Резюме

Храните от зърнени култури са основна част от балансираната диета и няколко проучвания възлагат на пълнозърнестите продукти от зърнени храни защитна роля за човешкото здраве поради съдържанието им на биоактивни съединения. Във фитохимикалите лигнаните представляват нарастващ интерес за потенциалните им антиканцерогенни, антиоксидантни, естрогенни и антиестрогенни действия. Целта на тази работа е да допринесе за актуализирането на базите данни за хранителния лигнан, като предостави профила и количеството лигнани в зърнени култури, елда и няколко храни на основата на зърнени храни, които обикновено се консумират в диетата на човека. Стойностите са взети от публикувани статии. Елементите бяха разделени в различни групи, а именно зърнени храни, зърнени храни и брашна, хляб, основни храни от зърнени храни, зърнени закуски и други зърнени продукти и са дадени стойности за секоизоларицирезинол, матаирезинол, пинорезинол, ларицирезинол. Например общите средни стойности за споменатите лигнани в зърната варират между 23 μg/100 g и 401 μg/100 g сухо тегло. Приносът на всяка отделна молекула лигнан към общата стойност на лигнаните изглежда е различен за всеки вид зърнени култури. Съдържанието и типологията на лигнаните в преработените храни зависи от използваните суровини, степента им на рафиниране и от условията на преработка.

зърнени

1. Въведение

Хранителните продукти от зърнени култури са основна част от балансираната диета и наскоро няколко проучвания възложиха на зърнените зърнени култури и на пълнозърнестите зърнени продукти, по-специално защитна роля в човешкото здраве поради съдържанието им на биоактивни съединения. Bertram и сътр. [1] заключават, че основните защитни храни са представени от богати на фибри и лигнан пълнозърнести зърнени храни, боб, плодове, ядки и различни семена.

В групата на така наречените фитохимикали фенолните съединения, наречени лигнани, привличат интереса както на химиците, така и на изследователите по хранене. Лигнаните са вторични метаболити на съдови растения, на които се приписва широк спектър от физиологични функции и полезни свойства [2,3,4].

Лигнаните принадлежат към групата на дифенолните съединения, получени от комбинацията от две фенилпропаноидни C6-C3 единици при β и β ′ въглеродни атоми. Те имат химическа структура като 1,4-диарилбутан. Те са получени от биосинтетичния път на шикимовата киселина [5,6,7]. Те са оптично активни съединения и могат да съществуват като два енантиомера, т.е. дясната и лявата форма [8,9]. Съществуват множество структурно различни форми на лигнани, дори ако молекулярният им скелет се състои само от две фенилпропанови единици.

Лигнаните се съдържат в годни за консумация растения, където се срещат свободни или свързани със захари [10]. Няколкостотин лигнани са открити в различни части на различни растения, включително дървени части, корени, листа, цветя, плодове и семена. Растителните лигнани, които най-често се откриват в храните, са ларицирезинол, матаирезинол, пинорезинол и секоизоларицирезинол [11,12]. Други лигнани като медиорезинол, сирингарезинол, сезамин са докладвани в различни видове храни [13,14,15,16]. Важно е обаче да се отбележи, че всички лигнани, присъстващи във всички храни, досега никога не са анализирани в нито едно проучване. Основните източници на хранителни лигнани са маслодайните семена (напр. Лен, соя, рапица и сусам), пълнозърнести зърнени култури (напр. Пшеница, овес, ръж и ечемик), бобови растения и различни зеленчуци и плодове (особено плодове) [11,12, 13,14,15,16]. Сред хранителните продукти лененото и сусамовото семе са богати източници на лигнани [11,15,17,18,19], но дървесните възли в иглолистните дървета, особено норвежкият смърч, са най-концентрираните източници на лигнан, известни досега [20].

Някои от погълнатите растителни лигнани се дегликозилират и частично се превръщат в лигнани от бозайници ентеродиол и ентеролактон от бактерии на дебелото черво: ентеродиолът лесно се окислява до ентеролактон [21,22,23,24]. След това тези метаболити се абсорбират в дебелото черво и се конюгират с глюкуронова киселина или сулфат в черния дроб. Някои от метаболитите могат също да претърпят ентерохепатална циркулация. Лигнаните се екскретират с жлъчката и урината като конюгирани глюкурониди и с изпражненията в неконюгирана форма [25,26].

Ентеродиолът и ентеролактонът, които обикновено се наричат ​​ентеролигнани поради произхода на дебелото черво, имат подобна структура на човешкия хормон естроген и така могат да имат естрогенни/антиестрогенни ефекти. Няколко епидемиологични проучвания показват потенциален защитен ефект на ентеролигнаните или на богата на лигнан диета срещу развитието на различни заболявания, особено хормонално зависим рак и сърдечно-съдови заболявания [27,28,29,30,31,32,33,34, 35,36,37]. Здравният ефект на лигнаните варира в зависимост от конкретния тип лигнан. Добре известно е, че физиологичните дейности на съединенията се влияят от техните молекулярни структури.

Познаването на хранителния прием на лигнани е най-вече необходимо, за да се разбере връзката между богатата на лигнан диета и вероятната профилактика на различни заболявания като рак, свързан с хормони, сърдечни заболявания, симптоми на менопаузата и остеопороза. Поради тази причина е необходима пълна и изчерпателна база данни за съдържанието на лигнани в храните [38]. Наличната информация обаче има някои ограничения: много изследвания се фокусират само върху няколко съединения, структурното разнообразие на съединенията, големият брой хранителни източници, голямата вариабилност в съдържанието за даден източник, разнообразието от техники за екстракция и аналитични методи използвани, а в някои случаи и липсата на подходящи аналитични методи [39].

Точната информация за хранителния лигнан в храните е от решаващо значение за определяне на експозицията и за изследване на ефектите върху здравето in vivo. Напоследък станаха достъпни повече аналитични данни за лигнани и те биха могли да се използват за разширяване на базите данни за състава на храните [11,12,13,14,15,16,40,41,42,43].

Целта на тази работа е да допринесе за актуализирането на базите данни за хранителния лигнан като цяло, като се фокусира по-специално върху зърнените култури и храните на основата на зърнени култури чрез събиране и систематизиране на наличните данни, получени от научни публикации. Нашият списък може да бъде ценен инструмент за диетолозите, диетолозите, медицинските лекари и учените като цяло, за да се оцени излагането на човешкия хранителен режим на лигнани, произтичащи от консумацията на храни на зърнена основа и за оценка на ефектите от консумацията на зърнени култури в епидемиологични изследвания. Нещо повече, това е документ, в който се посочва състоянието на техниката по тази тема.

2. Експериментална секция

2.1. Оценка и подбор на наличните данни от Лигнан

Проведено е обширно библиографско търсене, като се използват следните ключови думи: лигнани, секоизоларицирезинол, ларицирезинол, пинорезинол, матаирезинол, медиорезинол, сирингарезинол, зърнени храни и имена на отделни зърнени храни, храни на основата на зърнени храни и имена на отделни храни. Имайки лабораторен опит в определянето на лигнани, ние също така бяхме наясно, че методът на извличане от матрицата на храната е важен въпрос: киселинната хидролиза ефективно разрушава естерните връзки и гликозидните връзки, но може да повлияе и на молекулярната структура, причинявайки взаимовръзки между лигнаните. От друга страна, алкалната хидролиза не е достатъчно ефективна в някои случаи, особено при силни матрици като храни, богати на фибри, и може да доведе до подценяване на матаирезинола [4,13].

Следователно, стратегия за извличане, използвана за определяне на количеството диетичен лигнан в храните, беше избрана като за предпочитане и публикации, използващи този метод, бяха избрани, за да се осигури справедливо сравнение на данните. Методът на Penãlvo et al. [15], която приема алкалната хидролиза като стъпка преди ензимната хидролиза. При алкални условия свързаните с естери олигомери на лигнана се хидролизират, за да се получи лигнановият мономер. Този метод включва и разреждане на изотопи, за да се гарантира точна точност и прецизност, въвеждайки използването на отделни стабилни 13 С3-маркирани лигнани.

Аналитичните стойности, използващи изотопно разреждане като вътрешни стандарти и газова или течна хроматография-масова спектрометрия [11,13,14,15,44,45], се считат за предпочитани, тъй като това е най-чувствителният наличен анализ с най-ниско ниво на откриване . Въпреки това бяха взети предвид и стойности, получени чрез HPLC, дори HPLC да е по-малко селективна и чувствителна за откриване на ниски концентрации на изследваните съединения.

2.2. Изграждане на база данни

За по-лесно сравнение храните са групирани в седем различни категории, а именно зърнени храни, зърнени храни и брашна, хляб, основни храни от зърнени храни, зърнени закуски и други зърнени продукти. Зърната включват ечемик (Hordeum vulgare L.), елда (Fagopyrum esculentum Moench.), Твърда пшеница (Triticum durum Desf.), Емер (Triticum dicoccon Shrank.), Царевица (Zea mais L.), овес (Avena sativa L.), ориз (Oryza sativa L.), ръж (Secale cereale L.), мека пшеница (Triticum aestivum L.), спелта (Triticum spelta L.) и тритикале (× Triticosecale Wittm).

Отчетени са средните и обхватните стойности за секоизоларицирезинол, матаирезинол, ларицирезинол, пинорезинол, независимо дали отчетените стойности са на мокра или суха основа, заедно с друга полезна информация като произход на пробите, генетичен произход, произход, състав и лечение. Въпреки че в зърнените храни и храни на зърнена основа присъстват сирингарезинол и медиорезинол, в литературата има малко данни за тези лигнани [13,14,15,16], като следствие, понякога, от ограничената наличност на стандарти.

3. Резултати и дискусия

Зърнените култури, в частност пълнозърнестите зърнени култури, са важен източник на лигнани в човешката диета [11].

Представените тук данни (Таблица 1) представляват изчерпателна и систематизирана оценка на лигнаните в зърнените култури и продуктите на зърнена основа за по-точно определяне на излагането на хранителни лигнани от храни, които обикновено се консумират от населението в различни страни. За улесняване на консултацията артикулите са групирани в различни категории и са изброени във всяка група по азбучен ред.

маса 1

База данни за състава на лигнаните (секоизоларицирезинол, матаирезинол, ларицирезинол, пинорезинол) в зърнени култури, елда и производни храни *.

* Seco = Secoisolariciresinol; Подложка = Matairesinol; Лари = Ларицирезинол; Pino = Pinoresinol; н.д. = не се открива.

Сред зърната Durazzo et al. [40] показа, че обеленият овес и ечемикът достигат най-високите стойности (чрез обобщаване на анализираните лигнани) сред 10-те докладвани вида зърнени култури, съответно 401 и 206 μg/100 g сухо тегло. Наблюдава се голяма вариабилност по отношение на типологията и съдържанието на лигнан също в рамките на един и същи вид.

Всъщност съдържанието на някои лигнани и степента на естерификация на едни и същи лигнанови гликозиди може да варира в рамките на един и същ вид зърнени култури в резултат на различни условия на отглеждане, географско местоположение, климат и генетични характеристики [11,13,14]. Всъщност агрономическите, екологичните фактори и факторите след прибиране на реколтата влияят по различен начин не само на различни класове химически съединения, но и на структурно различни съединения, принадлежащи към една и съща химическа подгрупа [46]. Въпреки това в повечето от изследваните зърна преобладаващото съединение сред съобщените лигнани е ларицирезинол [14,15,40].

Много зърнени храни се консумират ежедневно в редица продукти от цял ​​свят. Ползите за здравето от зърнени продукти са нова част от пазара на хранителни продукти, свързани със здравето. Зърната се подлагат на различни видове обработка, за да се получат желани продукти с оптимизиран вкус, цвят, текстура и външен вид, както и срок на годност. В литературата се отчитат малко резултати относно ефектите на технологиите за преработка на зърнени култури като смилане, печене, екструдиране и др. Върху съдържанието на лигнани в повечето храни.

По отношение на брашното, като се има предвид, че лигнаните се намират главно във външните слоеве на зърното [13,47,48], разбираемо е, че пълнозърнестото брашно е по-богато на лигнани от рафинираните брашна. Същата разлика се наблюдава при пълнозърнестия хляб по отношение на рафинирания пшеничен хляб и в двете изследвания на Milder et al. [11] и Thompson et al. [12].

Miur и Westcott [49] съобщават, че секоизоларицирезинол диглюкозид е стабилен в процеса на приготвяне на хляб. По-специално, той може да издържи на по-високите температури в сърцевината по време на печене. Simbalista et al. [50], чрез изследване на ефекта от производството на хляб върху продукт, съдържащ ленено семе, са показали, че след изпичането 89% от първоначалното съдържание на лигнан се е задържало в хляба.

Сред хлебните изделия, освен тези, съдържащи ленено семе и многозърнести храни, ръженият хляб представлява добър източник на всички различни лигнани [11,12,16].

По отношение на зърнените закуски, Milder et al. [11] установи диапазон между 209 и 764 μg/100 g мокра основа, като се вземе предвид сумата на ларицирезинол, секоизоларицирезинол и пинорезинол. Durazzo et al. [41] установи диапазон на общото съдържание на лигнан (същото като по-горе) от 154 до 286 μg/100 g сухо тегло. Установено е, че ларицирезинол и пинорезинол са в по-високи концентрации по отношение на секоизоларицирезинол в повечето от елементите. Очевидно различните използвани суровини и степента им на усъвършенстване са главно отговорни за различните концентрации на лигнан в зърнените закуски, но като цяло те са добър източник на лигнани.

Що се отнася до основната група зърнени храни, тестените изделия са признати в целия свят като съставка на традиционните ястия, особено в средиземноморските региони [51]. Последните статистически данни показват, че в Италия се консумират 26 кг/човек макаронени изделия годишно [52]. В суровите италиански грис тестени изделия, общото съдържание на лигнан (т.е. сумата на секоизоларицирезинол, ларицирезинол и пинорезинол) е било съобщено на 76 μg/100 g сухо тегло [41]. Концентрацията на лигнани в тестените изделия е от значение, като се има предвид, че тестените изделия са основна храна в диетата на някои популации и се консумират ежедневно.

Пастата се готви преди консумация, така че е важно също така да се вземе предвид влиянието на домашното готвене върху лигнаните, присъстващи в суровите тестени изделия. Milder и сътр. [11] отчетени за варени макарони, варен бял ориз и варен цял ориз стойности на общо съдържание на лигнан съответно 16, 7 и 40 μg/100 g мокра основа.

Що се отнася до други зърнени продукти, надутият ечемик представлява добър източник на лигнани и най-представителният компонент сред идентифицираните лигнани е ларицирезинол [41]. Нивото на общите лигнани (т.е. сумата на секоизоларицирезинол, ларицирезинол и матаирезинол) в надутия ечемик съвпада с това, наблюдавано в обелени ечемичени зърна. И така, отново, суровината и степента на рафиниране определя главно количеството на биоактивни вещества, по-специално лигнани, които се намират в суровите преработени храни.

Тази база данни, която е ограничена и може да бъде актуализирана с появата на нови данни, все още може да бъде полезна за няколко цели, като разбиране на потенциалните ефекти на специфични лигнани в епидемиологични проучвания или оценка на експозицията на хора с лигнани от зърнени култури храни на основата.

Благодарности

Тази работа беше предприета в рамките на проекта CERSUOM, финансиран от италианското министерство на земеделието. Авторите биха искали да благодарят на г-н Франческо Мартири за неговата секретарска помощ в този проект.