Obróbka termiczna żywności i wynikająca z niej zawartość składników odżywczych - czy naprawdę jest tak źle, jak twierdzą?

Żywność zawiera składniki odżywcze, których nasze ciała potrzebują dla zdrowia, energii i życia w ogóle. Nie będzie dla ciebie zaskoczeniem, że sposób gotowania żywności ma ogromny wpływ na zawartość składników odżywczych. W tym artykule omówimy, w jaki sposób różne sposoby gotowania żywności mogą wpływać na końcową zawartość składników odżywczych i jak zmieniają właściwości żywności.

Ostateczna zawartość składników odżywczych w żywności jest często silnie uzależniona od wybranej metody jej przygotowania. Obróbka termiczna może jednak również zwiększyć strawność, wchłanianie składników odżywczych, biodostępność i wartość odżywczą . Obróbka termiczna powoduje szereg zmian fizycznych i chemicznych w żywności. Zmiany te zależą nie tylko od konkretnej żywności (jej składu, pH środowiska, obecności wody itp.), ale także od samej żywności. Pozytywny wpływ ciepła na żywność jest związany głównie z podstawowymi makroskładnikami odżywczymi, tj. białkami, tłuszczami i węglowodanami. Dobrym tego przykładem są białka zawarte w gotowanym jajku, ponieważ są one do 180% bardziej strawne niż białka w surowym jajku. Innym przykładem są karoteny z marchwi lub rajskich jabłek, które są znacznie łatwiej dostępne dla ludzi po ugotowaniu niż na surowo . Nie można zatem argumentować, że gotowanie ma z natury negatywny wpływ na zawartość składników odżywczych.

Niestety, niektóre składniki odżywcze ulegają degradacji podczas gotowania. Należą do nich w szczególności następujące składniki odżywcze:

• Witaminyrozpuszczalne w wodzie : witamina C i witaminy z grupy B -tiamina (B1), ryboflawina (B2), niacyna (B3), kwas pantotenowy (B5), pirydoksyna (B6), kwas foliowy (B7) i kobalamina (B8).
• Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: witaminy A, D, E, K
• Minerały: potas, magnez, sód i wapń.

Jak już wspomniano, ostateczna zawartość składników odżywczych zależy w pewnym stopniu od wybranej metody przetwarzania żywności. Istnieją metody, które są odpowiednie i praktycznie niszczą składniki odżywcze tylko w minimalnym stopniu, podczas gdy istnieją metody, które są naprawdę nieodpowiednie. Zależy to również od tego , jaką żywność poddajemy obróbce, ponieważ nie wszystkie produkty reagują tak samo na daną metodę obróbki. Przyjrzyjmy się więc razem, jak poszczególne rodzaje obróbki cieplnej faktycznie się sprawdzają, czyli mała lekcja gotowania.

Gotowanie i duszenie

Gotowanie i duszenie to niemal identyczne metody przygotowywania żywności oparte na wykorzystaniu gorącej wody. Obie metody różnią się jednak nieco temperaturą używanej wody - duszenie wykorzystuje wodę o temperaturze poniżej 82°C, podczas gdy gotowanie wykorzystuje wodę o temperaturze 100°C.

A co z utratą składników odżywczych? Na przykład, takie warzywa są generalnie bogate w witaminę C, ale proces gotowania pozbawia je większości tej witaminy. Faktem jest, że gotowanie zmniejsza zawartość witaminy C w żywności bardziej niż jakakolwiek inna metoda przygotowywania żywności. Na przykład brokuły, szpinak lub sałata tracą ponad 50% swojej pierwotnej zawartości witaminy C. Dzieje się tak, ponieważ witamina C jest rozpuszczalna w wodzie i bardzo wrażliwa na ciepło i zaczyna ulegać degradacji praktycznie natychmiast po zanurzeniu warzywa we wrzącej wodzie.

Podobnie dzieje się z witaminami z grupy B. Do 60% tiaminy, niacyny i innych witamin z grupy B ulega degradacji w procesie gotowania. Ale nie zapominaj o jednej rzeczy - możesz gotować warzywa w wodzie, co spowoduje utratę witamin, ale witaminy zostaną uwolnione do wody, która pozostanie! A sam bulion warzywny zawiera 100% oryginalnych minerałów i do 70-90% witamin z grupy B. Ale na przykład ryba zachowuje najwyższą zawartość oryginalnych kwasów tłuszczowych omega-3 spośród wszystkich rodzajów gotowanych ryb.

Grillowanie i pieczenie

Metody te wykorzystują gorące powietrze do gotowania żywności. W przypadku grillowania gorące powietrze zazwyczaj wchodzi w kontakt z żywnością tylko od dołu, podczas gdy w przypadku pieczenia wchodzi w kontakt ze wszystkich stron. Grillowanie jest jedną z najpopularniejszych metod gotowania żywności, ponieważ nadaje potrawom doskonały, specyficzny smak. Jednak podczas procesu grillowania dochodzi do wyczerpania do 40% witamin z grupy B i minerałów z powodu kapania soków pochodzących z mięsa.

Innym faktem, o którym często wspomina się w związku z grillowaniem, jest to, że wytwarza ono wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, które mogą być potencjalnie rakotwórcze. Badania sugerują jednak, że powstawanie tych węglowodorów można w dużej mierze wyeliminować poprzez usunięcie tłuszczu z żywności, co skutkuje mniejszą ilością dymu wytwarzanego podczas grillowania, a następnie wchodzącego w kontakt z żywnością.

Opanuj zdrowe grillowanie i uniknij siedmiu niepotrzebnych błędów!

Pieczenie

Pieczenie również odbywa się w piekarniku przy użyciu gorącego ciepła, ale przez dłuższy czas niż na przykład grillowanie. Metoda pieczenia jest stosowana do przygotowywania mięs, dodatków, a także słodkich potraw, takich jak babeczki, ciasta i torty. W porównaniu z gotowaniem, przy użyciu tej metody traci się mniej witaminy C, ale długi czas gotowania jest szczególnie szkodliwy dla witamin z grupyB, które według badań tracą do 40% swojej pierwotnej zawartości. Warunki, temperatura i czas gotowania są również ważne, ponieważ mogą prowadzić do wysuszenia i degradacji składników odżywczych.

Smażenie

Proces smażenia jest najczęściej przeprowadzany na patelni, gdzie żywność jest gotowana w obecności niewielkiej ilości oleju, masła lub innych rodzajów tłuszczu. Ogólnie rzecz biorąc, metoda ta jest stosunkowo nieszkodliwa, ale uwaga! Ważny jest zarówno rodzaj użytego tłuszczu, jak i jego ilość. Smażenie nie powoduje tak znacznej utraty witamin z grupy B, a nawet badania są zgodne, że zabieg ten sprzyja wchłanianiu niektórych przeciwutleniaczy zawartych w pożywieniu . Z drugiej strony, smażenie ma negatywny wpływ na zawartość witaminy C.

Gotowanie na parze

Gotowaniena parze jest jedną z najlepszych metod przygotowywania żywności, ponieważ zachowuje maksymalną ilość składników odżywczych, w tym witamin rozpuszczalnych w wodzie, które są podatne na działanie wysokich temperatur, takich jak witamina C i witaminy z grupy B. Niewielką wadą tego typu przygotowania jest to, że żywność łatwo traci swój smak, co należy nadrobić, stosując zioła, przyprawy lub olej do aromatyzowania.

Czy używanie mikrofalówki jest naprawdę szkodliwe?

Istnieją oczywiście inne sposoby gotowania - moglibyśmy wymienić podgrzewanie żywności w kuchence mikrofalowej , ale niedawno poświęciliśmy temu cały artykuł (link tutaj). A może smażenie w głębokim tłuszczu, ale przejdźmy do tego, co prawdopodobnie najbardziej Cię interesuje.

Denaturacja białek

Zanim przejdziemy do tego, co prawdopodobnie interesuje cię najbardziej, czyli jak obróbka cieplna wpływa nakońcową zawartość białka w mięsie, musimy wyjaśnić podstawową koncepcję, która za tym stoi, czyli denaturację białka. Trochę podstaw teoretycznych.

W białkach występują cztery struktury - pierwszorzędowa, drugorzędowa, trzeciorzędowa i czwartorzędowa. Struktury te określają właściwości białek. Obróbka cieplna zmienia strukturę białek, zmienia ich naturalny układ i jest to proces denaturacji. Ogrzewanie zwiększa ruch termiczny cząsteczek, w tym łańcuchów peptydowych, i uwalnia mostki wodorowe, zmieniając w ten sposób strukturę cząsteczki białka. Zakłócone zostają jedynie struktury drugo- i trzeciorzędowe. Dzieje się tak, ponieważ reakcja denaturacji nie jest wystarczająco silna, aby zerwać wiązania peptydowe. Dlatego struktura pierwotna, tj. kolejność aminokwasów, pozostaje niezmieniona po denaturacji. Denaturacja jest procesem nieodwracalnym.

Stopień denaturacji różni się w zależności od tego, ile wiązań wodorowych zostało zerwanych. Tworzenie nowych miejsc wiązania między łańcuchami peptydowymi w cząsteczce białka prowadzi do zmniejszenia liczby centrów hydrofilowych poprzez blokowanie grup polarnych. Jaka jest więc użyteczność i znaczenie procesu denaturacji? Jak każdy proces, ma on swoje wady i zalety. Jedną z głównych wad jest z pewnością utrata funkcji biologicznej białka. Gotowane jajko nigdy nie wyjdzie z żywego kurczaka, logicznie rzecz biorąc. Z drugiej strony, utrata ta jest w większości przypadków bardzo pożądana dla ludzkiego organizmu, ponieważ pozwala na lepszą strawność białka, a ponadto zachowuje jego wartość odżywczą, tj. ostateczna zawartość białka jest nadal taka sama.

Co więc dzieje się z białkiem podczas gotowania mięsa?

Mięso jest jednym z najbogatszych i najbardziej eksploatowanych źródeł białka. Jestem pewien, że każdy z was może sobie wyobrazić sytuację, w której stoisz nad kuchenką z dużym stekiem gotowym do ugotowania, wrzucasz go na patelnię i po kilku chwilach masz kleks mięsa, maleńką odrobinę jadalnej materii. Smutne, prawda.

Ok, może to był zbyt dramatyczny wstęp, ale jestem pewien, że rozumiesz, o czym mówię. Denaturacja białek jest jednak zjawiskiem całkowicie naturalnym. Żywność zawierająca białko (zwłaszcza mięso, w tym ryby i produkty rybne) przygotowana z użyciem nieostrożnego ciepła kulinarnego lub wystawiona na działanie zbyt wysokiej temperatury przez długi czas ulega tak zwanemu stresowi oksydacyjnemu, który powoduje zmiany w wielu składnikach odżywczych. Straty żywności można podzielić na straty wagowe, które można wykazać poprzez ważenie lub mierzenie, oraz straty odżywcze, które można wykazać jedynie metodami laboratoryjnymi. Straty te są ze sobą ściśle powiązane - co do zasady, utrata wagi zawsze oznacza utratę wartości odżywczych. Obróbka cieplna zmienia zatem nie tylko strukturę mięsa, ale także jego właściwości i, do pewnego stopnia, zawartość składników odżywczych.

Podczas gotowania mięsa woda i tłuszcz są tracone w wyniku rozpadu komórek i zmiany składu strukturalnego białek. W zależności od kawałka mięsa i rodzaju zwierzęcia, z którego pochodzi, końcowy "produkt", który trafia na talerz, jest często znacznie mniejszy niż ten, który włożyłeś na patelnię na początku. Zmiany strukturalne można zaobserwować w praktyce kilka razy dziennie - gdy przygotowujesz jajko, płynna zawartość skorupki staje się stałą masą po pewnym czasie na patelni. To samo z mięsem - poprzez gotowanie mięso staje się smaczniejsze (ciepło wytwarza typowe smaki i aromaty), bardziej strawne, a tym samym bardziej przydatne fizjologicznie, a także bezpieczniejsze ze zdrowotnego punktu widzenia, ponieważ zmniejsza się zawartość szkodliwych substancji lub substancji bakteryjnych, które mogą powodować salmonellę itp.

Ważną kwestią w obróbce cieplnejjest określenie punktu, w którym mięso jest wystarczająco (optymalnie) ugotowane, ponieważ mięso jest często przegrzane, co prowadzi do dużych strat masy, wysokiego zużycia energii, pogorszenia właściwości organoleptycznych i zmniejszenia wartości odżywczej. Denaturacja białka zachodzi podczas każdej obróbki cieplnej, ale na stopień denaturacji wpływa metoda obróbki, charakterystyka żywności, temperatura i czas trwania obróbki. Im dłuższa i wyższa temperatura obróbki białka, tym większa denaturacja.

Pierwsze zmiany w konformacji białek mięsa występują podczas obróbki cieplnej w temperaturze około 35°C, a twardość mięsa wzrasta. Pierwsze widoczne zmiany pojawiają się w temperaturze 45°C, kiedy dochodzi do skrócenia mięśni wraz z denaturacją miozyny, denaturacja aktyny następuje w temperaturze 50-55°C, a białka osocza denaturują w temperaturze 55-65°C. W temperaturze około 90°C kolagen mięsny żelatynizuje się, a wiązanie mięsa wzrasta. W temperaturze 100°C (tj. w temperaturze wrzenia) w cząsteczce białka zachodzą pewne zmiany chemiczne (deaminacja i desulfuracja białka). Temperatura 150°C (np. pieczenie) powoduje bardziej złożone reakcje, pewną utratę wszystkich aminokwasów oraz powstawanie typowych związków zapachowych i smakowych. W temperaturze 200°C i wyższej (np. smażenie, grillowanie) następuje izomeryzacja natywnych L-aminokwasów i powstaje odpowiedni D-aminokwas oraz nietypowe aminokwasy, takie jak lizinoalanina. Niektóre aminokwasy dają toksyczne produkty.

Nie będziemy zagłębiać się szczegółowo w cały proces denaturacji i przeprowadzać analizy chemicznej tego, co dzieje się z mięsem podczas obróbki cieplnej, więc podsumujmy - wiemy już, że białka denaturują podczas obróbki cieplnej, zmieniając swoją strukturę i masę. Ale co z końcową zawartością białka? Jak wspomniano powyżej, końcowa zawartość białka jest praktycznie niezmieniona, chyba że "zabijesz" mięso, gotując je przez długi czas w wysokiej temperaturze. Białko jest tracone znacznie mniej niż witaminy podczas gotowania. Tak więc, jeśli umieścisz 150 g kurczaka na patelni, to około 35 g białka, po ugotowaniu będziesz miał tylko około 70% pierwotnej wagi, ale zawartość białka pozostanie taka sama.

A co z takim białkiem w gorącej kuchni?

Innym bardzo częstym pytaniem jest to, jak zmieniają się właściwości białka serwatkowego, jeśli dodamy je do przepisów na ciasta, naleśniki, bułeczki i inne kreacje, podczas których poddawane jest obróbce cieplnej. Oczywiście nawet w przypadku białka dochodzi do pewnej denaturacji substancji bioaktywnych, ale zmienia się tylko struktura, a nie zawartość substancji, tj. zawartość białka pozostaje taka sama, jak w przypadku mięsa. Białko w proszku jest tak samo prawdziwym pożywieniem jak kurczak, którego pieczemy, nie jest to "magiczny proszek". Podgrzewanie białka w proszku nie niszczy go w żaden ekstremalny sposób, owszem, zmienia jego strukturę i zachodzi denaturacja, ale w taki sam sposób jak w przypadku innych źródeł białka.

Jeśli Twoja porcja białka w proszku ma 129 kalorii na porcję z 1 gramem tłuszczu, 3 gramami węglowodanów i 25 gramami białka, będzie dokładnie taka sama po obróbce cieplnej. Jednak czynnikiem, który się zmieni , jest metoda i czas trawienia.Gdy białko w proszku zostanie zmieszane z wodą, zostanie strawione znacznie szybciej niż po upieczeniu z czymś takim jak płatki owsiane, których trawienie trwa znacznie dłużej ze względu na zawartość błonnika, ale w rezultacie nie tracisz żadnych wartości odżywczych. Możesz więc stracić niektóre właściwości białka, a także "pozbawić się" niektórych dodanych substancji, takich jak enzymy trawienne lub probiotyki.

Czy gotowanie i pieczenie z białkiem jest bezpieczne? Możesz spać spokojnie. Używanie białek w proszku w wypiekanych deserach czy innych kreacjach jest całkowicie bezpieczne. Obróbka termiczna białek w proszku nie niszczy ich, białko denaturuje tak samo jak inne rodzaje białka, a używanie białka w gorącej kuchni jest w 100% bezpieczne! Jedyną rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę w tym względzie, jest to , czy produkt zawiera którykolwiek ze słodzików podatnych na wysokie temperatury, takich jak aspartam, który może być rakotwórczy po podgrzaniu.

Co można wynieść z tego artykułu?

Obróbka cieplna żywności wpływa na wynikającą z niej zawartość składników odżywczych. Podczas niektórych obróbek cieplnych zawartość witamin jest zmniejszona, ale czasami, z drugiej strony, biodostępność składników odżywczych może zostać zwiększona w wyniku obróbki cieplnej, więc obróbka cieplna żywności nie może być uważana za całkowicie negatywną. Ponadto gotowanie żywności niszczy bakterie i wirusy. W szczególności struktura strukturalna mięsa ulega zmianie podczas gotowania, podczas gdy wynikowa zawartość składników odżywczych pozostaje mniej więcej taka sama. Oczywiście denaturacja jest zjawiskiem naturalnym. Stosowanie białek w proszku podczas pieczenia i gotowania również nie wpływa zbytnio na końcową zawartość białka, a ich stosowanie podczas gotowania na gorąco jest całkowicie bezpieczne.

Źródła:
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1541-4337.12243
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9772141
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19650196
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3550962/
http://www.ars.usda.gov/SP2UserFiles/Place/80400525/Data/retn/retn06.pdf
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21923982
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23239760
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22063307
https://data.nal.usda.gov/dataset/usda-table-cooking-yields-meat-and-poultry
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27579006
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27151091
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22065771
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021 Tábor: OSSIS, 1999. 352 s. ISBN 80- 902391-3-7
PAULUS, J. CIDLINSKÝ, L. Przyczyny strat żywności w blokach kuchennych, Praga: Research and Testing Centre, 130, 1977, 78s.
PAULUS, J. CIDLINSKÝ, L. Losses in kitchen food preparation, 2nd ed. Praga: Merkur, 1989, 160 s.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3625175/https://www.healthline.com/nutrition/cooking-nutrient-content