Otruby a klíčky sú len niekoľkými príkladmi odpadov, ktoré možno využiť na regeneráciu bioaktívnych zlúčenín, a preto podporujú trvalo udržateľný prístup k vývoju nových potravinárskych výrobkov a prísad. „Ekonomika s nulovým odpadom“ je nový eko-inovačný koncept, ktorý je založený na využití odpadu ako suroviny pre nové produkty a aplikácie.
Pšenica je jednou z hlavných obilnín na celom svete vďaka výborným vlastnostiam a schopnosti pripraviť z nej širokú škálu múk. Miera výťažnosti múky sa pohybuje od 73 % do 77 %, v závislosti od odrody pšenice, podmienok pestovania a procesu mletia. Vedľajšie produkty a odpady ako otruby a klíčky tvoria približne 25 %. Za predpokladu, že všetka pšenica na ľudskú spotrebu je spracovaná na múku, tok vedľajších produktov predstavuje približne 150 miliónov ton za rok.
Pšeničné klíčky predstavujú iba 2–3 % z celého zrna, sú však jeho najvýživnejšou časťou. Uvádza sa, že sú dobrým zdrojom vitamínov, minerálnych látok a bielkovín. Napriek tomu, že pšeničné klíčky sú považované za možnú potravinovú zložku a ich produkcia vo svete je vysoká, ich využitie v ľudskej výžive je obmedzené a vo väčšej miere sa využívajú vo výžive zvierat. Klíčky sú zdrojom živín s vysokým obsahom bielkovín (36,5 %) s dobre vyváženým aminokyselinovým profilom. Obsahujú polovicu glutamínu a prolínu v porovnaní s múkou, ale hladiny alanínu, arginínu, asparagínu, glycínu, lyzínu a treonínu sú dvojnásobné. Obsah esenciálnych aminokyselín je v rozmedzí od 3,01 g/kg (tryptofán) do 33,3 g/kg (arginín). Obsah lyzínu a leucínu je 22,8 a 21,7 g/kg. Klíčky sú bohatým zdrojom tuku, ktorý predstavuje približne 15 % v závislosti od odrody. Dominantnou mastnou kyselinou v tuku je kyselina linolová (n-6), po ktorej nasleduje kyselina palmitová, kyselina olejová a kyselina linolénová (n-3). Z klíčkov je možné lisovať olej bohatý na tokoferoly a karotenoidy.
Olej je možné využívať v kuchyni, tiež v kozmetike pre jeho hydratačné účinky na pokožku. Viaceré štúdie skúmali jeho uplatnenie v potravinárskom priemysle, pričom sa preukázalo, že prídavok oleja z klíčkov do chleba predĺžilo jeho trvanlivosť o 33 % v porovnaní s chlebom bez prídavku, a vylepšili sa aj vlastnosti cesta – konzistencia a väznosť vody. Olej vykazuje silné antioxidačné, protizápalové účinky, a dokonca hepatoprotektívne účinky, čo ho predurčuje na vyššie využitie vo farmácii a medicíne. Klíčky obsahujú široké spektrum vitamínov a minerálnych látok a môžu byť súčasťou výživových doplnkov pre športovcov. Z minerálnych látok dominuje zinok, mangán, fosfor a horčík. Z vitamínov sú bohato zastúpené vitamíny skupiny B predovšetkým B1, B6 a B9 (kyselina listová). Zastúpené sú aj vitamíny rozpustné v tukoch, pričom dominuje tokoferol – vitamín E. Zaujímavou zlúčeninou v pšeničných klíčkoch sú polikozanoly – zmes alkoholov s dlhým reťazcom, ktoré vykazujú schopnosť znižovať hladinu cholesterolu a triglyceridov v krvi. Chuť klíčkov je príjemná oriešková, a preto sa môžu využiť ako nahrážka mletých vlašských orechov pre jedincov, ktorí vykazujú na tieto orechy alergiu. V domácnosti je možné ich použiť ako prídavok do smoothie nápojov, do cereálnych raňajok, do palacinkového, piškótového a treného cesta, tiež chleba a pečiva. Nakoľko však obsahujú aj kyselinu šťaveľovú, opatrní s konzumáciou by mali byť jedinci trpiaci obličkovými kameňmi (jedna polievková lyžica pšeničných klíčkov obsahuje približne 10 mg kyseliny šťaveľovej). Olej zo pšeničných klíčkov sa vyznačuje jemne žltou farbou a príjemnou obilninou vôňou a chuťou. Je vhodný na studenú kuchyňu pri príprave šalátov, omáčok a zálievok. Z dôvodu vyššieho obsahu polynenasýtených mastných kyselín nie je vhodný na tepelné opracovanie. Vyžaduje skladovanie v tme a chlade, a spotrebovať by sa mal max. do 6 týždňov od otvorenia, nakoľko je náchylný na oxidáciu.
Pšeničné otruby tvoria približne 13–19 % celkovej hmotnosti pšeničného zrna v závislosti od procesu mletia (mokré alebo suché) a považujú sa za hlavný vedľajší produkt mlynárskeho priemyslu. Ich hlavné využitie je v krmovinárskom priemysle – 90 %, pričom iba malá časť sa využíva vo výžive ľudí – 10 %. Otruby ako hlavnú zložku obsahujú vlákninu – 50 % (xylány, lignín, celulóza). Ostatné komponenty zahŕňajú vitamíny, minerálne látky, bioaktívne zlúčeniny, ako sú alkylrezorcinoly, kyselina ferulová, flavonoidy, karotenoidy, lignany a steroly
Z minerálnych látok sú otruby bohaté na železo (Fe), zinok (Zn), mangán (Mn), horčík (Mg) a fosfor (P). Približne 80 % fosforu v zrelých obilných zrnách je uložených vo forme fytátov, ktoré tvoria komplexy s inými minerálmi ako Fe, Zn a Mg. Táto komplexná formácia znižuje biologickú dostupnosť týchto minerálov. Na zvýšenie biologickej dostupnosti minerálnych látok sa vyvíjajú rôzne metódy zníženia fytátov – hydrotermálna úprava, enzymatické spracovanie, fermentácia, ultrazvuk, a pod. Otruby vykazujú viaceré pozitívne účinky na ľudský organizmus, predovšetkým vďaka vysokému obsahu vlákniny. Konzumácia výrobkov bohatých na vlákninu znižuje riziko vzniku rakoviny hrubého čreva, priaznivo pôsobí pri cukrovke, kardiovaskulárnych ochoreniach. Tieto účinky sú podporené obsahom biologicky aktívnych látok. Vláknina je komplexná zlú-čenina pozostávajúca z polymérov celulózy, hemicelulózy a pentozanu na báze xylózy a arabinózy naviazaných na proteíny. Ide o nestráviteľné sacharidy rastlinného pôvodu s heterogénnou chemickou štruktúrou, ktorá je odolná voči účinkom tráviacich enzýmov v ľudskom čreve.
Vláknina sa delí na rozpustnú a nerozpustnú, pričom rozpustná je v otrubách zastúpená v množstve <5% celkovej vlákniny a pozostáva z glukánu a xylánu. Rozpustná vláknina slúži ako prebiotikum pre baktérie hrubého čreva, pričom sa tvoria mastné kyseliny s krátkym reťazcom (propiónová, octová). Vláknina celkovo pomáha udržovať zdravie čriev, reguluje chuť do jedla a predlžuje sýtosť. Z fenolických kyselín dominujú v otrubách deriváty kyseliny škoricovej (kyselina ferulová, kyselina sinapová a kyselina p-kumarová) a benzoovej.
Tieto kyseliny sú zodpovedné za antioxidačné vlastnosti, nakoľko pomáhajú eliminovať negatívne radikály v ľudskom organizme. Fytosteroly, ako ďalšia skupina bioaktívnych látok zastúpených v otrubách, znižujú cholesterol a redukujú riziko vzniku zápalov a rakoviny.
V súčasnej dobe sú predmetom vysokého záujmu alkylrezorcinoly, tzv. fenolické lipidy, nakoľko sú v otrubách zastúpené vo vysokých množstvách. V ľudskom organizme fungujú ako antioxidanty chrániace lipoproteín s nízkou hustotou (LDL) pred oxidačným poškodením. Klinická štúdia potvrdzujúca tieto účinky bola založená na štvortýždňovej konzumácii rohlíkov obohatených o otruby, pričom v dennej dávke toto obohatenie predstavovalo 27 g. U probandov došlo k výraznému zníženiu plazmatického homocysteínu (rizikový faktor kardiovaskulárnych ochorení) v porovnaní s probandami, ktorí konzumovali rohlíky bez prídavku. Z tohto pohľadu sa prídavok otrúb, ako funkčná zložka do potravín javí ako perspektívna predovšetkým v rozvojových krajinách s vysokým výskytom obezity a kardiovaskulárnych ochorení. Dôležitým aspektom je však určenie správneho množstva prídavku, nakoľko množstvo otrúb vyššie ako 30 % negatívne ovplyvňuje senzorické vlastnosti výrobkov a tiež vzhľad a celkovú prijateľnosť. Vyššie prídavky spôsobujú, že vláknina interferuje s bielkovinami lepku, čo zhoršuje jeho štruktúru, viazanie vody a tiež kvasných plynov. Prídavok otrúb do cestovín v množstve viac ako 20 % spôsobuje ich lepivosť, zlú konzistenciu a múčnu chuť. Ako optimálne sa ukazujú prídavky v množstve od 5 do 20 %, predovšetkým do pekárskych výrobkov, ktoré sú po senzorickej stránke veľmi dobre hodnotené. Pozitívne sa tiež javí prídavok otrúb do vysmážaných výrobkov, ako sú šišky a pirohy, nakoľko prídavok spôsobuje lepšie vlastnosti cesta a dlhšiu trvanlivosť (vláčnosť) výrobkov vďaka neškrobovým polysacharidom. Ďalším benefitom je, že výrobky s prídavkom 20 % otrúb nasiaknu menej oleja približne o 20 % v porovnaní s výrobkami bez prídavku.
Pšeničné otruby majú aj dôležité nepotravinárske využitie predovšetkým v bioremediácii. Vysoký obsah lignínu, celulózy a mastných kyselín, ktorých obsah funkčných skupín (hydroxylová, karboxylová a fenolová) je ideálny na fixáciu iónov. Otruby môžu byť použite ako prírodný filter na dekontamináciu priemyselných odpadových vôd obsahujúcich ťažké kovy. Táto metóda môže byť lacnou alternatívou ku konvenčným metódam kontroly znečistenia odpadových vôd využívaním syntetických živíc na adsorpciu ťažkých kovov. Použitie lingocelulózových zlúčenín z pšeničných otrúb na odstránenie týchto iónov ťažkých kovov ponúka lacný a flexibilný substrát.*
Ing. Eva Ivanišová, PhD.
Ústav potravinárstva a Potravinový inkubátor SPU v Nitre s. r. o.
| Článok vznikol s podporou projektu 06-GASPU-2021 Odpady a vedľajšie produkty potravinárskeho priemyslu – perspektívne suroviny pre výrobu funkčných potravín a projektu NITT SK II Národná infraštruktúra pre podporu transferu technológií na Slovensku. |
