Naukowiec z UWM o błędach w sztuce kulinarnej

Na co dzień bada pan peptydy biologicznie aktywne. Były one też tematem pana rozprawy doktorskiej. Po obronie wyjechał pan na staż do Teksasu, gdzie zaczął się interesować glikanami. Czym one są?

Glikany to złożone polimery węglowodanowe (cukrowe) występujące powszechnie w żywych komórkach. Odgrywają kluczową rolę w procesach biologicznych, umożliwiając komórkom rozpoznawanie cząsteczek oraz komunikację między sobą. Glikany są istotne dla struktur komórkowych, odporności, a  także modulowania interakcji komórkowych. Są przedmiotem badań w terapiach zwiększających odporność.  W  Texas Tech University zacząłem interesować się białkami, które zawierają takie cząstki cukrowe. Część z nich nasz organizm zna, ale nie wszystkie. Wśród glikanów komórkowych (obecnych na powierzchni komórek) wyróżnić możemy kwasy sjalowe, które dzielą się na rodzaje: Neu5Ac i Neu5Gc. Ten pierwszy jest znany naszemu organizmowi i naturalnie w nim syntezowany. Drugi z kolei występuje u większości ssaków, a ludzie go nie syntetyzują z powodu mutacji genu CMAH. Jest przyjmowany z dietą głównie przez tzw. czerwone mięso, wbudowywany w tkanki i rozpoznawany jako obcy, co wywołuje przewlekłe stany zapalne, zwiększa ryzyko powstawania raka (głównie okrężnicy), chorób autoimmunologicznych oraz serca. Mówi się, że jesteśmy tym, co jemy. Zatem kiedy konsumujemy mięso czerwone, cząsteczki cukrowe dostają się do naszego krwiobiegu i są włączane do naszych białek. 

Co się wówczas dzieje?

Jeśli nasz układ odpornościowy zauważy białko z obcą cząstką cukrową, może zaatakować. Wówczas może dochodzić do schorzeń autoimmunologicznych. W Stanach Zjednoczonych naukowcy badali, czy w tkankach uszkodzonego mózgu występują zmiany na poziomie glikacji. I znaleźli fragmenty, w których dochodzi do zmian komórkowych. W uszkodzonej komórce profil glikanów wygląda inaczej niż w komórce zdrowej. Zacząłem badać występowanie tych polimerów w produktach spożywczych i poddałem je analizie. Zajmuję się białkami mleka, więc mój wybór padł na ser długodojrzewający. Porównałem go z tzw. serem amerykańskim, czyli serem topionym. Oba były typu cheddar.

Co się okazało?

Znalazłem glikany zawierające kwas sjalowy, Neu5Gc, w serze długodojrzewającym, ale w małych ilościach. Z kolei w serze topionym, który przeszedł cały proces technologiczny, już ich nie było. Moja hipoteza była taka, że w trakcie procesu technologicznego, czyli zamiany sera dojrzewającego, popularnie zwanego żółtym, do sera topionego, zachodzą procesy, podczas których resztki cukrowe są tracone. Jeśli chodzi o mięso czerwone, to nie mamy wątpliwości, że im większa jego konsumpcja, tym więcej przeciwciał w organizmie. Nasuwa się jednak pytanie, ile dostarczamy tych glikanów z produktami mleczarskimi, podczas stosowania zwykłej diety i jaki ma to wpływ na rozwój i przebieg schorzeń autoimmunologicznych. Jak wspomniałem, nie wykryłem ich wiele, ale jak wiemy, dawka czyni truciznę. Drugie pytanie dotyczy tego, czy poddawanie produktów mleczarskich procesom technologicznym może ograniczyć ich występowanie.

Mówiliśmy o tym, że to, co jemy, może wywoływać choroby autoimmunologiczne, czyli schorzenia, w których układ odpornościowy błędnie atakuje własne, zdrowe tkanki i narządy, wywołując stan zapalny. Pozostańmy więc przy błędach i opowiedzmy o nich w kontekście sztuki kulinarnej.

Sztuka rządzi się swoimi prawami. Oczywiście mamy pewne techniki, które musimy wykorzystać, aby prawidłowo przygotować potrawę. Z punktu widzenia biochemika, istotne jest, jakie związki chemiczne dodajemy i  co się dzieje z  produktem w trakcie procesu technologicznego. Głównym błędem jest używanie plastikowych desek, które zawierają różne polimery. One nie są trwałe, ulegają zniszczeniu, np. poprzez krojenie. Mikroplastik dostaje się do naszego organizmu, a wciąż nie wiemy do końca, jakie będzie on miał dla nas konsekwencje zdrowotne. Wiemy natomiast, że w każdej naszej komórce znajduje się go coraz więcej. Naukowcy udowodnili, że występuje on także w naszych mózgach. Błąd ten możemy jednak w łatwy sposób minimalizować.

Używając np. desek drewnianych. Ale tu pojawia się inny problem. Nie można ich myć w zmywarce i mogą pleśnieć.

Deska drewniana składa się z włókien, które wchłaniają wodę, ale też ją wypuszczają. Zatem odpowiednia pielęgnacja zapobiega rozwijaniu się niechcianych mikroorganizmów. Dodatkowo do wyboru mamy deski zbudowane wzdłuż włókien drewnianych, ale też deski sztorcowe. Jak się okazuje, te drugie szybko wchłaniają wodę, ale też szybko ją wyparowują. Poza tym są lepsze dla naszych noży, które pozostają dłużej ostre. Oczywiście najlepiej, żeby taka deska była zrobiona z większych fragmentów drewna, a nie z klejonki. Z kuchni pozbyłem się też narzędzi zrobionych z czarnego plastiku, który jest niskiej jakości.

A co z patelniami?

Mamy różne patelnie – teflonowe, tytanowe, ceramiczne, jednowarstwowe, wielowarstwowe. Każda ma różne właściwości. Zaleca się jednak, aby używać patelni żeliwnych. Nawet jeśli taka patelnia zardzewieje, to nie jest ona szkodliwa. Wszystkie inne, gdzie są dodane polimery, tzw. związki chemiczne wiecznego bytowania, mogą być szkodliwe. Badania na ten temat cały czas trwają.

Wybraliśmy już najlepszą patelnię, więc nasuwa się kolejne pytanie. Na jakim tłuszczu smażyć?

Jeżeli temperatura smażenia przekroczy pewien stopień, wówczas dochodzi do tworzenia się związków rakotwórczych. I to bez względu na to, na jakim tłuszczu będziemy smażyć. Im tłuszcz będzie miał wyższy punkt dymienia, czyli będzie w stanie zachować swoje właściwości przy wyższej temperaturze, tym lepiej, bo będziemy smażyć krócej. Czas też tu odgrywa dużą rolę. Im dłużej smażymy, tym więcej reakcji chemicznych może zajść. Także smażenie na jednym tłuszczu nie będzie zdrowe, trzeba go częściej wymieniać.

Dużo osób do smażenia wybiera olej rzepakowy, czy to dobry wybór?

Tak. To nasz rodzimy olej i nasze organizmy są przystosowane do jego konsumpcji. Oczywiście nie zachęcam do spożywania dużych ilości oleju, bo jest wysokoenergetyczny, ale jeśli chodzi o smażenie na nim, to jest to olej dobrej jakości. W Unii Europejskiej używamy rzepaku 00, który nie zawiera kwasu erukowego i glukozylanów. Można powiedzieć, że „wyinżynierowaliśmy” sobie dobry rzepak. Profil jego kwasów tłuszczowych może nie jest oszałamiający, ponieważ ma dużo kwasów omega 6, które spożywane w nadmiarze są skorelowane ze zwiększonym stanem zapalnym, ale ogólnie do smażenia jest odpowiedni.

Był czas, że olej rzepakowy był na cenzurowanym.

Zauważyłem trend, że wszystkie oleje tłoczone z nasion są na cenzurowanym, szczególnie za oceanem. Hipoteza jest taka, że skoro kiedyś były używane jako smar w przemyśle, to nie mogą być zdrowe dla człowieka. Dodatkowo do ich wytłaczania używa się np. heksanu. Przypomnijmy, że oleje można pozyskiwać w różny sposób. Najmniejszym zmianom ulega olej z pierwszego tłoczenia na zimno. Jeżeli wytwarzamy olej na ciepło, to już pod wpływem temperatury dochodzi w nim do pewnych zmian. Najgorzej ocenia się oleje ekstrahowane. Mimo wszystko używane do ich produkcji rozpuszczalniki muszą spełniać określone kryteria. Po pierwsze, nie mogą reagować z substratem i muszą być selektywne, czyli wypłukiwać jedynie olej. Muszą się też łatwo oddzielać, aby jak najmniej ich zostało. Wracając do heksanu, jest to rozpuszczalnik ropopochodny, węglowodór niereaktywny. To po prostu sześć węgli połączonych ze sobą i otoczonych wodorami. Jest to związek lotny, więc podgrzewając go, jesteśmy w stanie pozbyć się jego resztek. Zatem hipoteza o toksyczności olejów pozyskiwanych przy jego użyciu jest błędna.

A co z oliwą z oliwek? Kiedyś uważano, że najlepsza jest na zimno, ale nie nadaje się do smażenia.

Nadaje się do smażenia, o ile jest rafinowana, czyli pozbawiona wszystkich związków, które w trakcie smażenia mogłyby wejść w reakcję chemiczną. Tłuszcz z oliwki ma bardzo złożony profil kwasów tłuszczowych, ale i wysoki punkt dymienia. Na oliwie extra virgin nie smażyłbym tylko z tego względu, że tracilibyśmy związki biologicznie aktywne, jak omega 3 czy polifenole.

Mówiąc o tłuszczach, nie możemy zapomnieć o maśle, które też przechodziło wzloty i upadki.

Są różne masła. Czym się różnią? Masło to tłuszcz mleczny zatem jego jakość będzie zależna od jakości mleka. Kiedyś było mleko letnie i mleko zimowe. To letnie było bardziej żółte, zatem masło również. A to zależało od tego, czym karmione były krowy. Aby nazwać produkt masłem, musi być ono zrobione z mleka i zawierać minimum 82 proc. tłuszczu. Masło jest stałe w temperaturze pokojowej z tego względu, że ma bardzo dużo kwasów nasyconych. I to jest jego jedyna wada, bo wiemy, że od nadmiaru kwasów nasyconych może dochodzić do zaburzeń układu sercowo-naczyniowego. Nasze organizmy się jednak różnią. Jedni szybciej przetwarzają cholesterol, inni wolniej. Zatem spożywanie masła nie każdemu szkodzi. Ponadto masło oprócz nasyconych kwasów tłuszczowych zawiera też m.in. kwasy omega 3.

W odpowiedzi na nienajlepsze opinie o maśle, powstały margaryny, które miały być jego zdrowszym zamiennikiem. Jak to z nimi jest?

Tu trzeba pamiętać, że margaryny przeszły ogromną rewolucję. Pierwsze margaryny były produkowane przy użyciu katalizatora, jakim był nikiel. I nie był to dobry katalizator, bo dostawał się częściowo do produktu i powodował reakcje alergiczne u niektórych osób. Przemysł zareagował i naprawił swój błąd. Później jednak odkryto, że w trakcie procesu produkcji margaryny mogą tworzyć się tłuszcze trans, czyli najbardziej szkodliwy rodzaj tłuszczu, powstający głównie podczas przemysłowego utwardzania olejów roślinnych. Im więcej ich w naszej diecie, tym większe ryzyko zachorowania na raka. Technolodzy jednak i z tym problemem sobie poradzili. Poziom kwasów tłuszczowych typu trans jest sprawdzany, a niektórzy producenci chwalą się – i muszą mieć na to badania – że ich produkty są ich pozbawione. Ponadto do margaryn zaczęto dodawać też np. stanole, sterole i inne związki, które obniżają poziom cholesterolu w organizmie.

A co z demonizowanym tłuszczem palmowym?

Surowy olej palmowy zawiera dużą ilość przeciwutleniaczy, karotenoidów i witaminy E, a udział nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych jest w nim zbliżony, ale ten sam olej palmowy, już przetworzony, cechuje się niekorzystnym profilem lipidowym. Problem z tym olejem pojawia się też w innym kontekście. Palmy tłuszczowe rosną w obrębie równika, zatem ich uprawa wpływa na niszczenie lasów deszczowych.

Rozmawiała Sylwia Zalewska

Dr inż. Damir Mogut jest adiunktem w Katedrze Biochemii Żywności na Wydziale Nauki o Żywności UWM. Na co dzień poprzez analizę in vitro bada peptydy i to, jak one wpływają na organizm człowieka. Sprawdza, czy spożycie określonego produktu białkowego, może np. regulować poziom cukru we krwi czy ciśnienie, a także czy wykorzystanie biologicznie aktywnych peptydów zmniejsza stres oksydacyjny. Przybliża studentom wiedzę nt. chemii organicznej i biochemii. Wyjaśnia, jak związki chemiczne w żywności mogą wpływać na fizjologię i dobrostan człowieka. 

Doktor na Nożach - to podcast, w którym dr inż. Damir Mogut rozmawia z doktorantami z Wydziału Nauki o Żywności. Premiera odbyła się 13 marca o godz. 18 na platformie Spotify. Pierwszym gościem był mgr inż. Piotr Śmigiel, doktorant w Katedrze Mleczarstwa i Zarządzania Jakością, który naukowo zajmuje się obecnością Listerii monocytogenes w produktach mleczarskich. Kolejne odcinki będą się ukazywać co piątek.

Tekst ukazał się w marcowym wydaniu „Wiadomości Uniwersyteckich", którego tematem przewodnim jest błąd. Zachęcamy w nim, by nie zamiatać błędów po dywan, ale przyjrzeć im się z różnych perspektyw. Swoją wiedzą dzielą się z nami przedstawiciele różnych dyscyplin naukowych: językoznawstwa, prawa, politologii, ekonomii czy medycyny. Jak zwykle piszemy też o najważniejszych wydarzeniach z życia Uniwersytetu oraz sukcesów naszej społeczności akademickiej. Wszystkie wydania naszego uniwersyteckiego pisma dostępne są na stronie internetowej.