DIPLOMOVÁ PRÁCA. Názov práce
DIPLOMOVÁ PRÁCA Názov diplomovej práce Akceptácia vybraných nealkoholických nápojov rebaudiosidom spotrebiteľom A- Nové spôsoby znižovania obsahu cukru Autor Annika Ipsen aspiroval na akademický titul Magistra der Naturwissenschaften (Mag.rer.nat.) Viedeň, 2011 Študijný program podľa študijného listu: A 474 Študijný odbor podľa študijného listu: Diplomové štúdium prírodných vied UniStG Školiteľ: Ao. Univ.-Prof. DR. Dorota Majchrzak
Obsah I Obsah Obsah. I Zoznam obrázkov. V Zoznam tabuliek. VI Zoznam skratiek. VII 1 Úvod a otázka. 1 2 Recenzia literatúry. 4 2.1 Sladidlá. 4 2.1.1 Definícia a prehľad. 4 2.1.2 Výhody a nevýhody sladidiel. 8 2.1.2.1 Sladkosť. 8 2.1.2.2 Kalórie. 8 2.1.2.3 Metabolizmus nezávislý od inzulínu. 9 2.1.2.4 Kazy. 9 2.1.2.5 Nie je preháňadlo. 10 2.1.2.6 Žiadny konzervačný účinok. 11 2.1.2.7 Prekročenie maximálnych množstiev. 11 2.1.2.8 Zvykanie si na sladkú chuť. 12 2.1.2.9 Mýtus o efekte zvyšovania chuti do jedla. 13 2.1.3 Zdravotné problémy sladidiel. 14 2.1.4 Používanie sladidiel v nápojovom priemysle. 16 2.2 Rebaudiosid A. 18 2.2.1 Rastlina Stevia rebaudiana. 18 2.2.2 Zloženie Stevia rebaudiana. 19 2.2.3 Chemické vlastnosti rebaudiozidu A. 22 2.2.3.1 Správanie sa v rôznych médiách. 23 2.2.3.2 Senzorické vlastnosti rebaudiozidu A. 24 2.2.4 Zdravotné aspekty. 24 2.2.4.1 Bez kalórií. 24
II Obsah 2.2.4.2 Antikorogénne. 25 2.2.4.3 Toxicita. 25 2.2.4.4 Genotoxicita. 26 2.2.4.5 Karcinogenita. 26 2.2.4.6 Vplyv na reprodukciu a vývoj. 27 2.2.4.7 Vplyv na krvný tlak. 27 2.2.4.8 Vplyv na hladinu cukru v krvi. 28 2.2.4.9 Ďalšie výhody Rebaudiosidu A. 29 2.2.5 Schválenie prostredníctvom nariadenia o nových potravinách. 29 2.2.6 Použitie rebaudiozidu A v nápojovom priemysle. 32 2.3 Čaj. 34 2.3.1 Ľadový čaj na rakúskom trhu s nápojmi. 34 2.3.2 Čierny čaj. 36 2.3.3 Zložky a ich účinky na zdravie. 36 2.3.3.1 Flavonoidy. 37 2.3.3.2 Kofeín. 38 2.3.4 Senzorické vlastnosti čaju. 39 2.4 Senzorická analýza. 40 2.4.1 Čo je to senzorová technológia. 40 2.4.2 Využitie senzorickej analýzy v priemysle. 40 2.4.3 Senzorická analýza a hedonická analýza. 43 2.4.3.1 Analytické skúšky. 41 2.4.3.2 Hedonické skúšky. 42 2.4.3.3 Kombinované skúšky. 42 3 Materiál a metódy. 43 3.1 Ukážkový materiál. 43 3.2 Ľadový čaj citrón. 44 3.2.1 Všeobecná príprava vzorky. 44 3.2.2 Stupnica Just-About-Right. 45 3.2.2.1 Stanovenie optimálneho pomeru cukru a citrónového koncentrátu v ľadovom čaji pomocou stupnice takmer vpravo. 46 3.2.2.2 Stanovenie ekvivalentu rebaudiozidu A v ľadovom čaji pomocou stupnice „takmer o pravde“. 47 3.2.2.3 Hodnotenie. 48
Obsah III 3.2.3 Kvantitatívna deskriptívna analýza. 48 3.2.3.1 Stanovenie optimálneho cukru-rebaudiosidu Zmes v ľadovom čaji-citróne pomocou kvantitatívnej deskriptívnej analýzy. 48 3.2.3.2 Atribúty produktu. 49 3.2.3.3 Štatistické hodnotenie. 51 3.2.3.3.1 Skontrolujte normálne rozloženie údajov. 51 3.2.3.3.2 Testovanie rozdielov medzi vzorkami. 51 3.2.3.3.3 Skontrolujte korelácie. 52 3.2.4 Kontrola preferencií. 52 3.2.4.1 Hodnotenie. 53 3.2.5 Kolaudačná skúška. 54 3.2.5.1 Hodnotenie. 55 3.3 Citrónový nápoj. 55 3.3.1 Všeobecná príprava vzorky. 56 3.3.2 Kontrola preferencií. 56 3.3.2.1 Hodnotenie. 3.3.3 Preberanie citrónu spotrebiteľom. 57 3.3.3.1 Hodnotenie. 57 4 výsledky. 58 4.1 Vyhodnotenie optimálneho receptu na citrónový ľadový čaj. 58 4.2 Vyhodnotenie ekvivalentu rebaudiozidu A pre sacharózu v ľadovom čaji. 59 4.3 Výsledky kvantitatívnej deskriptívnej analýzy. 60 4.3.1 Chuť. 62 4.3.2 Príchuť. 64 4.3.3 Pocit v ústach. 66 4.3.4 Dochuť. 68 4.4 Všeobecné hodnotenie. 70 4.5 Kontrola poradia ľadového čaju. 71 4.6 Preberací test optimalizovaného ľadového čaju. 72 4.7 Preferenčný test pre citrónové nápoje. 4.8 4.8 Preberací test optimalizovaného citrónového nápoja. 74
IV Obsah 5 Diskusia. 75 6 Záver. 83 7 Zhrnutie. 88 8 Zhrnutie. 90 9 Bibliografia. 92 10 Príloha. 97 11 Životopis. 100
Zoznam skratiek VII Zoznam skratiek ADI-Wert AKNÖ Prijateľná denná komora práce Niederösterreich AMP Adenosin-Monophosphat ANSES Francúzska agentúra pre potraviny, životné prostredie a bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci ATP Adenosintrifosfát AUC oblasť pod krivkou aw-Wert Wasseraktiv (aktivita vody) BMI Body Mass Index tábor Adenozínmonofosfát E% energetické percento EFSA Európske povolenie na bezpečnosť potravín FAO Potravinová a poľnohospodárska organizácia g gramy Glc Glukóza GLUT4 Glukózový transportér typu 4 JAR Just-About-Right Spoločný výbor JECFA pre výživové doplnky FAO/WHO kcal Kilokalórie KS-Test Kolomogov-Smirnov-Test LDL lipoproteíny s nízkou hustotou mg miligramov mg/kg bw/d miligramov na kilogram telesnej hmotnosti za deň nv Neuverejnené Neohesperidín DHC Neohesperidín dihydrochalkón Hodnota NOAEL Nie Pozorované Nepriaznivé účinky Úroveň ÖGE Rakúska spoločnosť pre výživu Pkt. Body PKU Fenylketonúria ppm častí na milión QDA Kvantitatívna deskriptívna analýza RA Rebaudiosid A Rha Rhamnose Stevia Stevia rebaudiana Bertoni WHO Svetová zdravotnícka organizácia
Úvod a otázka 3 Cieľom tejto štúdie bolo zistiť, koľko cukru v nápoji z ľadového čaju je možné nahradiť rebaudiozidom A bez negatívnych zmyslových zmien v dôsledku charakteristických chutí a chutí RA. Ďalej by sa malo určiť, či spotrebiteľ tento optimalizovaný nápoj akceptuje. Na tento účel sa najskôr vyrobil modelový nápoj (ľadový čaj), ktorý bol spotrebiteľovi čo najbližšie, a v tomto nápoji sa stanovil zodpovedajúci ekvivalent RA pre sacharózu. Okrem referenčného nápoja sa potom kvantitatívne vyhodnotili tri rôzne variácie ľadového čaju, každá s inou redukciou sacharózy v dôsledku RA, pomocou kvantitatívnej deskriptívnej analýzy (QDA) a vytvoril sa senzorický profil. Nápoje potom boli skontrolované z hľadiska preferencie a prijatia spotrebiteľom. Citrónový nápoj so zníženým obsahom cukru RA, ktorý bol vyvinutý v predchádzajúcej štúdii ako súčasť diplomovej práce RECH [diplomová práca, n.v.], bol navyše skúmaný z hľadiska prijatia spotrebiteľom s cieľom zistiť, ako sa správa prijatie iných nápojov so zníženým obsahom cukru s rebaudiozidom A.
Prehľad literatúry 17 by mal byť v zozname zložiek uvedený s číslom E. Ak sa použije aspartám, musí sa uviesť aj odkaz na zdroj fenylalanínu [SMERNICA 94/35/ES, 1994; SMERNICA 2008/5/ES, 2008]. Často používanými sladidlami v nealkoholických nápojoch sú acesulfam-K, aspartam, cyklamát a sacharín alebo ich zmesi (obrázok 1). Už schválené prírodné sladidlá Neohesperidín DHC a Thaumatín sa nepoužívajú v nealkoholických nápojoch zo senzorických dôvodov [HANSEN, 2010]. Obrázok 1: Používanie rôznych sladidiel/zmesí sladidiel v nealkoholických nápojoch v nemeckých spoločnostiach [HANSEN, 2010]
20 Prehľad literatúry Tabuľka 4: Sladké prísady stévie [PRAKASH et al., 2008] Zložka R 1 * R 2 ** Sladkosť β-glc-β-glc (2 1 Rebaudioside A β-glc I 200-300 β-glc (3 1) β-glc-β-glc (2 1) rebaudiozid BHI 150 β-glc (3 1) rebaudiozid C β-glc β-glc-α-rha- (2 1) I 30 β-glc (3 1) β -glc-β-glc (2 1) rebaudiosid D β-glc-β-glc (2 1) I β-glc (3 1) 221 rebaudiozid E β-glc-β-glc (2 1) β-glc-β -glc (2 1) 174 rebaudiosid F β-glc β-glc-β-xyl-β (2 1) I β-glc (3 1) 200 steviozid β-glc β-glc-β-glc 210 steviol biosid H β- glc-β-glc (2 1) 90 Rubusosid β-glc β-glc 114 Dulkozid A β-glc β-glc-α-rha- (2 1) 30 * R 1 = bočný reťazec 1 ** R 2 = bočný reťazec 2, ktorý U potkanov sa naopak vylučuje z tela žlčovými cestami stolicou (obrázok 3). Dôvodom sú rôzne prahové hodnoty molekulovej hmotnosti pre vylučovanie žlčou u ľudí a potkanov. Organické anióny s maximálnou molekulovou hmotnosťou 325 u potkanov. a 500-600 pre mužov Vylučuje sa močom (steviol-glukuronid s molekulovou hmotnosťou: 494). Pretože steviozidy sú produktom priamej degradácie rebaudiozidu A, výsledky štúdií, ktoré používali steviozid ako produkt, sa dajú preniesť aj na rebaudiozid A [CARACOSTAS et al., 2008].
Prehľad literatúry 21 Obrázok 3: Metabolizmus rebaudiosidu A u ľudí a potkanov [CARAKOSTAS et al., 2008]
Tabuľka 5: Informácie o produkte popredných ľadových čajov v Rakúsku * na 100 ml Zdroj: vlastná prezentácia na základe informácií o produkte na fľaši príslušných nápojov] Prehľad literatúry 35
38 Prehľad literatúry Obrázok 7: Polyfenoly v zelenom a čiernom čaji [MUKHTAR a NIHAL, 2000] 2.3.3.2 Kofeín Kofeín má stimulačný účinok na všetky časti centrálneho nervového systému. Je považovaný za inhibítor fosfodiesterázy špecifickej pre tábor, ktorý oneskoruje premenu tábora na AMP. Výsledkom je, že adrenalínový účinok vyvolaný táborom zostáva dlhší a zvyšuje sa mentálna vnímavosť [ECHEVERRI et al., 2010]. Štúdie preukázali, že po konzumácii dvoch šálok čierneho čaju dôjde k výraznému zvýšeniu koncentrácie, ako aj sluchovej a vizuálnej pozornosti. Na rozdiel od skupiny s placebom mala kontrolná skupina signifikantne lepšie výsledky v teste pozornosti aj v sebahodnotení súčasnej koncentrácie [DE BRUIN et al., 2011]. Stimulačný účinok však závisí od času máčania čaju. Kofeín sa vo vode pomerne rýchlo rozpúšťa a pracuje až
Recenzia literatúry 39 až 2 minúty stimulujúce a povzbudzujúce. Flavonoidy sa rozpustia až po 3 minútach a premieňajú kofeín na vodorozpustnú formu. Kofeín nefunguje a čaj je vnímaný ako upokojujúci [SCHRÖDER, 1999]. Spojitosť medzi konzumáciou čierneho čaju a prevenciou rakoviny zatiaľ nie je vedecky dokázaná [GARDNER et al., 2007]. 2.3.4 Senzorické vlastnosti čaju Čierny čaj má svoju charakteristickú, mierne horkastú chuť a vyvoláva typický sťahujúci pocit v ústach. Chuť sa líši v závislosti od druhu a času máčania čaju. Napríklad čierny cejlónsky čaj vyniká mimoriadne horkou a jemnou chuťou [IMKENBERG a MAUCH, 2011]. Triesloviny dodávajú čaju horkú chuť. Čím dlhšie čaj stúpa vo vode, tým výraznejšia je horká chuť, pretože triesloviny majú viac času na rozpustenie a prechod do vody. Spravidla by doba varenia mala byť 2 až 3 minúty, nie však viac ako 5 minút, pretože čaj je vďaka svojej extrémne horkej chuti nepožívateľný [SCHRÖDER, 1999].
Zohľadnili sa materiály a metódy 49, pretože odchýlky od pôvodného nápoja boli príliš veľké a dlhotrvajúca dochuť by nemala mať negatívny vplyv na panelistov s príliš veľkým počtom vzoriek. Tabuľka 10: Koncentrácie sacharózy a RA štyroch skúmaných vzoriek v QDA Obsah cukru Obsah rebaudiosidu A Redukcia cukru Vzorka 1 7% 0% 0% Vzorka 2 5,6% 0,007% 20% Vzorka 3 4,2% 0,014% 40% Vzorka 4 2,8% 0,021% 60% 3.2.3.2 Vlastnosti produktu Okrem troch základných príchutí (sladká, kyslá, horká) boli atribúty produktu zostavené zo špeciálnych atribútov čierneho čaju a špecifickej arómy rebaudiozidu A. Boli zohľadnené iba atribúty chuti, príchutí, pocitu v ústach a dochuti. Atribúty zápachu a atribúty vzhľadu neboli do QDA zahrnuté, pretože nie sú dôležité pre hodnotenie. Panelisti boli najskôr oboznámení s vopred určenými atribútmi. Každý účastník panelu dostal tiež zoznam atribútov, ktoré sa majú hodnotiť (tabuľka 11). Ďalej boli na ilustráciu týchto atribútov k dispozícii vzorky vzoriek, ako napríklad aníz pre príchuť sladkého drievka.
Materiál a metódy 51 3.2.3.3 Štatistické vyhodnotenie Profily produktov QDA pre ľadový čaj boli prezentované vo forme pavučín pomocou programu MS Office Excel. Tento typ grafického znázornenia je vhodný najmä na porovnanie senzorických vlastností analyzovaných výrobkov. Na tento účel sú stredné hodnoty z hodnotení atribútov zo všetkých 34 rozsudkov graficky znázornené spojenou čiarou v sieťovom diagrame. Statická analýza dát bola vykonaná pomocou SPSS Statistics 18.0 pre Windows. 3.2.3.3.1 Kontrola normálneho rozdelenia údajov Výsledky pre každý jednotlivý ľadový čaj sa najskôr skontrolovali na normálne rozdelenie údajov pomocou testu Kolomogorov-Smirnov (KS test). Rovnomerné rozdelenie bolo dané, ak bola hodnota významnosti p väčšia ako 0,05; normálne rozdelenie nebolo dosiahnuté, ak bola hodnota nižšia ako 0,05 (tabuľka 12). Tabuľka 12: Úrovne významnosti Hodnota významnosti p Význam p> 0,05 bez významnosti p = 0,5 a trend je rozpoznateľný 0,01