Zagospodarowanie produktów ubocznych przemysłu spożywczego w produkcji żywności o potencjale prozdrowotnym

• Autorzy: Kaszuba Joanna , Pycia Karolina

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2022.9.5

Warianty tytułu

EN

Management of food industry by-products in the production of food with health possibilities of potential

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nieodzownym elementem produkcji żywności jest powstawanie produktów ubocznych, których rodzaj i charakter decyduje o ich późniejszym zagospodarowaniu. Otręby, zarodki pszenne, młoto, śruta poekstrakcyjna i makuchy, wytłoki, serwatka czy odpady kawowe to przykłady produktów ubocznych w branży spożywczej. Na ogół większość z nich stanowi wartościową paszę dla zwierząt. Nie mniej jednak z uwagi na intersujący skład chemiczny oraz bogactwo składników bioaktywnych często są wykorzystywane do tworzenia receptur nowych produktów spożywczych lub kształtowania jakości tych istniejących. Co więcej, ich zagospodarowanie znakomicie wpisuje się w politykę „zero waste”, która obecnie jest rozpowszechniona. W.pracy scharakteryzowano wybrane produkty uboczne przemysłu spożywczego oraz podano przykłady ich zastosowania w produkcji żywności. Na podstawie literatury przedmiotu opisano możliwości aplikacyjne produktów ubocznych z branży spożywczej w produkcji żywności o potencjale prozdrowotnym jako źródła białka, kwasów tłuszczowych, błonnika pokarmowego czy składników bioaktywnych.

EN

An indispensable element of food production is the formation of byproducts, the type and nature of which determine the subsequent management. Bran, wheat germ, spent grain, post-extraction oilseed meal and oilseed cake, whey and coffee waste are examples of by-products in the food industry. In general, most of them are valuable animal feed. Nevertheless, due to the interesting chemical composition and the richness of bioactive ingredients, they are often used to compose new food products or shape the quality of the existing ones. What’s more, their management fits perfectly into the zero-waste policy, which is now widespread. The aim of the study was to characterize selected by-products of the food industry and to present examples of their use in food production. Based on the literature on the subject, the possibilities of application of by-products of the food industry as a source of protein, fatty acids, dietary fiber or bioactive ingredients in the production of food with a pro-health potential have been described.

Słowa kluczowe

PL

produkty uboczne; żywność funkcjonalna; składniki bioaktywne; żywność prozdrowotna

EN

food by-products; functional food; bioactive ingredients; pro-health food

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 76, nr 9
• Strony: 30--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 75 poz.

Twórcy

autor

Kaszuba Joanna

• Zakład Ogólnej Technologii Żywności i Żywienia Człowieka, Instytut Technologii Żywności i Żywienia, Kolegium Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Rzeszowski

• https://orcid.org/0000-0002-3327-8370

autor

Pycia Karolina

• Zakład Ogólnej Technologii Żywności i Żywienia Człowieka, Instytut Technologii Żywności i Żywienia, Kolegium Nauk Przyrodniczych, Uniwersytet Rzeszowski

• https://orcid.org/0000-0001-7337-0860

Bibliografia

• [1] Andrade K.S., R.t. Gonçalvez, M. Maraschin, R.M. Ribeiro-do-Valle, J. Martínez, S.R. Ferreira. 2012. „Supercritical fluid extraction from spent coffee grounds and coffee husks: Antioxidant activity and effect of operational variables on extract composition”. Talanta 88 : 544-552. Doi: 10.1016/j. talanta.2011.11.031.
• [2] Ariyani O., F.Z. Nisa, M. Apriyanto, V. Aprilia. 2019.„Total phenol and antioxidant activities of rice bran yoghurt”. Indonesian Journal of Nutrition and Dietetics 7 (2) : 34-40. Doi: 10.21927/ijnd.2019.7(2).37-40.
• [3] Ballesteros L.F., J.A. Teixeira, S. I. Mussatto. 2014. „Chemical, functional, and structural properties of spent coffee grounds and coffee silverskin”. Food and Bioprocess Technology 7 (12) : 3493-3503. Doi: 10.1007/s11947-014-1349-z.
• [4] Banaszkiewicz T., K.Kaszperuk, S.Laskowski. 2015.„Ocena wyników rzeźnych i jakości mięsa kurcząt żywionych paszą z udziałem wytłoków rzepakowych i dodatkiem preparatów enzymatycznych”. Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego 70 (4) : 29-46.
• [5] Barowicz T., M. Piieszka. 2018. „Krajowe pasze wysokobiałkowe mogą zastąpić soję?”. Hoduj z Głową − Świnie 1 : 36-39.
• [6] Blinová L., M. Sirotiak, A. Bartošová, M. Soldán. 2017.„Review: Utilization of waste from coffee production”. Research Papers Faculty of Materials Science and Technology in Trnava Slovak University of Technology in Bratislava 25 (40) : 91-101.
• [7] Bondesson E. 2015. A nutritional analysis on the by- product coffee husk and its potential utilization in food production. bachelor thesis. Uppsala : Faculty of natural resources and Agricultural sciences.
• [8] Boukid F., S. Folloni, R. Ranieri, E. Vittadini. 2018. „A compendium of wheat germ: separation, stabilization and food applications”. Trends in Food Science & Technology 78 : 120-133. Doi: 10.1016/j. tifs.2018.06.001.
• [9] Brandolini A., A. Hidalgo. 2012.„Wheat germ: not only a by-product”. International Journal of Food Sciences and Nutrition 63 (sup1) : 71-74. Doi: 10.3109/09637486.2011.633898.
• [10] Cangussu L.b., J.C. melo, A.S. Franca, L.S. Oliveira. 2021. „Chemical characterization of coffee husks, a by-product of Coffea arabica production”. Foods 10 (12) : 3125. Doi: 10.3390/foods10123125.
• [11] Cervera-Mata A., M. Navarro-Alarcón, G. Delgado, S. Pastoriza, J. Montilla-Gómez, J. Llopis, ... & J.A. Rufián-Henares. 2019. „Spent coffee grounds improve the nutritional value in elements of lettuce (Lactuca sativa L.) and are an ecological alternative to inorganic fertilizers”. Food Chemistry 282 : 1-8. DOI: 10.1016/j.foodchem.2018.12.101.
• [12] Ciesielczuk T., C. Rosik-Dulewska, J. Poluszyńska, D. Miłek, A. Szewczyk, I. Sławińska. 2018. „Acute toxicity of experimental fertilizers made of spent coffee grounds”. Waste and Biomass Valorization 9 (11) : 2157-2164. DOI: 10.1007/s12649-017-9980-3.
• [13] Comunian T.A., M.P. Silva, C.J. Souza. 2021. „The use of food by-products as a novel for functional foods: Their use as ingredients and for the encapsulation process”. Trends in Food Science & Technology 108 : 269-280. DOI: 10.1016/j.tifs.2021.01.003.
• [14] Czekała W., A. Pawlisiak. 2017. „Produkcja i wykorzystanie wysłodzin browarnianych”. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna 5 : 23-25.
• [15] Deeth H.C., N. Bansal. (Eds.). 2018. Whey proteins: from milk to medicine. Academic Press.
• [16] Delic J., P. Ikonic, M. Jokanovic, V. Banjac, T. Peulic, B. Ikonic, S. Vidosavljevic, V. Stojkov. 2021. „Textural properties of extruded snack products formulated with deboned poultry meat and brewer’s spent grain”. W IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 854 (1): 012020. IOP Publishing.
• [17] Diaz J.T., E.A. Foegeding, M.A. Lila. 2021. „Whey protein-polyphenol aggregate particles mitigate bar hardening reactions in high protein bars”. LWT 138 : 110747. DOI: 10.1016/j.lwt.2020.110747.
• [18] dos Santos É.M., L.M. de Macedo, L.L. Tundisi, J.A. Ataide, G.A. Camargo, R.C. Alves, ... & P.G. Mazzola. 2021. „Coffee by-products in topical formulations: A review”. Trends in Food Science & Technology 111 : 280-291. DOI: 10.1016/j.tifs.2021.02.064.
• [19] Duangjai A., N. Suphrom, J. Wungrath, A. Ontawong, N. Nuengchamnong, A. Yosboonruang. 2016. „Comparison of antioxidant, antimicrobial activities and chemical profiles of three coffee (Coffea arabica L.) pulp aqueous extracts”. Integrative Medicine Research 5 (4) : 324-331. DOI: 10.1016/j.imr.2016.09.001.
• [20] Dulcet E. 2008. „Metody i techniki zakiszania młóta browarnianego w belach cylindrycznych”. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering 53 (3) : 59-62.
• [21] Duţă D.E., A. Culeţu, G. Mohan. 2018. „Reutilization of cereal processing by-products in bread making”. W Sustainable Recovery and Reutilization of Cereal Processing By-Products, 279-317. Amsterdam: Woodhead Publishing.
• [22] Dyrektywa 2006/12/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 5 kwietnia 2006 r. w sprawie odpadóW (2006), Dz.Urz. UE L 114/9.
• [23] Dziedzic K., M. Różańska, D. Górecka, M. Hęś, S. Mildner-Szkudlarz. 2018. „Możliwości wykorzystania produktów ubocznych przemysłu zbożowo-młynarskiego”. Przemysł Spożywczy 72 (12) : 36-39. DOI: 10.15199/65.2018.12.8.
• [24] Ghafoor K., M.M. Özcan, F. AL-Juhaımı, E.E. Babıker, Z.I. Sarker, I.A.M. Ahmed, M.A. Ahmed. 2017. „Nutritional composition, extraction, and utilization of wheat germ oil: A review”. European Journal of Lipid Science and Technology 119 (7) : 1600160. DOI: 10.1002/ejlt.201600160.
• [25] Górecka D., E. Pośpiech. (red.). 2016. Zagospodarowanie ubocznych produktów przemysłu spożywczego. Poznań : Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu.
• [26] Heeger A., A. Kosińska-Cagnazzo, E. Cantergiani, W. Andlauer. 2017. „Bioactives of coffee cherry pulp and its utilisation for production of Cascara beverage”. Food Chemistry 221 : 969-975. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.11.067.
• [27] Heiniö R.L., M.W.J. Noort, K. Katina, S.A. Alam, N. Sozer, H.L. De Kock, ... & K. Poutanen. 2016. „Sensory characteristics of wholegrain and bran-rich cereal foods – a review”. Trends in Food Science & Technology 47 : 25-38. DOI: 10.1016/j.tifs.2015.11.002.
• [28] Helkar P.B., A.K. Sahoo, N.J. Patil. 2016. „Review: Food industry by-products used as a functional food ingredients”. International Journal of Waste Resources 6 (3) : 1-6. DOI: 10.4172/2252-5211.1000248.
• [29] Ikram S., L. Huang, H. Zhang, J. Wang, M. Yin. 2017. „Composition and nutrient value proposition of brewers spent grain”. Journal of Food Science 82 (10) : 2232-2242. DOI: 10.1111/1750-3841.13794.
• [30] Jasińska-Kuligowska I., P. Suszko, M. Kuligowski. 2014. „Wytłoki lniane jako źródło fitoestrogenów i innych związków bioaktywnych”. W Składniki Bioaktywne Surowców i Produktów Roślinnych, 90-101. Kraków : Oddział Małopolski Polskiego Towarzystwa Technologów Żywności.
• [31] Kachel-Jakubowska M., A. Kraszkiewicz, M. Szpryngiel, I. Niedziółka. 2013. „Analiza właściwości surowców stosowanych do produkcji biopaliw stałych”. Inżynieria Rolnicza 2 (143) T.1 : 103-111.
• [32] Kaszuba J., A. Sobczyk, W. Sroka, R. Wiśniewski, P. Kuźniar, J. Gorzelany. 2017. „Wpływ dodatku młóta słodowego na jakość i teksturę pieczywa żytniego”. Inżynieria Przetwórstwa Spożywczego 1/4 (21) : 19-23.
• [33] Kaur R., M. Sharma. 2019. „Cereal polysaccharides as sources of functional ingredient for reformulation of meat products: A review”. Journal of Functional Foods 62 : 103527. DOI: 10.1016/j.jff.2019.103527.
• [34] Kilara A., M.N. Vaghela. 2018. „Whey proteins”. W Proteins in food processing, 93-126. Sawston : Woodhead Publishing.
• [35] Klingel T., J.I. Kremer, V. Gottstein, T. Rajcic de Rezende, S. Schwarz, D.W. Lachenmeier. 2020. „A review of coffee by-products including leaf, flower, cherry, husk, silver skin, and spent grounds as novel foods within the European Union”. Foods 9 (5) : 665. DOI: 10.3390/foods9050665.
• [36] Komunikat Komisji Rady i Parlamentu Europejskiego w sprawie Komunikat wyjaśniający dotyczący odpadów i produktów ubocznych (2007), KOM (2007) 59.
• [37] Korus J., M. Witczak, R. Ziobro, L. Juszczak. 2017. „Hemp (Cannabis sativa subsp. sativa) flour and protein preparation as natural nutrients and structure forming agents in starch based gluten-free bread”. LWT 84: 143-150. DOI: 10.1016/j.lwt.2017.05.046.
• [38] Król J., A. Brodziak A. 2015. „Białka mleka o właściwościach antybakteryjnych”. Problemy Higieny i Epidemiologii 96 (2) : 399-405.
• [39] Kupryś-Caruk M. 2017. „Przemysł rolno-spożywczy źródłem substratów do produkcji biogazu”. Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego 72 : 69-85.
• [40] Liu F., Z. Chen, J. Shao, C. Wang, C. Zhan. 2017. „Effect of fermentation on the peptide content, phenolics and antioxidant activity of defatted wheat germ”. Food Bioscience 20 : 141-148. DOI: 10.1016/j.fbio.2017.10.002.
• [41] Luithui Y., R. Baghya Nisha, M.S. Meera. 2019. „Cereal by-products as an important functional ingredient: effect of processing”. Journal of Food Science and Technology 56 (1) : 1-11. DOI: 10.1007/s13197-018-3461-y.
• [42] Lynch K.M., E.J. Steffen, E. K.Arendt. 2016. „Brewers’ spent grain: a review with an emphasis on food and health”. Journal of The Institute of Brewing 122 (4) : 553-568. DOI: 10.1002/jib.363.
• [43] Mahmoud A.A., A.A. Mohdaly, N.A. Elneairy. 2015. „Wheat germ: an overview on nutritional value, anti-oxidant potential and antibacterial characteristics”. Food and Nutrition Sciences 6 (2) : 265. DOI: 10.4236/fns.2015.62027.
• [44] Mamone G., G. Picariello, A. Ramondo, M.A. Nicolai, P. Ferranti. 2019. „Production, digestibility and allergenicity of hemp (Cannabis sativa L.) protein isolates”. Food Research International 115 : 562-571. DOI: 10.1016/j.foodres.2018.09.017.
• [45] Maślanka S., A. Kos, M. Bańczyk, I. Czopek, Ł. Adam, J. Dorszewska, K. Starczewska. 2015. „Badanie stężenia kwasu mlekowego, otrzymanego w procesie fermentacji mlekowej laktozy, zawartej w serwatce poprodukcyjnej przy udziale Lactobacillus”. Chemik 69 (4) : 241-251.
• [46] Mikulec A., S. Kowalski, R. Sabat, Ł. Skoczylas, M. Tabaszewska, A. Wywrocka-Gurgul. 2019. „Hemp flour as a valuable component for enriching physicochemical and antioxidant properties of wheat bread”. LWT 102 : 164-172. DOI: 10.1016/j.lwt.2018.12.028.
• [47] Mindarti S., L. Zalizar, E.A. Saati, S. Fajriani. 2020. „Characterization of fiber fraction, physical and chemical properties of coffee flour (Coffea sp.) as functional foodstuff for diabetes mellitus patient”. W IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 462, 012017. IOP Publishing. DOI:10.1088/1755-1315/462/1/012017.
• [48] Minj S., S. Anand. 2020. „Whey proteins and its derivatives: Bioactivity, functionality, and current applications”. Dairy 1 (3) : 233-258. DOI: 10.3390/dairy1030016.
• [49] Nocente F., F. Taddei, E. Galassi, L. Gazza L. 2019. „Upcycling of brewers’ spent grain by production of dry pasta with higher nutritional potential”. LWT 114 : 108421. DOI: 10.1016/j.lwt.2019.108421.
• [50] Nosenko T., T. Kot, V. Kichshenko. 2014. „Rape seeds as a source of feed and food proteins”. Polish Journal of Food and Nutrition Sciences 64 (2) : 109-114. DOI: 10.2478/pjfns-2013-0007.
• [51] Obiedzińska A., B. Waszkiewicz-Robak. 2012. „Oleje tłoczone na zimno jako żywność funkcjonalna”. Żywność Nauka Technologia Jakość 1 (80) : 27-44.
• [52] Ortiz-Barajas D.L., J.A. Arévalo-Prada, O. Fenollar, Y.J. Rueda-Ordóñez, S. Torres-Giner. 2020. „Torrefaction of coffee husk flour for the development of injection-molded green composite pieces of polylactide with high sustainability”. Applied Sciences 10 (18) : 6468. DOI: 10.3390/app10186468.
• [53] Öztürk S., Ö. Özboy, İ. Cavidoğlu, H. Köksel. 2002. „Effects of brewer’s spent grain on the quality and dietary fibre content of cookies”. Journal of The Institute of Brewing 108 (1) : 23-27. DOI: 10.1002/j.2050-0416.2002.tb00116.x.
• [54] Patel S. 2012. „Cereal bran: the next super food with significant antioxidant and anticancer potential”. Mediterranean Journal of Nutrition and Metabolism 5 (2) : 91-104. DOI: 10.3233/s12349-012-0091-1.
• [55] Patel S. 2015. „Functional food relevance of whey protein: A review of recent findings and scopes ahead”. Journal of Functional Foods 19 : 308-319. DOI: 10.1016/j.jff.2015.09.040.
• [56] Petrović J., D. Rakić, A. Fišteš, B. Pajin, I. Lončarević, V. Tomović, D. Zarić. 2017. „Defatted wheat germ application: Influence on cookies’ properties with regard to its particle size and dough moisture content”. Food Science and Technology International 23 (7) : 597-607.
• [57] Piekut J., S. Obidziński, M. Kowczyk-Sadowy, U. Suchocka. 2017. „Granulated coffe grounds effect on selected physico-chemical and functional properties of soil”. Agricultural Engineering 21 (4) : 73-81.DOI:10.1515/agriceng-2017-0038.
• [58] Pojić M., T. Dapčević Hadnađev, M. Hadnađev, S. Rakita, T. Brlek. 2015. „Bread supplementation with hemp seed cake: A by-product of hemp oil processing”. Journal of Food Quality 38 (6) : 431-440. DOI:10.1111/jfq.12159.
• [59] Porto A.C.V., A. Farah. 2019. „Chapter 18 − Potential Effects of Trigonelline and Derivatives on Health”. W Coffee: Consumption and Health Implications, 432-455. London : Royal Society of Chemistry.
• [60] Rivera Rodríguez D.M., M.M. Macedo Fernandes, T. Tzanov. 2016. Rapeseed protein-derived bioactive peptides: production, processing and potential health benefits. NOVA Publishers.
• [61] Rodriguez-Duran L.V., M.A. Ramírez-Coronel, E. Aranda-Delgado, K.M. Nampoothiri, E. Favela-Torres, C.N. Aguilar, G. Saucedo-Castañeda. 2014. „Soluble and bound hydroxycinnamates in coffee pulp (Coffea arabica) from seven cultivars at three ripening stages”. Journal of Agricultural and Food Chemistry 62 (31) : 7869-7876. DOI: 10.1021/jf5014956.
• [62] Rosales Delgado S., A.F. Alzate Arbelaez, B. Rojano. 2019. „Antioxidant capacity, bioactive compounds in coffee pulp and implementation in the production of infusions”. Acta Scientiarum Polonorum Technologia Alimentaria 18 (3) : 235-248. DOI: 10.17306/J.AFS.2019.0663.
• [63] Rusu I.E., R.A. Marc, C.C. Mureşan, A.E. Mureşan, M.R. Filip, B.M. Onica, K.B. Csaba, E. Alexa, L. Szanto, S. Muste. 2021. „Advanced characterization of hemp flour (Cannabis sativa L.) from Dacia Secuieni and Zenit varieties, compared to wheat flour”. Plants 10 (6) : 1237. DOI:10.3390/plants10061237.
• [64] Sharma R. 2019. „Chapter 17 − Whey proteins in functional foods”. W Whey proteins, 637-663. Cambridge : Academic Press. DOI: 10.1016/B978-0-12-812124-5.000187.
• [65] Sofi S.A., A. Nazir, U. Ashraf. 2019. “Cereal Bioactive Compounds: A Review”. International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology 12 (2) : 107-113. DOI: 10.30954/09741712.06.2019.5.
• [66] Stojceska V., P. Ainsworth, A. Plunkett, S. İbanogˇlu. 2008. „The recycling of brewer’s processing by-product into ready-to-eat snacks using extrusion technology”. Journal of Cereal Science 47 (3) : 469-479. DOI:10.1016/j.jcs.2007.05.016.
• [67] Tarapata J., K. Tomalik, A. Łobacz, J. Żulewska. 2019. „Zagospodarowanie serwatki kwasowej”. Przemysł Spożywczy 73 (3) : 24-27. DOI: 10.15199/65.2019.3.4.
• [68] Torres I.C., J.M. Amigo, J.C. Knudsen, A. Tolkach, B.Ø. Mikkelsen, R. Ipsen. 2018. „Rheology and micro-structure of low-fat yoghurt produced with whey protein microparticles as fat replacer”. International Dairy Journal 81 : 62-71. DOI: 10.1016/j.idairyj.2018.01.004.
• [69] Ustawa z dnia 17 listopada 2021 r. o zmianie ustawy o odpadach oraz niektórych innych ustaw. Dz.U.2021 poz. 2151.
• [70] Vinayashree S., P. Vasu, P. 2021. „Biochemical, nutritional and functional properties of protein isolate and fractions from pumpkin (Cucurbita moschata var. Kashi Harit) seeds”. Food Chemistry 340 : 128177. DOI:10.1016/j.foodchem.2020.128177.
• [71] Wesołowska-Trojanowska M., Z. Targoński. 2014. „Wykorzystanie serwatki w procesach biotechnologicznych”. Engineering Sciences & Technologies/Nauki Inżynierskie i Technologie 1 (12) : 102-119. DOI: 10.15611/nit.2014.1.07.
• [72] Waters D.M., F. Jacob, J. Titze, E.K. Arendt, E. Zannini. 2012. „Fibre, protein and mineral fortification of wheat bread through milled and fermented brewer’s spent grain enrichment”. European Food Research and Technology 235 (5) : 767-778. DOI: 10.1007/s00217-012-1805-9.
• [73] Wroniak M., J. Cenkier. 2015. „Porównanie cech sensorycznych, fizyko-chemicznych i stabilności oksydatywnej wybranych olejów tłoczonych na zimno”. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 581 : 123-133.
• [74] Wroniak M., K. Krośnicka, S. Domańska, E. Symoniuk. 2020. „Rynkowe oleje tłoczone na zimno-jakość i stabilność oksydacyjna”. Przemysł Spożywczy 74 (1) : 30-36,38.
• [75] Xiao Z., R. Jiang, J. Huo, H. Wang, H. Li, S. Su, ... & Y. Duan. 2022. „Rice bran meat analogs: Relationship between extrusion parameters, apparent properties and secondary structures”. LWT 163 : 113535. DOI: 10.1016/j.lwt.2022.113535.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).