Wykład 1

BIOLOGICZNIE AKTYWNE SUBSTANCJE WYSTĘPUJĄCE W OWOCACH I WARZYWACH

Najnowsza piramida:

• codziennie jedz co najmniej 5 porcji produktów zbożowych. Zawarta w nich skrobia dostarcza energii mięśniom, a błonnik reguluje pracę jelit.

• 4 porcje warzyw i 3 owoców

• 2 szklanki mleka dziennie - odpowiednia ilość Ca i białka

• 1 porcja ryb, grochu, fasoli lub mięsa - odpowiednia ilość pełnowartościowego białka

Warzywa i owoce jako źródło:

• witamin

• błonnika

• soli mineralnych

• związków biologicznie czynnych (polifenole, karotenoidy, kumaryny, terpeny)

wpływ:

• regulacja czynności przewodu pokarmowego (suszone śliwki)

• diuretyki (banany)

• działanie przeciwbakteryjne (czosnek)

• obniżanie poziomu cholesterolu we krwi oraz obniżanie ciśnienia krwi- czosnek

• wpływ na perystaltykę jelit

• zapobieganie zakażenia pęcherza i dróg moczowych

• zwiększają odporność immunologiczną

• działanie przeciwnowotworowe (pomidory, czosnek)

• zmniejszają ryzyko chorób układu krążenia

Wg WHO spożycie owoców i warzyw > 500g/ dziennie obniża nowotwory przewodu pokarmowego ok. 50%

	błonnik pokarmowy				probiotyki i prebiotyki
witaminy (a, c, e)		ŻYWNOŚĆ					ligniny
lipidy											flawonoidy
sterole											selen, wapń
		białko, peptydy			oligosacharydy

NATURALNE SUBSTANCJE NIEODŻYWCZE (NSN)

Nie mają dla człowieka właściwości odżywczych. Znajdują się one w roślinach zazwyczaj w niewielkich ilościach, a wpływają na organizm człowieka przeciwbakteryjnie, przeciwutleniająco, regulują przemianę materii i zwiększają odporność.

Do NSN zaliczamy:

• związki fenolowe (kw. fenolowe, flawonoidy)

• terpenoidy (monoterpeny, saponiny, karotenoidy)

• związki azotowe (alkaloidy, aminy, aminokwasy niebiałkowe, glikozydy, glikozynolany)

• związki zapasowe roślin (fosforany inozytolu i oligosacharydy).

Substancja biologicznie czynne może być:

• składnikiem naturalnym wywodzącym się z surowca (najczęściej roślin) wówczas jej udział w diecie reguluje się poprzez odpowiedni zestaw potraw

• dodatkiem do żywności wprowadzonym w określonych celach i wielkościach - substancje wyodrębnione na drodze syntezy chemicznej a nawet modyfikacji genetycznych.

Naturalne składniki biologicznie aktywne - potencjalne dodatki do żywności:

• β-karoten (E160a) - naturalny przeciwutleniacz, przeciwdziała powstawaniu nowotworów, wzmacnia system immunologiczny

• likopen (E160d) - karotenoid skórki pomidorów, czynnik zmniejszający ryzyko różnych form nowotworów (prostaty, przewodu pokarmowego). Aktywność likopenu większa niż β-karotenu

• tokoferole (E306) - jako przeciwutleniacz może zapobiegać łączeniu się cholesterolu z lipoproteinami o niskiej gęstości (LDL)

• antocyjany, glikozydy, antocyjanidy- występują w skórkach czarnych winogron, kwiatów hibiskusa, czerwonej kapuście. Neutralizują wolne rodniki, opóźniają procesy starzenia utraty pamięci, zręczności motorycznej

• pirogroniany - stabilizowanie postaci kwasu pirogronowego (owoce, warzywa, sery). Przyspieszają produkcję energii i lepsze jej wykorzystanie przez organizm

• polifenole- herbata czarna i zielona, czerwone winogrona,. Wykazują działanie przeciwutleniające i przeciwnowotworowe, hamują rozwój bakterii i wirusów. Galusan epigallaktechiny obniża ryzyko raka (skóra, płuca, żołądek) u myszy. Katechiny herbaty zmniejszają ryzyko raka, polepszają stosunek HDL/LDL

• kwas foliowy - (szpinak, kalafiory) - brak w diecie u kobiet ciężarnych zwiększa ryzyko wady cewy moczowej i rozszczepu kręgosłupa u noworodków. W USA od 1.01.98r wzbogaca się produkty zbożowe w kwas foliowy od 0,94 do 3,08 mg/kg.

• Izoflawony (soja) - obniżają ryzyko chorób serca oraz rozwoju różnego rodzaju nowotworów (piersi, płuc, prostaty). Fitoestrogeny - blokują działania enzymów istotnych w rozwoju nowotworów.

• Związki siarkowe (czosnek) - zapobiegają rozwojowi niektórych bakterii i grzybów, zawałom, wzmacniając system immunologiczny, chronią przed nowotworami.

Potencjał mechanizmu antykarcerogennego

działanie niektórych BANS

Izoflawony	→	Soja i inne	→	↑/↓ aktywność estrogenów
						→	↑ aktywność izomerazy

Rośliny hamujące procesy nowotworowe:

Czosnek, Kapusta, Lukrecja, Soja ,Imbir; Cebula - Herbata - Kurkuma

Owoce cytrusowe; Pszenica - Len - Ryż

FLAWONOIDY

(izoflawony, flawonole, antocyjany, katechiny)

Źródło: warzywa (cebula, brokuły, pomidory); owoce (pomarańcze, jagody, czarne i czerwone porzeczki, aronia, ciemne winogrona); czerwone wino; herbata

		POLIFENOLE
		↓
		ZWIĄZKI FENOLOWE
		↓							↓
	KWASY FENOLOWE -pochodne kw.benzoesowego i cynamonowego							FLAWONOIDY Antocyjany, flawonole, flawanole, izoflawony

PODZIAŁ POLIFENOLI:

• kwasy organiczne: pochodne kwasu dihydroksybenzoesowego i kwasu dihydroksycynamonowego

• pochodne flawonu (katechina, leukocyjanidenol, leukoantocyjanidyny) oraz flawonoidy (kwercetyna, myrycetyna)

• pochodne stilbenu

• produkty polimeryzacji pochodnych flawanu

Forma: występują jako wolne aglikony lub połączone z cukrami jako glikozydy.

Związki fenolowe - oddziaływanie:

• erdukowanie nadtlenków

• zapobieganie reakcji powodowanych przez tlen singletowy

• hamowanie aktywności enzymów utleniających

• chelatowanie metali prooksydacyjnych

• blokowanie wolnych rodników

Sposoby przerywania łańcucha reakcji wolnorodnikowych:

• bezpośrednia reakcja z wolnymi rodnikami

• zmiatanie wolnych rodników

• nasilenie dysmutacji wolnych rodników do związków o znacznie mniejszej reaktywności

• hamowanie metali prooksydacyjnych

• hamowanie lub wzmacnianie działania wielu enzymów

• zapobieganie tworzenia reaktywnych form tlenu (hamowanie enzymów je generujących, lipooksygenazy, cyklooksygenazy, oksydazy ksantynowej.

Polifenole zielonej herbaty:

• flawonole (30% katechina) i ich glikozydy

• depsydy (kwas chlorogenowy)

• teogalina (kwas 3-galoilochinowy)

Polifenole wina:

• kwasy fenolowe (kumarynowy, cynamonowy, kawowy, gentyzynowy, ferulowy, waniliowy)

• flawonoidy (katechina epikatechina, kwercetyna)

• polifenol pochodny stilbenu - resweratrol

FLAWONY I FLAWONOLE

400 glikozydów flawonoli
80 glikozydy kwercetyny
60% spożywanych flawonoidów

Działanie:

• blokują rodniki nadtlenkowe

• wykazują zdolność chelatowania jonów metali

Źródła: cebula czerwona 117,4 - 1917 mg/kg; szalotka, cebula o brązowej suchej łusce 54,3-1187 mg/kg.

Flawonole obecne w warzywach i owocach: kwercetyna, kampferol, myrycetyna.

ANTOCYJANY

Pochodne kationu flawyliowego-2-fenylobenzopiryliowego

• aglikony - antocyjanidyny

• glikozydy - antocyjaniny

• rozpuszczalne w wodzie barwniki

• nadają barwę czerwoną, fioletową lub niebieską owocom i warzywom

• w naturze występują w postaci glikozydów zbudowanych z części fenolowej - algikonu i reszty cukrowej

• składnik cukrowy - fruktoza, galaktoza

• kwas solny - (hydroliza) cukry i antocyjanidyny

• owoce i warzywa - forma nieacylowana - mniej stabilna

• źródła: czereśnie 350-450 mg/100g, borówki, winogrona czerwone, porzeczki czarne

TANINY

Polifenole o masie cząsteczkowej 30-20000 - grupa związków zbudowana z 5-7 pierścieni aromatycznych, zawierających 12-16 grup fenolowych.

		TANINY
		↓							↓
	PROANTOCYJANIDYNY Toaminy skondensowane, niehydrolizujące							Estry kwasu galusowego i jego pochodnych, taniny hydrolizujące

Źródła: herbata, orzechy, owoce, warzywa, nasiona strączkowe, zioła, zboża.

GLUKOZYNOLANY (GLS) (i produkty ich hydrolizy)

Są tioglikozydami, których składnikiem cukrowym jest β-(D) glukoza

GLUKOZYNOLANY

↓

↓

↓

Alifatyczne: Pochodne metioniny

Arylowe: Pochodne fenyloalaniny lub tyrozyny

Indolowe: Pochodne tryptofanu

Źródło - warzywa krzyżowe: czarna rzodkiew, jarmuż, brokuł, rzeżucha, kapusta biała, czerwona, włoska, brukselka, kalafior, kalarepa.

Działanie

• przeciwnowotworowe

• produkty hydrolizy GLS - izotiocyjaniny i związki indolowe

• właściwości przeciw żywieniowe - wole endemiczne (niedoczynność tarczycy)

FOSFORANY INOZYTOLU

To związki zbudowane z cząsteczki myo-inozytolu, w której grupy wodorotlenowe są zestryfikowane kwasem fosforanowym.

W zależności od ilości reszt kwasu fosforowego występują mono-, di-, tri-, tetra-, penta- i heksafosforany inozytolu.

Heksafosforan inozytolu = kwas fitynowy = fityna

Źródło: nasiona strączkowe: fasola, groch, łubin, soczewica, bobik;

nasiona oleiste i zboża- soja, rzepak, słonecznik, pszenica, owies, żyto, gryka.

Działanie:

• hamowanie rozwoju raka jelita grubego

• właściwości przeciwutleniające

• chelatowanie składników mineralnych (jony żelaza)

KAROTENOIDY

• karoteny - „czyste” węglowodory nie zawierające atomów tlenu: β-karoten, α-karoten, likopen, γ-karoten, ζ-karoten

• ksantofile - cząsteczki zawierające atomów tlenu w postaci grup hydroksylowych, karboksylowych, epoksylowych

• luteina

Źródła:

• produkty mleczne: mleko, masło, ser, lody

• owoce morza: ryby, skorupiaki

• owoce: pomarańcza, ananas, winogrona, figi, mango, nektarynki, truskawki, arbuz

• warzywa: marchew, szparagi, słodkie ziemniaki, pomidory

• inne: olej palmowy, żółtko jaja

OLIGOSACHARYDY

Z rodziny rafinozy (α-galaktozydy) - zbudowane są z łańcucha cukrowego, w którym do cząsteczki sacharozy przyłączone są wiązaniami α-1,6-glikozydowymi od 1 do 4 cząsteczek glukozy.

FRUKTANY

• rozpuszczalne w wodzie którtko- i długołańcuchowe polisacharydy, których podstawową jednostką budulcową stanowi fruktoza.

Źródło: w jadalnych częściach roślin, bulwy, korzenie, liście.

Właściwości:

• stabilne w obojętnych roztworach

• odporne na działanie wysokich temperatur

• inulina i lewan - są długołańcuchowe.

INULINA

Węglowodan zapasowy wielu roślin z rodziny Campositae i Liliacae, występujący w największej ilości w cykorii (15-20%)

• poszczególne cząstki fruktozy (20-50 reszt fruktopiranozowych) w inulinie są połączone wiązaniem β-1,2-glikozydowym, a na końcu każdego łańcucha znajduje się cząsteczka glukozy, posiadają właściwości redukujące.

Rola inuliny:

• nie jest wchłaniana w organizmie człowieka

• stymuluje wzrost mikroflory w jelicie grubym

• posiada zdolność wiązania wody, przez co zwiększa objętość treści pokarmowej

• wiąże cholesterol i kwasy żółciowe

• hipoglikemicznie działanie

• ↑ absorpcję wapnia, magnezu i żelaza

• ↓ ryzyko występowania nowotworów okrężnicy i polipów jelita grubego

Zastosowanie:

• zamiennik cukru w czekoladach

• zamiennik tłuszczu w produktach mlecznych

• polepsza jakość musów

• polepsza jakość serów o obniżonej zawartości tłuszczu

FITOESTROGENY- izoflawony soi

• zawartość - 589-3810 mg/kg

• β-D-glukozydy

• genistyna

• daidzyna

• glicytyna

• inne

• odpowiadające im aglikony

• genisteina

• daidzyeina

• glicyteina

Powstają dopiero w trakcie procesów technologicznych, pod wpływem obróbki termicznej lub podczas fermentacji.

Działanie:

• przeciwutleniające

• przeciwnowotworowe

• aktywność estrogenowa

ligniny głównie w nasionach lnu.

Źródło błonnika:

• ziarna zbóż

• otręby

• warzywa

• owoce

• nasiona roślin strączkowych

• skrobia oporna

			KLASYFIKACJA WŁÓKNA POKARMOWEGO
			↓		↓
POLISACHARYDY NIESKROBIOWE					LIGNINA
↓			↓
POLISACHARYDY NIECELULOZOWE			CELULOZA
↓
Arabinoksylany Β-glukany Arabinogalaktany Arabany Kwasy uronowe

Właściwości funkcjonalne błonnika pokarmowego:

• zdolność do wiązania wody

• zdolność do wymiany kationów

• adsorpcja kwasów żółciowych

• oddziaływanie na absorpcję lipidów przez wiązania cholesterolu

• wiązanie jonów metali

efekty fizjologiczne oddziaływania błonnika pokarmowego:

• zwolnienie opróżniania żołądka

• obniżanie stężenia glukozy we krwi

• pobudzanie perystaltyki jelit

• zwiększenie masy stolca

PREBIOTYKI

Składniki żywności, które nie są trawione i korzystnie wpływają na organizm gospodarza poprzez selektywną stymulację wzrostu i aktywności jednego lub niewielkiej liczby gatunków bakteryjnych w okrężnicy co powoduje poprawę jego zdrowia.

Właściwości prebiotyków:

• nie mogą ulegać hydrolizie ani wchłanianiu w jelicie cienkim

• powinny stanowić selektywny substrat dla jednego lub ograniczonej liczby pasożytniczych gatunków bakteryjnych bytujących w okrężnicy

• powinny stymulować rozwój korzystny dla zdrowia flory przewodu pokarmowego

do prebiotyków należa:

• oligosacharydy

• fruktooligosacharydy

• oligosacharydy sojowe

• izomaltooligosacharydy

• ksylooligosacharydy

• galaktooligosacharydy.

2

---