składników aktywnych wskaźnikiem oceny

Transkrypt

1 Biodostępność 7 A C 5 4 H H składników aktywnych 3 3' B 4' 7 A C ' B 4' H wskaźnikiem oceny Glucose 5 6 H H + C N jakości żywności HC H 15 N C Glucose 6 5 H + C N + H H glikozyd H HC 15 N C Wiesław Wiczkowski Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w lsztynie

2 Żywność pochodzenia roślinnego źródłem składników odżywczych i nieodżywczych - węglowodanów - białka - tłuszczów - błonnika - soli mineralnych i witamin - nieodżywczych związków bioaktywnych (np. polifenoli, glukozynolanów, fityn, oligosacharydów, betalain, karetonoidów)

3 Fitozwiązki nieodżywcze związki biologicznie aktywne # wtórne metabolity roślin # wiele grup fitozwiązków: polifenole, glukozynolany, fityny, oligosacharydy, betalainy, karetonoidy, saponiny, terpeny, fitosterole, alkaloidy, kumaryny # ogromna liczba związków w poszczególnych grupach, np. ponad 8000 zidentyfikowanych flawonoidów

4 Spektrometry masowe urządzenia umożliwiające badanie pełnego spektrum związków występujących w badanej żywności

5 Śledzenie zmian zawartości substancji bioaktywnych w trakcie procesu technologiczne korzystne i negatywne składniki odczucia sensoryczne konsumenta preferencje konsumentów

6 Spektrometry masowe urządzenia umożliwiające śledzenie zmian związków bioaktywnych w czasie procesów

7 bszary oddziaływania spożytych fitozwiązków na organizm człowieka ddziaływanie fitozwiązków na przewód pokarmowy bezpośrednio po spożyciu # fitozwiązki do czasu poddania się czynnikom środowiska wykazują aktywności określoną in vitro # fitozwiązki mogą nie być wchłaniane ale mogą efektywnie oddziaływać na organizm ddziaływanie fitozwiązków na struktury organizmu po wchłonięciu # po przejściu procesów metabolicznych niektóre właściwości wykazywane in vitro mogą być utracone

8 Wchłanianie i metabolizm fitozwiązków żołądek P P P-A P P-A jama ustna A GluA P fitozwiązek P - aglikon fitozwiązku - P-A związek niskocząsteczkowy - wątroba glukuronowanie - metylowanie - sulfonowanie - GluA Meth Sulf -glukozydaza P-A jelito cienkie P-A Meth GluA Meth GluA P-A Meth Sulf flora bakteryjna jelito grube Meth P-A GluA P-A GluA żółć mocz układ krwionośny kał

9 W jakim celu wyznaczamy biodostępność? Czy biodostępność może być wskaźnikiem oceny jakości żywności? kreślenie biodostępności umożliwia ilościowe opisanie ekspozycji organizmu na spożyte fitozwiązki Wyznaczenie biodostępności jest warunkiem wstępnym badań oddziaływania fitozwiązków diety na organizm poza przewodem pokarmowym

10 Biodostępność część dawki podanego związku, która przenika do układu krwionośnego i może wziąć udział w procesach fizjologicznych organizmu, może być akumulowana lub wydalona

11 stężenie związku we krwi Biodostępność opisywana jest przez szereg wyróżników wyznaczanych na podstawie stężenia związku we krwi w określonym czasie c max c max - maksymalne stężenie badanego związku we krwi t max - czas wystąpienia maksymalnego stężenia AUC 0- AUC 0- - z ang. Area Under the Curve, pole powierzchni pod krzywą, przedstawiającą zależność stężenia badanego związku we krwi od czasu t max czas

12 stężenie związku we krwi Biodostępność bezwzględną oznaczamy porównując biodostępność związku podanego drogą pokarmową z biodostępnością tego samego związku podanego donaczyniowo Po podaniu donaczyniowym, AUC = 100% Po podaniu doustnym, AUC < 100% czas

13 stężenie związku we krwi Biodostępność względną oznaczamy porównując biodostępność związku z produkt badanego z biodostępnością tego samego związku z produktu referencyjnego c max A Produkt A Zakres profilaktyczny AUC A = AUC B C maks.a C maks.b t maks.a t maks.b c max B Produkt B t max A t max B czas

14 szybkość wydalania czas Marker biodostępności - poziom związku w moczu Fe (%) - ilość związku wydalonego z moczem przedstawiona jako procent dawki podanej AURC 0- AURC 0- - z ang. area under the urinary excretion rate curve, pole powierzchni pod krzywą przedstawiającą zależność szybkości wydalania badanego związku z moczem od czasu

15 Procesy decydujące o biodostępności - uwalnianie METABLIZM - wchłanianie WCHŁANIANIE - dystrybucja - metabolizm - wydalanie DYSTRYBUCJA WYDALANIE UWALNIANIE Czas

16 Spektrometry masowe urządzenia umożliwiające badanie obecności związków bioaktywnych w płynach biologicznych

17 Jak można zwiększyć biodostępność spożywanych wraz z żywnością związków bioaktywnych? ZMIANY ILŚCIWE zwiększenie zawartości fitozwiązków w produkcie - selekcja odmian - agrotechnika - świadoma obróbka wstępna surowca ZMIANY JAKŚCIWE lepsze wykorzystanie dostępnej wiedzy o metabolizmie fitozwiązków - zmiana miejsca wchłaniania - zmiana matrycy pokarmowej - modyfikacja składu/formuły produktu żywnościowego

18 Miejsce wchłaniania fitozwiązków 3' 4' H 7 3 H 5 glukozyd jelito cienkie dobre wchłanianie H H 3' 4' galaktozyd średnie wchłanianie jelito cienkie jelito grube H ' 4' rutynozyd jelito grube najsłabsze wchłanianie H H możliwości interwencji technologa

19 Stężenie w osoczu (mmol/l) Zmiana miejsca wchłaniania fitozwiązków Hydroliza rutynozydu do glukozydu - 7-glukozyd hesperetyny - wysoka dawka hesperedyny - niska dawka hesperedyny CH3 H H 3 C H H hesperedyna enzym czas (min) CH3 H H 7-glukozyd hesperetyny

20 Zmiana miejsca wchłaniania fitozwiązków Hydroliza glukozydów do aglikonów mleczko sojowe H H H H - β-glukozydaza (40 C, 2h) - fermentacja (B. breve i L. mali, 37 C, 21 h) H mleczko sojowe mleczko sojowe + enzym fermentowane mleczko sojowe H

21 Stężenie w osoczu (mml) Zmiana matrycy pokarmowej pomidory surowe i gotowane - surowe - gotowane 7 A C B 4' 5 4 naringenina czas (h)

22 Stężenie Q w osoczu (mml) Modyfikacja receptury produktu Aglikony - 32% tłuszczu w posiłku t max biodostępność [min] względna [%] posiłek standardowy 102,9±8,0 a 100 b 17% tłuszczu w posiłku 70,0±8,6 b 157 a 32% tluszczu w posiłku 51,4±8,0 b 150 a Glukozydy posilek standardowy 70,0±7,9 a 100 b 17% tłuszczu w posiłku 50,0±7,9 a,b 132 a 32% tluszczu w posiłku 45,0±7,9 b 122 a - 17% tłuszczu w posiłku - posiłek standardowy (3% tłuszczu) aglikon Czas (min)

23 Modyfikacja receptury produktu Stężenie w osoczu (mm) Stężenie w osoczu (mm) A. Metabolity kwercetyny - po I tygodniu - po II tygodniu B. Metabolity izoramnetyny Diety: - posiłek kontrolny bez oleju sojowego - z 1,8% dodatkiem oleju sojowego - z 4,6% dodatkiem oleju sojowego - z 9,5% dodatkiem oleju sojowego - z 18,8% dodatkiem oleju sojowego lej sojowy (%(w/w))

24 Modyfikacja receptury produktu Stężenie w osoczu (mmol/l) Q3G (mielone mięso) Q3G (posiłek standardowy) czas (min)

25 Modyfikacja receptury produktu Wpływ etanolu, lipidów i emulgatorów na rozpuszczalność kwercetyny Woda Lecytyna lej sojowy Estry sacharozy i kwasów tłuszczowych Estry poliglicerynowe kwasów tłuszczowych Taurocholan sodu Lecytyna + estry sacharozy i kwasów tłuszczowych Lecytyna + estry poliglicerynowe kwasów tłuszczowych Lecytyna + taurocholan sodu lej sojowy + estry sacharozy i kwasów tłuszczowych lej sojowy + estry poliglicerynowe kwasów tłuszczowych lej sojowy + taurocholan sodu 10% etanol 20% etanol 30% etanol 50% etanol Rozpuszczalność kwercetyny (mm)

26 Biodostępność składników aktywnych wskaźnikiem oceny jakości żywności # badanie biodostępności kwercetyny z mięsistych i suchych łusek szalotki # badanie biodostępności kwercetyny z surowej i gotowanej cebuli # badanie biodostępności betacyjanin z soku i chipsów z buraka ćwikłowego # badanie biodostępności antocyjanów z soku z aronii # badanie biodostępności antocyjanów z produktów otrzymanych z kapusty czerwonej

27 Badanie biodostępności antocyjanów z kapusty czerwonej świeża fermentowana wirowanie 500xg - 10 min 1000xg - 5 min

28 Badanie biodostępności cyjanidyny z soku z aronii mg/100ml H + 3-galaktozyd cyjanidyny glukozyd cyjanidyny 0.71 glikozyd 3-arabinozyd cyjanidyny ksylozyd cyjanidyny 0.59 cyjanidyna 0.22 razem 19.13

29 Badanie biodostępności betacyjanin z soku i chipsów z buraka ćwikłowego Glucose H 6 5 H + C N H HC 15 N C

30 Badanie biodostępności kwercetyny z mięsistych i suchych łusek cebuli kwercetyna - Q 3,3,4,5,7 pentahydroksyflawon B 3' 4' mg Q/kg wm 7 ~cebula A C 3 ~herbata 5 4 ~wino ~sałata ~kapusta włoska ~brokuły ~jabłka ~brzoskwinie ~gryka ~fasola szparagowa

31 Badanie biodostępności kwercetyny z surowej i gotowanej cebuli podczas gotowania 60% związków kwercetyny przechodzi do zupy

32 Podsumowanie # Badanie biodostępności fitozwiązków ze względu na ich potencjalne prozdrowotne właściwości jest niezbędne przy projektowaniu żywności funkcjonalnej # Prowadzenie nieklinicznych badań medycznych z udziałem ochotników pozwala określić rzeczywistą ekspozycję organizmu na spożyte składniki żywności # Biodostępność bioaktywnych składników żywności może być istotnym wskaźnikiem oceny jej jakości

33 Dziękuję