Substancje biologicznie czynne z

łubinu

Substancje biologicznie czynne z

łubinu

Krzysztof Gulewicz

Instytut Chemii Bioorganicznej PAN,

Poznań

Cechy łubinu jako rośliny

ekologicznej

Ważna z punktu ekonomicznego

Małe wymagania glebowe i klimatyczne

Nie wymaga nawożenia azotowego

Pozostawia ogromną masę organiczną w

glebie

Poprawia warunki wodno-powietrzne gleby

Udostępnia makro- i mikroelementy

Czynniki antyżywieniowe

występujące w nasionach roślin

motylkowatych

• Fitohemaglutyliny (lektyny)
• Inhibitory proteaz
• Kwas fitynowy
• ORR
• Alkaloidy
• Garbniki
• Saponiny

Schemat ideowy uzyskiwania produktów i preparatów

bioaktywnych z nasion łubinu

Nasiona łubinu

Ekstrakcja

Ekstrakt

Koncentraty białkowe

Produkt

wysokobłonnikowy

ORR

Ekstrakt-ORR

Skład chemiczny ekstraktu z nasion
łubinu (%)

•Sacharydy

47.04

•Nielotne kwasy org.

5.50

•Białko

3.16

•Wolne aminokwasy, peptydy 6.97

•Alkaloidy

11.78

•Związki mineralne

10.58

•Inne

14.97

Roślina

Preparat

przyrostu

Jęczmień
cv.Goplań

ski
cv. Popiel
cv. Maron

Pszenica
cv. Gama

Pszenżyto
cv. Dagro

23.8
31.5
42.5

50.0

42.0

44.2

(100)*

50.2

(100)

57.5

(200)

60.3 (25)

69.7

(12.5)

30.7
59.4
35.3

38.6

65.0

*dawka na ha w dm3

Wpływ preparatu łubinowego na plonowanie
(dt/ha)

a) Zboża ozime

Roślina

Preparat

przyrostu

Pszenica

Owies cv.
Borek

Owies cv.
Bielik

69.8

42.1

48.2

76.2 (25)*

47.4 (25)

54.8 (25)

9.2

12.6

13.7

*dawka na ha w dm3

Wpływ preparatu łubinowego na plonowanie
(dt/ha)

b) Zboża jare

Roślina

Preparat

przyrostu

Ziemniaki

Buraki
cukrowe
a) korzeń
b) liście

Len

Pomidory

Cebula

278.7

520.0
472.2

372.2

437.5

474.2

481.3

(50)*

1000.3

(50)

651.8 (50)

595.7

(12.5)

555.6 (50)

474.5

72.7

92.6
38.0

60.1

27.0

0.0

*dawka na ha w dm3

Wpływ preparatu łubinowego na plonowanie
(dt/ha)

c) Inne

Roślina

Plon białka

kg/ha

Wartość żywieniowa

Prepar

NPU

Jęczmień
cv.Goplań
ski
cv. Popiel
cv. Maron

Pszenżyto

Ziemniak
i

327.

301.

390.

451.

412.

382.5
394.9
497.1

648.9

506.8

54.4

(39.0)

55.4

(46.8)

55.1

(50.6)

52.3

(59.4)

48.5

(57.5)

83.1

(87.4)

69.6

(69.7)

80.1

(85.9)

90.7

(88.9)

52.7

(67.3)

66.4

(44.6)

79.6

(67.2)

61.9

(58.9)

57.6

(66.8)

92.0

(85.4)

*w nawiasach wyniki grupy
kontrolnej

Wpływ preparatu łubinowego na plon białka

i wartość żywieniową różnych roślin

Miejscowość

Preparat

Bachórki
Miechowice
Dobre
Osięciny
Samszyce

733.9
691.2
712.5
883.8
591.4

591.4
577.2
570.1
451.2
548.7

Zawartość azotu azotanowego w korzeniach marchwi
[ppm sm]

Struktury chemoczne





gala

zydów

HOCH

Higher homologs

A. sacharoza

B. rafinoza

C. stachioza

D.
werbaskoza

E. ajugoza

Całkowita zawartość sacharozy i O

(mg/g)

w nasionach

różnych gatunków

roślin oraz procentowy udział cukrów

sugars

w sumie

(Muzquiz et al. 1998)

Plant

Total

content

Sucrose

Raffinose

Stachyose Verbascose

L. albus

98.35

16.2

19.0

54.0

10.8

L luteus

174.02

7.1

14.5

25.8

52.5

L hispan.

144.90

20.6

18.8

51.7

7.9

L. angus.

92.14

9.9

15.4

34.6

36.7

G .max

124.98

35.0

28.3

36.7

P. sativum

107.28

15.7

23.1

29.7

31.5

V. faba

21.94

53.0

17.8

29.2

ligosachar

ydy

w przewodzie

pokarmowym człowieka

Gibson i in. 1995

Oligosacharydy

Metabolizm oligosacharydów

Bacteroides spp
Clostridium spp

Coprococcus spp

Escherichia spp

Eubacterium spp

Fusobacterium spp

Megaspaera spp

Mitsuokella spp

Ruminococcus spp

Veillonella spp

Bifidobacteriu
m spp
Lactobacillus
acidophilus
group
Bacillus spp

Produkty finalne :

•Produkty gazowe

•Ślady kwasów

Produkty
finalne:

•Kwasy

organiczne
•Brak prod.

gazowych

Toksyczne metabolity produkowane przy

uczestnictwie szkodliwych bakterii

jelitowych



amoniak, aminy



nitrozoaminy, indol, skatol,
drugorzędowe kwasy żółciowe,
estrogeny

C, CP



fenole, kresole



aglikony



inne

Wpływ bifidobakterii na organizm

Podczas fermentacji cukrów produkują kwasy

mlekowy i octowy, które obniżają pH jelita
grubego.

2. Hamują wzrost i rozwój bakterii patogennych

jak: Clostridium, E. coli, Salmonella, Shingella,
Listeria, etc.

3. Ich obecność w jelicie grubym zapobiega i

zmniejsza ryzyko chorób nowotworowych

4. Posiadają zdolność produkcji witamin grupy B

i kwasu nikotynowego

5. Stymulują absorpcję takich jonów jak: Ca, P,

Implikacje zdrowotne przyjmowania

oligosacharydów w diecie

• Redukuje poziom toksycznych i szkodliwych

metabolitów i enzymów

• Zapobiega przed patogenną i samoczynną biegunką
• Stymuluje perystaltykę jelit i zwiększa wilgotność kału,

co zapobiega zaparciom

• Przeciwdziała zatruciu wątroby
• Redukuje poziom cholesterolu w surowicy krwi

• Obniża ciśnienie krwi

(Lit: Kato et al. 1992, Saito et al.. 1992, Hirota 1990, Takasoye et al..1990,

Kurmann & Rasic 1991, Susuki et al. 1991 )

Bacteroides
Fusobacterium
Clostridium
Bifidobacterium

Zmiany

profil

u mikroflory bakteryjnej jelita

grubego człowieka w trakcie przyjmowania

oligosachar

dów

fructooligosacharydy

inulina

sacharoza

Gibson et al. 1995

teri

rodzaju

Bifidobacterium

Nieprzetrwalnikowe Gram + pałeczki - dł. komórki

2-5 m

• Organizmy bez- lub relatywnie beztlenowe

• Optymalne warunki życia 21

C-45

C; pH 5,0-8,0

• Rozwój i reprodukcja zależy od tak zwanych

czynników

• bifidogennych

• Bakterie heterofermentatywne

rebiotyki

Niestrawialne składniki żywności, które korzystnie
wpływają na zdrowie człowieka przez selektywną
stymulację rozwoju i aktywności korzystnych bakterii w
jelicie grubym

(Gibson and Roberfroid 1995)

Kryteria które musza spełniać czynniki
prebityczne :

 aktywność w stosunku do bakterii jelitowych
 możliwość stosowania w małych dawkach

 pochodne spożywczych polisacharydów

 pozbawione kancerogennych właściwości

nasiona

imbibicja

ekstrakcja

wytrącenie

ORR

Schemat ideowy izolacji i oczyszczania

ORR z nasion łubinu

inaktywacja galaktozydaz

Oczyszczanie:

Chromatografia absorpcyjna
Chromatografia jonowymienna

21.30
4.00
51.50
19.50
95.30

12.15
15.63

59.26
11.51

98.55

9.10

30.20

46.97
10.76
97.03

sacharoza
rafinoza
stachioza
werbasko
za
Suma

groch

soczewic

łubin

cukier

Skład chemiczny różnych preparatów O

(%)

Toksyczność ostra preparatów ORR

>4000
>4000
>4000

Lubin

Groch

Soczewica

mgkg

-1

masy ciała

Preparat

Wpływ łubinowego i grochowego preparatu

ORR na żywotność tymocytów myszy

100.0

98.8

97.0

95.4

100

98.8

100

Kontrola

Łubin

Groch

kontroli

żywych

komóre

Stężenie

preparatu g

-1

Preparat

Schemat eksperymentu

Injekcja ORR do komory powietrznej

jaja

Injekcja ORR do komory powietrznej

jaja

Pobieranie kału w drugim i

czterdziesto drugim dniu po wylęgu

dla analiz mikrob.

Pobieranie kału w drugim i

czterdziesto drugim dniu po wylęgu

dla analiz mikrob.

Analiza wybranych cech mięsnych

brojlerów i poziomu lipoprotein we

krwi

Analiza wybranych cech mięsnych

brojlerów i poziomu lipoprotein we

krwi

Stosowane oligosacharydy :

ORR, rafinoza, FOS, inulina

Stosowane dawki:

- 1.763 mg/jajo w 0.2mL roztworze

Ringera

Czas injekcji:

- 12 dzień embriogenezy

- Wielkość grup eksperymentalnych :

- 100 jaj/grupę

Wpływ różnych oligosacharydów

na liczbą bifidobakterii w kale

(CFU/g)

0,2

0,4

0,6

0,8

1,2

1,4

RFO (L)

RFO (H)

0,0E+00

2,0E+06

4,0E+06

6,0E+06

8,0E+06

1,0E+07

1,2E+07

1,4E+07

1,6E+07

0,69

3,43

6,87

Wpływ preparatu ORR na liczbę bifidobakterii w

caecum sześciotygodniowych brojlerów

Wpływ preparatu ORR

podanego

in ovo

śmiertelność i wybrane cechy brojlerów

Różnice statystyczne przy

p< 0

Cecha

Grupa I

Kontrola

Grupa

0.69 mg/

jajo

upa

III

3.43 mg/

jajo

Grupa

6.87

mg/

jajo

Śmiertelność

(%)

13,2 a

7,4 b

7,6 b

7.5 b

Masa ciała

(g)

1755 ±95

1853 ±86 a

1817±98 a

1808 ±92

Zużycie

paszy

(kg/kg

)

1,90 ±

0,2a

1.82 ±0.1 b

1.87 ±0.1 a

1.89 ±0.3

Tusza (%

masy ciała)

70.8 ±2.8

72. 8 ±2. 7

71.6 ±2.7 a

75.1 ±1.7

Mięśnie

piersiow

w tuszy

)

18.2 ±1.2

19.3 ±1.2 a

19.8 ±2.4 a

20.4 ±1.7

Tłuszcz

okołojel.

w tuszy

)

1.74 ±

0.2 a

1.85 ± 0,6 a

1.55 ± 0.5 a

2.16 ±

0.9 a

Eur. Indeks

Produk.

225

230

222

217

mg/dl

Grup

FOS

ORR

SACH

Kontrol

Całkowity
cholesterol

200.4 ±

19.2 . a

184.8 ±

19.2 a

224.2 ±

19.2 a

203.2 ±

19.2 a

HDL

87.9 ±

5.2 a

91.3 ±

5.2 a

86.5 ±

5.2 a

82.3 ±

5.2 a

LDL

101.8 ±

19.2 a

82.9 ±

19.2 a

126.6 ±

19.2 a

110.0 ±

19.2 a

Trójgliceryd
y

53.5 ±

13.6 a

52.8 ±

13.6 a

55.5 ±

13.6 a

54.3 ±

13.6 a

Cał.
cholesterol
(mięsień
piers.)

49.3 ±

1.8 a

50.3 ±

1.8 ab

52.3 ±

1.8 ab

54.7 ±

1.8 b

Wpływ

oligosacchar

ydów

podanych

in ovo

poziom

lipoprotein 6-tygodniowych brojlerów

Skład chemiczny okrywy nasiennej

łubinu po procesie odgoryczania

(% sm.)

•Związki nieorganiczne

2.45

•Azot
0.80

•Lipidy ogólne
1.18

•Błonnik pokarmowy (NR)
89.04*

•Błonnik pokarmowy (R)
7.12

•Beta –glukan ogólny
0.65
*

79% celuloza, 13% hemiceluloza, 7%

lignina

Nasiona łubinu

Produkty naturalne i preparaty

bioaktywne z nasion łubinu gorzkiego

Koncentrat białkowy (66%)

Produkt wysokobłonnikowy (18%)

Preparat ORR (5%)

Preparat plonotwórczy (11%)

Document Outline

Slide 1
Slide 2
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 28
Slide 29
Slide 30
Slide 31
Slide 32

Substancje biologicznie czynne z łubinu

Document Outline