Tepelná úprava potravin a výsledný obsah živin - opravdu je to tak špatné, jak se tvrdí?

Potraviny obsahují živiny, které naše tělo potřebuje pro zdraví, dostatek energii a život obecně. Jistě vás nepřekvapí, že způsob, kterým tepelně upravujete jídlo, značně ovlivňuje výsledný obsah živin. V tomto článku si povíme o tom, jak mohou různé způsoby úpravy potravin ovlivnit výsledný obsah živin a jak mění vlastnosti potravin.

Výsledný obsah živin v jídle je velmi často silně ovlivněn způsobem přípravy jídla, kterou zvolíte. Nicméně díky tepelné úpravě může docházet i ke zvyšování stravitelnosti, vstřebalenosti živin, zvýšení biologické využitelnosti a výživové hodnoty. Působením tepla dochází́ k řadě fyzikálních i chemických změn potravin. Tyto změny závisí nejen na konkrétní potravině (jejím složení́, pH prostředí, přítomnosti vody apod.), ale i na metodě tepelného zpracování (vaření, pečení, atd.) a na dalších faktorech. Pozitivní́ působení tepla na potraviny se týká především základních makroživin, tedy bílkovin, tuků a sacharidů. Dobrým příkladem toho jsou třeba bílkoviny obsažené v uvařeném vejci, jelikož jsou až o 180% lépe stravitelné než proteiny ve vejci syrovém.  Dalším příkladem jsou karoteny z mrkve či rajských jablek, které jsou po uvaření pro člověka mnohem lépe dostupnější než za syrova. Nelze tedy tvrdit, že tepelná úprava má na obsah živin vyloženě negativní vliv.

Pravdou je, že se bohužel ale najdou i některé druhy živin, které jsou teplenou úpravou znehodnoceny. Mezi ně patří, zejména následující živiny:

• Ve vodě rozpustné vitaminy: vitamin C a vitymíny skupiny B— thiamin (B1), riboflavin (B2), niacin (B3), kyselina pantotenová (B5), pyridoxin (B6), kyselina listová (B7) and kobalamin (B8).
• Vitaminy rozpustné v tucích: vitaminy A, D, E, K
• Minerály: draslík, hořčík, sodík a vápník

Jak bylo již zmíněno, výsledný obsah živin je do určité míry ovlivněn tím, jakou úpravu si pro zpracování dané potraviny vyberete. Existují metody, které jsou vhodné a prakticky nutrienty ničí jen minimálně, naproti tomu existují metody, které jsou opravdu nevhodné. A také záleží na tom, kterou potravinu zrovna upravujete, protože ne všechny potraviny reagují na daný způsob úpravy stejně. Tak se pojďme společně podívat na to, jak si jednotlivé typy tepelných úprav vlastně stojí aneb malá lekce vaření.

Vaření a dušení

Vaření a dušení jsou téměř identické postupy úpravy jídel, které jsou založené na užívání horké vody. Obě metody se však nepatrně liší teplotou užívané vody - při dušení se používá voda o teplotě menší než 82°C, zatím co při vaření teplotě 100°C.

A jak je to se ztrátou živin? Například taková zelenina je obecně bohatá na vitamin C, procesem vaření se však většina vitaminu znehodnotí. Faktem tedy je, že právě vaření redukuje obsah vitaminu C v potravinách více než jakýkoliv jiný způsob úpravy potraviny. Například brokolice, špenát nebo salát ztrácí vařením více než 50% svého původního obsahu vitaminu C. Dochází k tomu proto, že je vitamin C rozpustný ve vodě a velmi citlivý na zahřátí, začíná degradovat prakticky už jen při ponoření zeleniny do vroucí vody.

Podobně jsou na tom vitamíny řady B. Až 60% thiaminu, niancinu a dalších vitaminů B je procesem vaření degradováno. Ale nezapomínejte na jednu věc – zeleninu sice vaříte ve vodě, čímž dojde ke ztrátě vitamínu, ale vitamíny se uvolní do vody, která vám zůstane! A právě tento vývar ze zeleniny sám o sobě obsahuje 100% původních minerálů a až 70-90% vitaminů B. Ale třeba ryby si při vaření udrží nejvyšší obsah původních omega-3 mastných kyselin ze všech typů teplené úpravy. 

Grilování a opékání

Během těchto metod se využívá k úpravě potravin horký vzduch. Během grilování přichází horký vzduch do kontaktu s potravinou většinou jen zespoda, zatímco u opékání ze všech stran. Grilování je jednou z velmi oblíbených metod úpravy jídla, jelikož dodává jídlu vynikající specifickou chuť. Ale také je během grilování až 40% vitaminu B a minerálů během grilovacího procesu znehodnoceno díky odkapávání šťávy, která pochází z masa.

Dalším faktem, který se v souvislosti s grilováním velmi často skloňuje je, že během grilování dochází ke vzniku polycyklických aromatických uhlovodíků, které mohou být potenciálně karcinogenní. Nicméně výzkumy naznačují, že vznik těchto uhlovodíků může být do značné míry eliminován odstraněním tuku z potravin, díky čemuž se během grilování vytváří méně kouře, který se následně dostává do styku s potravinami.

Zvládněte grilování zdravě a vyvarujte se sedmi zbytečným chybám!

Pečení

Pečení probíhá v troubě taktéž užitím horkého tepla, avšak po delší dobu, než je tomu například při grilování. Metoda pečení se užívá v přípravě jak masa, příloh, tak i sladkých pokrmů, jako například muffinů, bábovek a koláčů. V porovnání s vařením se užitím této metody ztrácí méně vitaminu C, zato ale dlouhé upravování potravin na horkému vzduchu škodí zejména vitaminům skupiny B, které dle studií při tomto typu úpravy ztrácí až 40 % svého původního obsahu. Důležité jsou také podmínky, teplota a doba pečení, protože může docházet k vysoušení a degradace nutrientů.

Smažení

Proces smažení se odehrává nejčastěji na pánvi, kde je jídlo upravováno za přítomnosti menšího množství oleje, másla, či jiného druhu tuku. Obecně je tato metoda poměrně neškodná, ale pozor! Významně záleží na druhu užitého tuku a také na jeho použitém množství. Při smažení nedochází k tak výraznému úbytku vitamínů B a dokonce se studie shodují i na tom, že tato úprava podporuje vstřebávání některý antioxidantů obsažených v potravě. Na druhou stranu má smažení negativní vliv na obsah vitamínu C.

Příprava jídel v páře

Vaření v páře je jednou z nejlepších metod úpravy jídel vůbec, protože zachovává maximální množství živin, včetně ve vodě rozpustných vitaminů, které jsou náchylné vůči vlivům vysokých teplot, jako jsou právě vitamín C nebo vitamíny řady B. Malá nevýhoda tohoto typu úpravy je, že jídlo lehce ztrácí svou chuť, kterou je potřeba dohnat bylinkami, kořením, či použitím oleje na dochucení.

Je používání mikrovlnné trouby opravdu škodlivé?

Ještě samozřejmě existují další způsoby tepelné úpravy - bychom mohli uvést přípravu jídla v mikrovlnné troubě, ale té jsme věnovali celý článek nedávno (odkaz zde). Nebo třeba fritování, ale pojďme se posunout k tomu, co vás nejspíše zajímá nejvíc.

Denaturace bílkovin

Ještě než se přesuneme k tomu, co vás asi zajímá nejvíce, tedy jak tepelná úprava ovlivňuje výsledný obsah bílkovin v mase, musíme si vysvětlit základní pojem této problematiky, kterým je právě denaturace bílkovin. Tedy malé teoretické okénko.

U bílkovin rozlišujeme 4 struktury – primární, sekundární, terciární a kvartérní. Tyto struktury určují vlastnosti bílkovin. Při tepelném opracování se mění struktura bílkovin, mění se jejich přirozené uspořádání, a právě to je proces denaturace. Záhřevem se zvyšuje tepelný pohyb molekul, tedy i peptidových řetězců, uvolňují se vodíkové můstky, a tím se mění struktura bílkovinné molekuly. Dochází k narušení pouze sekundární a terciární struktury. Děje se to proto, že reakce denaturace není natolik silná, aby přerušila peptidické vazby. A proto primární struktura, tedy pořadí aminokyselin, zůstává po denaturaci v nezměněné formě. Denaturace je proces nevratný.

Stupeň denaturace se mění podle toho, kolik vodíkových vazeb se roztrhne. Vybudování nových vazebných míst mezi peptidovými řetězci v bílkovinné molekule vede ke snížení počtu hydrofilních center blokací polárních skupin. V čem tedy spočívá ona prospěšnost a důležitost denaturačního procesu? Jako každý proces má i tento své klady a zápory. Jedním z hlavních záporů je určitě ztráta biologické funkce bílkoviny. Z uvařeného vajíčka už nikdy nemůže vylézt živé kuře, logické že. Na druhou stranu tato ztráta je ve většině případů velmi žádoucí pro lidský organismus, jelikož umožňuje lepší stravitelnost bílkovin, a navíc si i uchovají svoji výživovou hodnotu, tedy výsledný obsah bílkovin je stále stejný.

Jak to tedy je s bílkovinami při tepelné úpravě masa?

Maso je jeden z nejbohatších a nejvyužívanějších zdrojů bílkovin, se kterým se můžeme setkat. Jistě si každý z vás dokáže velice živě představit situaci, kdy stojíte nad sporákem s připraveným pořádným steakem, hodíte ho na pánev a po pár okamžicích máte z fláku masa, malý kousíček poživatelné hmoty. Smutné, že.

Dobře, možná to byl až příliš dramatický úvod, ale jistě jste pochopili, o čem vlastně mluvím. Denaturace bílkovin je však naprosto přirozený jev. V potravinách obsahujících bílkoviny (zejména maso včetně̌ rybího a výrobky z nich) připravovaných nešetrnou tepelnou kulinární́ úpravou, či vystavení příliš vysoké teplotě po dlouhou dobu, dochází́ k tzv. oxidativnímu stresu, který́ je příčinnou změn mnoha nutričních složek. Ztráty na potravinách můžeme rozdělit na ztráty hmotnostní, které lze prokázat vážením nebo měřením a na ztráty nutriční, které lze prokázat výhradně s použitím laboratorních metod. Uvedené ztráty spolu úzce souvisí – při hmotnostních ztrátách dochází zpravidla vždy ke ztrátám nutričním Tepelná úprava tedy mění nejen strukturu masa, ale také jeho vlastnosti a do určité míry obsah živin.

Když vaříte maso, voda a tuk se ztrácí v důsledku rozkladu buněk a přeskupení strukturálního složení bílkovin. V závislosti na kusu masa a druhu zvířete, ze kterého maso pochází, je konečný „produkt“, který vám skončí na talíři, často mnohem menší než ten, který jste na začátku vkládali do pánve. Strukturální změny pak můžete vlastně pozorovat v praxi několikrát za den – když připravujete vejce, z tekutého obsahu skořápky se po chvíli na pánvi stává pevná hmota. To samé u masa - tepelnou úpravou se stává maso chutnější (účinkem tepla vznikají typické chuťové a vonné látky) stravitelnější, a tím i fyziologicky využitelnější a také bezpečnější ze zdravotního hlediska, protože dochází k redukci obsahu škodlivin, nebo bakteriálních látek, které mohou způsobit salmonelu apod.

Důležitou otázkou při tepelném zpracování je určení okamžiku, kdy je maso dostatečně (optimálně) tepelně upraveno. Často je totiž maso zahříváno nadměrně, což vede k velkým hmotnostním ztrátám, vysoké spotřebě energie, zhoršení organoleptických vlastností a snížení nutriční hodnoty. Během každé tepelné úpravy dochází k denaturaci bílkovin, její míru však ovlivňuje způsob úpravy, vlastnosti dané potraviny, teplota a délka úpravy. Čím déle a při čím vyšší teplotě bílkovinu upravujete, tím větší je její denaturace.

K prvním změnám konformace bílkovin masa dochází při tepelném zpracování při teplotách kolem 35°C a zvyšuje se tuhost masa. První viditelné změny nastávají při 45°C, kdy dochází ke zkrácení svalů při denaturaci myosinu, denaturace aktinu nastává při teplotách 50-55°C a při 55-65°C denaturují plasmatické bílkoviny. Při teplotách kolem 90°C želatinuje kolagen masa a zvyšuje se vaznost masa. Při 100°C (tj. bod varu) nastávají některé chemické změny v molekule proteinů (deaminace a desulfurace bílkovin). Teplota 150°C (např. pečení) způsobuje komplexnější reakce, jistou ztrátu všech aminokyselin a vznik typických vonných a chuťových látek. Při teplotě 200°C a vyšší (např. smažení, grilování) dochází k isomeraci nativních L-aminokyselin a vznikají odpovídající D-aminokyselina a málo obvyklé aminokyseliny jako je např. lysinoalanin. Z některých aminokyselin vznikají toxické produkty.

Nebudeme úplně detailně zabíhat do celého procesu denaturace a dělat chemický rozbor toho, co se s masem dějem během tepelné úpravy, takže si pojďme udělat závěr - již tedy víme, že bílkoviny během tepelného zpracování denaturují, mění svou strukturu a hmotnost. Jak to je ale s výsledným obsahem bílkovin? Jak bylo zmíněno již výše, výsledný obsah bílkovin se prakticky nijak významně nemění, pokud tedy maso vyloženě „nezabijete“ dlouhou přípravou při vysoké teplotě. Bílkoviny se při vaření ztrácejí mnohem méně než vitamíny. Tudíž pokud položíte na pánev 150 g kuřecího masa, to je asi nějakých 35 g bílkovin, po jeho tepelné úprav sice budete mít jen asi 70% původní hmotnosti, ale obsah bílkovin zůstává stejný.  

A co takový protein v teplé kuchyni? 

Další velice častou otázkou bývá, jak se mění vlastnosti syrovátkového proteinu, pokud jej přidáte do receptů na koláče, palačinky, buchty a další výtvory, během kterých projde tepelnou úpravou. Samozřejmě i v případě proteinu dojde k určité denaturaci bioaktivních látek, nicméně mění pouze jejich strukturu, nikoliv obsah látek, tedy obsah bílkovin zůstává zachován, rovněž jako u masa. Proteinový prášek je stejně skutečné jídlo, jako třeba kuře, které pečeme, není to žádný „kouzelný prášek“. Zahřívání proteinového prášku ho nijak extrémně nezničí, ano, mění jeho strukturu a k denaturaci dochází, ale stejně tak, jako je tomu u jiných zdrojů bílkovin.

Pokud má dávka vašeho proteinového prášku 129 kalorií na porci s 1 gramem tuku, 3 gramů sacharidů a 25 gramů proteinu, bude to přesně tak i po jeho tepelné úpravě. Faktorem, který se však změní, je způsob a doba trávení. Když se proteinový prášek smíchá s vodou, bude tráven mnohem rychleji, než když se peče s něčím jako ovesné vločky, které se kvůli obsahu vlákniny tráví mnohem déle, ale ve výsledku neztrácíte žádnou nutriční hodnotu. O co můžete přijít jsou tedy některé vlastnosti proteinu a také se „ochudíte“ o nějaké přidané látky, jako trávicí enzymy nebo probiotika.

Je vaření a pečení s proteinem bezpečné? Můžete být v klidu. Používání proteinových prášků v pečených dezertech či dalších výtvorech je naprosto bezpečné. Tepelná úprava proteinových prášků je nezničí, protein také denaturuje jako jiné druhy bílkovin a užívání proteinu v teplé kuchyni je 100% bezpečné! Jediné, na co si musíte v tomto ohledu dát pozor je to, zda produkt neobsahuje nějaké ze sladidel, které je náchylné vysokým teplotám jako je například aspartam, které mohou být po zahřátí karcinogenní.

Co si z článku odnést?

Tepelná úprava potravin ovlivňuje výsledný obsah živin. Během některých způsobů tepelné úpravy dochází k redukci obsahu vitamínů, ale někdy naopak vlivem tepelné úpravy může dojít ke zvýšení biologické dostupnosti živin, a tak nelze tepelnou úpravu potravin považovat za vyloženě negativní. Navíc při vaření potravin dochází k ničení bakterií a virů. Při přípravě masa se mění zejména strukturální stavba, výsledný obsah živin zůstává víceméně stejný. Samozřejmě dochází k přirozenému jevu denaturace. Používání proteinových prášků při pečení a vaření taktéž příliš neovlivňuje výsledný obsah bílkovin a jejich užívání v teplé kuchyni je naprosto bezpečné.

Zdroje:
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/jf026019y
VELÍŠEK, J. Chemie potravin 1. 1. vyd. Tábor: OSSIS, 1999. 352 s. ISBN 80- 902391-3-7
PAULUS, J. CIDLINSKÝ, L. Příčiny ztrát na potravinách v kuchyňských blocích, Praha: Výzkumné a zkušební středisko, 130, 1977, 78s.
PAULUS, J. CIDLINSKÝ, L. Ztráty při kuchyňské úpravě pokrmů, 2. vyd. Praha: Merkur, 1989, 160 s.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3625175/https://www.healthline.com/nutrition/cooking-nutrient-content