P�edchoz� �l�nek Obsah �asopisu Domovsk� str�nka CZ BIOMu Akce - semin��e, exkurze ... �asopis BIOM, sborn�ky a dal�� odborn� publikace �l�nky dle data um�st�n� na web �l�nky dle t�mat �l�nky dle autora Fotogalerie V�po�ty a JavaSkripty Dal�� �l�nek

Jak m��e biomasa rostlin tak� slou�it lidem - n�hrada cukru alternativn�mi n�zkoenergetick�mi rostlinn�mi sladidly

Ing. Jaroslava Mal��ov�, V�RV Chomutov, CZ�BIOM

V�celosv�tov�m m���tku je produkov�n cukr ze 60 % z�cukrov� t�tiny a�ze 40 % z�cukrov� �epy. Cukr � sachar�za neboli tak� cukr �epn� �i t�tinov� se roz���il jako sladidlo v�posledn�ch 200 letech. Spolu s�medem zn�m�m ji� oded�vna pat�� mezi nejpou��van�j�� sladidla p��rodn�ho p�vodu. Proto�e v�ak st�le roste po�et lid� trp�c�ch cukrovkou (diabetes melitus), kardiovaskul�rn�mi chorobami, jim� cukr �kod� z�energetick�ho i�metabolick�ho hlediska, ale i�t�ch, kte�� by se m�li vyh�bat cukru z�d�vodu obezity, byla v�zkumu alternativn�ch sladidel v�nov�na v�posledn�ch letech velk� pozornost. Bylo pops�no n�kolik des�tek sladk�ch l�tek p��rodn�ho i�syntetick�ho p�vodu. Ke slazen� n�poj� a�pokrm� se jich v�ak pou��v� minim�ln� po�et. K nejv�ce roz���en�m um�l�m sladidl�m �ad�me sacharin, cyklam�t , usal � aspartam a�acesulfam K. P�ev�n� ��st v�ak m� na lidsk� organismus vedlej�� negativn� ��inky. Pot�eba n�hradn�ch sladidel co do mno�stv� tak i�sortimentu st�le stoup� a�proto se �e�� mo�nost vyu�it� dal��ch sladidel p�edev��m na b�zi p��rodn�. Snahou v�dc� a�v�zkumn�k� je naj�t a�ov��it n�zkoenergetick� sladidla p��rodn�ho p�vodu, kter�ch rostlinn� ��e nab�z� velk� mno�stv�.

Sorbit - sorbitol, xylit - xylitol a�manit - manitol jsou tzv. alkoholick� cukry, nejv�ce pozornosti v�ak v�posledn� dob� pout� steviosid � sm�s glykosid�, jeho� sou��st� je tak� mimo jin� rebaudiosid A, C, D, E a�dulkosid B a�d�le p�edev��m sacharid frukt�za. Jednotliv� sladidla maj� r�znou sladivost v�porovn�n� s�cukrem - tab. �. 1

Tab. �. 1 Sladivost syntetick�ch a�p��rodn�ch sladidel

Druh alternativn�ho sladidla

Sladivost v�pom�ru k�cukru � sachar�ze

Sacharin � um�l�

250 � 500x vy���

Cyklam�t � um�l�

20 � 30x vy���

Usal � aspartam � um�l�

100 � 200x vy���

Acesulfam K � um�l�

100 � 200x vy���

Sorbit � p��rodn�

Polovi�n�

Manit � p��rodn�

Polovi�n�

Xylit � p��rodn�

Stejn�

Komplex steviosid � p��rodn�

100 � 300x vy���

Rebaudiosid A�- p��rodn�

400x vy���

Rebaudiosid C,D,E � p��rodn�

20 � 120x vy���

Dulkosid B � p��rodn�

P�ibli�n� stejn�

Fruktosa � p��rodn�

1 � 1,4x vy���

Pro zaj�mavost lze uv�st, �e za v�bec nejintenz�vn�j�� sladidlo na sv�t� je pova�ov�na chemick� l�tka nazvan� toumatin objeven� v�dci z�Kalifornsk� univerzity v�ke�i zvan�m katemf, kter� roste v�tropech z�padn� Afriky a�je pr� milionkr�t slad�� ne� cukr a��estsetkr�t p�ekon� v�sladkosti escartem pova�ovan� a� dosud za v�bec nejslad��. Jedin� gram toumatinu �dajn� sta�� osladit jednu tunu vody!

Sorbit se vyr�b� ze �krobu nebo cukru. M� �istou sladkou chu�. Energie dod�v� tolik jako cukr, a�proto ho nelze pou��vat jako n�hradu cukru p�i reduk�n�ch diet�ch. V�ce ne� 20 g denn� m��e m�t u�citliv�ch jedinc� proj�mav� ��inky. Je vhodn� pro diabetiky. Sorbit je pom�rn� stabiln� p�i pe�en� i�va�en�. Vyu��v� se i�jako sorbitov� sirup.

Manit se z�sk�v� z�cukru nebo fruktosy. Jeho energetick� hodnota je p�ibli�n� stejn� jako u�cukru. Je vhodn� pro diabetiky a pou��v� se do �v�ka�ek.

Xylit je vyr�b�n z�xyl�zy � d�evn�ho cukru, jen� se z�sk�v� nap�. z�d�evn�ho odpadu. Energetick� hodnota je zhruba obdobn� jako u�cukru. Je vhodn� pro diabetiky, vyzna�uje se stabilitou p�i pe�en� i�va�en�. Vyu��v� se p�edev��m do cukrovinek a��v�ka�ek, proto�e nep�sob� kazivost zub�.

Steviosid je p��rodn� sladidlo z�list� ke�e stevie - Stevia rebaudiana Bertoni, kter� se k�tomuto ��elu p�stuje.

Nem� energetickou hodnotu. Sladk� chu� je doprov�zena chut� ho�kou, pou��v� se proto v�kombinaci s�jin�mi sladidly, kter� maskuj� jeho ho�kou chu�. Je vhodn� pro diabetiky, nebo� neindukuje pot�ebu tvorby inzul�nu a�jeho vedlej�� ��inky jsou zanedbateln�. Jako sladidlo byla pou��v�na ji� Indi�ny z�kmene Guaran� d�vno p�ed p��chodem �pan�l�. Nejv�t��m producentem ve sv�tov�m m���tku je v�sou�asnosti Japonsko. P�stuje se tak� v���n�, Koreji, Thajsku, Vietnamu, USA, Braz�lii, Paraguayi, na Filip�n�ch, v�N�mecku, Rusku a Bulharsku. Komplex sladiv�ch l�tek obsa�en� t�m�� v�cel� rostlin� mimo ko�en�, zejm�na v�listech je tvo�en n�kolika diterpenick�mi glykosidy naz�van�mi souhrnn� steviosid. Krom� samotn�ho steviosidu jsou v�rostlin� obsa�eny je�t� tyto: rebaudiosid A, jen� je slad�� ne� steviosid 1,3 � 1,5x, rebaudiosid C, D, E, dulkosid B a�steviolbiosid. Steviosid lze pou��t ke slazen� potravin, n�poj�, v�cukr��stv�, konzerv�rensk�m pr�myslu, p�i v�rob� zubn�ch past a��v�ka�ek. Je propracov�na technologie p�stov�n� v�jednolet�m i�ve v�celet�m cyklu a�technologie vegetativn�ho mno�en� pomoc� zelen�ch ��zk�, ��zk� ko�en�, odno�� a�dal��ch vegetativn�ch ��st� rostlin v�etn� metody in vitro. Vyu�it� p�dy p�i p�stov�n� stevie je asi dvacetin�sobn� ve srovn�n� s�cukrovou �epou nebo cukrovou t�tinou. P�stov�n� stevie a�produkce steviosidu p�in�� nemal� n�rodohospod��sk� efekt, nebo� 1 ha porostu stevie � v�nos 2 t su�iny, v�t�nost steviosidu 6% � m��e nahradit minim�ln� 10 ha porostu cukrov� �epy � v�nos 30 t.ha-1 s v�t�nost� cukru 12% � p�i ji� zm�n�n� �rovni sladivosti steviosidu a�cukru, a�za podm�nek, kde bylo uva�ov�no re�ln� minimum u�p�stovan� stevie a�optimum u�cukrov� �epy.

Frukt�za � cukr ovocn� je sladidlo, kter� je sou��st� cukru sachar�zy. Je asi o�20 � 50 % slad�� ne� sachar�za. Vyr�b� se ze �krobu, inul�nu, sachar�zy. Sirupy s�vysok�m obsahem frukt�zy tzv. frukt�zov� se z�sk�vaj� ze z�sobn�ch polysacharid� � �krob, inul�n cestou speci�ln�ho zpracov�n� s�pomoc� biologicky aktivn�ch l�tek. Frukt�za je vyu�iteln� i v�kosmetice. Cukern� l�tky vhodn� k�tomuto zpracov�n� jsou obsa�eny v�cukrod�rn�ch rostlin�ch: kuku�ice, �ekanka, topinambur, jakon, �irok cukrov�, proso cukrov� , javor cukrov� a�cukrod�rn�, p�enice, brambory, maniok � kasava, r��e. Z�m�n� v�znamn�ch plodin m��eme jmenovat: palmu s�govou, bat�ty, lotosov� ko�eny, taro, dosnu, hr�ch a �o�ku.

V�na�ich podm�nk�ch lze vyu��t v��e citovan� cukrod�rn� rostliny. Nejroz���en�j�� je v�roba vysokofrukt�zn�ch sirup� z�kuku�ice � Zea mays, tradi�n� plodiny Azt�k�, May� a�Ink�, proto�e v�robn� n�klady jsou sni�ov�ny vyu�it�m vedlej��ch produkt� jako je kuku�i�n� olej a�krmivo s�vysok�m obsahem b�lkovin. Prvn� v�robky obsahovaly 42 % frukt�zy a�dosahovaly stejn� sladkosti jako cukr. D�le byly z�sk�ny sirupy s�koncentrac� 55, 60 a�90 %, kter� jsou slad�� ne� cukr a� o�60 %.

Nejv�t��m v�robcem i�spot�ebitelem t�chto sirup� ozna�ovan�ch HFCS jsou USA, n�sledov�ny Japonskem, na kter� p�ipadalo v�roce 1989 10 % sv�tov� spot�eby. Z�kladn� oblast� vyu�it� kuku�i�n�ch sirup� v�Japonsku stejn� jako v�USA je v�roba nealko n�poj�, kde se spot�ebovalo 70 % v�eho HFCS. Mezi zem�mi EU je nejv�t��m producentem �pan�lsko, na kter� p�ipadalo 28 % objemu sirup� vyroben�ch v�EU. K�zem�m s�rychl�m r�stem v�roby pat�� Ji�n� Korea, kde bylo dosa�eno 2 % pod�lu na celosv�tov� produkci. V�roba HFCS v�Kanad� je orientov�na na trh USA, nebo� na dom�c�m trhu m� silnou konkurenci v�tradi�n�m sladidle - javorov�m sirupu. P��zniv� podm�nky byly vytvo�eny tak� v�Argentin�.

�ekanka, topinambur a�jakon produkuj� inul�n, polyfrukt�zan neboli fruktan slo�en� zhruba z�80 % frukt�zy a�20 % gluk�zy, jeho� v�hodou je fakt, �e se v�mno�stv� 30 � 80 g organismem spot�ebov�v� bez n�rok� na inzul�n a�m��e se tedy uplatnit jak v�l��en� tak i�prevenci cukrovky a�obezity. Polyfrukt�zan se extrahuje z�hl�z nebo ko�en� pomoc� enzym� na sm�s frukt�za, gluk�za - frukt�zov� sirup.

Ko�en �ekanky - Cichorium intybus obsahuje inul�n a�frukt�zu. Obsah inul�nu p�edstavuje 75 % v�su�in�, obsah frukt�zy je n�zk�, jej� obsah stoup� p�i su�en� inul�nu. Inul�n se tvo�� v�listech p�i asimila�n�ch pochodech podobn� jako �krob. V��erstv� hmot� ko�en� se nach�z� 14 � 17 % inul�nu a�asi 1,5 - 2 % frukt�zy. K�p�edn�m p�stitel�m n�le�� Francie, Belgie a�Rakousko.

Hlavn�m d�vodem p�stov�n� topinamburu - Helianthus tuberosus je v�sou�asnosti produkce frukt�zy, kter� tvo�� dominuj�c� slo�ku polysacharidu inul�nu v�hl�z�ch. Hl�zy obsahuj� 12 � 20 % cukr� (inul�n, frukt�za, gluk�za). Samotn� inul�n p�eva�uje v�mno�stv� 80 % v�su�in�. Technologie p�stov�n� i�mno�en� je ov��ena. Nejv�t��m p�stitelem v�Evrop� je Francie.

Jakon - Polymnia sonchifolia n�le�� k�pom�rn� m�lo zn�m�m plodin�m p�stovan�m mimo jin� pro produkci inul�nu resp. frukt�zy a�frukt�zov�ho sirupu. Jde o�tradi�n� plodinu Ink�. Z�It�lie se roz���il do dal��ch oblast� ji�n� Evropy, ale i�do N�mecka. Po 2. sv�tov� v�lce se za��n� p�stovat v�USA, Japonsku a�na Nov�m Z�landu. Hl�zy obsahuj� 65 % inul�nu v�su�in� a�asi 35 % voln� frukt�zy. V��erstv� hmot� ko�enov�ch hl�z se nach�z� 11% sacharid� p�edev��m polyfrukt�zan�. Technologie p�stov�n� i�metoda mno�en� rostlinn�mi explant�ty je ov��ena.

Z��iroku cukrov�ho, prosa cukrov�ho, javoru cukrov�ho a�cukrod�rn�ho lze z�skat sachar�zu tvo�enou gluk�zou a�frukt�zou pro v�robu t�chto cukr�.

�irok cukrov� � Sorghum vulgare var. saccharatum obsahuje v�d�eni stonku 10 � 20 % cukru sachar�zy . Ze st�bel se lisuje ���va, ze kter� se vyr�b� sirup a�alkoholick� n�poje.

Proso cukrov� � Panicum saccharatum obsahuje 70 % cukru � sachar�zy v�obilk�ch. Po zkva�en� obilky slou�� k�v�rob� alkoholick�ch n�poj�. V�p��zniv�ch letech lze z�skat v�podm�nk�ch st�edn� Evropy v�nosy cukru, kter� jsou podobn� jako v�nosy cukrov� �epy. V�N�mecku je ji� vyvinuta metoda p�stov�n� prosa cukrov�ho, kter� nen� �kodliv� pro prost�ed� a�je levn�. Mlad� rostliny se vysazuj� do strni�t� po ozim� p�enici. Rostliny se p�edp�stov�vaj� ve sklen�ku nebo ve voln� p�d�. Pro v�sadbu je pou��v�n speci�ln� s�zec� stroj. Obdobn� lze p�stovat i�kuku�ici.

Javor cukrov� � Acer saccharophorum a�javor cukrod�rn� � Acer saccharum jsou stromy, z�nich� se d� z�skat cukr sachar�za. Kanad�t� Indi�ni poranili strom ostrou sekyrou a�do d�ev�n�ch n�dob j�mali ���vu, z�n� pak vyr�b�li varem tradi�n� javorov� sirup, kter� v�sou�asnosti zauj�m� na kanadsk�m trhu dominantn� postaven�. P�ed 2. sv�tovou v�lkou se sirup produkoval tak� v�USA. Dodnes se z�sk�v� javorov� cukr navrt�v�n�m kmen� v�jarn�m obdob� v�ji�n� Kanad� a v�USA. V�men�� m��e se rovn� t�� javorov� cukr ve st�edoasijsk�ch republik�ch b�val�ho SSSR. U�n�s byly javory p�stov�ny na Semilsku po��tkem minul�ho stolet�.

Zde je tedy n�kolik m�lo p��klad� jak m��e biomasa rostlin tak� slou�it lidem. Oblast pr�myslov�ho zpracov�n� rostlinn� biomasy spolu s�energetick�m vyu�it�m se v�sou�asn� dob� dost�v� do pop�ed� celospole�ensk�ho z�jmu, nebo� �e�� �adu probl�m� vyvst�vaj�c�ch p�ed civilizovan�m sv�tem v�posledn�ch letech 20. stolet� jako d�sledek rychl�ho tempa rozvoje lidsk� spole�nosti.

P�edchoz� �l�nek�����Obsah �asopisu��������asopis BIOM, �l�nky a sborn�ky�������Domovsk� str�nka CZ BIOMu�����N�sleduj�c� �l�nek