„Zero waste” czy to da się jeść z chlebem. Cykl „Poznaj świat nauki o żywności”.

Problem marnotrawienia żywności stanowi wyzwanie XXI wieku. Według danych Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), na całym świecie rocznie marnuje się aż jedną trzecią wyprodukowanej żywności. Zjawisko to występuje na wszystkich etapach łańcucha dostaw, począwszy od produkcji, a skończywszy na gospodarstwach domowych^[1]. W sektorze spożywczym, największe straty występują podczas produkcji i przechowywania żywności. W odpowiedzi na rozległy problem marnotrawienia żywności, coraz więcej przedsiębiorców podejmuje kroki w kierunku wdrożenia w swoich zakładach koncepcji “zero waste”. To podejście opiera się zarówno na minimalizacji ilości wytwarzanych odpadów jak również na przekształcaniu materiałów odrzucanych w procesie produkcji w nowe, wartościowe komponenty np. do wzbogacania pieczywa, makaronów, produkcji smoothie czy jogurtów.

Wśród odpadów poprodukcyjnych, które znalazły zastosowanie w branży spożywczej i obecnie uznawane są za produkty uboczne, można wymienić serwatkę, wytłoki, makuchy, osady pofermentacyjne, otręby oraz zarodki. Pod względem wartości odżywczej i z żywieniowego punktu widzenia wytłoki pochodzące z owoców, warzyw oraz nasion roślin oleistych stanowią tani a zarazem bardzo cenny surowiec.

W Zakładzie Inżynierii i Technologii Zbóż Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie od paru lat prowadzone są prace badawcze nad możliwością wprowadzenia do matrycy pszennego ciasta drożdżowego (zarówno zwykłego jak i półcukierniczego) produktów ubocznych przemysłu olejarskiego (m.in. wytłoki z lnu, pszczelnika mołdawskiego i kokosa) (Fot1; Fot 2; Fot 3) i owocowo-warzywnego (np. produkty uboczne z papryki czy pomidorów) (Fot. 4). Badania wykazały, że każdy z wymienionych surowców stanowi cenny pod katem odżywczym i żywieniowym komponent do produkcji pieczywa.^[2,3,4,5] Przy odpowiednio dobranym poziomie suplementacji ciasta pszennego produktami ubocznymi możliwe jest otrzymanie pieczywa zarówno o pożądanych cechach fizycznych jak duża objętość bochenka, prawidłowa porowatość czy odpowiednio wysoka wilgotność miękiszu ale także o istotnie wyższej wartości odżywczej w porównaniu do tradycyjnego pieczywa. Produkty uboczne będące obiektem wspomnianych badań stanowią cenne źródło białka, błonnika pokarmowego zarówno rozpuszczalnego jak i nierozpuszczalnego, nienasyconych kwasów tłuszczowych oraz wielu substancji biologicznie aktywnych jak np. przeciwutleniacze czy witaminy.^[2,3,4,5] Wprowadzenie około 10%  tych produktów ubocznych powoduje istotny wzrost zawartości białka, tłuszczu i błonnika pokarmowego przy jednoczesnej redukcji kaloryczności o około 10% w porównaniu do pieczywa pszennego bez dodatków. Takie pieczywo bez wątpienia może być uznane za produkt funkcjonalny. Jednak bogaty skład chemiczny i wysoka wartość żywieniowa to tylko połowa sukcesu. Aby produkt spełniał swoją funkcjonalną rolę w żywieniu człowieka musi być akceptowany pod względem organoleptycznym przez konsumentów. Jak wykazują badania suplementacja pieczywa pszennego produktami ubocznymi w ilości do 9-12% pozwala uzyskać pieczywo w pełni akceptowalne przez konsumenta zarówno pod względem tekstury, barwy miękiszu i skórki jak i smaku czy zapachu. Sprostanie oczekiwaniom co raz bardziej świadomego, a zarazem wymagającego konsumenta nie jest łatwe.  Cechami które najczęściej  dyskwalifikują pieczywo z dodatkiem produktów ubocznych są smak i zapach. Przy suplementacji powyżej 12% smak i zapach pieczywa jest zazwyczaj determinowany cechami wprowadzonego komponentu, co dla wielu konsumentów jest nie do zaakceptowania w codziennej diecie.^[2,3,4,5] Dlatego też konieczne jest prowadzenie badań, które pozwolą wskazać taki stopień suplementacji ciasta chlebowego, żeby jakość pieczywa również ta organoleptyczna współgrała z jego wartością odżywczą i żywieniową.

Fot.1 Przekrój poprzeczy pieczywa z dodatkiem pszelnika mołdawskiego (cyfra przy pieczywie oznacza % udział pszczelnika mołdawskiego)^[3]

Fot. 2 Przekrój poprzeczy bułek połcukierniczych z dodatkiem produktów ubocznych a) powstałych w wyniku ekstrakcji mleczka kokosowego; b) powstałych podczas ekstrakcji oleju kokosowego (cyfra przy pieczywie oznacza % udział komponentu z kokosa)^[4]

Fot. 3 Widok ogólny i przekrój poprzeczny pieczywa z dodatkiem a) odtłuszczonej mąki lnianej i b) wytłoków lnianych. (Od lewej próba kontrolna, chleb z 5% , 10% i 15% dodatkiem komponentu lnianego)^[2]

Fot. 4 Widok ogólny i w przekroju poprzeczym pieczywa z produktami ubocznymi z pomidora i papryki ^[5]

W odpowiedzi na problem marnotrawienia żywności, coraz więcej przedsiębiorców skłania się ku idei “zero waste.” To podejście nie tylko minimalizuje ilość odpadów, ale także z sukcesem wykorzystuje produkty uboczne do tworzenia nowych, wartościowych komponentów żywnościowych. Badania przeprowadzane w Zakładzie Inżynierii i Technologii Zbóż pokazują, że dodatki pochodzące z przemysłu olejarskiego i owocowo-warzywnego mogą znacząco poprawić wartość odżywczą chleba, zachowując jednocześnie jego atrakcyjność pod względem smaku, zapachu i tekstury. Kluczowe jest znalezienie złotego środka przy wzbogacaniu ciasta chlebowego. Optymalny poziom suplementacji powinien utrzymać równowagę między walorami odżywczymi a zachowaniem akceptacji organoleptycznej wśród konsumentów. Kontynuacja badań w tej dziedzinie jest niezbędna, aby stworzyć nie tylko zdrowe, ale również smaczne i atrakcyjne dla oka produkty. Innowacyjne podejścia do produkcji żywności mogą nie tylko zmniejszyć marnotrawienie, ale również zachęcić do bardziej zrównoważonego trybu życia.

                                                                                               Dr inż. Anna Wirkijowska
Mgr inż. Paulina Łysakowska

Bibliografia:

1. International Day of Awareness of Food Loss and Waste: FAO calls for circular model in agrifood systems

2. Wirkijowska, A., Zarzycki, P., Sobota, A., Nawrocka, A., Blicharz-Kania, A., & Andrejko, D. (2020). The possibility of using by-products from the flaxseed industry for functional bread production. LWT, 118, 108860.

3. Zarzycki, P., Wirkijowska, A., Nawrocka, A., Kozłowicz, K., Krajewska, M., Kłosok, K., & Krawęcka, A. (2022). Effect of Moldavian dragonhead seed residue on the baking properties of wheat flour and bread quality. LWT, 155, 112967.

4. Wirkijowska, A., Sobota, A., Zarzycki, P., Nawrocka, A., Blicharz‐Kania, A., & Andrejko, D. (2022). Chemical, technological, and sensory evaluation of the suitability of coconut by‐products in white rolls. Journal of the Science of Food and Agriculture, 102(8), 3370-3378.

5. Wirkijowska, A., Zarzycki, P., Teterycz, D., Nawrocka, A., Blicharz-Kania, A., & Łysakowska, P. (2023). The Influence of Tomato and Pepper Processing Waste on Bread Quality. Applied Sciences, 13(16), 9312.

 * * *

Cykl „Poznaj świat nauki o żywności” to seria artykułów popularnonaukowych przygotowywanych przez naukowców z Wydziału Nauk o Żywności i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie].