Działanie antyoksydacyjne wybranych przypraw

20
przyprawy i dodatki do mięs
Działanie antyoksydacyjne
wybranych przypraw
Wzrost świadomości żywieniowej konsumentów i ich zainteresowania składem produktów
żywnościowych, w tym pochodzeniem dodatków do żywności, wymusza na producentach
wytwarzanie produktów zawierających możliwie jak najmniej syntetycznych konserwantów. Poszukuje się więc naturalnych metod
zabezpieczania żywności przed szeregiem
niekorzystnych zmian zachodzących w czasie jej wytwarzania i przechowywania.
Podczas przetwarzania i przechowywania
produktów żywnościowych zachodzą procesy pogarszające ich wartość odżywczą i cechy sensoryczne (smak, zapach, barwę, teksturę) oraz wpływające na ich potencjalną
szkodliwość. Jednym z takich procesów jest
utlenianie. Składnikami żywności, które są na
nie najbardziej podatne są tłuszcze. Podczas
przechowywania produktów żywnościowych
w różnym stopniu zniszczeniu ulegają zawarte w nich wartościowe składniki, w tym niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe oraz
witaminy. Produkty utleniania tłuszczu mogą
niszczyć biotynę, ryboflawinę, kwas askorbinowy i pantotenowy, a także utrudniać ich wykorzystanie przez organizm. Udowodniono,
że utlenione kwasy tłuszczowe wykazują działanie mutagenne w stosunku do kwasów nukleinowych, przyczyniając się do kancerogenezy. Wolne kwasy tłuszczowe, uwolnione na
skutek hydrolizy lipidów, mogą ulegać dalszym
wtórnym przemianom o charakterze oksydatywnym, a wtórne lotne produkty oksydacji
wielonienasyconych kwasów tłuszczowych,
zwłaszcza aldehydy i ketony, wpływają niekorzystnie na smak oraz zapach surowców i gotowych produktów.
Do nietrwałych środków spożywczych zaliczane są m.in. mięso i jego przetwory - podczas ich
przechowywania ma miejsce oksydacja lipidów
i barwników hemowych, co pogarsza smak, zapach, teksturę, barwę i wartość odżywczą mięsa oraz uzyskanych z niego wyrobów. Równocześnie jednym z najważniejszych czynników
funkcjonowania tych i innych produktów żywnościowych na rynku jest ich jak najdłuższy
termin przydatności do spożycia i zachowanie przez ten czas atrakcyjności sensorycznej.
Najpopularniejszym zabiegiem, który pozwala
na ograniczenie procesu utleniania, jest stosowanie przeciwutleniaczy. Są to głównie związki syntetyczne, jak np. BHA (butylohydroksyanizol - E320) i BHT (butylohydroksytoluen
- E321), o silnych właściwościach zapobiegania utlenianiu tłuszczu. Jednak doniesienia
o ich toksycznym oddziaływaniu spowodowały wprowadzenie wielu ograniczeń w ilości
i sposobie ich stosowania, pociągając za sobą
również negatywne nastawienie lekarzy, dietetyków i konsumentów. Dlatego też w przetwórstwie żywności, w zależności od możliwości technologicznych, dąży się do ograniczania
dodatku przeciwutleniaczy syntetycznych i ich
zastępowania składnikami pochodzenia naturalnego, wpływającymi inhibitująco na reakcje utleniania.
Zioła i przyprawy zawierają wiele związków
biologiczne czynnych, w tym polifenole, o udokumentowanych właściwościach przeciwutleniających. Polifenole przerywają reakcje wolnorodnikowe, zapobiegając tworzeniu się
reaktywnych form tlenu i ich niekorzystnemu
działaniu, wiążą wolne rodniki, wygaszają tlen
singletowy, chelatują metale katalizujące reakcje utleniania, a także wykazują działanie przecd. str. 22
22
przyprawy i dodatki do mięs
ciwnowotworowe, przeciwmiażdżycowe oraz
przeciwzapalne. Antyoksydanty te mogą należeć do związków często występujących bądź
specyficznych dla danej przyprawy.
Zioła i przyprawy mogą być dodawane do żywności w formie świeżej, suszonej lub w postaci
ekstraktów wodnych oraz alkoholowych. Ekstrakty stosuje się w miejsce przypraw o doskonałych właściwościach przeciwutleniających,
ale - w formie świeżej lub suszonej - zbyt intensywnych w smaku i zapachu (co może uczynić produkt z ich dodatkiem nieakceptowanym
przez konsumenta). Między innymi czosnek,
charakteryzujący się bardzo mocnym, specyficznym smakiem i zapachem można zastąpić
wyekstrahowanymi z niego związkami przeciwutleniającymi, które nie posiadają walorów
smakowo-zapachowych świeżego czosnku,
a dodane w niewielkiej ilości wpływają antyutleniająco np. na surowiec mięsny.
Przyprawy stosowane w przetwórstwie mięsnym wykazują nie tylko właściwości antyutleniające, ale także przyczyniają się do ochrony
barwy surowca poprzez hamowanie degradacji barwników hemowych, opóźnianiają procesy powstawania metmioglobiny oraz inhibitują
tworzenie aldehydu malonowego. Spowalniają także procesy utleniania białek (na które
wpływ ma utlenianie lipidów) i poprawiają
jakość zarówno surowca, jak i wyrobów gotowych, do których są dodawane. Niektóre
przyprawy wykazują cechy charakterystyczne, jak np. rozmaryn, który chelatuje jony metali przejściowych, takie jak Fe2+, skutecznie
redukuje szybkość tworzenia aktywnego tlenu i przyczynia się do konwersji rodników hydroksylowych do stabilnych produktów, a wraz
z oregano obniża potencjał oksydacyjno-redukcyjny, którego niższa wartość wpływa na
utrzymanie prawidłowej barwy mięsa.
Zamiast pojedynczych przypraw i ziół do mięs
można stosować mieszanki przyprawowe.
Właściwy dobór i proporcje poszczególnych
składników tych mieszanek nie tylko wpływają na odpowiednie walory smakowo-zapachowe potraw, ale też niektóre przyprawy zwiększają siłę utleniającą innych, a tym samym ich
mieszanki mogą skuteczniej zapobiegać utlenianiu tłuszczów, niż przyprawy pojedyncze.
Do przypraw o największym udowodnionym
działaniu przeciwutleniającym w tłuszczach
i produktach zawierających tłuszcze należą rośliny z rodziny jasnotowatych (Lamiaceae), np.
rozmaryn lekarski, szałwia lekarska i majeranek ogrodowy.
Rozmaryn lekarski (Rosmarinus officinalis L.)
jest znanym od dawna i cenionym surowcem
zielarskim szeroko stosowanym w lecznictwie
i kosmetyce oraz jako przyprawa w produkcji
żywności. Wykazuje działanie przeciwutleniające i przeciwdrobnoustrojowe. Zawarty w nim
kwas karnozowy wykazuje działanie ochronne
nie tylko w stosunku do wielonienasyconych
kwasów tłuszczowych, ale także α-tokoferolu,
co zapobiega powstawaniu nieswoistego zapachu mięsa. Rozmaryn jako przyprawa używany
jest w postaci świeżych lub suszonych liści oraz
olejku eterycznego z liści i kwiatów. Otrzymuje się z niego najwięcej ekstraktów przypraw
oferowanych na rynku jako dodatki przeciwutleniające.
Do składników rozmarynu o udowodnionym
działaniu przeciwutleniającym należą: flawony, diterpeny steroidowe, triterpeny, rozmanol, rozmarychinon, karnozol, genkwanina,
galdozol, epirozmanol, karnozan metylu, kwas
karnozowy, kwas ferulowy, kwas rozmarynowy, luteolina. Działanie przeciwutleniające tej
przyprawy polega m.in. na chelatowaniu metali, zapobieganiu tworzenia się wolnych rodników (w tym rodników hydroksylowych, ponadtlenkowych i azotanowych) oraz wyłapywaniu
już powstałych i przekształcaniu ich w mniej
cd. str. 24
24
przyprawy i dodatki do mięs
aktywne związki. Aktywność przeciwutleniająca ekstraktów i olejków z rozmarynu zależy
głównie od zawartości związków fenolowych
i ich struktury chemicznej oraz synergistycznych oddziaływań między nimi. Udowodniono, że aktywność antyoksydacyjna oznaczona
dla ekstraktów i olejku eterycznego jest wyższa
niż dla poszczególnych ich składników, takich
jak np. kwas karnozowy, kwas rozmarynowy,
1,8-cyneol, α- i β-pinen.
W literaturze odnaleźć można wiele doniesień
na temat antyoksydacyjnego działania rozmarynu. Badania wykazały, że jako przyprawa
ziołowa o wysokim potencjale przeciwutleniającym może on stanowić poważną alternatywę
lub uzupełnienie dla syntetycznych przeciwutleniaczy, takich jak BHA i BHT. Udowodniono, że metanolowy ekstrakt z rozmarynu
zawierający 30% kwasu karnozowego, 16% karnozolu i 5% kwasu rozmarynowego wykazuje
synergistyczny efekt antyoksydacyjny z BHT
i BHA, a także wzmacnia działanie przeciwbakteryjne tych związków, pozwalając zmniejszyć dawkę syntetycznych konserwantów dodawanych do żywności. Przeciwutleniający
potencjał rozmarynu porównano ze zdolnością przeciwutleniającą m.in. witaminy C, tauryny i witaminy E, a wyniki tych badań wykazały, że rozmaryn był najbardziej efektywnym
czynnikiem powodującym opóźnianie procesu
utleniania mięsa. Sam rozmaryn oraz w połączeniu z kwasem askorbinowym, najskuteczniej hamował oksydację mioglobiny i lipidów
w mięsie wołowym pakowanym w modyfikowanej atmosferze i przechowywanym przez 20
dni w temperaturze 2°C. W innym eksperymencie dowiedziono, że ekstrakty z rozmarynu dodane do kiełbasy wieprzowej przechowywanej w warunkach chłodniczych, spowolniły
proces utleniania podobnie jak BHT. Wykazano także, że dodatek ekstraktu z rozmarynu
do wyrobów z mięsa indyka wpłynął na opóźnienie zmian oksydacyjnych oraz zapobiegał
zmianom barwy podczas przechowywania zamrażalniczego. Również dodany do hamburgerów drobiowych przedłużał, w porównaniu
z próbą kontrolną, ich trwałość oksydacyjną
podczas przechowywania chłodniczego. Dowiedziono również, że ekstrakty z rozmarynu hamują oksydację lipidów m.in. w: gotowanych roladach indyczych, mielonej wołowinie,
stekach wołowych, gotowanej i rozdrobnionej wieprzowinie, kiełbaskach wieprzowych,
frankfurterkach oraz w smalcu. Przeciwutleniające działanie wodnego ekstraktu rozmarynu wykazano także w tłuszczu z ryb bałtyckich, w tym śledzi.
Rozmaryn jest więc obiecującym źródłem
składników, które mogą zastąpić syntetyczne
pochodne butylowe nie tylko w konserwacji
żywności, ale też karmy dla zwierząt, preparatów farmaceutycznych oraz produktów kosmetycznych. Spośród preparatów wytwarzanych na jego bazie najszersze zastosowanie ma
obecnie ekstrakt rozmarynu, stosowany jako
antyoksydant nie tylko do wyrobów mięsnych,
ale też do majonezu i sosów.
Szałwia jest półkrzewem pochodzącym z obszaru śródziemnomorskiego. Wyróżnia się ok.
700 jej gatunków, ale najbardziej znana jest
szałwia lekarska (Salvia officinalis). To cenna roślina o wielokierunkowym zastosowaniu leczniczym, kosmetycznym i kulinarnym. Wykazuje działanie przeciwutleniające,
przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe, przeciwgrzybiczne, przeciwzapalne oraz przeciwnowotworowe. Silne właściwości przeciwutleniające szałwia zawdzięcza substancjom
aktywnym z grupy polifenoli. Wykazano, że
najefektywniejsze z nich (podobnie jak w rozmarynie) są: karnozol, kwas rozmarynowy
i kwas karnozowy.
Przeprowadzono wiele eksperymentów naukowych oceniających skuteczność przeciwcd. str. 26
26
przyprawy i dodatki do mięs
utleniającą szałwii w produktach żywnościowych. Badaniom najczęściej poddawana była
szałwia w postaci ekstraktów na bazie rozpuszczalników organicznych. Wykazano, że zastosowanie maceratu acetonowego z tej rośliny
przynosi bardzo dobre efekty w stabilizacji
oksydacyjnej oleju słonecznikowego. Na podstawie wyników innych badań stwierdzono, że
ekstrakty acetonowe z szałwii są skuteczniejsze od syntetycznego przeciwutleniacza BHT
w stabilizacji oleju rzepakowego lub porównywalne w działaniu do BHT w przypadku oleju
słonecznikowego. Z kolei metanolowy ekstrakt
z szałwii spowolnił utlenianie smalcu oraz masła - tu okazał się nawet lepszy od BHT. Dowiedziono także znakomite działanie antyoksydacyjne maceratów etanolowych szałwii
w stosunku do majonezu oraz tranu, a także
ekstraktów etanolowo-wodnych i etanolowych
w przypadku mięsa wieprzowego. Natomiast
ekstrakty z szałwii otrzymane przy użyciu oleju jadalnego wykazały działanie przeciwutleniające w tłuszczu z kurczaka, porównywalne
z działaniem BHA oraz BHT. Wykazano również, że dodatek ekstraktu z szałwii do świeżego i gotowanego mięsa wołowego przechowywanego chłodniczo wpłynął na opóźnienie
zmian oksydacyjnych, w porównaniu z próbą kontrolną. Właściwości tej rośliny można
również wykorzystać w jej postaci naturalnej –
udowodniono działanie antyoksydacyjne wysuszonej i zmielonej szałwii w oleju słonecznikowym.
Powyższe obserwacje wydają się potwierdzać
stosowany w polskiej kuchni zwyczaj dodatku
szałwii i rozmarynu jako substancji przedłużających trwałość pokarmów tłustych, np. rozmaryn jest mile widzianym dodatkiem do mięs
(m.in. baraniny, dziczyzny) i ryb, a smak i aromat szałwii dobrze harmonizuje z potrawami
z roślin strączkowych i mięs tłustych.
Majeranek ogrodowy (Origanum Majorana
L. syn. Majorana hortensis) jest powszechnie
znany w postaci pokruszonego, szarozielonego
ziela przyprawowego Herba Majoranae o charakterystycznym zapachu. Roślina ta znana
jest także jako m.in. majeran, lebiodka majeran, kiełbaśnik, ziele kiełbasiane czy kołdunowe ziele. Przyprawa ta bardzo dobrze nadaje się
do suszenia i ma szerokie zastosowanie w kulinariach, gdzie używana jest w postaci czystej,
ale również jako składnik wielu mieszanek
przyprawowych. Majeranek dodawany jest do
potraw ciężko strawnych, takich jak zupy z fasoli, grochu, duszona i pieczona baranina oraz
wieprzowina. W diecie bezsolnej z powodzeniem zastępuje sól. Przyprawa ta może być dodawana do żywności w kilku postaciach – jako
zioło świeże, suszone, rozdrobnione oraz w postaci uzyskanych z niego ekstraktów.
Poza zastosowaniem przyprawowym wykorzystuje się również lecznicze właściwości majeranku, ale szczególnie interesujące wydaje
się być stosowanie tej przyprawy ze względu
na jej właściwości antyoksydacyjne. Do składników przeciwutleniających majeranku należą m.in. karwakol, eugenol, fenol, kwas askorbinowy, kwas ursolowy i kwas oeanolowy. Od
lat przeciwutleniające właściwości majeranku
suszonego i rozdrobnionego wykorzystuje się
dodając go do smalcu, który przez to nie jełczeje, zachowując dłużej świeżość. Obecnie powszechnie stosuje się go w produkcji zupek instant i wielu gatunków kiełbas.
W literaturze przedmiotu dotyczącej antyoksydacyjnych właściwości przypraw odnaleźć
można także publikacje poświęcone roślinom
przyprawowym spoza rodziny jasnotowatych.
W ciągu ostatnich lat istotnie wzrosło zainteresowanie produktami wytwarzanymi m.in.
z czosnku (Allium L.). Wynika to z szerokiego
potencjału chemicznego i leczniczego aktywnych substancji w nim obecnych. Silne działanie przeciwutleniające wykazano dla organicznych związków siarki takich jak siarczek
cd. str. 28
28
przyprawy i dodatki do mięs
i disiarczek diallilu, allicyna i S-allilo cysteina,
stanowiących 79% masy ekstraktu czosnku.
Udowodniono, że wodne roztwory surowego
czosnku lub jego ekstrakty współuczestniczą w wiązaniu wolnych rodników hydroksylowych (OH*) oraz anionów nadtlenkowych
(O2-), ograniczając procesy peroksydacji lipidów, utleniania lipoprotein indukowanych jonami wapnia oraz wytwarzania wodoronadtlenków.
Także pieprz czarny (Piper nigrum L.), jedna z najpopularniejszych przypraw, poza powszechnie znanymi i wykorzystywanymi jego
właściwościami przyprawowymi, może być
źródłem substancji przeciwutleniających. Badania wykazały około 200 razy większą niż
BHT i ponad 300 razy większą niż BHA zdolność tej przyprawy do hamowania reakcji
utleniania lipidów. Do naturalnych substancji przeciwutleniających zawartych w pieprzu
należą m.in. eugenol, mircen, octan linalilu, γ-terpinen, kamfen, karwakol, kwas laurynowy, kwas mirystynowy, piperyna. W badaniach wykazano, że dodatek rozmarynu,
czarnego pieprzu i czosnku w postaci świeżej,
jak i ich ekstraktów przyczynił się do znacznego spowolnienia powstawania aldehydu malonowego w surowym mięsie wieprzowym i wołowym oraz w wykonanych z nich wyrobach
takich jak kiełbaski i burgery, przechowywanych chłodniczo i zamrażalniczo (także w modyfikowanej atmosferze).
mogą być doskonałym źródłem antyoksydantów, a ich zastosowanie w przetwórstwie mięsa
ma podwójne uzasadnienie - przeciwutleniacze zawarte w przyprawach zapobiegają utlenieniu związków tłuszczowych w produktach
mięsnych, przedłużając ich trwałość, i spożyte wraz z przyprawionymi nimi produktami
mięsnymi wpływają na podniesienie potencjału antyoksydacyjnego organizmu. Warto zaznaczyć, że również inne związki biologicznie
aktywne spożyte wraz z przyprawionymi produktami wywierają korzystne działanie na organizm konsumenta.
Wykaz literatury dostępny w redakcji
dr inż. Magdalena Kuchlewska
Prace badawcze wielu autorów wskazują na celowość stosowania antyutleniaczy dla ochrony
surowca mięsnego przed utlenianiem lipidów
i białek. Ze względów zdrowotnych korzystne jest stosowanie przeciwutleniaczy naturalnych, których dodatek przyczynia się do hamowania negatywnych zmian zachodzących
w mięsie m.in. przechowywanym chłodniczo
i zamrażalniczo. Przyprawy w postaci czystej,
zmielonej lub jako różnego rodzaju ekstrakty
cd. str. 30