WPŁYW RODZAJU ZIARNA ZBOŻA I STOPNIA JEGO PRZETWORZENIA NA POTENCJALNĄ BIODOSTĘPNOŚĆ SKŁADNIKÓW MINERALNYCH W WARUNKACH IN VITRO



Podobne dokumenty
OCENA ZAWARTOŚCI I POTENCJALNEJ BIODOSTĘPNOŚCI SKŁADNIKÓW MINERALNYCH Z ŻYWNOŚCI DLA DIABETYKÓW

WARTOŚĆ ODŻYWCZA WYBRANYCH PRODUKTÓW ŻYWNOŚCI TRADYCYJNEJ.

Wpływ niektórych czynników na skład chemiczny ziarna pszenicy jarej

WPŁYW PRODUKTÓW SPOŻYWCZYCH NA BIODOSTĘPNOŚĆ WAPNIA I MAGNEZU ZAWARTYCH W SUPLEMENTACH DIETY W WARUNKACH TRAWIENIA IN VITRO

PIECZYWO PSZENNO-OWSIANE JAKOŚĆ I ZAWARTOŚĆ SKŁADNIKÓW MINERALNYCH (Ca, Mg, Fe, Zn i Cu)

Czy warto jeść kasze i płatki? dr inż. Dorota Czerwińska Katedra Żywienia Człowieka, SGGW

METODA OTRZYMYWANIA PRODUKTU ŻYTNIEGO O PODWYŻSZONEJ ZAWARTOŚCI BŁONNIKA POKARMOWEGO

Zbożowe śniadanie zimowe. dr inż. Marta Jeruszka-Bielak Centrum Komunikacji Społecznej

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁODOWSKA LUBLIN - POLONIA VOL.LIX, SUPPL. XIV, 97 SECTIO D 2004

Czy warto jeść kasze i płatki?

10 ZASAD ZDROWEGO ŻYWIENIA

OCENA WYNIKÓW BADAŃ W GMINIE KUŹNIA RACIBORSKA. gleba lekka szt./ % 455/2200 0/0 119/26 53/12 280/61 3/1

OCENA ZAWARTOŚCI WAPNIA I MAGNEZU W WYBRANYCH ZIOŁACH I PREPARATACH ZIOŁOWYCH

Zawartość składników pokarmowych w roślinach

a. ph, zawartości makroskładników (P, K, Mg) w 956 próbkach gleby, b. zawartości metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni i Cr ) w 14 próbkach gleby,

a. ph, zawartości makroskładników (P, K, Mg) w 700 próbkach gleby, b. zawartości metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni i Cr ) w 10 próbkach gleby,

Podczas przyjmowania witamin i minerałów mogą wystąpić problemy z ich wchłanianiem z kilku powodów:

Wpływ produktów spożywczych na biodostępność wapnia z suplementów diety stosowanych w osteoporozie

PRZEDMIOT ZLECENIA. Odebrano z terenu powiatu Raciborskiego próbki gleby i wykonano w Gminie Kornowac:

TERMOSTABILNOŚĆ PEPTYDAZ I INHIBITORÓW PEPTYDAZ NASION ROŚLIN SPOŻYWANYCH PRZEZ CZŁOWIEKA

a. ph, zawartości makroskładników (P, K, Mg) w 899 próbkach gleby, b. zawartości metali ciężkich (Pb, Cd, Zn, Cu, Ni i Cr ) w 12 próbkach gleby,

PRZEDMIOT ZLECENIA :

ZAWARTOŚĆ POTASU, MAGNEZU, WAPNIA I ŻELAZA W WYBRANYCH KONCENTRATACH ZUP TYPU INSTANT

WPŁYW BIOLOGICZNYCH I CHEMICZNYCH ZAPRAW NASIENNYCH NA PARAMETRY WIGOROWE ZIARNA ZBÓŻ

WPŁYW METOD WYTWARZANIA CIASTA PSZENNO-JĘCZMIENNEGO NA JAKOŚĆ PIECZYWA

W jaki sposób powinien odżywiać się młody człowiek?

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁ ODOWSKA LUBLIN POLONIA


WARTOŚĆ ODŻYWCZA. STRAWNOŚĆ I BIODOSTĘPNOŚĆ PRODUKTÓW SPOŻYWCZYCH. Roman Cichon CM UMK Bydgoszcz 2015

Zastosowanie produktów przemiału owsa nieoplewionego do wypieku chleba

MAGNEZ, FOSFOR, ŻELAZO I CYNK W WYBRANYCH GATUNKACH RYŻU

Katedra Biochemii i Chemii Żywności Żywność funkcjonalna- wiedza, kompetencje, doświadczenie

Kategoria żywności, środek spożywczy lub składnik żywności. Warunki dla stosowania oświadczenia

PRODUKTY NALEŻĄCE DO ŻYWNOŚCI WYGODNEJ JAKO ŹRÓDŁO WAPNIA, MAGNEZU I ŻELAZA

Zasobność gleby. gleba lekka szt./ % /810,64 0/0 107/15 332/47 268/38 0/0 16/29 0/0 3/19 0/0 13/81 0/0. szt./ %

Piramida Żywienia. Dominika Kondrak Karina Warwas 1TFS

niezbędny składnik pokarmowy zbóż

Kasze - jakie najzdrowsze? Porównanie wartości odżywczych

8.2. Wartość odżywcza produktów spożywczych Czynniki kształtujące wartość odżywczą produktów spożywczych...185

ZAWARTOŚĆ KADMU W PRODUKTACH ZBOŻOWYCH DOSTĘPNYCH W SPRZEDAŻYDETALICZNEJ W WOJEWÓDZTWIE PODLASKIM

ANALIZA ZALEŻNOŚCI POMIĘDZY CECHAMI DIELEKTRYCZNYMI A WŁAŚCIWOŚCIAMI CHEMICZNYMI MĄKI

Problemy oznaczania pierwiastków w osadach i glebie Marcin Niemiec, Jacek Antonkiewicz, Małgorzata Koncewicz-Baran, Jerzy Wieczorek

Dodatkowe zalety produktu:

WPŁYW PRODUKTÓW PRZEMIAŁU ORZESZKÓW GRYKI DODAWANYCH DO DIET ZBILANSOWANYCH NA ABSORPCJE POZORNE WAPNIA I FOSFORU U SZCZURÓW WISTAR*

METODY PROWADZENIA CIASTA A JAKOŚĆ PIECZYWA PSZENNO OWSIANEGO

ZNACZENIE ŻYWIENIA W PREWENCJI CHORÓB CYWILIZACYJNYCH

OCENA ZAWARTOŚCI OŁOWIU I KADMU W PŁATKACH ŚNIADANIOWYCH DOSTE PNYCH W HANDLU

Wartość pokarmowa zbóż i zasady ich skarmiania w żywieniu świń

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 277

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 5

Obliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

ZASADY ZDROWEGO Z YWIENIA DZIECI

OCENA STANU WIEDZY UCZNIÓW SZKÓŁ POLICEALNYCH NA TEMAT DODATKÓW DO ŻYWNOŚCI

Jakość plonu a równowaga składników pokarmowych w nawożeniu

OCENA ZAWARTOŚCI KADMU I OŁOWIU W PIECZYWIE DIETETYCZNYM, PŁATKACH ŚNIADANIOWYCH, KASZACH I RYŻU

Dorota BAJEK, 1 Joanna ŁĘSKA, 1 Dariusz NOWICKI, 1 Cezary KOZŁOWSKI 2, *

Błonnik pokarmowy: właściwości, skład, występowanie w żywności

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ZDROWIA 1) z dnia 25 lipca 2007 r. w sprawie sposobu znakowania żywności wartością odżywczą 2)

JAKOŚĆ MAKARONÓW W ŚWIETLE ICH SKŁADU PIERWIASTKOWEGO

Nowe surowce konsekwencje technologiczne Edyta Kordialik-Bogacka

Indeks glikemiczny a produkty piekarskie. Dr inż. Małgorzata Wronkowska

Ocena zawartości makroelementów w wybranych produktach żywności typu bio w odniesieniu do analogicznych produktów spożywczych żywności konwencjonalnej

Analiza środowiskowa, żywności i leków CHC l

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 439

dr inż. Beata Przygoda Wartość odżywcza żywności co powinnyśmy wiedzieć?

Tematyka zajęć z podstaw żywienia człowieka klasa: 1 TK -1, 1TK - 2

ANALIZA ZMIAN W PROFILU SKŁADNIKÓW ODŻYWCZYCH W GOTOWEJ ŻYWNOŚCI PRZEZNACZONEJ DLA NIEMOWLĄT I MAŁYCH DZIECI

Żywność ekologiczna najlepsza żywność funkcjonalna

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 1186

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

OCENA SPOSOBU ŻYWIENIA STUDENTEK SZKOŁY GŁÓWNEJ GOSPODARSTWA WIEJSKIEGO W WARSZAWIE

OCENA PORÓWNAWCZA WARTOŚCI WYPIEKOWEJ MĄKI PSZENNEJ I ORKISZOWEJ

Zasobność gleby. gleba lekka szt./ % /2185,0 0/0 0/0 0/0 1063/100 0/0 824/923,6 0/0 0/0 3/0 821/100 0/0. szt./ %

OCENA ZAWARTOŚCI WYBRANYCH PIERWIASTKÓW W RÓŻNYCH RODZAJACH CZEKOLAD

ZAWARTOŚĆ I BIODOSTĘPNOŚĆ WAPNIA, MIEDZI, ŻELAZA, MAGNEZU, MANGANU I CYNKU W KOMERCYJNIE DOSTĘPNYCH KRAJOWYCH MIODACH PSZCZELICH*

CHEMIA ŚRODKÓW BIOAKTYWNYCH I KOSMETYKÓW PRACOWNIA CHEMII ANALITYCZNEJ. Ćwiczenie 7

ANNALES UNIVERSITATIS MARIAE CURIE-SKŁODOWSKA LUBLIN - POLONIA VOL.LIX, SUPPL. XIV, 98 SECTIO D 2004

WYMAGANIA EDUKACYJNE

ZRÓŻNICOWANIE KWASOWOŚCI TŁUSZCZOWEJ W ZALEŻNOŚCI OD GATUNKU BOTANICZNEGO ZBOŻA, TYPU MĄKI I KASZY MANNY ORAZ CZASU PRZECHOWYWANIA.

2.1. Charakterystyka badanego sorbentu oraz ekstrahentów

OCENA ILOŚCIOWA SKŁADNIKÓW MINERALNYCH I WITAMIN W DIETACH LUDZI STARSZYCH ZRZESZONYCH W WYBRANYCH WARSZAWSKICH STOWARZYSZENIACH SPOŁECZNYCH CZ. III.

Owies. Tabela 40. Owies odmiany badane w 2014 r. Rok wpisania do KRO LOZ

CHARAKTERYSTYKA I WARTOŚĆ ODŻYWCZA ZIARNA ORKISZU I PRODUKTÓW ORKISZOWYCH

g % ,3%

WPŁYW SUPLEMENTACJI PREPARATAMI WITAMINOWO-MINERALNYMI NA CAŁKOWITE POBRANIE WAPNIA I MAGNEZU W GRUPIE STUDENTÓW LUBELSKICH UCZELNI

OCENA ZAWARTOŚCI CHROMU I NIKLU W WYBRANYCH PRODUKTACH ZBOŻOWYCH

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 277

w badaniach rolniczych na pszenicy ozimej w Polsce w latach 2007/2008 (badania rejestracyjne, IUNG Puławy)

Grzegorz Zając*, Joanna Szyszlak-Bargłowicz* OCENA ZAWARTOŚCI WYBRANYCH METALI CIĘŻKICH W MĄKACH CHLEBOWYCH

SPOŁECZEŃSTWO OD KUCHNI Integracja międzypokoleniowa mieszkańców Śliwkowego Szlaku

Wymagania z chemii na poszczególne oceny Klasa 2 gimnazjum. Kwasy.

I Etap szkolny 16 listopada Imię i nazwisko ucznia: Arkusz zawiera 19 zadań. Liczba punktów możliwych do uzyskania: 39 pkt.

OCENA ZAWARTOŚCI WYBRANYCH SKŁADNIKÓW MINERALNYCH W CAŁODZIENNYCH RACJACH POKARMOWYCH STUDENTÓW UCZELNI MEDYCZNEJ W LATACH 2003/2004 I 2008/2009

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

Anna Kłos 1), Jerzy Bertrandt 1), Elżbieta Stężycka 1), Wiesława Szymańska 2)

Badanie właściwości odpadów przemysłowych jako wstępny etap w ocenie ich oddziaływania na środowisko

Nutribiotyczne mieszanki mineralne. w żywieniu krów mlecznych

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA Informacje ogólne PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA IM. WITELONA W LEGNICY WYDZIAŁ NAUK O ZDROWIU I KULTURZE FIZYCZNEJ

CHEMIA KLASA II I PÓŁROCZE

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 933

Transkrypt:

BROMAT. CHEM. TOKSYKOL. XLVIII, 2015, 1, str. 74 80 Zbigniew Krejpcio, Joanna Suliburska, Ewelina Król, Alicja Kawka 1, Katarzyna Marcinek WPŁYW RODZAJU ZIARNA ZBOŻA I STOPNIA JEGO PRZETWORZENIA NA POTENCJALNĄ BIODOSTĘPNOŚĆ SKŁADNIKÓW MINERALNYCH W WARUNKACH IN VITRO Zakład Higieny i Toksykologii Żywności Katedry Higieny Żywienia Człowieka Wydziału Nauk o Żywności i Żywieniu Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu Kierownik : prof. dr hab. Z. Krejpcio 1 Zakład Technologii Zbóż Instytutu Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego Wydziału Nauk o Żywności i Żywieniu Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu Kierownik: prof. dr hab. J. Michniewicz Celem pracy była ocena wpływu rodzaju ziarna zboża (pszenica, jęczmień, owies), oraz stopnia jego przetworzenia (ziarno surowe, obłuszczone, śrutowane, mąka) na potencjalną biodostępność Ca, Mg, Fe, Zn i Cu, którą obliczono na podstawie ilości składnika mineralnego uwolnionego w procesie enzymatycznego trawienia w warunkach in vitro, w stosunku do jego zawartości natywnej. Stwierdzono, że zarówno gatunek zboża, jak i rodzaj zastosowanej obróbki mechanicznej mają wpływ na biodostępność składników mineralnych, przy czym wyższą biodostępnością Ca, Mg i Fe odznaczają się produkty otrzymane z ziarna jęczmienia, a Zn i Cu z ziarna owsa, w porównaniu do produktów z ziarna pszenicy. Usunięcie łuski z ziarna ma największy wpływ na wzrost biodostępności Ca, Mg, Fe i Zn z produktu zbożowego, ale nie wpływa na biodostępność Cu. Największy wzrost biodostępności Ca, Mg, Fe i Zn z ziarna po obróbce mechanicznej występuje w przypadku ziarna jęczmienia Hasła kluczowe: składniki mineralne, biodostępność, ziarno zbóż, przetwarzanie. Key words: minerals, bioavailability, cereal grains, processing. Prawidłowy bilans składników mineralnych odgrywa ważną rolę zarówno u ludzi, jak i zwierząt (1). Utrzymujący się przez dłuższy czas niedobór, nadmiar lub nieprawidłowy stosunek nieorganicznych składników odżywczych może mieć poważne konsekwencje w postaci specyficznych dla danego składnika chorób czy zaburzeń przyczyniających się do powstawania chorób cywilizacyjnych, jak np.: miażdżyca, osteoporoza, nowotwory, cukrzyca (2). Składniki mineralne ze względu na rolę w przemianach metabolicznych oraz brak możliwości ich syntezy przez organizm są niezbędnymi składnikami żywności, które powinny być dostarczane w odpowiednich ilościach. Istotnym elementem utrzymania równowagi nie jest ilość, lecz biodostępność składników mineralnych (3). Wcześniejsze prace badaczy wykazały, że zawartość i potencjalna biodostępność składników mineralnych z surowców

Nr 1 Biodostępność składników mineralnych w warunkach in vitro 75 i produktów roślinnych zależy od wielu czynników, w tym rodzaju użytego surowca (gatunek, odmiana, pochodzenie), stopnia oczyszczenia oraz rodzaju obróbki technologicznej lub kulinarnej (4, 5). Ponadto stwierdzono, że stopień uwolnienia składników mineralnych jest różny, zależny od produktu spożywczego, innych składników żywności oraz odmiennych warunków panujących w poszczególnych odcinkach przewodu pokarmowego. Ziarno zbóż, takich jak: pszenica, żyto, jęczmień i owies są jednym z podstawowych surowców wykorzystywanych w żywieniu człowieka i zwierząt hodowlanych. Ziarno surowe jest twarde, ciężkostrawne i nie nadaje się do bezpośredniego spożycia, dlatego poddaje się je obróbce mechanicznej, która obejmuje procesy czyszczenia powierzchniowego, obłuskiwanie, śrutowanie i procesy przemiału na mąkę (6). Ze śruty lub mąki wytwarza się następnie różnego rodzaju produkty zbożowe, takie jak: kasze, pieczywo, makarony. Produkty zbożowe stanowią podstawowe źródło energii, znaczące źródło białka, ważne źródło witamin z grupy B, składników mineralnych, błonnika oraz substancji bioaktywnych. Zawartość składników mineralnych w ziarnie zbóż zależy od wielu czynników, m.in. od gatunku i odmiany zboża, warunków klimatycznych i glebowych, sposobu i wielkości nawożenia. Proces obłuszczania ziarna z jednej strony powoduje zmniejszenie zawartości niektórych składników odżywczych (witamin i składników mineralnych), ale z drugiej strony, poprzez usunięcie składników nieodżywczych (błonnika, fitynianów) wpływa korzystnie na biodostępność składników mineralnych. Produkty zbożowe są jednym z głównych źródeł składników mineralnych w diecie człowieka. Dostarczają magnez, fosfor, wapń, żelazo, cynk, miedź, potas, mangan, krzem, chlor i siarkę. W zależności od gatunku zboża, różna jest nie tylko zawartość składników mineralnych ale także ich potencjalna biodostępność. Większość składników mineralnych zawartych w zbożach jest ściśle związana z poszczególnymi warstwami, jak na przykład warstwą aleuronową. Jednocześnie, warstwa ta jest miejscem, gdzie znajdują się duże ilości błonnika pokarmowego i kwasu fitynowego, które tworzą warstwę włókna pokarmowego. Właściwości chelatujące włóknistych składników produktów zbożowych oraz kwasu fitynowego wpływają na biodostępność ważnych dla człowieka pierwiastków w dietach o dużej zawartości nierafinowanych wysokobłonnikowych produktów zbożowych (7). Celem pracy była ocena potencjalnej biodostępności składników mineralnych: Ca, Mg, Fe, Zn i Cu z trzech rodzajów ziarna zbóż: pszenicy (Triticum L.), jęczmienia (Hordeum L.) i owsa (Avena L.), poddanych lub nie poddanych procesom technologicznym, takim jak: obłuszczanie, śrutowanie i mielenie. Praca była finansowana z projektu badawczego MNiSW nr NN 312 505340. MATERIAŁ I METODY Materiał do badań stanowiło nieobłuszczone i obłuszczone ziarno pszenicy, jęczmienia i owsa oraz ich produkty (śruta i mąka całoziarnowa) otrzymane z Zakładów Zbożowo-Młynarskich w Kruszwicy (2012 r.). Ziarno w warunkach przemysłowych poddano zabiegowi obłuszczania. Następnie, ziarno bez łuski rozdrobniono na śrutę i zmielono na mąkę całoziarnową. Z surowców i produktów zbożowych sporządzono

76 Z. Krejpcio i współpr. Nr 1 średnie próbki laboratoryjne, które dokładnie zmielono i następnie pobrano po ok. 5 g w trzech powtórzeniach dla każdej próbki do tygli kwarcowych. Zawartość wody w materiale zbożowym oznaczono metodą suszarkową. Wysuszone próbki spopielano w piecu muflowym (Nabertherm P330, GmbH, Germany) w temp. 250 450 o C. Uzyskany popiół (wolny od cząstek węgla) rozpuszczono na gorąco w kwasie HNO 3 (Merck) o stęż. 1 mol/dm 3 i przenoszono ilościowo do kolbek miarowych z PP o poj. 50 cm 3. W roztworach mineralizatów, po odpowiednim rozcieńczeniu roztworem 1 mol/dm 3 HNO 3 (lub dla Ca i Mg roztworem 0,3% LaCl 3 ), oznaczono zawartości Ca, Mg, Fe, Zn i Cu metodą płomieniową spektrometrii absorpcji atomowej (ASA) za pomocą spektrometru AAS-3 (Zeiss, Jena). Wyniki pomiarów wyrażono jako średnie arytmetyczne i odchylenia standardowe uzyskane z 3 równoległych powtórzeń, w jednostkach mg/100 g s.m. produktu. Poprawność procedury analitycznej określono na podstawie wielkości odzysku (recovery) poszczególnych składników mineralnych dla certyfikowanego materiału odniesienia (Soya Bean Flour, INCT- SBF-4), który wynosił dla: Ca, Mg, Fe, Zn i Cu, odpowiednio: 98,2, 96,6, 96,7, 94,2 i 98,5%. Granica oznaczalności metody (LOQ) wynosiła dla Ca, Mg, Fe, Zn i Cu, odpowiednio (mg/dm 3 ): 0,040; 0,010; 0,050; 0,050 i 0,020. W niniejszej pracy pominięto wyniki zawartości składników mineralnych, które wykorzystano do obliczeń biodostępności. W celu określenia potencjalnej biodostępności względnej Ca, Mg, Fe, Zn i Cu z surowców i produktów zbożowych, próbki poddano trawieniu enzymatycznemu w warunkach in vitro. Z każdego materiału zbożowego odważono w kolbce stożkowej po 2 g rozdrobnionej próbki i dodano 20 cm 3 wody dejonizowanej. Następnie doprowadzano odczyn mieszaniny do ph 2,0 za pomocą roztworu 0,1 mol/dm 3 HCl oraz poddano działaniu pepsyny (0,5 cm 3 /100 cm 3 homogenatu). Próbki umieszczono w termostatowanej łaźni wodnej o temp. 37 C i wytrząsano przez 2 godz., kontrolując jednocześnie ph. Po upływie 2 godz. doprowadzono ph do wartości 6,8 7,0 oraz poddano działaniu pankreatyny (10 cm 3 /40 cm 3 homogenatu) i ponownie wytrząsano w łaźni wodnej, w tych samych warunkach przez 4 godz. Po zakończeniu procesu trawienia próbki odwirowano przez 10 min przy szybkości 3800 obrotów/min. Następnie pobrano 10 cm 3 klarownego supernatantu do naczyń teflonowych i dodano 5 cm 3 stężonego kwasu azotowego(v) (Merck), po czym umieszczono w piecu mikrofalowym MARS-5 (CEM Corp.) Po zakończeniu mineralizacji próbki przenoszono ilościowo do kolbek miarowych o poj. 50 cm 3. Oznaczenie zawartości pierwiastków Ca, Mg, Fe, Zn i Cu wykonano metodą spektrometrii absorpcji atomowej (spektrometr AAS-3, Zeiss). Każda z próbek była analizowana w trzech powtórzeniach. Potencjalną biodostępność względną (B w ), wyrażoną w % ilości natywnej, zwaną dalej biodostępnością wyrażono jako stosunek ilości składnika mineralnego uwolnionego podczas trawienia enzymatycznego z jednostki masy produktu (x 1 ), do całkowitej ilości tego składnika w jednostce masy produktu (x 2 ), pomnożony przez 100, wg wzoru: B w [%] = (x 1 /x 2 ) 100% Wyniki biodostępności składników mineralnych analizowano w układzie dwuczynnikowym: rodzaj ziarna (czynnik A) i stopień przetworzenia ziarna (B), z wy-

Nr 1 Biodostępność składników mineralnych w warunkach in vitro 77 korzystaniem analizy wariancji dwuczynnikowej ANOVA, testu Tukeya, przy poziomie istotności p < 0,05. Wszystkie obliczenia wykonano za pomocą programów komputerowych Excel ver. 2007 oraz Statistica ver. 10.0. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Celem pracy było określenie wpływu rodzaju ziarna i stopienia jego przetworzenia na biodostępność Ca, Mg, Fe, Zn i Cu z trzech rodzajów ziarna zbóż (pszenicy, jęczmienia i owsa). Biodostępność składników mineralnych w ziarnie obłuszczonym porównano do ziarna z łuską, a w śrucie oraz mące całoziarnowej odniesiono do ziarna obłuszczonego, z którego otrzymano w/w produkty. Wyniki przedstawiono w tab. I. Zarówno rodzaj ziarna zboża, jak i jego stopień przetworzenia miały (niezależnie od siebie) istotny wpływ na biodostępność poszczególnych składników mineralnych. Najniższą biodostępnością składników mineralnych odznaczało się ziarno pszenicy (niezależnie od stopnia jego przetworzenia) i wynosiło dla Ca, Mg, Fe, Zn T a b e l a I. Potencjalna biodostępność składników mineralnych (Ca, Mg, Fe, Zn i Cu) dla surowców zbożowych w zależności od rodzaju ziarna i stopnia jego przetworzenia T a b l e I. Potential bioavailability of minerals (Ca, Mg, Fe, Zn and Cu) of cereal raw materials depending on the type of grain and the degree of its processing Czynniki doświadczalne Potencjalna biodostępność składników mineralnych (% ilości natywnej ± SEM) Ca Mg Fe Zn Cu Rodzaj ziarna (A) Pszenica A 1 26,42 ± 0,91 a 35,63 ± 0,58 a 27,85 ± 0,85 a 18,72 ± 0,34 a 86,13 ± 1,02 a Jęczmień A 2 55,17 ± 0,91 c 53,11 ± 0,58 c 35,99 ± 0,85 c 21,34 ± 0,34 b 90,25 ± 1,02 b Owies A 3 44,16 ± 0,91 b 40,32 ± 0,58 b 31,84 ± 0,85 b 23,38 ± 0,34 c 92,09 ± 1,02 c Stopień przetworzenia ziarna (B) Ziarno z łuską B 1 34,73 ± 1,06 a 39,82 ± 0,67 a 29,49 ± 0,98 a 16,88 ± 0,39 a 88,40 ± 1,17 Ziarno bez łuski B 2 41,45 ± 1,06 b 45,45 ± 0,67 b 35,52 ± 0,98 b 19,16 ± 0,39 b 89,69 ± 1,17 Śruta B 3 44,86 ± 1,06 b 40,42 ± 0,67 a 32,48 ± 0,98 a 22,65 ± 0,39 c 90,88 ± 1,17 mąka całoziarnowa B 4 46,62 ± 1,06 b 46,39 ± 0,67 b 30,11 ± 0,98 a 25,90 ± 0,39 d 88,99 ± 1,17 Interakcja czynników (A B)* A 2 B 1 36,44 ± 1,27 a 35,87 ± 0,91 a 28,84 ± 0,68 a 9,74 ± 0,64 a 90,47 ± 0,41 b A 2 B 2 44,39 ± 1,27 b 68,48 ± 0,91 d 47,80 ± 0,68 c 17,77 ± 0,64 b 92,78 ± 0,41 b A 2 B 3 59,92 ± 1,27 c 50,06 ± 0,91 b 40,22 ± 0,68 b 25,81 ± 0,64 c 84,28 ± 0,41 a A 2 B 4 79,92 ± 1,27 d 58,04 ± 0,91 c 27,13 ± 0,68 a 32,05 ± 0,64 d 93,45 ± 0,41 b Objaśnienia: A 1, A 2, A 3, B 1, B 2, B 3, B 4 średnia biodostępność danego pierwiastka w danym materiale biologicznym przygotowanym w trzech powtórzeniach, będąca również średnią trzech pomiarów na AAS-3; SEM błąd standardowy średniej; AB* zaznaczone są tylko istotne statystycznie (p < 0,05) interakcje czynników doświadczalnych; a,b,c,d odmienne indeksy literowe wskazują na różnice istotne statystycznie między wartościami średnimi przy p < 0,05

78 Z. Krejpcio i współpr. Nr 1 i Cu, odpowiednio: 26,42; 35,63; 27,85; 18,72 i 86,13%. Najwyższą biodostępnością Ca, Mg i Fe odznaczało się ziarno jęczmienia, odpowiednio: 55,17; 53,11 i 35,99%, natomiast Zn i Cu ziarno owsa, odpowiednio: 23,38 i 92,09%. Stopień przetworzenia ziarna, niezależnie od jego rodzaju, miał znaczący wpływ na biodostępność Ca, Mg, Fe i Zn, ale nie Cu. Usunięcie łuski ziarna spowodowało istotny wzrost biodostępności Ca, Mg i Zn z powstałego produktu, odpowiednio o: 19,3; 14,1 i 20,4%. Kolejne procesy przetwarzania ziarna obłuszczonego, takie jak: śrutowanie i zmielenie na mąkę, miały lub nie miały istotnego wpływu na biodostępność poszczególnych składników mineralnych. I tak: biodostępność Zn w produkcie po śrutowaniu i po zmieleniu na mąkę wzrosła odpowiednio o 18,2% i 35,2%; biodostępność Ca nie zmieniła się znacząco po tych procesach, biodostępność Mg i Fe natomiast zmniejszyła się po śrutowaniu, odpowiednio o: 11 i 9%. Z kolei zmielenie śruty na mąką spowodowało istotny wzrost biodostępności Mg o 14,8%. Analiza wariancji ujawniła występowanie interakcji czynników doświadczalnych w oddziaływaniu na biodostępność Ca, Mg, Fe i Zn z produktów otrzymanych z ziarna jęczmienia. Największy wzrost biodostępności Ca występował po śrutowaniu ziarna obłuszczonego (o 35%) a Mg, Fe Zn, po obłuszczeniu ziarna (odpowiednio o 90, 66 i 82%). Potencjalna biodostępność względna składników mineralnych z produktów spożywczych waha się w szerokich granicach i zależy od rodzaju form chemicznych w jakich one występują w matrycy oraz obecności substancji wiążących jony metali (4, 5, 8). Większość składników mineralnych w ziarnie zbóż jest ściśle związana z ich zewnętrzną warstwą, zwłaszcza z warstwą aleuronową, w której również znajdują się błonnik pokarmowy, kwas fitynowy oraz związki polifenolowe, które tworzą różnego rodzaju kompleksy i chelaty z jonami metali. Kwas fitynowy pełni funkcję naturalnego środka chelatującego, który obniża absorpcję pierwiastków takich jak Ca, Mg, Fe, Zn (9, 10). Można temu przeciwdziałać na przykład poprzez obróbkę cieplną produktów zbożowych, zarówno podczas procesu mielenia ziarna i wypieku chleba oraz kiełkowanie ziaren zbóż i ich fermentację (7). Inny sposób polega na dodatku enzymu fitazy, powodującej enzymatyczną degradację kwasu fitynowego lub dodatku kwasu askorbinowego, który zwiększa wchłanianie Fe z przewodu pokarmowego (11). Chelatujące właściwości związków zawartych w produktach zbożowych w stosunku do wapnia zawartego w produktach mlecznych zaobserwowali Kłobukowski i współpr. (12) oraz Bell i współpr. (13). W niniejszej pracy wykazano, że największy wpływ na biodostępność Ca, Mg, Fe i Zn (ale nie Cu) z ziarna zbóż ma usunięcie łuski, co można tłumaczyć zmniejszeniem zawartości związków chelatujących metale (polifenoli, szczawianów, fitynianów). Innym czynnikiem determinującym biodostępność składników mineralnych jest błonnik pokarmowy zawarty głównie w okrywie okołonasiennej ziarna, który może wpływać na aktywność enzymów trawiennych. Amarowicz i współpr. (14) podają, że niektóre składniki błonnika pokarmowego mogą oddziaływać z grupami amfoterycznymi enzymów trawiennych, prowadząc do zmniejszenia ich aktywności. Ponadto, niektóre frakcje hydratowane błonnika mogą zmniejszać oddziaływanie enzymu z substratem. W poprzedniej pracy Suliburska i Krejpcio (5) wykazali, że stopień uwalniania Ca z ziarna ryżu białego (obłuszczonego) był wyższy (o ok. 130%) niż z ziarna ryżu brązowego (z łuską), natomiast w przypadku Zn zanoto-

Nr 1 Biodostępność składników mineralnych w warunkach in vitro 79 wano zależność odwrotną. Z kolei Gillooly i współpr. (15) donoszą, że absorbcja Fe z otrębów pszennych była znacznie wyższa w porównaniu z mąką pszenną. Natomiast Franz i współpr. (16) zaobserwowali, że uwalnianie Zn z mąki pszennej i ziarna obłuszczonego było wyższe niż z mąki pełnoziarnowej. WNIOSKI 1. Wyższą biodostępnością względną Ca, Mg i Fe odznaczają się produkty otrzymane z ziarna jęczmienia, a Zn i Cu z ziarna owsa, w porównaniu do produktów z ziarna pszenicy. 2. Usunięcie łuski z ziarna ma największy wpływ na wzrost biodostępności Ca, Mg, Fe i Zn z produktu zbożowego, ale nie wpływa na biodostępność Cu. 3. Największy wzrost biodostępności Ca, Mg, Fe i Zn z ziarna po obróbce mechanicznej występuje w przypadku ziarna jęczmienia Z. Krejpcio, J. Suliburska, E. Król, A. Kawka, K. Marcinek EFFECT OF TYPE OF CEREAL GRAIN AND THE DEGREE OF ITS PROCESSING ON POTENTIAL BIOAVAILABILTY OF MINERALS IN VITRO CONDITIONS Summary The objective of this study was to evaluate the effect of the type of cereal grains (wheat, barley, oat) and the degree of its processing (raw, hulled, bruised, ground on flour) on the potential bioavailabilty of minerals (Ca, Mg, Fe, Zn, Cu) that was calculated on the basis of the amount of element released after enzymatic digestion in vitro, to its total content in the material. It was found that both experimental factors affected bioavailability of minerals, in particular, higher bioavailability of Ca, Mg and Fe was obtained from barley, while Zn and Cu from oat, in comparison to wheat. Hulling has the greatest effect on the increase of bioavailaibility of Ca, Mg, Fe and Zn from cereal product, but not Cu. The highest increase of bioavailabilty of Ca, Mg, Fe and Zn from processed cereal grain is observed for barley. PIŚMIENNICTWO 1. Prasad A., Halsted J., Nadimi M.: Syndrome of iron deficiency anemia, hepatosplenomagaly, hypogonadism, dwarfism and geophagia. Am. J. Med., 1988; 31: 532-46. 2. McKneown N., Meigs J., Liu S., Wilson P., Jacques P.: Whole-grain intake is favorably associated with metabolic risk factors for type 2 diabets and cardiovascular disease in the Framingham Offspring Study. Am. J. Clin. Nutr., 2002; 76: 390-8. 3. Larsson M., Minekus M., Havenaar R.: Estimation of the bioavailability of iron and phosphorus in cereals using a dynamic in vitro gastrointestinal model. J. Sci. Food Agric., 1997; 74: 99-106. 4. Krejpcio Z., Suliburska J., Hyżyk A., Dyba S., Grochowicz A.: Ocena zawartości i potencjalnej biodostępności składników mineralnych z żywności dla diabetyków. Bromat. Chem. Toksykol., 2012; 45(3): 1105-1109. 5. Suliburska J., Krejpcio Z.: Evaluation of the content and bioaccessibility of iron, zinc, calcium and magnesium from groats, rice, leguminous grains and nuts. J. Food Sci. Technol., 2014; 589-594. 6. Zieliński H., Achremowicz B., Przygodzka M.: Przeciwutleniacze ziarniaków zbóż. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2012; 1(80): 5-26. 7. Lopez H.W., Leenhardt F., Remesy Ch.: New data on the bioavailability of bread magnesium. Magnesium Research, 2004; 17(4): 335-340 8. Suliburska J., Krejpcio Z., Lampart-Szczapa E., Wójciak R.W.: Effect of fermentation and extrusion on the release of selected minerals from lupine grain preparations. Acta Sci. Pol. Technol. Aliment., 2009; 8(3): 87-96. 9. López de Romańa D., Lonnerdall B., Brown K.H.: Absorption of zinc from wheat products fortified with

80 Z. Krejpcio i współpr. Nr 1 iron and either zinc sulfate or zinc oxide. Am. J. Clin. Nutr., 2003; 78: 279-83. 10. Frolich W.: Bioavailability of minerals from cereals CRC Handbook of Dietary Fiber in Human Nutrition, 2001; 499-530. 11. Davidsson L.: Approaches to improve iron bioavailability from complementary foods. J. Nutr., 2003, 133(5): 15605-15625. 12. Kłobukowski J.A., Skibniewska K.A., Kowalski I.M.: Calcium bioavailability from dairy products and its release from food by in vitro digestion. J. Elem., 2014; 1: 277-288. 13. Bell J.G., Keen C.L., Lönnerdal B.: Effect of infant cereals on zinc and copper absorption during weaning AJDC, 1987; 141: 1128-1132. 14. Amarowicz R., Korczakowska B., Smoczyńska K.: Effect of fiber from buckwheat on the in vitro enzymatic digestion of protein. Food/Nahrung, 2006; (32): 1005 1006. 15. Gillooly M., Bothwell T.H., Charlton R.W., Torrance J.D., Bezwoda W.R., MacPhail A.P., Derman D.P., Novelli L., Morrall P., Mayet F.: Factors affecting the absorption of iron from cereals. B. J. Nutr., 1984; 51(1): 37-46. 16. Franz K.B., Keneddy B.M., Fellers D.A.: Relative bioavailability of zinc from selected cereals and legumes using rat growth. J. Nutr., 1980; 110(11): 2272-2283. Adres: 60-624 Poznań, ul. Wojska Polskiego 31