A KÖZPONTI ÉLELMISZER-TUDOMÁNYI KUTATÓINTÉZET AZ MTA ÉLELMISZERTUDOMÁNYI KOMPLEX BIZOTTSÁGA és a MAGYAR ÉLELMEZÉSIPARI TUDOMÁNYOS EGYESÜLET közös rendezésében 2007. június 1-én tartandó 327. TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM elıadásainak rövid kivonata 300. füzet Budapest
A növényvédıszer-maradékok kockázatbecslése növényi eredető nyers élelmiszerekben Magyarországon közel 20000 tonna növényvédı szer kerül évente forgalomba. A felhasználás jogi szabályzása mellett szükség van a növényvédelmi gyakorlat ellenırzésére és a kezelt termények szermaradék tartalmának rendszeres vizsgálatára. A felügyeleti hatóság feladata és felelıssége a termelési gyakorlat és a forgalomba kerülı termékek szermaradék tartalmának olyan gyakoriságú ellenırzése, hogy az biztosítsa a fogyasztók egészségének védelmét és elısegítse a magyar termékek értékesítését az Unió piacain is. A hatósági kockázatkezelési döntések és vizsgálati programok elkészítésének elısegítésére, statisztikai alapú eljárást dolgoztunk ki a vizsgálandó tételek számának meghatározására a rendszeres ellenırzés során, valamint a speciális követelményeknek megfelelı ellenırzési feladatok megvalósítására. Az eljárás az engedélyezést közvetlenül követı idıszakra az engedélyezéskor rendelkezésre álló szerkísérleti és toxikológiai információt használja fel, majd fokozatosan veszi figyelembe a hatósági ellenırzés eredményeit, és az elvégzett vizsgálatok száma valamint a szermaradékok eloszlása alapján rangsorolja a termék - szermaradék kombinációk vizsgálati fontosságát. Az eljárással meghatározott súlyozási faktorok számíthatók, melyek alapján meghatározható az egyes termékek és speciálisan figyelemmel kísérendı szermaradékok prioritása és vizsgálati száma. Az ellenırzések alapjául javasoljuk, hogy a vizsgálati kapacitás és az éves tervek úgy kerüljenek meghatározásra, hogy a határértéket 2%-nál nagyobb gyakorisággal meghaladó friss gyümölcsöket és zöldségeket 95%-os, a feldolgozott élelmiszereket 85%-os, a nagyon kis mennyiségben fogyasztott termékeket pedig 70% -os biztonsággal tudjuk azonosítani. Az eljárás és gyakorlati alkalmazásának eredménye a Növényvédelem címő folyóiratban közlésre került. Ambrus Árpád Magyar Élelmiszer-biztonsági Hivatal 2
Kemometriai módszerek alkalmazása mőszeres analitikai vizsgálatok értékelésére Mezıgazdasági termékek és élelmiszerek minıségét sokféleképpen, különbözı jellemzık megadásával írhatjuk le. A technika rohamos fejlıdésének köszönhetıen a mőszeres analitikai módszerek fejlesztése megismerése alkalmazása egyre inkább teret hódít. Egyrészt a klasszikus módszerek automatizálásával olyan mérımőszereket alakítanak ki, amelyekkel biztosítható a reprodukálhatóság, a pontosság és a gyors információszerzés. Másrészt indirekt módszerek terjednek el, amelyek másodlagos, legtöbb esetben fizikai paraméterek mérésén és azok kémiai jellemzıvel történı korreláltatásán keresztül következtetnek a minta tulajdonságaira. E korrelatív módszernek egyik megtestesítıje az ún. NIR technika, mely a közeli infravörös tartományban mért spektrumértékekbıl összetételi jellemzık gyors, pontos, roncsolásmentes meghatározására képes, környezetkímélı és minta-kímélı módon. A NIR technika az 1990-es évek második felére elérte azt az analitikai érettségi szintet, ahol a felhasználó számára inkább a vizsgálat eszközeként, mint tárgyaként szolgál, ugyanakkor még számos olyan terület van, ahol felhasználására még most folynak kísérletek. Az indirekt vizsgálati módszerek másik csoportját a még kevésbé ismert kémiai érzékelısorok alkotják, amiket legtöbbször elektronikus orrként és nyelvként említ a szakirodalom. Az elektronikus orr érzékelıi nagy érzékenységőek, de kis specifitást mutatnak az egyes egyedi molekulákra, és az illékony komponensekre különbözı jelválaszokat adnak, a gázkeverék ún. ujjlenyomatát hozzák létre. A NIR és az elektronikus orr technikára ugyanúgy jellemzı, hogy a vizsgált mintáról rövid idı alatt nagymennyiségő információt szolgáltat, melynek értékelése elképzelhetetlen matematikai-statisztikai módszerek nélkül. A többváltozós statisztikai módszerek rutinszerő alkalmazását a hardver és a szoftver területeken bekövetkezett fejlıdésnek kellett megelıznie, így ezek a módszerek csak mostanában válnak szélesebb körben ismertté. Az elıadásban saját NIR és elektronikus orr eredményeinken keresztül mutatunk be példákat az egyes lineáris, nemlineáris, kvalitatív és kvantitatív módszerekre. A kutatómunkák az OTKA T-46375 és D-45953 számú pályázati támogatások keretében folytak. Dalmadi István 1, Seregély Zsolt 1, Kaffka Károly 1, Farkas József 1,2 1 Budapesti Corvinus Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Hőtı- és Állatitermék Technológiai Tanszék, 2 Központi Élelmiszer-tudományi Kutatóintézet 3
Automatizálás a gabonaminısítésben: mikro és makró Zeleny teszt elvégzésére alkalmas mőszer fejlesztése A Zeleny szedimentációs tesztként ismert módszer a búza egyik fontos minıségi paraméterérıl ad felvilágosítást, a lisztek poliszacharidjainak és fehérjéinek duzzadási folyamatát jellemzi. Az eltérı duzzadó-képesség következtében a Zeleny értékek eltérıek, és az adott lisztre jellemzıek lesznek, a liszt sütési tulajdonságaira engednek következtetni. A módszer hazai (MSZ ISO 5529) és nemzetközi szabványok között is szerepel: ICC- StandardNo.116: Determination of the Sedimentation Value (according to Zeleny as an Approximate Measure of Baking Quality) A mőszerfejlesztés célja a vizsgálat automatizálása, és a mintamennyiség csökkentése volt. A fejlesztés az ipari partnerünkkel, Lab-Intern Kft-vel együttmőködve történt. A prototípust tesztelése és további fejlesztése során kialakult a végleges mőszer felépítése. A mőszerfejlesztés eredményei: Az eredmény leolvasása digitális képfeldolgozó rendszer segítségével történik, amely egyszerősíti és meggyorsítja a vizsgálat végrehajtását, csökkenti mérési bizonytalanságot. Az eredmények automatikus értékelésére és dokumentálására kifejlesztett szoftver megfelel a jelenlegi laboratóriumi minıségirányítási rendszerek követelményeinek. A mérırendszer egyaránt alkalmas a szabványos (mintamennyiség: 3,6g) illetve kis mintaszükséglető, un. mikro-zeleny (minta mennyiség: 0,4g) mérés kivitelezésére. Moduláris felépítés, azaz elemei a vizsgálattól függıen változtathatóak. Funkcionális tervezés megvalósítása figyelembe veszi az ergonomiai követelményeket, a munkafolyamatok sorrendjét. A makro- és a mikro módszer validálását 19 különbözı, a szokásos szedimentációs tartományt lefedı búzamintával hajtottuk végre. A fejlesztett módszer mikro és makro mérésének adatai és a szabvány szerinti mérés értékei közötti összefüggés szignifikáns, és ez alapján a mikro módszer eredményeibıl a makro értékek is jól becsülhetık. A fejlesztés során vizsgáltuk a minta-elıkészítés hatását is, a Zeleny- és a laboratóriumi liszt elıállításra vonatkozó szabványban szereplı különbözı szemcsemérető liszt hatására vonatkozóan. Az eredmény alapján készülék alkalmas a rutinszerő Zeleny szedimentációs teszt végzésére. A lehetséges alkalmazási területek: Minıségellenırzés pl. gabonaátvételkor, intervenciós felajánlásnál, minısítı laboratóriumokban stb. esetén Lisztminıség meghatározása, ellenırzése tárolás után, felhasználás elıtt Termék és technológiai fejlesztések során minıségi követelmények meghatározása Nemesítés korai fázisaiban, fajtaszelekcióhoz, fajtastabilitás vizsgálata A kutatást az OTKA (szerzıdésszám: T-034486), az NKFP (pályázatszám: 4/035/2001) és a Baross Gábor Innocsekk program (pályázatszám: KM-CSEKK-2005-000044) támogatta. Nádosi Márta, Tömösközi Sándor, Nánási József*, Bor Gábor, Ercsey Klára, Varga János, Salgó András BME Alkalmazott biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék *Lab-Intern Kft 4
Élelmiszerek kíméletes feldolgozása komplex membránmőveletekkel A mezıgazdaság által megtermelt alapanyagok élelmiszerekké történı feldolgozása során két fı szempontot kell figyelembe venni: egyrészt az alapanyagban lévı értékes komponensek (vitaminok, antioxidánsok, stb.) a lehetı legcsekélyebb mértékben károsodjanak a feldolgozás folyamán, másrészt a feldolgozás minél kevesebb hulladékot termeljen. Az állati és növényi eredető mezıgazdasági alapanyagok hagyományos, jelenleg is alkalmazásban lévı gyártástechnológiái csak részben felelnek meg ezeknek az elvárásoknak, hiszen a termék feldolgozása, tartósítása és fogyaszthatóvá tétele során az értékes anyagok egy része, esetleg a nagyobbik része elbomlik. Emellett az élelmiszeripari üzemek sok esetben terhelik a környezetet, mert nagy mennyiségő vizet igényelnek (a termék/alapanyag mennyiségének többszörösét) és hasznosítatlan szennyvizet bocsátanak ki. Az itt felvázolt probléma megoldása többféle lehet: a termék minıségének javítása és a beltartalmi értékek megırzése érdekében a hagyományosnak tekinthetı, hıkezeléssel járó (bepárlási) mőveleteket kíméletesebb, sok esetben szobahımérsékleten, vagy annál valamivel magasabb hımérsékleten üzemeltethetı mőveletekre cseréljük, a hagyományos technológia kiváltása új tisztább vagy tiszta technológiával amikor a keletkezett mellékterméket/hulladékot visszaforgatjuk, a meglévı üzemesített technológiák hulladékainak feldolgozásával és hasznosításával csökkenthetı a környezetterhelés. A membrántechnika egyik fontos és hatékony eszköze lehet az itt felvázolt elképzelések megvalósításának, hiszen sok olyan elınnyel rendelkezik, amelyek ígéretesnek mutatkoznak az élelmiszer elıállításban. Szakmai tevékenységem az elmúlt közel két évtizedében a membránmőveletekkel kapcsolatos kutatásokra irányult. MTA doktori értekezésem célja volt a mezıgazdasági alapanyagok és élelmiszerek új, az értékes anyagok hıbomlását meggátló, gazdaságos és környezetkímélı feldolgozási eljárásainak kidolgozása és technológiai tervezése az alapmőveletekre megfogalmazott tervezési összefüggések felhasználásával: Tejsavó feldolgozása többlépcsıs integrált membránmőveletek alkalmazásával, a savófehérjék visszaforgatása a sajtgyártásba és tiszta környezetkímélı technológia kialakítása. Növényi eredető mezıgazdasági alapanyagok finomítása, tisztítása és beltartalmi értékeit megırzı feldolgozása egy-vagy többlépcsıs membránmővelet alkalmazásával. Mustsőrítmény elıállítása többlépcsıs integrált membránmőveleten alapuló anyagkímélı eljárással. Bor értékes komponenseinek besőrítése nanoszőréssel és alkoholszegény bor elıállítása pervaporációval. Élelmiszeripari vizek és ivóvíz elıállítása membránszőréssel, új, alacsonyabb környezetterheléső ivóvíz elıállítási technológia alapjainak megteremtése. Membránszőrı berendezések teljesítményének javítása statikus keverık és gáz befúvatás alkalmazásával energiatakarékossági és gazdaságossági céllal. Ezekbıl szeretném bemutatni az élelmiszerek kíméletes feldolgozásával kapcsolatos eredményeim egy részét a tejsavó hasznosítás és gyümölcslé besőrítés példáján. Vatai Gyula Budapesti Corvinus Egyetem, Élelmiszertudományi Kar, Élelmiszeripari Mőveletek és Gépek Tanszék 5
Pektin tartalmú mezıgazdasági hulladékok feldolgozása, a kinyert pektinek enzimatikus hidrolízisének kinetikai vizsgálata Gyümölcs és cukorrépa feldolgozáskor nagy mennyiségben képzıdnek hulladékok, melyek feldolgozása kellıképpen nem megoldott. A bogyós gyümölcsökbıl (fekete és piros ribizli) származó törköly és a cukorrépa préselt szelet ugyanakkor nagy mennyiségben tartalmaz pektint, mellyel mindenképpen érdemes foglalkozni. A pektin a növényi sejtfalban található heterogén és komplex poliszacharid. Funkciója szerint más sejtalkotókkal (cellulóz, hemicellulóz) kötéseket hoz létre, és így növeli a sejt mechanikai szilárdságát és rugalmasságát. Másik, ipari alkalmazását tekintve hasznos (lekvárkészítés) illetve káros (gyümölcslégyártás) tulajdonsága, hogy bizonyos körülmények fennállásakor zselésedére hajlamos. A pektin bontó enzimeket igen széles körben alkalmazzák a gyümölcsfeldolgozó iparban, mivel így jelentısen nı a lényerés hatásfoka, javul a kapott gyümölcslé tükrösíthetısége, csökken a gyümölcslé gélesedésre való hajlama. Pektin hidrolízisekor D-galakturonsav (GA) képzıdik, ami nagyon fontos nyersanyag az élelmiszer, gyógyszer és kozmetikai ipar számára, ahol C-vitamin alapanyagként és savanyító szerként egyaránt használják A reakcióknál használt pektinek kereskedelmi forgalomban nem kaphatóak, ezért gyümölcsökbıl (piros és fekete ribizli, alma) és cukorrépa préselt szeletbıl állítottuk elı. A gyümölcshöz vizet adtunk, majd autoklávban, fél óráig forraltuk, és így pektinre nézve híg, vizes oldatot kaptunk, amit elıször egy kíméletes membrános mővelettel, ultraszőréssel sőrítettünk be 3-DTA teszt készülékünk segítségével 5 %-os szárazanyag tartalomra, majd bepárlással 30 %-os szárazanyag tartalmú pektin oldatot kaptunk. Ezt követıen alkoholos kicsapással nyertük ki a pektint. Az így elıállított pektineknek megvizsgáltuk az enzimes lebonthatóságát. A kísérletek eredményei alapján lefutási görbéket vettünk, majd inhibíciós mérések következtek Az inhibíció mértékének meghatározásához különbözı mennyiségő galakturonsavat adtunk eltérı kiindulási pektin koncentrációjú elegyhez, és így követtük nyomon a reakció idıbeni lefutását. A kísérleti adatokból (lefutási görbék) kiszámoltuk a kezdeti reakció sebességeket, és a Lineweaver-Burk transzformációt alkalmazva a kapott adatokat grafikusan ábrázoltuk. Megállapítottuk, hogy az 1/v egyenesek közel azonos pontban metszik az ordináta tengelyt, tehát kompetitív inhibícióról van szó. Ezt követıen meghatároztuk a paramétereket (matematikai modellel ellenıriztük). A különféle forrásból származó pektinekhez tartozó kinetikai paraméterek értéke eltérı, amelyet valószínőleg a gyümölcs pektinek között lévı strukturális eltérés okoz. Ezeket az eltéréseket a közeljövıben további mőszeres mérésekkel fogjuk vizsgálni. A kutatómunka az OMFB-00971/2005 nyilvántartási számú GAK (MEMBRAN5) pályázat támogatásával készült Kiss Katalin, Cserjési Petra, Nemestóthy Nándor, Bélafiné Bakó Katalin Pannon Egyetem, Mőszaki Kémiai Kutató Intézet 6
Transzglutamináz enzim alkalmazási lehetıségei minıségi tészta termékek elıállítására A táplálkozástudósok és fogyasztók legújabb felfogása, hogy a búzatészta egy olyan lehetséges táplálék, amely tartós energiát biztosít. Ez a megállapítás növeli a termék népszerőségét a táplálkozásban. Népszerőségének oka a jó érzékszervi sajátság, alacsony költség, egyszerő elkészítés és stabilitás. A termékek között hagyományos és nem hagyományos tésztákat egyaránt találunk. Az élelmiszerek szempontjából igen fontos a minıség kérdése, amelyet különbözı szinteken lehet értelmezni. Egyrészt a minıség alatt értjük azon összetevık összességét, amely értéket ad az élelmiszernek, továbbá azon tulajdonságok összessége, amely megfelel a szükségletnek (Pfannhauser, 2006). Az élelmiszeripari termékek is egy szerepváltozáson mennek át. Korábban az élelmiszerek szerepe az élet, a létezés fenntartása, a minél megfelelıbb állapot biztosítása és az egészség megırzése volt a cél. A jövıben eltolódik abban az irányban, hogy az élelmiszertıl elvárják, hogy az élelmiszer elınyös legyen az egészségre, biztosítsa a jó életminıséget és az egészségi rizikó faktorokat csökkentse. Ez az út, amely a megfelelı élelmiszerbıl az optimális táplálkozáshoz vezet, a mennyiségbıl a minıséghez. A tésztaipari termékeknél a hagyományos aestivum és durum tészták mellett elıtérbe kerülnek fıleg a gabonaallergia és glutén érzékenység miatt a nem hagyományos alapú tészták, a teljes ırleménybıl készült pszeudo-cereáliákból hajdina, zab, borsó és rizslapú tészták. Azonban ezek az alapanyagok nem tartalmaznak sikérfehérjéket, így a minıségi termék elıállításához adalékanyagok alkalmazása illetve más technológia szükséges. Az adalékanyagok közül az emulgeátorok jelenlétében egy fehérje-szénhidrát-lipid komplex keletkezik, amelynek mennyisége és minısége az alapanyagtól függ. A szerkezet kialakítása szempontjából elınyösebb az enzimek alkalmazása, így a transzglutamináz enzim. A transzglutamináz enzim katalizálja az acil csoport átvitelét a peptid láncban kötött lizin és glutamin maradék között, egy keresztkötést alakít ki, amely lehet inter- és intramolekuláris. A termék szerkezet javul a magas hımérséklető szárítás alkalmazásával is. Hajdina, sárgaborsó, rizs és zab alapú tészták elıállítására alkalmaztuk az emulgeátorok mellett a transzglutamináz enzimet alacsony- és magas hımérséklető szárítás alkalmazása mellett. A kialakuló szerkezetben bekövetkezı változásokat vizsgáltuk SDS-PAGE elektroforézissel és a fızési tulajdonságok meghatározásával az érzékszervi tulajdonságok figyelembe vételével. Vizsgáltuk továbbá a szárítási hımérséklet hatását is tészta minıségi jellemzıire. Kovács Erzsébet T. Szegedi Tudományegyetem, Mérnöki Kar, Élelmiszermérnöki Intézet 7
8