funkcionalna živila in bioaktivne snovi -...
Post on 12-Sep-2019
12 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Funkcionalna živila in bioaktivne snovi
Zakaj bioaktivne snovi potrebujejo dostavljalne
sisteme?
Nataša Poklar Ulrih, Irena Vovk
Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo, Katedra za biokemijo in kemijo živil
Kemijski inštitut
Funkcionalna živila
• Interesi potrošnikov: zdrav način prehranjevanja in potencialni vpliv določenega živila ali
sestavin na zdravje in dobro počutje.
Evropsko soglasno mnenje glede funkcionalnih živil
EC Concerted Action on Functional Food Science in Europe (FUFOSE) predlaga naslednjo definicijo za funkcionalna živila:
• da so običajna živila in se uživajo kot del vsakodnevne/običajne prehrane (niso v obliki prehranskih dopolnil ali tablet) • da so sestavljena iz naravnih sestavin, pogosto v večjih koncentracijah; • sestavine so lahko prisotne tudi v živilih, ki jih normalno ne vsebujejo, • da imajo pozitiven učinek na tarčno funkcijo organizma, ki je večji od prehranske vrednosti oz. osnovne prehrane, • da lahko izboljšajo dobro počutje in zdravje in/ali zmanjšajo tveganje za bolezen oz. koristijo našemu zdravju v fizičnem, psihološkem in vedenjskem smislu, • da nosijo odobrene in znanstveno potrjene trditve
Strategija razvoja funkcionalnih živil
Sinergija med znanostjo in razvojem živil v korist potrošnika.
• better early development and growth; • health maintenance (e.g. immune function, gastrointestinal health, mental health, health in ageing, physical performance); • reduced risk of obesity; • reduced risk of chronic diet-related diseases (e.g. cardiovascular disease, type 2 diabetes and metabolic disease, musculoskeletal disease).
Japonci so vodilni na področju
Seal for FOSHU Approval
• termin funkcionalno živilo uveden leta 1984 na Japonskem
• Japonska ima regulativo za področje funkcionalnih živil („Food for Specified Health Uses (FOSHU)“)
• Japonska ima zakonsko določeno označevanje (poleg „regular" FOSHU“ še „qualified FOSHU“ in „standardized FOSHU“
• vse trditve potrjuje „Ministry of Health, Labour and Welfare“
Specified Health Uses Principal Ingredients (ingredients exhibiting health functions)
Foods to modify gastrointestinal conditions
Oligosaccharides, lactose, bifidobacteria, lactic acid bacteria, dietary fiber 8 ingestible dextrin, polydextrol, guar gum, psyllium seed coat, etc.)
Foods related to blood cholesterol level Chitosan, soybean protein, degraded sodium alginate
Foods related to blood sugar levels Indigestible dextrin, wheat albumin, guava tea polyphenol, L-arabiose, etc.
Foods related to blood pressure Lactotripeptide, casein dodecaneptide, tochu leaf glycoside (geniposidic acid), sardine peptide, etc.
Foods related to dental hygiene Paratinose, maltitiose, erythrytol, etc. Cholesterol plus gastrointestinal conditions, triacylglycerol plus cholesterol
Degraded sodium alginate, dietary fiber from psyllium seed husk, etc.
Foods related to mineral absorption Calcium citrated malate, casein phosphopeptide, hem iron, fracuto-oligosaccharide, etc.
Foods related to osteogenesis Soybeen isoflavone, MBP (Milk basic protein), etc.
Foods related to triacylglycerol Middle chain fatty acid, etc.
http://www.mhlw.go.jp/english/topics/foodsafety/fhc/02.html
Japonski primeri
„Food for Specified Health Uses (FOSHU)“
http://www.toyoshinyaku.co.jp/english/business/foshu.html
Raziskave na področju funkcionalnih živil • Identifikacija novih komponent v funkcionalnih živilih • identifikacija potencialnih funkcionalnih sestavin, ki imajo
učinke na zdravje in dobro počutje, • identifikacija posameznih bioloških odgovorov na
funkcionalno hrano, • definirati biorazpoložljivost sestavin funkcionalne hrane • razvoj biomarkerjev, • razvoj in uporaba nutrigenomike, bioinformatike,
proteomike, metabolomike in nanotehnologij pri razvoju funkcionalnih živil
• upoštevati – osebne prehranjevalne navade in potencialno vlogo funkcionalne hrane
• stabilnost komponent funkcionalnih živil pri pripravi hrane in v prebavnem traktu
• adsorbcija v organih • Vzpostaviti Dietary Reference Intakes (DRIs) za širok
spekter nutrientov z namenom komercializacije funkcionalnih komponent
Prehranska dopolnila
• farmacevtska formulacija biološko aktivnih spojin,
• tarčne skupine, • kontrola/hrana/standardizirani analizni
postopki
Bioaktivne snovi
Kaj so bioaktivne snovi? To so esencialne in neesencialne spojine (vitamini, polifenoli), ki jih najdemo v naravi in so del prehranske verige (food chain) in za katere velja, da imajo vpliv na zdravlje človeka. Nutracevtiki
• Karotenoidi: tetraterpenoidi (8 izoprenov) • Karoteni: samo C in H atomi (likopen, α-karoten, β-karoten) • Ksantofili: C, H in O atomi (lutein, zeaksantin) • Akumulirajo se v jetrih, maščobnem tkivu, trebušni slinavki,
nadledvičnih žlezah, retini in rumeni pegi • V naravi jih je več kot 700, v naši prehrani 50 • Fiziološko pomembni: preprečujejo pomanjkanje vitamina A,
antioksidativna aktivnost, povečujejo imunsko aktivnost
Karotenoidi: karoteni in ksanrofili
Primeri
• Likopen (paradižnik, lubenica, E160d) • β-karoten (korenje, E160a) • Lutein (špinača, ohrovt, jajca, E161b) • Zeaksantin (koruza, E161h) • β-ckriptoksantin (pomaranče, E161c) • Violaksantin (špinača, solata, E161e) • Astaksantin (losos, E161j) • Kantaksantin (rdeča paprika, “barvanje rumenjakov”,
losos, E161g)
Karotenoidi kot barvila za živila in kot prehranska dopolnila
Fenolne spojine
http://www.lesjusdechantal.com/eng/phenols.php Classification of phenolic compounds (constructed from Dey and Harborne, 1997).
Number of C-atoms
Basic Skeleton Class
6 C6 Simple phenols 7 C6C1 Phenolic acids 8 C6C2 Phenylacetic acids 9 C6C3 Hydroxycinnamic acids 10 C6C4 Naftoquinones 13 C6C1C6 Xanthones 14 C6C2C6 Stilbenes,
Anthraquinones 15 C6C3C6 Flavonoids 18 (C6C3)2 Lignans, neolignans 30 (C6C3C6)2 Biflavonoids >40 (C6C3)n
(C6C1)n : Glc Lignins Hydrolysable tannins
(C6C3C6)n Condensed tannins
Dostavljalni sistemi
• ZAKAJ (topnost, stabilnost,...) • Izbira materialov s statusom GRAS • Polisaharidi/lipidi/proteini rastlinskega/živalskega/
mikrobnega izvora
• Kombinacije materialov • EFSA/FDA • Empirični pristop
Uporaba kapsuliranih dodatkov v živilstvu
Najpomembnejše skupine kapsuliranih
snovi
Arome, vitamini in minerali, nenasičene
maščobne kisline, barvila, encimi in peptidi, mikroorganizmi
(starterske in probiotične kulture), bakteriofagi ter
bioaktivne snovi s konzervirno in/ali
prehransko vrednostjo
Nekateri glavni cilji kapsulacije
Olajšano rokovanje, izboljšana obstojnost in
topnost, kontrolirano sproščanje, izboljšana
biorazpoložljivost, preprečevanje senzoričnih
sprememb živila, zmanjšana alergenost,
zaščita mikroorganizmov ter bakteriofagov
Materiali in tehnike
• Škrob in derivati škroba Celuloza in derivati celuloze Ekstrakti in eksudati rastlin Morski ekstrakti Mikrobni in živalski polisaharidi
Polisaharidi
Proteini
Lipidi
Drugo
Polisaharidi Škrob in njegovi derivati
• Amiloza in amilopektin • Derivati: maltodekstrin,
ciklodekstrin, škrobni sirup, polidekstroza
Amiloza
Amilopektin
ß-ciklodekstrin
Polisaharidi Celuloza in njeni derivati
Celuloza
• Polimer β-D-glukoznih enot; β-(1→4)-glikozidna vezjo • Derivati celuloze: metil celuloza, hidroksipropil metil celuloza, hidroksipropil
celuloza, etil metil celuloza, etil celuloza, natrijeva karboksimetil celuloza
Hidroksipropil celuloza
• Mešanice oligomerov in polimerov različnih kemijskih struktur in konfiguracij
• Rastlinski gumiji • Leguminoze
Gumi rožičevca
Polisaharidi Ekstrakti in eksudati rastlin
• Karagenan
• Alginat
Ionotropno geliranje
Polisaharidi Morski ekstrakti
Hitozan – zamreževanje s tripolifosfatom
Polisaharidi Mikrobni in živalski polisaharidi
• Ksantan, gelan, dekstran
Proteini
• Gluten • Mlečni proteini
– Kazein – Proteini sirotke
• Želatina • Sojini proteini
Lipidi • Maščobne kisline in maščobni alkoholi • Gliceridi • Voski • Fosfolipidi
Drugo
• Polivinilpirolidon (PVP) • Parafin • Šelak • Anorganski materiali
Tehnike
• Nanoprecipitacija • Koacervacija
• Ionsko geliranje
Metoda vibricirajoče membrane
Sušenje z razprševanjem
NANOEMULZIJE • Heterogeni disperzni sistemi
• Nanostrukturiranje večplastne emulzije in oblaganje plast na plast
LIPOSOMI – metoda tankih filmov
Primer 1: Adsorpcija EGCG na pripravljene nanodelce iz želatine
Shematski prikaz priprave nanodelcev iz želatine z metodo oblaganja plast na plast (Shutava in sod., 2009a)
Primer 2: Katehini iz zelenega čaja kapsulirani v hitozan-TPP nanodelce
Mikroskopija (TEM) hitozanskih nanodelcev
Učinkovitost kapsulacije glede na razmerje hitozana in TPP (8:1 ●; 6:1 ■; 4:1 ▲)
(Hu in sod., 2008)
Primer 3: Kapsulacija ekstrakta “Yerba mate” v kapsule iz alginata in hitozana
SEM mikroskopija posušenih alginatnih mikrokapsul
SEM mikroskopija posušenih hitozan-alginatnih mikrokapsul
(Deladino in sod., 2008)
Primer 4: Kapsulacija ekstreakta iz grozdnih pešk v liposome obdane z polimerom (Gibis et al., 2012)
Zaključek
• Poznavanje: – kemijskih in fizikalnih lastnosti materialov s
statusom GRAS – interakcij med aktivno komponento in
materialom matrice/ovoja – obnašanja materialov v matrici živila
• Ekonomski vidik
Hipokrat (460 – 380 p.n.š.): „Hrana naj bo vaše zdravilo in vaše zdravilo naj bo
hrana.“
HVALA ZA VAŠO POZORNOST!
top related