Sacharidy    ● polyhydroxyaldehydy, polyhydroxyketony, minim. 3 alifaticky váz. C,   ● sloučeniny tvořené jejich vzájemnou kondensací za vzniku acetalových vazeb (tj.              látky, ze kterých vznikají sacahridy hydrolýzou,  ● produkty oxidace, redukce substituce aj. reakcí sacharidů.    Rozdělení:  dle počtu atomů C v molekule:  ● triosy, tetrosy, pentosy, hexosy……  dle funkční skupiny:  ● aldosy ​(př.: aldopentosa)  ● ketosy ​(př. ketohexosa)  podle počtu cukerných jednotek vázaných v molekule  ● monosacharidy  ● oligosacharidy ​(2­10 jednotek stejných či různých monosacharidů, glykosidové –  poloacetalové vazby)  ● polysacharidy ­ ​glykany​ ​( > 10 jednotek)  ● složené  ​(konjugované, komplexní)​ sacharidy ​(+ peptidy, proteiny, lipidy…)    (Pozn.: Mono­ a oligosacharidy – ​cukry​ – společné vlastnosti, sladkou chuť, dříve též ​glycidy​)    Vznik​ v přírodě – v buňkách fotoautotrofních organismů (fotosynthesa)  Heterotrofní organismy – získávají potřebné sacharidy z organismů autotrofních nebo  z nesacharidových substrátů (AA, hydroxykyseliny, glycerol aj. (glukoneogenese).   V živočišných buňkách – několik % sacharidů, v rostlinných pletivech 85­90% sacharidů.  Funkce v buňkách:  ● zdroj energie (1g sacharidu – 17 kJ)  ● zákl. stavební jednotky mnoha buněk   ● ochrana buňky proti externím vlivům (některé poly­ a složené sacharidy)  ● biologicky aktivní látky (př.: oliosacharidy mléka)  ● složky biol. aktivních látek (glykoproteiny, koenzymy, hormony, vitaminy…).    Chem. reaktivita (obecně) – značně reaktivní, nejvýznamnější reakce s aminosloučeninami  (při skladování a zpracování potravin) = tzv. reakce nenzymového hnědnutí (Maillardova  reakce – produkty žluté, hnědé až černé pigmenty ​melanoidiny​, aromatické látky, antinutriční  i toxické látky).    Monosacharidy    Struktura ​ ­ aldosy, ketosy, dle počtu C triosy, tetrosy, pentosy….  V potravinách obvykle lineární řetězce, též možné i rozvětvené řetězce.  Volná karbonylová skupina (acyklické látky – triosy výhradně, vyšší zřídka)  Vyšší monosacharidy v pěti­, šesti­ , vyjímečně v sedmi­ členných strukturách (látky cyklické  – poloacetaly, laktoly), formálně odvozené od tetrahydrofuranu, tetrahydropyranu =  heterocykly.     Aldosy  Aldotriosa – glyceraldehyd (aldehydová skupina v C­1, C­2 chirální => dva konfigurační  isomery D­(+)­  a L­(­)­ glyceraldehyd – ​optické isomery, antipody, enantiomery,  ekvimolární směs – ​racemát​.   Aldosy – názvy triviální (běžně užívané v praxi), názvy systematické.  Rozvětvený řetězec – jako složky pektinů (př.: D­apiosa).  Od glyceraldehydu lze odvodit další aldosy.    Ketosy  Ketotriosa – dihydroxyaceton (1,3­dihydroxy­2­propanon) opticky neaktivní, lze odvodit další  ketosy (viz …).     Cyklické struktury  Spontánní intramolekulární adice  prim. nebo sek. –OH na –C=O   nebo –CH=O  ­  cyklické  poloacetaly  (​laktoly  ­ ​energeticky výhodná konfigurace). Přednostně 6­ti členné cykly  (​pyranosy​), 5­ti členné cykly (​furanosy​), vyjímečně 7­mi členné cykly  (​septanosy​).   Na C­1 (aldosy) resp.C­2 (ketosy) – nové chirální centrum. Uhlík karbonylové skupiny –  anomerní ​uhlík, nově vytvořená –OH – ​anomerní hydroxylová skupina​, odpovídající  dvojice izomerů – ​anomery ​(označení konfigurace substituentů na anomerním C ­  relativní  konfigurace vůči atomu C, který určuje příslušnost k řadě D­ či L­.     V krystalickém stavu – výhradně cyklické struktury. Po rozpuštění po určité době rovnováha  mezi a anomerem ­ ​mutarotace​. Složení rovnovážné směsi závisí na druhu rozpouštědla, pH  (acidobasická katalýza) a teplotě.    V enzymově aktivních rostlinných i živočišných materiálech – mutarotace sacharidů  obsahujících vázanou glukosu a galaktosu katalyzována mutarotasou (aldosa 1­epimerasa).   (Viz tab.)    Konformace​  (prostorová orientace molekuly)  Pyranosy  Energeticky nejvýhodnější forma židličková (C – ​Chair​), formy vaničková (B – ​Boat​),  zkřížená konformace (S – ​Skew​), položidličková (H – ​Half­chair​) jen zřídka.    Furanosy  Nejčastější konformace obálkové (E – ​Envelope​), zkřížené (T – ​Tvist​) – energeticky  rovnocenné. Reálně existuje 10 E­konformací a 10 T­konformací – vzájemně se  transformující – ​pseudorotace​.  Konformace a množství jednotlivých anomerů sacharidů v roztocích a též v potravinách závisí  na intramolekulárních nevazebných interakcích.     Výskyt  Mono­ a oligosacharidy – běžná složka všech potravin, obsah a zastoupení jednotlivých cukrů  značně proměnlivý (obecně převládají polysacharidy).  Relat. velké množství v ovoci – obsah se zvyšuje během zrání, kolísá v závislosti na druhu,  stupni zralosti, podmínkách posklizňového uskladnění, zpracování atd.  Př.: jablka – v době sklizně přítomny stopy škrobu, během posklizňového dozrávání škrob  zcela degradován, částečný rozklad hemicelulos a pektinu, roste obsah monosacharidů.    Volná D­glukosa (hroznový cukr, škrobový cukr, dextrosa) a D­fruktosa (ovocný cukr,  levulosa) – hlavní monosacharidy většiny potravin, Minoritní – volná D­manosa, D­galaktosa,  další hexosy a jejich deriváty.    Pentosy v potravinách v menším množství. Hlavní D­ribosa, L­arabinosa, D­xylosa (dřevní  cukr).   Do mnoha potravin přidávány sacharidy pro zlepšení organoleptických vlastností (chuť,  textura) – nejčastěji monosacharidy jako invertní cukr a glukosové nebo fruktosové sirupy.    Maso, masné výrobyky:  Glykogen (živočišný škrob) – ve svalech teplokrevných živočichů asi 0,02 – 1% (v závislosti  na věku aj.), u ryb do 0,3 %, ​post mortem ​rychlá degradace – v mase po zrání monosacharidy  resp. fosforečné estery (0,1­0,15 % ­  0,1% glukosa­6­fosfát, 0,02% glukosa­1­fosfát a  fruktosa­1,6­bifosfát, minoritní glukosa, fruktosa, ribosa.     Mléko, mléčné výrobky:  Majoritní laktosa (disacharid), minoritní glukosa, další oligosacharidy (viz…).    Vejce:  Obsah (v sušině) – bílek 9 g.kg​­1​ , žloutek 1 g.kg​­1​  (v bílku asi polovina, ve žloutku pětina  sacharidů vázaných v glykoproteinech – galaktosa, mannosa, glokosamin, galaktosamin,  laktaminová kys., zbytek volné monosacharidy – glukosa – 98%, minoritní mannosa,  galaktosa, arabinosa, xylosa, ribosa, deoxyribosa).     Med:  Glukosa, fruktosa, minoritní oligosacharidy – viz tab.    Cereálie a cereální výrobky:  Mono­ a oligosacharidy vznikající degradací škrobu – minoritní (glukosa, fruktosa, maltosa,  sacharosa, rafinosa aj. – obsah proměnlivý, závisí na stupni hydrolýzy škrobu).    Ovoce:  Glukosa – 0,5 ­ 32 %    Fruktosa – 0,4­ 24 %  Polysacharidy – pektin, celulosa (vláknina)  Viz tab.  Hrozny révy vinné – zralé  ­ glukosa a fruktosa 8 + 8 %, v přezrálých hroznech převládá  fruktosa.  Ve vinném moštu obsah cukrů  120 – 250 g.l​­1    Suchá vína < 4 g.l​­1​  zbytkového cukru (vyjádřeno jako glukosa) viz tab.  Některé ovoce – méně obvyklé cukry:  Př.:   ● jeřabiny (D­sorbosa)  ● jahody (heptulosy )  ● avokádo (heptulosy, oktulosy, nonulosy)    Zelenina:  Majoritní glukosa, fruktosa, polysacharidy škrob, celulosa, hemicelulosy, pektin.   Př.:  v luštěninách ve vyšším množství sacharosaa další oligosacharidy.  Miříkovité ​Apiaceae​ (celer, petržel) – apiosa ve formě glykosidů.   Okopaniny, kořenové zeleniny  ­ škrob.  Lahůdkové zeleniny – (artyčok, čekanka, černý kořen) čeledi hvězdicovitých ​Asteraceae​ –  jako rezervní polysacharid ​inulin      Fyziologie, výživa  Heterotrofní organismy – zisk energie pro endergonické reakce oxidací hl. živin, vč.  sacharidů.  Asi 75 %  příjmu energie zajišťované sacharidy poskytují polysacharidy, 25 % mono­ a  oligosacharidy.   Reakce v organismu: štěpení polysacharidů (​sacharidasy​) na oligosacharidy, hydrolýza na  monosacharidy.  V tenkém střevě  ­ aktivní resorpce (glukosa a galaktosa ve formě fosforečných esterů) nebo  difusí (ostatní monosacharidy) do tělních tekutin.   Transport do jater, transformace na glukosu (klíčová sloučenina metabolismu a zdrojem  energie rostlin a živočichů), oxidací vznikají jednoduché org, sloučeniny, konečný produkt  CO​2​ a H​2​O. Přebytek glukosy deponován v játrech a ve svalech jako glykogen.   Důsledek příjmu glukosy potravou (galaktosa se rychle metabolizuje na glukosu, opačná  reakce probíhá v mléčné žláze)­ výrazné zvýšení hladiny glukosy v krvi – reguluje insulin  (vylučovaný pankreatem). Glukosa a galaktosa ​nevhodné pro diabetiky​.   Ostatní využitelné monosacharidy nemají na hladinu krevního cukru podstatný vliv (fruktosa  vyvolává asi poloviční sekreci insulinu než glukosa    Použití  Rozhodující vliv na organolšeptické vlastnosti potravin (chuť, vhled, textura, rheologické  vlastnosti aj.).   Sladkost – relativní:  ● sacharosa 100 %  ● D­glukosa 40­70 %  ● D­fruktosa 90 – 180 %  Glukosa – surovina pro výrobu ethanolu kvasnou technologií aj.              Deriváty monosacharidů  Cukerné alkoholy   vznikají redukcí karbonylové skupiny aldos a ketos (polyhydroxyderiváty uhlovodíků).    Alditoly:  Redukce aldos – vzniká jediný alkoholický cukr  Redukce ketos – (vytvoří se nový asymetrický uhlík) – vznikají dva diastereoisomerní  alkoholické cukry.  Př.: aldosy (erythrosa, threosa), ketosy (erythrulosa)  Konformace ​tzv. cik­cak (př.: planární konfomer – xylitol).  Výskyt:  Přirozené složky potravin vznikající biochemickými reakcemi.  Některé syntetické alditoly – potravin.aditiva (náhl. sladidla – sorbitol, mannitol, isomalt,  maltitol, laktitol, xylitol).  Erythritol ­  ve vinném moštu a ve vínech  ribitol – součástí riboflavinu  D­arabinitol, xylitol –  ovoce, zelenina, houby (žampiony ​Agaricus bisporus ​D­arabinitol –  3,5 g.kg​­1​  suš., xylitol 1,3 g.kg​­1​  suš.)  D­mannitol – houby (žampiony 20% suš.), celer (18% suš.)  glucitol – ovoce (viz tab.)  galaktitol – kysané mléčné výrobky.  Využití ve výživě:  Malý vliv na hladinu glukosy v krvi => využití jako náhradní sladidla.  Laxativní účinky (povinná informace u sladidel s obsahem alditolu > 10%).     Cyklitoly:  Polyhydroxyalkoholy (formálně odvozené od cyklohexanu).   V rostlinách kromě hexahydroxyderivátů (​inositoly​) též penta­, tetra­ tri­  hydroxycyklohexany (a jejich deriváty).  Konformace ​– židličková stericky stabilní.   Výskyt:  Myo­​inositol (ve vázaných formách) – obiloviny, luštěniny (hexafosfát – ​fytová kys​., Mg, Ca  soli – ​fytin​), př.: pšenice 10 g.kg​­1​ fytinu, v těstě se hydrolyzuje 70­80% ​fytasou ​z droždí na  myo​­inositol.   Stereoisomery inositolu dále v sóji, vinném moštu a vínu.  Fosfoinositoly ​(​myo­​inositol ve formě fosfolipidů​ ­ ​potraviny živočišného původu.  Využití ve výživě (​myo​­inositol):  Klíčová látka v metabolismu mikroorganismů, rostlin i živočichů – dříve řazen mezi vitaminy.  Derivát ​fytin​ – antinutriční látka.     Cukerné kyseliny     ­ oxidací aldehydové skupiny aldos – ​aldonové​ kyseliny.    Volné kys. (v kys. prostředí) tvoří pětičlenné ­laktony (stálé) nebo šestičlenné ­laktony (méně  stálé).    ­ oxidací primární hydroxylové skupiny monosacharidů – ​uronové ​kyseliny. Tvoří snadno  6,3­laktony furanosové či pyranosové formy.    Výskyt:  Jako přirozená složka potravin – v rostlinných materiálech. Glukuronové kys. – stavební  jednotky některých polysacharidů.     Výživa: Glykosidy ­laktonu D­glukuronové kys.  (D­glukoronidy) se uplatňují v organismu  při detoxikačních procesech.     Pouřití: Př.: ­lakton D­glukonové kys. jako aditivum  (0,1%) k fermentovaným salámům – po  hydrolýze volná kys. potlačuje růst nežádoucí hnilobné mikroflóry. Souč. kladně+ působí kys.  mléčná a octová po fermentaci D­glukonové kys. bakteriemi rodu ​Lactobacillus.    Glykosidy    Vznikají reakcí poloacetalové hydroxylové skupiny s hydroxysloučeninami (názvosloví od  přísl.cukru – glukosa­glukosidy ….).  Necukerná část – ​aglykon ​(fenoly, alicyklické triterpenové alkoholy, další steroidy, jiné  hydroxysloučeniny =>​heteroglykosidy​.  (Je­li reagující hydroxysloučeninou jiný cukr =>​homoglykosidy  = ​oligo­, polysacharidy).    Též S­glykosidy (thioglykosidy – př.: glukosinoláty), N­glykosidy (glykosylaminy),   C­glykosidy (nehydrolyzují v kys. prostředí, př.: některá přírodní barviva).    Další deriváty cukrů​:   Ethery​ cukrů – minoritní stavební jednotky některých polysacharidů (př.:  2­O­methyl­L­fukosa – složka pektinů).  Estery​ cukrů – běžná složka všech potravin, nejběžnější fosforečné estery (součást  pyrimidinových a purinových nukleotidů v RNA, volné nukleotidy – ATP apod.).  Estery s kys. sírovou – součást mukoproteinů živočišných tkání jako stevbní jednotky  mukopolysacharidů.  Estery s kys. octovou – př. součást některých gylkosidů (saponiny apod.).  Estery D.glukosy s fenolovými kyselinami – př. vakcinin v brusinkách ​Vaccinium vitis­idaea,  (E)­1­​O​­cinnamoyl­­D­glukopyranosa v jahodách ​Fragaria vesca​ aj.  Syntetické estery s mastnými kyselinami – jako emulgátory (potravin.aditiva).  Ulosy​ – monosacharidy obsahující v molekule souč. aldehydickou skup. i ketoskupinu (též  gylykosulosy).  Anhydrocukry​ (glykosany) – vznikají intramolekulární kondensací poloacetalové event.  dalších –OH při zahřívání cukru v kys. roztocích (karamel).  Deoxycukry ​– jedna nebo více –OH nahrazena –H. V potravinách deoxycukry vázané  v glykosidech, glykoproteinech, bakteriálních lipidech.   Významná 2­deoxy­D­ribosa – součást DNA.  Aminoderiváty​ ­  ­OH nahrazena –NH​2​ (náhrada poloacetalové –OH – glykosylaminy,  náradou jiné –OH – aminocukry).  Výskyt:   ­ glykosylaminy – přirozená složka všech potravin (ve formě nukleosidů a nukleotidů,  cukerná složka D­ribosa nebo 2­deoxy­D­ ribosa      ● aminocukry – stavební jednotky řady polysacharidů (chitin), heteropolysacharidů   v mukoproteinech, glykopeptidech a glykoproteinech (mléko, vejce, krevní sérum, synoviální  kapaliny kloubů, hlenu dýchycího ústrojí, slin, oligosacharidů mléka apod.), v gylkolipidech  buněčných membrán, v peptidoglykanech bakteriálních buněčných stěn (mureiny).     Oligosacaharidy    Oligomery monosacharidů – vázáno 2 až 10 molekul monosacharidů glykosidickou vazbou  (homoglykosidy).  Názvosloví – di­ tri­ …….deka­sacharidy.  Monosacharidy v oligosacharidech ve formě pyranosy nebo furanosy, nejčastěji hexosy.    Disacharidy​ – kondensace ­ nebo ­anomerní –OH monosacharidu s kteroukoli –OH jiného  monosacharidu.   Vzáj. kondensací dvou poloacetal. –OH (vzniklý disacharid neobsahuje anomerní –OH) =>  neredukující cukr.  V jiném případě => redukující cukr (jako výchozí monosacharid vykazuje  v roztoku mutarotaci a vyskytuje se jako ­ nebo ­anomer.  Připojením dalších monosacharidů vznikají tri­ a vyšší oligosacharidy.   Př.: kondensace ­D­glukopyranosy a ­D­glukopyranosy.    Glukooligosacharidy  di­, tri­ a vyšší oligosacharidy – běžné minoritní složky potravin přirozeně i jako aditiva.  Nejvýznamnější ​maltosa ​(sladový cukr). Konformace ve vodném roztoku a v kyrstalickém  stavu – viz obr.  Výskyt:  Ve většině potravin. V chlebovém těstě – produkt hydrolýzy škrobu enzymy kvasinek  Saccharomyces cerevisiae. ​V klíčících semenech (ječmen­sladový cukr), v medu – až 16% (s  fruktosou – 27­44%), glukosou (22­40%), sacharosou (0,3­7,6%) aj. oligosacharidy,  v obilovinách, v ovoci. (Viz tab. med)  Výživa:  Relat. sladivost 30­60% sladivosti sacharosy. Po hydrolýze maltasou na glukosu – využitelný  cukr. Příjem maltosy dietou značně ovlivňuje hladinu cukru v krvi a sekreci insulinu.    Další glukooligosacharidy – viz tab.    Fruktooligosacharidy  Nejvýznamnější ​sacharosa ​(řepný, třtinový cukr), neredukující disacharid. Konformace ve  pevném stavu i ve vodném roztoku – stabilizace dvěma H­vazbami.   Výskyt:  V rostlinách (ovoce, zelenina) – viz tab. Sacharosu ​neobsahují ​např. třešně, hrozny révy vinné  (​Vitis vinifera​), fíky aj.   Průmyslový zdroj sacharosy: cukrová třtina (​Saccharum officinarum​), cukrová řepa (​Beta  vulgaris ​ssp. v​ulgaris ​var. ​altissima​ (vyšlechtěné odrůdy 15­20% sacharosy).  Místní zdroje sacharosy:  Př.: Alžír, Irák – datlový cukr (datle až 81% sacharosy)  Indie, Filipíny – palmový cukr ze šťávy palem  (​Phoenix silvestris, Borassus flabilliformis,  Cocos nucifera, Cariora ureus​)  Kanada, U.S.A., Japonsko – javorový cukr (javor cukrodárný ​Acer saccharum​),  čirokový cukr  (stébla čiroku ​Sorghum dosna​).    Výživa:   Po hydrolýze na fruktosu a glukosu je resorbovatelná a využitelná jako zdroj energie.  Významný vliv sacharosy na obsah glukosy v plasmě a na sekreci insulinu.    Použití:  Jako sladidlo  Jako surovina pro výrobu invertního cukru, fruktooligosacharidů, palatinosy, palatinitolu,  glykosylsacharosy, laktosacharosy.   Invertní cukr ​ ­ kys. nebo enzym hydrolýzou sacharosy – ekvimolární směs D­glukosy a  D­fruktosy. Použití – aditivní látky, nejčastěji ve formě sirupu (rel.sladkost 95­105% slad.  sacharosy).  Fruktooligosacharidy​ – ve vodě rozpustné, sladké (40­60% slad. sacharosy), nehydrolyzují  se sacharidasami – tzv. rozpustná vláknina. (V tlustém střevě fermentovány anaerobními  bakteriemi za vzniku nižších MK, L­mléčné kys., CO​2​, CH​4​, H​2​).  Růstový faktor blahodárně působících bifidobakterií (​Bifidobacterium bifidum​) – jimi  produkované kys. (mléčná, octová) resp. snížení pH a produkce látek s antibiotickými a  imunomodulačními účinky (bifidin aj.) potlačují růst nežádoucí mikroflory (​E. coli,  Streptococcus faecalis, S. proteus, Clostridium perfringens, též Staphylococcus aureus,  Salmonella typhosa ​– jim připisován  vznik toxických produktů fermentace​  ​    ­ amoniak,  aminy, nitrosaminy, fenoly, indoly aj.). Bifidogenní bakterie též produkují thiamin, riboflavin,  niacin, pyridoxin, folacin, vit. B​12​.   Melasa  Obsahuje 60% sacharosy a 40% necukerných látek (K­soli, org.kys., AA, aj.).  Řepná melasa­ krmivo hosp. zvířat, substrát pro výrobu droždí, ethanolu, citronové a mléčné  kys., glycerolu, acetonu aj.  Melasa z cukrové třtiny – 30­40% sacharosy, 10­25% redukujících látek, 5% akonitové kys.  Použití k výrobě pravého rumu a araku.  Další fruktooligosacharidy – viz tab.  Galaktoligosacharidy – viz tab.             Polysacharidy ​(glykany)    >10 monosacharidových jednotek (až 10​6​ )    Rozdělení dle monomerních jednotek  ● homopolysacharidy​ (homoglykany) výlučně identické monomerní jednotky. Př.:  škrob (amylosa, amylopektin), glykogen, celulosa ­ monomerní jednotky  pouze  D­glukosa  ● heteropolysacharidy ​(heteroglykany) – monomerní jednotky tvořeny dvěma či více  různými monosacharidy, event. deriváty – glukuronové kys., jejich estery, deoxycukry  aj. (většina polysacharidů).    Rozdělení dle uspořádání polymerního řetězce    ● lineární ​(př.: amylosa, celulosa)                          ­   nevětvené ​(př.:amylosa, xcelulosa)                          ­   větvené                                          ­  ​jednou větvené​ (př.: dextran)                                          ­  substituované ​(př.: guarová guma)                                          ­  několikrát větvené​ (př.: amylopektin)  ● cyklické ​(vyšší cyklodextriny)    (Názvosloví  homoglykanů – monosacharidový základ – náhradou  ­osa => ​­an​.)    Stavební jednotky homoglykanů  ● pentosy – ​pentosany  ● hexosy – ​hexosany  ● glykuronové kys. – ​glykuronany ​(polyuronidy)    Primární struktura polysacharidů​ (pořadí monosacharidů):  ● pravidelná (u homoglykanů a některých heteroglykanů)  ● pravidelné střídání monosacharidů (karagenany)  ● po určitých úsecích v řetězci dochází k narušení pravidelné struktury (pektiny)    Sekundární struktura​ (konformace makromolekuly) – dána  druhem monosacharidových  jednotek, jejich konformací a způsobem vzájemných vazeb   ● lineární makromolekuly (př. celulosa) stabiloizovány H­můstky mezi –OH skup. jedné  molekuly glukosy a O pyranosového cyklu druhé molekuly  ● konformace „krabice na vejce“ – H­vazby mezi –OH monomeru a ionty Ca či iontové  vazyb disociovyných –COOH a iontů Ca (algináty)  ● šroubovicové konformace (karagenany)    Terciální struktura​ (kombinace sekundárních struktur) – př. krystalické mikrofibrily celulosy,  dvojité a trojité šroubovice ­karagenanu.    Rozdělení polysacharidů dle původu​ (významných ve výživě člověka):  ● polysacaharidy rostlin ​(nejvýznamnější ve výživě člověka)  ● polysacharidy živočichů​ a ​ostatní přirozené polysacharidy ​(význam minoritní nebo  žádný ve výživě člověka).    Rozdělení polysacharidů dle funkcí v živých organismech​ (tkáně živočichů, pletiva a buňky  rostlin, řas, vyšších hub a mikroorganismů):   ● zásobní​ (rezervní) ­ ​u živočichů ​(glykogen)                                             ­ ​u rostlin​ (semena, hlízy, oddenky, cibule, kořeny)                                                              ­ škroby​ (obiloviny, luštěniny, hlízy brambor)                                                                ­ neškrobové polysacharidy ­ ​glukofruktany, fruktany                                                                  (kořen čekanky, semena obilovin)                                                                ​galaktomannany ​– tzv. gumy semen (guarová guma,                                                                  lokustová guma – zásobní polysacharidy luštěnin)                                                                 ​glukomannany ​(konjakové hlízy)                                                                 ​xyloglukany​ (řepková a tamarindová semena)    ● stavební ​(strukturní) ­ ​u živočichů​ ​chitin​ (exoskelety korýšů, měkkýšů, hmyzu),                                                                          mukopolysacharidy​ (proteoglykany v pojivových                                                                          tkáních)                                                 ­ u rostlin ​(ve stěnách rostlinných buněk)                                                                  ​celulosa                                                                 ​ ​necelulosové polysacharidy ​(asociované s celulosou)                                                                        ­ hemicelulosy ​(​xyloglukany​ ­ ovoce, zelenina,                                                                             okopaniny, luštěniny,                                                                           ​arabinoxylany​, ​­glukany​ – obiloviny                                                                           ​galaktomannany​ ­ luštěniny                                                                         ­ ​pektiny                                                                           ­ lignin – ​polymer fenylpropanových jednotek                                                                             (nikoli monosacharidových) asociován                                                                             s celulosou, doprovodné látky třísloviny,                                                                             proteiny, lipidy).      ● jiné funkce ​(související s hospodařením s vodou a ochranou poškozených pletiv)                                                  ­ rostlinné exudáty ​(rostlinné gumy) – př. arabská guma,                                                    tragant)                                                  ​­ rostlinné slizy    Přirozený výskyt polysacharidů v potravinách    Ovoce – ​pektin, ​minoritní ​celulosa​, ​hemicelulosa​, ​lignin​. V nezralém ovoci ​škroby​ (př.  jablka 2,5%), zráním se obsah snižuje k nule. Vyjímka – banány – 3% škrobu, 1%  glukofruktanů.  Kořenové zeleniny, okopaniny – ​škrob – ​zráním obsah vzrůstá.   Dvouděložné zeleniny čeledi ​Astracae​ (př. černý kořen, artyčoky, topinambur, cibule  jednoděložných rostlin čeledi ​Liliaceae​ (př. česnek, kuchyňská cibule) – hlavní rezervní  polysacharidy​ ​glukofruktany​.  Většina zeleninových rostlin – ​celulosa​, ​hemicelulosy​, ​pektiny​, ​lignin​.   Obiloviny – ​škrob​, ​hemicelulosy​, v otrubách ​celulosa a lignin​.     Rozdělení polysacharidů z hlediska výživy  ● využitelné​ – škrob (hlavní energetický zdroj), glykogen  ● nevyužitelné ​(balastní​ ​– u člověka a monogastrických zvířat chybí enzymový aparát  pro jejich trávení) ­  celulosa, hemicelulosy, pektin, polysacharidy jako aditiva  (polysacharidy mořských řas, mikrobiální polysacharidy, rostlinné gumy a slizy,  modifikované polysacharidy), lignin, chitin. (Některé relet. dobře využitelné – př.  pektin).    Pozn.: nevyužitelné polysacharidy tradičně nepřesně označovány jako ​vláknina​.   Rozdělení dle rozpustnosti ve vodě   ● rozpustná vláknina ​(určitý podíl hemicelulos, pektiny, rostlinné slizy, polysacharidy  mořských řas, modifikované škroby a modifikované celulosy)   ● nerozpustná vláknina ​(celulosa, určitý podíl hemicelulos, lignin).    Vlastnosti a použití polysacharidů  ● přispívají k formování textury potravin  ● ovlivňují další organoleptické vlastnosti  ● rozpustné polysacharidy slouží jako aditiva – plnidla, zahušťovadla, zvyšují viskozitu,  působí jako  stabilizátory disperzí, jsou gelotvornými látkami.    Význam polysacharidů v moderních potravinářských technologiích –   vývoj výrobků se sníženým obsahem tuků a sacharosy.   Dříve dominantní nativní škrob – jeho spotřeba klesá ve prospěch modifikovaných škrobů.  Významné modifikované celulosy, rostlinné gumy, polysacharidy mořských řas a  mikroorganismů.      Polysacharidy rostlin    Škrob – ​hlavní zásobní živina rostlin – pohotovostní zásoba glukosy. Obsažen v organelách  cytoplasmy – ​plastidech ​(na rozdíl od strukturních polysacharidů, které tvoří součást  buněčných stěn). V pletivech, kde probíhá fotosynthesa, je v malém množství  v ​chloroplastech​, ve velkém množství v ​amyloplastech ​(speciálních buňkách kořenů, hlíz,  semen).  Je uložen v nerozpustných micelách – ​škrobových zrnech ​(škrobových granulích),  majících druhově specifický geneticky daný tvar (kulatý, oválný) a rozměr.   Struktura škrobu  Většina nativních škrobů – směs ​amylosy​ a ​amylopektinu ​v hmotnostním poměru 1:3 (dva  homopolysacharidy složených s molekul ­D­glukopyranosy v ​4​ C​1​ konformaci.   Molekula amylosy – ve vodě a v neutr. roztocích náhodně svinutá, místy s helikální strukturou  – levotočivá šroubovice.  Směs polymerů s různým stupněm polymerace (různým počtem glukosových jednotek) –  1000 – 2000 (škroby obilovin), až 4500 (bramborový škrob). M.w. 180 – 1000 kDa.   Amylosa​ – lineární ­D­(1­>4)­glukan (tedy polymer maltosy). Větvení asi na 10 místech,  částečně esterifikována kys. fosforečnou (pšeničný škrob – asi 0,055% P, bramborový  0,07­0,09% P) u obilních škrobů komplexy s lipidy. Jeden redukující konec.   Amylopektin​ – řetězce D­glukosových jednotek vázaných >) vazbou (polymer maltosy), po  10­100 jednotkách odvětvení postranních řetězců vazbou ­(1­>6) (stavební jednotkou  isomaltosa​). Výjimečně vazby ­(1­>3) (stavební jednotka ​laminaribiosa​). Na asi 400  glukosových zbytků připadá jeden zbytek esterifikovaný kys. fosforečnou.  Stupeň polymerace 50000­1000000, M.w. 10­200 MDa.  Mnohostranně větvená struktura makromolekuly (3 typy řetězců – vnější A, vnitřní B, hlavní  C), jeden redukující konec.    Škrobová zrna ​liší se v závislosti na rostlinném zdroji ultrastrukturou, mají společný model  (radiálně uspořádané molekuly amylopektinu ve tvaru disku – neredukující konce směřovány  ven z granulí – tvoří jejich povrch. Asociovány řetězce amylos (levotočivé šroubovice)  orientovány neredukujícími konci na povrch granulí – lokalisovány spolu s radiálně  orientovanými molekulami lipidů (mastné kys. vsunuty v helikálních částech molekuly  amylos). Vznikají nestechiometrické komplexy (inklusní sloučeniny). V povrchových  vrstvách granulí malé množství proteinů s m.w. 5­97 kDa.    Zdroje a výroba škrobu  Hlavní zdroje v potravinách i v průmyslové přípravě – brambory (​Solanum tuberosum​),  obiloviny – pšenice (​Triticum aestivum​), žito (​Secale cereale​), ječmen (​Hordeum vulgare​),  oves (​Avena sativa​), kukuřice ( ​Zea mays​), rýže (​Oryza sativa​), pseudocereálie laskavec  (​Amaranthus hypochondriacus​) aj.    Zdroj škrobu ve výživě též zralá semena luštěnin – hrachu (​Pisum sativum​), fazolí (​Phaseolus  sp.), čočky (​Lens culinaris​).  Významný zdroj škrobu v jiných zemích – hlízy sladkých brambor (topinambur ​Heliantus  tuberosus​), rostlina ​Manihot esculenta ​(v Asii a Africe nazývaná kasava, v Jižní Americe  maniok, juka, tapioka.   Minoritní zdroje ve výživě – banány (​Musa cavendishii​), jedlé kaštany (​Castanea sativa​),  různé ořechy (př.: oříšky ledvinovníku západního (​Anacardium occidentale​) známé pod názvy  kešu, kašu, akašu apod.    Výroba – granule volně uložené v amyloplastech, nejsou chemicky ani fyzikálně vázány na  jiné chemické složky.  Jejich měrná hmotnost 1600 kg.m​­3​  – po rozdrcení suroviny vypíráním  a dekantací na sítech nebo v centrifugách lze oddělit škrob v čisté formě.     Vlastnosti škrobu a změny    Želatinace ​(mazovatění)  Při běžné rel. vlhkosti přijímají škrob (=hygroskopické). Zrna asi 0,2 g vody na 1 g suchého  škrobu, obsahují asi 17% vody (13% pšeničný, 18­22% bramborový) aniž se mění objem –  imbibice ​na 1 molekulu glukosy 1,5 molekuly vázané vody). Ve strukturních jednotkách  glukanů celkem 5 atomů O, které mohou s vodou interagovat. Škrobová zrna ve vodě  nerozpustná – tvoří suspenzi. Při záhřevu – nepoškozená zrna dále absorbují vodu (imbibice)  až do určité teploty, při které nastává ​bobtnání – ​reverzibilní proces (počáteční želatinační  teplota – interval  10­15 ​o​ C – závisí na druhu škrobu, pH, přítomnosti solí, cukrů, lipidů, proteinů – běžně   50­70 ​o​ C). ​ ​V procesu želatinace změny ve struktuře škrobových zrn​ nevratné​ (tepelným  pohybem molekul přerušení stávajících vazeb, molekuly vody pronikají amorfními oblastmi  zrn, interagují s volnými vazebnými centry polymerů. Hydratované řetězce se oddalují,  odhalují se další možná vazebná centra, tato reagují s vodou, rozpadá se krystalická helikální  struktura postranních řetězců amylopektinu, hroutí se organisovaná struktura, vzniká amorfní  forma. Granule zvětšují objem.   Dalším záhřevem molekuly amylosy a amylopektinu původně lokalisované radiálně vystupují  na povrch, lineární molekuly amylosy (méně objemné nežli molekuly  amylopektinu)  pronikají tímto tangenciálně uspořádaným sítem , uvolňují se do prostředí, částečně se štěpí na  kratší řetězce, kde jsou zcela hydratovány. Uvolňuje se i malý podíl amylopektinu.  Důsledkem hydratace ( při 70 ​o​ C) příjem vody asi 25 násobků původní hmotnosti granulí, obje  1 g škrobu asi 200 ml, roste viskosita, při dostatečné koncentraci škrobu (min. 1%) vzniká  škrobový maz​. Pokračováním záhřevu se snižuje viskosita.   Ochlazením škrobového mazu viskosita roste – obnova H­vazeb mezi makromolekulami  amylosy a pektinu. Při dostatečné koncentraci škrobu vzniká se solu ​škrobový gel​. Z málo  koncentrovaných suspenzí škrobu vzniká viskosní pasta nebo viskosní koloidní roztok.   Škrobový gel je komplexní systém želatinových granulí v matrici tvořené amylosou.   Retrogradace  Želatinový škrob není v termodynamické rovnováze, po několika hodinách se mění struktura i  reologické vlastnosti. Dochází i intermolekulární asociaci mezi lineárními řetězci amylosy  H­vazbami, ztrácejí se vazebná centra vázající molekuly vody. Gely získávají gumovitou  texturu, vyšší pevnost, zředěné disperze se srážejí, vylučuje se voda, vzniká dvoufázový  systém ​s­l​. Tyto změny jsou dány vlastnostmi amylosy (min. amylopektinu). Děj je opakem  želatinace.   Želatinace i retrogradace závisí na řadě faktorů (původ škrobu, množství a stupeň polymerace  amylolsy, teplotě, obsahu vody, a dalších složek). K retrogradaci jsou náchylnější kukuřičné  škroby.ve srovnání s bramborovými.   Při skladování škrobových gelů s 45­50 % vody při teplotách < 5 ​o​ C je retrogradace silně  inhibována, , v rozsahu teplot – 5 ​o​ C do pokojové teplota je rychlost retrogradace vyšší než při  pokojové teplotě. Teploty 32­40 ​o​ C retrogradaci potlačují, při 65 ​o​ C k ní nedochází.   Pro mražené potraviny se lépe hodí  škroby s vysokým obsahem amylopektinu, kde je rozsah  retrogradace malý. Při skladování i těchto gelů při nízkých teplotách docházíke ztrátě čirosti a  vazkosti v důsledku asociace postranních řetězců.   Za přítomnosti solí a cukrů je stupeň retrogradace  nižší. V přítomnosti lipidů je retrogradace  potlačována tvorbou inklusních sloučenin s amylosou.      Změny v potravinách  Chléb a jiné cereální výrobky  Tvorbu škrobového gelu ovlivňuje přítomnost dalších složek – voda, cukry (mono­ a  oligosacharidy), lipidy, proteiny, soli, kyseliny.  Při mletí obilí – mechanické poškození 5­10% škrobových zrn. Při kynutí těsta poškozená  zrna přednostně atakována amylázami (diastasa mouky).   Škrob částečně hydrolyzován ​­​amylasou (glukosa, maltosa a dextriny) a ­amylasou na  maltosu, glukosu a maltotriosu,  maltosa (maltasou) hydrolyzována na glukosu.  Dextriny dále štěpeny pullulanasou , zbytky dextrinů dále štěpeny amylasami.   Rheologické vlastnosti těsta určovány hlavně vlastnostmi lepku. Žádoucí struktura těsta  vzniká jako důsledek interakcí částečně zbotnalých granulí škrobu s bílkovinami lepku,  s pentosany, denaturovanými bílkovinami a mazovatěním škrobu. Vzhledem k menšímu  množství vody (oproti škrobu v roztocích – př. puding) proběhne v těstě želatinace škrobu  v menší míře.   Čím je chléb pečen pomaleji při nižší teplotě, tím více nižších cukrů vzniká (př.  německý  chléb ​pumpernickel​ – teplota 100­150 ​o​ C, doba pečení 27­100 hod – chléb nasládlý, až 20%  redukujících cukrů – tyto při pečení podléhají reakcím neenzymového hnědnutí – typická  tmavohnědá barva kůrky a typická vůně).   Chlebová kůrka vystavená teplotě 160­180 ​o​ C – neenzymová hydrolýza škrobu na menší  celky, tyto kondensují ve větší molekuly, které se neštěpí sacharasami přítomnými  v zažívacím traktu – tzv. ​pražné ​dextriny.  Lipidy (tuky, oleje) a monoacylglyceroly (jako emulgátory) tvoří s amylosou inklusní  sloučeniny a zpomalují botnání granulí škrobu (rozsah želatinace je nižší).   Př.: bílý chléb (nízký obsah tuku) – během pečení želatinováno 96% škrobu  Pečivo s vysokým obsahem tuku (zvláště v povrchových vrstvách s nižší aktivitou vody) –  značný podíl neželatinovaného škrobu.  Retrogradace – tvrdnutí chleba a pečiva. Rozpěčením (topinky apod.) částečná reželatinace  škrobu.     Jiné potraviny​ – uvolňování amylosy z granulí do prostředí je nežádoucím jevem př. při  vaření těstovin, rýže apod.     Při konzervaci nezralého ovoce a zeleniny s vyšším obsahem škrobu  (jablka, hrášek) – vznik  kalných viskosních roztoků.   V kys. prostředí – hydrolýza škrobu – vznikají dextriny (tvoří méně viskosní roztoky – př.:  delší zahřívání pudingu obsahujícího kyselou ovocnou šťávu, ztekucování dresingů a majonéz  obsahujících škroby dochází působením enzymů z čerstvé zeleniny a koření.).  Skladování brambor při teplotách kolem 0 ​o​ C – enzymová hydrolýza škrobu (zvýšuje obsah  mono­ a oligosacharidů – sladká chuť).    Použití škrobu​ – přirozená součást mnoha potravinových komodit (ovlivňují    texturu a  funkční vlastnosti).  Nativní i modifikované škroby – užití jako ​aditiva​.  Komerční i technologické využití škrobu velmi široké (zahušťovadla, plnidla, želírující látky,  poutače vody, náhrady tuků, nosiče vonných látek, stabilizátory pěn a emulzí)  ● přímo nativní škrobová zrna v dispergované formě,   ● filmy získané sušením škrobových disperzí  ● extrudovaný škrob  ● surovina pro výrobu modifikovaných škrobů  ● surovina pro výrobu některých cukrů a jejich derivátů  (vedle potravinářství škrob využíván v jiných oborech – papírenský, textilní, farmaceutický  průmysl, stavebnictví, kosmetika aj.).    Modifikované škroby  Cíl – omezení některých nežádoucích vlastností nativního škrobu (nerozpustnost ve studené  vodě, vysoká viskozita škrobových mazů propůjčující výrobkům gumovitou strukturu, obsah  amylosy způsobuje tvorbu rigidních kalných retrogradujících gelů, hydrolýza v kys. prostředí  apod.), získání žádoucích vlastností nových.  Modifikované škroby   ● přeměněné ​(konvertované, degradované)  ● zesítěné  ● stabilizované  ● jinak modifikované      Přeměněné škroby​ – získají se z nativních  ● kyselou hydrolýzou (škroby modifikované kyselinami)  ● oxidací (bělené a oxidované škroby)  ● záhřevem (dextrinované škroby)    Kyselá hydrolýza – zahřívání konc. disperzí škrobů (36­40%) se zřeď. min. kyselinami  (<  7 % HCl, 2% H​2​SO​4​) na teplotu 40­60 ​o​ C (nižší než želatinační teplota) po několik hodin.  Produkt – tzv. rozpustný škrob ((poškozené granule botnají ve stud. vodě a při zahřátí na  teplotu vyšší než želatinační  se rozpadají. Užití: plnidla, náhrada tůků, náhrada sacharosy  (gumové dropsy, bonbóny), ve směsi s nat. škrobem pro přípravu pudingových prášků.    Bělené škroby​ (mírná oxidace peroctovou kyselinou, peroxidem vodíku, chlornanem sodnýcm  manganistanem draselným, chlorem aj. – spíše se odstraní doprovodné barevné látky  (karotenoidy).  Oxidované škroby  Oxidace v mírně alkal. prostředí s činidly – viz. Bělení.   (schema)  Oxidované škroby tvoří čiré tekuté soly s vyšší fluiditou než škroby nativní, ochlqazením  vznikají stabilnější gely se sníženou tendencí k retrogradaci. Nízká tendence k asociaci  molekul.      dextrinované  Zahřívání nativních škrobů suchých či okyselených zřeď. min. kyselinami (0,2%), teplota  100­200 ​o​ C, doba záhřevu min až hod:  ● bílé dextriny (nejkys. prostředí, krátká doba záhřevu, nižší teploty)    ● žluté dextriny  ● britské gumy (nejméně kys. prostředí)    Použití: adhesivní látky k přípravě lesklých povrchů cukrovinek a tablet, nosiče aromatických  sloučenin, koření, barviv, enkapsulace olejů a liposolubilních barviv.    Zesítěné škroby  ● adipáty  ● fosfáty  Adipáty – reakce škrobu s adipanhydridem (ve směsi s acetanhydridem ) ve slabě alkalickém  prostředí (vznik příčných vazeb, malé množství acetylovaných –OH na C­6). (Schema)  Fosfáty – reakce s oxychloridem fosforečným nebo trimetafosfátem sodným. Stupeň zesítění  nízký (1 příčná vazba na 1000­2000 glukosových jednotek). Výrazná změna reologickcýh  vlastností­tvoří se nekohesní pasty.  Použití: zahušťovadla, stabilizátory, úprava textury (náplně pečiva, dresingy, zahušťování  omáček, polévek), nevhodné pro výrobky skladované při nízkých teplotách.     Stabilizované škroby  Substituce některých –OH polysacharidů:  ● estery škrobů (acetáty, fosfáty, sukcináty aj.)  ● ethery (hydroxyalkylethery)  Obvykle se připravují ze škrobů nativních, též ze škrobů již modifikovaných.  Acetylované škroby­reakce škrobových suspenzí s acetanhydridem ve slabě alkalickém  prostředí (2,5 % acetylových skupin). Snížení želatinační teploty, vyšší stabilita vůči  retrogradaci při skladování produktů za nízkých teplot, vyšší stabilita v kys. prostředí.  Použití – jako zesítěné škroby.  Fosforylované škroby – reakcí vodné suspenze škrobu ve slabě alkalickém prostředí  s ​ortho­​Na​3​PO​4​, pyro­Na​4​P​2​O​7​ a tripolyfosfáty při teplotách 120­170 ​o​ C (stupeň substituce  <  0.25).  Bobtnají ve studené vodě, neželatinující čiré disperze, vyšší stbilita při nízkých teplotách.    Požití: jako zahušťovadla a stabilizátory neslaných nekyselých a mrazírenských výrobků,  pudingové prášky rozpustné za studena.    Jinak modifikované škroby  Modifikované škroby  upravené dalšími modifikacemi (kombinace kys. hydrolýzya  dextrinace, dextrinace se zesítěním apod.) – zesílení funkčnosti modifikovaných škrobů.  Modifikace působením enzymů (pullulanasa) – náhražky kaseinátů v imitacích sýrů.  Předželatinované škroby ­  škroby botnající ve studené vodě nebo v mléce – sušením  zbotnalých škrobů (pro přípravu pudingů za studeny).    Hydrolyzáty škrobů a jejich deriváty  Dříve výhradně kyselinami, v souč. (škrob modifikovaný ) se hydrolyzuje kyselinami,  postupně několika enzymy, nebo kombinovaně – vznika rozmanitých produktů dle způsobu a  podmíněk hydrolýzy.  Použití: sladidla, nahražky tuků a cukru v nízkolaloricjých výrobcích, jako látky upravující  texturu a jiné vlastnosti potravin.  Produkty hydrolýzy a dalších reakcí​:  Stupeň hydrolýzy – ​glukosový ekvivalent ​ (v anglos. a něm. literatuře ​dextrosový ekvivalent   (DE). DE=0 – škrob, DE = 100 – glukosa (%).   Produkty s hodnotou DE ​<​ 20 – viskosní roztoky, nemají sladkou chuť. S rostoucí hodnotou  DE – snižování viskosity, zintenzívnění sladké chuti. Dle převládajících složek:  ● maltodextriny​ (produkty hydrolýzy DE ​<​ 20 , 0,3­1,6% glukosy, 0,9­5,8 % maltosy,   1,4­11 % maltotriosy, 1,4­6,1 % maltoteraosy, 75,5­96 % vyšší sacharidy.   Použití: většinou se suší, výjměčně jako sirupy. Zvyšují hladkost a lesk výrobků (cukrovinky),  brání tvorbě krystalů (zmrzliny, mražené mléčné výrobky), nosiče aromat, pigmentů, tuků.  Škrobové sirupy​ – typ I (DE = 20­38), typ II (DE = 38­58), typ III (DE = 58­73), typ IV (DE  > 73). Typy II a III – maltosové sirupy, typ IV – glukosový sirup.  Použití: výroba cukrovinek, nealkoholických nápojů, ovocných sirupů, džemů, jako  stabilizátory konsistence (zmrzliny), nahražky tuků, surovina pro výrobu karamelu aj.   Jsou zkvasitelné – kvasné biotechnologie.  Cyklodextriny​ – cyklické maltooligosacharidy až polysacharidy, tvoří krystalické inklusní  komplexy s řadou organických sloučenin i plynů (vázaných uvnitř molekuly ­ ​enkapsulace​).  Použití: nosiče (enkapsulátory)vonných látek,   stabilizátory emulzí, k odstraňování hořké  chuti v citrusových džusech.  Fruktosové sirupy​­ z glukosových sirupů působením bakteriální glukosaisomerázy (​Bacillus  circulans​), podobné složení jako invertní cukr. Dalšími procesy – sirupy s  obsahem fruktosy  kolem 90% ­ sladivost 160­180 % sladivosti sacharosy.  Použití: podobně jako invertní cukr a sacharosa (ke slazení nealkoholických nápojů a k výrobě  cukrovinem. Sirupy s vysokým obsahem fruktosy (90%) ­ sladidla pro diabetiky.    Další zásobní polysacharidy ​neškrobové polysacharidy obsažené v hlízách, kořenech,  semenech i ve vegetativních částech rostlin (účastní se procesů klíčení a růstu):  ● heterofruktany  ● heteromannany  ● heteroglukany    Heterofruktany ​oligo­,  polymery D­fruktosy, obsahují­li koncovou jednotku D­glukosu –   ­ ​glukofruktany ​(zásobní látky vyšších rostlin i mikroorganismů – plísně rodu ​Aspergillus,  Claviceps, Fusarium, Penicillium, ​kvasinky​ Saccharomyces cerevisiae ​aj.).  Inuliny – ​v kořenech čekanky, v hlízách topinamburu a jiřin.  Použití​: surovina pro výrobu sirupů pro diabetiky.  Heteromannany​ (Konjaková guma), homolpolymerní řetězec D­mannosy, vazbou 1­6  vázána D­galaktosa – ​galaktomannany​ (semena datlí, kávy, endosperm luštěnin)   Použití​: potravinářské hydrokoloidy (​guarová a lokustová guma​).  Heteroglukany ​př.: tamarindová guma – použití: hydrokoloid.    Celulosa  V přírodě nejrozšířenější organickou sloučeninou. Základní strukturní polysacharid  buněčných stěn.  Vysokomolekulární lineární polymer D­glukosových jednotek. Každá další glukosová  jednotka pootočena oproti předcházející – stabilizace intramolekulárními vodíkovými  vazbami. Stupeň polymerace 15000.  Vzájemná interakce prostřednictvím H­vazeb – 3D struktury – celulosové mokrofibrily  (tloušťka 10­20 nm, délka několik m, 30­100 makromolekul celulosy).  Paralelní uspořádání makromolekul v mikrofibrilách – rovinný list. Sendvičové uspořádání  listů – střídavě posunuty o polovinu délky glukosové jednotky. Stabilizace H­vazbami.  Zóny mikrofibril s vysokým počtem intramolekulárních H­vazeb – krystalická struktura.  Ostatní zóny – amorfní.   Výskyt​: v potravinách značný podíl neškrobových polysacharidů – nerozpustná vláknina.   Výživa​: Štěpení celulasami (enzymy bakterií a plísní). Organismus obratlovců nemá vlastní  celulasy, zažívací trakt býložracvů obsahuje symbiotické bakterie produkující celulasy (pro  polygastrické živočichy celulosa představuje využitelný polysacharid).   Použití​: nativní celulosa jako nekalorické zahušťovadlo.    Modifikované celulosy    ● hydrolyzované celulosy ​– mikrokrystalická celulosa – ​vzniká parciální hydrolýzou  celulosy kys. chlorovodíkovou (hydrolyzovány amorfní části mikrofibril, krystalické zóny  zachovány)  Použití​: potravinářská vláknina, nízkoenergetické plnidlo, nosič aromatických látek,  stabilizátor pěn, extruzní technologie (vlastnosti zachovány při vysokých teplotách, v kys.  prostředí – pečení, mikrovlnný ohřev).    ● derivatizované celulosy   Karboxymethylcelulosa  Použití​: zahušťovadlo (tvarohové a sýrové pomazánky), stabilizátor emulzí (omáčky,  polévky,dresingy), solubilizátor proteinů (želatina, kasein), retardér tvorby krystalů (zmrzliny)  aj.  Methylcelulosa, hydroxypropylcelulosa  Použití​: zahušťovadla, stabilizátory emulzí, pěnotvorná činidla (hydroxypropylcelulosa),  zvýšení vaznosti vody a snížení absorpce tuků (př. smažení koblih).    Pektiny  Skupina polydisperzních polysacharidů o proměnném složení. Základní struktura: lineární  řetězec 25 – 100 jednotek D­galakturonové kyseliny, 70 % esterifikovány methanolem,  některé acetylovány.    Výskyt​: v pletivech vyšších rostlin jako součást stěn primárních buněk a mezibuněčných  prostor. Vznikají a ukládají se v ranných stadiích růstu ovoce – přítomnost pektinů a změny  během růstu, skladování a zpracování  značně ovlivňují texturu ovoce a zeleniny (viz tab.) –   ­ podléhají enzymové a neenzymové degradaci (důsledek – měknutí plodů a ztráta želírovací  schopnosti pektinů).   Pektinové látky – ​polygalakturonáty s větším počtem methoxylových skupin (pektinové  kyseliny), jejich soli (pektinany), neesterifikované polygalakturonáty (pektové kyseliny),  jejich soli (pektáty) a doprovodné neutrální polysacharidy (arabinany, arabinogalaktany).  Protopektiny ​– nerozpustné nativní pektiny buněčných stěn asociované s celulosou.  Fysiologie a výživa​ – tvoří tzv. vlákninu potravy. Ovlivňují metabolismus glukosy a snižuje  obsah cholesterolu v krvi (účinnější pektiny s vyšším obsahem methoxylových skupin).  Doprovodné látky – ​s celulosou a dalšími strukturními polysacharidy buněčných stěn jsou  asociovány různé polymerní necukerné materiály (spevňují buněčné stěny a tvoří vnější  hydrofóbní vrstvu – zařazují se do vlákniny, chemicky – fenolové sloučeniny ​třísloviny​,  proteiny a lipidy).   Lignin – ​jednou z dominantních komponent dřevní hmoty (asi 25% biomasy),  skořápky  ořechů, otruby (asi 8%).  Chemická struktura​ – kopolymer femylpropanových jednotek.  Užití​ : během zrání lihovin v dubových sudech se uvolňuje lignin ze dřeva ­ vznikají fenolové  látky, uplatňující se jako složky aroma.  Fenolové složky vzniklé pyrolysou a obsažené v udícím kouři při uzení masa.  Další polymery  ● fenolové sloučeniny podobné tříslovinám – ​tanniny  ● rostlinné gumy a slizy  (klovatiny – lepivé šťávy vytékající samovolně z pletiv při  působení stresových faktorů – napadení mikroorganismy, při poranění apod.) př.: arabská  guma, tragant aj.  Polysacharidy mořských řas  ● agary (využití jako želé v pekařských a cukrářských výrobcích aj.)   ● karagenany (využití jako zahušťovadlo, gelotvorná látka, stabilizátor a emulgátor  mléčných desertů, mléčných nápojů, zmrzlin apod.)  ● algináty (soli alginové kys.)  Polysacharidy mikroorganismů a vyšších hub  ● extracelulární (slizy, bakteriální gumy) př.: ​dextran​ – produkují bakterie ​Leuconostoc  mesenteroides, Streptobacterium dextranicum, Streptococcus mutans ​aj. (využití  ­  vysoce účinné emulgátory a stabilizátory emulzí O / V)  ● intracelulární            Vitaminy    organické nízkomolekulární sloučeniny ​syntetizované autotrofními organismy​. Heterotrofní  organismy je syntetizují jen v omezené  míře.  souč. definice: ​organické exogenní esenciální katalyzátory heterotrofních organismů  Příjem ­ ​exogenní ​s potravou               ­ prostřednictvím intestinální mikroflory  Funkce – v minimálním množství nezbytné pro látkovou přeměnu a pro regulaci metabolismu.  Nejsou zdrojem energie ani stavebním materiálem,   součást katalyzátorů biochemických reakcí – ​exogenní esenciální biokatalyzátory​.  Dle chemického ložení​  ­ h​eterogenní skupina látek   Různá hlediska třídění a kvantifikace.  Rozdělení dle společných fyzikálních vlastností  ● vitaminy rozpustné ve vodě ​(hydrofilní, hydrosolubilní – rozpustné v polárním  prostředí) vitaminy skupiny B – vitaminy ​B­komplex​u (thiamin, riboflavin, niacin,  pyridoxin, pantothenová kyselina, biotin, folacin, korinoidy), vitamin ​C​ (askorbová  kyselina)  ● vitaminy rozpustné v tucích ​(lipofilní, liposolubilní, rozpustné v nepolárním  prostředí) – vitaminy ​A  D  E  K ​.  Provitaminy ​– látky nevykazující fyziologické účinky – prekurzory vitaminů (z nich dokáže  organismus vitaminy syntetizovat – př.: ­karoten – provitamin retinolu).  K vitaminům řazeny i další látky biologicky aktivní, jejichž vitaminový účinek nebyl  spolehlivě prokázán.   Potřeba vitaminů pro lidský organismus – relativně nízká množství. DDD (pro zajištění  normálních fyziologických funkcí člověka) – viz Příl. č. 1 Vyhl. Č. 293/1997 Sb. Zákona č.  110/1997 Sb. ve znění Zákona č. 306/2000 Sb.   (Závisí na věku, pohlaví, zdrav. stavu, živ. Stylu, stravovacích zvyklostech pracovní aktivitě  apod.)  Hydrosolubilní vitaminy nejsou v organismu skladovány (nebo jen omezeně), přebytek  vylučován močí.  Liposolubilní vitaminy jsou skladovány v játrech.  Rezervní kapacita ​­ doba, po kterou je potřeba vitaminu kryta rezervami organismu.  Př.: korinoidy (3­5 let) vit. A (1­2 roky), folacin (3­4 měs.), vit. K a C, riboflavin, pyridoxin,  niacin (2­6 týdnů), thiamin (4­10 dnů).   Deficience vitaminu => ​hypovitaminosa  Přechodný úplný nedostatek vitaminů => ​avitaminosa​ (poruchy některách biochemických  procesů).  Nadměrný příjem vit. A a D => ​hypervitaminosa ​ (poruchy některých biochemických  procesů – může vyvolat těžká onemocnění).   Antivitaminy ​(antagonisté vitaminů) – tátky znemožňující využití vitaminů organismem –  důsledek – projev deficience).  Restituce ​– doplnění na původní haldinu vitaminu v potravině  Fortifikace ​– obohacení potraviny vitaminem na vyšší hladinu, nežli je přirozená (viz  Potraviny pro zvláštní výživu).  přirozená abarviva  ​(riboflavin, vit. A, provit. A)    antioxidanty​ (vit. C, vit. A, provit. A, vit. E )      Thiamin ​(vitamin B​1​, aneurin)  Struktura (pyrimidinový cyklus spojený –CH​2​­ s thiazolovým cyklem.  Výskyt​ ­  volný thiamin, fosforečné estery ve všech potravinách (viz tab.).   Potraviny živočišného původu​ – 80­90% thiaminu ve formě thiamindifosfátu, ve vepřovém  a kuřecím mase též thiamintrifosfát.   Mléko – thiamin volný, difosfát,  částečně vázán na proteiny.   Potraviny rostlinného původu – ​obioloviny, luštěniny, obecně ve všech smenech rostlin  volný thiamin (obiloviny – dominantní zdroj thiaminu – přítomen v klíčkách a v otroubách –  bílá mouka asi 10x méně vit. B1 oproti celozrnným).   Pivovarské kvasnice – asi 160 mg.kg​­1​ thiaminu (v pivu 0,01­0,06 mg.dm​3​ ).    Změny v obsahu thiaminu v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Maso a masné výrobky  Obecně dochází ke zrátě thiaminu:  ● při smažení  10­50%  ● při vaření a dušení 50­70%  Výše ztrát závisí na velikosti zpracovávaného materiálu, obsahu tuku, vody a použité metodě  tepelného zpracování.   ● při nakládání masa dochází v důsledku reakce s dusitany k částečnému rozkladu  thiaminu za tvorby element. síry, thiochromu a oxythiaminu  ● zmrazovací způsoby skladování podstatně neovlivňují stabilitu thiaminu (k úbytku  obsahu dochází pomalu).    ​Mléko a mléčné výrobky  ● při pasteraci, sterilizaci, sušení za běžných průmyslových podmínek ztráty asi 10­20%  ● při skladování tepelně ošetřeného mléka (závisí na době a teplotě skladování,  přítomnosti kyslíku) ztráty thiaminu do 20%  Cereálie a cereální výrobky  ● při skladování mouky (závisí na podmínkách skladování) ztráty thiaminu okolo 10%  ● při vaření těstovin úbytek thiaminu asi 45% (částečně výluhem)  ● při extruzi ztráty thiaminu 20­80% (teplota, obsah vody, přítomnost kyslíku – retence  klesá se zvyšující se teplotou a snižujícím se obsahem vody)  Ovoce a zelenina  ● při vaření kořenové zeleniny ztráty tyhiaminu asi 40%  ● při sušení téměř úplná destrukce thiaminu.    Riboflavin ​(vit. B​2 ​, laktoflavin, ovoflavin, uroflavin, vit. G)  Žlutozelený riboflavin ­ oxidovaná forma (flavochinon) – jako volná látka, častěji ve  formě  FMN, FAD. Redukcí (jednoelektr.) dvě formy radikálu riboflavinu (červený aniont, modrá  neutr. molekula – flavosemichinon). Při enzymatických redox­reakcích vzniká bezb. Forma  1,5­dihydroriboflavin (spontánně oxiduje vzdušným kyslíkem na riboflavin), dvouelektr.  Redukcí při některých enzymových reakcích vzniká 4a,5­dihydroriboflavin.    Výskyt  Potraviny živočišného původu  Jako FMN a FAD méně jako volný riboflavin ve všech potravinách, distribuce obdobná  thiaminu.   V mléce a ve vejcích převládá volný riboflavin (asi z 82%), v mléce je částečně vázaný na  a  ­kasein, asi 14% je ve formě FAD, 4% ve formě FMN.  Vyšší obsahy v mase, vnitřnostech, sýrech, v mořských rybách. (Viz tab.)  Potraviny rostlinného původu  Kromě FMN, FAD, volného riboflavinu ve vyšších rostlinách estery a glykosidy riboflavinu  (vykazují biologickou aktivitu riboflavinu).  Vyšší obsah v celozrnných výrobcích.  Ostaní zdroje  Droždí, pivo (0,5 mg.dm​­3​ )  Změny v obsahu riboflavinu v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Při tepelném zpracování je riboflavin stálý, degraduje při ozáření (fotochemická degradace).  (Potraviny s vyšším obsahem riboflavinu skladovat ve vhodných neprůhledných či barevných  obalech).  Maso a masné výrobky  Ve vodě (v redukované formě) je riboflavin málo rozpustný – ztráty při vaření i pečení do  10% (částěčně výluhem).  Během zmrazování a skladování ve zmrazeném stavu – ztráty po 15 měs. do 15%.  Mléko a mléčné výrobky  Během běžného zpracování (pasterizace, sterilizace) ztráty pod 5%.  Během skladování sušeného mléka – ztráty do 10%.  Velké ztráty při vystavení slunečnímu záření (za 1 hod. 20­40%).   Fermentované mléčné výrobky – vyšší obsah riboflavinu oproti surovině (syntéza riboflavinu  použitými mikroorganismy).  Cereálie, cereální výrobky  Obiloviny – vysoký obsah riboflavinu (záleží na stupni vymletí mouky).   ● pečení (ztráty do 10%)  ● u mouky obohacené riboflavinem ztráty pečením až 30%  ● vařené těstoviny (ztráty 35­55% ­ převážně výluhem)  Ovoce a zelenina  ● konzervace (ztráty 25­70% dle technologie zpracování, převážně způsobené výluhem)  ● při vaření ztráty 30­40% (převážně výluhem)    Niacin​ ​(PP faktor, vit. PP, B​3​)  Nikotinová kys. + nikotinamid (niacinamid, dříve též vit. B​3​) Obě sloučeniny mají stejnou  biologickou účinnost.  Nikotinamid je doučástí NAD (resp. red. formy NADH) a jeho fosforečného esteru (NADP).  Výskyt  Distribuce v potravinách podobná distribuci ostatních vit. skupiny B (prakticky ve všech  potravinách ve vázané formě).  Potraviny živočišného původu  Hlavně nikotinamid (ve formě NAD, NADP)  Nejbohatší zdroj – vnitřnosti, maso a masné výrobky, vejce (žloutek asi 60 mg.kg​­1​ ) mléko  velmi nízký obsah, sýry obsah niacinu vyšší.  Potraviny rostlinného původu  Hlavně nikotinová kys. Obiloviny – vysoký obsah, loupání a mletí prudce snižuje obsah  nikotinové kys. v mouce. V kukuřici a čiroku je niacin – vázaný na glykopeptidy.  Luštěniny, zelenina ovoce – průměrný zdroj.  Ostatní zdroje  Pražená káva (alkaloid trigonellin  obsažený v zelené kávě pražením degraduje na kys.  nikotinovou a pyridiny) obsah kolem 500 mg.kg​­1​ .  Změny v obsahu niacinu v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Niacin je stabilní při většině kulinářských způsobů zpracování potravin. Nejvyšší ztráty  způsobené výluhem.  Maso a masné výrobky  Při zpracování syrového masa roste obsah nikotinamidu v důsledku hydrolýzy NAD a NADP.  Ztráty během tepelného zpracování nepřesahují 10%., ztráty odkapem při nevhodném  rozmrazování až 50%.  Mléko a mléčné výrobky  Při zpracování mléka ztráty pod 5%. Při zpracování na sýry většina niacinu přechází do  syrovátky, během skladování sýrů ztráty minimální.   Obsah v jogurtech vyšší oproti surovině v důsledku syntézy niacinu přítomnými  mikroorganismy.  Cereálie a cereální výrobky  Při pečení cereálních výrobků ztráty do 10%. V případě použití kypřících prášků na bázi  hydrogenuhličitanu amonného využitelnost niacinu vzrůstá v důsledku jeho uvolnění  z nevyužitelných fotem.   Ovoce a zelenina  Ztráty konzervováním  a při vaření brambor asi 30­40% ­ hlevně výluhem.     Pyridoxin ​(vitamin B​6​ , adermin)  3 strukturně příbuzné deriváty (pyridoxol, pyridoxal, pyridoxamin)  Použití​: K fortifikaci dětské mléčné výživy a bílé mouky (v některých zemích) – pyridoxol.Cl​­  Výskyt  Potraviny živočišného původu ​– bohatý zdroj – maso, masné výrobky, vnitřnosti, vaječný  žloutek (zejména pyridoxal a pyridoxamin ve formě fosforečných esterů, vázané na různé  bílkoviny  ­ asi 2/3 celk. obsahu, zbytek volné). V mléce asi 10% váz. pyridoxinu, obsah i  v sýrech relativně nízký.  Potraviny rostlinného původu – ​hlavně pyridoxol  a pyridoxal, nejčastější forma   5´­O­(­D­glukopyranosyl)pyridoxol  ­ v ovoci a zelenině 5­80% celk. obsahu vit. B​6​ – méně  využitelný oproti volnému pyridoxalu.   Hlavní zdroje – obiloviny (vyšší obsah v celozrnných cereálních výrobcích, v obilních  klíčcích, v některých  zeleninách  a v bramborách). V hrachu setém (​Pisum sativum​) minoritní  ester glykosidu s 3­hydroxy­3­methylglutarátem (vazba v poloze C­6 D­glukosy).  Ostatní zdroje – ​droždí​ (​vysoké koncentrace).   Změny v obsahu pyridoxinu v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Ztráty při skladování a zpracování se liší podle komodity, resp. dle převládající formy  vitaminu (stabilnější pyridoxol, méně stab. pyridoxal, reakce pyridoxalu s bílkovinami, ztráty  vyluhováním).  Maso, masné výrobky – ​v syrovém mase pyridoxylfosfát, ve vařeném mase  pyridoxaminfosfát (produkt transaminace). Retence vit. v pečeném mase asi 45­65%.  Př.: kuřecí maso:   ● syrové – pyridoxalfosfát (56%), pyridoxaminfosfát (42%), pyridoxamin (2%)  ● pečené – pyridoxaminfosfát (70%), pyridoxalfosfát (21%), pyridoxol (7%),  pyridoxamin (2%).  Mléko a mléčné výrobky – ​při konvenčním zpracování ztráty vit. malé (pasterizace – ztráty  do 5%, větší ztráty následným skladováním 40 ­ 45% ).  Během tepelného zpracování se mění částěčně pyridoxal  na pyridoxamin.  Př.: mléko  ● čerstvé – pyridoxová kys. (38%), pyridoxalfosfát (32%), pyridoxal (24%),  pyridoxamin (4%), pyridoxaminfosfát (2%)  ● pasterované – pyridoxal (41%), pyridoxalfosfát (24%), pyridoxová kys. (20%),  pyridoxaminfosfát (9%), pyridoxamin (6%).  Během pasterizace a při sušení mléka reaguje pyridoxal s ​cys​ a ​lys ​(volnými AA i váz.  v proteinech). Sušené mléko obsahuje 30­70% pův. množství vit. Ke ztrátám dochází vlivem  slunečního záření (fotodegradace).  Cereálie a cereální výrobky – ​hl. forma volný pyridoxol a pyridoxol váz. na D­glukosu.  Obsah v mouce závisí na stupni vymletí. V těstě – nepatrné změny. Ztráty během pečení  nepřesahují 15%. Retence ve vařených těstovinách 50­70%.  Ovoce, zelenina​ při konzervování  a vaření zeleniny ztráty 40­50%, při obdobném zpracování  ovoce ztráty nižší.    Pantothenová kyselina​ (vitamin B​5​)  Struktura​: D­(+)­pantoová kys. (​2,4­dihydroxy­3,3­dimethylbutanová kys​)  vázaná amidovou  vazbou na ­alanin (​3­aminopropionová kys.​).  L­(­)­ forma není biologicky aktivní a je antimetabolitem D – formy.   Hlavní biologicky aktivní přirozené formy pantotenové kys. jsou koenzym A (CoA nebo  CoASH) a ACP (​Acyl­Carrier Protein​).  Minoritně doprovází pantotenovou kys. její vyšší homolog – hopantenová kys. (místo ­alaninu  obasahuje ­aminomáselnou kys.  Použití​: k fortifikaci potravin jen výjímečně (pantoten. Kys. event. Ca­, Na­soli – jsou stálejší  a méně hygroskopické). Soli pantotenové kys. a panthenol – fortifikace krmiv pro hosp.  zvířata, farmacie, kosmetika.  Perspektivně (v důsledku rostoucí spotřeby tepelně upravovaných potravin) očekávána  rozsáhlejší fortifikace potravin.  Výskyt​: prakt. ve všech potravinách živoč. i rostl. původu. Volná kys. – pouze malý podíl,  větší část ve vázaných formách na CoA, acylkoenzym A a ACP. Obsah v jednotl. Komoditách  značně proměnlivý.   Hopantenová kys. – v suše. Kvasnicích (8500 mg.kg​­1​ ), ve vařené rýži (20 mg.kg​­1​ ).  Potraviny živočišného původu ­​ relat. velké množství v mase, vnitřnostech, vejcích,  v některých sýrech. Malé množství v mléce.  Potraviny rostlinného původu ­ ​obsah v mouce dle stupně vymletí, vyšší obsah  v celozrnných cereálnívch výrobcích a v luštěninách, řádově nižší obsahy v ovoci a zelenině.   Ostatní zdroje ­ ​droždí.   Změny v obsahu panthotenové kys. v potravinách během technologického a kulinářského  zpracování  Pantotenová kys. poměrně labilní při termickém zpracování a při skladování. Ztráty  vyluhováním do vody vyšší než ztráty v důsledku hydrolýzy.  Maso a masné výrobky – ​ztráty tepelným zpracováním (dle technologie, objemu vody aj.)  asi 12­50%, konservováním 20­35%.  Mléko a mléčné výrobky – ​pasterace nemá výrazný vliv, Přirozený obsah fermentací  ovlivněn nepatrně, rovněž skladovánímsušeného mléka ztráty min.  Cereálie a cereální výrobky – ​retence v chlebu  až 90%, u vařených těstovin 55­75%, při  vaření luštěnin (dle doby máčení) 25­56%.  Ovoce a zelenina – ​konservované ovoce a šťávy – ztráty asi 50%, konzervované zeleniny –  ztráty 45­80%.    Biotin ​(dříve vitamin H)  Struktura​: [3aS­(aahexahydro­2­oxo­1H­thienol [3,4­d] imidazol­4­pentanová kys. , obsahuje  v molekule 3 asymetrické uhlíky. Pouze jeden z možných isomerů  ­  (3aS, 4S, 6aR) isomer (​d​­biotin neboli (+)­biotin se vyskytuje v přírodě a je biolgicky  aktivní.  Použití​: k obohacování potravin jen vzjímečně.  Výskyt​: zdrojem je řada potravin, hladiny nízké.   Volný v mléce, ovoci, zelenině, částečně vázaný na proteiny v živočišných tkáních,  v rostlinných semenech, kvasnicích.  (V kvasničních autolysátech vedle volného biotinu i jeho prekurzory a analogy (vitamery) př.:  detrhiobiotin, biotinsulfon, biocytin – produkty degradace enzymů obsahujících biotin.  Potraviny živočišného původu – ​vaječný žloutek, vnitřnosti (játra, ledviny), v mléce obsah  nízký.   Potraviny rostlinného původu – ​obsah v mouce dle stupně vymletí (u velmi bílé mouky asi  10% původního obsahu). Bohatý zdroj – hrášek, květák (0,1 mg.kg​­1​ ), obiloviny, cereálie,  luštěniny.   V pšenici pouze malá část biotinu využitelná, lépe využitelný biotin kukuřice a soji.    Ostatní zdroje​ – droždí, houby (0,2 mg.kg​­1​ ).  Změny v obsahu biotinu v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Verlmi stabilní, ztráty při hydrothermických operacích hlavně výluhem.  Maso, masné výrobky – ​retence při vaření asi 80%.  Mléko, mléčné výrobky – ​při pasterizaci ztráty 10­15%, během sušení ztráty vyšší, při  skladování se již nezvyšují.   V sýrech hladina biotinu asi o 20­35% nižší ve srovnání zesurovinou. V jogurtech obsah  ovlivněn použitou mikroflórou (​Lactobacillus ​sp.) a bývá o 45­60% nižší nežli v mléce.  Některé bakterie (př. ​Micrococcus ​sp.  Aj.) biotin produkují, obsah v jogurtu se zyvyšuje o  5­25%.  Cereálie, cereální výrobky – ​během pečení ztráty malé, při vaření luštěnin ztráty 5­15%  v záv. na době máčení.  Ovoce, zelenina – ​při konzervování ztráty asi 30% (většinou vyluhováním – lze považovat za  ztráty, jestliže výluh není konsumován).     Folacin ​(vitamin B​9 ​, vit. M) – biologicky aktivní folové (listové či pteroylglutamové kys.).  Aktivní forma folátů – 5,6,7,8­tetrahydrofolová (neboli tetrahydropteroylglutamová) kys.  s redukovaným pteridinovým cyklem.   Výskyt​ – především ve formě redukovaných tetrahydrofolátů (5­8 jednotek glutamové kys.).  Př.: v pomerančích hl. forma pentaglutamát (50%), tetraglutamát (10%), v hlávkovém salátu  pentaglutamát a monoglutamát (celkem asi 30% celk. obsahu vit.), čerstvé maso penta­. Až  heptaglutamát, v mase skladovaném triglutamát.   Folacin v čerstvých potravinách jako 5­methyltetrahydrofolát a 10­formyltetrahydrofolát.   Použití​ – pro obohacování potravin syntetické relat. satbilní formy    vit.  (5­formyltetrahydrofolát, 5­methyltetrahydrofolát, tetrahydrofolát).    Potraviny živočišného původu​ – významný zdroj – vejce a vnitřnosti. Hlavními přirozenými  formami folacinu v živočišných materiálech ​polyglutamylpeptidy ​(převládá  pentaglutamylkonjugát) 5­methyltetrahydrofolové kys. (zkr. 5­methyl­H​4​­PteGlu​n​ – asi 50%),  10­formyltetrahydrofolové kys. (zkr. 10­formyl­ H​4​­PteGlu​n​ asi 10%) a tetrahydrofolové kys.  (zkr. H​4​­PteGlu​n ​– asi 40%).   V mléce a mléčných výrobcích je z celk. množství asi 25% 5­methyl­ H​4​­PteGlu​n​ , asi 60%  10­formyl­ H​4​­PteGlu​n​ a 15% H​4​­PteGlu​n​ .  Potraviny rostlinného původu ​– Listová zelenina (hl. formou je heptaglutamylkonjugát)  –nejvýznamnější zdroj.   V zelenině a ovoci především polyglutamylpeptidy 5­methyl­ a 10­formyl­ H​4​­PteGlu​n​ ,  v obilovinách a luštěninách významné množství folové kys. (PteGlu​n​ )  Př.: pšenice, žito (a výrobky z těchto surovin) –38­55% vit. ve formě 10­formyl H​4​­PteGlu​n​ ,  5­20% 5­methyl­ H​4​­PteGlu​n​ , 3­8% H​4​­PteGlu​n​ , 12­21% jako 10­formyl­PteGlu​n​ , a 12­23%  jako PteGlu​n​ .  Ostatní zdroje –​ droždí, vyšší houby (​Basidiomycetes​).  Změny v obsahu folacinu v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Maso, masné výrobky – ​folacin volný a vázaný na polysacharidy. Ztráty při tepelném  zpracování až 95% (většinou výluhem).   Mléko, mléčné výrobky – ​stabilita závisí na přítomnosti kyslíku – při pasterizaci asi 5%, při  výrobě kondensovaného mléka až 75%, obsah v jogurtech závisí na použité mikrobiální  kultuře (nižší i vyšší nežli v použitém mléce), v tvrdých sýrech asi 75­90% z množství v pův.  surovině.  Cereálie, cereální výrobky – ​nejvyšší v povechových částech obilky – obsah v mouce závisí  na stupni vymletí. Během přípravy těsta se obsah nemění, při pečení ztráty 20% a více, při  vaření těstovin ztráty okolo 20%.  Ovoce, zelenina – ​při vaření a konservování ztráty 20­50%.    Korinoidy ​(vitaminy B​12​) – nejsložitější chem. struktura ze všech vit.   Základ – korinový cyklus, centr. atom Co (až 6 koordinačních vazeb s ligandy).   Formy obsahující 5,6­dimethylbenzimidazol – ​kobalaminy​.  Výskyt​ – výhrasdně v potravinách živočišného původu.   Potraviny živočišného původu –​ v mléce ​adenosyl kobalamin​a a ​methylkobalamin​, v sýrech  a vaječném žloutku ​methylkobalamin​.  Do tkání býložravců se dostávají absorpcí vit. produkovaného intestinálními bakteriemi, u  ostatních živočichů tato absorpce nízká, vit. se získává ze živočišných potravin. Obsah –  viz.tab.  Potraviny rostlinného původu – ​kobalaminy se nevyskytují (připouští se minor. obsah  v luštěninách), nálezy v zelenině mají původ v kontaminaci statkovými hnojivy – pochází  z biomasy přítomných mikroorganismů).   (Kobalamin syntetizuje mnoho bakterií i kvasinky – př.: ​Candida utilis​).  Změny v obsahu vit. B12 v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Vitamin velmi stabilní, ztráty výluhem.  Maso a masné výrobky – ​Ztráty závislé na použité technologii – 55­70%.  Mléko, mléčné výrobky – ​za běžných podmínek zpracování obsah stabilní, při pasteraci  ztráty asi 10%. Při výrobě tvrdých sýrů asi 60­90% pův. mnořství, při výrově fermentovaných  výrobků vzrůsza obsah až 30x (za použití ​Propionibacterium shermanii​).        Vitamin C ​(kyselina L­askorbová)  Bilogicky aktivní formy – celý reverzibilní redox­systém. Vitamin pouze pro člověka,  primáty, morčata, netopýry živící se ovocem.   Použití​ je určeno vlastnostmi vit.C (vitamin, antioxidant, chelatační činidlo) – jako  potravinářské aditivum v konservárenské a kvasné technologii, v technologii masa a tuků,   v cereální technologii. Jako antioxidant též askorbát sodný a lipofilní  6­palmitoyl­L­askorbová kys. (inhibuje tvorbu nitrosaminů v nakládaném mase a masných  výrobcích).   Jako inhibitory tvorby nitrosaminů při výrobě šunky – nepolární acetaly askorbové kys.  (stabilnější než askorbylpalmitát). Estery fosfát a sulfát 20x stabilnější vůči oxidaci oproti  volné askorbové kys. – sulfát neaktivní.  D­isoaskorbová kys. – asi 5­20% aktivity, 6­deoxy­L­askorbová kys. asi 30% aktivity,  askorbigen 15­20% aktivity, 2­​O​­­D­glukosid je stejně biologicky aktivní, stálý vůči oxidaci.   D­isoaskorbová kys. nahradí L­askorbovau kys. jako antioxidant, ne jako vitamin.   Aditivum – k ovocným džusům, konservovanému a mrazírensky skladovanému ovoci jako  prevence nežádoucích změn aróma vyvolaných oxidací, při loupání a krájení ovoce a brambor  jako prevence proti enzymatickému hnědnutí (v kys. prostředí je askorbová kys. stabilnější).  Přídavek 20­30 mg.kg​­1​  do piva jako prevence proti tvorbě chladových a oxidačních zákalů a  nežádoucích změn aróma a chuti v důsledku oxidace.  Aditivum při výrobě vína – umožňuje snížit množství SO​2​ při síření.   Askorbová kys. (resp. askorbát sodný, askorbylpalmitát) spolu s dusitany – přídavek k masu a  masným výrobkům (šunka apod). zkvalitňuje a zrychluje výrobu, zkracuije dobu uzení,  stabilizuje barvu hotových výrobků. Nitroxymyoglobin (pigment syrového masa ošetřeného  dusitany) se tvoří třikrát rychleji. Askorbová kys. zvyšuje inhibiční účinky dusitanů na  toxinogenní bakterie ​Clostridium botulinum​.   Přídavek askorbové kys. zlepšuje pakařské vlastnosti mouky.  Jako antioxidant tuků – přídavek askorbylpalmitátu.    Výskyt​:    Chemická forma v potravinách – 90­95% vitaminu C jako askorbová kys., zbytek  dehydroaskorbová kys.   Potraviny živočišného původu ​– významný zdroj pouze játra, maso, mléko vejce – zdroje  zanedbatelné.  Potraviny rostlinného původu ​– ​ovoce, zelenina ​zejména v čerstvé formě ​– ​nejbohatší zdroje  vit. C. Výrazné mezidruhové rozdíly v obsahu vit. C (závisí na vegetačních podmínkách  během růstu, stupni zralosti, způsobu posklizňového zpracování, skladování atp.). Abs.  Nejvyšší známá konc. vit. C – jedlý podíl ovoce ​Malpighia punicifolia  (až 46 g.kg​­1​ ) na Západoindických ostrovech, jedlý podíl plodů australského stromu  Terminalia ferdinandiana ​(23­32 g.kg​­1​ ).  Bohaté zdroje vit. C relativně nevýznamné pro lidskou výživu (šípky, černý rybíz, kadeřavá  petržel) vzhledem k jejich nízké spíše příležitostné konsumaci.  Dominantní brambory (během zimního skladování obsah vit. C rychle klesá). Cerealie pouze  stopy, vyšší obsah v klíčcích ​viz​ tab.).   Houby, kvasinky​ – výskyt kys. askorbové prakt. nulový, přítomny pžíbuzné sloučeniny a  jejich gylykosidy s nižší aktivitou. Kvasinky ​Saccharomyces cerevisiae, Neurospora crassa  obsahují D­​erythro​­askorbovou kys.   Změny v obsahu vit. C v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Kys. askorbová – nejméně stálý vit. Ztráty oxidací, vyluhováním. V anaerobních podmínkách  ztráty kyselinami katalysovanou degradací. Celkové ztráty 20­80%.   Ovoce, zelenina ​– ztráty vyluhováním při mytí, předvaření, vaření, konservování (pokud se  výluh dále nezpracovává) – závisí na teplotě, pH, množství vody, velikosti kontaktovaného  povrchu, zralosti, rozsahu kontaminace těžkýni kovy, přívodu kyslíku. Ztráty výluhem vyšší u  listové zeleniny s velkým povrchem oproti kořenové zelenině. Ztráty loupáním plodů  (odstranění povrchové vrstvy bohaté na vit. C). Ztráty mléčným kvašením zeleniny – až 50%  (př.: kvašené zelí).  Možnosti zamezení ztrát:  ● omezení kontaktu potraviny se vzduchem (odvzdušnění za sníž.tlaku, náhrada vzduchu  inetrní atmosférou, kvašení za přídavku hydrogensiřičitanu   ● snížení množství iontů Fe​3+​  a Cu​2+​  vyloučením přímého kontaktu s kovovými  nádobami, vazbou iontů do neaktivních komplexů chelatačními činidly  ● vytvářením nepříznivých podmínek pro vznik komplexů kovových iontů s askorbovou  kys. (snížení aktivity vody, snížení hodnoty pH, použití vhodných derivátů askorbové  kys.  Během zpracování  je vyšší stabilita askorbové kys. u ovoce (nižší pH). Nejmenší ztráty –  vysokoteplotní krátkodobá sterilizace. U kompotů nejvyšší ztráty během skladování (závisí na  době, teplotě – 10­50%, u obohacených ovocných šťáv až 80%.   U ovoce konservovaného oxidem siřičitým ztráty nižší.   Nejstabilnější je kys. askorbová  při zmrazování a mrazírenském skladování ovoce a zeleniny  (­18 ​o​ C), naopak ke značným ztrátám dochází při rozmrazování (30­50%).  Mléko, mléčné výrobky – ​ztráty značné, při chladírenském skladování asi 50%  (roste s  teplotou), při tepelném ošetřrní ztráty 20­50%, relat. stabilní kys. askorbová u sušeného mléka  vitaminem obohaceného a baleno v inertní atmosféře.      Vitamin A ​(all­​trans­​retinol,​ ​axeroftol, vitamin A​1​). Antixeroftalmický vit. (proti  xeroftalmii­šeroslepotě). Chem. struktura: isoprenoid s 5 konjugovanými dvojnými vazbami,  resp. alicyklický diterpenový alkohol s tzv. ­jononovým cyklem a postranním řetězcem 4  konjug. dvojných vazeb. V potravinách doprovázen řadou analogů a metabolitů lišících se  strukturou jojonového cyklu nebo postranního řetězce. Př.: ve sladkovodních rybách vit. A​2  (3­dehydroretinol).  Provitaminy A: skupina asi 50 karotenoidů (retinoidů), nejvýznamnější beta​­​karoten (v  potravinách doprovázen alfa­karotenem, gamma­karotenem, beta­kryptoxanthinem,  echinenonem aj.)  Aktivita vit. A – asi 2500 látek syntetických.   Použití​: Obohacování potravin syntetickýcm stabilním retinylacetátem nebo retinylpalmitátem  (stolní oleje, máslo, margaríny, mléko, mouka aj).   ­karoten – lipofilní barvivo.   Výskyt​: V potravinách rostlinného původu, v mikroorganismech (bakteriích, kvasinkách,  plísních) se retinol nevyskytuje, pouze provitaminy – karoteny, xantofyly. Živočichové nejsou  schopni syntetizovat karotenoidy, pouze přeměňují rostlinné pigmenty na látky odlišné  struktury, nebo je deponují (takto vzniká retinol, 3­dehydroretinol, kitol­dimer retinolu).   Potraviny živočišného původu​  ­ retinol volný a esterifikovaný vyššími mastnými  kyselinami (př.: v mléce ­ palmitát, oleát, stearát, minoritní estery kys. kaprylové, kapronové,  linolenové, laurové, arachidonové, linolové, myristové, palmitoolejové, pentadekanové,  gadolejové, heptadekanové a volný retinol).  Bohatý zdroj  ­ játra, máslo. Maso a mléko relat. málo vit. A – úměrně obsahu tuku.   Potraviny rostlinného původu ­ ​karoten – bohaté zdroje: listová zelenina, mrkev (karotka),  oranžové odrůdy rajčat, meruňky, mango.  Ostatní zdroje – ​jaterní rybí tuky (př.: tresčí tuk 1000 – 100000 mg.kg​­1​ , vepřová játra asi 30  mg.kg​­1​ , játra ledního medvěda asi 60000 mg.kg​­1​ ).  Změny v obsahu vit. A v potravinách během technologického a kulinářského zpracování   Přirozené retinoidy (v rostlinných potravinách) i estery retinolu (v živočišných potravinách)  látky relativně stabilní v nepřítomnosti vzduchu. Při vyšší teplotě a na světle – isomerizace na   neokaroteny​ – mají aktivitu vit. A, je­li alespoň jeden jojonový cyklus zachován, méně  intenzívně zbarvené.   Autooxidace retinoidů je rychlá u dehydratovaných potravin. Reakcí s oxidačními produkty  mastných kys. vznikají rovněž méně barevné produkty.   Maso a masné výrobky​ – při běžných způsobech zpracování masa a vnitřností retinoidy  velmi stabilní.  Mléko a mléčné výrobky – ​při pasterizaci a sušení ztrráty asi 6%další ztráty při skladování (v  přítomnosti kyslíku a na světle ztráty vit. A až 20­30% za hodinu).  Cereálie a cereální výrobky – ​Již při skladování mouky reagují karotenoidní pigmenty  s hydroperoxidy lipidů působením lipoxygenas. Během mísení a kynutí těsta hydroperoxidy  mastných kys. oxidují karotenoidy – důsledek – světlejší barva výrobku (chleba). Při výrobě  těstovin ztráta karotenoidů  až 75% je nežádoucí – inhibice lipoxygenas kys. askorbovou.  Ztráty až 90% při výrobě extrudovaných výrobků.   Ovoce a zelenina – ​rozsah degradačních změn karotenoidů v konservovaném ovoci a zelenině  malý, retence v konservovaných měruňkách, broskvích, švestkách po roce skladování  85­100%.   V sušeném ovoci a zelenině vlivem oxidace (skladování na vzduchu) ztráty značné (př.:  sušená mrkem – ztráty až 50%).      Vitamin D​ skupina blízce příbuzných lipofilních 9,10­sekosteroidů (D​3​ – cholkalciferol, D​2  – ergokalciferol). Vznikají působením ​uv​ zážení z prekurzorů (provitaminů D –  cyklopentaperhydrofenanthreny s C­18 a C­19 methyl.skupinami, C­3 hydroxyl. Skupinou a  C­5  a C­7 systém konjug. dvoj.vazeb v kruhu B, liší se vzájemně délkou a uspořádáním  postranního řetězce v poloze C­17).  Použití​ – fortifikace margarínů, mléka a cereálních snídaní  ergokalciferolem – vyrábí se  fotoisomerizací ergosterolu při 278 nm.  Výskyt​: ​Potraviny živočišného původu ­ ​ savci, ptáci a ryby syntetizují cholekalciferol stejně  jako člověk. (Vyskytuje se tudíž běžně v potravinách živočišného původu.) Mléko – v zimním  období asi 4x méně cholekalciferolu než v letním období.  Ergosterol – hlavní sterol většiny plísní => obsažen v plisňových (modrých) sýrech.   Potraviny rostlinného původu​ – přítomnost ergosterolu v semenech olejnin, obilovin, a  cereálních výrobcích je indikátoremmmikrobiální kontaminace. Podobně zelenina.  Ostatní zdroje – ​vyšší houby (​Basidiomycetes​) obsahují ergokalciferol i ergosterol.  Ergokalciferol vzniká z ergosterolu působením slunečního žáření ­pěstované žampiony  Agaricus bisporus ​výrazně nižší obsah ergokalciferolu (asi 2 g.kg​­1​ ) ve   srovnání s divoce  rostoucími houbami (liška obecná ​Cantharellus cibarius ​kolem 130 g.kg​­1​ , hřib jedlý ​Boletus  edulis​ asi 30 g.kg​­1​ . Ergokalciferol v houbách – asi 90% vit., zbytek provit. D​2​.  Ergosterol v kvasinkách ​Saccharomyces cerevisiae ​– 600­1500 g.kg​­1​  (v sušině).  Změny v obsahu vit. D v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Vznik oxidačních produktů a isomerů vit. D, v ozářených potravinách fotodegradační  produkty (tachysterol, lumisterol aj. – některé toxické.    Vitamin E ​(antisterilní vitamin) aktivita vit. E ­ 8 základních strukturně podobných  derivátů chromanu (vitageny E). Společný strukturní základ – ​tokol​ a ​tokotrienol  (chromanový cyklus s nas. nebo nenas. isoprenoidním postranním řetězcem o 16 atomů C.  V poloze  C­2 skup. –CH​3​ , v polze C­6 skup. –OH (skupiny nezbytné pro biolog.aktivitu  všech osmi vitamerů).  Formy (nas. isopren.řetězec) – ​tokoferoly​, 4 formy s nenas.  isopren.řetězcem – ​tokotrienoly​ (vzájemně se liší polohou a počtem –CH​3​ v chromanovém  cyklu). Tokoferoly ­  3 chirální centra => každý tokofelol v osmi diastereoisomerních  formách. V přírodě pouze (RRR )­ isomery resp. d­tokoferoly.  Tokotrienoly – 8 různých ​cis​­ resp. ​trans​­ isomery a jejich kombinace. V přírodě pouze  all­​trans­​ geometrické isomery.   Použití​: Pro fortifikaci potravin a krmiv (jako vit. a antioxidant přítomných lipidů) a pro  farmac. Účely ­ syntetický racemický ­tokoferol a jeho estery nebo přírodní směs   d​­tokoferolů (získaná jako vedlejší produkt při rafinaci resp. deodoraci olejů). Všechny  tokoferoly a tokotrienoly lze převést na ­tokoferol methylací a hydrogenací materiálu.   Výskyt​: Vit. E v potravinách rostlinného původu, minoritně i v živočišných potravinách a  v některých kvasinkách a houbách. (V potravinách vždy všech 8 biol.aktivních tokoferolů a  tokotrienolů, tyto též ve formě esterů.   Potraviny živočišného původu – ​zastoupení jednotlivých vit. E dáno složením krmiva a  roční dobou (vždy více než 90% ­tokoferol. V rybím tuku malé množství.   Potraviny rostlinného původu – ​v obilovinách v klíčku a v otrubách (v mouce dle stupně  vymletí), i zde ­tokoferol – 60%.    Změny v obsahu vit. E v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Tuky a oleje​ – při rafinaci snížení na 10­50% pův.obsahu ­ ztráty hlavně při odkyselování (v  důsledku oxidace v alkal.prostředí) a při bělení (oxidace na povrchu bělicích hlinek  katalysovanou Fe​3+​  ionty. Při deodoraci ztráty těkáním s vodní parou za sníženého tlaku. Při  hydrogenaci tuků (Raneyův Ni­katalyzátor) ztráty vit. E 30­50%.  Ostatní potraviny​ – V nepřítomnosti kyslíku a oxidovaných lipidů jsou vit. E relativně  stabilní při běžných operacích technologických i kulinářských.  (Ztráty nepřesahují 10%.)  Největší ztráty při smažení apečení (v opakovaně použitých tucích se tokoferoly prakt.  nevyskytují – degradace za vyšších teplot. Postupné ztráty i při mrazírensky skladovaných  výrobcích.   Při sušení ovoce a zeleniny ztráty 50­70%.    Vitamin K​ (koagulační vitamin) všechny sloučeniny vykazující aktivitu vit. K – deriváty  menadionu (2­methyl­1,4­naftochinon s nenas. isoprenoidním řetězcem v poloze C­3 aromat.  jádra).  Vitamin K​1      ​fyllochinon ​(2­methyl­3­fytyl­1,4­naftochinon) – v rostlinných potravinách  (postranní řetězec – 20 atomů C  ­ 4 isoprenové jednotky (isomer s ​cis​­ konfigurací  v postranním řetězci není biol.aktivní).  Vitamin K​2​  ​menachinon​­n  (2­methyl­3­multiprenyl­1,4­naftochinon)  n=0­13, nejběžnější  4­10 isopren.jednotek (n=7  ​farnochinon​). Produkt bakterií a aktinomycet.   Postranní multiprenový řetězec ​ ​s all­​trans​­ konfigurací nejběžnější.   Escherichia coli ​– produkuje MK­8   Staphylococcus aureus​ – produkuje MK­0 – MK­9.   Kvasinky produkují příbuzný koenzym Q.   Vitamin K​3     ​ ​menadion  ​(2­methyl­1,4­naftochinon) synthetická látka.  Vitamin K​4​   ​menadiol  ​  (2­methyl­1,4­naftalendiol) produkt redukce menadionu, a odvozené  sloučeniny (menadioldiacetát, menadioldibutyrát – liposolubilní, Na­menadioldifosfát –  hydrosolubilní.   Vitamin K​5​ – 1­amino­4­hydroxy­3­methylnaftalen.  Vitamin K​6​ – 1,4­diamino­2­methylnaftalen.  Vitamin K​7​ ­  1­amino­4­hydroxy­2­methylnaftalen.  Použití​: Vit. K​3​ a jeho hydrosolubilní formy (soli nebo komplexy adičního produktu  s hydrogensiřičitanem Na), komplex s nikotinamidem aj. jako aditivum do krmiv pro kuřata.   Výskyt​: ​Maso a masné výrobky​ – středně vysoký obsah, játra vysoký obsah (ve vepřových  játrech více než 10 aktivních látek).   Potraviny rostlinného původu – ​výhradně vit. K​1 ​(v chloroplastech) – vysoký obsah v listech  zeleniny (v zelených listech okraje hlávky více vit. oproti vnitřním listům). Vysoký obsah  v rostlinných olejích, nízký obsah v ovoci, bramborách, olejovinách.   Ostatní zdroje​ – vit. K​2​ produkován ​E.coli​, ​Bacillus ​sp.     Změny v obsahu vit. K v potravinách během technologického a kulinářského zpracování  Během zpracování a skladování vit. K rel. stabilní. Vyšší ztráty při expozici dennímu světlu.  Ztráty při smažení (30 min. při 190 ​o​ C) – 10­15%, při norm. teplotě po účinku denního světla  asi 50% za den.     Další aktivní látky  Dříve bylo řazeno do skup. vitaminů více látek (u některých nebyl kapatytický účinek  v metabolismu člověka prokázán). Př.: 4­aminobenzoová kys.(vitamin H), některé slouč.  dovede lidský organismus v potřebném množství synthetisovat př.: thiooktová kys., koenzym  Q (nejsou známy aniprojevy avitaminosy).  Další látky pův. řazené k vit.: esenciální MK řazeny k lipidům, bioflavonoidy řazeny  k flavonoidním pigmentům rostlinného původu.   Purinové base ​adenin ​– (6­aminopurin, vitamin B​l​, vit. B​4​) – stavební jednotka adenosinu a  dále ATP a polynukleotidů (RNA).   Orotová kys. (vit. B​13​) – vedlejší produkt biosynthesy pirimidinových nukleotidů (v mléce).   Pangamová kys. (vit. B​15​) v obilovinách, luštěninách, droždí (biol. účinky nebyly prokázány).  Karnitin (vit. B​t​)  trimethylamonium­3hydroxybutyrobetain) výskyt ve většině organismů,  významná funkce v metabolismu lipidů (přenos acyl­CoA přes vnitřní membránu  mitochondrií).  Antiulcerový vit. U (kabigen, S­methylmethionin) – v brukvovitých zeleninách. Dop. při  therapii ​Ulcus ventriculi​.   Bioflavonoidy (Vit. P) sdpolu s dalšími flavonoidy  v ovoci a v zelenině, ovlivňují  permeabilitu a pružnost krevmních kapilár (př.: ​rutin​).  Cholin (alkohol), ​myo​inositol (cukerný alkohol) – běžné složky fosfolipidů rostlin i živočichů  – některé významné biol. aktivity.  Thiooktová (lipoová)  kys. – společně s redukovanou formou (dimerkaptooktanovou kys.  –  obecně se vyskytuje v ppotravinách živoč. i rostl. původu – jako kofaktor enzymů v mnohých  redox­ reakcích (př.: oxidační dekarboxylace AA).   Ubichinony (koenzymy Q​n ​, zkrác. CoQ​n​) výskyt v potravinách rostl. i živoč. původu – tvoří  homologickou řadu, doprovázeny látkami podobné struktury (vit. E).Účastní se redox­reakcí a  přenosů elektronů u všech aerobních eukaryotických buněk a u mnoha bakterií.   Esenciální MK (vitamin F, vitagen F) ­  viz lipidy.            Minerální látky    Minerální látky obsažené v potravinách – interakce s vodou, vzájemné interakce, interakce  s organickými složkami potravin (tím ovlivněna využitelnost živin). O formě (chemickém  stavu)  prvku rozhoduje složení potraviny, pH, možnost hydratace kovových prvků,  redox­systém (ovlivnění oxidačního stupně prvku) aj.    Vazebné možnosti prvků​ Chemické vlastnosti prvku – rozhodující pro charakter interakce  prvku s organickou matricí (materiálem potraviny), tj. pro tvorbu přísl. sloučeniny (dáno  umístěním prvku v periodickém systému, vyplývají z elektronové konfigurace).  Nekovy a metaloidy (P, As, S, Se – střední hodnoty elektronegativity) – troří v biologických  systémech kovalentní sloučeniny (Estery kys.fosforečné, S­AA, Se­AA, As­aminosloučeniny,  S­heterocykly).   Alkalické kovy, kovy alk.zemin, Mg (velmi nízké elektronegativity), halogeny (velmi vysoké  elektronegativity) – výskyt v biol. materiálu jako volné ionty, přednostní účast  v elektrostatických interakcích, méně vázané v málo rozp. sloučeninách  (šťavelan­Ca),  v kovalentních sloučeninách  (př. hormony trijodthyronin, thyroxin – I­AA), Cl​­​  jako ligandy,  Fe, Mg, Co jako centrální atomy, tendence ke kovalentním vazbám Cd, Hg.  Přechodové kovy, event. některé nepřechodové kovy (Al, Pb, Zn) – výrazný sklon k tvorbě  komplexních sloučenin.    Interakce kovů s organickými složkami potravin  Aminokyseliny​ – mohou vázat kovové ionty do koordinačních sloučenin prostřednictvím  disociované karboxylové skupiny i aminoskupiny (O v karboxylu i N v aminoskupině –  donory elektronů – poskytnou elektron. Pár do koordinačně­kovalentní vazby s centr.  kovovým atomem (rozhodující vliv pH => různá forma a disociace AA v roztoku).   Biogenní aminy (produkty dekarboxylace AA) ­ komplexotvorné vlastnost (př.: cheláty  diaminů – kadaverin, putrescin).  Peptidy, proteiny​ – možná vazba kovu prostřednictvím N­koncové aminoskupiny,  C­koncového karboxylu, funkčních skupin v postranním řetězci (př.: Lys, Orn, Asp, Glu, Cys,  His). Oligopeptidy – peptidový řetězec obklopí centr. kovový atom. Možnost vzniku  vícejaderných komplexů.   Peptidy obsahující cystein (glutathion, fytochelatiny a  homofytochelatiny) – přirozené  rostlinné peptidy se schpností vázat ionty TK do stabilních komplexů – obranný rostlinný  systém před fytotox.účinky TK.   Metalothioneiny (pův. zjištěny ve vnitřních orgánech savců, i v tělech jiných živočichů –  ryby, bezobratlí) – tvorba indukována ionty Cd, Cu, Zn, Ni, Pb, Co, Bi, Hg, Au, Ag – důležitý  mechanismus detoxikace.    Metaloproteiny – pravidelná struktura, charakteristický způsob vazby kovu a vazeb. Místa pro  kovový ion (kov vázán i prostřednictvím neaminokyselinové komponenty proteinové  makromolekuly (př.: prosthetická skupina – Fe vázané v porfyrinové struktuře hemu).  Specifické biologické funkce (katalyzátory­metaloenzymy, transportní a zásobní látky aj.  Sacharidy – ​obecně polyhydroxysloučeniny – komplexotvorné vlastnosti (uplatní se pouze za  mimořádných chem. podmínek, které u potravin nenastávají). O­atom hydroxyskupiny pro  většinu kovů mnohem slabší donor elektronového páru oproti S a N.   Mono­, disacharidy a alkoholické cukry tvoří komplexy s ionty kovů v alkal. prostředí.     Komplexy s Fe​3+​  tmavě žluté až hnědé, stechiometr. poměr 1:1 (zvyšují  biologickou  využitelnost Fe v dietě).   Komplexy sacharosy s Ca – význam v cukrovarnictví.  Spontánní tvorba komplexů kovů se sacharidy – konfigurace –OH na třech sousedních  atomech C v šestičlenném cyklu židličkové konformace střídavě axiální, ekvatoriální, axiální  (př.: komplex Ca​2+​  s ​epi​­inositolem).  Fytová kyselina (​myo​­inositol hexakisdihydrogenfosfát) – s ionty Ca, Mg, Fe​III​ , Zn aj.  –  fytáty.  Ca­Mg komplex – fytin. (Důsledek stabilní vazby a malá rozpustnést – snížení biologické  využitelnosti  prvků ze stravy u potravin s vyšším obsahem fytové kys. – obiloviny, luštěniny,  olejnatá semena, ořechy). Možná interakce fytové kys. s proteiny či fosfolipidy => komplexy  Me­Prot­fyt.kys., fyt.kys.­Me­fosfolipid.  Lipidy​ – triacylglyceroly a vosky (nepolární) => omezená možnost tvorby Me­komplexů.  Výjimky – tvorba ­interakce nenas. MK a nenas. lipidů s některými ionty (Ag​+​ ), tvorba solí  volných MK.   Polární lipidy (hydrofóbní část řetězců MK + hydrofilní část) –fosfolipidy tvorba komplexů  s různými Me­ionty.  Možné vazby Me s řadou dalších org. sloučenin obsažených v potravinách (org. kyseliny,  flavonoidy a jiné polyfenoly v rostlinách, porfyriny a korinoidy,  ATP, riboflavin aj.    Esenciální prvky    Sodík, draslík – ​dominantní funkce v lidském organismu – (Cl​­​  jako protiont) udržení  osmotického tlaku intra­ a extracelulárně a udržení acidobasické rovnováhy, aktivace  některých enzymů. K ovlivňuje aktivitu srdečního svalu.   Obsah v lidském těle – 70­100 g Na (extracelulárně), 140­180 g K (intracelulárně).  Denní příjem potravou 1,7­6,9 g Na (vetšinou ve formě NaCl nebo Na­hydrogenglutamátu),  2­5,9 g K.  Vylučování převážně močí, nadměrné pocení při mimořádné tělesné námaze –  ztráty až 8 g/den (tj 20 g NaCl),  v těchto případech bez externího příjmu Na ve zvýšeném  množství – důsledek svalové křeče, bolesti hlavy, průjmy. Přebytek Na v organismu – těžké  poruchy (dlouhodobý nadměrný příjem Na ve stravě  ­ hypertenze). Deficit K – poruchy  ledvin, svalová slabost, nepravidelnost srdeční činnosti.  Výskyt v potravinách – viz tab. (V praxi – v některých komoditách až o několik řádů vyšší  obsah Na v důsledku solení.)  DDD Na – max. 2,4 g/den (tj. 6 g NaCl).     Chlor​ v těle asi 80g (ve formě Cl​­​ ). V řadě potravin majoritní prvek (zejména v závislosti na  přidaném NaCl během technologie). Obsah v potravinách – viz tab.   Max.DD pro dospělého člověka 75 mg, pro dětri do 1 roku 180­300 mg, pro dětri od 1 do 9 let  350­600 mg.     Hořčík, vápník  ​­ v těle dosp.člověka 25­40 g Mg (60 % v kostře), pankreas, játra, kosterní  svalstvo. Krev a extracelul. tekutiny  1%.   1500 g Ca, 99% v kostře a v zubech ve formě fosforečnanu­Ca).   Výskyt v potravinách – viz tab.   Mg: DDD 50­70 mg pro děti do 1 roku, 150­200 mg pro děti do 6 let, 350 g pro dospělé muže,  300 mg pro dospělé ženy (během gravidity a laktace 450 mg).  Ca: DDD  400­500 mg pro děti do 1 roku, 800­1200 mg starší děti a adolescenti, 800 mg pro  dospělé, 1200 mg ženy (gravidita, laktace).     Fosfor ​dospělý člověk 420­840 g P (80­85 % v kostech a zubech), krev  400 mg.dm​­3​ ,  svalovina 1700 – 2500 mg.kg​­1​ , nervová tkáň 3600 mg.kg​­1​ , kosti a zuby 22 % hmotnosti.    Obsah v potravinách: ve většině potravin nad 100 mg.kg​­1 ​ (výjimka – rafinované tuky,  rafinovaný cukr – obsah P minimální), viz tab.  Fytátový fosfor – nižší biol.využitelnost P i Ca, Mg, Zn a Fe viz tab.  Zvýšení obsahu P v některých komoditách nad přirozenou hladinu – asditiva (polyfosfáty, soli  kys. trihydrogenfosforečné) – ovlivňuje hydrataci proteinů a polysacharidů a jejich koloidní  vlastnosti, zvyšuje vaznost vody v masných výrobcích, zajišťuje vhodnou texturu tavených  sýrů, antimikrobiální účinky. Kys. fosforečná – okyselující látka (Coca­Cola), polyfosfáty –  čiřidla piva a vína. U nápojů balených v plechovkách – polydfosfáty zpomalují korozi.  DDD 300­500 mg (děti do 1 roku), 800 mg (děti do 10 let), 1200 mg pro dospělé (při běžném  stravování není deficit). Nezbytný poměr P a Ca ve výživě (maso, drůběž, ryby – 15­20x více  P oproti Ca, vejce, cereálie, luštěniny 2­4x více, mléko, listová zelenina, sýry, kosti Ca > P.    Síra​ obsah v lidském těle asi 140 g. V potravinách v mnoha kovalentních sloučeninách  (biokatalyzátory – thiamin, pantothenová kys. resp. koenzym A, biotin aj.), sirné AA (součásti  proteinů, prekurzory vonných a chuťových látek.   Obsah v potravinách viz tab.     Železo ​obsah v lidském těle (dosp.) 3­5 g. Nejvyšší konc. v krvi (hemoglobin), játrech a  slezině (ferritin, homosiderin), nižšší konc. v srdci, ledvinách, kosterním svalstvu  (myoglobin).  Tab.   V enzymech min. množství Fe:  ● hemové enzymy: cytochromy, oxygenasy, peroxidasy  ● nehemové enzymy: dukcinátdehydrogenasy, xanthinoxidasa,  NADH­cytochrom­​c­​reduktasa (flavinové enzymy z třídy oxidoreduktas), akonitasa  (enzym z třídy lyas).  Biochem. funkce Fe: dle sloučenin, ve kterých je obsaženo (převážně v mechanismu  transportu kyslíku krevním řečištěm a deponování kyslíku ve svalové tkáni (hemoglobin,  myoglobin), katalýza redox­reakcí (Fe v hemových a flavinových enzymech).  Proteiny se železem a sírou ­ Fe vázáno sulfhydrylovými skupinami cysteinových zbytků,  příp. sulfidovými ionty ­ FeS­proteiny (rubredoxiny), Fe​2​S​2​­proteiny a  Fe​4​S​4​­proteiny  (ferredoxiny).  V krevní plasmě nehemový glykometalloprotein (trensferrin), zásobní formy železa ve  slezině, játrech, kostní dřeni (ferritin, hemosiderin).   Výskyt v potravinách – tab.  Výživa: DDD 6 mg – děti do 6 měs., 10 mg – děti 6 měs. až 10 let, 12 mg – chlapci 10­18 let,  15 mg ­ ženy a dívky 11­50 let, 10 mg – dospělí muži a ženy nad 50 let, grav. ženy 30 mg,  laktace 15 mg.  Nedost. Příjem Fe dietou – anemie, snížení imunity. Nadměrný příjem – hemosiderosa  (koncentrování hemosiderinu v játrech => těžké poškození jater.    Zinek ​obsah v lidském těle (dosp.)1,4­3,0 g  (kůže, nehty, vlasy, oční tkáň, játra, ledvina,  slezina, muž. pohl. orgány.    Obsah v metaloenzymech (známo asi 200). Komplex s insulinem (pankret.enzymem).  Obsah v potr. ­ tab.    DDD: 5 mg děti do 1 roku, 10 mg děti 1­10 let, 15 mg chlapci a muži, 12 mg dívky a ženy, 10  mg muži a ženy nad 50 let, 15 mg grav.ženy, 16­19 mg laktace.  Deficit (dlouhodobě dieta s nízkým obsahem Zn či převaze složek potravin snižující biol.  využitelonost Zn, nebezpečí zejména v dětském věku (zpomalený růst, nedost. Vývoj  mužských pohl. orgánů, ztráta chuti, dermat. změny, vypadávání vlasů a nehtů – změny  reverzib. – vyššími dávkami zinků reverze.).  Vyšší dávky tox. – (2 g Zn ​per os​ – podráždění sliznic trávicího ústrojí, zvracení, 10 – 30 x  DDDzměny krev. Obrazu typické při deficitu Cu (Zn antag. Cu).    Měď ​lidské tělo 100­180 mg (1,7 mg.kg​­1​ ), u novoroz.asi 4,7 mg.kg​­1​ . Játra  15 mg.kg​­1​ ,  novoroz. 230 mg.kg​­1​ , ledviny 2,1 mg.kg​­1​ , svalstvo 0,7 mg.kg​­1​ , mozek 5,6 mg.kg​­1​ , plíce  2,2  mg.kg​­1​ . V játrech Zn v enzymu superoxiddismutázy, v mozku v metalloprot. cerebrokuprein.    Výskyt v potr.: < 10 mg.kg​­1​ , význ. zdroje játra, luštěniny, houby – tab.   DDD 0,4­0,7 mg děti do 1 roku, 0,7­2,0 mg děti od 1 do 10 let, 1,5­2,5 mg adolescenti, 1,5­3 ­  dospělí.  Deficit vzácný – event. vyšší hladiny cholesterolu v krvi, změny srdečního rytmu, snížená  glukos. tolerance.   Tox. pro savce nízká.    Mangan​ v těle 10­20 mg (kosti 2,6 mg.kg​­1​ , játra 1,4 mg.kg​­1​ .  V potr. Viz tab.  Přiměř. DD 0,3­1 mg děti do 1 roku, 1­3 mgděti od 1 do 10 let, 2­5 mg adolesc., dospěl.   Deficit: zpomalený růst, poruchy reprodukce, abnorm. Vývoj kostí.  Tox. – zpomalení růstu, anémie (při relat. vysokých dávkách).     Nikl​ v těle 10 mg. (plíce 20­150g.kg​­1​ , ledviny 5­15g.kg​­1​ , kosti 200­400 g.kg​­1, ​ krev 5 g.dm​­3​ .  Funkce u živočichů neznámé. Výskyt v potr. – viz tab.  DDD nejsou určeny (dle výživy 150­700 g). Na exper. zvířatech: deficit­zpomalení růstu, tox.  > 250 mg.kg​­1​  potravy.  Dráždivé účinky na kůži (tox. a karcinogen. tetrakarbonyl­Ni).    Kobalt ​ v těle <1.5 mg. Esenciální pro bakterie, řasy, přežvýkavci. Pro ostatní organismy  esenciální vit. B​12​.  Výskyt v potravinách – tab.   DDD není stanovena, reál. DD 5­10g.    Molybden ​v těle 5­10 mg.Obsažen v některých enzymech.   Výskyt v potravinách – viz. tab.   Přiměřené DD 15­40 g  děti do 1 roku, 25­75  g​ ​ děti  1­6 let, 75­250 g nad 7 let.   Skutečně ze  stravy – 120­240 g.    Chrom​ v těle asi 5 mg. Distribuce rovnoměrná. Krevní plasma 0,1­0,4 g.dm​­3​ .  V ox. stupni III esenc. Prvek, v ox. stupni VII vysoce tox. a mutag., alerg., karcinoge.  vlastnosti.   Výskyt v potr. – viz tab.  Přiměřená DD 50­200 g. Skuteč. DD 25­100 g.  Deficit: trvale zvýš. hladina krevní glukosy,  zvýš. hladiny cholesterolu a triacylglycerolů,  nervové a mozkové poruchy.   Tox. při mimoř. vysokých dávkách. (Cr ​VI​  toxický, genotox., kercinogenní, kožní ekzémy,  respirace prachu – plicní nádory).     Vanad ​obsah v těle není znám. Biochem. – zasahuje do metabolismu sacharidů a lipidů.   Obsah v potr. – viz tab.    Selen ​v těle 15 mg. Esenc. Prvek (součást glutathionperoxidasy).   V potr. – viz tab.   DDD 10­15 g děti do 1 roku, 20 g děti 1­6 let, 30 g děti 7­10 let, 40 g chlapci, 45 g dívky, 55  g dospělé ženy, 70 g dospělí muži. Grav., laktace  65­75 g.    Jod ​v těle 10­30 mg (70­90% ve štítné žláze – součást enzymů thyroxinu, trijodthyroninu).  V potravinách – viz tab.   DDD 50­75 g (dle věku, v ČR asi 100g)  Deficit – snížená funkce štítné žlázy.    Fluor​ v těle 0,8­2,5 g (zuby, kosti, ochranný faktor proti zubním karies).  V potravinách – viz tab.   DDD – 0,1­0,5 mg – děti do 6 měsíců, 0,2­1 mg, děti 1­3 roky – 0,5­1,5 mg, dospělí 1,5­4 mg.     Bor​ esenc. Pro rostliny, u živočichů nepotvrzené informace. Kys. boritá tvoří stab.komplexy  s polyhydroxyslouč. (cukerné alkoholy, sacharidy, nukleotidy, riboflavin, askorb. kys.).    Obsah v potr. Viz tab.  DDD nestanovena.    Křemík ​v těle asi 1,4 g (více v rostlinách). Předpoklad – nezbytný pro biosynth. kolagenu.  Mechanismus účinku není znám. Obsah v potr. – viz tab.  DDD nestanovena, reál.příjem  20­50 mg.           Maillardova reakce    Reakce redukujících sacharidů s aminosloučeninami (nejvýznamnější a nejrozšířenější  chemické reakce  probíhající během zpracování a skladování potravin). Vzniká řada  velmi reaktivních karbonylových sloučenin reagujících vzájemně a s přítomnými  aminosloučeninami. Soubor reakcí.  Francouzský chemik Louis Camille Maillard první popsal tvorbu hnědých pigmentů při  zahřívání glukosy s gylycinem. ​Dosud není presentováno kompletní reakční schema.    Tvorba hnědých pigmentů ​melanoidinů​ => reakce neenzymového hnědnutí (i jiné reakce,  kupř. karamelizace cukrů – Maillardova reakce je zvláštní případ neenzymového hnědnutí).  Dosud charakterisována jen malá část sloučenin vznikajících v těchto reakcích:  ● sloučeniny relativně stálé, nedochází k dalším reakcím během isolace a identifikace  ● reaktivní meziprodukty, ve velmi nízkých koncentracích, rozkládají se během isolace  ● volné radikály, hrají důležitou roli při tvorbě vonných a chuťových látek,  vysokomolekulárních barevných pigmentů  a působení ​in vivo​.    Studium Maillardovy reakce – pozornost věnována zejména:  ● vzniku hnědého zbarvení (žádoucí – barva chlebové kůrky, pražené kávy, smažené  cibule, nežádoucí – výroba sušených potravin, sušeného mléka, ovoce, zeleniny apod.)  ● vzniku aromatických látek žádoucích (vůně chleba a pečiva) i nežádoucích  ● výživovým a fyziologickým aspektům teakcí (snížení nutriční hodnotypotravin –  reakce cukrů a jiných karbonylových sloučenin s esenciální limitující AA lysinem)  ● toxicitě některých produktů – mutagenní a karcinogenní látky  ● antioxidačním vlastnostem reakčních produktů (reduktony a melanoidiny).    Nejvýznamnější sacharidy potravin podílejících se na Maillardově reakci: monosacharidy  glukosa, fruktosa, ribosa (maso a masné výrobky), disacharidy laktosa (mléko a mléčné  výrobky), maltosa (cereální výrobky).   Sacharidy vázané glykosidickou vazbou v glykoproteinech, glykolipidech a heteroglykosidech  se účastní Maillardovy reakce po hydrolýze na monosacharidy.    Reakčními partnery jsou bílkoviny a volné aminokyseliny.   Bílkoviny reagují s redukujícími sacharidy prostřednictvím ­aminoskupiny vázaného lysinu,  méně ­aminoskupiny N­koncových aminokyselin, minoritně jiné dunkční skupiny.   U sýrů aj. kromě bílkovin významně reagují i biogenní aminy.     Vedle sacharidů, jejich degradačních produktů a degradačních produktů aminokyselin (aminy,  amoniak, aldehydy aj.) reagují i původní karbonylové látky v potravinách (aldehydy, ketony  v silicích, askorbová kys. aj) a karbonylové sloučeniny vznikající z nesacharidových  prekurzorů (př.: aldehydy vzniklé oxidací tuků).    Studium na modelových systémech – př.: glukosa a glycin – vzniká mnoho desítek reakčních  produktů.     Viz ​SCHEMA​ ­ ​3 fáze reakce:   ● počáteční – tvorba glykosylaminu, následuje Amadoriho přesmyk (reakce A, B)  ● střední – dehydratace a fragmentace sacharidů a Steckerova degradace AA (reakce C,  D, E)  ● závěrečná – reakce meziproduktů vedoucích k tvorbě heterocyklických sloučenin  (zpravidla důležité vonné a chuťové látky) a vysokomolekulární pigmenty  melanoidiny (nositelé hnědého zbarvení – reakce F. G).      Vznik glykosylaminů a přesmyk na aminodeoxycukry    Adice neprotonizované formy aminoskupiny aminosloučeniny (amin, aminokyselina,  bílkovina) na elektrodeficitní C­atom karbonylové skupiny redukujícího cukru – adiční  produkt – karbinolamin, dehydratací vzniká imin (Schiffova base). (Snadnost adice je dána  indukčním efektem substituentů karbonylové skupiny určujícím elektronovou hustotu na  uhlíku karbonylové skupiny a sterickými faktory).  Reaktivita aminosloučenin závisí na jejich basicitě.   Vliv pH: protonizace karbonylové skupiny zvyšuje její reaktivitu k nukleofilním činidlům,  protonizace aminoskupiny reaktivitu snižuje (dusík nemá volný elektronový pár).  Koncentrace obou reaktantů se mění s hodnotou pH prostředí ve vzájemně opačném směru (se  snižujícím se pH koncentrace kationtů karbonylové skupiny stopupá, koncentrace  neprotonisované formy aminosloučeniny klesá) – reakční rychlost dosahuje maxima v mírně  kyselém až mírně basickém prostředí (pH 5 – 7).  Schiffovy base nestálé, stabilizují se dalšími reakcemi (př. cyklizace na N­substituovaný  glykosylamin.    Aldosylaminy jsou Amadoriho přesmykem transformovány na ketosaminy, ketosylaminy  jsou obdobně Heynsovým přesmykem transformovány na aldosaminy (oba přesmyky – kyselá  katalýza).     Ketosaminy prokázány v řadě skladovaných a tepelně upravovaných potravinách (sušené  ovoce, sušená zelenina, sušené mléko, sójová omáčka aj.).   In vivo​ v infuzích obsahujících glukosu a AA i v organismu člověka (více u diabetiků).     Vedle Amadoriho a Heynsova přesmyku řada dalších reakcí vedoucích k přeměně  glykosylaminů.    Melanoidiny    V prvých dvou fázích Maillardovy reakce – bezbarvé sloučeniny – premelanoidiny.   Závěrečná fáze – barevné sloučeniny – melanoidiny (nejméně prostudovaná část reakce).   Málo informací o struktuře melanoidinů a o mechanismu jejich vzniku. Relat. molekulová  hmotnost vyšší než 1000 Da, fyzik. chem. vlastnosti – rozpustnost, antioxidační aktivita aj.  Velká rozmanitost melanoidinů. Při vzniku se uplatňuje polykondensace a polymerace řady  reakčních meziproduktů  (nenasycených karbonylových a aminokarbonylových sloučenin aj.).  Melanoidiny neobsahující N vznikají ze sacharidů v nepřítomnosti aminosloučenin.     Vlastnosti melanoidinů    Antioxidační vlastnosti – závislé na charakteru reaktantů. Využití v průmyslové praxi několik  desetiletí:   Př.: přídavek glukosy a AA (gly, val, lys) do těsta pro výrobu sušenek zvyšuje stabilitu  obsaženého sádla vůči autooxidaci.   Přídavek produktů reakce glukosy a his do párků skladovaných za mrazírenské teploty –  stejný efekt.   Záhřev plnotučného mléka se směsí glukosy a his – zvyšuje oxidační stabilitu sušeného  mléka, snižuje obsah využitelného lys, diskolorace finálního výrobku.   Synergické efekty s jinými antioxidanty – př.: reakční produkty D­xylosy a amoniaku zvyšují  antioxidační účinky  tokoferolů, nikoli však ​α​­tokoferolu.  Vysokou antioxidační aktivitu vykazují produkty reakcí deoxyaskorbové kys., basické AA  (lys, his, arg) po reakci s cukry vykazují vyšší antiox. Aktivitu oproti ostaním AA.     Nutriční a toxikologické aspekty    Důsledkem Maillardovy reakce bývají žádoucí změny organoleptických vlastností potravin  (typická vůně, chuť, barva), nežádoucí vlastnosti (netypické vůně a chuti, nežádoucí zbarvení  zvláště u sušených potravin), snížení nutriční hodnoty.   Pokles nutriční hodnoty v důsledku ztrát AA nevratnými reakcemi, vazbou AA do  nevyužitelných komplexů a kovalentních sloučenin, snížením travitelnosti bílkovin  v důsledku vzniku resistentních příčných vazeb (nejvyšší ztráty u lys a sirných AA).   Nejvyšší  snížení nutriční hodnoty u tepelně namáhaných poživatin s nízkým obsahem vody  (sušení, pečení, smažení, pražení apod.). Př.: pečení chleba – ztráty lys 10­15%, v kůrce až  70%. Sušení mléka – ztráty lys. 30%.     Vznik toxických látek (klastogenní, mutagenní, karcinogenní účinky).   Př.: Mutagenita tabákového kouře, zuhelnatělých povrchů ryb a masa pečených na roštu není  vyvolávána jen PAH (př. 3,4­benzpyren), ale i primární heterocyklické aminy.   Klasifikace:   ● non­IQ mutageny   ● IQ mutageny    Mutageny I.skupiny – pyridoimidazoly a pyridoindoly (poprvé izolované z pyrolyzátů AA a  bílkovin – při teplotách 300­800 ​o​ C. Vysoce mutagenní – pyrolyzát try, kys. glutamové, lys,  ornitinu, fenylalaninu a pyrolyzáty bílkovin – kasein, pšeničný lepek, sojové globuliny.  Tyto látky vznikají při některých způsobech tepelného opracování potravin (grilování, pečení  na roštu).     Mutageny II. skupiny – významnější – imidazochinoliny, imidazochinoxaliny,  imidazopyridiny.  Mechanismy vzniku IQ mutagenů nejsou objasněny. Pro vznik nezbytná přítomnost kreatinu a  kreatininu. Vznikají reakcemi s některými produkty Maillardovy reakce (Streckerovy  aldehydy, pyridiny, pyraziny.  Obsah mutagenů v potravinách závisí na teplotě a obsahu vody. Nejvyšší hladiny jsou  v povrchových vrstvách vystavených vyšším teplotám (grilování, pečení na roštu), současně i  nižší obsah vody.   Při vaření mutageny nevznikají.  Některé produkty Maillardovy reakce – sekundární aminy – reakcí s kys. dusitou resp.s oxidy  dusíku vznikají mutagenní N­nitrososloučeniny.    V průběhu Maillardovy reakce – vznika dalších mutagenních sloučenin (glyoxal,  methylglyoxal, 5­hydroxymethyl­2­furankarbaldehyd aj.).    Faktory ovlivňující průběh Maillardovy reakce (lze využít ke kontrole průběhu):  ● teplota  ● doba reakce  ● pH prostředí  ● aktivita vody  ● druh reaktantů  ● dostupnost reaktantů    Optimalizace porůběhu Maillardovy reakce – velmi obtížné. Jednotlivé faktory se vzájemně  ovlivňují.   Vliv teploty – aktivační energie. Souvisí s aktivitou vody, s pH prostředí. Vsoká aktivita vody  snižuje koncentraci reaktantů, snižuje reakční rychlost. Naopak při nízké aktivitě vody –  snižování reakční rychlosti až zastavení reakce v důsledku malé mobility reaktantů.    Možnosti inhibice Maillardovy reakce – vzhledem ke vzniku nežádoucích efektů.   Nejčastější způsoby inhibice Maillardovy reakce:  ● odstranění jednoho z reaktantů  ● úprava obsahu vody  ● snížení teploty  ● zkrácení doby záhřevu  ● úprava pH  ● přídavek látek inhibujících reakci  Př.. odstranění glukosy přídavkem kvasničného preparátu vykazujícího glukosaoxidázovou  aktivitu – při výrobě sušených vaječných obsahů.  Současné snížení teploty a doby záhřevu – otáčení potraviny, sušení v tenké vrstvě apod.  Př.: při spreyovém sušení mléka zabránit ohřevu již usušeného prášku.  Př.: instantní rozpustná zrnková káva – sušení spreyové a kontaktní.  Zkrácení doby ohřevu při přípravě džemů – malé výrobní dávky (snižuje se obsah glukosy  vznikající inverzí sacharosy.    Význam pro potravinářské technologie      Většina potravinářských technologií – dlouhodobé tradice, spíše aplikace empirických  zkušeností nežli  vědeckých  poznatků.  Optimalizace technologie s cílem získání výrobku požadovaných vlastností.   Náhrada tradičních technologií technologiemi novými:  ● extruze  ● mikrovlnný ohřev  ● infračervený ohřev    Tradiční technologie    Pražení ​– výrazné uplatnění Maillardovy reakce (výroba kakaa, kávy, pražených ořechů aj.).  Ovlivnění chuti a vůně produktu. Ovlivnění vlastností produktu předcházející fermentací  (uvolňování AA a monosacharidů). Náhražka kávy – čekankový kořen.  Vaření, pečení, smažení – kladné sensorické vlastnosti značně převažují nad negativními jevy  (snížení nutriční hodnoty, tvorba mutagenů).    Sušení​ – negativní projevy Maillardovy reakce (mléko, ovoce, zelenina).     Nové technologie    Extruze  ­ ​výroba sušenek, cereálních snídaní aj. Složitý proces – relativně krátká doba,  vysoká teplota, tlak, vysoké střihové síly (vlastnosti výrobku dány rychlostí plnění extrudéru,  otáčky šneku, konfigurace šneku atd.)  Relat. vysoké ztráty lys (40­50%). Optimalizace podmínek s ohledem na ztráty lys.    Mikrovlnný ohřev​ ­  nejvyšší teploty nikoli na povrchu, ale uvnitř potraviny (nedochází ke  ztrátě vody na povrchu a tím ke tvorbě krusty, omezení vývinu barvy a aroma.  Omezení nedostatků: přidávání aromatických látek, natírání povrchu potraviny premixy,  obsahující redukující cukry a AA, balení potraviny do materiálů absorbujícího mikrovlnné  záření a přicházejícího do těsného kontaktu s povrchem potraviny (na papíře lepený  polyesterový film metalizovaný Al).    Infračervený ohřev​ – při pečení masa, výrobě sušenek, chleba apod. Sensorická kvalita  produktů srovnatelná s tradičními technologiemi. Výhody – kratší čas pečení – úspora  energie.