Innowacje surowcowe

Innowacje surowcowe mają na celu zastąpienie tradycyjnych (na jakimś obszarze lub w kręgu kulturowym) surowców do produkcji żywności, nowymi tańszymi, łatwiejszymi w zastosowaniu, pozwalającymi zmieniać własności organoleptyczne wytwarzanych produktów spożywczych (np. nowe smaki) lub wytwarzać zupełnie nowe produkty. Ze względu na skażenie środowiska, związane z hodowlą zwierząt (np. emisja metanu w hodowli krów), rozwiązanie problemu wyżywienia rosnącej liczby ludności wiązane jest z uprawą nowych roślin. Nie jest to zjawisko nowe, gdyż w Europie takimi nowymi roślinami były przywiezione w XVI wieku z Ameryki: ziemniaki, pomidory, kukurydza, fasola, papryka albo ryż sprowadzony z Azji. Innowacyjnym surowcem do produkcji cukru był w XIX wieku burak cukrowy. Rozprzestrzenianie się nowych upraw było jednak powolne, z powodu konieczności adaptacji roślin do nowych warunków klimatycznych i glebowych. Na drodze selekcji wyhodowano wiele odmian roślin, przeznaczonych do różnych celów i różniących się smakiem, wyglądem i własnościami technologicznymi (np. ziemniaki, pomidory). Wymienione rośliny spożywane bezpośrednio lub po przetworzeniu przez przemysł spożywczy wykorzystujący naturalne procesy (rozdrabnianie, fermentacja, suszenie) zadecydowały o sposobie odżywiania mieszkańców Polski do końca lat 80-tych XX wieku. Obecnie sposób odżywiania ulega

zmianom związanym z genetycznymi modyfikacjami znanych roślin

i z procesami ich przetwarzania z użyciem związków chemicznych (kwasy, zasady) i transgenicznych drobnoustrojów.

Rośliny genetycznie modyfikowane

Genetyczną modyfikacją roślin zajmuje się inżynieria genetyczna, przekształcająca dziedziczne cechy organizmów żywych, w celu poprawy ich przydatności dla celów gospodarczych człowieka. „W organizmach zmodyfikowanych genetycznie (GMO) własny

140

genom został zamieniony w celu uzyskania nowych, zwykle korzystnych¹⁴³ cech fizjologicznych lub zmiany istniejących” [Achremowicz B., Wawrzyniak A., 2016].

Pierwsze zmodyfikowane rośliny otrzymano na początku lat 70-tych XX wieku, a w 2014 roku powierzchnia ich upraw wynosiła już 181,5 mln ha. Największe obszary upraw roślin GMO są w: USA – 73,1 mln ha, Brazylii – 42,2 mln ha, Argentynie 24,3 mln ha, Indiach i Kanadzie po 11,6 mln ha [tamże]. Wśród upraw genetycznie zmodyfikowanych przeważają soja i kukurydza, które stanowią podstawowe komponenty mieszanek paszowych dla zwierząt hodowlanych (np. mieszanki TMR wspomniane w punkcie 1.3).

Błyskawiczny wzrost areału upraw roślin genetycznie modyfikowanych wynika z następujących korzyści [Kosicka-Gębska M., Gębski J., 2009]:

• wzrostu plonów, co poprawia dostępność żywności w krajach rozwijających się;

• mniejszych nakładów finansowych na produkcję rolniczą, a tym samym na mniejsze koszty produkcji żywności;

• poprawy jakości produktów roślinnych dzięki ilościowej i jakościowej zmianie białek i węglowodanów;

• zawartości substancji dodatkowych, których spożycie przynosi większe korzyści zdrowotne i terapeutyczne niż te, które wynikają z normalnej diety (probiotyki, prebiotyki, witaminy: A, C, E, wielonienasycone kwasy tłuszczowe).

W wyniku wykorzystania tych ostatnich pojawiły się zamienniki naturalnych produktów: syrop glukozowo-fruktozowy, olej palmowy, białko sojowe, a także sztuczne barwniki i konserwanty. Zamienniki, tworzone w laboratoriach najbardziej rozwiniętych gospodarczo państw świata, rozprzestrzeniają się bardzo szybko, głównie dzięki niskiej cenie. Zastosowania najczęściej spotykanych zamienników tradycyjnych surowców i ich wpływ na zdrowie konsumentów, zostaną opisane poniżej.

Syrop glukozowo-fruktozowy

Zamiennikiem sacharozy (cukru otrzymywanego z trzciny lub buraka cukrowego) jest syrop glukozowo-fruktozowy, wytwarzany poprzez hydrolizę enzymatyczną lub kwasową skrobi. Najczęściej jest to skrobia kukurydziana i z tego powodu najwięcej tego zamiennika jest wykorzystywane do produkcji żywności w Ameryce Północnej i Unii Europejskiej. Syropy glukozowo-fruktozowe występują pod nazwami: izoglukoza, syrop wysokofruktozowy HFS (ang. High Fructose Syrup) lub wysokofruktozowy syrop kukurydziany HFCS (ang. High Fructose Corn Syrup). Na rynku występują syropy 42%

HFCS i 90% HFCS, które zawierają odpowiednio 42% i 90% fruktozy.

Syrop glukozowo-fruktozowy jest znacznie chętniej stosowany w przemyśle spożywczym niż cukier, ze względu na niższą cenę [Wystrychowski G., i inni, 2012]. Według Lowndesa, w Stanach Zjednoczonych w latach 1970 – 1999 nastąpił wzrost spożycia syropu glukozowo-fruktozowego, a spadło spożycie sacharozy i taka sytuacja utrzymuje się również obecnie, mimo że znany jest jego wpływ na powstawanie nadwagi i otyłości [Lowndes J., i inni, 2014]. Także w Polsce coraz powszechniej stosowany jest syrop glukozowo-fruktozowy zamiast rodzimego cukru z buraków, o czym świadczy jego malejące spożycie (por. tabela 1.13).

141 Syrop glukozowo-fruktozowy jest chętnie stosowany w przemyśle spożywczym nie tylko ze względu na swoją niską cenę, ale także dzięki półpłynnej konsystencji, która ułatwia transport, dozowanie i mieszanie. Producenci używają go do słodzenia: nektarów, napojów owocowych¹⁴⁴, słodyczy, jogurtów owocowych oraz napojów, deserów mlecznych i lodów. Stosowany jest także do wyrobów cukierniczych i jako dodatek polepszający smak takich wyrobów jak: chipsy, chrupki, ketchup, sosy do mięs. Czytając etykiety produktów spożywczych można odnieść wrażenie, że jest on wszechobecny.

Ze względu na wysoką zawartość wolnej fruktozy, spożywanie syropu glukozowo-fruktozowego wpływa niekorzystnie na metabolizm lipidów w organizmie człowieka, przez co prowadzi do otyłości, a w konsekwencji do takich powikłań jak: cukrzyca typu 2, nadciśnienie tętnicze, choroby układu sercowo-naczyniowego, dna moczanowa, kamica nerkowa oraz niektóre nowotwory [Sadowska J., Rygierska M., 2014]. Wchłanianie fruktozy jest ułatwione dzięki obecności glukozy, co przy dużym spożyciu syropu glukozowo-fruktozowego powoduje kumulację fruktozy w przewodzie pokarmowym, gdzie dochodzi do intensywnej fermentacji i wydzielenia wodoru, dwutlenku węgla i metanu. Takie nagromadzenie się gazów powoduje bóle brzucha, wzdęcia i nasila objawy refluksu żołądkowo-jelitowego [Grupiński i inni, 205].

W celu uniknięcia powyższych dolegliwości powinno się ograniczyć spożywanie żywności zawierającej syrop glukozowo-fruktozowy i zastąpić go innymi substancjami słodzącymi.

Olej palmowy

Olej palmowy uzyskiwany jest z ziaren palmy oleistej lub jej miąższu. Jej plantacje znajdują się w krajach strefy równikowej (Indonezja, Malezja, Filipiny, Kamerun, Afryka Środkowa). Zakładane są w miejsce wyciętych lasów deszczowych. Jest on zamiennikiem tłuszczy zwierzęcych i innych olejów roślinnych. W jego skład wchodzą kwasy: palmitynowy (44%), oleinowy (39%), i linolowy (10%). Stosowany jest do produkcji żywności wygodnej i funkcjonalnej, ze względu na niższą cenę w porównaniu z innymi rodzajami tłuszczu [Kowalska M., i inni, 2012].

W 2009 roku cena oleju palmowego wynosiła 572 USD/t, cena oleju sojowego była na poziomie 748 USD/t, a rzepakowego 760 USD/t. Różnice w cenie są związane z wydajnością z hektara i niskimi kosztami robocizny w krajach, w których założono plantacje palmy olejowej. Popularność stosowania przez przemysł spożywczy oleju palmowego jest związana z jego wszechstronnością. Posiada pożądaną konsystencję, wynikającą z zawartości dużej ilości nasyconych kwasów tłuszczowych. Olej palmowy posiada różne frakcje, które mają różne przeznaczenie. Są stosowane jako zamiennik masła kakaowego, tłuszcz do polew czekoladowych czy produkcji cukierków. Dodawany jest do produktów mlecznych (serów twardych i śmietany) w miejsce droższego tłuszczu mlecznego.

Z oleiny uzyskuje się fryturę gastronomiczną wykorzystywaną do smażenia np. frytek [Rutkowska J., Zbikowska A., 2009], mimo opinii wynikającej z badań,

144

Znany producent syropów owocowych produkuje je w dwóch wersjach: A – słodzone syropem glukozowo-fruktozowym i cukrem, B – słodzone syropem glukozowo-glukozowo-fruktozowym. W obu przypadkach nie ma informacji, ile syrop ten zawiera fruktozy. Dodatkowo, w pierwszym przypadku nie ma podanej proporcji pomiędzy syropem cukrem.

142 że „używanie oleiny palmowej do wielokrotnej, długotrwałej obróbki termicznej żywności, stanowi zagrożenie dla zdrowia, porównywalne do zawartości w tłuszczach izomerów trans kwasów tłuszczowych” [Kowalska M., i inni, 2012].

Soja

Soja to najczęściej uprawiana roślina strączkowa, a jej największymi producentami są: USA, Brazylia, Argentyna i Chiny. Jest najczęściej stosowanym na świecie zamiennikiem białka zwierzęcego. W nasionach soi znajduje się około 40% białka, które zawiera duże ilości aminokwasów egzogennych. Ziarno soi zawiera małe ilości tłuszczu całkowitego i nasyconych kwasów tłuszczowych. Posiada nienasycone kwasy tłuszczowe, sterole, lecytynę i witaminę E oraz kwas foliowy, wapń, żelazo i cynk. W soi występują też składniki antyoksydacyjne, takie jak: β-karoten, witamina C, selen, kwas fenolowy oraz flawonoidy. Według badań, produkty zawierające soję przyczyniają się do obniżenia cholesterolu we krwi i zmniejszają ryzyko zachorowań na choroby układu krążenia. Dzięki zawartości izoflawonów, saponin, sitosterolu i innych składników aktywnych, działa prewencyjnie w chorobach nowotworowych. Ziarno soi jest wykorzystywane do produkcji mąki, koncentratów sojowych, mleka sojowego, napojów sojowych, sera tofu oraz produktów fermentowanych, takich jak: sosy sojowe, sufu, mięso [Hofman i inni, 2009]. Produkty sojowe są podstawowym źródłem białka dla osób stosujących dietę wegańską i wegetariańską.

Substancje słodzące

Najpopularniejszą substancją słodzącą na świecie jest sacharoza, zwana inaczej cukrem, który jest otrzymywany z trzciny cukrowej lub buraków cukrowych. Jednak z biegiem lat zaczęły pojawiać się wątpliwości co do stosowania tej substancji. Zauważono, że spożywanie cukru w dużych ilościach powoduje zwiększenie otyłości, wzrost poziomu cukru we krwi, próchnicę zębów. W celu wyeliminowania tych niepożądanych skutków przemysł spożywczy zaczął pracować nad substancjami słodzącymi naturalnymi lub syntetycznymi, które dostarczając minimalną lub zerową dawkę energii, nie będą powodować zaburzeń gospodarki węglowodanowej. Charakterystykę różnych substancji słodzących można znaleźć w opracowaniu Grupińskiej [Grupińska i inni, 2015].

Fruktoza jest cukrem prostym, występującym w owocach i miodzie. Jest najlepiej rozpuszczalna i najsłodsza ze wszystkich cukrów prostych. Charakteryzuje się niższym indeksem glikemicznym niż cukier, dzięki czemu jest wolniej wchłaniana w organizmie. Nie oznacza to jednak, że można ją spożywać w dowolnych ilościach, bez konsekwencji zdrowotnych. Wiele przeprowadzonych badań wykazało zależność pomiędzy zwiększonym spożyciem fruktozy, a występowaniem stłuszczenia wątroby, oporności na działanie insuliny, oraz częstszymi przypadkami wzrostu ciśnienia tętniczego krwi. Ograniczenie spożycia fruktozy w codziennej diecie nie jest łatwe, ponieważ jest ona składnikiem syropów glukozowo-fruktozowych, których zastosowanie zostało opisane wcześniej.

Polialkohole, inaczej zwane alkoholami cukrowymi, są to półsyntetyczne środki słodzące, występujące naturalnie w śliwkach, gruszkach, brzoskwiniach, jabłkach, truskawkach, malinach. Polialkohole to min.: ksylitol, sorbitol, mannitol, laktitol, maltitol oraz izomalt. Wymienione substancje charakteryzują się znacznie niższą słodkością niż sacharoza, dzięki czemu mogą być stosowane w większych ilościach niż substancje

143 intensywnie słodzące. Alkohole cukrowe stosowane są do produkcji syntetycznych słodzików, które mogą być używane zamiast sacharozy. Polialkohole mają niską wartość energetyczną, wynoszącą 2,4 kcal/g, co stanowi 60% wartości energetycznej glukozy czy fruktozy. Inną pożądaną cechą alkoholi cukrowych jest ich niskie wchłanianie w przewodzie pokarmowym. Proces ten jest powolny i nie powoduje gwałtownego wzrostu stężenia glukozy we krwi i wydzielania insuliny przez trzustkę. Z tego względu mogą być spożywane przez osoby chorujące na cukrzycę [Grupiński i inni, 2015].

Stewia to substancja słodząca otrzymywana z rośliny Stevia rebaudiana Bertoni. Substancję słodzącą, która jest 300 razy słodsza od cukru, pozyskuje się z liści tej rośliny. Przemysł spożywczy powszechnie wykorzystuje tę substancję słodzącą do produktów spożywczych wymagających obróbki cieplnej. Stewia jest polecana jako środek słodzący dla osób z nadwagą i otyłością, ponieważ nie dostarcza ona organizmowi energii, a rozkładowi ulega dopiero w jelicie grubym. Również osoby chorujące na cukrzyce mogą stosować tę substancję, ponieważ nie powoduje ona nasilenia glikemii po posiłkowej, a także może wpływać na obniżenie stężenia glukozy we krwi. Stewia pomaga obniżyć ciśnienie krwi u osób z nadciśnieniem tętniczym, oraz zapobiega próchnicy zębów [Grupińska i inni, 2015].