Stanovení obsahu tuků a bílkovin v rostlinných potravinách

Rostoucí obavy o klima a welfare zvířat spolu s obecnějším povědomím o zdraví vedou spotřebitele k tomu, že se stále častěji rozhodují pro rostlinnou stravu. V důsledku tohoto trendu se rostlinné náhražky masa těší stále větší pozornosti; jsou propagovány jako ekologičtější alternativa k tradičnímu živočišnému masu a masným výrobkům, jejichž produkce je založena na chovu hospodářských zvířat s vysokými emisemi. Pět komerčně dostupných rostlinných potravin z různých zdrojů bílkovin a s různými způsoby přípravy bylo analyzováno ve třech opakováních pomocí automatizovaných přístrojů BUCHI pro Kjeldahlovu metodu a Soxhletovu extrakci, a to pro bílkoviny a tuky. Obsah těchto živin je důležitým ukazatelem kvality produktu a zákonným požadavkem pro nutriční označování.

Celkově byly výsledky u všech rostlinných potravin v těsné shodě s obsahem živin uvedeným na etiketě a vykazovaly nízkou relativní standardní odchylku. Pro stanovení obsahu tuku je výhodná kyselá hydrolýza před Soxhletovou extrakcí, protože v průměru poskytuje o 1 % vyšší obsah tuku. Kromě toho výsledky trojitého stanovení obsahu bílkovin metodou Kjeldahl vykazovaly dobrou opakovatelnost s relativní standardní odchylkou 2 % nebo méně.

Standardní aplikace společnosti BUCHI fungují u rostlinných potravin bez problémů a vzorky nevyžadovaly žádné speciální ošetření.

Nové potravinářské produkty, jako jsou rostlinné burgery a další náhražky masa, si získaly velkou oblibu. Tyto produkty oceňují nejen lidé s veganským nebo vegetariánským stravováním, ale také spotřebitelé, kterým záleží na udržitelnosti a zdraví. Ačkoli se jedná o veganské produkty, nemají negativní konotaci spojenou s odříkáním a přísnými dietami, ale jsou módními produkty pro moderní životní styl [1].

Náhražka masa nebo masový analog se přibližuje určitým vlastnostem (především textuře, chuti a vzhledu) nebo chemickým charakteristikám konkrétního masa. Textura masa se napodobuje zpracováním bílkovin z hrachu, sóji nebo pšenice, šťávy z červené řepy nebo rostlinného hemu pro barvu [2]. Zvláštní důraz je kladen na bílkoviny. Bílkovinné složky jsou nejdůležitějšími komponenty pro identitu a diferenciaci produktu. Úlohou tuků a olejů ve složení masových analogů je přispívat k šťavnatosti, křehkosti, pocitu v ústech a uvolňování chuti produktu [3].

V této práci byl stanoven obsah tuků a bílkovin v široké škále vzorků rostlinných potravin. Obsah bílkovin a tuků je důležitý jak pro řízení výrobního procesu, tak pro kontrolu kvality konečného produktu. Výživové označování je zákonnou povinností a zajímá mnoho spotřebitelů dbajících o své zdraví.

Vzorky byly vybrány tak, aby pokrývaly různé zdroje bílkovin (sója, pšenice, hrách) a různé způsoby zpracování bílkovin (sušené, extrudované atd.).

Obsah tuku v potravinách se obvykle stanovuje extrakcí rozpouštědlem podle různých extrakčních metod. Lze použít i jiné metody, jako jsou NIR nebo NMR. Volba metody závisí na účelu analýzy (např. úřední výživové označení nebo rychlá kontrola kvality), denním objemu vzorků a nutnosti dodržovat úřední standardní metody.

Hrubý tuk nebo volný tuk se stanovuje extrakcí čistým rozpouštědlem. Při stanovení celkového obsahu tuku se před extrakcí rozpouštědlem provádí kyselá hydrolýza. Kyselá hydrolýza uvolňuje veškerý zapouzdřený nebo vázaný tuk z matrice vzorku.

Soxhletova extrakce je nejčastěji používanou metodou pro stanovení tuku. Jedná se o velmi robustní a snadnou metodu, kterou vyžaduje mnoho oficiálních standardních metod. Stanovení tuku podle Weibull-Stoldtovy metody zahrnuje kyselou hydrolýzu a Soxhletovu extrakci.

Přístroj FatExtractor E-500 je určen k rychlé a normám vyhovující extrakci tuků metodami Soxhlet, Randall nebo Twisselmann. Přístroj HydrolEx H-506 zajišťuje plynulý a bezpečný průběh procesu s pohodlnou obsluhou systému pro kyselou hydrolýzu jako krok přípravy vzorků před extrakcí tuků za účelem stanovení celkového obsahu tuku.

Byl stanoven celkový obsah tuku ve vzorcích i obsah volného tuku (bez předchozí kyselé hydrolýzy), výsledky jsou uvedeny v tabulce 1 a na obrázku 3.

Všechny stanovené hodnoty obsahu tuku byly vyšší, pokud byly vzorky před extrakcí tuku hydrolyzovány. Tento přípravný krok napomáhá uvolnění vázaných tuků z matrice a je doporučován u potravin rostlinného původu.

Třífázová Kjeldahlova metoda stanovení obsahu bílkovin byla vyvinuta na konci 19. století Johanem Kjeldahlem v pivovaru Carlsberg v dánské Kodani.

Navzdory svému stáří je tato metoda široce používána jako referenční podle většiny oficiálních norem po celém světě. Metoda se skládá ze tří hlavních kroků, které zahrnují rozklad za účelem přeměny organického dusíku na anorganický síran amonný, destilaci předcházející alkalizaci za účelem oddělení amoniaku od rozkladu a titraci pro kvantifikaci amoniaku. Díky automatizovanému procesu je metoda bezpečnější, uživatelsky přívětivější a má pozitivní dopad na úsporu chemikálií.

Přístroj BUCHI KjelDigester K-449 spolu s přístrojem KjelMaster K-375 v kombinaci s přístrojem KjelSampler K-377 je navržen pro automatizované zpracování velkého počtu vzorků a potenciometrickou nebo kolorimetrickou titraci, aby vyhovoval nejširšímu spektru oficiálních metod.

Byla použita standardní metoda BUCHI [5] v souladu s volně dostupnou aplikací Kjeldahl Optimizer [6]. Celkově jsou výsledky (tabulka 2) týkající se obsahu bílkovin v těsné shodě s hodnotami uvedenými na etiketě, přičemž odchylky jsou minimální. Konzistence výsledků (RSD < 2 %) je mimořádně dobrá.

Obsah tuků a bílkovin v rostlinných potravinách byl stanoven pomocí automatizovaných systémů společnosti BUCHI pro extrakci tuků a Kjehldahlovy metody. Zjištěné hodnoty se dobře shodovaly s očekávanými hodnotami a vykazovaly jen malé odchylky. Bylo možné použít standardní aplikační parametry a pro tento typ vzorků nebylo nutné provádět žádné specifické úpravy.

[1] Rützler, H. 2019. Článek z Food Report 2019, https://www.zukunftsinstitut.de/artikel/food/plant-based-food-der-neue-…

[2] Wikipedia, definice náhražky masa, stav k 10.03.2020.https://en.wikipedia.org/wiki/Meat_analogue

[3] Bohrer, B. 2019. An investigation of the formulation and nutritional composition of modern meat analogue products. Food Science and Human Wellness. 8 (320-329)

[4] Aplikační poznámka 387/2020. Stanovení celkového obsahu tuku v rostlinných náhražkách masa.

K dispozici ke stažení na: https://www.buchi.com/en/node/10871

[5] Aplikační poznámka 395/2020. Stanovení obsahu bílkovin v rostlinných náhražkách masa. Ke stažení na: https://www.buchi.com/en/node/11642

[6] Aplikace Kjeldahl Optimizer Ke stažení na: https://www.buchi.com/en/service-support/scientific-mobile-apps/kjeldah…