UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA
ODDELEK ZA ŽIVILSTVO
Nika REJEC
ODPADNI ZELENI LISTI KULTURNIH RASTLIN KOT TRAJNOSTNI VIR BELJAKOVIN
DIPLOMSKO DELO
Univerzitetni študij – 1. stopnja Živilstvo in prehrana
Ljubljana, 2021
BIOTEHNIŠKA FAKULTETA ODDELEK ZA ŽIVILSTVO
Nika REJEC
ODPADNI ZELENI LISTI KULTURNIH RASTLIN KOT TRAJNOSTNI VIR BELJAKOVIN
DIPLOMSKO DELO
Univerzitetni študij – 1. stopnja Živilstvo in prehrana
GREEN WASTE LEAVES OF CULTIVATED PLANTS AS A SUSTAINABLE PROTEIN SOURCE
B. SC. THESIS
Academic Study Programme Food Science and Nutrition
Ljubljana, 2021
Diplomsko delo je zaključek univerzitetnega študijskega programa 1. stopnje Živilstvo in prehrana.
Komisija za študij 1. in 2. stopnje Oddelka za živilstvo je za mentorja diplomskega dela imenovala doc. dr. Iztoka Prislana in za recenzentko prof. dr. Polono Jamnik.
Mentor: doc. dr. Iztok PRISLAN
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo
Recenzentka: prof. dr. Polona JAMNIK
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo
Komisija za oceno in zagovor:
Predsednik:
Mentor:
Recenzentka:
Datum zagovora:
Nika Rejec
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ŠD Du1
DK UDK 628.477.2:613.398(043)=163.6
KG beljakovine, zeleni listi, odpadki, RuBisCO, ekstrakcija, tehnološke lastnosti, hranilna vrednost
AV REJEC, Nika
SA PRISLAN, Iztok (mentor), JAMNIK, Polona (recenzentka) KZ SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo LI 2021
IN ODPADNI ZELENI LISTI KULTURNIH RASTLIN KOT TRAJNOSTNI VIR BELJAKOVIN
TD Diplomsko delo (Univerzitetni študij - 1. stopnja Živilstvo in prehrana) OP VI, 23 str., 1 pregl., 4 sl., 28 vir.
IJ sl JI sl/en
AI Tekom proizvodnje hrane je zavržena ogromna količina odpadnih delov živil. Slednji lahko predstavljajo izkoristljiv in hranilno bogat vir surovine za izdelavo novih živilskih produktov. Cilj trajnostne pridelave živil je zmanjšati količino zavržene hrane, predvsem užitnega in izogibnega dela odpadkov, ter povečati izkoristek zelene biomase. Vse večje potrebe po beljakovinah so posledica naraščanja prebivalstva in spremenjenih potrošniških navad, ki vse bolj stremijo k beljakovinam rastlinskega izvora. Potencialna alternativa živalskim beljakovinam so odpadni zeleni listi kulturnih rastlin, ki predstavljajo bogat vir rastlinskih beljakovin. Z nadomeščanjem živalskih beljakovin z rastlinskimi pripomoremo tudi k ohranjanju okolja. Najbolj zastopana beljakovina v rastlinah je fotosintetski encim ribuloza-1,5-bifosfat- karboksilaza/oksigenaza oziroma RuBisCO, ki predstavlja 50 % vseh beljakovin v zelenih listih. Gre za kakovostno beljakovino, ki je bogata z esencialnimi aminokislinami in ima odlične tehnološke predispozicije. Predstavlja bogat vir bioaktivnih peptidov, ki imajo številne pozitivne učinke na zdravje. RuBisCO je lahko nadomestek mlečnih izdelkov v slaščičarstvu, komponenta mesnih nadomestkov zaradi sposobnosti tvorbe dolgih vlaken, ki dajejo občutek teksture mesa in dodatek dietnim živilom, saj je hitro prebavljiv in ima posledično nizko alergenost.
KEY WORDS DOCUMENTATION ND Du1
DC UDC 628.477.2:613.398(043)=163.6
CX proteins, green leaves, waste, RuBisCO, extraction, technological properties, nutritional value
AU REJEC, Nika
AA PRISLAN, Iztok (supervisor), JAMNIK, Polona (reviewer) PP SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101
PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Food Science and Technology
PY 2021
TI GREEN WASTE LEAVES OF CULTIVATED PLANTS AS A SUSTAINABLE PROTEIN SOURCE
DT B. Sc. Thesis (Academic Study Programmes: Field Food Science and Nutrition) NO VI, 23 p., 1 tab., 4 fig., 28 ref.
LA sl AL sl/en
AB During food production, a huge amount of food waste is discarded. Waste can be usable and nutrient-rich source of raw material for the manufacture of new food products. Sustainable food production aims to reduce food waste, especially the edible and avoidable part of waste, and to increase the yield of green biomass. The increasing demand for protein is due to growth of the world population and changed consumption habits, which are increasingly inclined towards plant-based proteins. A potential alternative to animal protein is the green waste leaves of cultivated plants, which are a rich source of plant protein. Replacing animal protein with plant protein also helps to preserve the environment. The most abundant protein in plants is the photosynthetic enzyme ribulose-1,5-biphosphate carboxylase/oxygenase, also called RuBisCO, which accounts for 50 % of the total protein in green leaves. It is a high- quality protein, rich in essential amino acids, with excellent techno-functional properties. It is also a rich source of bioactive peptides that can have many health benefits. RuBisCO can be used as a dairy substitute in confectionery, as a component of meat substitutes due to its ability to form long fibers which simulate the texture of meat, and as an additive to dietary food products due to its rapid digestibility and low allergenicity.
KAZALO VSEBINE
KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA ... III KEY WORDS DOCUMENTATION ... IV KAZALO VSEBINE ... V KAZALO SLIK ... VI KAZALO PREGLEDNIC ... VI OKRAJŠAVE IN SIMBOLI ... VI
1 UVOD ... 1
1.1 NAMEN DIPLOMSKEGA DELA ... 1
2 PREGLED OBJAV ... 2
2.1 BELJAKOVINE ... 2
2.1.1 Beljakovine živalskega izvora ... 2
2.1.2 Beljakovine rastlinskega izvora ... 3
2.2 ZAVRŽENA HRANA ... 4
2.3 PROBLEM SVETOVNE LAKOTE ... 5
2.4 ODPADNI ZELENI LISTI KOT ALTERNATIVNI VIR BELJAKOVIN ... 6
2.4.1 Zeleni listi sladkega krompirja ... 7
2.4.2 Zeleni listi sladkorne pese ... 8
2.4.3 Problematika izkoriščanja zelenih listov ... 9
2.4.4 Stabilizacija zelenih listov po obiranju ... 10
2.4.5 Vpliv načina obdelave zelenih listov na kakovost produkta ... 10
2.5 BELJAKOVINA RuBisCO ... 12
2.5.1 Ekstrakcija topnih beljakovin iz zelenih listov ... 13
2.5.2 Prehranske lastnosti beljakovine RuBisCO ... 14
2.5.3 RuBisCO kot vir bioaktivnih peptidov ... 15
2.5.4 Tehnološke lastnosti beljakovine RuBisCO ... 16
2.5.5 Aplikacije beljakovine RuBisCO v živilstvu ... 17
3 POVZETEK ... 20
4 VIRI ... 21 ZAHVALA
KAZALO SLIK
Slika 1: Viri odpadne hrane v Sloveniji za leto 2019 (Pencelj in Vidic, 2020)... 5 Slika 2: Procesna shema direktne ekstrakcije beljakovin iz svežih listov (A) in iz predhodno zamrznjenih zelenih listov (B) (Tamayo Tenorio in sod., 2017)... 11 Slika 3: Vsebnost (a) in donosnost (b) beljakovin v soku in sedimentu svežih ter zamrznjenih zelenih listih (Tamayo Tenoro in sod., 2017). ... 12 Slika 4: Procesna shema pridobivanja bele frakcije beljakovin (Nynäs, 2018). ... 13
KAZALO PREGLEDNIC
Preglednica 1: Esencialna aminokislinska sestava izolata beljakovine RuBisCO v primerjavi z beljakovinskimi živili glede na FAO/WHO priporočila iz leta 2011 (Pouvreau in sod., 2014). ... 14
OKRAJŠAVE IN SIMBOLI AK aminokislina
FAO Organizacija za prehrano in kmetijstvo (ang. Food and Agriculture Organization)
WHO Svetovna zdravstvena organizacija (ang. World Health Organization)
1 UVOD
Naraščanje svetovne populacije vodi do vse večjih potreb po hrani. Za zagotavljanje vsesplošnega zdravja ljudi mora biti ta kakovostna in bogata s hranili. Največji izziv agroživilske industrije predstavlja zagotavljanje zadostne količine beljakovin, saj niso potrebne le za prehrano ljudi, temveč tudi za krmo živine. Beljakovine so ene izmed treh glavnih makrohranil, pomembne za normalno rast in razvoj človeškega telesa v vseh fazah življenja. Proizvodnja beljakovin živalskega izvora je veliko bolj potrošna kot proizvodnja beljakovin rastlinskega izvora. Velik problem sodobnega časa je onesnaževanje okolja, h kateremu veliko pripomore živinoreja. Zavest o varstvu okolja je eden izmed razlogov za vse večje povpraševanje po beljakovinah rastlinskega izvora. Opazen je tudi trend naraščanja veganskega in vegetarijanskega načina prehranjevanja. Posledično so potrebe po rastlinskih beljakovinah večje, zaradi česar je treba iskati nove vire in razvijati nove produkte.
Obetaven in trajnostni vir za zadovoljevanje vse večjih potreb po beljakovinah rastlinskega izvora so odpadni zeleni listi kulturnih rastlin. Med proizvodnjo hrane agroživilska industrija pridela številne odpadke oziroma stranske produkte, ki so hranilno bogati in potencialno izkoristljivi. Zeleni listi, ki niso primaren produkt, na primer listi sladkorne pese, sladkega krompirja, kasave, brokolija in ječmena, so primerni za predelavo v beljakovinske koncentrate. Ti se lahko dodajajo raznim živilom in jih hranilno obogatijo. Beljakovina, ki je v zelenih listih najbolj zastopana, je RuBisCO oziroma ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza. Encim je v procesu fotosinteze odgovoren za adicijo CO2 na akceptorsko molekulo, s čimer omogoči vezavo anorganskega ogljika v organske molekule.
Aminokislinski profil beljakovine RuBisCO je primerljiv z beljakovinami živalskega izvora, zato velja za beljakovino z visoko hranilno vrednostjo. Predstavlja tudi vir bioaktivnih peptidov, ki so zaradi številnih pozitivnih lastnosti na zdravje ljudi pomembno raziskovalno področje sodobnega časa. Beljakovino RuBisCO odlikujejo tudi številne tehnološke lastnosti in nizka alergenost, zaradi česar je primeren dodatek raznim živilom.
1.1 NAMEN DIPLOMSKEGA DELA Namen diplomskega dela je:
1) ugotoviti, kakšne so možnosti uporabe odpadnih zelenih listov kulturnih rastlin za trajnostno proizvodnjo živil,
2) na podlagi podatkov o količini zavrženih živil poudariti pomen trajnostne proizvodnje in uporabo potencialno izkoristljive zelene biomase, ki vsebuje veliko hranilnih snovi,
3) predstaviti postopke pridobivanja beljakovin iz zelenih listov,
4) ugotoviti, kakšne so opcije vključitve pridobljenega beljakovinskega koncentrata v živila in ali tržišče že ponuja tovrstne izdelke.
2 PREGLED OBJAV
2.1 BELJAKOVINE
Beljakovine so ene od treh glavnih makrohranil, ki jih moramo zaužiti s hrano. Kemijsko gledano so beljakovine makromolekule sestavljene iz osnovnih gradnikov, imenovanih aminokisline (AK). Beljakovine v človeškem telesu so sestavljene iz nabora 20 aminokislin, ki so enake po karboksilni- in amino-funkcionalni skupini, razlikujejo pa se po radikalu oziroma stranski verigi. Nekatere izmed njih so esencialne, kar pomeni, da jih moramo zaužiti s hrano, saj jih telo ne more sintetizirati samo (Nadathur in sod., 2017). Povezujejo se s peptidnimi vezmi in tvorijo polipeptide, daljše verige pa imenujemo beljakovine.
Biološke, fizikalne in kemijske lastnosti beljakovin določa zaporedje AK in njihove stranske verige (Nynäs, 2018).
Beljakovine so pomemben vir energije, saj gram beljakovin telesu doprinese 4 kcal (17 kJ).
Po zaužitju se s pomočjo proteolitičnih encimov razgradijo v obliko, ki jo je telo sposobno absorbirati. Velike molekule se hidrolizirajo na posamezne aminokisline ali majhne peptide, sestavljene iz le nekaj AK. V takšni obliki so sposobne preiti do lumna tankega črevesja, kjer se skozi epitelne celice s pomočjo transporterjev prenesejo v krvni obtok. V telesu imajo pomembno strukturno funkcijo, saj so AK pridobljene s prebavo beljakovin enake AK potrebnim za sintezo beljakovin v človeškem telesu (Nadathur in sod., 2017). Poleg strukturne funkcije so beljakovine izredno pomembne v mnogih procesih, ki potekajo v človeškem telesu. So gradniki celičnih struktur, delujejo kot encimi, sodelujejo pri imunskem odzivu, popravljalnih mehanizmih in pri prenosu snovi po telesu (Nacionalni portal o hrani in prehrani, 2021). AK, ki se ne porabijo kot gradniki telesa za izgradnjo peptidov oziroma proteinov, se deaminirajo, pri čemer se dušik v obliki sečnine izloči z urinom, preostanek molekule pa se v telesu reciklira (na primer uporabi za tvorbo glukoze) ali oksidira. Za razliko od ogljikovih hidratov in maščob se beljakovine v telesu ne shranjujejo kot rezervni vir energije. V primeru pomanjkanja oziroma prenizkega vnosa beljakovin s hrano, pride do katabolizma nekaterih tkivnih beljakovin. S priporočenim dnevnim vnosom nadomestimo beljakovine, ki so se nepovratno razgradile v procesu presnove (Nadathur in sod., 2017). Priporočen dnevni vnos beljakovin je odvisen od spola, starosti in telesne aktivnosti posameznika. Glede na slovenska nacionalna priporočila minimalni dnevni vnos beljakovin za odraslo osebo znaša 0,8 g/kg telesne mase (NIJZ, 2020).
2.1.1 Beljakovine živalskega izvora
Izvor beljakovin je lahko živalski ali rastlinski (Nadathur in sod., 2017). Glavni viri beljakovin živalskega izvora v naši prehrani so meso, ribe, jajca, mleko in mlečni izdelki.
Zaradi boljše prebavljivosti, višje biološke vrednosti in topnosti veljajo za kakovostnejše od
rastlinskih beljakovin. Poleg tega so boljši vir esencialnih AK, torej tistih, ki jih telo ni sposobno proizvesti samo (Balandrán-Quintana in sod., 2019). V prazgodovini je bila glavni vir beljakovin hrana živalskega izvora. Z neolitsko revolucijo in razvojem kmetijstva so ljudje začeli gojiti rastline in udomačevati živali. Kmetijstvo je postalo sredstvo za preživetje in posledično je naraščalo število prebivalstva (Nadathur in sod., 2017). Trend naraščanja se do danes ni zmanjšal, s čimer pa je povezana tudi vedno večja konzumacija mesa in ostalih živil živalskega izvora. Poraba živil živalskega izvora narašča predvsem v državah v razvoju, saj je pogojena predvsem z višjim življenjskim standardom. Večja kupna moč prebivalstva torej pomeni večjo porabo beljakovin živalskega izvora, saj so te splošno znane kot bolj kakovostne. Posledice se kažejo v povečani obremenitvi okolja, zaradi česar so vse večje težnje po proizvodnji beljakovinsko bogate hrane rastlinskega izvora (Balandrán-Quintana in sod., 2019). Bolj kot velika poraba mesa je problematična pridelava le-tega. Razsežnost kmetijskih površin za pridelavo krme je veliko večja kot sama površina, namenjena vzreji živali. Razmerje pretvorbe krme v beljakovine živalskega izvora naj bi znašalo 7 : 1, kar pomeni, da je za proizvodnjo 1 kg mesa ali mleka potrebna 7-kratna količina krme (Nadathur in sod., 2017). Posledično lahko sklepamo, da gre za precej slabo in neučinkovito izrabo rastlinskih živil. Problematična je tudi velika poraba vode, degradacija tal, krčenje gozdov, poraba fosilnih goriv, dušika, predvsem pa tvorba toplogrednih plinov. Živinoreja se glede na izpust slednjih uvršča na drugo mesto v svetovnem merilu. Agencija Republike Slovenija za okolje navaja, da smo Slovenci po porabi mesa nad evropskim povprečjem. Po podatkih iz leta 2018 smo zaužili 92,6 kg mesa/prebivalca, evropsko povprečje za isto leto pa znaša 69,3 kg mesa/prebivalca (Burja, 2019).
Obremenitev za okolje, ki jo predstavlja pridelava živil živalskega izvora, je torej ena izmed večjih skrbi sodobnega sveta. Posledično so pozivi k spremembi kmetijskih praks in prehranskih navad vse glasnejši. Spremembe so potrebne tudi z vidika boljše donosnosti in razporeditve hrane za preprečevanje svetovne lakote. K temu poziva tudi Svetovni program za hrano pod okriljem Organizacije združenih narodov. Leta 2015 so sprejeli program ukrepov za trajnostni razvoj do leta 2030. Zadali so si 17 globalnih ciljev, kjer so nekateri vezani tudi na proizvodnjo hrane:
1) Cilj 2: Odpraviti lakoto, zagotoviti prehransko varnost in boljšo prehrano ter spodbujati trajnostno kmetijstvo.
2) Cilj 12: Zagotoviti trajnostne načine proizvodnje in porabe (GOV, 2020).
2.1.2 Beljakovine rastlinskega izvora
Cilj je del zaužitih beljakovin živalskega izvora nadomestiti z beljakovinami rastlinskega izvora. Rastlinska živila, npr. stročnice, žita in zelenjava, predstavljajo dober vir beljakovin, le da je njihova aminokislinska sestava manj optimalna. V žitih in žitnih izdelkih je zelo malo AK lizin, stročnice pa imajo nizko vsebnost AK metionin in cistein. Zaradi primanjkljaja določene t. i. omejujoče AK telo posledično slabše izkoristi ostale prisotne
AK. Problem omejujočih AK in posledično slabše izkoriščenosti beljakovin lahko rešimo s kombiniranim uživanjem različnih živil hkrati (Nacionalni portal o hrani in prehrani, 2021).
Skladno s težnjo po manjši proizvodnji živil živalskega izvora se veča povpraševanje po rastlinskih živilih. Čeprav so vegetarijanci in vegani v manjšini, je tovrsten način prehranjevanja v sodobnem svetu vse bolj popularen, zato je opazen trend naraščanja. Saari in sod. (2021) navajajo, da glavni razlog za veganski in vegetarijanski način prehranjevanja ni skrb za okolje, temveč negativni učinki, ki naj bi jo po prepričanju privržencev rastlinske hrane imela živila živalskega izvora. Preostali razlogi za tovrsten način prehranjevanja so:
empatija do živali, cena živil, skrb za okolje in pritiski okolice/družbe. Ne glede na razlog, pa uvedba rastlinske prehrane pripomore k zmanjšani potrošnji živil živalskega izvora in s tem k manjši obremenitvi okolja. V številnih Evropskih državah nacionalne zdravstvene organizacije promovirajo hrano rastlinskega izvora z željo izboljšanja zdravja splošne populacije in zmanjšanja vpliva na podnebje. Gre za odgovor na proizvodnjo živalske hrane, ki je v zadnjih desetletjih eksponentno rastla. Ker pa je povpraševanje tisto, ki usmerja živilski sektor proizvodnje, se tudi vse več ponudnikov hrane odloča za produkcijo živil rastlinskega izvora. V tovrstno proizvodnjo naj bi se usmerili tudi živinorejci, saj želijo skladno s spremenjenimi navadami potrošnikov ugoditi njihovim potrebam in željam.
Podjetja so se morala glede na hitro spreminjajoče trende in želje potrošnikov prilagoditi in razviti inovativne produkte. V Evropski uniji velja skupna kmetijska politika, ki pomembno vpliva na celoten sistem proizvodnje hrane. Tovrstna politika zaenkrat še ni usmerjena v zmanjšano potrošnjo mesa in trajnostno pridelavo hrane, zato gre pri razvoju živil na rastlinski osnovi zgolj za samoiniciativo kmetov in predelovalcev, kot odgovor na želje potrošnikov (Saari in sod., 2021).
2.2 ZAVRŽENA HRANA
Živilske odpadke razvrščamo v različne kategorije. Definiramo jih lahko kot užitne zavržene odpadke oziroma izogibni del odpadkov ter neužitne zavržene odpadke oziroma neizogibni del odpadne hrane (Scherhaufer in sod., 2018). Ko govorimo o statistiki zavržene hrane, po navadi podatki zajemajo obe navedeni kategoriji. Po navedbah Statističnega urada Republike Slovenije (SURS) je bilo v letu 2019 zavržene 1,3 kg hrane na prebivalca na teden, kar na letni ravni znaša 67 kg na osebo. Užitni del, torej tisti, ki bi ga lahko s pravilnim ravnanjem uporabili, predstavlja 39 %, medtem ko neužitni del predstavlja preostalih 61 %.
Med slednje odpadke sodijo olupki, lupine, kosti ipd. in se jih ne da zmanjšati oziroma so popolnoma neizkoristljivi. Skupna količina odpadkov v Sloveniji na letni ravni znaša 140.804 ton (Pencelj in Vidic, 2020).
Slika 1 prikazuje, v katerem delu verige oskrbe s prehrano je nastalo največ odpadkov.
Polovica vseh odpadkov nastane v gospodinjstvu, 31 % vse zavržene hrane izvira iz gostiln in obratov, kjer se hrana streže, kamor spadajo bolnišnice, vrtci in šole. Med distribucijo in trgovanjem z živili je zavržena desetina odpadkov, 9 % pa jih nastane v procesu proizvodnje hrane (vključno s primarno).
Splošno velja, da je na svetu izgubljene oziroma zavržene 1/3 vse pridelane hrane. Glede na statistične podatke Evropske unije je letno zavrženih 88 milijonov ton hrane, kar povprečno znaša 173 kg na osebo. Število je precej višje, kot velja za Slovenijo, saj so vse države članice večje pridelovalke odpadkov kot Slovenija, ki se nahaja na zadnjem mestu in ima najmanj odpadne hrane. Cilj Evropske unije je, da zmanjša količino odpadne hrane za 50 % (European Parliament, 2017).
Odpadna hrana je predelana na različne načine. V letu 2019 je bila polovica predelana anaerobno v bioplinarnah, četrtina aerobno v kompostarnah, petina je bila biološko stabilizirana v obratih za mehansko-biološko obdelavo mešanih komunalnih odpadkov, preostanek odpadne hrane, kar znaša 2 % celotne količine, pa je bil predelan z drugimi načini obdelave, kot na primer s sosežigom, odstranjevanjem oziroma sežigom, ponovnim rafiniranjem olj ter drugimi postopki biološke predelave (Pencelj in Vidic, 2020).
2.3 PROBLEM SVETOVNE LAKOTE
V svetu, kjer pridelamo dovolj hrane, da bi nahranili slehernega prebivalca, dnevno ostane 690 milijonov lačnih. Čeprav se je število lačnih v letih 1990–1992 zmanjšalo za 300 milijonov, pa je nezadostna preskrba s hrano leta 2019 še vedno prizadela 135 milijonov ljudi v 55 državah (Diouf, 2021). Vsak tretji trpi določeno obliko podhranjenosti. V razvitem svetu gre za podhranjenost z mikrohranili, imenovana tudi »skrita lakota«, med tem ko v nerazvitem z osnovno potrebnimi makrohranili, predvsem beljakovinami (Di Stefano in sod., 2018). Izkoreninjenje podhranjenosti in lakote je izziv današnjega časa. Posledica ni le trpljenje ljudi in lakota, temveč tudi zaostanek v napredku na številnih razvojnih področjih, kot na primer izobraževanje in gospodarski razvoj držav. Cilj Svetovnega programa za hrano (WFP) je zatorej do leta 2030 doseči ničelno lakoto.
Slika 1: Viri odpadne hrane v Sloveniji za leto 2019 (Pencelj in Vidic, 2020).
Huda akutna podhranjenost je pogost problem držav v razvoju in ključno prispeva k svetovni obolevnosti in umrljivosti otrok. Podatki iz leta 2008 kažejo, da se 93 % vseh primerov smrti otrok na svetu zgodi v afriških in azijskih državah v razvoju. Razlog za smrt je v več kot tretjini primerov podhranjenost. V večini primerov gre za dve hudi obliki podhranjenosti, marazem in kvašiorkor, ki sta vezani na pomanjkanje beljakovin in premajhen energijski vnos. Posledično telo preide v fazo redukcije oziroma poskuša preživeti z minimalno porabo energije. To pridobiva s katabolizmom tkivnih zalog ogljikovih hidratov, beljakovin in maščob. Minimizirata se tudi fizična aktivnost, rast in bazalni metabolizem. Za uspešno obvladovanje hudih primerov podhranjenosti je potrebno razumevanje vseh prisotnih fizioloških sprememb. Zdravljenje mora upoštevati reduktivne prilagoditve telesa, saj lahko v nasprotnem primeru pride do smrti zaradi napačnih pristopov, ne le zaradi osnovno prisotne bolezni (Walton in Allen, 2011).
K zmanjšanju pomanjkanja beljakovin so v preteklosti pripomogli novi produkti, kot je ribji beljakovinski koncentrat in uživanje izolata sojinih beljakovin. Zaradi konstantnega naraščanja števila prebivalstva in posledično večanja števila podhranjenih pa je treba iskati nove vire za pokrivanje svetovnih potreb po osnovnih hranilih, vključno z beljakovinami.
Obetaven kandidat za zadovoljevanje naraščajočih potreb po beljakovinah predstavljajo rastlinske beljakovine (Di Stefano in sod., 2018).
2.4 ODPADNI ZELENI LISTI KOT ALTERNATIVNI VIR BELJAKOVIN
Naraščanje svetovnega prebivalstva, ki naj bi do leta 2050 doseglo 9 milijard (Pouvreau in sod., 2014), predstavlja izziv živilski industriji za zagotavljanje dovoljšne količine visoko hranilnih živil. Največjo problematiko predstavlja zadostna proizvodnja beljakovin, saj ni potrebna le za prehrano ljudi, ampak tudi za krmo živali. Večino potreb po beljakovinah za krmo pokrijemo s sojino moko, ki je stranski produkt pridelave sojinega olja. Sojo bi lahko delno nadomestila tudi repična semena, ki pa so manj primerna, saj imajo nižjo vsebnost beljakovin. Glede na skupne in esencialne aminokisline bi bili kot krma najbolj primerni odpadki ribje in mesne industrije (ribja, mesna in kostna moka). Slednji so glede na Uredbo ES št. 999/2001 v mnogih državah prepovedani z namenom preprečevanja širjenja goveje spongiformne encefalopatije (ang. Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE) (Prandi in sod., 2019). Posledično je večina krme rastlinskega izvora, za pridelavo katere je potrebno veliko obdelovalnih površin. Rastline nato predstavljajo vir beljakovin za živali, ki jih izkoristijo za rast in razvoj. Gre torej za pretvorbo rastlinskih beljakovin v živalske, kar predstavlja potrošno fazo v procesu pridelave hrane. Pridelava rastlinskih virov beljakovin za prehrano ljudi, pri kateri ni vmesne faze pretvorbe, tako velja za bolj trajnostno in stroškovno učinkovitejšo. Z nadomeščanjem živalskih beljakovin z rastlinskimi in uporabo obstoječih ali razvojem novih produktov, ki so bogati z beljakovinami rastlinskega izvora, bi zagotovili dostop do beljakovin večjemu številu svetovnega prebivalstva in s tem znižali stopnjo beljakovinske podhranjenosti (Pouvreau in sod., 2014).
Med pridelavo in predelavo hrane agroživilska industrija proizvede veliko odpadkov in stranskih produktov, ki so potencialno izkoristljivi. Ti so pogosto bogati z beljakovinami in drugimi hranili. Nekatere lahko predelamo, spet druge je treba zavreči. Biomaso lahko kompostiramo, anaerobno predelamo, uporabimo za proizvodnjo bioenergije, sežgemo ali odložimo na za to namenjena odlagališča, v kanalizacijo in celo v morje (Prandi in sod., 2019).
Zeleni listi lahko predstavljajo osnovni pridelek (špinača, solata, listnati ohrovt) ali stranski proizvod v primeru pridelave nekaterih poljščin, kot so manioka ali kasava, ječmen, brokoli, sladek krompir in sladkorna pesa. Listi kot stranski produkt torej tvorijo velik del razpoložljivih kmetijskih odpadkov. Pridelki so mnogokrat le korenine, gomolji, cvetovi ali sadeži rastlin, medtem ko listi ostanejo neuporabljeni (Tamayo Tenorio, 2017). Kljub temu pa veljajo za potencialni vir pomembnih funkcionalnih spojin, predvsem bioaktivnih komponent, posameznih aminokislin in beljakovin za prehrano ljudi (Tamayo Tenorio in sod., 2017). Poleg beljakovin imajo listi tudi druge hranilne komponente. Prehranske vlaknine, katerih pogosto zaužijemo premalo, so zastopane v večjem deležu kot beljakovine, saj so sestavni gradnik celičnih sten. Listi so bogati tudi z minerali (Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, P, Zn, Si), vitamini (A, B, C, D, E, K, U), fotokemičnimi spojinami (karoteni, klorofili, kumarini, izoflavoni) in sekundarnimi metaboliti (fitoestrogeni – izoflavoni in koumestrol).
Nekaj izmed prisotnih spojin naj bi veljalo za nutracevtske, kar pomeni, da imajo ugoden učinek na zdravje ljudi (Tamayo Tenorio, 2017).
2.4.1 Zeleni listi sladkega krompirja
Sladek krompir (Impoea batatas L.) je vse pogosteje uporabljeno živilo. Največja pridelovalka je Kitajska, ki glede na podatke iz leta 2011 proizvede 76,07 % vsega sladkega krompirja na svetu. Primarni pridelek predstavlja gomolj, ki raste pod zemljo, nad zemljo pa se tvorijo stebla z zelenimi listi. Ti so na Kitajskem zavrženi oziroma uporabljeni za krmo, medtem ko na Japonskem konzumirajo tako gomolj kot liste. Liste sladkega krompirja se lahko obira večkrat letno. Po navedbah Hong in sod. (2020) celo od 3- do 4-krat na leto.
Njihov donos je tako primerljiv z donosom primarnega produkta, donos glede na ostale sorte listnate zelenjave pa je znatno višji (Sun in sod., 2014).
Listi sladkega krompirja so s prehranskega stališča dober vir beljakovin, prehranskih vlaknin in mineralov. Vsebnosti vseh hranil se glede na sorto znatno razlikujejo. Povprečna vsebnost beljakovin v svežih listih znaša 2,99 g/100 g mokre mase in je višja kot v gomolju (1,28 – 2,13 g/100 g), prav tako pa je višja v primerjavi s povprečno vsebnostjo beljakovin v sveži zelenjavi (1,9 g/100 g). Vsebnost prehranskih vlaknin znaša povprečno 1,43 g/100 g mokre mase. Maščob je v svežih zelenih listih (0,46 g/100 g) nekoliko več kot v gomolju (0,33 g/100 g). Od mineralov so prisotni tako mikro- kot makroelementi. Najbolj zastopan makroelement je kalij, sledijo fosfor, kalcij, magnezij in natrij. Najbolj zastopan
mikoelemenent je železo, prisotni pa so tudi mangan, cink in baker. Poleg naštetih hranil listi sladkega krompirja vsebujejo mnoge bioaktivne komponente. Najpomembnejši so antioksidanti, predvsem polifenoli (Sun in sod., 2014).
Sladek krompir velja za izredno odporen posevek, saj ni zahteven glede okoljskih, talnih in temperaturnih pogojev. To je razlog, da je primeren za rast v manj razvitih državah in na območjih, kjer je zaradi suše malo obdelovalnih površin (Sun in sod., 2014). Glede na indeks prehranske kakovosti in donosnost rastline, ki je izkoristljiva praktično v celoti, je sladek krompir primeren posevek za zmanjševanje podhranjenosti v svetu. Zaradi visoke odpornosti rastline na podnebne pogoje in velike donosnosti pa predstavlja tudi potencialen alternativen vir listnate zelenjave izven sezone. Kot nova vrsta zelenjave, kjer se sveži listi uživajo kot listnata zelenjava, je že prisotna v kulinariki Združenih držav Amerike, na Japonskem, Tajvanu in Hongkongu (Hong in sod., 2020).
2.4.2 Zeleni listi sladkorne pese
Sladkorna pesa velja za eno izmed desetih najbolj pridelanih poljščin v mnogih državah sveta (Nemčija, Belgija, Francija, Nizozemska, Italija, Turčija, Rusija, Čile). Komercialno se jo goji za pridelavo namiznega sladkorja, saj je koren (osnovni pridelek) bogat s saharozo. Listi predstavljajo stranski produkt, ki ga običajno po obiranju primarnega pridelka pustijo na pridelovalnih površinah. Uporabnost listov sladkorne pese v živilski industriji je široko raziskana in bi potencialno lahko predstavljala trajnostni vir beljakovin za prehrano (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
Listi predstavljajo 20–34 % celotne rastline. Vsebnost beljakovin je zaradi visoke vsebnosti vode, v neobdelanem listu precej nizka in znaša le 3–5 %, vendar je zaradi velike dostopnosti tega kmetijskega odpadka zadostna za nadaljnje izkoriščanje. Nizozemska letno pridela 75 t/ha primarnega produkta sladkorne pese – korena, 29 t/ha pa je listov, ki se lahko uporabijo za nadaljnjo predelavo. V suhi masi lista je delež beljakovin precej višji, in sicer 22,8 %.
Količina beljakovin, ki jih lahko pridobimo iz zelenih listov znaša 400–600 kg beljakovin na hektar pridelane poljščine. Slednji podatek je primerljiv s sojo, katere donos beljakovin na hektar znaša 450–600 kg in z žiti, katerih donosnost je 570 kg beljakovin/ha (Tamayo Tenorio, 2017).
V listih so prisotne topne in netopne beljakovine. V največjem deležu se nahajajo v kloroplastu celice, kjer poteka fotosinteza. Skoraj polovico vseh topnih beljakovin predstavlja encim ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza oziroma RuBisCO.
Netopne beljakovine predstavljajo membranske beljakovine, ki jih je preko 100 vrst, predvsem iz tilakoidnih membran. Manjši delež beljakovin se nahaja tudi v celični steni (Tamayo Tenorio, 2017).
2.4.3 Problematika izkoriščanja zelenih listov
Zeleni listi vsebujejo veliko količino vode, zaradi česar sta volumen in teža pridelka izredno velika v primerjavi z vsebnostjo izkoristljivih komponent. To predstavlja težavo z vidika transporta. Poleg tega pa gre za hitro pokvarljiv produkt, ki je zaradi visoke vsebnosti vode nagnjen k hitremu encimskemu in mikrobiološkemu kvaru. Posledično je potrebna čim hitrejša stabilizacija, da se prepreči kvar pred obdelavo ali čim hitrejša industrijska obdelava oz. predelava listov (Tamayo Tenorio in sod., 2017). Dovzetnost za kvar je poleg pogojev skladiščenja odvisna tudi od podnebnih razmer, v katerih so listi pridelani in kasneje obrani (Tamayo Tenorio, 2017).
Listi sladkorne pese ne predstavljajo primarnega produkta, zaradi česar za izkoriščanje tovrstnega pridelka veljajo drugačna pravila in strategija nabiranja. Trenutna praksa je, da listi po obiranju sladkorne pese ostanejo na polju in pozitivno vplivajo na kakovost zemlje (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
Sladkorna pesa predstavlja stranski posevek v procesu kolobarjenja kot prekinitev zaporednega sejanja žit. Ima ključno vlogo pri zdravju tal in pridelkov. Učinkovito zmanjša prisotnost škodljivcev, plevela in bolezni, obenem pa zmanjšuje potrebo po uporabi pesticidov. Velika količina organskega odpadka, torej zelenih listov, ki po spravilu ostanejo na polju, ima bistven pomen za ohranjanje zdrave in rodovitne zemlje. Odpadek tako povečuje zaloge ogljika in organskih snovi v tleh (British Sugar, 2020). V primeru uporabe listov sladkorne pese za proizvodnjo živil bi bile izgube organskih snovi, ki ugodno vplivajo na zemljo, ogromne. Tamayo Tenorio in sod. (2017) navajajo, da bi se posledice izrabe zelenih listov kazale predvsem v povečanju erozije tal, manjši količini pridelka, emisiji N2O iz tal in izpiranju snovi iz zemlje v podtalnico (na primer nitratov) in s tem povzročanje onesnaženja. Listi sladkorne pese vsebujejo 4500 kg organskih snovi na hektar, ki se lahko pretvorijo in postanejo sestavni del zemlje. V primeru odstranitve zelene biomase z zemlje se izguba organskih snovi nadomesti z uporabo gnojil.
Odvajanje biomase s polj je v nekaterih primerih zaželeno, saj lahko v nasprotnem primeru privede do presežka določenih hranil in onesnaževanja podtalnice. Količino listov, ki se jo lahko odstrani, določajo načini pridelave rastlin, obdelave in lastnosti tal, gnojenje in podnebje. Celotna količina puščenih listov sladkorne pese na mestu pridelave lahko povzroči presežek dušika, vendar se ta v večji meri ne izpira v podtalnico. Za pokrivanje potreb po dušiku, je na tleh potrebnih 3–55 % odpadne biomase sladkorne pese, preostanek pa je izkoristljiv za druge namene (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
2.4.4 Stabilizacija zelenih listov po obiranju
Listi sladkorne pese so zaradi visoke vsebnosti vode relativno neobstojen pridelek, poleg tega pa njihovo razpoložljivost pogojuje sezona, kar pogosto predstavlja ozko grlo proizvodnje. Posledično je potrebna stabilizacija izdelka že na kmetiji ali čim hitrejša obdelava oziroma predelava izdelka do želenega končnega produkta. Najpogostejši načini stabilizacije listov so ohlajanje, zmrzovanje ali sušenje. Zaradi velike vsebnosti vode, ki predstavlja med 85 % in 90 % mase listov, je sušenje energetsko najbolj potrošna opcija obdelave. Po navedbah Tamayo Tenorio in sod. (2017) naj bi bilo za odstranitev enega kilograma vode potrebnih 6 MJ energije. To znaša 6818 kJ/kg listov sladkorne pese oziroma 380 MJ/kg pridobljenih beljakovin. Poleg velike porabe energije sušenje poslabša hranilno vrednost listov in ovira nadaljnje procese ekstrakcije beljakovin. Optimalna procesa stabilizacije sta torej hlajenje in zmrzovanje. Ker gre za sezonski produkt, so naenkrat na voljo ogromne količine surovine, ki se jih ne da obdelati v času obstojnosti produkta (5–7 dni). Obstojnost se na več mesecev podaljša z zmrzovanjem, s čimer pa se ohrani tudi hranilna vrednost in možnost kasnejše ekstrakcije beljakovin (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
V izogib negativnim vplivom na okolje med izrabo sekundarnih produktov za proizvodnjo živil se predlaga uporaba decentraliziranih procesov. Decentralizacija vključuje izvedbo prvih postopkov predelave na kmetiji. Ta omogoča enostavnejše vračanje neuporabljenih delov rastline v zemljo, s čimer se minerali zadržijo v zemlji in ohranjajo kakovost tal. S takojšno obdelavo se zmanjša stopnja pokvarljivosti, obenem pa se olajša tudi transport, saj se zmanjša obseg biomase (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
2.4.5 Vpliv načina obdelave zelenih listov na kakovost produkta
Liste sladkorne pese lahko predelamo takoj ali pa jih pred predelavo zamrznemo, s čimer podaljšamo rok njihove uporabnosti. Slika 2 prikazuje procesni shemi omenjenih dveh principov obdelave zelenih listov. Tamayo Tenorio in sod. (2017) so preverili, kakšen vpliv ima predhodno zamrzovanje listov na ekstrakcijo beljakovin. Izvedli so tradicionalno metodo termične ekstrakcije z mehanskim stiskanjem, segrevanjem in centrifugiranjem.
Sveže liste sladkorne pese v enem primeru, in zmrznjene in nato odtaljene v drugem primeru, so stisnili z vijačno stiskalnico in ločili sok od kaše. Slednjo so odstranili in jo v decentraliziranem sistemu pridelave vrnili, nazaj na mesto obiranja pridelka. Sok oziroma beljakovinski koncentrat so nato uporabili za pridobivanje želenega končnega produkta.
Segrevali so ga na 50 °C za 30 min, nato ohladili na sobno temperaturo 20 °C in centrifugirali 30 min pri 15000 g. Končna produkta sta supernatant in sediment oziroma zelena usedlina, ki so ju po centrifugiranju stabilizirali z namenom preprečitve kvara. Supernatant so koncentrirali z ultrafiltracijo, preostalo vodo pa so odstranili s sušenjem. Vsebnost vode v sedimentu so zmanjšali z uporabo sušenja z razprševanjem in ga na ta način stabilizirali.
Vsebnost in donosnost beljakovin so v supernatantu in sedimentu določali z analizatorjem dušika, preko katerega posredno določamo količino beljakovin. Donos beljakovin izrazimo kot maso beljakovin v produktu (npr. v soku ali zeleni usedlini) na maso beljakovin v listih (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
Prvi način obdelave je bil direktno stiskanje svežih listov po obiranju, brez predhodnega zamrzovanja. Glede na sliko 3a ima stisnjen sok svežih listov v primerjavi s sokom iz zamrznjenih listov primerljivo vsebnost beljakovin, sediment oziroma zelena usedlina svežih listov pa nekoliko nižjo od zamrznjenih. Verjeten razlog za višjo koncentracijo so naravne spremembe oziroma razlike v sestavi rastlinskega materiala. Slika 3b prikazuje, da je stisnjen sok zelenih listov glede beljakovin donosnejši kot zelena usedlina, tako pri svežih kot zamrznjenih listih. V primerjavi donosnosti beljakovin soka svežih listov in soka zamrznjenih listov je sok svežih listov donosnejši. V primeru sedimenta pa se donosnost beljakovin znatno ne razlikuje. Med zmrzovanjem pride do tvorbe ledenih kristalov, ki povzročijo poškodbe listnega tkiva. Kljub temu pa so rezultati primerljivi in razlike v vsebnosti in donosnosti beljakovin zanemarljive, kar kaže na primernost zmrzovanja kot postopka stabilizacije zelenih listov (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
Slika 2: Procesna shema direktne ekstrakcije beljakovin iz svežih listov (A) in iz predhodno zamrznjenih zelenih listov (B) (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
Z uporabo postopkov stabilizacije se poveča poraba energije, kar je negativna plat tovrstne obdelave listov. Kljub temu pa povečane stroške, ki nastanejo zaradi zamrzovanja, upraviči večja količina zelene biomase, ki je na voljo za predelavo zaradi daljšega roka uporabnosti.
Z zamrzovanjem biomase je lahko obdelanih trikrat več listov. Prekomerni stabilizaciji in posledično porabi energije se je moč izogniti tudi z decentralizacijo postopkov, in sicer z obdelovanjem listov na izvorni kmetiji, in nato s transportom zmrznjenega soka v proizvodnji obrat (Tamayo Tenorio in sod., 2017).
2.5 BELJAKOVINA RuBisCO
Beljakovina RuBisCO oziroma ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza/oksigenaza je fotosintetski encim, ki se v naravi pojavlja v 4 oblikah (I, II, III in IV). RuBisCO I je značilen za višje rastline, fototrofne organizme torej kopenske večceličarje, ki opravljajo fotosintezo.
Velja za enega izmed največjih encimov, z molekulsko maso 560 kDa. V fotosintetskih procesih primarno deluje kot karboksilaza, vendar pa ima tudi sposobnost delovanja kot oksigenaza. Boyer (2005) navaja, da je njegova karboksilazna aktivnost 3-krat večja kot oksigenazna. RuBisCO predstavlja 50 % beljakovin v zelenih listih (Di Stefano in sod. 2018) in 15 % mase vseh proteinov v kloroplastu, kjer se nahaja v stromi (Boyer, 2005). Tako velja kot pomemben vir beljakovin za prehrano. Odlikuje ga visoka hranilna vrednost in dobra prebavljivost, ki je bila določena in vitro. Obenem je dober vir bioaktivnih peptidov, ki imajo številne lastnosti, med njimi opioidne, antioksidativne in antihipertenzivne ter druge funkcije, kot na primer izboljšanje spomina in spodbujanje apetita (Di Stefano in sod., 2018).
Slika 3: Vsebnost (a) in donosnost (b) beljakovin v soku in sedimentu svežih ter zamrznjenih zelenih listih (Tamayo Tenoro in sod., 2017).
2.5.1 Ekstrakcija topnih beljakovin iz zelenih listov
Ekstrakcija beljakovin iz zelenih listov zajema tri glavne faze:
(1) uničenje rastlinskega tkiva z mehanskimi postopki,
(2) obarjanje beljakovin z dovajanjem toplote ali spreminjanjem pH in (3) koncentriranje ter čiščenje beljakovin.
Ekstrakcija je osredotočena predvsem na topne beljakovine, katerih večji delež predstavlja RuBisCO. Produkt je beljakovinski koncentrat, ki je v živilski industriji priljubljen zaradi bele barve in odsotnosti okusa (Tamayo Tenorio in sod., 2016).
RuBisCO se nahaja znotraj celice, zato je prva faza ekstrakcije stiskanje listov z vijačno stiskalnico. S tem uničimo celično steno, da pride do sprostitve celične tekočine. Kot prikazuje slika 4, sta produkta stiskanja zelen sok in vlaknasta kaša. Med stiskanjem biomase količino beljakovin v soku povečamo s sprotnim spiranjem kaše z vodo, saj lahko tako beljakovine, ujete v vlakna, lažje prehajajo v sok. Zelen sok poleg topnih belih beljakovin, ki predstavljajo belo frakcijo, vsebuje neželene komponente, kot so klorofil, beljakovine vezane nanj, celični ostanki in druge spojine, ki tvorijo zeleno frakcijo. Te slabšajo kakovost končnega produkta, zato sledi odstranjevanje zelene frakcije. Za beljakovine je značilno, da se obarjajo pri različnih temperaturah, kar nam omogoča ločevanje beljakovin omenjenih dveh frakcij. Beljakovine zelene frakcije se oborijo pri temperaturah med 50 in 65 °C, topne beljakovine bele frakcije pa pri temperaturah med 80 in 82 °C. Za ločevanje torej uporabimo koračno segrevanje z vmesnim odstranjevanjem koagulata s centrifugiranjem ali filtracijo.
Po odstranitvi zelene frakcije se odstrani tudi zelena barva in travnat vonj. Produkt je rjav sok, v katerem se nahaja bela frakcija. Za pridobitev končnega produkta, koncentrata topnih belih beljakovin, je treba rjavi sok koncentrirati in odstraniti preostale prisotne komponente.
Stopnja čistosti, ki jo želimo doseči, je odvisna od namembnosti končnega produkta. Za čiščenje se uporablja metoda kromatografije, membranske filtracije ali obarjanje v izoelektrični točki. Za izredno čist koncentrat, brez soli in majhnih molekul, pa je uporabna tudi metoda dialize (Nynäs, 2018).
Slika 4: Procesna shema pridobivanja bele frakcije beljakovin (Nynäs, 2018).
Kot dodatek živilom je zaželen predvsem koncentrat topnih belih beljakovin, za katerega so značilni nizki donosi. V primeru ekstrakcije beljakovine RuBisCO v 90 % čistosti je donos koncentrata le 1 g/10 kg svežih listov špinače (Nynäs, 2018). V tem primeru so beljakovine zelene frakcije popolnoma zavržene. Te se v večini porabljajo za krmo za živali. Kljub visoki vsebnosti kakovostnih in izkoristljivih beljakovin v zeleni frakciji, pa njihova aplikacija v živila še ni raziskana. To je razlog, da v splošnem ekstrakcija velja za precej nizko izkoristljiv postopek in množično pridobivanje beljakovin iz zelenih listov v praksi še ni ekonomsko izvedljivo. Ustrezna rešitev bi bila ekstrakcija beljakovin zelene in bele frakcije.
Celokupen beljakovinski koncentrat bi pridobili z obarjanjem zelenega soka pri 80 °C, z dodajanjem kisline ali s fermentacijo. Produkt bi bil zelene barve, izkupiček beljakovin iz zelenih listov pa bi bil precej večji (Tamayo Tenorio in sod., 2016).
2.5.2 Prehranske lastnosti beljakovine RuBisCO
Naraščajoče globalne potrebe po beljakovinah so razlog, da je iskanje alternativnih virov beljakovin postalo glavno raziskovalno in komercialno področje sodobnega časa. Ker je pridelava beljakovin rastlinskega izvora manj potrošna kot pridelava beljakovin živalskega izvora, so primeren, obetaven in trajnosten kandidat za pokrivanje prehranskih potreb po beljakovinah. RuBisCO je ena izmed najbolj zastopanih beljakovin na svetu, poleg tega pa ima odlične prehranske lastnosti, zaradi česar je primerna sestavina za beljakovinske koncentrate, ki se jih uporablja za zmanjševanje beljakovinske podhranjenosti. Morebitne aplikacije RuBisCO-a v živilstvu bi bile sprejemljive za velik delež prebivalstva, saj gre za beljakovino rastlinskega izvora. Tako je primerna tudi za vegane in vegetarijance, za katere beljakovine živalskega izvora niso sprejemljive (Di Stefano in sod., 2018).
RuBisCO je dober vir esencialnih aminokislin, zaradi česar med rastlinskimi beljakovinami velja za edinstvenega (van de Velde in sod., 2011). Primerjavo esencialne aminokislinske sestave beljakovinskih živil prikazuje preglednica 1.
Preglednica 1: Esencialna aminokislinska sestava izolata beljakovine RuBisCO v primerjavi z beljakovinskimi živili glede na FAO/WHO priporočila iz leta 2011 (Pouvreau in sod., 2014).
Esencialna aminokislina [mg/g beljakovine]
FAO/WHO priporočila za dojenčka 6<mesecev
FAO/WHO priporočila za
odrasle
Beljakovinski izolat beljakovine
RuBisCO
Sirotkine beljakovine
Sojine beljakovine
Histidin 21 15 26 13 26
Izolevcin 55 30 43 50 49
Levcin 96 59 82 94 82
Lizin 69 45 71 68 63
Metionin + cistein 33 22 40 34 26
Fenilalanin + tirozin 94 38 96 128 90
Treonin 44 23 52 68 67
Triptofan 17 6 17 27 14
Valin 55 39 60 67 50
Vsebnost beljakovin v zelenih listih niha med 1,2 % in 8,2 % glede na mokro maso, vsebnost RuBisCO v soku zelenih listov pa niha med 0,6 % in 4,1 %. Rezultat je primerljiv z vsebnostjo beljakovin v kravjem mleku, ki znaša okvirno 3,5 % (van de Velde in sod., 2011).
Za primerjavo hranilne vrednosti glede na izkoristek beljakovin v organizmu, Di Stefano in sod. (2018) uporabljajo merilo PER – protein efficiency ratio. Hranilna vrednost prečiščene beljakovine RuBisCO iz listov tobaka (PER = 3,0) je glede na to merilo višja od kazeina (PER = 2,8). Poskus so izvedli na podganah, hranjenih izključno z omenjenimi beljakovinami, brez patoloških nepravilnosti in velikih razlik v hematoloških parametrih.
Vrednost PER beljakovine RuBisCO je višja tudi od nekaterih drugih tradicionalnih virov rastlinskih beljakovin. Razmerje izkoristka beljakovin soje znaša 2,57, žita pa 1,59 (Di Stefano in sod., 2018).
RuBisCO odlikuje tudi hitra prebavljivost, kar je zaželeno z vidika nižje alergenosti in preprečitve imunskega odziva. In vitro prebava špinačnega RuBisCO-a s pepsinom poteče v 30 sekundah. Na visoko hranilno vrednost in nizko alergenost RuBisCO-a lahko negativno vpliva prisotnost antinutrientov (proteaze, hemaglutinini, fitati, polifenoli …). Nahajajo se v surovi, neobdelani beljakovinski frakciji. Ker znižujejo biološko dostopnost beljakovin in mikrohranil, jih je treba pred pripravo hrane odstraniti (Di Stefano in sod., 2018).
2.5.3 RuBisCO kot vir bioaktivnih peptidov
Beljakovine v hrani niso le nujno potrebno hranilo, ampak tudi pomemben regulator fizioloških funkcij v telesu. So vir bioaktivnih peptidov, ki lahko imajo zdravju koristne lastnosti in zato predstavljajo pomembno področje raziskovanja, razvoja in vključitve v funkcionalna živila (Chakrabarti in sod., 2018). Bioaktivni peptidi v hrani so lahko naravnega izvora, lahko pa jih proizvedejo s kemično sintezo ali z biotehnološkimi pristopi.
Eden izmed pomembnih in trajnostnih prekurzorjev bioaktivnih peptidov je tudi rastlinska beljakovina RuBisCO (Udenigwe in sod., 2017).
Bioaktivni peptidi so v svoji izvorni, matični beljakovini neaktivni. Aktivni postanejo po sprostitvi s pomočjo endo- ali eksogenih proteolitičnih encimov ali tekom mikrobne fermentacije. S stališča zdravja so pomembni kot preventiva, aktivno pa sodelujejo tudi pri obvladovanju bolezni. Njihova aktivnost je predvsem antihipertenzivna, antidiabetična, antioksidativna, antikancerogena, opioidna, protivnetna, protimikrobna in hipolipidemična (Udenigwe in sod., 2017).
Kljub koristnim učinkom, ki jih imajo bioaktivni peptidi na zdravje ljudi, pa je njihovo uvajanje v funkcionalne prehranske izdelke omejeno in še ne popolnoma razvito. Oviro predstavljajo naslednji dejavniki: grenak okus nekaterih peptidov, nezaželene interakcije med sestavinami živil in peptidi, nizka biorazpoložljivost, slabo raziskan učinek na ljudi, nizki donosi peptidov in vprašanje trajnosti beljakovinskih virov, iz katerih peptidi izhajajo.
Bioaktivni peptidi, pridobljeni iz beljakovine RuBisCO, so pokazali pozitivne učinke in vitro na kultiviranih celicah in živalskih modelih. Tako kot ostali bioaktivni peptidi naravnega izvora, pridobljeni iz živil, imajo tudi tisti, iz RuBisCO-a antihipertenzijsko, antioksidativno in antibakterijsko učinkovitost. Številni peptidi kljub temu ostajajo neizkoriščeni in neraziskani, njihova sprostitev pa je sicer po navedbah Udenigwe in sod. (2017) možna s specifično encimsko proteolizo.
2.5.4 Tehnološke lastnosti beljakovine RuBisCO
RuBisCO ni zanimiva beljakovina le s prehranskega stališča, ampak je obetavna tudi za aplikacije v živilstvu zaradi ustreznih tehnoloških predispozicij. Vključevanje novih surovin v živila velja za kompleksen proces. Te morajo biti kot prvo všečne kupcem, biti ustreznega okusa in teksture, predvsem pa zdravju neškodljive in ekonomične za proizvodnjo. Prvi poskusi ekstrakcije beljakovine RuBisCO so imeli številne pomanjkljivosti. Ekstrakt je bil zaradi prisotnosti klorofila zelene barve. Posledično so ga težje dodali v hrano in pijačo, saj je vplival na končno podobo in sprejem takšnega živila pri potrošnikih. Poleg barve je bila problematična tudi metoda obarjanja, s katero so izolirali beljakovine. Pred nadaljnjo uporabo v živilski proizvodnji jih je bilo treba ponovno raztopiti, kar je lahko vodilo do denaturacije ali agregacije in s tem zmanjšanja topnosti in izgubo funkcionalnosti beljakovine. Zaželeno je tudi ločiti RuBisCO od polifenolnih spojin, saj so slednje občutljive na oksidacijo in povzročajo temno obarvanje ter trpek okus. Leta raziskovanj in razvoj novih tehnologij pa dandanes omogoča ekstrakcijo beljakovine RuBisCO v obliki brezbarvnega prahu, ki ga je enostavno dodati v živila (Pouvreau in sod., 2014).
Želiranje
Geli nastanejo, ko se polimeri v raztopini med seboj povežejo in tvorijo mrežo, v katero je ujeta tekočina. Primeri polimerov, ki se uporabljajo za želiranje v živilstvu, so želatina, sirotkine beljakovine, škrob in pektin. Sposobnost želiranja beljakovin je odvisna od aminokislinske sestave, hidrofobnosti, molekulske mase in njihove koncentracije (Nynäs, 2018). Beljakovinski izolat RuBisCO-a tvori gel pri nižjih koncentracijah beljakovin kot sojine in sirotkine beljakovine. Pouvreau in sod. (2014) navajajo, da se pri pH = 7,0, toplotno inducirano želiranje RuBisCO-a začne že pri 2 % w/w beljakovin v vodi. Za začetek želiranja sojinih beljakovin je potrebna 5-krat višja koncentracija beljakovin v vodi, sirotkinih beljakovin pa 6-krat več, kot beljakovine RuBisCO. Slednji je sposoben tvorbe gela tudi v prisotnosti soli, in sicer pri pH = 7,0 in 4,5 % w/w beljakovin. Dodatek soli sicer zmanjšuje čvrstost gela, ki je značilen za RuBisCO. Velika prednost gela, ki ga tvori RuBisCO je, da pri sobni temperaturi, tudi po več urah ne pride do odpuščanja vode oziroma pojava sinereze (Pouvreau in sod., 2014). RuBisCO je zaradi sposobnosti želiranja primeren za uporabo v slaščičarstvu, kjer lahko nadomesti mlečne izdelke (Pouvreau in sod., 2014) in je zato
primeren za vegetarijance in vegane ter za proizvodnjo izdelkov brez alergenov (van de Velde in sod., 2011).
Penjenje
Pena nastane, ko zrak dovajamo v raztopino, ki vsebuje površinsko aktivne spojine.
Nastanejo zaprti mehurčki, ki so razpršeni po celotni tekoči fazi (Nynäs, 2018). Pouvreau in sod. (2014) so primerjali učinkovitost penjenja z uporabo različnih beljakovin – RuBisCO, sojinih in sirotkinih beljakovin. 2 % beljakovinske izolate so vnesli v vodo pri sobni temperaturi in za pripravo raztopine uporabili napravo za penjenje mleka. Pena narejena iz RuBisCO-a je bila glede na volumen najizrazitejša pri pH = 7,0. V primerjavi s peno sojinih in sirotkinih beljakovin pa je bila manj izrazita v kislem, pri pH = 4,5. Pena RuBisCO-a je bila v primerjavi s preostalima najbolj stabilna ne glede na pH. V prvi uri po opravljenem preizkusu ni bilo vidne koalescence oziroma pojava ireverzibilne fizikalne nestabilnosti.
Razlog je, da so mehurčki v peni RuBisCO-a manjši in bolj homogeni. Formacijo pene in njeno stabilnost pa lahko ovira prisotnost netopnih snovi. Van de Velde in sod. (2011) navajajo možno uporabo RuBisCO-a kot alternativo penam iz mlečnih izdelkov, na primer za kavo, sladoled in sladice.
Emulgiranje
Emulzija je mešanica dveh tekočin, ki nastane le ob prisotnosti stabilizatorja, saj se v običajnih pogojih tekočini ne mešata (Nynäs, 2018). Beljakovine lahko pomagajo pri tvorbi in stabilizaciji emulzij. Pomembni dejavniki, ki vplivajo na beljakovine, da delujejo kot emulgatorji, so hidrofobnost, prožnost in stopnja čistosti beljakovine. Za beljakovino RuBisCO velja, da ima boljše emulzivne lastnosti kot jajčni beljak, vendar slabše emulzivne lastnosti kot goveji serumski albumin in sojine beljakovine. Po navedbah Di Stefano in sod.
(2018) naj bi imel posušen beljakovinski koncentrat listov lucerne, krmne rastline z visoko vsebnostjo beljakovin, visoko sposobnost emulgiranja in stabilizacije emulzije. Sposobnost emulgiranja naj bi se povečevala z višanjem vrednosti pH in s segrevanjem pred emulgiranjem. Beljakovine listov lucerne, posušene z metodo razprševanja pri temperaturi 85 °C imajo boljše emulzivne lastnosti kot sojine beljakovine (Di Stefano in sod., 2018).
2.5.5 Aplikacije beljakovine RuBisCO v živilstvu
RuBisCO je potencialna beljakovina tudi za vključitev v mesne nadomestke. Njihova proizvodnja običajno temelji na rastlinskih beljakovinah, pridobljenih iz soje, graha in pšenice. Obstajajo pa tudi hibridne različice, ki vsebujejo tako mesne kot rastlinske beljakovine. Problem mesnih nadomestkov, ki so v celoti rastlinskega izvora, je senzorika, saj je težko doseči sočnost in občutek ugriza, ki ga daje vlaknasta struktura mišičnine.
Nizozemska raziskovalna skupina hrane (NIZO) navaja, da so razvili tehnologijo, kako
razviti vlaknaste strukture iz rastlinskih beljakovin. S primerno tehnološko obdelavo beljakovinskega izolata RuBisCO-a bi lahko pridobili dolga, ravna vlakna, s katerimi bi mesne nadomestke teksturno približali mesu (Pouvreau in sod., 2014).
Rubisco Foods je nizozemsko podjetje, ki proizvaja in razvija inovativne rastlinske sestavine v obliki gelov in praškov. Marca 2020 so odprli obrat za proizvodnjo beljakovin rastlinskega izvora. Osredotočeni so predvsem na uporabo vodne leče (duckweed; Lemna minor), poljščine lucerne (Medicago sativa L.) in nekaterih drugih rastlinskih ostankov. Sestavine, ki jih proizvajajo, so uporabne tako za aplikacijo v živilih kot za krmo (Rubisco Foods, 2021).
Vodno lečo odlikujejo visoki donosi, saj gre za najhitreje rastoč beljakovinski pridelek na svetu. Biomasa se podvoji vsakih 36 h, zato se lahko pridelek pobira vsak dan. Odpadek je minimalen, saj se rastlina izkoristi v celoti. V primerjavi s sojo se na hektar proizvede 7- kratna količina pridelka. Rubisco Foods lečo goji v zaprtih vodnih ribnikih, s čimer zmanjšujejo izrabo virov sladke vode in preprečujejo njeno izgubo. Ker leča med rastjo absorbira ogromne količine CO2 in nitratov ter oddaja O2, velja za rastlino z nizkim ogljičnim odtisom.Omogoča tudi lokalno pridelavo, saj raste v tropskih in zmernih podnebnih pasovih.
Tako zmanjša potrebo po transportu na dolge razdalje in pripomore k trajnostni proizvodnji hrane (Rubisco Foods, 2021).
Beljakovine vodne leče vsebujejo visoko raven esencialnih aminokislin (ang. Essential Amino Acid, EAA) in razvejanih aminokislin (ang. Branched Chained Amino Acids, BCAA) v primerjavi s preostalimi rastlinskimi beljakovinami. Aminokislinski profil je primerljiv tudi z živalskimi beljakovinami, na primer s sirotkinimi beljakovinami. Uporabne so kot nadomestek v živilih za izboljšanje hranljivosti izdelkov in povečanje vsebnosti beljakovin (Rubisco Foods, 2021).
Primarni produkt podjetja Rubisco Foods so rastlinski beljakovinski praški, ki vsebujejo do 75 % beljakovin v nespremenjeni obliki. Prvi je Alfalfa Protein Concentrate (APC-50) oziroma beljakovinski koncentrat iz lucerne. Uporaben je kot sestavina beljakovinsko obogatenih živil. Zaradi prehranskega profila ga lahko opiše mnogo prehranskih trditev, kot na primer nizka vsebnost natrija, nizka vsebnost sladkorjev, brez glutena, brez sladkorja, brez alergenov, brez gensko spremenjenih organizmov in druge. Drugi produkt je Water Lentil Protein Concentrate (WLPC-75) oziroma beljakovinski koncentrat vodne leče. Gre za v vodi dobro topen produkt s sposobnostjo vezave vode oziroma želiranja. Uporaben je kot ojačevalec okusa v izdelkih, kot so juhe, omake, prelivi, mesni nadomestki in pekovski izdelki. Primeren je za obogatitev živil z beljakovinami, predvsem za športnike in starejše.
Oba produkta sta značilne zelene barve, ki je stabilna do 140 °C. Zeleno barvo v tem primeru navajajo kot prednost, saj naj bi potrošniki zeleno dojemali kot zdravo. Prah je pripravljen z metodo sušenja z razprševanjem. V originalno zaprti embalaži je pri temperaturah pod
20 °C in pri RH < 65 % obstojen vsaj dve leti. Proizvajajo tudi beljakovinske gele in vlaknine z nizko vsebnostjo sladkorjev (Rubisco Foods, 2021).
Rubisco Foods pričakuje, da bodo do konca leta 2021 prejeli odobritev za trženje beljakovinskega koncentrata vodne leče. Gre za potrebno odobritev novega živila s strani Evropske unije. Nova živila so definirana kot živila in živilske sestavine, ki se pred 15.
majem 1997 v prehrani ljudi na območju Evropske unije niso uporabljali v večjem obsegu.
V Evropski uniji so urejena s skupno zakonodajo, ki ureja postopke za pridobitev odobritev in predpisuje pravila za dajanje na trg (UVHVVR, 2020).
3 POVZETEK
Vse večje potrebe po beljakovinah so posledica naraščanja števila prebivalstva in spreminjajočih se prehranjevalnih navad potrošnikov. Omenjene potrebe so živilsko industrijo privedle do iskanja alternativnih virov beljakovin in razvijanja novih produktov, predvsem rastlinskega izvora. Razlog za to je trend rastlinskega prehranjevanja in zavedanje obremenitve za okolje, ki jo povzroča živinoreja in proizvodnja beljakovin živalskega izvora. Ta je v primerjavi s pridelavo beljakovin rastlinskega izvora veliko bolj potrošna, saj gre za pretvorbo rastlinskih beljakovin v živalske, za kar je poleg površine, namenjene vzreji živali, potrebna še površina in energenti za pridelavo krme.
Glavni rastlinski viri beljakovin so stročnice, žita in zelenjava, kot alternativen in trajnosten vir pa vse bolj aktualni postajajo odpadni zeleni listi kulturnih rastlin. Zeleni listi spadajo med užitne zavržene odpadke oziroma izogiben del zavržene hrane, saj so izkoristljivi in polni hranil. V večini primerov listi po obiranju primarnega produkta ostanejo na mestu pridelave in pozitivno vplivajo na kakovost zemlje, saj so bogat vir hranil. Izraba zelenih listov v prehranske namene bi torej lahko imela negativne učinke na kakovost tal, kar pa je rešljivo z vračanjem kaše po stiskanju listov na mesto odvzema ali z uporabo gnojil.
Ekstrakcija beljakovin iz listov poteka v treh glavnih fazah. Prva faza je mehansko stiskanje listov, sledi obarjanje beljakovin in nato koncentriranje. Produkt je beljakovinski koncentrat, katerega večji del predstavlja encim RuBisCO. Gre za fotosintetski encim, ki je prisoten v kloroplastu rastlinske celice in omogoča vezavo anorganskega ogljika v organske substrate.
Beljakovino RuBisCO odlikujejo številne tehnološke lastnosti, ki so pomembne z vidika živilske industrije. Zaradi sposobnosti želiranja, penjenja in emulgiranja je primeren za uporabo v slaščičarstvu, predvsem kot nadomestek mlečnim izdelkom. S primerno tehnološko obdelavo beljakovinskega izolata RuBisCO-a lahko pridobimo tudi dolga, ravna vlakna, ki dajejo občutek teksture mesa, zaradi česar ga lahko uporabimo pri izdelavi mesnih nadomestkov. RuBisCO ima poleg tehnoloških lastnosti tudi visoko hranilno vrednost in nizko alergenost. Njegova aminokislinska sestava je primerljiva z živalskimi beljakovinami, ki sicer veljajo za kakovostnejše od rastlinskih. Bioaktivni peptidi, ki izvirajo iz beljakovine RuBisCO, imajo antioksidativne, antibakterijske in antihipertenzivne lastnosti.
Poleg beljakovin so pomembne komponente zelenih listov tudi prehranske vlaknine, minerali, vitamini, fotokemične spojine in sekundarni metaboliti. Listi sladkorne pese se uporabljajo izključno za ekstrakcijo beljakovin in pridobivanje beljakovinskega koncentrata, saj niso primerni za samostojno uživanje. Omenjene hranilne spojine se v tem primeru tekom predelave v večji meri odstranijo. Nasprotno pa je pri listih sladkega krompirja. Čeprav niso primaren produkt, niso namenjeni le pridobivanju beljakovinskega koncentrata, ampak se jih lahko uživa kot svežo listnato zelenjavo. V tem primeru so dober vir zgoraj naštetih hranilnih komponent.
4 VIRI
Balandrán-Quintana R. R., Mendoza-Wilson A. M., Ramos-Calmont Montfort G., Huerta- Ocampo J. A. 2019. Plant-based proteins. V: Proteins: sustainable source, processing and applications. Galanakis C. M. (ur.). London. Academic Press: 97–130
Boyer R. F. 2005. Temelji biokemije. Ljubljana, Študentska založba: 465–481 British Sugar. 2020. Sugar beet and soil. London, British Sugar plc: 1 str.
https://www.britishsugar.co.uk/sustainability/case-studies/2020-06-01-sugar-beet-and- soil (junij 2021)
Burja A. 2019. Potrošnja hrane - proteini živalskega izvora. Ljubljana, Agencija RS za okolje: 20 str.
http://kazalci.arso.gov.si/sl/content/potrosnja-hrane-proteini-zivalskega-izvora (maj 2021)
Chakrabarti S., Guha S., Majumder K. 2018. Food-derived bioactive peptides in human health: challenges and opportunities. Nutrients, 10, 11: 1738, doi: 10.3390/nu10111738:
17 str.
Di Stefano E., Agyei D., Njoku E. N., Udenigwe C. C. 2018. Plant RuBisCo: An underutilized protein for food applications. Journal of the American Oil Chemists' Society, 95, 8: 1063–1074
Diouf S. P. 2021. Zero hunger. Rome, United Nations, World Food Programme: 1 str.
https://www.wfp.org/zero-hunger (maj 2021)
European Parliament. 2017. Food waste: the problem in the EU in numbers [infographic].
Brussels, European Parliament: 3 str.
https://www.europarl.europa.eu/news/en/headlines/society/20170505STO73528/food- waste-the-problem-in-the-eu-in-numbers-infographic (maj 2021)
GOV. 2020. Agenda za trajnostni razvoj do leta 2030. Ljubljana, Služba Vlade Republike Slovenije za razvoj in evropsko kohezijsko politiko: 28 str.
https://www.gov.si/assets/ministrstva/MZZ/Dokumenti/multilaterala/razvojno- sodelovanje/publikacije/Agenda_za_trajnostni_razvoj_2030.pdf (maj 2021)
Hong J., Mu T., Sun H., Richel A., Blecker C. 2020. Valorization of the green waste parts from sweet potato (Impoea batatas L.): Nutritional, phytochemical composition, and bioactivity evaluation. Food Science & Nutrition, 8, 8: 4086–4097
Nacionalni portal o hrani in prehrani. 2021. Beljakovine. Ljubljana, Inštitut za nutricionistiko: 7 str.
https://www.prehrana.si/sestavine-zivil/beljakovine (maj 2021)
Nadathur S. R., Wanasundara J. P. D., Scanlin L. 2017. Proteins in the diet: Challenges in feeding the global population. V: Sustainable protein sources. Nadathur S. R., Wanasundara J. P. D., Scanlin L. (ur.). London, Academic Press: 1–19
NIJZ. 2020. Referenčne vrednosti za energijski vnos ter vnos hranil. Ljubljana, Nacionalni inštitut za javno zdravje: 10 str.
https://www.nijz.si/sites/www.nijz.si/files/uploaded/referencne_vrednosti_2020_3_2.pd f (maj 2021)
Nynäs A.-L. 2018. White proteins from green leaves in food applications: a literature study.
Alnarp, Swedish University of Agricultural Sciences, Faculty of Landscape Architecture, Horticulture and Crop Production Science: 36 str.
Pencelj T., Vidic T. 2020. Odpadna hrana in kazalniki za odpadke. Ljubljana, Statistični urad Republike Slovenije: 1 str.
https://www.stat.si/StatWeb/News/Index/9230 (maj 2021)
Pouvreau L., Smit B., van de Velde F. 2014. Securing food proteins: From by-products to functional ingredient. V: Gums and stabilisers for the food industry 17: The changing face of food manufacture: The role of hydrocolloids. Williams P., Phillips G. (ur.).
Cambridge, Royal Society of Chemistry: 46–51
Prandi B., Faccini A., Lambertini F., Bencivenni M., Jorba M., Van Droogenbroek B., Bruggeman G., Schӧber J., Petrusan J., Elst K., Sforza S. 2019. Food wastes from agrifood industry as possible sources of proteins: A detailed molecular view on the composition of the nitrogen fraction, amino acid profile and racemisation degree of 39 food waste streams. Food Chemistry, 286: 567–575
Rubisco Foods. 2021. Rubisco plant protein. Raalte, Rubisco Foods: 1 str.
https://rubiscofoods.com/plant-protein/ (junij 2021)
Saari U. A., Herstatt C., Tiwari R., Dedehayir O., Mäkinen S. J. 2021. The vegan trend and the microfoundations of insistutional change: A commentary on food producers' sustainable innovation journeys in Europe. Trends in Food Science & Technology, 107:
161–167
Scherhaufer S., Moates G., Hartikainen H., Waldron K., Obersteiner G. 2018. Environmental impacts of food waste in Europe. Waste Management, 77: 98–113
Sun H., Mu T., Xi L., Zhang M., Chen J. 2014. Sweet potato (Ipomoea batatas L.) leaves as nutritional and functional foods. Food Chemistry, 156: 380–389
Tamayo Tenorio A. 2017. Sugar beet leaves for functional ingredients. PhD Thesis.
Wageningen, University & Research, Department of Food Sciences and Agrotechnology: 188 str.
Tamayo Tenorio A., Gieteling J., de Jong G. A. H., Boom R. M., van der Goot A. J. 2016.
Recovery of protein from green leaves: Overview of crucial steps for utilisation. Food Chemistry, 203: 402–408
Tamayo Tenorio A., Schreuders F. K. G., Zisopoulos F. K., Boom R. M., van der Goot A. J.
2017. Processing concepts for the use of green leaves as raw materials for the food industry. Journal of Cleaner Production, 164: 736–748
Udenigwe C. C., Okolie C. L., Qian H., Ohanenye C. I., Agyei D., Aluko R. E. 2017.
Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase as a sustainable and promising plant source of bioactive peptides for food applications. Trends in Food Science & Technology, 69: 74–
82
UVHVVR. 2020. Nova živila. Ljubljana, Uprava Republike Slovenije za varno hrano, veterinarstvo in varstvo rastlin: 1 str.
https://www.gov.si/teme/nova-zivila (junij 2021)
Van de Velde F., Alting A. C., Pouvreau L. 2011. From waste product to food ingredient:
the extraction of the abundant plant protein RuBisCO. New Food, 14, 2: 10–13
Walton E., Allen S. 2011. Malnutrition in developing countries. Paediatrics and Child Health, 21, 9: 418–424
ZAHVALA
Iskreno se zahvaljujem doc. dr. Iztoku Prislanu za mentorstvo, vse koristne nasvete in pomoč pri pisanju diplomskega dela.
Najlepša hvala tudi recenzentki prof. dr. Poloni Jamnik za pregled diplomskega dela.
Največja zahvala pa gre staršem, starim staršem, prijateljem in sošolkam, ki so me spodbujali in mi nudili podporo tekom celotnega dodiplomskega študija.
