CZ30250U1

CZ30250U1 - Čokoláda se zvýšeným obsahem přírodních lignanů

Info

Publication number: CZ30250U1
Application number: CZ2016-33114U
Authority: CZ
Inventors: Jana Kulichová; Josef Balík; Pavel Híc; Miroslav Horák; Jan Tříska; Naděžda Vrchotová; Milan Houška; Jan Strohalm; Pavla Novotná
Original assignee: Mendelova Univerzita V Brně, Zahradnická Fakulta, Ústav Posklizňové Technologie Zahradnických Produktů; Ústav pro výzkum globální změny AV ČR, v.v.i.; Výzkumný ústav potravinářský Praha, v.v.i.
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2017-01-10

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká čokolády se zvýšeným obsahem přírodních lignanů.

Dosavadní stav techniky

Lignany patří do široké skupiny rostlinných fenolů, které na sebe v posledních dvou dekádách upozorňují nejen pro své četné biologické účinky, ale také svou strukturní bohatostí a druhovou rozmanitostí. Historie zájmu o lignany začíná koncem 19. století, kdy byly lignany identifikovány ve vzorcích dřevin. Samotný název lignany byl navrhnut Haworthem v roce 1936. Z hlediska struktury jsou lignany tvořeny dvěma fenylpropanovými jednotkami, které jsou spojeny přes centrální beta uhlíky obou postranních řetězců. Tvoří tak nejčastěji dimery, ale v posledních letech byly v různých druzích měkkých dřevin popsány i vyšší lignany - oligolignany, konkrétně se jedná o seskvi-, di-, a sesterolignany. Jako sekundární metabolity cévnatých rostlin vynikají účinky antioxidačními, protinádorovými, antivirovými, antibakteriálními, insekticidními, fungicidními, estrogenními, antiestrogenními a v neposlední řadě i ochrannými účinky proti srdečním chorobám. Zvýšený zájem o lignany vychází především z možnosti jejich využití ve farmacii a výživě. Některé deriváty lignanů, např. podophyllotoxinu (etoposid a teniposid - Sandoz) byly úspěšně zavedeny do klinické praxe a jsou používány při chemoterapii rakoviny [Harmatha J.: Strukturní bohatství a biologicky aktivní význam lignanů a jim příbuzných rostlinných fenylpropanoidů. Chem Listy 99, 622-632 (2005)]. Výskyt lignanů není vázán na určité rostlinné části, ale nacházejí se prakticky všude. Nejčastěji je však nalezneme v dřevě a kůře stromů, ale i v kořenech, listech, květech, plodech a semenech rostlin. Lignany se vyskytují jednak ve volné formě v podobě aglykonů zejména v dřevinách a dále pak vázané na širokou skupinu sacharidů v případě zemědělských produktů.

Lignany a další rostlinné polyfenoly se běžně vyskytují v jádrovém dřevu stromů, přičemž lignany jsou obsaženy převážně v měkkých dřevinách (jehličnany), zatímco flavonoidy v dřevinách s tvrdým jádrem. Stilbeny jsou dále typické pro borovice a jsou obsaženy také v kůře stromů. V nedávné době byl skupinou finských vědců publikován objev pravděpodobně nej bohatšího přírodního zdroje lignanů. Holmbom et al. objevili v sucích stromů v průměru 5 až 10 % hmotn. lignanů, přičemž suky smrku ztepilého (Picea abieš) dosahovaly hodnoty až 6 až 29 % hmotn. s nejvíce zastoupeným lignanem - hydroxymatairesinolem (HMR), který tvořil až 70 až 85 % z celkového obsahu lignanů [Holmbom B., Eckerman Ch., Eklund P., Hemming J., Nisula L., Reunanen M., Sjóholm R., Sundberg A., Sundberg K., Willfor S.: Knots in trees - A new rich source of lignans. Phytochemistry Reviews 2, 331-340 (2003)]. Vysoký obsah HMR v sucích vedl k jejich průmyslovému využívání [Holmbom B., Eckerman Ch., Hemming J., Reunanen M., Sundberg K., Willfor S.: A method for isolating phenolic substances or juvabiones from wood comprising knotwood. EP 1 395 539 Bl], Na trhuje dále např. doplněk stravy na bázi hydroxymatairesinolu - HMRlignan™, Enterolactone Enhancer 7-HMRlignans from Norwegian Spruce Tree (Swanson Ultra), Natural Female Support (Life Extension), femMED Breast Health, vedle dalších kosmetických přípravků, jako např. Lumene natural.

Vedle HMR suky některých měkkých dřevin obsahují další zástupce lignanů jako je matairesinol (MR), secoisolariciresinol (Seco), lariciresinol (Lari), cyclolariciresinol (cLari), alfa-conidendrin (Coni), nortrachelogenin (NTG), lignan A (LigA), isoliovil (Ilio) a další. Ve vybraných potravinách byly donedávna charakterizovány jen dříve známé lignany jako je Seco a MR. Vůbec nejvyšší koncentrace lignanů v potravinových surovinách byly naměřeny v semenech lnu (převážně oligomery SDG - secoisolariciresinol diglukosid) a v sezamových semínkách převážně SES - sesamin. Dalším důležitým zdrojem lignanů v naší potravě jsou celozmné obiloviny, luštěniny a jiné druhy zeleniny, některé druhy ovoce a plodů, ořechy, víno (zejména červené), čaj a káva. Seznam lignanů v potravinách se neustále rozšiřuje a ve vznikajících databázích najdeme např. pinoresinol (Pino), Lari, medioresinol (Med), syringaresinol (Syr) a další lignany.

-1 CZ 30250 Ul

Běžný obsah celkových lignanů v čokoládě je od 10 do 43 mikrogramů na 100 g čokolády [Tetens, I., Turrini, A., Tapanainen, H., Christensen, T., Lampě, J., Fagt, S., Hákansson, N., Lundquist, A., Hallund, J., & Valsta, L.: Dietary intake and main sources of plant lignans in five European countries. Food & Nutrition Research, 57, (2013)].

Doporučená denní dávka lignanů ve výživě člověka se pohybuje v rozmezí 10 až 30 mg HMR. Přirozené koncentrace lignanů v čokoládě jsou proto z tohoto pohledu zanedbatelné. Jiné formy doplnění lignanů formou potravin jsou také nedostatečně prezentovány a jsou tudíž téměř zanedbatelné.

Cílem tohoto užitného vzoru bylo optimální složení, které by umožnilo zvýšit obsah přírodních lignanů v čokoládě při zachování konzumentské přijatelnosti finálního výrobku.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky odstraňuje čokoláda se zvýšeným obsahem přírodních lignanů podle tohoto technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že čokoláda v 1 kilogramu obsahuje minimálně 10 mg a maximálně 10 000 mg lignanů, nejvýhodněji 100 až 2 500 mg lignanů.

Podstatou technického řešení je složení čokolády se zvýšeným obsahem přírodních lignanů, kdy se čokoláda na začátku technologické fáze konšování obohatí etanolovým extraktem smrkových suků. Přičemž se v průběhu následného konšování při teplotě minimálně 45 °C po dobu minimálně 10 minut odpaří etanol vpravený do čokolády s lignanovým extraktem suků smrků. Přídavek lignanů zvyšuje v hořké čokoládě pocit hořkosti.

Čokoláda se zvýšeným obsahem přírodních lignanů podle tohoto technického řešení, má výhodu v tom, že lignany, jako nezbytná složka ve výživě člověka je přijímána v konzumenty oblíbené formě hořké čokolády. V tomto produktu je hořká chuť lignanů vhodně zapracována do chuti čokolády a neovlivňuje výrazným způsobem senzorickou jakost výsledného produktu. Lignany mají prokázanou řadu pozitivních účinků na zdraví člověka a výrobou této obohacené čokolády dojde k významnému obsahovému nárůstu těchto bioaktivních složek v běžně konzumované potravině.

Postup výroby čokolády obohacené lignany

V následující části jsou popsány příklady uskutečnění technického řešení obohacování čokolády lignany. Jde především o přípravu etanolového extraktu, který je u všech příkladů totožný. Suky smrku ztepilého (Picea abies) projdou senzorickou kontrolou a poté jsou homogenizovány (nadrceny) pomocí střižného mlýna (Cutting Míli SM 100, Retsch, Haan, Německo) případně konstrukčně podobným mlecím zařízením. Následně jsou z homogenátu suků odstraněny nepolární látky terpenického a pryskyřičného charakteru, a to zahříváním a varem 300 g dřevní hmoty s nepolárním rozpouštědlem o objemu 600 ml. Vhodný je například hexan. Vše je prováděno pod zpětným chladičem po dobu minimálně 1 hodiny, tento proces je opakován s čistým rozpouštědlem. Po ochlazení varné baňky se směs filtruje za sníženého tlaku, následuje odpaření zbytkového nepolárního rozpouštědla z dřevní hmoty za sníženého tlaku vakuovou rotační odparkou. Z takto upravené dřevní hmoty se dále připravuje lihový extrakt následujícím postupem: dřevní hmota je pod zpětným chladičem vařena v 600 ml potravinářského lihu (96%) minimálně po dobu jedné hodiny. Po ochlazení baňky je kapalná fáze odstraněná filtrací za sníženého tlaku. Extrakce se provádí dvakrát pokaždé se stejným množstvím čistého rozpouštědla. Filtráty z obou stupňů extrakce jsou spojeny a zahuštěny za použití rotační odparky na obsah 80 až 100 g lignanů v 1 litru. Takto připravený tekutý extrakt smrkových suků je možné použít na zvýšení obsahu přírodních lignanů v čokoládě.

Příklady uskutečnění technického řešení

1. K 4 500 g sacharózy a 4 000 g kakaové hmoty se přidá 1 500 g kakaového másla. Směs se zjemní válcováním. Následně se při teplotě 65 až 75 °C čokoláda začne konšovat za stálého míchání, v této fázi se současně přidá 5 000 mg lignanů v podobě etanolového extraktu suků smrků. Následuje 12 hodinové konšování při kterém dochází k odpaření etanolu vpraveného do čokolády

-2CZ 30250 Ul s lignanovým extraktem suků smrků. Zároveň dochází ke zvyšování homogenity čokoládové hmoty. Poté se hmota temperuje na 50 °C a následným procesem ochlazení se pozitivně ovlivní konečná struktura výrobku. Takto připravená surovina se odlévá do forem ve tvaru tabulkové čokolády.

2. Hmotnost 1000 g polotovaru čokoládové hmoty s obsahem kakaové sušiny 70 % se rozpustí při teplotě 65 až 70 °C. Následně se čokoláda začne konšovat za stálého míchání, v této fázi se současně přidá 250 mg lignanů v podobě etanolového extraktu suků smrků. Následuje 30 minutové konšování, při kterém dochází k odpaření etanolu vpraveného do čokolády s lignanovým extraktem suků smrků. Zároveň dochází ke zvyšování homogenity čokoládové hmoty. Poté se hmota temperuje na 50 °C a následným procesem ochlazení se pozitivně ovlivní konečná struktura výrobku. Takto připravená surovina se odlévá do forem ve tvaru tabulkové čokolády.

3. Hmotnost 1000 g polotovaru čokoládové hmoty s obsahem kakaové sušiny 70 % se rozpustí při teplotě 65 až 70 °C. Následně se čokoláda začne konšovat za stálého míchání, v této fázi se současně přidá 500 mg lignanů v podobě etanolového extraktu suků smrků. Následuje 30 minutové konšování, při kterém dochází k odpaření etanolu vpraveného do čokolády s lignanovým extraktem suků smrků. Zároveň dochází ke zvyšování homogenity čokoládové hmoty. Poté se hmota temperuje na 50 °C a následným procesem ochlazení se pozitivně ovlivní konečná struktura výrobku. Takto připravená surovina se odlévá do forem ve tvaru tabulkové čokolády.

4. Hmotnost 1000 g polotovaru čokoládové hmoty s obsahem kakaové sušiny 70 % se rozpustí při teplotě 65 až 75 °C. Následně se čokoláda začne konšovat za stálého míchání, v této fázi se současně přidá 2500 mg lignanů v podobě etanolového extraktu suků smrků. Následuje 30 minutové konšování, při kterém dochází k odpaření etanolu vpraveného do čokolády s lignanovým extraktem suků smrků. Zároveň dochází ke zvyšování homogenity čokoládové hmoty. Poté se hmota temperuje na 50 °C a následným procesem ochlazení se pozitivně ovlivní konečná struktura výrobku. Produkt se odlévá do formy ve tvaru bonbonů o hmotnosti 5 gramů. Přitom jeden bonbon obsahuje pro konzumenta polovinu doporučené denní dávky lignanů.

Senzorické hodnocení přijatelnosti a intenzity hořkosti čokolády se zvýšeným obsahem přírodních lignanů

Množství přidáných lignanů (mg/kg)	Konzumentská přijatelnost	Intenzita hořkých chutí
Body	Odchylka	Body	Odchylka
	73	±9	51	±5
250	68	±14	55	±4
500	72	±11	54	±8
2500	68	±12	69	±8

Pozn.:100 bodů = maximum konzumentské přijatelnosti nebo intenzity hořkých chutí

Průmyslová využitelnost

Vyrobená čokoláda se zvýšeným obsahem přírodních lignanů podle užitného vzoruje využitelná jako dochucovadlo dodávající do čokolády pocit hořkosti. Čokoláda se obohacením o lignany stává doplňkem stravy. Ve vysokých dávkách může jít o formu chuťově přijatelnějšího výrobku pro zabezpečení denní dávky lignanů v potravě.

Claims

1. Čokoláda se zvýšeným obsahem přírodních lignanů, vyznačující se tím, že vl kilogramu obsahuje minimálně 10 mg a maximálně 10 000 mg lignanů, nejvýhodněji 250 až 2 500 mg lignanů.

5 2. Čokoláda se zvýšeným obsahem přírodních lignanů podle nároku 1, vyznačující se tím, že 250 až 2 500 mg lignanů je ve formě etanolového extraktu ze smrkových suků na začátku technologické fáze konšování čokolády, při kterém dochází k odpaření etanolu z produktu.