Gdańska szkoła chemii żywności | Politechnika Gdańska

Przykładem takiej cenionej na rynku międzynarodowym pozycji jest monografia Chemical and Functional Properties of Food Components, której już IV wydanie ukazało się w maju br. nakładem CRC Press. Redaktorem wszystkich wydań jest prof. Zdzisław E. Sikorski, a w przygotowaniu ostatniego wydania wspomagała go dr hab. inż. Hanna Staroszczyk, prof. PG, oboje będący pracownikami Katedry Chemii, Technologii i Biotechnologii Żywności (KChTiBŻ) Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej. Szczegóły dotyczące tej monografii dostępne są pod linkiem.
Warto dodać, że książka ukazała się jako jeden z tomów serii monografii Chemical and Functional Properties of Food Components Series, której pomysłodawcą i redaktorem prowadzącym jest od roku 2001 prof. Zdzisław E. Sikorski, a w jej ramach ukazało się już 20 pozycji poświęconych różnym aspektom żywności. Redaktorzy i autorzy poszczególnych tomów to specjaliści z różnych części świata, w tym bardzo wielu z Politechniki Gdańskiej.

Ważniejszy dorobek książkowy

Można powiedzieć, że książki z zakresu nauk o żywności są znakiem firmowym KChTiBŻ. Między innymi pozycja Chemia żywności regularnie redagowana i aktualizowana przez zespół katedry we współpracy z zapraszanymi specjalistami z innych ośrodków (dotychczas ukazało się 5 wydań) stanowi podstawowy podręcznik chemii żywności na większości polskich uczelni i w sposób oczywisty ma duży, pozytywny wpływ na kształcenie kadr, a przez to również na gospodarkę żywnościową w Polsce.
Przez dziesięciolecia ta i inne ważne wydania książkowe, polskie i międzynarodowe, wywodzące się z KChTiBŻ stanowiły podstawowe źródło wiedzy wykorzystywanej w kształceniu studentów i służące chemikom oraz technologom żywności w śledzeniu najnowszych osiągnięć nauk o żywności i żywieniu. Wiedzę tę mogli wykorzystywać, pracując w przemyśle żywnościowym, dzięki czemu zapewniali korzystny społecznie rozwój tej dziedziny gospodarki. Za przykład mogą posłużyć badania prowadzone już od lat 60. XX wieku w zespole KChTiBŻ zainicjowane przez prof. Damazego Tilgnera dotyczące rakotwórczych składników wędzonej żywności. Później po raz pierwszy na świecie rozdział o rakotwórczych składnikach dymu wędzarniczego i innych rakotwórczych składnikach żywności opracowany przez prof. Agnieszkę Bartoszek na stałe zaistniał w polskojęzycznych wydaniach Chemii żywności, by następnie zaowocować pełną monografią w ramach wspomnianej serii Chemical and Functional Properties of Food Components Series, CRC Press, opracowaną przez Agnieszkę Bartoszek i wsp. na temat związków rakotwórczych i przeciwrakotwórczych w żywności (monografia Carcinogenic and Anticarcinogenic Food Components, CRC Press, 2006). Te prace, jak wiele innych, przyczyniły się do ustalenia międzynarodowych regulacji prawnych dotyczących zawartości kancerogennych związków w żywności.
W najnowszym wydaniu monografii Chemical and Functional Properties of Food Components, w 20 rozdziałach książki, ich autorzy, światowi specjaliści w dziedzinie nauk o żywności opisali rolę związków chemicznych w strukturze surowców oraz w kształtowaniu różnych atrybutów jakości żywności, w tym wartości odżywczej i właściwości sensorycznych, bezpieczeństwa i wpływu na zdrowie konsumenta. Wśród autorów nie zabrakło pracowników KChTiBŻ, bowiem zagadnienia poruszane we wspomnianej monografii są ściśle powiązane z pracami naukowymi prowadzonymi w tej jednostce, których celem jest zrozumienie, jak różne procesy i składniki wpływają na jakość i bezpieczeństwo żywności. Prowadzone badania dotyczą jakościowego i ilościowego składu surowców, fizycznych, chemicznych i sensorycznych właściwości składników żywności, ich zmian i interakcji zachodzących w czasie przechowywania i przetwarzania, ale także działania biologicznego i wpływu na zdrowie konsumenta oraz projektowania tzw. żywności funkcjonalnej.

Zakres działalności katedry

Obecnie pracownicy KChTiBŻ działają w obrębie kilku zespołów, które prowadzą interdyscyplinarne prace badawcze w zakresie biotechnologii, chemii i analizy żywności. Koncentrują się one m.in. na opracowaniach nowych sposobów i udoskonalaniu istniejących metod ekstrakcji lipidów z różnego typu matryc biologicznych oraz opracowaniu technologii otrzymywania funkcjonalnych tłuszczów modyfikowanych, ocenie przydatności wykorzystania niekonwencjonalnych metod do utrwalania lub przetwarzania żywności, poszukiwaniu sposobów zagospodarowania odpadów przemysłu spożywczego do wytwarzania biodegradowalnych, aktywnych materiałów opakowaniowych i materiałów medycznych, fizykochemicznej i reologicznej charakterystyce surowców żywnościowych oraz jej wpływu na strukturę i mechaniczne właściwości żywności, a także ocenie jakości i kontroli bezpieczeństwa żywności z wykorzystaniem typowych i standardowych metod oraz zaawansowanych technik chromatograficznych i spektroskopowych.
Najnowsza aparatura, a także chemiczne i biochemiczne metody analityczne wykorzystywane przez pracowników w pracach doświadczalnych nie tylko umożliwiają szczegółowe poznanie składu surowców i produktów żywnościowych oraz oznaczanie zanieczyszczeń występujących w nich nawet w bardzo małych stężeniach, ale pozwalają także na śledzenie chemicznych i biochemicznych przemian składników oraz ich interakcji zachodzących w warunkach przechowywania i przetwarzania. Wyniki tych badań są niezmiernie ważne, gdyż dobór optymalnych parametrów procesów przetwórczych pozwala na zachowanie dobrej jakości produktów i świadome kształtowanie sensorycznych i biologicznych właściwości żywności, w tym także zdrowotności pokarmów.
Zakres badań obejmujący problematykę żywieniową i zdrowotną realizowany w KChTiBŻ to poszukiwania nowych metod wytwarzania żywności służącej profilaktyce dietozależnych chorób przewlekłych, zbadanie w dużej mierze obecnie nieznanej roli żywieniowej pokarmowych kwasów nukleinowych, poznanie mechanizmów działania aktywnych redoksowo bioaktywnych składników żywnościowych pochodzenia roślinnego w ochronie przed stresem oksydacyjnym. W obszar badań nad żywnością funkcjonalną wpisują się także probiotyki i prebiotyki mogące stanowić istotny zdrowotnie składnik takiej żywności. Pracownicy katedry projektują nowe, funkcjonalne produkty żywnościowe otrzymywane w wyniku fermentacji produktów ubocznych przemysłu owocowo-warzywnego. Długofalowym projektem w obszarze żywność a zdrowie są badania komponentów mleka kobiecego, zmienność ich składu wskutek czynników fizjologicznych (czas laktacji, termin porodu) i diety kobiet karmiących (dieta klasyczna, wegańska i wegetariańska) oraz ocena przydatności mleka pochodzącego od kobiet długo karmiących (powyżej 1 roku) w żywieniu dzieci przedwcześnie urodzonych. W badaniach tych oprócz klasycznych podejść wykorzystywane są najnowsze wysokoprzepustowe technologie nutrigenomiczne i metabolomiczne. Innym ważnym obszarem prac jest rozwijanie technologicznych rozwiązań w produkcji alternatyw dla białek mięsa i mleka. Produkty te mają na celu dostarczenie konsumentom podobnych w smaku i teksturze produktów, ale bez konieczności hodowli zwierząt.
Przemysł żywnościowy oprócz oczywistych korzyści niesie też wiele obciążeń dla środowiska. Rozwiązywanie problemów ekologicznych poprzez proponowanie technologii zagospodarowania odpadów powstających w trakcie produkcji żywności to kolejny obszar działalności naukowej zespołów KChTiBŻ. W ramach prowadzonych badań pracownicy KChTiBŻ skupiają się również na przetwarzaniu odpadów i poszukiwaniu nowych możliwości uzyskania bioplastików w oparciu o surowce odnawialne i biodegradowalne oraz jako alternatywy dla tworzyw sztucznych. Prace z tego zakresu obejmują także izolowanie i badanie właściwości keratyny z piór drobiowych, będących uciążliwym odpadem przemysłu drobiarskiego. Keratynę wykorzystuje się do otrzymywania nowych, funkcjonalnych materiałów, ale, co równie istotne, jest ona potencjalnym źródłem bioaktywnych peptydów, które mogą znaleźć zastosowanie zarówno w produkcji żywności funkcjonalnej, jak i medycynie i przemyśle kosmetycznym. Jako fizjologicznie aktywne składniki mogą być one stosowane jako element profilaktyki, a nawet terapii wielu schorzeń cywilizacyjnych. W ramach projektu prowadzonego wspólnie z Centrum Transferu Technologii PG opracowywana jest metoda wytwarzania termoplastycznych materiałów na bazie skrobi i makuchów konopnych. Jednym z kluczowych obszarów badań jest wytwarzanie nowych materiałów z wykorzystaniem polimerów naturalnych. Polimery naturalne, takie jak chitozan, agaroza czy kolagen, mają potencjał do tworzenia nowych, biodegradowalnych materiałów, które mogą zastąpić wiele obecnie stosowanych produktów opartych na polimerach syntetycznych. Polimery te są również wykorzystywane do wytwarzania nowych biotuszy, co ma zastosowanie w fascynującej dziedzinie biodruku. Biodruk pozwala na tworzenie struktur tkanek, które mogą być wykorzystywane w medycynie regeneracyjnej lub do testowania leków.
Działalność naukowa katedry nie ogranicza się do żywności. Prowadzone są również badania z zakresu chemii kosmetyków, w tym opracowywanie nowych receptur i oceny ich jakości.
Ostatnim, ale nie mniej ważnym obszarem aktywności naukowej pracowników KChTiBŻ są badania reologiczne, niezbędne do zrozumienia fundamentalnych właściwości materiałów, zwłaszcza tych z polimerów naturalnych. Uzyskane w tych badaniach informacje mają bezpośredni wpływ na różne aspekty produkcji w przemyśle spożywczym i kosmetycznym, umożliwiając naukowcom precyzyjne określenie zachowania skomplikowanych matryc w różnych warunkach przetwarzania oraz opracowanie innowacyjnych materiałów i produktów.

O publikacji

Obecne wydanie Chemical and Functional Properties of Food Components zawiera cztery nowe rozdziały. Zostały one zamieszczone, ponieważ pojawiające się wyniki badań przynoszą coraz większą wiedzę na temat wpływu niebiałkowych związków azotowych, zwłaszcza bioaktywnych peptydów, kwasów nukleinowych i amin biogennych na jakość i właściwości biologiczne żywności, rolę naturalnych i dodanych proutleniaczy i przeciwutleniaczy w przetwarzaniu i biologicznym oddziaływaniu żywności, licznych korzystnych, ale i szkodliwych działań bioaktywnych składników żywności roślinnej oraz nowych systemów kontroli składu żywności i bezpieczeństwa żywności. Wspomniane nowe rozdziały to: „Non-Protein Nitrogenous Compounds”, „Prooxidants and Antioxidants in Food”, „Non-Nutritive Bioactive Compounds in Food of Plant Origin” i „Analytical Methods Used for Assessing the Quality of Food Products”.
Mamy nadzieję, że w wyniku naszej pracy powstała książka użyteczna dla szerokiego grona odbiorców, w której autorzy mogli się podzielić wiedzą dotyczącą żywności i żywienia, czyli dziedzin o kluczowym znaczeniu dla bezpieczeństwa żywieniowego i zdrowia społeczeństwa.

Opracowała Hanna Staroszczyk  hanna.staroszczyk@pg.edu.pl