W Katedrze Chemii, Technologii i Biotechnologii Żywności Politechniki Gdańskiej trwają badania substancji bioaktywnych (fitozwiązków), zawartych w jagodach leśnych oraz innych owocach dziko rosnących. Fitozwiązki chronią przed zawałem, chorobami nowotworowymi i neurodegeneracyjnymi, przedłużając życie i młodość. Niedługo doczekamy się innowacyjnych produktów spożywczych z fitozwiązkami z leśnego runa.

Doskonałe właściwości

W laboratoriach Katedry Chemii, Technologii i Biotechnologii Żywności PG praca badawcza toczy się w wartkim rytmie. Dokonuje się tu analiz leśnych jagód różnego rodzaju. Celem jest m.in. wskazanie, w jakiej postaci należałoby konsumować jagody, aby organizm miał jak największy pożytek.

– Określenie fitozwiązek nie jest precyzyjne – wyjaśnia dr inż. Agnieszka Bartoszek, adiunkt kierująca badaniami. – Oznacza ono substancję wytwarzaną przez rośliny i niekoniecznie bioaktywną. Roślinne substancje bioaktywne oprócz właściwości odżywczych mają również zdolność pobudzania bądź hamowania różnych funkcji organizmu, istotnych ze zdrowotnego punktu widzenia.

Substancje bioaktywne zawierają niemal wszystkie rośliny. Gdańskich specjalistów chemii żywności interesują przede wszystkim dziko rosnące owoce jadalne, np. czarne jagody, a także owoce mało popularne: tarnina, jarzębina, rokitnik, żurawina i dereń. Twierdzą oni, że nie ma powodów, aby wspomniane rośliny nie stały się w przyszłości hodowlanymi właśnie ze względu na cenne właściwości owoców. – Obecnie owoce roślin leśnych są częściej wykorzystywane w preparatach ziołowych niż w żywności – podkreśla dr Bartoszek. – Uważamy, że mogą się stać cennym składnikiem żywności i dlatego staramy się je zbadać wszechstronnie. Zajmiemy się określeniem zawartości związków bioaktywnych różnych grup chemicznych. Interesuje nas nie tylko sam miąższ, ale również skład kwasów tłuszczowych w pestkach.

Staramy się ustalić, w jaki sposób zachowywane są cenne związki bioaktywne w procesie produkcyjnym – mówi. – Zawarliśmy umowę z zakładem produkcyjnym, który dostarcza nam materiału do badań.

Dr Bartoszek pracowała przez dłuższy okres w Katedrze Technologii i Biochemii Leków PG. W Katedrze Chemii, Technologii i Biotechnologii Żywności, kierowanej przez prof. Ilonę Kołodziejską, zatrudniona jest od dwóch lat. – Zajęła się ona zupełnie nowym kierunkiem badań, związanych z biologiczną aktywnością składników roślin, które będą przydatne do wytwarzania produktów prozdrowotnych. Istotne jest zagadnienie wykorzystania owoców roślin dziko rosnących w sposób innowacyjny – zaznacza prof. Kołodziejska.

W harmonii ze światem

– Zespół nasz postanowił skoncentrować się na potrzebach polskiego konsumenta, a zwłaszcza na dogłębnej analizie roślin, które nie są opisane szczegółowo w światowej literaturze naukowej – mówi dr Bartoszek. – Zajmujemy się również roślinami, które nie są polską specjalnością. Chodzi głównie o aronię, roślinę północnoamerykańską. Ciekawe, że Polska jest obecnie największym producentem oraz eksporterem aronii na świecie.

W jagodach dzikich roślin, a także w aronii występują cenne polifenole, zawierające wiele grup fenolowych. Posiadają one właściwości przeciwutleniające. Chronią organizm przed reaktywnymi formami tlenu, na które jesteśmy narażeni nieustannie. Polifenole mają zdolność neutralizowania reaktywnych form tlenu, odpowiedzialnych m.in. za choroby serca i układu krążenia, stany zapalne, choroby neurodegeneracyjne, jak również choroby nowotworowe.

– Istotną rolę odgrywają antocyjany – wyjaśnia dr Bartoszek. – Są to substancje barwne, które nadają kolor m.in. czarnym jagodom, jeżynom, aronii i tarninie. Owoce roślin dziko rosnących mają niewiele miąższu, stąd cenne antocyjany występują w formach skondensowanych. Powodują rozszerzenie naczyń krwionośnych, obniżając ciśnienie i chroniąc mięsień sercowy przed zawałem.

– Z reaktywnymi formami tlenu organizm człowieka potrafi bardzo dobrze walczyć – mówi dr Bartoszek. – Jeśli jednak przekraczają one możliwości ochronne organizmu, potrafią uczynić wiele złego. Należałoby wtedy organizm wesprzeć zewnętrznymi antyoksydantami pochodzenia roślinnego.

Im mniej przetwarzania, tym lepiej

Przetwarzanie niszczy głównie witaminy, które można uzupełniać samodzielnie. Stabilniejsze są związki o właściwościach przeciwutleniających, jak również inne substancje o właściwościach prozdrowotnych zawarte w owocach. Dżem jagodowy ma ciemny kolor, co świadczy, że cenne antocyjany istnieją w nim nadal. Jednak im dłuższa jest obróbka termiczna, tym mniejsza zawartość cennych składników.

– Istnieje grupa witamin rozpuszczalnych w wodzie, są też witaminy rozpuszczalne we frakcji tłuszczowej – dodaje dr inż. Maria Tynek. – Tokoferole, istniejące w miąższu, a także w pestkach, są bardzo dobrymi, naturalnymi przeciwutleniaczami. Będziemy zajmować się zawartością tłuszczu zarówno w miąższu, jak i w pestkach owoców. Np. do witaminy E, obecnej w miąższu owoców, jak i w pestkach, należy 8 różnych związków tokoferoli. Jest to bardzo silny i stabilny przeciwutleniacz – zaznacza. Pożyteczny dla organizmu kwas tłuszczowy omega 3 można tłoczyć także z nasion roślin dziko rosnących.

Badania kompleksowe

Program badawczy jest ambitny. Zespół zajmie się wkrótce badaniami kompleksowymi. Zbada substancje bioaktywne zarówno rozpuszczalne w wodzie, jak i rozpuszczalne w tłuszczach. W realizacji projektu badawczego uczestniczyć będzie także część pracowników z Katedry Chemii Analitycznej. Zajmą się oni analizą substancji lotnych owoców, przydatnych zarówno w przemyśle kosmetycznym, jak i spożywczym.

Specjaliści chemii żywności z PG będą nieprzerwanie współpracować z producentem.

– Właściciele małych lub średnich zakładów produkcyjnych nie posiadają środków finansowych na prowadzenie badań naukowych – mówi Agnieszka Bartoszek. – Dlatego zamierzamy współpracować z przemysłem. Producent da nam owoce do badań, natomiast my dostarczymy mu niezbędnych informacji na temat substancji bioaktywnych w owocach, jak również wskażemy, jak usprawnić procesy technologiczne, aby możliwe było zachowanie wartościowych związków bioaktywnych. Doradzimy także, o jakie innowacyjne produkty można wzbogacić rynek.

Z większości owoców dziko rosnących od dawna korzysta przemysł farmaceutyczny i zielarski. Ten pierwszy, zazwyczaj zasobny w fundusze, jest samowystarczalny i ma własne priorytety. Warto zapewne odnotować, że niektórzy wątpią w zdrowotne wartości suplementów dietetycznych dostępnych w aptekach. – Korzystniej jest odżywiać się zdrowo niż uzupełniać dietę preparatem, który można kupić w aptece – twierdzi dr Tynek. Uważa ona, że nie zawsze mamy całkowitą pewność, że taki lub inny preparat spełnia wszystkie wymagania zdrowotne. Suplementy nie są poddawane obowiązkowym badaniom. Nie zawsze to, o czym pisze się w ulotce lub na opakowaniu, pokrywa się z zawartością preparatu. Problem jest złożony.

– Swego czasu prowadzono na świecie bardzo szeroko zakrojone badania, porównujące suplementowanie diety ekstraktami lub preparatami z roślin o wysokiej zawartości substancji prozdrowotnych. Okazało się, że preparaty z substancjami aktywnymi biologicznie wchłaniane są trudniej przez organizm niż żywność – podkreśla dr Bartoszek.

– Ciekawym przykładem jest betakaroten – dodaje Maria Tynek. – Badania prowadzone przez naukowców francuskich i angielskich wykazały, że u osób, które paliły papierosy i równocześnie na własną rękę suplementowały dietę betakarotenem, wystąpiła wyższa zachorowalność na raka niż w grupie ludzi, którzy nie stosowali takiej suplementacji.

Wykorzystać do cna

Zarówno w Polsce, jak i w świecie, zespoły naukowców pracują nad możliwością wykorzystania roślinnych związków aktywnych biologicznie (np. polifenoli zawartych w owocu, a niewykorzystanych do przetwórstwa spożywczego) do wytwarzania takich opakowań produktów spożywczych, które byłyby przyjazne środowisku naturalnemu, a więc ulegałyby biodegradacji.

– Na świecie prowadzi się wiele badań zmierzających ku temu, aby zastąpić syntetyczne opakowania opakowaniami z naturalnych polimerów, na przykład białek polisacharydów, często izolowanych z surowców odpadowych przemysłu żywnościowego – informuje prof. Kołodziejska. – Opakowania z naturalnych polimerów posiadają tę pozytywną cechę, że ulegają rozkładowi albo nawet mogą być spożywane z produktem, mogą więc być opakowaniami jadalnymi.

Profesor przyznaje, że takie opakowania posiadają wady. Jedną z nich jest nadmierna rozpuszczalność w kontakcie z produktem wilgotnym. Inne polimery z surowców odpadowych mają nadmierną przepuszczalność pary wodnej albo niekorzystne właściwości mechaniczne. Prowadzone są zatem modyfikacje, zmierzające ku poprawie jakości. Według prof. Kołodziejskiej nie jest wykluczone, że poprawę jakości będzie można uzyskać, wykorzystując frakcje polifenolowe z niejadalnych części roślin. Frakcje polifenolowe mogą powodować tzw. sieciowanie polimerów i polepszać właściwości mechaniczne opakowań, zmniejszać ich rozpuszczalność, przepuszczalność pary wodnej, a także pełnić dodatkowe funkcje, korzystne dla danego produktu, np. zapobiegać przemianom antyoksydacyjnym. Mogą też zapobiegać tworzeniu się drobnoustrojów na powierzchni przechowywanego produktu.

Droga nie jest łatwa. Trzeba bowiem mieć na uwadze nie tylko samą jakość opakowań biodegradowalnych, ale także uwzględnić ich cenę. Takie opakowania bywają dużo droższe niż syntetyczne. Tymczasem koniecznością staje się ochrona przyrody. Syntetyczne torby plastykowe są dużym zagrożeniem.

Pusta kasa

Specjaliści chemii żywności mają niemałe problemy z pozyskiwaniem środków finansowych na swoje badania, mimo licznie podejmowanych wysiłków. Ministerstwo niezbyt chętnie otwiera kasę. Niekiedy trzeba pukać do jego drzwi kilkakrotnie. Są też problemy z pozyskiwaniem środków finansowych z innych źródeł.

– Mieliśmy do czynienia z niewłaściwą interpretacją dyrektyw unijnych – mówi dr Bartoszek. – Do ubiegłego roku przemysł żywnościowy wyłączony był z gospodarki innowacyjnej. Współpraca naszej uczelni z firmą produkcyjną nie mogła być finansowana z funduszy unijnych ze względu na niewłaściwą interpretację przepisów...

Ktoś rozsądny musiał podjąć interwencję, ponieważ począwszy od bieżącego roku sytuacja się zmieniła. Specjaliści z Katedry Chemii, Technologii i Biotechnologii Żywności PG złożyli wnioski o finansowanie kilku projektów badawczych. Miejmy zatem nadzieję, że ich starania o pieniądze zakończą się pozytywnie.