Substancje o działaniu zbliżonym do witamin - W2 - 02.03.
Substancje antyodżywcze
To związki, które uniemożliwiają prawidłowe wykorzystanie składników odżywczych zawartych w żywności.
Ze względu na budowę chemiczną oraz sposób działania, związki podzielono na trzy grupy:
Inhibitory białkowe, głównie trypsyny
Antywitaminy (askorbinaza, tiaminaza, awidyna, linatyna, dikumarol)
Związki chemiczne utrudniające wykorzystanie składników naturalnych pożywienia (kwas fitynowy, szczawiowy, związki wolotwórcze - goitryny, tiocyjany, izotiocyjany)
Brak jest szczegółowych uregulowań prawnych odnośnie do zawartych substancji antyodżywczych w żywności, a wyjątek w tym względzie stanowią przepisy dotyczące grzybów.
Dla substancji naturalnie występujących w żywności lub wodzie pitnej, które nie kumulują się w organizmie człowieka, lecz mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka, ustala się wartości tymczasowego maksymalnego tolerowanego dziennego pobrania - PMTDI (Provisional Maximum Tolerable Daily Intake).
Enzymy rozkładające witaminy
Askorbinaza (oksydaza askorbinowa)
To enzym rozkładający wit. C. Występuje dosyć powszechnie w surowych ogórkach i niektórych warzywach dyniowatych, jak kabaczek czy cukinia.
Nie zaleca się sporządzania surówek i sałatek z warzyw bogatych w witaminę C (pomidory, papryka, kapusta) w zestawieniu z surowymi ogórkami. Można natomiast wykorzystać ogórki kiszone, bowiem kwaśne środowisko o pH poniżej 5 inaktywuje ten enzym.
Ciekawostka - jedna kropla soku z ogórka jest w stanie rozłożyć całą ilość witaminy C zawartej w 80l soku z pomidorów.
Tiaminaza
Enzym występujący w mięsie ryb słodkowodnych (karp) i niektórych rybach morskich. Ma zdolność do rozkładania tiaminy (witaminy B1). Szacuje się, że tiaminaza w 1kg surowej ryby może rozłożyć 25mg tiaminy.
Tiaminazę zawierają także ostrygi. Spożycie 12 ostryg niszczy 50% witaminy B1 zawartej w zwykłej racji pokarmowej.
Jak każdy enzym, jest ona wrażliwa na działanie wysokiej temperatury, a więc jedynie surowe ryby mogą być źródłem tej antyodżywczej substancji.
Antywitaminy - zwyczajowa nazwa związku chemicznego, który wykazuje zdolność do blokowania wykorzystania określonej witaminy w organizmie. Antywitaminy są zbliżone budową do Witami, lecz mają przeciwne działanie. Z racji, iż większość witamin wchodzi w skład koenzymów, odpowiadające im antywitaminy mogą blokować dany koenzym, a tym samym i katalizowany proces (stąd zastosowanie antywitamin do badań nad przemianami biochemicznymi, zachodzącymi w organizmach żywych).
Przykłady:
neopirytamina, oksytiamina, pyritiamina.
W środowisku naturalnym (np. w ryżu, surowych rybach), oprócz tiaminazy, występują substancje, np. neopirytamina, które wywołują zaburzenia w układzie nerwowym podobne do choroby beri-beri (spowodowanej niedoborem witaminy B1).
Oprócz tego dwa analogi chemiczne oksytiamina i pyritiamina mogą być ze względu na współzawodnictwo uważane za antywitaminę B1.
Lumiflawina - światło unieczynnia witaminę B2. Powstaje wówczas związek o nazwie lumiflawina w środowisku zasadowym, a w kwaśnym i obojętnym lumichrom. Lumiflawina w określonych warunkach ma właściwości antagonistyczne w stosunku do witaminy B2.
Linatyna - antagonista witaminy B6. Pochodna proliny. Występuje w niedojrzałych nasionach lnu. Linatyna jest ponadto czynnikiem hamującym wzrost.
Wszystkie substancje antyodżywcze (linamaryna, linustatyna, neolinustatyna, linatyna) z nieoczyszczonych nasion lnu można usunąć poprzez potraktowanie temperaturą 140 st. C przez 30-40 sekund.
Kwas beta-pirydynosulfonowy - antagonista niacyny. Już przed II wojną światową stwierdzono, że występuje związek przyczynowy między spożywaniem kukurydzy a rozwojem pelagry. Wysunięto wtedy przypuszczenie, że kukurydza zawiera antywitaminę niacyny.
W 1946r Woolley udowodnił, że związkiem pełniącym rolę antyniacyny jest kwas beta-pirydynosulfoowy.
Awidyna - antywitamina H. Glikoproteina, która występuje w surowym białku jaj. Ma zdolności do wiązania biotyny (witaminy H), uniemożliwiając jej wchłanianie do krwi. Jaja poddane obróbce termicznej (gotowanie, smażenie) tracą awidynę. Niedobory biotyny zdarzają się bardzo rzadko, ale są one możliwe u osób spożywających znaczne ilości surowych jaj.
Sulfonamidy i kwas paraaminosalicylowy (PAS) - antagoniści PABA. Mają przestrzenną budowę podobną do kwasu p-aminobenzoesowego, czynnika potrzebnego do wzrostu komórek bakteryjnych. Wypierając kwas p-aminobenzoesowy sulfonamidy hamują wzrost bakterii.
Dwukumarol - antagonista witaminy K. Występuje w zgniłej konicznie. Syntetyczny jest wykorzystywany jako lek hamujący powstawanie protrombiny w wątrobie i zmniejszający krzepnięcie krwi.
Dwukumarol jest ko faktorem reakcji potraslacyjnej karboksylacji reszt kwasu glutaminowego do L-karboksyglutaminowego w N-końcowych regionach białek zależnych od wit. K (czynników krzepnięcia II, VII, IX i X). Oznacza to, że hamuje o cykl przemian witaminy K, dzięki czemu w wątrobie wytwarzae są częściowo karboksylowane i dekarboksylowane białka o zmniejszonej aktywności pro koagulacyjnej.
Związki polifenolowe - Przez wiele lat polifenole uważano za substancje antyodżywcze i pogarszające barwę produktów z uwagi na ich łatwość utlenienia się do chinonów i polimeryzację do barwnych związków wielkocząsteczkowych.
Te same cechy polifenoli, które stanowiły do niedawna podłoże dla rozpatrywania ich jako związki niepożądane w pożywieniu człowieka, czyli łatwość wchodzenia w reakcje oksydo-redukcyjne oraz wychwytywanie wolnych rodników, stanowi dzisiaj podstawę do zakwalifikowania ich do grupy przeciwutleniaczy pokarmowych, tj. związków o działaniu prozdrowotnym.
Wolne rodniki - to cząsteczki lub atomy mające na zewnętrznej orbicie niesparowany elektron. Taki układ elektronów jest niestabilny. W związku z tym wolne rodniki dążą albo do oddania, albo do przyłączenia elektronu, aby utworzyć parę ze swoim niesparowanym elektronem. Stąd też ich główną cechą jest wielka reaktywność chemiczna.
Korzystne działania wolnych rodników w organizmie.
W organizmie wolne rodniki spełniają również szereg korzystnych funkcji, np. inaktywują substancje toksyczne poprzez ich utlenienie; dzięki zdolnościom wytwarzania wolnych rodników, komórki żerne wywierają działanie bakteriobójcze, co stanowi obronę przed infekcjami.
Dla prawidłowego funkcjonowania organizmu konieczna jest więc równowaga między procesami, w których powstają wolne rodniki i procesami, w których są one usuwane.
Źródła wolnych rodników:
Wolne rodniki powstają w organizmie w wielu reakcjach enzymatycznych i nieenzymatycznych. Mogą mieć również pochodzenie egzogenne. Ich głównym źródłem są skażenia powietrza, wysoko przetworzona i niewłaściwie przechowywana żywność oraz niektóre leki.
Usuwanie wolnych rodników:
Odbywa się poprzez ich dysmutację tj. przekazanie niesparowanego elektronu z jednego rodnika na drugi, spontanicznie albo bardziej wydajnie przy udziale enzymów: dysmutazy ponadtlenkowej, katalazy i peroksydazy glutationowej.
Antyoksydanty.
Kolejną linią obrony są antyoksydanty przerywające łańcuch reakcji wolnorodnikowych przez bezpośrednią reakcję z wolnymi rodnikami. Prowadzi to do ich przekształcenia w formy rodnikowe, ale o znacznie mniejszej reaktywności. Przykładem tego typu antyoksydantów mogą być:
Kwas askorbinowy
α-tokoferol
β-karoten
związki polifenolowe.
Jony metali przejściowych i reakcje wolnorodnikowe
Jony metali przejściowych (które mają niezapełnione powłoki d i występują na różnych stopniach utlenienia), głównie żelaza i miedzi, katalizują powstawanie rodnika hydroksylowego (OH·) o największej reaktywności:
Fe3+ + O2- →Fe2+ + O2
Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + OH·
W związku z tym związki wiążące jony metali przejściowych, np. cytryniany, fityniany, można rozpatrywać również jako związki o właściwościach antyoksydacyjnych.
Dieta i potencjał antyoksydacyjny organizmu
Produkty wchodzące w skład dziennej racji pokarmowej w krajach rozwiniętych gospodarczo cechują się dużym stopniem przetworzenia oraz długim terminem przydatności do spożycia.
Produkty zbożowe otrzymywane z mąk niskowyciągowych charakteryzują się znacznie większą koncentracją energii. Są ponadto pozbawione wielu składników okrywy, np. włókna pokarmowego, fitynianów, związków polifenolowych, zaś w przetworzonych produktach pochodzenia zwierzęcego i roślinnego, szczególnie przechowywanych przez długi okres i w niewłaściwych warunkach zwiększa się koncentracja produktów utleniania tłuszczów.
W badaniach na zwierzętach laboratoryjnych wykazano, że stężenie nadtlenków lipidowych w chłonce (limfie) oraz we krwi zwierząt jest dodatnio skorelowane z ich spożyciem.