Możliwości wykorzystania gryki w produkcji żywności funkcjonalnej (Dziedzic K., Górecka D., Kobus-Cisowska J., Jeszka M.).pdf

N auka P rzyroda T echnologie

2010

Tom 4

Zeszyt 2

ISSN 1897-7820 http://www.npt.up-poznan.net

Dział: Nauki o Żywności i Żywieniu

K RZYSZTOF D ZIEDZIC , D ANUTA G ÓRECKA , J OANNA K OBUS -C ISOWSKA ,

M AGDALENA J ESZKA

Katedra Technologii Żywienia Człowieka

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA GRYKI

W PRODUKCJI ŻYWNOŚCI FUNKCJONALNEJ

Streszczenie. W ostatnich latach wzrosło zainteresowanie kaszą gryczaną. Po okresie ograniczo-

nej uprawy gryki doceniono jej prozdrowotne właściwości. Najczęściej uprawianymi gatunkami

gryki są: gryka zwyczajna ( Fagopyrum esculentum ) oraz tatarka ( F. tataricum ). Stanową one

surowiec do produkcji kaszy gryczanej, mąki i makaronu. Gryka jest cennym źródłem substancji

odżywczych, m.in. białka o dobrze zbilansowanym składzie aminokwasowym, witamin, polisa-

charydów, składników mineralnych oraz wielu związków biologicznie aktywnych, w tym polife-

noli i błonnika pokarmowego. W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania kaszy grycza-

nej oraz produktów ubocznych powstałych podczas jej przerobu jako surowca do produkcji żyw-

ności funkcjonalnej. Omówiono skład chemiczny produktów gryczanych z uwzględnieniem

substancji biologicznie aktywnych. Przedstawiono możliwości wykorzystania ziarniaka gryki

w technologii produkcji potraw.

Słowa kluczowe: ziarniak gryki, produkty gryczane, składniki funkcjonalne

Wstęp

Gryka należy do roślin nie mających dotychczas większego znaczenia gospodarcze-

go. Jest uprawiana głównie na terenach dawnego Związku Radzieckiego, w Chinach,

Korei i Japonii. W latach trzydziestych XX wieku obszar uprawy tego zboża w Polsce

wynosił około 130 tys. ha. W 2006 roku powierzchnia uprawy wynosiła około 80 tys.

ha i systematycznie się zmniejsza (B ONAFACCIA i IN . 2003 b, G ĄSIOROWSKI 2008 b).

W Polsce gryka jest uprawiana głównie na terenach wschodnich, w województwach:

mazowieckim, lubelskim, podlaskim, warmińsko-mazurskim. Na małą skalę uprawia

się ją również w województwach zachodnich: dolnośląskim oraz zachodniopomorskim.

Udział gryki w zasiewach poszczególnych zbóż w Polsce w ostatnich latach wynosił

mniej niż 0,8% (D ZIEDZIC i IN . 2008, G ĄSIOROWSKI 2008 b, K RKOŠKOVÁ i M RÁZOVÁ

Dziedzic K., Górecka D., Kobus-Cisowska J., Jeszka M., 2010. Możliwości wykorzystania gryki w produkcji żywności

funkcjonalnej. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #28.

2005). Główną przyczyną niewielkiego rozpowszechnienia tego zboża zarówno w na-

szym kraju, jak i w pozostałej części Europy jest mały plon, co wiąże się bezpośrednio

z niską opłacalnością produkcji. To niewielkie zainteresowanie gryką ściśle się wiąże

z brakiem wiedzy wśród producentów żywności i konsumentów na temat jej wartości

odżywczej oraz właściwości funkcjonalnych. Najnowsze wyniki badań wskazują jed-

nak, że gryka z uwagi na zawartość związków biologicznie aktywnych zasługuje na

większe zainteresowanie jako wartościowy surowiec żywności funkcjonalnej.

Składniki funkcjonalne gryki

Dieta jest ważnym czynnikiem wpływającym na stan naszego zdrowia i dobrego

samopoczucia. Konsumenci są coraz bardziej świadomi takiego związku, oczekują więc

żywności o specyficznych cechach prozdrowotnych – żywności funkcjonalnej). Żyw-

ność funkcjonalna wzbudziła największe zainteresowanie w Japonii, gdzie od 1991 roku

stanowi odrębną kategorię określaną jako FOSHU (ang. Food for Special Health Use ),

a następnie w USA i Europie.

Żywność można uznać za funkcjonalną, jeżeli udowodniono jej korzystny wpływ na

jedną lub więcej funkcji organizmu ponad efekt odżywczy, który to wpływ polega na

poprawie stanu zdrowia oraz samopoczucia lub zmniejszaniu ryzyka chorób. Produkty

funkcjonalne to takie, które poza swoją tradycyjną funkcją żywieniową mają dodatko-

wy, udokumentowany, korzystny wpływ na zdrowie człowieka. Wykorzystuje się je

w codziennej diecie, chroniąc organizm przed niektórymi chorobami dietozależnymi.

Jednym ze sposobów wytwarzania tego rodzaju żywności jest wzbogacanie produktów

w różne bioaktywne składniki, m.in. witaminy, składniki mineralne, wielonienasycone

kwasy tłuszczowe, błonnik, związki fenolowe, fitosterole, oligosacharydy, a także

w szczepy bakterii probiotycznych (G ĄSIOROWSKI 2008 c, G ÓRECKA 2004, 2008, H O-

LASOVA i IN . 2002, W RZEŚNIEWSKA -W AL 2009).

Jednym z podstawowych składników ziarniaka gryki jest skrobia, której zawartość,

w zależności od odmiany i warunków uprawy, wynosi od 59 do 70% s.m. Skrobia gro-

madzona jest głównie w bielmie jako materiał energetyczny rośliny. W ziarniaku gryki

występuje skrobia oporna (RS), która stanowi 33-38% ogółu skrobi. Nie jest ona absor-

bowana w jelicie cienkim, lecz częściowo lub całkowicie ulega fermentacji w jelicie

grubym (B ONAFACCIA i IN . 2003 a, G ĄSIOROWSKI 2008 a). Zawartość i proporcje po-

szczególnych węglowodanów w ziarniaku gryki mogą ulec zmianie podczas obróbki

hydrotermicznej. Prażenie ziarniaków gryki w łagodnych warunkach powoduje obniże-

nie poziomu cukrów redukujących, natomiast przy intensywnym procesie prażenia, na

skutek hydrolizy skrobi, dochodzi do wzrostu poziomu cukrów redukujących (G ĄSIO-

ROWSKI 2008 a).

Kolejną grupą związków mających szczególne znaczenie w żywieniu i profilaktyce

wielu chorób są substancje zaliczane do błonnika pokarmowego. W ziarniakach gryki

błonnik pokarmowy stanowi od 5 do 11%, zawartość frakcji rozpuszczalnej kształtuje

się na poziomie 3-7%, natomiast frakcji nierozpuszczalnej – wynosi około 2-4%

(K RKOŠKOVÁ i M RÁZOVÁ 2005). Fizjologiczne oddziaływanie błonnika zależy przede

wszystkim od jego pochodzenia, udziału poszczególnych frakcji, stopnia rozdrobnienia

surowców oraz zastosowanych zabiegów termicznych. Nierozpuszczalna frakcja błon-

Dziedzic K., Górecka D., Kobus-Cisowska J., Jeszka M., 2010. Możliwości wykorzystania gryki w produkcji żywności

funkcjonalnej. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #28.

nika pokarmowego pobudza perystaltykę jelit, ma zdolność wiązania wtórnych kwasów

żółciowych oraz wody. Rozpuszczalny błonnik obniża poziom cholesterolu we krwi,

zmniejsza ryzyko zachorowań na niedokrwienną chorobę serca, obniża poposiłkową

glikemię. Wodochłonność, wiązanie kationów, sorpcja kwasów żółciowych są również

ważne w profilaktyce chorób dietozależnych, takich jak: otyłość, miażdżyca, nowotwo-

ry jelita grubego (E SPOSITO i IN . 2005, G ÓRECKA 2004, 2008, M OŚCICKI i W ÓJTOWICZ

2009). Na zawartość włókna pokarmowego w kaszy gryczanej mają wpływ różne czyn-

niki, m.in.: wielkość ziarna, warunki klimatyczne, w których prowadzona jest uprawa,

prowadzone zabiegi agrotechniczne, a także sposób obróbki technologicznej. Mniejsze

ziarniaki charakteryzują się mniejszymi liścieniami, zatem zawierają stosunkowo więcej

okrywy nasiennej, czego wynikiem jest większy udział w nich włókna pokarmowego

(K RKOŠKOVÁ i M RÁZOVÁ 2005).

Podczas produkcji kaszy gryczanej powstają produkty uboczne, takie jak otręby i łu-

ska, które ze względu na dużą zawartość błonnika pokarmowego można wykorzystać do

produkcji preparatów wysokobłonnikowych. Otręby gryczane z udziałem łuski zawiera-

ją około 40% błonnika, w tym 25% stanowi błonnik rozpuszczalny, podczas gdy otręby

„czyste”, bez łuski, zawierają około 16% błonnika, w tym 75% to frakcja rozpuszczal-

na. W zależności od rodzaju zabiegów technologicznych stosowanych podczas produk-

cji kaszy gryczanej poziom i skład frakcyjny błonnika pokarmowego, a tym samym

właściwości funkcjonalne, będą się zmieniać (G ÓRECKA i IN . 2009).

Zawartość białek w ziarniakach gryki wynosi od 8,5 do 19%. Główną frakcję sta-

nowią rozpuszczalne w wodzie albuminy oraz globuliny, które rozpuszczają się w roz-

cieńczonych roztworach soli. Stanowią one 50% białek występujących w ziarniaku.

Szczególną cechą biochemiczną białek jest mała zawartość prolamin i brak α-gliadyny,

co umożliwia stosowanie ich w dietach osób chorujących na celiakię (G ĄSIOROWSKI

2008 c, G UO i Y AO 2006, L ICEN I K REFT 2005). Wyniki badań dowodzą, że skład ami-

nokwasowy gryki z punktu widzenia żywieniowego jest najkorzystniejszy spośród

wszystkich zbóż. Białko gryki jest bogate w lizynę, aminokwas ograniczający wartość

biologiczną innych białek zbóż. Niski stosunek aminokwasów lizyna/arginina oraz

metionina/arginina może sugerować, iż gryka posiada właściwości obniżające poziom

cholesterolu we krwi. Jak wynika z badań K AYASHITY i IN . (1995), zastosowanie prepa-

ratów białkowych z gryki w diecie chomików w znaczący sposób wpłynęło na obniże-

nie u nich poziomu cholesterolu w surowicy krwi, wątrobie oraz woreczku żółciowym,

a ponadto hamowało powstawanie kamieni żółciowych na skutek zmiany metabolizmu

cholesterolu. Uważa się, że białkowe ekstrakty gryczane obniżają poziom frakcji chole-

sterolu LDL i VLDL oraz zapobiegają rozwojowi nowotworów jelita grubego poprzez

ograniczenie proliferacji komórek nowotworowych. Liczne badania dowodzą, że gryka

może znaleźć zastosowanie jako składnik żywności funkcjonalnej w leczeniu chorób

dietozależnych, m.in. nadciśnienia, otyłości, zaparć, chorób nowotworowych (B ONA -

FACCIA i IN . 2003 b, C HRISTA 2008). Japońscy naukowcy stwierdzili w gryce obecność

białek wpływających ochronnie na tiaminę. Białka te pełnią funkcję transporterów wi-

taminy B 1 . Prawdopodobnie to one wpływają na stabilność tiaminy podczas przecho-

wywania gryki oraz zabiegów technologicznych, a także wpływają na jej biodostępność.

Obecność legumino podobnych niskocząsteczkowych białek w gryce może być przy-

czyną jej alergenności (C HRISTA i S ORAL -Ś MIETANA 2007).

Dziedzic K., Górecka D., Kobus-Cisowska J., Jeszka M., 2010. Możliwości wykorzystania gryki w produkcji żywności

funkcjonalnej. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #28.

Lipidy ziarniaka gryki mają skład podobny do ziarna innych, bardziej rozpowszech-

nionych zbóż. Zawartość tłuszczu ogółem w ziarniakach gryki wynosi od 2 do 4%,

w tym triglicerydy stanowią około 2%, fosfolipidy 0,8% oraz fitosterole 0,06%. Ze

względu na charakterystyczny i zróżnicowany skład tłuszczu gryka jest cennym surow-

cem z punktu widzenia żywieniowego. Najwięcej lipidów zlokalizowanych jest w za-

rodku (10-22%), a najmniej w łusce (0,8%). Spośród ogółu kwasów tłuszczowych na-

sycone kwasy tłuszczowe stanowią 0,7% (głównie kwas palmitynowy, stearynowy,

arachidowy oraz w śladowych ilościach mirystynowy). Z kwasów jednonienasyconych

najwięcej jest kwasu oleinowego, palmitoleinowego i erukowego. Wśród kwasów wie-

lonienasyconych dominuje kwas linolowy (K IM i IN . 2004). Suma kwasów nienasyco-

nych wynosi co najmniej 7%, a kwasy wielonienasycone stanowią 33% wszystkich

lipidów (G ĄSIOROWSKI 2008 a).

Pomimo niewielkich ilości steroli roślinnych w ziarniaku gryki zasługują one na

uwagę ze względu na pozytywny wpływ na poziom cholesterolu we krwi. Znajdują się

one przede wszystkim w bielmie oraz w tkankach zarodka ziarniaków. Suma steroli

wynosi 198 mg w 100 g, w tym β-sitosterol – 164 mg w 100 g, kampesterol – 20 mg

w 100 g i stigmasterol – 8 mg w 100 g (G ĄSIOROWSKI 2008 a).

W ziarniaku gryki występują również cenne witaminy, takie jak: tiamina, ryboflawi-

na, folacyna, niacyna, kwas pantotenowy oraz pirydoksyna (B ONAFACCIA i IN . 2003 a).

Ponadto gryka zawiera witaminy o charakterze przeciwutleniającym, do których należy

witamina E oraz w śladowych ilościach β-karoten (G ĄSIOROWSKI 2008 a). Główną

jednak grupę związków o charakterze antyoksydacyjnym stanowią polifenole. W ziar-

niaku gryki oraz łusce zidentyfikowano m.in.: flawonoidy, flawony, kwasy fenolowe,

taniny, fitosterole i fagopiryny. Spośród flawonoidów wyizolowano sześć związków:

rutynę, kwercetynę, orientynę, witeksynę, izowiteksynę oraz izoorientynę. Znaczne

ilości przeciwutleniaczy fenolowych zidentyfikowano także w mące gryczanej (G ĄSIO-

ROWSKI 2008 c, J IANG i IN . 2007, K REFT i IN . 2006). W niektórych odmianach gryki

zawartość flawonoidów jest większa niż w zbożach, warzywach, owocach, a nawet

herbacie (A MAROWICZ i IN . 2008, C HRISTA 2008, C ZERWIŃSKA 2009, D IETRYCH -

-S ZÓSTAK i O LESZEK 2001, E SPOSITO i IN . 2005, H OLASOVA i IN . 2002, J IANG i IN .

2007, K OLNIAK 2008, L IU i Z HU 2007, S ENSOY i IN . 2006, S UN i H O 2005).

Gryka odgrywa ważną rolę w żywieniu człowieka ze względu na skład minerałów.

Stanowi ona dobre źródło cynku, miedzi, żelaza, manganu, potasu i fosforu. Na szcze-

gólną uwagę zasługuje duża zawartość magnezu (21-63 mg w 100 g produktu) oraz

rzadkich pierwiastków, takich jak brom, kobalt i platyna (C HŁOPICKA 2008). Ze wzglę-

du na zawartość substancji biologicznie aktywnych, a szczególnie rutyny i innych fla-

wonoidów, gryka jest uważana za roślinę o profilaktycznym działaniu na zdrowie czło-

wieka (G ÓRECKA i IN . 2009, H OLASOVA i IN . 2002, K IM i IN . 2004, K REFT i IN . 2006,

M ORITA i IN . 2006). Do pozyskiwania rutyny wykorzystuje się części nadziemne rośliny

w fazie kwitnienia. Największą jej zawartością charakteryzują się liście z gryki (39 514

mg w 1 kg s.m.), a najmniejszą – surowy ziarniak gryki (178 mg w 1 kg s.m.). Związki

te wraz ze sterolami roślinnymi zasługują na uwagę ze względu na możliwość zastoso-

wania ich w produkcji biożywności.

Dziedzic K., Górecka D., Kobus-Cisowska J., Jeszka M., 2010. Możliwości wykorzystania gryki w produkcji żywności

funkcjonalnej. Nauka Przyr. Technol. 4, 2, #28.

Wykorzystanie gryki w przemyśle spożywczym

Mąka gryczana jest stosowana wraz ze skrobią kukurydzianą jako zamiennik mąki

pszennej w produkcji chleba dla osób chorych na celiakię. Całkowite zastąpienie mąki

pszennej powoduje znaczące pogorszenie zarówno konsystencji ciasta, jak i struktury

gotowego pieczywa. Ponadto zmienia się barwa miękiszu z kremowej na szarosiwą,

a smak i zapach jest nieprzyjemny w porównaniu z pieczywem tradycyjnym. Dodatek

przetworów mlecznych, zwłaszcza mleka i serwatki, wpływa korzystnie na jakość pro-

duktu (J URGA 2008).

Kasza gryczana zawiera wiele cennych dla organizmu człowieka makro- i mikro-

elementów. Zamiana części mąki pszennej przewidzianej recepturą mąką gryczaną

w ilości od 5 do 20% przyczynia się do znacznego zwiększenia zarówno wartości od-

żywczej, jak i prozdrowotnej gotowego wyrobu. Pieczywo z dodatkiem mąki prażonej

charakteryzuje się jasną skórką oraz wyraźniejszym aromatem gryczanym, co jest wy-

nikiem m.in. większej zawartości dekstryn, cukrów, pektyn i α-amylazy. Ponadto pie-

czywo to cechuje się większą objętością. Mąka gryczana jest wykorzystywana także do

przygotowywania kleików gryczano-ryżowych z przeznaczeniem dla dzieci chorych na

celiakię, a także do przygotowywania potraw z ciasta (C ZERWIŃSKA 2009, W RONKOW-

SKA i S ORAL -Ś MIETANA 2008). W Polsce wschodniej oraz w Rosji przygotowuje się

z mąki gryczanej bliny przypominające ciasto naleśnikowe, a w północnych Włoszech

mąka gryczana jest wykorzystywana do produkcji płaskiego, szerokiego makaronu typu

noodles o nazwie „pizzoccheri”, który jest mieszany z warzywami i serwowany jako

danie główne (G ĄSIOROWSKI 2008 a).

Gryka jest rośliną owadopylną; pszczoły uczestniczące w zapylaniu roślin wytwa-

rzają miód gryczany. Jest to bardzo wartościowy produkt ze względu na swe właściwo-

ści lecznicze, zalecany dla osób wyczerpanych pracą umysłową (G ĄSIOROWSKI 2008 b).

Podsumowanie

Gryka i produkty gryczane mogą z powodzeniem stanowić składnik żywności funk-

cjonalnej. Żywność tradycyjną można wzbogacić otrębami gryczanymi zawierającymi

białko, błonnik, witaminy B 1 , B 2 , B 6 i składniki mineralne. Na uwagę zasługuje również

możliwość wykorzystania gryki jako składnika o charakterze prebiotycznym. Ponadto

obecność flawonoidów w gryce w pełni pozwala wykorzystać ją w przemyśle farmaceu-

tycznym. Jednakże tworząc nowe produkty o charakterze prozdrowotnym, nie należy

zapominać o konsumencie i jego preferencjach, szczególnie w odniesieniu do cech

teksturalnych produktów.

Literatura

A MAROWICZ R., E STRELLA I., H ERNÁDEZ T., T ROSZYŃSKA A., 2008. Antioxidant activity of ex-

tracts of adzuki bean and its fractions. J. Food Lip. 15: 119-136.

B ONAFACCIA G., G AMBELLI L., F ABJAN N., K REFT I., 2003 a. Trace elements in flour and bran

from common and tartary buckwheat. Food Chem. 83: 1-5.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: