Semena hořčice jako biologicky aktivní složka potravin
Abstrakt
Hořčice je rostlina, kterou farmáři aktivně pěstují díky její nenáročnosti na agroklimatické podmínky a vysokému výnosu. Semena hořčice se stala cenným zdrojem mnoha biologicky aktivních složek, jako jsou polynenasycené mastné kyseliny a antioxidanty (karotenoidy, fenolové sloučeniny, tokoferol (vitamin E)). Rostoucí popularita přírodních složek v potravinářství a dalších průmyslových odvětvích umožnila vytvořit na bázi hořčice nové produkty s vylepšenými vlastnostmi. Tyto vylepšení souvisí s mikrobiologickou bezpečností, delší trvanlivostí, zpomalením oxidace tuků, vyšším obsahem bílkovin a celkovou přijatelností produktu. Vysoký obsah erukové kyseliny a sírových sloučenin v semenech hořčice vedl k tomu, že hořčice nenašla široké uplatnění v potravinářském průmyslu pro lidi ani jako krmivo pro zvířata. V současné době jsou na trhu dostupné odrůdy hořčice s nižším obsahem erukové kyseliny a sírových sloučenin. Tento přehled literatury popisuje bioaktivní složky přítomné v semenech hořčice a představuje již vyvinuté možnosti využití hořčičných semen ve stravě pro posílení zdraví člověka.
Úvod
Zrychlující se tempo života a nedostatek času na přípravu jídel vedly k nárůstu popularity hotových jídel a polotovarů. Výrobci těchto produktů se obvykle zaměřovali na cenovou dostupnost a chuťové vlastnosti, věnovali menší pozornost složení produktů. Teprve v posledních letech, s nárůstem počtu lidí s kardiovaskulárními chorobami, cukrovkou, rakovinou, obezitou a alergiemi, začali výrobci spojovat trendy ve výživě s jejich vlivem na zdraví. Lidé nyní pečlivěji čtou etikety produktů, které kupují, a pokud je to možné, připravují jídla sami. Trend zdravé výživy se každým rokem zesiluje, což vyžaduje od výrobců změny v jejich produktech. Sortiment zdravých potravin se stále rozšiřuje. Současně vědci i výrobci hledají zapomenuté rostliny, které se dlouho nepoužívaly v kuchyni a které se vyznačují přítomností biologicky aktivních sloučenin.
Hořčice je rostlina známá od prehistorických dob, která má vysoký obsah biologicky aktivních složek. Existuje několik druhů, včetně bílé, černé, hnědé, etiopské hořčice, rukoly a divoké hořčice.
Bílá hořčice pravděpodobně pochází ze Středomoří, ale je rozšířená po severozápadní Evropě, Rusku, Japonsku, Severní a Jižní Americe, Austrálii, Novém Zélandu, Blízkém východě, Indii, severní Africe a Číně. Je to jarní rostlina s vegetačním obdobím 80-125 dnů. Bílá hořčice je medonosná rostlina, odolná proti suchu a zabraňuje šíření háďátka cukrové řepy. Pěstování bílé hořčice po sklizni obilovin přináší další výhody v podobě obohacení půdy a má fytosanitární hodnotu. Výnosy semen bílé hořčice v Polsku jsou velmi stabilní a jen mírně závisí na agroklimatických podmínkách.
Černá hořčice pochází ze dvou různých regionů: ze Středomoří a z Blízkého východu. Pěstuje se po celé Evropě, severní Africe, Malé Asii, západní Indii, Sibiři, Číně a v Severní i Jižní Americe.
Hnědá hořčice (také nazývaná čínská, indická, listová, orientální nebo zeleninová hořčice) pochází z Indie a Blízkého východu a má vegetační období 70-120 dní. Tento druh je odolný vůči nepříznivým vlivům prostředí (nízké srážky, vysoké teploty, pozdní výsev) a má vysoký obsah sušiny. Poznámka: K tomuto druhu patří v Rusku široce rozšířená Sarpta hořčice, která se vyrábí ve Volgogradské oblasti.
Divoká hořčice (také nazývaná charlock nebo polní hořčice) je celosvětově rozšířený druh, který se kdysi používal k výrobě oleje a hořčice. V současné době je to jeden z nejtěžších plevelů k eradikaci kvůli své konkurenční roční růstu, vysoké plodnosti a velmi dlouhé životnosti semen v půdě. Divoká hořčice je také přirozeně odolná vůči některým herbicidům.
Etiopská nebo abesinská hořčice je významná olejnatá rostlina pocházející z Afriky. Doba zrání jejích semen je 150-180 dnů a používají se jak semena, tak listy. Pěstuje se v severovýchodní Africe, některých částech Kanady, Francie, Španělska, Austrálie, Číny a Indie. Je odolná vůči škůdcům, nepříznivým teplotám, vlhkosti, světlu, hladinám živin a znečištění. Potenciálně může být využita k výrobě biopaliv díky složení mastných kyselin a jejich stabilitě při skladování.
Tento přehled hořčice se zaměřuje na charakteristiku biologicky aktivních složek obsažených v semenech hořčice a možnosti jejich využití v průmyslu, medicíně a v potravinářství bez konzervantů.
Charakteristika tuků v hořčici
Hořčičná semena mají vysoký obsah tuku (23-47%), převládá eruková kyselina (26,5-36,5%). V závislosti na druhu hořčice se podíl dalších tuků liší – například olej z bílé hořčice má vysoký obsah olejové kyseliny (22%); v oleji z hnědé a černé hořčice se nejčastěji vyskytuje linolová kyselina (19,5-22%). Linolenová kyselina je také přítomna v značném množství (9%-15%) ve všech druzích hořčičných semen. Díky vysokému obsahu tuku může být hořčice použita jako jarní olejnatá rostlina. Hořčičný olej se používá v kuchyni pro svou ostrou chuť, zejména v asijských zemích, jako jsou Indie a Čína. Problém s hořčičným olejem spočívá v jeho vysokém obsahu erukové kyseliny. Dieta s vysokým obsahem erukové kyseliny může vést k steatóze myokardu. Eruková kyselina může způsobit selhání jaterních enzymů a snížení sexuální aktivity. Podle norem Evropského úřadu pro bezpečnost potravin je přijatelná denní dávka erukové kyseliny stanovena na 7 mg/kg tělesné hmotnosti. Aby bylo možné hořčici použít jako potravinovou surovinu, musí obsahovat co nejméně erukové kyseliny. První zprávy o získání odrůdy hořčice s nulovým obsahem erukové kyseliny byly prezentovány Fernandezem-Escobarem a kol. Podobné studie se provádějí v Kanadě. V Indii se také objevil transgenní druh bez erukové kyseliny. Nicméně geneticky modifikované produkty vyvolávají obavy veřejnosti kvůli nejednoznačnému vědeckému přístupu k této otázce. V Polsku se také studovalo získání semen bílé hořčice s minimálním obsahem erukové kyseliny a zvýšeným obsahem tuku. Křížením polských odrůd s jinými liniemi s obsahem erukové kyseliny pod 1,5 % a vyšším obsahem tuku (30,2 %) byla získána nová bezeruková odrůda. Charakteristika získaných semen bílé hořčice znamená, že je lze použít k výrobě hořčičného oleje s vysokým obsahem olejové kyseliny (>65 %), odpovídajícím poměrem tuků omega-3 a omega-6 (1,5:1) a nízkou úrovní nežádoucích nasycených mastných kyselin. Tento poměr mastných kyselin poskytuje ještě větší výhody z použití semen a získaného hořčičného oleje. Mezi rostlinnými oleji není mnoho druhů, které by měly tak vysoký poměr tuků omega-3 a omega-6. Pouze oleje z lnu, perily a chia mají poměr vyšší než 1:1. Omega-3 mastné kyseliny nejsou syntetizovány lidským tělem a musí být přijímány stravou. Chrání oběhový systém před chorobami, jsou důležitou složkou buněčných membrán a zajišťují správný vývoj mozku. Z tohoto důvodu je nová odrůda bílé hořčice („Varta“) cenným zdrojem omega-3 mastných kyselin, kterých je v naší stravě málo. Nová odrůda „Varta“ byla v Polsku zaregistrována v roce 2012. K využití hořčičného oleje s vysokým obsahem erukové kyseliny lze také smíchat hořčičný olej s jinými běžnými oleji, které neobsahují erukovou kyselinu. Použití olejů: sezamového, slunečnicového, saflorového, arašídového, sójového, olivového, z rýžových otrub, palmového umožnilo vytvořit směsi olejů s využitím hořčičného oleje, s nižším procentem erukové kyseliny, lepším poměrem skupin mastných kyselin, bohaté na biologicky aktivní látky získané z hořčičného oleje.
Změna složení mastných kyselin v hořčičných semenech může být také provedena prostřednictvím vhodných agronomických postupů. Použití herbicidů během pěstování ovlivňuje kvalitativní charakteristiky hořčičných semen. Biologická aktivita herbicidů ovlivňuje metabolismus rostlin, snižuje hladinu tuku a zvyšuje obsah bílkovin. V závislosti na druhu hořčice mohou herbicidy zvýšit podíl nasycených nebo mononenasycených kyselin. Přítomnost kadmia v půdě a nadměrné hnojení dusíkem také snižuje celkový obsah tuků v hořčičných semenech.
Zvýšení účinnosti lisování hořčičného oleje v průmyslových podnicích lze dosáhnout změnou způsobu přípravy hořčičných semen k lisování: ošetření mikrovlnami po dobu šesti minut může zvýšit účinnost získávání oleje z hořčičných semen. To je způsobeno snížením obsahu vody v semenech, což usnadňuje destrukci tkání hořčičných semen. Dalšími výhodami spojenými s tepelným zpracováním jsou snížení obsahu škodlivých látek a zvýšení obsahu vitamínů.
Více informací o prospěšnosti hořčice z hlediska mikro- a makronutrientů najdete na naší interaktivní stránce
Charakteristika sloučenin síry v hořčičných semenech
Rostliny z čeledi brukvovitých, ke kterým patří všechny druhy hořčice, jsou bohatými zdroji sírových sloučenin, které se nacházejí především v semenech. Hořčičná semena z různých geografických oblastí vykazují variabilitu ve složení a druzích těchto sloučenin. Tyto sloučeniny jsou trvanlivé, odolné vůči vysokým teplotám a snadno reagují s vodou, když jsou přítomny enzymy, které se nacházejí v rostlinných tkáních této čeledi a uvolňují se při poškození buněk, drcení nebo jiném zpracování. Enzymová aktivita závisí na druhu hořčice, přičemž nejvyšší enzymovou aktivitu má hnědá hořčice, následuje černá a bílá hořčice. Enzym ztrácí aktivitu při 60 °C, ale je odolnější vůči tlaku. Enzymy hořčice jsou stabilnější než například enzymy brokolice, což je třeba brát v úvahu při přípravě brokolice. Přidání syrových nebo mírně vařených hořčičných semen do vařené brokolice zajišťuje produkci enzymů, které jsou nezbytné pro další trávení. Dobré výsledky dává přidání práškových hořčičných semen do vařené brokolice.
Rozklad další sírové sloučeniny v hořčici, sinigrinu, závisí na kyselosti (pH) okolního prostředí a přítomnosti iontů železa. V hořčičných semenech s neutrálním pH je zodpovědný za ostrý zápach drcených hořčičných semen. Zvýšená relativní vlhkost a teplota vedou k jeho zvýšení. Drcení hořčičných semen zvyšuje množství sinigrinu a přítomnost tuku v hořčičných semenech zpomaluje jeho uvolňování. Bylo prokázáno, že produkty rozkladu sinigrinu mají rozsáhlé antimikrobiální vlastnosti proti bakteriím, kvasinkám a plísním jak v kapalné, tak v plynné fázi. Éterický olej z hořčičných semen, jehož hlavní složkou je tato sloučenina (71,06%), má také široké spektrum antimikrobiálního účinku, i když antimikrobiální aktivita éterického oleje je slabší. Éterický olej i samotný produkt mají prokázaný účinek proti bakteriím jako Staphylococcus aureus, Micrococcus luteus, Staphylococcus epidermidis, Escherichia coli a dalším bakteriím. Éterický hořčičný olej působí na bakterie snížením intracelulární koncentrace ATP a snížením pH, což vede k poškození membrán bakteriálních buněk. Silný zápach a těkavost použité sloučeniny však představují problém, protože má ostrou chuť a vůni připomínající křen. Proto se zkoumá možnost použití polymerních nosičů pro její enkapsulaci. Použití tepla k deaktivaci enzymu vede k získání produktu, který je pro smysly přijatelnější.
Další sírová sloučenina v bílé hořčici je zodpovědná za pocit ostrosti v ústech. Tato sloučenina má vyšší antimikrobiální potenciál než výše uvedená. Éterický olej z bílé hořčice má baktericidní (ničí bakterie) a bakteriostatické (inhibuje růst bakterií) vlastnosti.
Vysoký obsah sírových sloučenin po vylisování hořčičného oleje znemožňuje jeho použití pro zvířata, protože vysoký obsah těchto sloučenin ve stravě zvířat může způsobit zpomalení růstu a narušení metabolismu jódu. Proběhly studie na snížení obsahu těchto sloučenin v hořčici. V roce 2001 vědci provedli křížení hnědé hořčice s řepkovými semeny. Byla získána stabilní linie hnědé hořčice s nízkým obsahem síry. Hlavní pozornost byla věnována získání semen s nízkým obsahem sírových sloučenin, s ohledem na možnost použití moučky po extrakci jako krmiva pro zvířata. Křížením polských odrůd s jinými byly získány linie s obsahem erukové kyseliny pod 1,5%, vyšším obsahem tuku (30,2%) a sníženým obsahem sírových sloučenin. Díky sníženému obsahu síry lze moučku použít jako vysoce proteinové krmivo pro zvířata. Pokud jde o lidi, objevuje se stále více zpráv o pozitivních účincích sírových sloučenin na lidské zdraví. Na rozdíl od zvířat máme pestřejší stravu, což znamená, že konzumujeme méně sírových sloučenin. Tyto množství mají pozitivní vliv na organismus a mají antikarcinogenní vlastnosti. Porovnáním účinků olejového extraktu na různé linie lidských rakovinných buněk (prsa, prostata, plíce, děložní hrdlo, tlusté střevo) byl největší účinek extraktu zaznamenán na buňky rakoviny prsu. Shrnutím informací o produktech hydrolýzy sírových sloučenin lze říci, že mají mnoho pozitivních vlastností: jsou antioxidanty, protiplísňové a protinádorové.
Průmyslové využití hořčičných semen
Eruková kyselina má navzdory svým negativním účinkům na lidské zdraví průmyslové využití jako ekologická surovina pro výrobu prostředků proti klouzání. Lze ji také použít k výrobě bihenové kyseliny a bihenového alkoholu. Olej z bílé hořčice byl také použit jako složka při výrobě biopolyolů pro stavební pěny. Tyto pěny jsou odolné proti stlačení a lámavosti a také mohou snižovat hořlavost. Použití této suroviny odpovídá principu udržitelného rozvoje a dále snižuje náklady na použití retardérů hoření.
Pokračuje hledání rostlin s vysokým obsahem sloučenin, které lze využít k výrobě etanolových paliv. Mezi testovanými rostlinami, jako jsou stonky vojtěšky, topol, etiopská hořčice, lněné hobliny a konopné řezivo, mělo palivo vyrobené z etiopské hořčice nejnižší úroveň emisí skleníkových plynů – o 145 % nižší než běžný benzín. Etiopská hořčice také vykázala nejlepší výsledky ve vztahu k eutrofizujícím emisím.
Poznámka: Eutrofizace je proces obohacování vodních útvarů živinami (zejména dusíkem a fosforem), což vede k rychlému růstu řas a poklesu koncentrace kyslíku ve vodě. Tento jev může být způsoben emisemi vozidel a továren, stejně jako vypouštěním neošetřených odpadních vod. Eutrofizace vede k tvorbě „mrtvých zón“, kde je hladina kyslíku ve vodě tak nízká, že mnoho druhů flóry a fauny nemůže přežít, což způsobuje vážné ekologické problémy a zhoršení kvality vody.
Hořčičný olej byl důkladně testován na možnost výroby bionafty. Na základě norem pro parametry bionafty se ukázalo, že semena hořčice lze použít k výrobě tohoto paliva. Zvýšení teploty ohřevu hořčičných semen postupně zvyšuje účinnost lisování oleje, ale také zhoršuje vlastnosti bionafty, což vede k vysokému obsahu volných mastných kyselin, peroxidů, chlorofylových barviv a sloučenin fosforu. Optimální podmínkou pro účinnost lisování oleje a parametry získaného oleje je ohřívání semen při teplotě 80 °C po dobu 60 minut.
Na povrchu hořčičných semen v osemení a otrubách se nachází gelová látka, která se skládá z různých polysacharidů. Výhodou slizu je schopnost snižovat mezifázové napětí ve vodně-olejových a vodně-vzduchových emulzích. Tyto vlastnosti podporují tvorbu emulzí a gelů a dávají hořčičné mouce schopnost zadržovat tuk a vodu. Bílá hořčice obsahuje nejvíce slizu, přibližně 5 %. Pouze orientální hořčice nemá slizové osemení.
Hořčičná semena mohou být zdrojem přírodního koagulantu, který lze potenciálně použít k čištění vody, zejména v oblastech, kde je nedostatek pitné vody. Koagulační aktivita hořčičného extraktu je vyšší (60%) ve srovnání s aktivitou extraktu ze semen moringy (50%) vůči zakalené vodě v rybníku. Navíc při přímém odstraňování sazí z vody vykázal protein pro koagulaci hořčičných semen lepší výsledky než komerční produkt.
Souhrnně lze říci, že hořčičná semena jsou všestranným a cenným zdrojem, který nabízí řadu bioaktivních sloučenin s potenciálním přínosem pro zdraví, potravinářský průmysl i další oblasti.
Hledáte individuální výživové poradenství? Náš nutriční specialista AI vám poradí, jak může být hořčice zdravou součástí vašeho jídelníčku. Získejte své doporučení!
Vyzkoušejte produkty od společnosti "SENF"
