Česká technologická platforma pro potraviny


INFORMACE

O značku Regionální potravina přišel Kefír výrobce Jana Svatošová
25.10.2019

Setkání k projektu GoNano
22.10.2019

Tolerance rostlin vůči železu
18.10.2019

SVS podá trestní oznámení pro podezření na týrání zvířat na jatkách
18.10.2019

Ctpp >


Pšenice v lidské výživě
Datum: 04.09.2015
PS Obiloviny ve výživě ČTPP - Ing. Pavel Skřivan, CSc., Ing. Marcela Sluková, Ph.D.

V době, která uběhla od publikace článku „Nezatracujme

pšenici“ (Potravinářská Revue 2/2015), se podařilo

několik pozitivních posunů. Profesní svazy (Podnikatelský

svaz pekařů a cukrářů v ČR a Svaz průmyslových mlýnů

ČR) nejen že zahájily mediální kampaň na podporu pšenice

a žita, ale vydaly podnět ke shrnutí a zpracování dosavadních

odborných poznatků o roli obilovin v lidské výživě zejména

s přihlédnutím k problematice lepku. S tímto podnětem se

obrátily na VŠCHT v Praze a VÚPP. Je velmi příjemné, že

můžeme konstatovat, že se nám podařilo během několika

málo týdnů sestavit pracovní tým, který zahrnul mimo pracovníků

oslovených institucí také další odborníky – lékaře,

nutriční terapeutku a kolegy z ČZU v Praze. Rukopis studie

byl hotov na přelomu května a června a v současné době je posuzován

odbornými recenzenty a připravován k vydání s podporou

profesních svazů a Potravinářské komory ČR. Jestliže

zmíněný článek v Revue končil jistým postesknutím si nad

nedostatkem odborného zájmu o současnou zjitřenou atmosféru,

která se kolem pšenice a dalších obilovin a jejich rolí ve

výživě vytvořila, ukázalo se, že tomu tak docela není. A to je

dobře.

Vydavatelství Agral s. r. o. nás požádalo, abychom

poznatky, které se nám podařilo shromáždit, postupně publikovali

v sérii článků v Potravinářské Revue. Přijali jsme to

s potěšením a dnešní příspěvek by této připravované sérii

měl posloužit jako úvod. Pokusíme se tu stručně shrnout, čím

a proč je pšenice jedinečná a mezi obilovinami výjimečná,

a také připomenout, jaký byl a je její význam pro člověka.

Staré německé úsloví říká: Altes Brot ist nicht hart – kein Brot

ist hart! (Starý chléb není tvrdý, tvrdé je, když chléb není.)

Pšenice je pravděpodobně nejstarší obilovinou cíleně

pěstovanou člověkem. Počátky jejího pěstování v oblasti tzv.

Úrodného půlměsíce (území táhnoucího se od Egypta přes

dnešní Izrael, Libanon, Sýrii, Turecko, Irák až po západní

Írán) sahají do období 10.–8. tisíciletí př. n. l., nejstarší nálezy

plané pšenice z oblasti izraelské Haify pocházejí z období

před 17 tisíci lety. Pšenice stála u počátků zemědělství. Jako

planou travinu si ji člověk podmanil a ona si podmanila jeho

a nepřímo položila základ lidské civilizaci, zejména pak té

naší. Pšenice vzala člověku jeho dřevní svobodu a připoutala

jej k půdě, ale umožnila první lidskou populační explozi.

Taková je stručná podstata neolitické zemědělské revoluce.

Pšenice patří podle taxonomie rostlin do čeledi Poaceae,

česky lipnicovité, podčeledi Pooideae, kam spadá tribus

(seskupení) Triticeae (zahrnující rody Triticum – pšenice,

Secale – žito a Hordeum – ječmen) a tribus Aveneae obsahující

rod Avena – oves. K tomuto blízkému příbuzenství pšenice,

žita, ječmene i ovsa se ještě vrátíme později. Rod Triticum je

tvořen více druhy, z nichž zcela nejvýznamnější je Triticum

aestivum L. pšenice setá, která tvoří 80–90 % veškeré světové

produkce pšenice. Ve světovém měřítku je potravinářsky

významná také tvrdá pšenice T. durum Desf., ze které se vyrábějí

mouky (semolina) pro výrobu těstovin nebo kuskusu,

nebo také u nás znovuobjevená pšenice špalda (T. spelta L.).

O obrovském významu pšenice pro lidskou výživu

a výživu hospodářských zvířat svědčí objemy její světové produkce,

která v posledních letech překračuje 700 milionů tun.

To je více než trojnásobek oproti roku 1960 a dvojnásobek ve

srovnání s polovinou sedmdesátých let. Pšenice tvoří dnes

základ stravy zhruba třetiny veškeré lidské populace a odhady

potřebného nárůstu její produkce do roku 2050 při extrapolaci

dosavadních trendů růstu populace a podílu pšenice na

výživě činí 70 % dnešního stavu. Nakolik je něco takového

vůbec možné, je otázka, kterou se zabývají týmy odborníků

z celého světa.

Podle statistik FAO (2011) se u nás v Česku zkonzumuje

279 g pšenice na osobu a den, v EU je to průměrně 282 g,

světový průměr činí 179 g. Tato množství představují příjem

22,2 g bílkovin v ČR (24,5 g v EU a 15,9 g na osobu a den

ve světovém průměru). Obilné proteiny, z nichž většinu tvoří

právě proteiny pšenice, tvoří v Evropě největší podíl z celkového

denního příjmu – vyšší než maso a ostatní zdroje. Tak je

tomu v posledních letech i u nás.

Právě proteiny pšenice představují v posledních letech

jádro v úvodu zmíněných debat, které začaly ve Spojených

státech a přenesly se do Evropy i k nám. Podívejme se na ně

tedy podrobněji a z několika hledisek.

Jak jsme se již zmínili, pšenice, žito, ječmen a oves jsou

blízkými příbuznými, zejména pro první tři to platí skutečně

zásadně. Proto i jejich chemická stavba, struktura základních

složek a jejich zastoupení jsou velmi podobné. To platí v plné

míře i pro proteiny. V endospermu, moučném jádru obilek

těchto obilovin, se nacházejí zejména dvě základní proteinové

frakce, mezi nimiž nelze vymezit zcela přesné rozhraní. Jedná

se o prolaminy a gluteliny u pšenice nazývané souhrnně gliadin

a glutenin. Prolaminová frakce je tvořena molekulami

o nižších molekulových hmotnostech 30–100 kDa, glutelinová

je naopak vysokomolekulární (nejčastěji kolem 1000–

2000 kDa). Ani jedna z těchto frakcí není rozpustná ve vodě.

Zatímco mezi molekulami prolaminů se nevytvářejí intermolekulární

disulfi dové vazby, mezi molekulami glutelinů ano,

což (mimo jiné) způsobuje vznik mohutných nadmolekulárních

struktur.

To platí především u pšenice, kde je podíl obou frakcí

relativně vysoký a tvorba nadmolekulárních struktur pšeničných

glutelinů (gluteninu) je významná. Gluteninová frakce

je schopna vytvářet rozsáhlé vláknité útvary, které jsou velmi

významné pro tvorbu pšeničných těst. Právě tato vlastnost činí

pšenici tak jedinečnou a výlučnou. Zatímco žitná, ječná nebo

ovesná těsta jsou spíše pastovitého charakteru, pšeničné těsto

se vyznačuje tažností a pružností. Za tyto vlastnosti je zodpovědný

viskoelastický gel, který vzniká po přídavku vody a prohnětení.

Vložení energie hnětení zde hraje významnou roli.

Tento gel, který byl na základě svých vlastností nazván „lepek“

a který lze z pšeničného těsta snadno izolovat vypráním

vodou, sestává z obou frakcí – jak z gliadinu, tak z gluteninu.

Jejich vzájemný poměr a vlastnosti gluteninu pak určují, jestli

bude převažovat pružnost těsta nad tažností, nebo naopak.

Lepek v tomto slova smyslu žádná jiná obilovina netvoří,

a proto ani těsto, pečivo, ani jiné produkty z ostatních obilovin

nikdy nemohou nabýt jedinečného charakteru výrobků

z pšenice. A to přesto, že se jinak pšenici velmi blízce podobají.

Lepek v tomto původním – technologickém – slova smyslu

je specifi cká struktura tvořená především frakcemi gliadinu

a gluteninu, některými minoritními složkami (lipoproteiny,

glykoproteiny, lipidy) a samozřejmě vodou zachycenou v trojrozměrné

síti gelu.

Jak bylo řečeno, chemická struktura proteinů endospermu

uvedených obilovin je však velmi podobná a podobné

je i složení a sekvence aminokyselin v řetězcích prolaminů:

gliadinu (pšenice), secalinu (žito), hordeinu (ječmen) a aveninu

(oves). Některé z těchto sekvencí mohou pro jistou část

populace představovat zdravotní riziko. Hovoříme o lidech

trpících některou z forem intolerance vůči těmto proteinům.

Asi 1 % populace trpí celiakií a další řádově jednotky procent

různými formami alergií. Těmto onemocněním a jejich

příčinám se budeme podrobně věnovat v jednom z dalších

článků této série. Pro tuto chvíli je podstatné konstatovat, že

tyto choroby jsou často velmi závažné a pro příslušné jedince

představují nutnost pšenici, žito, ječmen i oves ze stravy zcela

vyloučit. Pro ostatní však ani jedna z těchto obilovin nepředstavuje

žádné zdravotní riziko.

Narazili jsme na druhý aspekt příbuznosti těchto obilovin.

Původní význam slova „lepek“ se postupně posunul.

Nejprve se jím začaly označovat proteiny endospermu pšenice

(gliadin a glutenin) jako takové a postupně se tento termín

začal vztahovat i na analogické proteiny ostatních tří obilovin.

Takže dnes se za zdroje lepku jako potenciálního alergenu označují

i ony. Z hlediska původního názvosloví cereální chemie

a technologie to je nekorektní, nicméně se toto označení již

natolik vžilo, že nemá smysl se pokoušet je nyní zpochybňovat.

Vedle proteinů zcela specifických vlastností obsahují

pšeničné obilky další technologicky a nutričně významné

složky. Je to především škrob, který tvoří až 80 % endospermu,

a je tak dominantní složkou celé obilky. V případě

žita, ječmene a ovsa je základem struktury těsta a pečiva

právě škrob. Kostrou pšeničného těsta je lepek, ale škrob jeho

vlastnosti významnou měrou dotváří. V buňkách endospermu

se vyskytuje ve formě škrobových zrn, nadmolekulárních,

semikrystalických útvarů typického tvaru.

Během mlýnského zpracování zrna je část škrobových

zrn mechanicky poškozena. Do jaké míry, to závisí na charakteru

(především intenzitě) mlecího procesu, ale také na

původní mikrostruktuře endospermu. Škrobová zrna jsou

zachycena v matrici, kterou tvoří především výše diskutované

proteiny, a velmi záleží na tom, jak pevná je vazba mezi

škrobovým zrnem a proteinovou matricí. Pokud je pevná,

mají zrna při mletí tendenci se rozlomit, pokud ne, spíše se

uvolní a zůstávají vcelku. Při intenzivním mletí navíc dochází

k významnému ohřevu meliva a tím i k tepelnému poškození

části škrobových zrn.

Mouka tak obsahuje jak celá, neporušená škrobová

zrna, tak zrna mechanicky či tepelně poškozená a vedle toho

také zrna poškozená činností amylolytických enzymů. Míra

poškození škrobu pak do značné míry určuje pekařské a jiné

zpracovatelské vlastnosti mouky, ale také její nutriční hodnotu.

Technologickými vlastnostmi máme na mysli schopnost

škrobu absorbovat vodu a bobtnat, mazovatět (během

tepelné úpravy – pečení, vaření, extruze), vytvořit pružný

a stabilní gel (po zchladnutí pečiva nebo těstovin aj.) a posléze

retrogradovat, což je proces určující stárnutí výrobku. Stupeň

poškození má také zásadní vliv na rychlost uvolňování zkvasitelných

cukrů, což u fermentovaných výrobků určuje míru

a rychlost kynutí a zrání těst.

Všechny fáze proměny nativního škrobu v průběhu

technologického zpracování mají svůj obrovský význam pro

kvalitu výrobku a všechny jsou závislé právě na stupni jeho

primárního poškození. Míra poškození škrobu však určuje

také jeho stravitelnost, tedy rychlost jeho resorpce v lidském

trávicím traktu. To se projevuje exaktně na glykemii po požití

výrobku. Čím nižší je stupeň poškození škrobových zrn, tím

nižší je také glykemický index.

Třetí významnou složkou obilného zrna je skupina látek

označovaných jako neškrobové polysacharidy, která tvoří nejvýznamnější

podíl takzvané vlákniny. Za neškrobové polysacharidy

označujeme nevyužitelné polysacharidy, které jsou

spolu s dalšími přidruženými rostlinnými složkami (lignin,

tanin apod.) odolné vůči trávení a absorpci v lidském tenkém

střevě a jsou zcela nebo částečně fermentovány (rozkládány)

mikroorganismy přirozeně se vyskytujícími v tlustém střevě.

Podle jejich rozpustnosti a fyzikálně-chemických vlastností

rozlišujeme složky vlákniny ve vodě rozpustné (kam patří

část beta-glukanů, část pentosanů-arabinoxylanů, fruktany,

galaktomannany apod.) a ve vodě nerozpustné (kam řadíme

celulózu, xyloglukany apod.).

Tyto látky jsou obsaženy především v obalových a podobalových

vrstvách obilky, v endospermu pšenice (zejména

v jeho středu) se nevyskytují prakticky vůbec, také u žita a ječmene

jen v nízkých koncentracích, významněji jsou však

zastoupeny v endospermu ovsa. Neškrobové polysacharidy

jsou z hlediska výživy vesměs přímo nestravitelné, ale jsou jim

přisuzovány velmi příznivé fyziologické a preventivní zdravotní

účinky, z nichž některé jsou prokázány a jsou podkladem

zdravotních tvrzení EFSA (Nařízení /EU/ č. 432/2012 a jeho

pozdější novely). Konkrétně se jedná o následující tvrzení:

„Konzumace arabinoxylanu z endospermu pšenice jakožto

součásti jídla přispívá k omezení nárůstu hladiny glukósy

v krvi po tomto jídle“. „Beta-glukany přispívají k udržení

normální hladiny cholesterolu v krvi“. „Konzumace beta-

-glukanů z ovsa nebo ječmene jakožto součásti jídla přispívá

k omezení nárůstu hladiny glukózy v krvi po tomto jídle“.

„Vláknina z pšeničných otrub přispívá k urychlení střevního

tranzitu“. „Vláknina z pšeničných otrub přispívá ke zvýšení

objemu stolice“. „Vláknina ze zrn ječmene přispívá ke zvýšení

objemu stolice“. „Vláknina ze zrn ovsa přispívá ke zvýšení

objemu stolice“. Uvedené Nařízení zřizuje nejen seznam

schválených zdravotních tvrzení, ale i podmínky používání

těchto tvrzení při označování potravin. Obilné vláknině

a neškrobovým polysacharidům bude věnován samostatný

článek připravované série.

Pšenice se od ostatních tří příbuzných obilovin liší také

v tom, že rozhraní mezi endospermem, v němž se neškrobové

polysacharidy prakticky nevyskytují, a obalovými vrstvami

je relativně ostré a obalové vrstvy lze velmi účinně oddělit

během mlecího procesu. Na rozdíl například od žita lze z pšenice

vytěžit poměrně vysoký podíl velmi světlých mouk, které

obsahují prakticky pouze škrob a proteiny. Tato vlastnost je

základem výroby světlých pšeničných mouk pro zpracování

do běžného a jemného pečiva a chleba se světlou střídkou

a do cukrářských hmot. Pečivo tohoto typu se v posledních

dvou stech letech rozšířilo natolik, že se stalo synonymem pro

pšeničný výrobek vůbec. Jestliže však bylo bílé pečivo ještě

před několika desetiletími symbolem jistého blahobytu, dnes,

zčásti po zásluze, reprezentuje spíše nezdravý životní styl.

Bílé pšeničné pečivo, které označujeme jako běžné (tj.

které obsahuje méně než 8,2 % tuku a 5 % cukru – v praxi

to bývá ještě mnohem méně), u nás reprezentované zejména

rohlíky a houskami, samo o sobě žádný závažný výživový

problém nepředstavuje (s výjimkou lidí trpících intolerancí

vůči lepku, obezitou nebo pokročilou cukrovkou). Pro děti je

dokonce vhodnější než výrobky s vyšším obsahem vlákniny,

protože je velmi šetrné ke sliznicím trávicího traktu. Představuje

disponibilní zdroj energie ve stravitelné a přijatelné

formě a nikoli nevýznamný zdroj bílkovin, byť neplnohodnotných.

Potíž představují výrobky s vyšším obsahem cukru a tuku

(jemné pečivo, cukrářské výrobky), pokud jsou konzumovány

v přílišné míře. Tuto míru je však obtížné jednoduše určit.

Závisí na věku a pohybové aktivitě a mnoha dalších faktorech.

Označovat však i tyto výrobky samy o sobě za nebezpečné

není korektní. Pokud jsou konzumovány s mírou a ohledem

ke zdravotnímu stavu, nejsou o nic problematičtější než většina

dalších potravin. Jejich problematičnost navíc není dána

tím, že jsou vyrobeny z pšeničné mouky, nýbrž recepturou

bohatou na cukr a nasycené tuky.

Zužovat pšeničné výrobky pouze na světlé pečivo (nebo

dokonce jemné pečivo) je velmi zavádějící. Z pšenice se

vyrábí celá škála mouk s vyšším obsahem obalových vrstev

(tmavé mouky), celozrnná nebo grahamová mouka. Na trhu

v Evropě, a u nás také, je běžně k dostání široký sortiment

výrobků, které z takových mouk pocházejí. Otázkou je spíše

to, kolik lidí je ochotno si je koupit a konzumovat. Nicméně

zdá se, že zejména mladší generace tyto výrobky vyhledává

a kupuje i tmavé a celozrnné mouky z běžné pšenice i ze

špaldy na domácí pečení a vaření.

Celou samostatnou kapitolu by bylo možno věnovat rozmanitým

těstovinám a vařeným produktům. Vedle italské pasty,

klasických těstovin z tvrdé pšenice (T. durum), jsou to rozmanité

taštičky, knedlíčky a nočky, které se připravují a vyrábějí v různých

podobách po celém světě. Ostatně i naše středoevropská

kuchyně je na ně velmi bohatá od přílohových knedlíků všeho

druhu přes noky, halušky, špecle, tarhoňu po rakousko-

-českou specialitu v podobě sladkých ovocných knedlíků.

Na trhu si však v poslední době také získávají oblibu

další, u nás netradiční, výrobky, které mohou výrazným způsobem

rozšířit pšeničný sortiment a obohatit jej. Podívejme se

na ně na závěr podrobněji.

Kuskus (CousCous) jsou drobné hrudky, které se tradičně

připravují ručně z krupice a mouky z tvrdé pšenice (T. durum).

Krupice se vlaží slanou vodou a případně barví šafránem nebo

dýní a suší na slunci. V současné době se vyrábí průmyslově a je

u nás běžně na trhu. Kuskus je základem severoafrické arabské

kuchyně, podává se se zeleninou, masem, rybami, připravuje

se i na sladko. Jeho příprava je velmi jednoduchá a rychlá,

nechává se bobtnat v horké vodě nebo tradičně v páře, míchá

se s olejem nebo máslem. Jeho obliba rychle roste jak pro jednoduchost

přípravy, tak pro příjemné senzorické vlastnosti.

Bulgur je kuskusu navenek podobný, ale jedná se o pšeničné

krupky, které se spařují a tradičně také suší na slunci. Jeho

domovinou je Libanon a Sýrie, používá se také hojně v Turecku

a Íránu. Stejně jako kuskus je průmyslově vyráběný bulgur

běžně k dostání na našem trhu. Připravuje a podává se podobně

jednoduše jako kuskus a i on se stává velmi populárním.

Zajímavou a také stále více oblíbenou skupinu pšeničných

výrobků tvoří ploché kvašené i nekvašené chleby

a placky (arabský pita chléb, perský a indický nán, placky chapati

nebo pšeničné tortily aj.). Dají se různým způsobem plnit

směsmi zeleniny a masa nebo konzumovat jako příloha.

Pšeničné výrobky tvoří nesmírně pestrou škálu samostatných

pokrmů a příloh, z nichž většina je nutričně velmi

příznivých a s výjimkou zmíněných omezení u jedinců trpících

některou z forem intolerance vůči lepku je lze jen doporučit.

Pšenice prošla s člověkem významnou část jeho dějin. Proměňovala

se v čase, s rozvojem technologií se měnily a rozšiřovaly

způsoby jejího zpracování. Její jedinečné vlastnosti, které

je obtížné, ne-li nemožné nahradit jinou surovinou, jí získaly

oblibu a úctu i tam, kam přišla relativně nedávno. A jak bylo

řečeno, nejen člověk kultivoval pšenici – i ona kultivovala jeho

samého.