Mindez alkalmasnak bizonyult például gluténmentes tésztamátrixok állagának javítására. Ezzel szemben hidroxil-gyökös oxidáció az AX-ok depolimerizációjához vezetett, rontva a rendszer technológiai tulajdonságait. A mélyebb összefüggések azonosítására lehetőséget nyújt az egyes alkotók szerepének modell (alkotóira bontott majd újra összeállított) rendszerben történő vizsgálata. Búza alapú rendszerben végzett kísérleteink azt mutatták, hogy sikérháló redukálása majd re-oxidálása során feltételezhető a hozzáadott AX beépülése a sikérvázba, ami fontos információ az AX-ok szerkezetépítő szerepének megértése szempontjából a tészta és végtermék mátrixában.

Számos megválaszolatlan kérdés van még a gabonákban található szénhidrátok összetételi és szerkezeti változékonyságával és az ezzel szorosan összefüggő táplálkozástani és technológiai szerepük megértésével kapcsolatosan. Mindez további vizsgálatok elvégzését és módszertani fejlesztéseket tesz szükségessé annak érdekében, hogy elősegítsük a tudatos élelmiszerfejlesztést és a tudományosan megalapozott, hiteles információk átadást a fogyasztók számára.

Tovább a cikk olvasásához


2022/2 Nemzeti szabványosítási hírek

Cikk letöltése PDF formátumban

Nemzeti szabványosítási hírek

Szerző

  • Szalay Anna1

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.

2022. március – 2022. május hónapban bevezetett szabványok:

13.060 Vízminőség

MSZ EN ISO 20236:2022 Vízminőség. Az összes szerves szén (TOC), az oldott szerves szén (DOC), az összes kötött nitrogén (TNb) és az oldott kötött nitrogén (DNb) meghatározása katalitikus, magas hőmérsékletű, oxidatív égetés után (ISO 20236:2018) – Az MSZ EN 12260:2004 helyett –

MSZ EN ISO 16266-2:2022 Vízminőség. A Pseudomonas aeruginosa kimutatása és megszámlálása. 2. rész: A legvalószínűbb szám módszere (ISO 16266-2:2018)

67 Élelmiszeripar

67.040 Élelmiszertermékek általában

MSZ ISO/TS 22002-6:2022 Élelmiszer-biztonsági előfeltételi programok. 6. rész: Takarmány- és állateledel-előállítás

67.050 Élelmiszertermékek vizsgálatának és elemzésének általános módszerei

MSZ EN 15662:2018 Növényi eredetű élelmiszerek. Peszticid szermaradékok meghatározásának multimódszere acetonitriles extrakciót/szétválasztást és diszperziós SPE-tisztítást követő GC- és LC-alapú vizsgálattal. Moduláris QuEChERS-módszer

67.200 Étolajok és -zsírok. Olajmagvak

MSZ EN ISO 665:2020 Olajmagvak. A nedvesség- és az illóanyag-tartalom meghatározása (ISO 665:2020)

67.220 Fűszerek és ízesítők. Élelmiszerek adalékanyagai

MSZ EN ISO 6571:2022 Fűszerek, ízesítők és gyógynövények. Az illóolaj-tartalom meghatározása (hidrodesztillációs módszer) (ISO 6571:2008 + Amd 1:2017) EGYESÍTETT VÁLTOZAT

2022. március – 2022. május hónapban visszavont szabványok

67.100 Tej és tejtermékek

MSZ 2713-5:1988 A vaj kémiai és fizikai vizsgálata. Vízeloszlás meghatározása indikátorpapírral

Tovább a cikk olvasásához


Legfrissebb szám



Támogató és együttműködő partnereink

TÉMAKERESÉS