„Substancje antyodżywcze w żywności”
Substancje antyodżywcze w żywności- są to wszystkie substancje występujące w żywności, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystanie składników odżywczych lub substancje wywierające szkodliwy wpływ na organizm ludzki.
Należą do nich związki:
pochodzenia naturalnego występujące w produktach roślinnych zwierzęcych (rośliny zawierające liczne trucizny i substancje szkodliwe, natomiast zwierzęta są źródłem tylko niewielu takich substancji.
Obce związki toksyczne przedostające się od żywności na wskutek zanieczyszczenia środowiska, zabiegów pielęgnacyjnych rolnictwie (np. pozostałości pestycydów oraz w wyniku procesów technologicznych).
Niektóre substancje celowo dodawane do żywności.
Naturalne substancje toksyczne- są to substancje występujące w niektórych produktach żywnościowych (pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego) tworzące się na wskutek naturalnych reakcji metabolicznych lub znacznie rzadziej w wyniku stosowanych w przetwórstwie żywności procesów mikrobiologicznych.
Właściwości trujące wynikają z obecności w nich glukozydów, saponin czy innych związków naturalnych. Omyłkowe spożycie ilości, owoców lub innych nasion w niektórych przypadkach może być przyczyną zajścia śmiertelnego.
Cyjanowodór, glukozydy cjanogenne
Cyjanowodór (HCN) jest to bezbarwny gaz o zapachu gorzkich migdałów, łatwo rozpuszczalny w wodzie, a także w alkoholu i eterze. Jest szeroko stosowany jako środek dezynsekcyjny i walce z gryzoniami podczas magazynowania ziarna zbóż, przetworów zbożowych itp.
Przewlekłe zatrucia są spotykane u ludzi. Małe dawki cyjanowodoru wnikające do organizmu człowieka lub zwierząt wraz z pożywieniem lub paszą reagują z produktami ich metabolizmu i są szybko przemieniane w cyjanohydryny i tiocyjaniny.
Przy częstym wnikaniu małych dawek cyjanowodoru należy się liczyć z ewentualnymi zatruciami wskutek zwiększenia ilości tiocyjanianów w organizmie. Poważne znaczenie mogą mieć też mutagenne właściwości cyjanków.
Uważa się także, że cyjanowodór z papierosów jest przyczyną małej masy dzieci urodzonych przez matki palące. Cyjanowodór występuje u ok. 150 gatunkach roślin z gatunków różowatych, w ok. 100 gatunkach traw, w ok. 80 gatunkach strączkowych i wielu innych zwykle w stanie zwiększonym w postaci heterozygot z których uwalniany jest.
Amygdalina
Należy do glikozydów cyjanogennych zawierających cyjanowodór. Występuje w migdałach zwłaszcza gorzkich od 2-3%, pestkach: wiśni, śliwek, brzoskwiń, moreli do 8% w przeliczeniu na cyjanowodór zawartość wynosi 1,5-2,5 mg/kg, a w owocach konserwowanych 0,012-0,13 mg/kg.
W kompotach z owoców pestkowych jak renklody, śliwki mirabelki, wiśnie, czereśnie przechowywanych kilkanaście miesięcy zawartość cyjanowodoru waha się na poziomie 0,010-0,398 mg/kg, a w wódkach gatunkowych ilość ta dochodzić może do 3 mg/l, a w winach 0,14-0,25 mg/l.
Amigdalina pod wpływem zespołu enzymów znanego pod nazwą emulsyny ulega hydrolizie do glukozy aldehydu benzoesowego oraz cyjanowodoru.
O toksyczności decyduje ilość uwolnionego cyjanowodoru. Znacznie większą ilość wolnego cyjanowodoru oznaczono w roślinach zwiędłych, zmarzniętych niż w zdrowych.
Pod wpływem kwasu żołądkowego z amigdaliny uwalnia się cyjanowodór = ( zatrucia cyjankiem).
Cyjanowodór blokuje wiele enzymów (przez blokowanie grup- SH, białek), najważniejsza jest inhibicja oksydazy cytochromowej, wskutek czego następuje zaburzenie w oddychaniu tkankowym. Tkanki nie odbierają tlenu z krwi, co jest szczególnie niebezpieczne dla tkanki nerwowej.
Objawy:
- bóle głowy
- niepokój, lęk
- uczucie drętwienia w jamie ustnej
- ucisk za mostkiem
- ślinotok
- zaczerwienie skóry
- drgawki
- tyłozgięcie tułowia
- śmierć
Pierwsza pomoc w przypadkach zatrucia polega na wstrzyknięciu 1% azotynu sodu w celu wytworzenia methemoglobiny, z którą cyjanowodór tworzy szybko cyjan methemoglobinę, a która bardzo wolno dysocjuje. Następnie wstrzykuje się 30% tiosiarczan sodu w celu związania cyjanowodoru wydzielanego stopniowo p[podczas dysocjacji cyjanomethemoglobiny.
Spotykane są także przewlekłe zatrucia cyjanowodorem, małe dawki wnikają do ustroju wraz z pożywieniem lub paszą, reagują z produktami ich przemiany i powstają cyjanohydryny lub tiocyjaniny. Zapobieganie zatruciom polega na prowadzeniu akcji uświadamiających szczególnie w okresie zbioru owoców.
Bliskie poprzedniej grupie są glukozydy, z których wyniku hydrolizy oprócz cyjanowodoru wydziela się także aceton. Należą do nich:
linamaryna (fazedunatyna)
lotaustralina
Linamaryna- wyizolowana z nasion lnu, jest identyczna z fazeolunatyną, wyodrębnioną z nasion fasoli. Fasola w Polsce często uprawiana i spożywana. Notowane przypadki zatruć były wynikiem gotowania nasion pod przykryciem, co uniemożliwiło ulatnianie się wydzielaniem cyjanowodoru. Nasiona takie należy gotować bez przykrycia!
Substancje goitrogenne wolnotwórcze w roślinach (kapusta, rzepak) związek wykazujący rolę czynnika wolotwórczego występuje w postaci progiotryny, progoitryny, która jest glukozydem 2-hydroksy-butyleno-3-izotiocyjanianu. Z niego pod wpływem enzymów tiogukozydazy i sulfatazy w wyniku cyklizacji powstaje goitryna, czyli WOT (5-winylo-oksazdidynation-2).
Przypadki powiększenia tarczycy obserwowano u cieląt pochodzących od krów żywionych w okresie ciązy roślinami bądź paszą zawierającymi WOT. Związek ten podobnie jak tiocyjaniany przechodzi z paszą do mleka jednakże w ustroju zwierząt WOT uniemożliwia wbudowanie jodu w pierścień tyrozyny lub tyroniny i wytwarzanie tyroksyny. Zawartość WOT w śrucie rzepakowej poekstrakcyjnej wynosi 0,3 do 0,9% w soku z zielonych części roślin, 0,3-3,9 g/100 cm3, a nawet do 7,2 g/100cm3 soku roślin z upraw szklarniowych.
Związki sapoinowe:
Obecność stwierdzono w ok. 400 gatunkach roślin w tym jadalnych takich jak szpinak, buraki, szparagi, soja, oraz licznych roślinach paszowych. Niektóre saponiny znalazły zastosowanie w przemyśle spożywczym np. do produkcji chałwy z korzeni łyżczca w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym.
Saponiny trudno wchłaniają się z przewodu pokarmowego to jednak ich część pobierana ułątwia przechodzenie do krwioobiegu gdzie powodują uszkodzenia i hemolizę krwinek czerwonych.
Obecność paszy roślin zawierających sapoiny powoduje u zwierząt zahamowanie wzrostu i ubytek masy ciała. Obserwowane rozmiękczenie kości (osteomalacja) przypisuje się antagonizmowi saponin z cholekalcyferolem (witamina D).
Zatrucia zwierząt i ludzi kąkolem są przypisywane obecności saponin. Zatrucia ostre charakteryzują się gwałtownymi drgawkami podostre zaburzeniami żołądkowo- jelitowymi.
Inhibitory trypsyny- enzym trawienny wytwarzany przez część zewnętrzno-wydzielniczą trzustki.
W wielu gatunkach roślin zwłaszcza strączkowych występuje czynnik hamujący aktywność trypsyny i/lub chynotrypsyny obecność tych czynników stwierdzono w soi, fasoli, bobie, grochu, pszenicy, kukurydzy, ziemniakach, a także w białku jaja.
Mechanizm tych reakcji polega na tworzeniu kompleksu enzym-inhibitor w wyniku reakcji wolnych grup aminowych trypsyny i grup karboksylowych inhibitora. Podczas ogrzewania w wodzie lub na parze wodnej inhibitor ulega stopniowej inaktywacji natomiast jest oporny na suche ogrzewanie.
Preparaty spożywcze, zwłaszcza przeznaczone dla małych dzieci wymagają określenia stopnia rozkładu inhibitora a także stężenia choiny i metioniny. Inhibitor hamuje głownie uwalnianie metioniny podczas hydrolizy białka w ustroju, na wskutek czego obserwuje się niedobór tego aminokwasu zarówno zarówno ludzi jak i zwierząt. Na ogół inhibitory trypsyny tracą swoje właściwości podczas gotowania co ma miejsce np. w przypadku inhibitorów ziemniaka czy pszenicy.