Loading…

Relationships of total polyphenol content, antioxidant capacity and antibacterial effect in fruit-vegetable instant powders

Relationships of total polyphenol content, antioxidant capacity and antibacterial effect in fruit-vegetable instant powders

 

Ádám Papp1, Mónika Kovács 1, Éva Stefanovits-Bányai1, Anna Mária Nagy2

 

1St. Stephen’s University, Faculty of Food Science, Department, Institute of Food Quality, Safety and Nutritionof Applied Chemistry,

H-1118 Budapest, 29-43 Villányi Street, Hungary,

2Holi-Medic Kft, Hungary

e-mail: holimedic@gmail.com

 

Abstract

Commercially available FlaViva Flavurin and FlaViva Vasgyúró instant drink powders produced by vacuum drying from vegetable and fruit juice concentrates, rich in flavonoids, polyphenols and other valuable components, was tested their total polyphenol content and antioxidant capacity by spectrophotometric method. In addition, the antibacterial effects of both products on strains of bacteria Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, and Escherichia coli were examined in vitro, by agar hole diffusion method.

Microbiological measurements have shown that FlaViva FlavUrin instant drink powder had a significantly higher antibacterial effect than Vasgyúró for all three bacterias.

An examination of the antioxidant capacity of the 2 food concentrates – measured by FRAP method – showed that the antibacterial effect does not correlate with the iron content of the products, as the antioxidant capacity of the iron-rich Vasgyúró was 13.77 times higher than FlavUrin.

The total polyphenol content of the 2 food concentrates did not differ significantly, so this factor alone could not have caused a significant antibacterial effect. Therefore we also measured the TPC of each ingredient in both products and we discovered highly significant differences between them: extremely high TPC values in rosehip powder and cranberry powder present only in FlavUrin, which may have contributed to the significantly higher antibacterial effect. The common ingredients of two food concentrates were elderberry-, blueberry- and blackcurrant powder. Since Vasgyúró also had a lower, but detectable antibacterial effect, these 3 components may have contributed to the antibacterial effects.

In addition to quantitative TPC differences between individual components, it is assumed that different varieties of qualitative individual components, as well as other bioactive components, may be responsible for the significant antibacterial effect and therefore their exploration requires further research.

Analytic and microbiological studies of functional food concentrate and the relationships between their results may draw attention to a number of health and therapeutic options and therefore require further research.

 

Introduction

It is a widely declared fact, the consumption of the right quantity and quality of fruits and vegetable is essential for a healthy life. At the same time, the inner values of different vegetables and fruits – and their consequent physiological effects – very significantly different from each other, that’s why it is very important which one to choose for regular consumption.

The ingredients (cranberry, rosehips, elderberry, blueberry, blackcurrant, beetroot, sour cherry) of 2 complex food-concentrates (FlavUrin and Vasgyúró) we are investigating have very important internal values (carbohydrates, organic acids, minerals). In addition, the scavenger effect, which is their main health protection is due to flavonoids, vitamins and, in particular – secondary products of plant metabolism – their polyphenol components. Most of them also have a significant amount of anthocyanins [1-8] responsible for their beautiful colour.

Many authors have confirmed that some fruits also have significant antimicrobial effects, which have been paralleled by their high polyphenol content. In some examples, a favorable antimicrobial effect was described for black currants [9], cranberries [10], elderberries [11] chokeberry [12], rosehips [13], beetroot [14], sour cherry [15] and blueberries [16].

 

Materials and methods

FlaViva FlavUrin and Vasgyúró instant fruit-powders produced by vacuum drying have been used for measurements (developed and marketed by Szanté Bt).

The ingredients of FlavUrin are cranberry powder, rosehip powder, wild blueberry powder, black elderberry powder, blackcurrant powder. The ingredients of FlaViva Vasgyúró: blackcurrant powder, black elderberry powder, bio-beetroot powder, sour cherry powder, wild blueberry powder. (Figure 1).

                                                                                              Fig.1. FlaViva FlavUrin, Vasgyúró

 

Microbiological methods

The microbe strains studied were Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli.

Antimicrobial effect test by agar hole diffusion method: 50-50 μl samples were sampled in each of the holes in the culture medium containing TGE agar and evaluations were performed after 24 and 48 hours.

 

Analytical methods

Sample preparation for analytical tests: preparation of 25 mg/ml aqueous solution, 1 hour of UH exploration for 10000 rpm for 15 minutes, then working from the clear supernatant.

Determination of total phenolic contents (TPC) by Folin-Ciocalteu method: The Folin-Ciocalteu spectrophotometric method by Singleton and Rossi [17], at 760 nm is an electron transfer based assay and shows the reducing capacity, which is expressed as phenolic content. Gallic acid (GA) was used to prepare the standard curve. The results were expressed as μMGA/g of powder.

Determination of antioxidant capacities by FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) method: Measurement of ferric reducing antioxidant power of the fruit extracts was carried out based on the procedure of Benzie and Strain [18], at 593 nm. Ascorbic acid (AA) was used as a standard to prepare the calibration solutions. Results were expressed as μMAA/g of powder.

For microbiological and analytical measurements, all chemicals came from Sigma Aldrich Ltd.

 

Results and discussion

Agar hole diffusion test results

The largest and most complete inhibitory effect was observed in staphylococcus aureus and escherichia coli strains: the petri dish had a purification zone of 2 cm around the FlavUrin sample diffused into the agar gel, indicating the degree of antibacterial inhibition, however, in the case of the Vasgyúró sample, the radius of the purification zone was only 1.5 cm, and the degree of antibacterial inhibition was only partial, because of the small number of bacteria developed within the zone (Table 1).

In pseudomonas aeruginosa strain, the Vasgyúró sample did not cause a purification zone. Similarly, FlavUrin was shown to have a purification zone with a radius of 2.5 cm, but in contrast to the above, the extent of this was only partial, so it inhibited the microbes completely only in the innermost part closest to the samples, but less and less at the edges of the purification zone, so there, in smaller numbers, bacteria had already developed (Table 1).

microbe strain

FlavUrin

Purification zone (cm)

Vasgyúró

Purification zone (cm)

Escherichia coli

2

1.5 (partial)

Staphylococcus aureus

2

1.5 (partial)

Pseudomonas aeruginosa

2.5 (partial)

Table 1. Agar hole diffusion test results

Figure 2. E.coli

agar hole diffusion 48 hours (upper row: FlavUrin, lower row Vasgyúró)

Figure 3. Staph. aureus

agar hole diffusion 48 hours (upper row: FlavUrin, lower row Vasgyúró)

Figure 4. P. aeruginosa agar hole diffusion 48 hours (upper row: FlavUrin, lower row Vasgyúró)

 

Results of the analytical measurements

In determining the total polyphenol content (TPC) of FlaViva FlavUrin and Vasgyúró instant drink powders (Fig. 5) despite their different composition, similar results were measured: for FlavUrin we obtained values of 84.3 mMol and for Vasgyúró we obtained values for 77.9 mMol gallus acids from instant powders per gram.

Figure 5. Total polyphenol content of FlavUrin and Vasgyúró (μMGA/g)                        Figure 6. Antioxidant capacity of FlavUrin and Vasgyúró by FRAP-method (µMAA/g)

At the same time, the antioxidant capacity test (Fig. 6) measured by the FRAP method demonstrated that Vasgyúró has 13.77 times more antioxidant capacity than FlavUrin. Considering that the FRAP measurement method is based on the ability to reduce the iron content in the measured sample, this significant difference is due to the higher iron content of the components of the Vasgyúró. Since the antibacterial effects of Vasgyúró were significantly lower than FlavUrin, it can be concluded that the antibacterial effect is not due to the amount of iron in the ingredients.

Significant differences were measured in the analysis of the total polyphenol content between the ingredients of two products (Fig.7). The common ingredients in both formulations were: elderberry powder, blueberry powder and blackcurrant powder (indicated in blue colour in Fig.7). Since Vasgyúró also had a lower, but detectable antibacterial effect, these 3 components may have contributed to the antibacterial effects.

Figure 7. The total polyphenol content of FlaViva FlavUrin and Vasgyúró and their ingredients (uMGS/g)

Sour cherry powder and bio-beetroot powder are only present in the Vasgyúró, while rosehips powder and cranberry powder are exclusively present in the FlavUrin. The latter 2 ingredients have a significantly higher total polyphenol content (rosehips powder of 232.91 uMGS/g, cranberry powder 78.7 uMGS/g) compared to sour cherry powder in Vasgyúró (69.9 uMGS/g) and beetroot (27.5 uMGS/g) and therefore these significant differences in TPC may have contributed to a significantly higher antibacterial effect of FlavUrin.

However, it should be highlighted that since the total polyphenol content (TPC) of the two products do not differ significantly (Fig.5), the antibacterial effect of FlavUrin is not only due to total polyphenol quantitative contents, but presumably also to their different kinds of components (so not quantitative, but qualitative differences) and other bioactive components in its ingredients, the exact detection of which requires further investigations.

 

Conclusion

FlaViva FlavUrin and Vasgyúró, produced by vacuum drying, rich in flavonoids, polyphenols and other valuable components, have been subjected to analytic and microbiological investigations of commercially available products. In our studies, it was found that FlavUrin inhibited the growth of the 3 bacteria tested with significantly higher antibacterial effects in vitro (in agar hole diffusion) than Vasgyúró. In the analytic measurements, the antioxidant capacity test measured by FRAP-method gave the Vasgyúró a value more than 13 times higher, which arises from the higher iron content of its components. At the same time, this result also highlights that the antibacterial effect does not correlate with the iron content of food.

Since both products measured almost the same total polyphenol content (TPC, Fig 5.), FlavUrin’s significantly higher antibacterial effect is not solely due to the quantitative amount of polyphenols, but also to their qualitative different kinds of polyphenols, and other bioactive components of the ingredients, therefore their accurate exploration requires further research.

 

Acknowledgements

The Project is supported by the European Union and co-financed by the European Social Fund (grant agreement no. EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00005).

 

References:

[1] V. Ara, Flussiges Obst, (2002) 69 (10), 653-657.

[2] N. Heiberg, F. Maage, in B. Caballero, L. C.Trugo, P.M. Finglas, Encyclopedia of food sciences and nutrition 2003,  pp. 1708-17012.

[3] M. Butu, S. Rodino, Natural Beverages (2019) 303-338.

[4] R.Veberic, J. Jakopic, F. Stampar, V. Schmitzer, Food Chemistry, (2009) 114(2), 511-515.

[5] L. Krenn, M. Steitz, C. Schlicht, H. Kurth, F. Gaedcke, Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, (2007) 62(11), 803-812.

[6] N. Demir, O. Yildiz, M. Alpaslan, A.A. Hayaloglu, Lwt-food science and technology, (2014) 57(1), 126-133.

[7] L. Zoratti, H. Klemettilä, L. Jaakola, Nutritional Composition of Fruit Cultivars,  2016. Elsevier, 83–99.

[8] A. Karlsons, A. Osvalde, V. Nollendorfs, Latvian Journal of Agronomy/Agronomija Vestis, (2009) (12).

[9] S.M. Paunović, P. Mašković, M. Nikolić, R. Miletić, Scientia Horticulturae, (2017) 222. 69-75.

[10] J. Côté, S. Caillet, G. Doyon, D. Dussault, J.F. Sylvain, M. Lacroix, Food Control, (2011) 22 (8), 1413-1418.

[11] C. Krawitz, M.A. Mraheil, M. Stein, C. Imirzalioglu, E. Domann, S. Pleschka, T. Hain,

BMC complementary and alternative medicine, (2011) 11(1), 16.

[12] M. Bräunlich, R. Slimestad, H. Wangensteen, C. Brede, K.E. Malterud, H. Barsett, Nutrients (2013) 5, 663-678.

[13] S.O. Yilmaz, , S. Ercisli, Rom Biotech Lett, (2011)16(4), 6407-6411.

[14] M. Nikan, A. Manayi, Nonvitamin and Nonmineral Nutritional Supplements (2019) 153-158.

[15] M. Hevesi, A. Blázovics, E. Kállay, A. Végh, M. Stéger-Máté, G. Ficzek, M. Tóth, Food Technology and Biotechnology, (2012). 50(1), 117.

[16] X. Shen, X. Sun, Q. Xie, H. Liu, Y. Zhao, Y. Pan, V.C. Wu, Food Control, (2014) 35(1), 159-165.

[17] V.L. Singleton, J.A. Rossi, American Journal of Enology and Viticulture, (1965) (161) 144- 158.

[18] I.F.F. Benzie, J.J. Strain, Analytical Biochemistry, (1996) (239) 70-76.

Az összes polifenoltartalom, antioxidáns kapacitás és az antibakteriális hatás összefüggései több összetevőjű gyümölcs-zöldség instant italporokban

Az összes polifenoltartalom, antioxidáns kapacitás és az antibakteriális hatás összefüggései több összetevőjű gyümölcs-zöldség instant italporokban

Ádám Papp1, Mónika Kovács1, Éva Stefanovits-Bányai1, Anna Mária Nagy2

1 Szent István Egyetem, Táplálkozástudományi Kar, Élelmiszerminőségi és biztonsági Intézet, Alkalmazott kémia szak

H-1118 Budapest, Villányi út 29-43, Hungary,

2Holi-Medic Kft, Hungary

e-mail: holimedic@gmail.com

 

Összefoglaló

A kereskedelmi forgalomban kapható, polifenolos komponensekben gazdag zöldség-gyümölcs lésűrítményekből vákuumszárítással előállított FlaViva Flavurin és FlaViva Vasgyúró instant italporok és ezek egyes összetevőinek összes polifenoltartalmát és antioxidáns kapacitását vizsgáltuk spektrofotomeriás módszerrel. Emellett megvizsgáltuk mindkét készítmény antibakteriális hatását Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli baktérium törzseken.

A mikrobiológiai mérések azt igazolták, hogy a FlaViva FlavUrin instant italpor a antibakteriális hatása szignifikánsan nagyobb volt, mint a Vasgyúróé, mindhárom baktérium esetében. A 2 élelmiszerkoncentrátum – FRAP-módszerrel történt – antioxidáns kapacitás vizsgálata azt igazolta, hogy az antibakteriális hatás nem áll összefüggésben a készítmények vastartalmával, ugyanis a redukált organikus vasban gazdag Vagyúró antioxidáns kapacitása 13,77-szer nagyobb volt, mint a FlavUrin esetében. A 2 élelmiszerkoncentrátum összes polifenoltartalma nem különbözött szignifikáns mértékben, ezért önmagában ez a tényező sem eredményezhette a szignifikáns antibakterális hatást, hanem egyéb – jelen kísérletünkben nem vizsgált – bioaktív komponenseknek köszönhető. Ugyanakkor a 2 késztmény összetevőinek (ingredients) összes polifenoltartalom (TPC) mérései során igen jelentős különbségeket észleltünk: kiemelkedő TPC értékeket mértünk a csak FlavUrinban jelen lévő csipkebogyó és a tőzegáfonya esetében, valamint a mindkét készítményben egyaránt benne lévő fekete ribizli, feketebodzabogyó és feketeáfonya esetében is, de ezek egyenkénti, közvetlen antibakteriális hatásait és a TPC értékeikkel való korrelációját jelen kísérletünkben nem vizsgáltuk.

A funkcionális élelmiszerek, élelmiszerkoncetrátumok analytikai és mikrobiológiai vizsgálatai, valamint azok eredményeinek összefüggései számos egészségmegőrző és terápiás lehetőségre hívhatják fel a figyelmet, ezért további részletes vizsgálatokat igényelnek.

Bevezetés

Széles körben deklarált tény, hogy a megfelelő mennyiségű és minőségű zöldség gyümölcs fogyasztása elengedhetetlen az egészséges élethez. Ugyanakkor a különböző zöldségek, gyümölcsök beltartalmi értékei – és ezzel kapcsolatos élettani hatásai is – igen jelentősen eltérnek egymástől, ezért a tudatosan táplálkozók körében egyre nagyobb az igény ezek részletesebb megismerésére és a magas beltartalmú “szuper-élelmiszerek“ rendszeres fogyasztására.

Az általunk vizsgált komplex élelmiszerkoncentrátumok egyes összetevői (vörös- és feketeáfonya, feketebodza, feketeribizli, csipkebogyó, cékla, meggy) egyaránt nagyon fontos beltartalmi értékekkel rendelkeznek (szénhidrátokkal, szerves savakkal, ásványi anyagok). Mindezek mellett legfőbb egészségvédő hatásukért a szabadgyökökfogó (scavanger) képességük tehető felelőssé a bennük megtalálható flavonoidoknak, vitaminoknak és különösen – a növényi anyagcsere másodlagos termékeinek -, a polifenolos komponenseiknek köszönhetően. Legtöbbjük – a gyönyörű színük kialakításáért felelős – jelentős mennyiségű antocyanidokkal is rendelkezik [1-8].

Számos szerző igazolta, hogy bizonyos gyümölcsök jelentős antimikróbás hatásokkal is rendelkeznek, amelyet magas polifenoltartalmukkal hoztak párhuzamba. Néhány példával szemléltetve: a fekete ribizli esetében [9], a vörös áfonyánál [10], bodzánál [11] fekete berkenyénél[12], csipkebogyónál [13], céklánál [14], meggynél [15] és fekete áfonyánál [16] írtak le kedvező antimikróbás hatást.

 

Anyagok és módszerek

A Szanté Bt. által kifejlesztett és forgalmazott, flavonoidokban, polifenolokban és ásványi anyagokban gazdag összetevőket tartalmazó FlaViva FlavUrin (összetevői: vörös áfonyapor, vadon termő erdei fekete áfonyapor, fekete bodzabogyópor, fekete ribizlipor, csipkebogyópor) és FlaViva Vasgyúró (összetevői: feketeribizlipor, fekete bodzabogyópor bio-céklapor, meggypor, erdei fekete áfonyapor), vákumszárítással előállított instant porai kerültek felhasználásra a mérésekhez

(1.kép). 1. kép: FlaViva Flavurin és Vasgyúró

 

Mikrobiológiai vizsgálatok

A vizsgált mikróba törzsek: Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli voltak.

Antimikrobás hatás vizsgálata agarlyuk diffúziós módszerrel: TGE agart tartalmazó táptalaj lyukainak mindegyikébe 50-50 μl minta került. 24 és 48 óra után történt a kiértékelés.

 

Analítikai vizsgálómódszerek

Mintaelőkészítés az analitikai vizsgálatokhoz: 25 mg/ml vizes oldat készítése, 1 órás UH-os feltárás 10000 fordulat/percen 15 percig,majd a tiszta felulúszóból dolgoztunk.

Az összpolifeniltartalom (total phenolic contents = TPC) meghatározása Folin-Ciocalteu módszerrel: A Singleton és Rossi [9] által kifejlesztett Folin-Ciocalteu spektrofotometriás módszer egy olyan elektrontranszfer-alapú vizsgálat 760 nm-en, amely a redukciós képességet mutatja, amit fenol tartalomként fejezünk ki. A standard görbe elkészítéséhez gallusavat (GA) használtunk. Az eredményeket μmol GA / g teljesítményben fejeztük ki.

Az antioxidáns kapacitás meghatározása FRAP (Ferric Reducing Antioxidant Power) módszerrel: A gyümölcs kivonatok – vas redukálás elvén alapuló – antioxidáns kapacitásának mérését Benzie és Strain [18] eljárása alapján, 593 nm-en végeztük. A kalibrációs oldatok elkészítéséhez standardként aszkorbinsavat (AA) használtunk. Az eredményeket μMAA / g teljesítményben fejeztük ki. A mikrobiológiai és az analitikai mérésekhez a vegyszerek a Sigma Aldrich Kft-től származtak.

 

Eredmények

 

Agarlyuk diffúziós vizsgálat eredményei

A legnagyobb és legteljesebb gátló hatás a Staphylococcus aureus és az Escherichia coli törzseknél volt megfigyelhető: a petri csészében az agar gélbe diffundált FlavUrin minta körülaz antibakteriális gátlás mértékét jelző – 2 cm sugarú feltisztulási zóna volt látható, ugyanakkor a Vasgyúró minta esetében a feltisztulási zóna sugara csak 1,5 cm volt, emellett az antibakteriális gátlás mértéke is csak részleges volt, mert a zónán belül is fejlődtek kis számban baktériumok (1. táblázat).

A Pseudomonas aeruginosa baktérium törzsnél a Vasgyúró minta nem okozott feltisztulási zónát. A Flavurin mintánál a fentiekhez hasonlóan megfigyelhető volt egy 2,5 cm sugarú feltisztulási zóna, de a fentiekkel ellentétben ennek mértéke már csak részleges volt, tehát csak a mintához legközelebb eső, legbelső részén gátolta teljesen a mikrobákat, de a feltisztuási zóna szélein már egyre kevésbé, ezért ott – kisebb számban – már kifejlődtek a baktériumok (1. táblázat).

mikroba törzs

Flavurin

Feltisztulási zóna (cm)

Vasgyúró

Feltisztulási zóna (cm)

Escherichia coli

2

1,5 (részleges)

Staphylococcus aureus

2

1,5 (részleges)

Pseudomonas aeruginosa

2,5 (részleges)

  1. Táblázat: Agarlyukdiffúzió vizsgálat eredményei

  

2.kép: E.coli agarlyukdiffúzió 48 óra

(fent FlavUrin, lent Vasgyúró)

3.kép: Staph. aureus agarlyukdiffúzió 48 óra

(fent: FlavUrin, lent:Vasgyúró)

4.kép: P. aeruginosa agarlyukdiffúzió 48 óra

(fent FlavUrin, lent:

Vasgyúró)

Az analitikai mérések eredményei

A FlaViva FlavUrin és Vasgyúró instant italporok összes polifenoltartalmának (TPC) meghatározása során (5. kép) az eltérő összetételük ellenére hasonló eredményeket mértünk: a FlavUrin esetében 84,3 mM, a Vasgyúró estében 77,9 mM galluszsavra vonatkoztatott értékeket kaptunk az instant porokból, grammonként.

5.kép: A FlavUrin és a Vasgyúró összes polifenol tartalma (mMGS/g)                               

6.kép: FlavUrin és a Vasgyúró összes antioxidáns kapacitása (µMAA/g)

Ugyanakkor a FRAP módszerrel mért antioxidáns kapacitás vizsgálat (6.kép) azt igazolta, hogy a Vasgyúró 13,77-szer nagyobb antioxidáns kapacitással rendelkezik, mint a FlavUrin. Figyelembe véve, hogy a FRAP mérési módszer a mért mintában lévő vastartalom redukálási képességén alapszik, ezért ez a szignifikáns különbség a Vasgyúró összetevőinek magasabb vas-tartalmából adódik. Mivel a Vasgyúró antibakteriális hatásai szignifikánsan kisebbek voltak a FlavUrinhoz képest, ezért megállapítható, hogy az antibakteriális hatásért nem az összetevőkben lévő redukált vas mennyisége a felelős.

 

A két készítmény összetevőinek összes polifenoltartalmának vizsgálata (7. kép) során jelentős különbségeket mértünk. A mindkét készítményben közös összetevők: a feketebodzabogyópor, feketeáfonyapor és a feketeribizlipor voltak (a .7 ábrán kék színnel jelölve). Mivel a Vasgyúrónak is volt mérhető antibakteriális hatása (a Staphylococcus és E.Coli esetében 1,5 cm-es feltisztulási zóna), ezért ebből adódóan a 3 komponens is hozzájárulhatott az antibakteriális hatáshoz.

7. kép: FlaViva FlavUrin, Vasgyúró és az összetevőik összes polifenol tartalma (uMGS/g)

A meggypor és a céklapor kizárólag a Vasgyúróban van jelen, míg a csipkebogyópor és a tőzegáfonyapor kizárólag a FlavUrin alkotói. Ez utóbbi 2 összetevőnek szignifikánsan magasabb az összes polifenol tartalma (a csipkebogyópornak 232,91 uMGS/g, a tőzegáfonyapornak 78,7 uMGS/g), mint a Vasgyúróban lévő meggypornak (69,9 uMGS/g) illetve a céklapornak (27,5 uMGS/g), ezért feltételezhetően ezek a szignifikáns TPC különbségek is hozzájárulhattak a FlavUrin szignifikánsan nagyobb antibakteriális hatásához.

Ugyanakkor kiemelendő, hogy mivel a két készítmény összes polifenoltartalma nem tér el egymástól szignifikáns mértékben (5.kép), ezért a FlavUrin antibakteriális hatása nem kizárólag a polifenolos komponenseknek köszönhető, hanem az összetevőiben lévő egyéb bioaktív komponenseknek is, amelyek pontos feltárása további kutatásokat igényel.

 

Következtetések

A flavonoidokban, polifenolokban és egyéb értékes komponensekben gazdag vákuumszárítással előállított FlaViva FlavUrin és Vasgyúró elnevezésű, kereskedelmi forgalomban kapható készítmények analytikai és mikrobiológiai vizsgálatait végeztük el. Vizsgálataink során megállapítható volt, a FlavUrin szignifikánsan nagyobb antibakteriális hatással gátolta a 3 vizsgált baktérium szaporodását in vitro (agarlyukdiffúziós méréseinkben), mint a Vasgyúró. Az analytikai mérések során a by FRAP-method-dal mért antioxidáns kapacitás vizsgálat a Vasgyúró esetében több, mint 13-szorosan magasabb értéket adott, ami az összetevőinek magasabb redukált vas tartalmából adódik. Ugyanakkor ez az eredmény rávilágít arra is, hogy az antibakteriális hatás nem korrelál az élelmiszerek vastartalmával.

Mivel mindkét készítményben közel azonos összes polifenoltartalmat mértünk (Fig 5.), ezért a FlavUrin szignifikánsan nagyobb antibakteriális hatásáért nem kizárólag a polifenol mennyisége tehető felelőssé, hanem az összetevők egyéb bioaktív komponensei is, ezért ezek pontos feltárása további kutatásokat igényel.

 

Elismerés, köszönetnyilvánítás

A projekt az Európai Unió támogatásával és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült (EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00005 számú támogatási megállapodás).

Felhasznált szakirodalom, Referenciák

[1] V. Ara, Flussiges Obst, (2002) 69 (10), 653-657.

[2] N. Heiberg, F. Maage, in B. Caballero, L. C.Trugo, P.M. Finglas, Encyclopedia of food sciences and nutrition 2003,  pp. 1708-17012.

[3] M. Butu, S. Rodino, Natural Beverages (2019) 303-338.

[4] R.Veberic, J. Jakopic, F. Stampar, V. Schmitzer, Food Chemistry, (2009) 114(2), 511-515.

[5] L. Krenn, M. Steitz, C. Schlicht, H. Kurth, F. Gaedcke, Die Pharmazie-An International Journal of Pharmaceutical Sciences, (2007) 62(11), 803-812.

[6] N. Demir, O. Yildiz, M. Alpaslan, A.A. Hayaloglu, Lwt-food science and technology, (2014) 57(1), 126-133.

[7] L. Zoratti, H. Klemettilä, L. Jaakola, Nutritional Composition of Fruit Cultivars,  2016. Elsevier, 83–99.

[8] A. Karlsons, A. Osvalde, V. Nollendorfs, Latvian Journal of Agronomy/Agronomija Vestis, (2009) (12).

[9] S.M. Paunović, P. Mašković, M. Nikolić, R. Miletić, Scientia Horticulturae, (2017) 222. 69-75.

[10] J. Côté, S. Caillet, G. Doyon, D. Dussault, J.F. Sylvain, M. Lacroix, Food Control, (2011) 22 (8), 1413-1418.

[11] C. Krawitz, M.A. Mraheil, M. Stein, C. Imirzalioglu, E. Domann, S. Pleschka, T. Hain,

BMC complementary and alternative medicine, (2011) 11(1), 16.

[12] M. Bräunlich, R. Slimestad, H. Wangensteen, C. Brede, K.E. Malterud, H. Barsett, Nutrients (2013) 5, 663-678.

[13] S.O. Yilmaz, , S. Ercisli, Rom Biotech Lett, (2011)16(4), 6407-6411.

[14] M. Nikan, A. Manayi, Nonvitamin and Nonmineral Nutritional Supplements (2019) 153-158.

[15] M. Hevesi, A. Blázovics, E. Kállay, A. Végh, M. Stéger-Máté, G. Ficzek, M. Tóth, Food Technology and Biotechnology, (2012). 50(1), 117.

[16] X. Shen, X. Sun, Q. Xie, H. Liu, Y. Zhao, Y. Pan, V.C. Wu, Food Control, (2014) 35(1), 159-165.

[17] V.L. Singleton, J.A. Rossi, American Journal of Enology and Viticulture, (1965) (161) 144- 158.

[18] I.F.F. Benzie, J.J. Strain, Analytical Biochemistry, (1996) (239) 70-76.

Changes in the contents of hen eggs due to polyphenol-rich supplementation

Changes in the contents of hen eggs due to polyphenol-rich supplementation

 

Anett Veisz 1, Marietta Fodor1, Éva Stefanovits-Bányai1, László Friedrich1,

Csaba Németh 2, Boglárka Kovacs 2, Anna Mária Nagy3

 

1 St. Stephen’s University, Faculty of Food Science, Institute of Food Quality,

Safety and Nutrition, H-1118 Budapest, Villányi Street 29-43, Hungary,

2Capriovus Ltd. Hungary

3Holi-Medic Kft, Hungary

e-mail: holimedic@gmail.com

 

Abstract

The suspension of Bábolna Tetra-SL hen hybrids – the food concentrate Flaviva Vasgyúró instant drink powder, which is available on the market and is rich in flavonoids, polyphenols and minerals, is mixed into the basic feed. One group of test animals received 200 mg per day and another group received 400 mg of instant vegetable and fruit powder per day mixed in their basic maize feed for 33 days, while the control group received only the basic food containing maize.

In our studies, we measured the cholesterol content and total polyphenol content of the eggs in addition to the physical parameters (weight, length, diameter, colour). Our results show that in addition to favourable changes in the physical properties of eggs, the polyphenol content of eggs increased significantly, thus correlating with a significant decrease in the content of cholesterol, which may be of importance from a nutritional point of view in many groups of diseases.

 

Introduction

One of the most important “common denominators” of diseases with the world’s highest morbidity and mortality rates (cardiovascular diseases, tumours, diabetes mellitus, chronic inflammations with various many-organ involved) is the overgrowth of destructive oxidative free radicals and the overturning of redox homeostasis balance (dysbalance). One of the main triggers and maintenance factors for cardiovascular disease is the persistently elevated levels of oxidatively damaged LDL cholesterol (low-density lipoprotein) in the blood plasma, so a significant and sustained reduction in this is important from both individual and public health point of view. Many of our foods contain significant amounts of cholesterol, of which chicken eggs [1-6], which are very valuable food in nutritional value, vitamins, amino acid compositions and minerals [7].

Polyphenol-rich compounds are widely known free radical-catchers (scavengers), so our research has looked for the response to the dose-dependent suspension of hens with complementary nutrients rich in polyphenol components that result in changes in eggs.

 

Materials and methods

In our research, we observed changes in the eggs of the 18-week-old hybrid hens of Bábolna Tetra-SL [8], which spread in Hungary, in 3 test arms for 33 days, with 3-3-3 eggs per test branch. The control group was fed exclusively with the ‘Universal Commodity Feed Mixture II’. In one of the 2 active study strands, hens received a daily dose of 200mg per day and a daily dose of 400mg in the other study arm mixed with flavonoids and polyphenol-rich supplementation to their anesthrax. The basic feed was suppressed by the addition of Flaviva Vasgyúró instant beverage powder produced by gentle vacuum drying from vegetable and fruit concentrates, which are compared with blackcurrant powder, blackberry powder, organic beet powder, cherry powder and wild forest cranberry powder (Manufacturer: GPS-Powder Kft., distributor: Szanté Bt.)

In addition to determining the physical parameters (weight, length, diameter, colour and dry matter content) of the eggs, we also measured the total polyphenol content of the eggs and the content of cholesterol.

 

Analytical methods

Measurement of physical parameters: mass (g), diameter (mm), length (mm).

Measuring egg colour changes: Konica Minolta Chroma Meter CR-400 with a handheld colour measuring instrument (∆E, ∆L, ∆a, ∆b).

Sample preparation for analytical tests: 25 mg/ml of the lyophilized egg samples were prepared, centrifuged for 10,000 rpm for 15 minutes (Thermo scientific SORVALL Evolution RC) after 1 hour of ultrasonic exploration, followed by pure supernatant for measurements.

Determination of total phenolic contents (TPC) by Folin-Ciocalteu method: The Folin-Ciocalteu spectrophotometric method by Singleton and Rossi [9], at 760 nm is an electron transfer based assay and shows the reducing capacity, which is expressed as phenolic content. Gallic acid (GA) was used to prepare the standard curve. The results were expressed as μmol GA/g of power.

Cholesterol content was measured from the lyophilized sample using a near-infrared spectroscopy method (Bruker MPA FT-NIR, Ettlingen, Germany). A sample placed in a sample holder with a diameter of 20 mm was measured by diffuse reflection. The average square error of the estimation function used for the determination is 0.55 mg cholesterol/g and R2 is 0.96.

All chemicals used in our tests were sourced from Sigma Aldrich Kft.

Results and discussion

  1. I) Measurement of the physical parameters of eggs: There has been no substantive change in the number of eggs collected. FlaViva Vasgyúró instant drink powder suppressed a dose-dependent, small increase in egg weight, diameter and length, but the extent of the differences was not significant (Table 1, Fig. 1).

Figure 1. Changes in weight, length and diameter

 

                                                                  Figure 1. Changes in weight, length and diameter

Table 1. Changes in weight, length and diameter

 

Control

Group 1 (200 mg)

Group 2 (400 mg)

weight (g)

diameter (mm)

lenght (mm)

weight (g)

diameter (mm)

lenght (mm)

weight (g)

diameter (mm)

lenght (mm)

averadge

58,94

43,89

54,10

60,09

45,17

55,38

62,00

45,47

56,39

Sd

3,51

0,87

1,85

3,85

1,18

1,65

4,09

1,73

1,37

  1. Dry matter measurement: The dry matter content of the shell and inland eggs has not changed significantly (Table 2).

Table 2. Dry matter (%) of eggs and shell

 

eggs

 

 

Shell

 

 

%

Control

200 mg

400 mg

Control

200 mg

400 mg

dry matter

22.80

22.63

22.48

24.35

23.07

24.88

Sd

1.00

1.42

1.16

2.66

1.93

4.37

(III) Color measurement of lyophilized eggs:

The lightness factor (marked L*) shows that samples of lyophilized eggs of group 2 hens receiving daily 400 mg doses of the drug have become darker as experimental time progresses. This huge change, in addition to the carotenoid content of the corn in the basic feed, is mainly due to the significant amount of flavonoid and polyphenols contained in Flaviva Vasgyúró (Table 3). Based on the red-green colouration (marked with a*), red hue dominates all samples, but its extent is not significant. According to the measurement of blue-yellow colouring (marked with b*), the lyophilized eggs of group 2 received a higher daily dose of additional nutrients resulted in significantly yellower colours by the end of the study period, which can be interpreted as a result of the increasing appearance of polyphenol compounds in eggs (Table 3. and Fig.2).

Table 3. Results of colour measurements of eggs

 

Day 13

Day 17

Day 22

Day 32

 

C

1

2

C

1

2

C

1

2

C

1

2

L*

42.08

45.62

45.01

43.13

46.24

44.25

45.86

44,54

40.33

48.23

44.34

40.15

a*

8.36

5.35

8.91

5.90

4,42

5.23

4.35

5.71

7.61

4.78

4.44

4.55

b*

30.04

33.97

33.78

25.07

33.56

28.33

27.00

27.69

24.04

32.75

25.52

33.56

 

(IV) Measurement of total polyphenols in eggs:

FlaViva Vasgyúró, rich in polyphenols, increased the polyphenol content of eggs compared to the control group (Fig.2) by adding instant drink powder to the polyphenol-rich Flaviva Vasgyúró.

The control group supplemented with the “Universal Commodity Egg Laying II compound feed”, total polyphenol content of eggs increased by an average of nearly 30% from the beginning to the end of the experiment (from 2000 to 3000 on average) due to the polyphenol components of maize in the basic feed.

Compared to the control group, the total polyphenol content of eggs in both active test strands increased even further, but it should be noted that for all measurements in the 400mg group, the study as a whole, but in the 200mg group, only in the first trimester of study time (measured on days 2-3-4-9), was the significant extent of change.

Figure 2. Changes in the total polyphenol content of eggs in the 2 active study groups and the control group with 2 active study groups receiving 2 doses of 200mg/day and 400 mg/day.

control                        200 mg                        400 mg

 

When the 2 active study strands were compared to each other, it can be seen that the additional nutrients received daily at 400 mg were obtained in group 2nd over the entire length of the study time, with a higher polyphenol content in each measurement, compared to active group 200 mg, active group 1st, but in the first 3 weeks of the study time, this difference was not significant, only at 3 measurements. However, in the last third of the test period (24-31-32). days) the total polyphenol content increased by approximately 50% in the 400 mg 2nd group per day, compared to both the control and 200 mg daily group 1st, which suggests that both the saturation of the hen’s organism with polyphenols and the selection of polyphenols in eggs, depending on the daily dose and duration of supplementation.

These observations may also be useful for human nutrition for medicinal purposes in the proper determination of daily dosing of polyphenol-rich foods on a cure-like basis.

V.) The measurement of cholesterol content in eggs:

The cholesterol content of the control group eggs did not show any significant trend-like changes throughout the study period. The cholesterol content in eggs of hens receiving additional feedings of 200 mg and 400 mg per day showed a significant increase in cholesterol in the first 3 days of treatment compared to the control group and subsequently stagnated in the mid-term phases of the experiment (a temporary increase/decrease was observed undulatingly.

At the end of the experimental period (from 24 days to 32 days), the cholesterol content of the eggs in both suppressed active study groups decreased, but the reduction was only observed in the higher (400mg daily) group 2 with an increasing trend. This correlates with a jump-like (nearly 50%) significant, sustained increase in total polyphenol content in the same group at the end of the experimental period (Fig.2 and Fig.3). From these measurement results, it can be inferred that regular intake of polyphenols at the right dose can have a beneficial physiological effect not only on maintaining the balance of redox homeostasis in liver cells but also on bile and cholesterol selection in the liver.

Similarly, favourable cholesterol levels are reported by Udvardi [10] and his colleagues when feeding hens with sour cherry. Since Flaviva Vasgyúró, used as a supplementation in our study, also contains sour cherry and other highly polyphenol-containing ingredients, therefore, through its supplement, the significantly increased polyphenol content in hens’ eggs may have had a positive impact on the antioxidant capacity and redox homeostasis balance of the hepatic-biliar organ system in hens, as well as the excretion of bile and cholesterol through the liver, as a result of which a significant decrease in the cholesterol content of eggs may be affected.

Figure 3. Changes in the cholesterol content of eggs during the feeding test

 control                       200 mg                        400 mg

 

Conclusion

Flaviva Vasgyúró instant beverage powder, rich in flavonoids, polyphenols and minerals, has a positive effect on egg colour and increased physical parameters when mixed into hybrid hens’ feeds, which can have many market sales significance. The significantly higher polyphenol content in eggs compared to the control group significantly increased the antioxidant capacity of the eggs and thus correlated with a significant reduction in the cholesterol content of the eggs, especially in the last week of the study.

Our study may also highlight the role that feeding hens with polyphenol-rich feed may play a role in their breeding, not only for healthier meat products but also that the wider production and consumption of “smart-eggs” with reduced cholesterol content can contribute to the complementary feeding of cardiovascular patients for medicinal purposes.

 

Acknowledgements

The Project is supported by the European Union and co-financed by the European Social Fund (grant agreement no. EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00005).

 

References

[1] M. Kratz, Azheroclerosis: Diet and Drog (2005) 195-213.

[2] A.von Eckardstein, J.R. Nofer, G. Assmann, Arterioscler Thromb Vasc Biol. (2001).

[3] T.F. Daniels, K.M. Killinger, J.J. Michal, R.W. Wright, Z. Jiang, Int. J Biol Sci. 5(5) (2009) 474-488.

[4] I.Tabas, Clin Invest. 110(5) (2002) 583-590.

[5] C. Garcia-Ruiz, M. Mari, A. Colell, A. Morales, F. Caballero, J. Montero, O. Terrones, G. Basañez, J.C. Fernández-Checa, Histol Histopathol 24 (2009) 117-132.

[6] H. Ma, Nature and Science, 2(4) (2004) 17-21.

[7] Gy. Judge, K.Lindner, nutrient chart. Medicina Publishing House (1998), Budapest

[8] P. Horn P. (Eds.) Poultry, farm pigeon, (2000) Field-host Publisher, Budapest

[9] V.L. Singleton, J.A. Rossi, Am. J. Enol Vitic (1965) 16. 144-158.

[10] E. Udvardi, M. Fodor, N. Papp, É. Stefanovitsné, Bányai, Z.B. Nagy (Eds.), Warming, Ecofootprint, Food Safety, Keszthely, Hungary, (2016) 414-421.

A Tyúktolyás Beltartalmi Értékeinek Változásai Polifenolokban Gazag Supplementáció Hatására

A Tyúktojás Beltartalmi Értékeinek Változásai Polifenolokban Gazdag Supplementáció Hatására

 

Anett Veisz 1, Marietta Fodor1, Éva Stefanovits-Bányai1, László Friedrich1,

Csaba Németh2, Boglárka Kovács2, Anna Mária Nagy3

 

1 Szent István Egyetem, Táplálkozástudományi Kar, Élelmiszerminőségi- és biztonsági Intézet,

H-1118 Budapest, Villányi út 29-43, Hungary,

2Capriovus Kft. Hungary

3Holi-Medic Kft, Hungary

e-mail: holimedic@gmail.com

 

Összefoglaló

A Bábolna Tetra- SL tyúk hibridek szuplementációja – a kereskedelmi forgalomban kapható, flavonoidokban, polifenolos komponensekben és ásványi anyagokban gazdag gyümölcs-zöldség lésűrítményekből vákuumszárítással előállított élelmiszerkoncentrátum, a Flaviva Vasgyúró instant italpor alaptápba keverésével történt. A kísérleti állatok egyik csoportja naponta egyedenként 200 mg, másik csoportja naponta 400 mg mennyiségű instant zöldség-gyümölcsport kaptak az alap-kukoricatápjukba keverve, 33 napon át, míg a kontroll csoport csak a kukorica tartalmú alaptápot kapta.

Vizsgálatainkban a tojások fizikai (tömeg, hossz, átmérő, szín) paraméterei mellett, a koleszterintartalmát és az összes polifenoltartalmát mértük. Az eredményeink azt mutatják, hogy a tojások fizikai tulajdonságainak kedvező változásai mellett a tojások polifenoltartalma szignifikánsan nőtt, ezzel korrelálva a koleszterin tartalma szignifikánsan csökkent, amelyeknek táplálkozásélettani szempontból számos betegségcsoportban jelentősége lehet.

 

Bevezetés

A világszerte legmagasabb morbiditási és mortalitási rátával rendelkező betegségek (cardiovasculáris betegségek, daganatok, diabetes mellitus, különböző sok-szervi érintettséggel járó krónikus gyulladások) egyik legfontosabb „közös nevezője“ a roncsoló oxidatív szabadgyökök felszaporodása és a redox-homeosztázis egyensúlyának felborulása (dysbalance). A szív- és érrendszeri megbetegedések egyik fő kiváltó és fenntartó tényezője az oxidatív károsodást szenvedett LDL-koleszterin (low-density lipoprotein) tartósan emelkedett szintje a vérplazmában, ezért ennek szignifikáns és tartós csökkentése individuális és népegészségügyi szempontból egyaránt fontos. Számos élelmiszerünk jelentős mennyiségben tartalmaz koleszterint, ezek közül kiemelendő a tyúktojás [1-6], amely tápértékben, vitaminban, aminosavösszetételben és ásványi anyagokban egyaránt nagyon értékes táplálékunk [7].

A polifenolokban gazdag vegyületek széles körben ismert szabadgyök-fogók (scavangerek), ezért kutatásunk során arra kerestük a választ, hogy a tyúkok polifenolos komponensekben gazdag kiegészítő táppal történő dózisfüggő szuplementációja milyen változásokat eredményeznek a tojásokban.

 

Anyagok és módszerek

Kutatásunk során a hazánkban elterjedt Bábolna Tetra-SL [8] 18 hetes hibrid tyúkok tojásainak változásait figyeltük meg 3 vizsgálati ágban 33 napon át, vizsgálati áganként 3-3-3 egyeddel. A kontroll csoport etetése kizárólag az „Univerzális Árutojó II. Takarmánykeverékkel“ történt. A 2 aktív vizsgálati ág közül az egyikben egyedenként naponta 200 mg adagban, a másik vizsgálati ágban napi 400mg adagban kaptak a tyúkok flavonoidokban és polifenolokban gazdag szuplementációt az alaptájukhoz keverve. Az alaptáp szuplementációja a kereskedelmi forgalomban kapható, zöldség-gyümölcs lésűrítményekből kíméletes vákumszárítással előállított Flaviva Vasgyúró instant italpor hozzáadásával történt, amelynek összevetői: feketeribizlipor, feketebodzabogyópor, bio-céklapor, meggypor, vadon termő erdei feketeáfonyapor.

A tojások fizikai paramétereinek (tömegének, hosszúságának, átmérőjének, színének és szárazanyagtartalmának) meghatározása mellett megmértük a tojások összes polifenol tartalmát, valamint a koleszterin tartalmát is.

 

Analítikai módszerek:

Fizikai paraméterek mérése: tömeg (g), átmérő (mm), hossz (mm).

A tojások színváltozásainak mérése: Konica Minolta Chroma Meter CR-400 kézi színmérő műszerrel (∆E, ∆L, ∆a, ∆b) történt.

Mintaelőkészítés az analitikai vizsgálatokhoz: a liofilizált tojás mintákból 25 mg/ml vizes oldatot készítettünk, majd 1 órás ultrahangos feltárást követően 10 000 fordulat/percen 15 percig centrifugáltuk (Thermo scientific SORVALL Evolution RC), majd a tiszta felülúszót használtuk fel a mérésekhez.

Az összpolifeniltartalom (total phenolic contents = TPC) meghatározása Folin-Ciocalteu módszerrel: A Singleton és Rossi [9] által kifejlesztett Folin-Ciocalteu spektrofotometriás módszer egy olyan elektrontranszfer-alapú vizsgálat 760 nm-en, amely a redukciós képességet mutatja, amit fenol tartalomként fejezünk ki. A standard görbe elkészítéséhez gallusavat (GA) használtunk. Az eredményeket μmol GA / g teljesítményben fejeztük ki.

Koleszterin tartalom mérése a liofilizált mintából közeli infravörös spektroszkópiai módszerrel történt (Bruker MPA FT-NIR, Ettlingen, Németroszág). Α 20 mm átmérőjű mintatartóba helyezett mintát diffúz-reflexiós eljárással mértük. A meghatározáshoz alkalmazott becslési függvény átlagos négyzetes hibája 0,55 mg koleszterin/g, R2 értéke 0,96.

A vizsgálatainkhoz felhasznált minden vegyszer beszerzése a Sigma Aldrich Kft-től történt.

Eredmények:

  • A tojások fizikai paramétereinek mérése:

A begyűjtött tojások darabszámában lényegi változás nem történt.

A FlaViva Vasgyúró instant italporral történő szuplementáció hatására a tojások tömegében, átmérőjében és hosszában egyaránt dózisfüggő, kis mértékű növekedés volt tapasztalható, az eltérések mértéke azonban nem szignifikáns. (Table 1., Fig.1)

 
 

CONTROL

1. group (200 mg)

2. group (400 mg)

weight (g)

diameter (mm)

lenght (mm)

weight (g)

diameter (mm)

lenght (mm)

weight (g)

diameter (mm)

lenght (mm)

averadge

58,94

43,89

54,10

60,09

45,17

55,38

62,00

45,47

56,39

SD

3,51

0,87

1,85

3,85

1,18

1,65

4,09

1,73

1,37

Table 1. Figure 1. A tömeg, a hosszúság és az átmérő változásai

  • Szárazanyag mérés: A tojások héjának és beltartalmának szárazanyagtartalma nem változott szignifikáns mértékben (2. táblázat).
 

eggs

 

 

shell

 

 

%

Control

200 mg

400 mg

Control

200 mg

400 mg

dry matter

22.80

22.63

22.48

24.35

23.07

24.88

SD

1.00

1.42

1.16

2.66

1.93

4.37

Table 2. Dry matter (%) of eggs and shell

  • A liofilizált tojások színmérése:

A világossági tényezőről (jelölése L*) látható, hogy a napi 400mg dózisú szuplementációban részesült, 2. csoportba tartozó tyúkok liofilizált tojásainak mintái a kísérleti idő előre haladtával egyre sötétebb színűek lettek. Ez a színárnyalat változás – az alaptápban levő kukorica karotinoid tartalma mellett – döntően a FlaViva Vasgyúró jelentős mennyiségű flavonoid- és polifenol tartalmának köszönhető (Table 3). Az (a*-gal jelölt) vörös-zöld színezettség alapján az összes minta esetében a vörös színezet dominál, ám mértéke nem szignifikáns. A (b*-gal jelölt) kék-sárga színezettség mérése során a nagyobb (400mg) napi dózisú kiegészítő tápot kapott 2. csoport liofilizált tojásai szignifikánsan sárgásabb színeket mutattak a vizsgálati időperiódus végére, a tojásokban egyre nagyobb mennyiségben megjelenő polifenolos vegyületek eredményeként (Table 3. and Fig.2).

 

13. day

17. day

22. day

32. day

 

C

1

2

C

1

2

C

1

2

C

1

2

L*

               42.08

               45.62

               45.01

               43.13

               46.24

               44.25

               45.86

               44,54

               40.33

               48.23

               44.34

               40.15

a*

                  8.36

                  5.35

                  8.91

                  5.90

                  4,42

                  5.23

                  4.35

                  5.71

                  7.61

                  4.78

                  4.44

                  4.55

b*

               30.04

               33.97

               33.78

               25.07

               33.56

               28.33

               27.00

               27.69

               24.04

               32.75

               25.52

               33.56

Table 3. A tojások színméréseinek eredményei

 

  • A tojások összes polifenoltartalmának mérése:

A polifenolokban gazdag FlaViva Vasgyúró zöldség-gyümölcs instant italpor hozzáadásával történt szuplementáció a kísérlet teljes időtartamában megnövelte a tojások polifenoltartalmát a kontroll csoporthoz képest (Fig.2.).

Fig.2. A tojások összes polifenoltartalmának változásai a 200mg/nap és a 400 mg/nap adag szuplementációban részesült 2 aktív vizsgálati csoportban és a kontroll csoportban

control (kék)                        200 mg (rózsaszín)                        400 mg (piros)

Az „Univerzális Árutojó II. Takarmánykeverékkel“ táplált kontroll csoport tojásainak összes polifenol tartalma a kísérlet elejétől a végéig átlagosan közel 30%-nyit növekedett (átlagosan 2000–ről 3000-re) az alaptápban lévő kukorica polifenol komponenseinek köszönhetően.

A kontroll csoporthoz képest még tovább növekedett mindkét aktív vizsgálati ág tojásainak összes polifenoltartalma, de kiemelendő, hogy a 400mg-os csoportban minden mérésnél, a vizsgálati teljes egészében, ugyanakkor a 200mg-os csoportban csak a vizsgálati idő első harmadában (2-3-4-9.napokon mérve) volt szignifikáns mértékű a változás.

A 2 aktív vizsgálati ág egymáshoz viszonyításakor látható, hogy a napi 400mg dózisú kiegészítő tápot kapott 2. számú csoportban a vizsgálati idő teljes hosszában, minden mérés során nagyobb polifenoltartalom volt mérhető a 200mg-os, 1. számú aktív csoporthoz képest, de a vizsgálati idő első 3 hetében ez a különbség nem volt szignifikáns mértékű, csak 3 mérés alkalmával. Ugyanakkor a vizsgálati idő utolsó harmadában (24-31-32. napokon) az összes polifenoltartalom kb. 50%-kal ugrás szerűen megnőtt a napi 400mgos 2. számú csoportban mind a kontroll, mind a napi 200mg-os 1.számú csoporthoz képest, ami arra enged következtetni, hogy a tyúkok szervezetének polifenolokkal történő telítődése és a polifenolok tojásokba történő kiválasztása egyaránt függ a szuplementáció napi dózisától és időtartamától.

Ezek a megfigyelések a gyógyászati célú humán táplálás vonatkozásában is hasznosak lehetnek a polifenolokban gazdag élelmiszerek kúraszerűen történő napi adagolásainak megfelelő meghatározásában.

  • A tojások koleszterin tartalmának mérése:

A kontroll csoport tojásainak koleszterin tartalma a teljes vizsgálati idő során nem mutatott jelentősebb tendencia-szerű változást. A napi 200mg és 400mg kiegészítő etetésben részesült tyúkok tojásainak koleszterin tartalma a kezelés első 3 napjában szignifikáns növekedést mutatott a kontroll csoporthoz képest, majd ezt követően a kísérlet középidő fázisaiban stagnált (hullámzó módon átmeneti emelkedés/csökkenés egyaránt megfigyelhető volt.

Fig. 3. A tojások koleszterin tartalmának változásai az etetéses vizsgálat során.

control (kék)                       200 mg (rózsaszín)                        400 mg (piros)

A kísérleti időtartam végén (a 24 naptól a 32. napig) mindkét szuplementált aktív vizsgálati csoportban csökkent a tojások koleszterin tartalma, de a csökkenés mértéke csak a nagyobb (napi 400mg) dózisú 2. csoportban volt megfigyelhető, egyre fokozódó tendenciával. Ez korrelál a kísérleti periódus végén ugyanebben a csoportban mért összes polifenoltartalom ugrás-szerű (közel 50%-os) szignifikáns mértékű tartós növekedésével (Fig.2. and Fig.3). Ezekből a mérési eredményekből arra következtethetünk, hogy a polifenolok rendszeres, megfelelő dózisú bevitele kedvező élettani hatást gyakorolhat nemcsak a májsejtek redox-homeosztázis egyensúlyának fenntartára, hanem a májban történő epe- és koleszterinkiválasztásra is.

Hasonlóan kedvező koleszterinszint csökkenésről számolnak be Udvardi [10] és munkatársai tyúkok meggyel történő etetése során is. Mivel a vizsgálatunkban a szuplementációként alkalmazott Flaviva Vasgyúró szintén tartalmaz meggyet és más, magas polifenoltartalmú összetevőket, ezért ennek szuplementációja révén a tyúkok tojásaikban szignifikánsan megnövekedett polifenol tartalom kedvezően befolyásolhatta a tyúkok máj-epe szervrendszerének antioxidáns kapacitását és redox-homeosztázis egyensúlyát, valamint a májon keresztül történő epe- és koleszterin kiválasztását, ennek eredményeként ez magyrázhatja a tojások koleszterin tartalmának szignifikáns csökkenését.

 

Konklúzió

A flavonoidokban, polifenolokban és ásványi anyagokban gazdag Flaviva Vasgyúró instant italpor a hibrid tyúkok tápjába keverve kedvezően befolyásolta a tojások színét és növelte fizikai paramétereit, aminek piaci értékesítési szempontból számos jelentősége lehet. A kontroll csoporthoz képest a tojásokban mért szignifikánsan nagyobb polifenoltartalom jelentős mértékben növelte a tojások antioxidáns kapacitását és ezzel korrelálva szignifikánsan csökkentette a tojások koleszterintartalmát is, különösen a vizsgálat utolsó hetében.

Vizsgálatunk rávilágíthat arra is, hogy a tyúkok polifenolokban gazdag táppal történő etetése – a redox-homeosztázis egyensúlyának kedvező befolyásolása révén – szerepet játszhat nemcsak az egészségesebb húsáru céljára történő tenyésztésükben, hanem a csökkentett koleszterin tartalmú „okos-tojások“ szélesebb körű termelése és fogyasztása hozzájárulhat a cardiovasculáris betegek gyógyászati célú kiegészítő táplálásához is.

 

Köszönetnyilvánítás, elismerés:

A project az Európai Unió és az Európai Társadalmi Alapítvány (European Social Fund) társ-finanszírozásában valósult meg (grant agreement no. EFOP-3.6.3-VEKOP-16-2017-00005).

 

Felhasznált szakirodalom, referenciák:

[1] M. Kratz, Azheroclerosis: Diet and Drog (2005) 195-213.

[2] A.von Eckardstein, J.R. Nofer, G. Assmann, Arterioscler Thromb Vasc Biol. (2001).

[3] T.F. Daniels, K.M. Killinger, J.J. Michal, R.W. Wright, Z. Jiang, Int. J Biol Sci. 5(5) (2009) 474–488.

[4] I.Tabas, Clin Invest. 110(5) (2002) 583–590.

[5]  C. Garcia-Ruiz, M. Mari, A. Colell, A. Morales, F. Caballero, J. Montero, O. Terrones, G.  Basañez, J. C. Fernández-Checa, Histol Histopathol 24 (2009) 117-132.

[6]  H. Ma, Nature and Science, 2(4) (2004) 17-21.

[7]  Gy. Bíró, K.Lindner,  Tápanyagtáblázat. Medicina Könyvkiadó (1998), Budapest

[8]  P. Horn P. (Eds.) Baromfi, haszongalamb, (2000)  Mezőgazda Kiadó, Budapest

[9] V.L. Singleton, J.A. Rossi, Am. J. Enol Vitic (1965)  16. 144-158.

[10]  E. Udvardi, M. Fodor, N. Papp, É. Stefanovitsné, Bányai, Z.B. Nagy (Eds.), Felmelegedés, ökolábnyom, élelmiszerbiztonság, Keszthely, Magyarország, (2016) 414-421.

Táplálkozás és a kognitív funkciók

Táplálkozás és a kognitív funkciók

 

Barna Mária
Semmelweis Egyetem Egészségtudományi Kar Alkalmazott Egészségtudományi Intézet Dietetikai és Táplálkozástudományi Tanszék, Budapest

 

 

A kognitív funkciókat genetikai és környezeti, közöttük táplálkozási tényezők kölcsönös egymásra hatása alakítja. Az utóbbi években számos vizsgálatban mutatták ki, hogy nemcsak a súlyos malnutritio, hanem a hiányos mikrotápanyag és[vagy esszenciális zsírsav (EFA) ellátottság is kedvezőtlenül befolyásolja a kognitív képességet, a tanulást és a viselkedést mind gyermekeknél, mind fiatal felnőtteknél, sőt időseknél is.

 

A táplálkozási tényezők változásokat okozhatnak az idegi struktúrákban, mert pl. a vitaminok és az ásványi anyagok a neurotranszmitterek szintéziséhez szükséges enzimek kofaktorai, a EFA-k a cerebralis cortex, illetve a retina építő anyagai. A megfelelő fejlődéshez optimális táplálkozás szükséges. Gyors növekedés idején a legkifejezettebb a hatás, pl. serdülő korban történik a prefrontális kéreg jelentős érése. A prefrontális kéreghez kapcsolódó funkciók: a figyelem, a tervezés, a stratégia kidolgozása, a szociális megismerés, az érzelem és az indulat regulációja. Az n-3 zsírsavak, vitamin és ásványi anyag szupplementáció javíthatja a nonverbális intelligenciát és a viselkedést.

Metabolikus szindrómában mind serdülőkben, mind középkorú személyekben kognitív funkciócsökkenést mutattak ki. Idős korban antioxidáns hatású vitaminok, nyomelemek és EFA szupplementáció, fitonutriensek, mérsékelt alkoholfogyasztás és a fizikai aktivitás késleltetheti a szellemi hanyatlást.

A táplálkozás epigenetikus úton befolyásolhatja a kognitív funkciókat. További hosszan tartó, multicentrikus, randomizált, placebo kontrollált vizsgálatok végzése, szenzitív módszerek kidolgozása szükséges azonban, mert számos más befolyásoló tényező mellett, nagyon nehéz lemérni, a táplálkozás szerepét a kognitív funkciók alakításában.

A kognitív funkciókat genetikai faktorok határozzák meg, és környezeti, elsősorban táplálkozási tényezők befolyásolják. A tanulási képesség alakításában ezen kívül fizikai, pszichológiai, hangulati, magatartási és az oktatással kapcsolatos tényezők is részt vesznek.

Számos közleményben mutattak rá arra, hogy a fejlődő országokban a várandós anyáknál észlelt malnutritio, mikrotápanyag hiány, zavart okozott az utódok mentális fejlődésében: tanulási problémák jelentkeztek, gyengébb volt az emlékezés, a figyelem, a percepció, a beszédkészség és fejletlenebbek voltak a pszichomotoros funkciók. Leggyakrabban a vas, a jód, az A-vitamin, a B-vitamin csoport, és a cink hiány hatását tanulmányozták. Megállapították, hogy a várandósság alatti mikrotápanyag szupplementáció javítja az utódban a későbbi kognitív funkciókat [12, 13]. Korai táplálkozási intervenciótól széleskörű változás várható, akár az IQ-ban is mérhetően. Késői intervenciótól csak kisebb változás várható; pl.: javulhat a memória, a viselkedés stb. [10].

 

Kedvezőtlen mikrotápanyag és/vagy EFA ellátottság

Nemcsak a fejlődő országokban, ahol gyakori a súlyos malnutritio, hanem a nyugati típusú étrendet fogyasztó lakosság körében is számolni kell kedvezőtlen mikrotápanyag, ill. esszenciális zsírsav ellátottsággal, ezért a kutatók specális teszteket dolgoztak ki, melyek alkalmasak a táplálkozás hatásának a megítélésére [10]. Gyermekek körében a mentális fejlődésben, idős korban a mentális hanyatlás mérséklésében játszott szerepét vizsgálták. Tápanyagok közül az esszenciális zsírsavak, a vitaminok, és az ásványi anyagok szerepét tanulmányozták, de vizsgálták a különböző étrendek hatását is, és a metabolikus szindróma és a kognitív funkciók kapcsolatát is tanulmányozták. Megállapítást nyert, hogy a táplálkozási tényezők változásokat okozhatnak az idegi struktúrákban mert az idegrendszer nagyon „képlékeny” szerv. Gyors növekedés idején a legsérülékenyebb: ilyen az intrauterin 3. trimeszter, a születés utáni első hónapok, a 2-8., 10-12., 12-14. év, és a serdülőkor;

Serdülő korban történik a pre-frontális kéreg jelentős érése [27]. A szociális, emocionális, és motivációs funkciók, mint a tanulás és a viselkedés a pre-frontális kéreg megfelelő fejlődéséhez kötöttek; szoros kapcsolat van a pre-fontális kéreg és a limbikus rendszer között, mely az érzelmek megéléséért, a tanulásért és a memóriáért is felelős. A gyermekek megfelelő fejlődéséhez optimális táplálkozás szükséges.

Számos szerző mutatott rá arra, hogy a n-3 FA, vitamin és ásványi anyag szupplementáció javítja a nonverbális intelligenciát és a viselkedést [6]. Ez azzal magyarázható, hogy a mikro- és makro-struktúrák kialakulásában különböző neuro-transzmitterek játszanak szerepet, a vitaminok és az ásványi anyagok pedig a neurotranszmitterek szintéziséhez szükséges enzimek kofaktorai, az esszenciális zsírsavak pedig a cerebrális cortex és a retina építő anyagai. Sajnos hazánkban és sok helyen szerte a világban, az n-3 FA bevitel drámaian csökkent az utolsó évtizedekben.

 

Az anyatej sok EFA-t tartalmaz

Az n-3 FA-ból származó dokozahexaénsav (DHA) és az n-6 FA-ból származó arachidonsav (AA), beépülnek az idegrendszer és a szemideghártya sejtjeibe (mind a méhen belüli életben, mind a születést követően) biztosítva a csecsemő optimális látásélességét és szellemi fejlődését [1].

Az 1920-as években az USA-ban felfigyeltek arra, hogy a csecsemőkorban anyatejjel táplált gyermekek mentális teljesítménye jobb, mint a tápszereseké. Az anyatejes és a tápszeres csecsemők 8, illetve 15 éves korban történő vizsgálata azt mutatta, hogy az anyatejes és a tápszeres csoport mentális fejlődésében észlelhető különbség még évek múlva is kimutatható [3]. Bebizonyosodott, hogy az idegrendszer és a retina fejlődéséhez és normális működéséhez szükséges zsírsavakat az anyatej bőségesen tartalmazza. Ma már a csecsemőtápszerek zsírsavösszetételének kialakításánál a fentieket figyelembe veszik. Már a terhesség alatti EFA bevitelnek is szerepe van a mentális és vizuális funkciók alakulásában, hiszen az I. trimeszterben az anyai zsírdepozíció kapcsán beépülnek a zsírszövetbe, az uterus ereibe és a tejmirigyekbe. A II.-III. trimeszterben a magzat fejlődése, növekedése idején pedig beépülnek a magzati sejtekbe [21]. Az anyatej zsírsavösszetételét az anya táplálkozása is befolyásolja; halolaj szupplementáció megnöveli az anyatej n-3 zsírsavtartalmát. A szoptató anya étrendjének az EFA-kat optimális mennyiségben és arányban kellene tartalmaznia. Magyarországon mind a várandós, mind a szoptatós anyák n-3 ellátottsága elégtelen [1]. Az n-6 túlkínálat DHA hiányt okozhat.

 

n-3 FA

A hiányos n-3 FA bevitel befolyásolja a mentális fejlődést is, és megnöveli a tanulási és magatartási problémák kialakulásának a kockázatát [14, 20]. n-3 FA szupplementáció mind gyermek-, mind időskorban növeli a kognitív funkciókat. McNamara és mtsai 8-10 éves egészséges gyermekeknek adtak 8 héten keresztül naponta 400, ill. 1200 mg DHA-t. A vörösvértestmembrán DHA koncentrációjának dózisfüggő növekedését és a gyermekek mentális teljesítményének javulását észlelték; pl.: a feladatmegoldás reakció ideje csökkent [17]. Fontani és mtsai egészséges felnőtteknek adtak 6 héten át napi 4g halolajat. A kontrollcsoporttal összehasonlítva szignifikánsan csökkent a feladatmegoldás reakció ideje, és javult a hangulat [5]. Arra is van adat, hogy már heti egyszeri halfogyasztás 16%-kal csökkenti a demencia kockázatát. Nem lehet azonban tudni, hogy fiatal egyénekben adekvát n-3 FA bevitelnél a PUFA szupplementáció (polyunsaturated fatty acid, többszörösen telítetlen zsírsav) növeli-e a kogníciót [16]. DHA hatására neurodegeneratív kórképekben (Alzheimer kór, alkoholos megbetegedések) a kognitív funkciók javulását írták le [3]. Ugyanis az n-3 szupplementáció csökkenti a β-amyloid plazmaszintet ezáltal csökkenti az Alzheimer kór AD kockázatát (az AD-ben az idegrendszerben a plazmaszinttel összefüggően β-amyloid (Aβ ) peptid plakk-képződés mutatható ki) és mérsékli a kognitív hanyatlást [8].

Frenshem és mtsai azt tanulmányozták, hogy milyen hatása van a mikrotápanyag és n-3 FA szupplementációnak a fejlett országokban élő gyermekek kognitív funkcióira és viselkedésére [6]. 36 vizsgálat metaanalízisét végezték: 14 duplavak placebo kontrollos vizsgálatban mikronutriens szupplementáció történt, 12-ben mikronutriens szupplementáció mellett EFA adására is sor került. A vizsgálatok többségében javult a nonverbális intelligencia, a tanulás és a viselkedés. Hiányos mikronutriens bevitelnél, ill. alacsonyabb szérumszinteknél szignifikáns javulást találtak, míg megfelelő ellátottságnál, ill. túl kis adag n-3 FA bevitelnél a javulás nem volt szignifikáns. Az eredmények értékelhetőségét segíti, ha az intervenció előtt és azt követően megmérik a szérumszinteket.

 

Vashiány

Régen ismert, hogy a csecsemő és gyermekkori vashiány a mentális és a motoros fejlődés retardációját okozza. A fejlődésben való visszamaradás a vashiány megszűnése után is fennáll, és még évek múlva is kimutatható. Sajnos hazánkban az 1-3 éves gyermekek 1/3-ában hiányos a vasbevitel [2]. „A vashiány csökkenti a szervezet testi, szellemi, lelki teljesítőképességét, fertőzésekkel szembeni ellenállását, állhat iskolai romló teljesítmény vagy magatartási zavar hátterében”[25].

 

Vitaminok

Többen megfigyelték, hogy a makrobiotikus anyák csecsemőinek motoros- és beszéd-fejlődése elmarad a mindenevő anyák csecsemőinek a beszédfejlődésétől. A koncentráló képességben és a kognitív funkciókban még 12 éves korban is különbség mutatkozott. (B12-vitamin csak állati eredetű élelmiszerekben fordul elő) [15, 24]. Egészséges egyéneknél hiányos folsav, B12-, B2- és C-vitamin bevitelnél romlik a memória és az absztrakt gondolkodás [22]. Strand és mtsai szignifikáns összefüggést találtak a kognitív funkciók és a kobalamin, ill. a folsav-status között [26]. Kimutatták, hogy az adekvát antioxidáns bevitel neuroprotektív. Több mint négyezer 45-60 év közötti francia egyén kapott hat éven keresztül C-vitamin, β-karotin, E-vitamin, szelén- és cinkpótlást dupla vak placebo kontrollos vizsgálat keretében; a verbális memória nemdohányzókban, és alacsony C-vitamin szint esetén javult a legnagyobb mértékben [11]. A várandós anya D-vitamin hiánya zavart okozhat az utód neuro-kognitív fejlődésében. Terhesség alatti D-vitamin pótlás csökkenti a beszédzavar kockázatát [30]. Devore és mtsai úgy találták, hogy nagyobb E-vitamin tartalmú élelmiszerek fogyasztása mérsékelheti a DA kockázatát [4].

 

Antioxidáns hatású anyagok

Antioxidánsoknak is szerepük lehet a szellemi hanyatlás megelőzésében (anti-amyloidogén tulajdonságúak), gátolhatják az amyloid ß-peptid képződését. A csökkent β-amyloid plazmaszint csökkenti a DA kockázatát és mérsékli a kognitív hanyatlást [8]. Ilyen antioxidánsok találhatók pl. a szójában, a zöld teában, a kakaóban stb.

 

Mediterrán étrend

Több mint 1200, 45-75 éves puerto ricoi személy vizsgálata alapján megállapították, hogy a mediterrán étrend, (ill. az US 2005-ös Dietary Guidelines Department of Agriculture ajánlását követő étrend) protektív hatású középkorú és idős egyénekben [29]. Noojens és mtsai viszont több mint 2000, 46-75 éves egyén 1995-2002 között végzett vizsgálatai (5 évente kétszer nézték információ feldolgozás sebességét és a memória tesztet) nagyobb zöldség- és gyümölcs-fogyasztás mellett nem találtak változást a kiindulási kognitív funkciókban [19].

 

Metabolikus szindróma

62 metabolikus szindrómában (MetS) szenvedő, és 49 MetS mentes 14-18 éves serdülőben a neuropszichológiai vizsgálat az általános intelligencia, a figyelem csökkenését, rosszabb számolást és rosszabb helyesírást talált MetS-ban, mint a kontrollokban. Az MRI pedig a MetS-ban szenvedő serdülőkben kisebb hyppocampus volument, nagyobb liquor mennyiséget, és a fehérállományban mikrostrukturális integritás csökkenést mutatott ki. A MetS középkorú egyénekben befolyásolja a kognitív funkciókat, az agyi struktúrák integritását; preklinikai MetS is idegrendszeri eltérésekhez vezethet [9, 28]. Úgy tűnik, hogy a 25 alatti BMI neuroprotektív.

 

Egyéb tényezők

1300, 65-79 éves egyén 21 éves követése alapján úgy találták, hogy a mérsékelt alkoholfogyasztás kedvezően befolyásolja a kognitív funkciókat és csökkenti az agyvérzés kockázatát [18]. Bizonyítást nyert, hogy a fizikai aktivitás segíti a szellemi képességek megőrzését [7[, a dohányzás pedig rontja. A koffein is élénkíti a kognitív funkciókat [23]. A nagy Na-bevitel pedig idős korban, más táplálkozási tényezőktől függetlenül, (energia-, ill. zsírbevitel) csökkenti a kognitív funkciókat.

 

Összefoglalás

A táplálkozás epigenetikus úton befolyásolhatja a kognitív funkciókat, de az életmód, az étrend, akár az ételek íze is, a környezet, a hangulat, a vizsgálat alatti egyéb hatások, a követés tartama stb. módosíthatják az eredményt. Ezért nagyon nehéz lemérni, hogy mennyi ebből a táplálkozás szerepe. Az eddigi vizsgálati eredmények további megerősítésre szorulnak, és hosszantartó, multicentrikus, randomizált, placebo kontrollált vizsgálatok végzése, és szenzitív módszerek kidolgozása szükséges a táplálkozás kognitív funkciókra gyakorolt hatásának megítéléséhez.

 

Irodalom

[1] Barna, M.: A zsírsavak szerepe a táplálkozásfüggő megbetegedések megelőzésében, különös tekintettel az elégtelen n-3 zsírsav-ellátottságra.
Metabolizmus. 2006, 4, 170-175.
[2] Biró, L., Szabó, L.:1–3 éves gyermekek komplex táplálkozási vizsgálata.
Gyermekgyógyászat  2011, 62, 80-85.
[3] Das, U.N., Fams, M.D.: Long chain polyunsaturated fatty acids in the groth and development of brain and memory. Nutrition. 2003, 19, 62-65.
[4] Devore, E.E.,  Grodstein, F., Frank, J.A., et al.: Dietary Antioxidants and Long-term Risk of Dementia Arch Neurol. 2010, 67, 819-825.
[5] Fontani, G., Corradeschi, F., Felici, A.: Cognitive and physiological effects of Omega-3 polyunsaturated fatty acid supplementation in healthy subjects. Eur. J. Clin. Invest. 2005, 35, 691-699.
[6] Frenshem, L.J., Bryan, J., Parletta, N.: Influences of micronutrient and omega-3 fatty acid supplementation on cognition, learning, and behavior: methodological considerations and implications for children and adolescents in developed societies. Nutr Rev 2012, 70, 594-610.
[7] Gow, A.J., Bastin, M.E., Munoz,  et al.: Maniega,Neuroprotective lifestyles and the aging brain. Activity, atrophy, and white matter integrity. Neurology. 2012, 79, 1802–1808.
[8] Gu, Y., Schupf D.N., Cosentino, S.A., et al.: Nutrient intake and plazma β-amyloid. Neurology 2012, 78,1832–1840.
[9] Hassenstab, J.J., Sweat, V., Bruehl, H., et al.: Metabolic syndrome is associated with learning and recall impairment in middle age. Dement. Geriatr. Cogn. Disord. 2010, 29, 358-362.
[10] Isaacs, E., Oates, J.: Nutrition and cognition: assessing cognitive abilities in children and young people. Eur. J .Nutr. 2008, 47[Suppl 3],4–24.DOI 10.1007[s00394-008-3002-y.
[11] Kesse-Guyot, E., Fezeu L., Jeandel, C., et al.: French adults’ cognitive performance after daly supplementation with antioxidant vitamins at nutritional doses: a post hoc analysis of the Supplementation in Vitamins and Mineral Antioxidants SU.VIMAX trial. Am. J. Clin. Nutr. 2011, 94, 892-899.
[12] Khor, G.L., Snigdha Misra, S.: Micronutrient interventions on cognitive performance of
children aged 5-15 years in developing countries. Asia Pac. J. Clin. Nutr. 2012, 21, 476-486.
[13] Leung, B.M.Y., Wiens, K.P., Kaplan, B.J.: Does prenatal micronutrient supplementation improve children’s mental development? A systematic review. BMC Preg. Childbirth. 2011, 11, 12.
[14] Liu, J., Raine, A.,Venables, P.H., et al.: Malnutrition at age 3 years and externalizing behavior problems at ages 8, 11, 17 years. Am. J. Psychiatry. 2004,161, 2005-2013.
[15] Louwman, M.W., van Dusseldorp, M., van de Vijver, F.J., et al.: Signs of impaired cognitive function in adolescents with marginal cobalamin status. Am. J. Clin. Nutr. 2000, 72, 762–769.
[16] Luchtman, D.W., Song, C.: Cognitive enhancement by omega-3 fatty acids from child-hood to old age:Findings from animal and clinical studies. Neuropharmacology. 2012.http:[[dx.doi.org[10.1016[j.neuropharm.201207019  
[17] McNamara, R.K., Able, J., Jandacek, R., et al.: Docosahexaenoic acid supplementation increases prefrontal cortex activation duringsustained attention in healthy boys: a placebo-controlled, dose-ranging, functionalmagnetic resonance imaging study. Am. J. Clin. Nutr. 2010, 91, 1060-1067.
[18] Ngandu, T., Helkala, E., Soininen, H., et al.: Alcohol drinking and cognitive functions : findings from the Cardiovascular Risk Factors Aging and Demencia (CAIDE) Study. Demencia & Geriatric Cognitive Disorders. 2006, 23, 140-149.
[19] Noojens, A.C.J., Bueno-de-Mesquita, H.B., van Boxtel, M.P.J.: Fruit and vegetable intake and cognitive decline in middle-aged men and women: the Doetinchem Cohort Study. Brit. J. Nutr. 2011, 105, 752-761.
[20] Oddy, W.H., Robinson, M., Ambrosini, G.L., et al.: The association between dietary patterns and mental health in early adolescence. Prev. Med. 2009, 49, 39-44.
[21] Olsen, S.F., Sorensen, J.D.: Randomized controlled trial of effect of fish oil supplementation on pregnancy duration. Lancet.1992, 339, 1003-1007.
[22] Philip, W., James, T.: Nutrition and the Aging Brain 23 rd Marabu Symposium. Nutr. Rev. 2008, 68S, 162-167.
[23] Rogers, P.: Caffeine, mood and mental performance in every day life.  Nutrition Bulletin 2007, 32(S1), 84-89.
[24] Schneede, J., Dagnelie, P.C., van Staveren, W.A.: Methylmalonic acid and homocysteine in plasma as indicators of functional cobalamin deficiency in infants on macrobiotic diets. Pediatr. Res. 1994, 36, 194–201.
[25] Sólyom, E.: A csecsemő és gyermekkori vashiánybetegség és terápiája (Módszertani ajánlás) Gyermekgyógyászat 1999, 5 (S), 1-20.
[26] Strand, T.A., Taneja, S., Ueland, P.M., et al.: Cobalamin and folate status predicts mental development scores in North Indian children 12–18 mo of age. Am. J. Clin. Nutr. 2013, 97, 310–317.
[27] Tsujitmoto, S.: The prefrontal cortex: functional neural development during early childhood. Neuroscientist. 2008, 14, 345-358.
[28] Yau, P.L., Castro, M.G., Tagani, A, et al.: Obesity and Metabolic Syndrome and Functional and Structural Brain Impairments in Adolescence. Pediatrics. 2012, 130, 1-9.
[29] Ye, X., Scott, T., Gao, X., et al.: Mediterranean Diet, Healthy Eating Index 2005, and Cognitive Function in Middle-Aged and Older Puerto Rican Adults. J. Acad. Nutr. Diet. 2013, 113,  276-281
[30] Whitehouse, A.J.O., Holt, B.J., Serralha, M., et al.: Maternal Serum Vitamin D Levels During Pregnancy and Offspring Neurocognitive Development. Pediatrics. 2012, 129, 485–493.

A redox-homeosztázisban szerepet játszó természetes eredetű bioaktív kismolekulák májbetegségekben

A redox-homeosztázisban szerepet játszó természetes eredetű bioaktív molekulák májbetegségekben

 

(Kleiner Dénes1; Urbanics Rudolf2; Dézsi László2; Horváth Csilla3; Hegedűs Viktor1; Sárdi Éva4; Blázovics Anna1)

 

 

1) Semmelweis Egyetem, Farmakognoziai Intézet, 1085 Budapest, Üllői út 26.
2) Semmelweis Egyetem, Nanomedicina Kutató és Oktató Központ, 1089 Budapest, Nagyvárad tér 4. Fsz.: 18/A
3) GPS Powder Kft., 1214 Budapest, Orion u. 14.
4) Budapesti Corvinus Egyetem, Genetika és Növénynemesítés Tanszék, 1118. Budapest, Villányi út 29-43.

 

Összefoglaló

A redox-homeosztázis a szabadgyökös folyamatok és az antioxidáns védekező rendszer egyensúlyának tekinthető. Az antioxidáns túlsúly úgyanúgy káros, mint az extenzív szabadgyök-képződés. A redox-rendszerben a táplálék eredetű kismolekulák, pl. polifenolok, quaterner-N-származékok létfontosságúak, de hatásmechanizmusuk a széleskörű kutatás ellenére sem kellően ismert. A pro- és antioxidánsok mellett a transzemtilezés fontos szereppel bír a szervezetben. A transzmetilezés formaldehiden (HCHO) keresztül történik. Vizsgáltuk ezért a redox-homeosztázist, az azzal szoros kapcsolatban álló transzmetilezéstalimentáris és alkoholos zsírmájban, illetve növényi eredetű élelmiszereket, és egy étrend-kiegészítő hatását a zsírmáj regressziójára. Tanulmányoztuk shortterm patkánykísérletben a zsírdús táp (normál táp+10% napraforgóolaj; 2% koleszterin; 0,5% kólsav), valamint a polifenolban, karotinban és betainban gazdag étrend-kiegészítő, illetve longterm kísérletben az alkohol (20V/V% etanol) májra kifejtett hatását. A transzmetilációs kapacitást (TMK) Gersbeck, a H-donor aktivitást Hatano, a szabad SH-szintetEllman, a polifenol- és antocianin-tartalmat a Ph.Hg.VIII. szerint mértük. A zsírdús táp és az alkohol a kísérlet során nem befolyásolta szignifikánsan a H-donor aktivitást az emelkedett NADH- és NADPH-szintek miatt. A szabad SH-szint csökkenése jelentősebben, a TMK mindkét esetben szignifikánsan csökkent. A növényi minták H-donor aktivitása a polifenol- és antocianin-tartalommal arányos. Az étrend-kiegészítő jótékonyan hatott a redox-homeosztázisra és a transzmetilálásra. Az eredmények rámutatnak az alkoholos és alimentáris eredetű zsírmájban a romló redox-homeosztázisra és TMKra, mely felhívja a figyelmet a helyes táplálkozásra.

A rákos betegségekről

A rákos betegségekről

Dr. Nagy Anna Mária

 

A rákos betegségek számának növekedését világszintű statisztikai adatok igazolják. Lehetnek eltérések az egyes országok felméréseiben, de a növekedési tendencia egyértelműen kimutatható.

Ennek okairól jelentősen megoszlanak a szakvélemények, annál is inkább, mivel a tudományos álláspont szerint a rosszindulatú daganatos megbetegedések kialakulásának számos oka lehet, azaz multifaktoriális kórképról van szó. Ez azt is jelenti, hogy több különböző tényező együttes fennállása szükséges ahhoz, hogy a rák kifejlődjön. Közismert, hogy minden szervezetben minden percben keletkeznek daganatos sejtek, de amíg az immunrendszerünk ezeket észleli és „kijavítja”, addig nem fejlődik ki szervi szinten a rák. Az, hogy egy adott időben mi változik meg, ami miatt már nem képes az immunrendszer felismerni és elpusztítani a keletkező tumoros sejteket, sok különböző tényezőre vezethető vissza, mint pl.:

    • onkogén (=daganat keltő)vírusok, amelyek képesek az élő sejt DNS állományába beépülni ezáltal a sejt eredeti genetikai állománya úgy módosul, hogy a mutáns sejt osztódása kontroll nélkül megnő. Ilyen onkovírusok pl. a Humán Papillomavírus (HPV), amelynek bizonyos altípusai méhnyak rákot okozhat (más altípusai condylomát).
    • Helyi keringés zavar hatására fellépőkialakuló lokális oxigén koncentráció csökkenés és az anyagcsere termékek felszaporodása révén következményesen lokális acidózis (PH- csökkenés), azaz helyi elsavasodás.
    • A civilizációs betegségek során elterjedt egészségtelen táplálkozási formák is nagyon hajlamosíthatnak a szervezet elsavasodására. Emellett az is fontos tényező, hogy a megfelelő mennyiségi táplálkozás ellenére nagyon gyakori a „sejten belüli minőségi éhezés”, azaz bizonyos létfontosságú anyagok (vitaminok, ásványi anyagok, nyomelemek, esszenciális aminosavak, stb) hiányoznak a szervezetből, ezáltal sem a szervek, sem a – daganat sejteket felismerő és kiiktató – immunrendszer nem tud megfelelően működni. Ezért a teljes értékű táplálkozás, szükség esetén a megfelelő táplálék kiegészítők bevitele segíthet a daganatos betegségekkel szembeni védekezésben. A zöldségek és gyümölcsök zömmel lúgosítanak,így érthető, hogy bizonyos léböjtkúrák is hatásosak lehetnek rákos betegségekben.
    • A civilizációs ártalmak leginkább a szervezetünkbe került toxikus (szerves-szervetlen) vegyi anyagok, nehézfémek, gyógyszermaradványok stb. bejutásával terhelik le az immunrendszerünket, amelyek „testidegen” anyagként elárasztják a szervezetet, ezért az immunrendszer felismerő „figyelmi kapacitása” nagyon sokfelé szóródik szét, ezért „nem marad eléggé éber észlelése” a – szinte folyamatosan keletkező – daganatos sejtek felismerésére és még időben történő elpusztítására.
    • Az idült gyulladásos gócos kórképekben is hasonló a helyzet: az immunrendszer nem tudja felvenni kellő erővel a harcot az adott szervet megtámadó kórokozókkal szemben, mert erői – a szervezet egésze szintjén – nem egységesek, mivel számtalan egyéb helyen számtalan testidegen toxin felismerésével és eltávolításával van elfoglalva. Közismert tény, hogy a rákos betegségek gyakran az évekig fennálló krónikus gyulladásos helyeken (szervekben) alakulnak ki.
    • A szervezetet károsító toxinok közül kiemelt kutatási figyelmet kaptak a szabad gyökök. Ezek igen erős reakció képességgel rendelkező molekulák, amelyek a sejteken belül igen gyorsan eredményeznek fizikai-kémiai károsodásokat, ezáltal károsodik a sejt funkciója (túlműködés vagy alulműködés). Amennyiben a szabadgyökök a sejt DNS állományát is károsítják, akkor a mutáns sejt korlátlan osztódása részén a szerv daganatossá válhat. A szabad gyökök lekötésére, semlegesítésére a szervezet is kifejlesztette a belső védekezési rendszerét, (pl. szuperoxid dizmutáz enzim), de emellett bizonyos antioxidánsokkal -pl vitaminok ( A,C, E), nyomelemek (pl. szelén) és a növények színét adó flavonoidok rendszeres bevitelével – is segíthetjük a szervezetet a sejten belüli „méregtelenítésben” azaz a szabad gyökök elleni küzdelmében.
    • Mindannyian tudjuk, hogy a legtöbb ember, aki a fejlett civilizációs társadalmakban él, nem, vagy nehezen tudja kikerülni a fenti ártalmakat és ennek ellenére sem lesz rákos. Miért? A pszichológiai kutatások igazolták, hogy a rákos betegség „kirobbanásának”, kifejlődésének a hátterében túlnyomó részben egyfajta hirtelen jellegű, nagyon intenzív, szinte feldolgozhatatlan, „sokk-szerű” lelki-mentális háttér áll. Ezek legtöbbször mély érzelmi sérelmek, amelyeknek a feloldása, megbocsájtása szinte lehetetlen feladatnak tűnik, ezért egyfajta – tudat alatti döntésként meghozott – „legális öngyilkosságba” menekül a páciens. Amikor orvosilag diagnosztizálják a daganatot, akkor eszmél fel a beteg, hogy valójában mégsem szeretne meghalni. Közismert, hogy a daganatellenes terápiák sikerességének egyik alappillére a páciens „élni akarása”, azaz milyen mértékben képes tudatosan és a tudat alattijában egyaránt „átírni” a korábban (nem tudatosan) meghozott élet ellenes döntésének a „kódját”, az egészséges „élet-igenlés” javára.

Megjelent: 2013.09.26.

A meggyek antioxidáns anyagai

A meggyek antioxidáns anyagai

 

 

Amerikában a meggykutatások a már régóta termesztésben lévő Montmorency fajtára, és az 1984 óta honosított és termesztésbe vont – „Balaton” névre keresztelt − Újfehértói fürtös fajtára terjednek ki. Kutatásaik szerint a meggy eddig ismert 17 komponense antioxidáns kelléktár, ami segít például a rák és a szívbetegségek leküzdésében, valamint az ízületi gyulladás és a fejfájás ellen is hat (Muraleedharan, 2002). A meggyben lévő antocianinok a COX enzimek és a vastagbélrák növekedésének gátlásában vesznek részt, emellett az artériák falát is védik a különféle sérülésektől. Russel Reiter (2002) szerint – aki ismert amerikai hormonkutató − fontos antioxidáns vegyület a meggyben a melatonin – mely az agyunkban lévő tobozmirigy által termelt hormon −, ugyanis testünk zsíros, és vizes közegében is képes hatni a szabad gyökök károsító hatása ellen. A Texasi Egyetem Egészségkutató Centrumában folytatott kutatás során a Montmorency meggy 1 grammjában több melatonint mértek (13,5 nanogramm), mint amennyi természetes körülmények között az emberi vérben jelen van (Reiter, 2002). Raymond Hohl − aki az Iowai Egyetem kutatója − megállapította, hogy a meggy perillyl alkoholt (POH) is tartalmaz, amiről azt állította, hogy a rák minden fajtája ellen hatásosnak bizonyulhat. A POH megfosztja a ráksejteket azoktól a proteinektől, amik szükségesek növekedésükhöz. Állatkísérletekben tesztelték a POH hatását a mell és prosztata karcinogének ellen, s a kísérletből kiderült, hogy a POH a mellrák kockázatát 81%-kal, míg az előrehaladott stádiumban lévő mellrákét 75%-kal csökkentette (Hohl, 2002).

Az amerikai fogyasztók a Cherry Marketing Institute jóvoltából ismerik a meggyek egészségre gyakorolt hatását, így mára már számos középkorú és idősebb fogyasztó inkább meggyet, és a belőle készült 100%-os meggy juice-t fogyaszt, minthogy különféle gyógyszereket (Anonymous, 2002). Az USA-beli Amway Corporation 2000-ben 2 millió USD-t költött a Balaton meggy beltartalmi és technológiai vizsgálataira, klinikai kísérleteire, hatóanyagainak kivonására, felhasználására, értékesítésére és reklámozására (Holczer, 2001), és ismereteink szerint 6 szabadalmat jegyeztek be.

 

Meggyfajták gyümölcseinek antibakteriális hatása

Korábbi kutatási eredmények a különböző növényfajok antibakteriális hatását a biológiailag aktív összetevők jelenlétével kapcsolták össze (Falleh et al., 2008). HPLC- és spektrofotometriás mérési eredményeink alapján a meggy ígéretesnek tűnt magas antocianin- és polifenoltartalma révén. Kutatómunkánk az első, amely a meggy gyümölcs emberi nyál baktérium flórájára tett jótékony hatásának vizsgálatára irányult. Eredményeink ellentétben állnak más gyümölcsfajok antibakteriális hatását vizsgáló kutatócsoportok eredményeivel. Nzeako és Al Hasmi (2006) arról számol be, hogy a fekete ribiszke, málna, mangó, ananász, guava és vegyes gyümölcsök levei nem hatásosak a Pseudomonas aeruginosa-val szemben. Továbbá Lee és munkatársai (2003) azt tapasztalták, hogy a zöldségek és gyümölcsök levei semmilyen gátló hatást nem gyakorolnak a Klebsiella pneumoniae ssp. pneumoniae baktériumfajra. Kutatómunkánk eredményei bizonyítják, hogy a vizsgált magyar meggyfajták levei képesek elpusztítani a humán szervezetre igen káros, az antibiotikumoknak ellenálló P. aeruginosa és a K. p. pneumoniae baktériumfajt. Bizonyítottuk, hogy a meggylevek baktériumölő hatását az extrém fizikai hatások sem befolyásolják, mivel forralás és fagyasztás után is hatásosak voltak. Rámutattunk arra, hogy az érési állapot, a gyümölcsökben lévő biológiailag aktív anyagok koncentrációja, valamint az antibakteriális hatás szoros összefüggésben van. Eredményeink bizonyítják a meggy gyümölcsök jelentős baktériumölő hatását, és a fajták közötti különbségeket. A vizsgált meggyek – jelentős antibakteriális hatásuknak köszönhetően – kiemelt szerepet kaphatnak a szájhigiénében. A meggyfajták biológiailag aktív hatóanyagai számos opportunista baktériummal szemben hatásosak, míg a jótékony Lactobacillus spp. fajokra hatástalannak bizonyultak, ezért tejtermékek (pl. joghurtok) előállításánál kiemelt szerepük lehet. A meggyek baktérium-gátló anyagai forralás és fagyasztás után is hatásosak, mely hatás nem a természetes savtartalmuknak tulajdonítható, ezért különböző feldolgozóipari eljárások után is hatásosak maradhatnak.

A meggy tízszer hatékonyabban enyhíti a fejfájást, mint az aszpirin

A meggy tízszer hatékonyabban enyhíti a fejfájást, mint az aszpirin

 

Török Eszter

 

A meggy őshazája a Kaukázus vidéke és Kis-Ázsia. Sokáig mostohagyereknek számított a cseresznye mellett. Termesztése a XVI. században lendült fel. A meggy a magyarság egyik első gyümölcse volt, amit „savanyú cseresznyének” hívtak. Számos jótékony élettani hatással rendelkezik.

 

Antioxidánsokban gazdag

A meggy természetes, egészséges antioxidánsokban gazdag. Az antioxidánsok megvédik a szervezetünket a sejteket romboló szabad gyököktől. A meggy (hasonlóan más gyümölcsökhöz: málnához, szilvához, stb.) a méreganyagokkal szemben is sejtvédő hatású. A massachusetss-i Brunswick Laboratories mérései alapján a meggy ORAC értéke (oxigéngyök elnyelő kapacitása) meghaladja még a fekete áfonyáét is, ami az egyik legjobb ORAC értékkel rendelkezik a gyümölcsök között. A meggyel népszerűbb testvére, a cseresznye sem veheti fel a versenyt, ami mindössze negyedannyi antioxidáns hatással bír.

 

Melatonint tartalmaz, ami segít az álmatlanságban és lassítja az öregedést

A melatonin egy hormon, ami az alvás szabályozásáért felelős, másrészről antioxidáns hatású, és az emberi szervezet számára az agy tobozmirigye termeli. Emellett azonban a táplálkozással is bevihető, amire a meggy kiválóan alkalmas. A Texasi Egyetemen folyó vizsgálatok során kimutatták a meggy jótékony hatását az éjszakai alvásra és a nappali ébrenlétre. A kutatás vezetője, Russel J. Reiter javasolja, hogy nagyobb távolságra történő utazás előtt és a megérkezést követő három napban fogyasszunk meggyet, hogy könnyebben hozzászokjon a szervezet az időzónaváltáshoz. Dr. Reiter a melatonin gyulladáscsökkentő és öregedést gátló hatásairól is beszámol.

 

A túlsúly, a cukorbetegség, a rák és más betegségek megelőzésében is segít

A meggy rendszeres fogyasztása segít a koleszterin- és a trigliceridszint szabályozásában és az elhízás megelőzésében. A Michigan Egyetemen végzett vizsgálatokban a zsíros étrenden tartott, de meggyporral is etetett patkányok esetében nem tapasztaltak számottevő súlygyarapodást, vagy szív-érrendszeri megbetegedést. A vastagbélrák kockázatának csökkenése is kimutatható meggyevő egerek esetében. Vércukorszint szabályozó hatása miatt pedig cukorbetegségben is ajánlott a fogyasztása. Az amerikai kutatás szerint 4 héten keresztül napi 2,5 dl meggylé elfogyasztása jelentősen csökkentette a gyulladási folyamatokat és a szívbetegségeket előrejelző markerek koncentrációját a vizsgált tíz elhízott felnőtt esetében.

Napi 20 szem nyers meggy fogyasztása megakadályozza az artériás erek belső falain történő káros lerakódásokat. A meggyben lévő antioxidánsok segítik megőrizni a vénák falának rugalmasságát, ezáltal elkerülni a visszérbetegségeket.

 

Természetes fájdalomcsillapító

A meggy gazdag az antociánoknak nevezett fitokemikáliákban. Ezek a növényi eredetű vegyületek gyulladáscsökkentő hatásúak, különösen jótékonyak ízületi és kötőszöveti gyulladások esetén. A napi pár szem meggy vagy egy pohár meggylé elfogyasztása már három hónap után bizonyíthatóan enyhíti az ízületi megbetegedés okozta fájdalmakat, továbbá tízszer hatékonyabban enyhíti a fejfájást, mint az aszpirin, ráadásul a gyomrot is kíméli. Az American College of Sports Medicine 2009-es vizsgálatában a sportolás előtt meggylét fogyasztó hosszútávfutók kevesebb izomfájdalmat tapasztaltak.
Rost: A meggy nagyon magas rosttartalommal rendelkezik. 10 szem meggy körülbelül 1,4 g rostot tartalmaz, más szóval a napi ajánlott rostbevitel 10%-át fedezi. Rendszeres fogyasztása jótékony hatást fejt ki a bélmozgásra. Rosttartalmánál fogva csökkentheti a székrekedéssel járó panaszokat.

Kálium: 100 g friss meggy körülbelül 260 mg káliumot tartalmaz. A kálium pedig alapvető fontosságú a szív-érrendszer, a vesék és az izmok működéséhez.

 

Felhasználási lehetőségei:

Világviszonylatban elsősorban ipari gyümölcsnek tekintik. Így kivételesnek tekinthető a meggy friss fogyasztása, ami a közép-európai országokban, így hazánkban is gyakori. Annak ellenére, hogy a hazai fogyasztók nagy része ismeri és kedveli, fogyasztása még mindig nem terjedt el a jelentőségének megfelelő mértékben. A friss meggyfogyasztás szélesebb körű elterjesztése azért is fontos lenne hazánk számára, mert úgy érvényesülni tudna, hogy a magyar fajták beltartalmi értéke kedvezőbb a többi ország fajtáihoz viszonyítva.

A karotinoidok szerepe daganatos és szembetegségek megelőzésében

A karotinoidok szerepe a daganatos és szembetegségek megelőzésében

Molnár Péter
PTE ÁOK GYTSZ Farmakognóziai Tanszék, Pécs

 

A zöldségfélékben és gyümölcsökben gazdag étrend csökkenti a különböző rákos és szembetegségek kockázatát. E hatásokért a növényekben előforduló karotinoidok is felelősek. A β-karotin és néhány más, szubsztituálatlan β-jonon gyűrűt tartalmazó karotinoid az A-vitamin prekurzora. Közülük a β-karotin A-provitamin-aktivitása a legnagyobb, így korábban főként e vegyület hatásait vizsgálták. Bizonyították, hogy a daganatos, valamint a szembetegségek elleni hatás és az A-provitamin-hatás függetlenek egymástól.

A természetben előforduló ~700 ismert szerkezetű karotinoid közül csak ~40 van jelen táplálékainkban. Emésztőrendszerünk szelektíven veszi fel az egyes karotinoidokat, ezért a humán plazmában és a szövetekben 20-nál kevesebb karotinoid, valamint néhány metabolitjuk mutatható ki. Az α-karotin nagyobb antitumor-aktivitást mutat, mint a β-karotin. Az újabb vizsgálatok szerint a lutein, a likopin, a β-kriptoxantin, a zeaxantin és a fukoxantin, sőt a kapszantin és a kapszorubin is ígéretes rákmegelőző hatással rendelkeznek.

Több karotinoid együtt történő adagolásakor a daganatellenes hatás erősebb, mint akkor, ha azokat csak egyenként alkalmazzák. Egy fontos szembetegség, az időskori makula-degeneráció (AMD = Age Related Macular Degeneration) megelőzésében elsősorban a lutein és a zeaxantin játszanak fontos szerepet.

 

Bevezetés

A karotinoidok az izoprénvázas vegyületek, a tetraterpének családjába tartozó, zsírban és zsíroldó szerekben oldódó természetes színezékek. Bioszintézisükre elsősorban a magasabbrendű növények, továbbá néhány baktérium és alga szervezete képes, az állati és az emberi szervezet nem, így felvételük a táplálékkal történik [1]. A bioszintézis során évente képződő mennyiségük 100 millió tonnára becsülhető [2]. Napjainkban már több mint 700 természetes eredetű karotinoid szerkezetét ismerjük, közülük azonban csupán mintegy 25 fordul elő az emberi vérszérumban és a többi szövetben [3]. Epidemiológiai vizsgálatok eredményei bizonyítják, hogy a karotinoidokban gazdag zöldségfélék és gyümölcsök fogyasztása előnyös, mert a karotinoidok számos betegség, pl. különböző rák- és szembetegségek kialakulásának kockázatát csökkentik [4] [5][7].

Fontosabb karotinoidok

β-karotin
β-karotin

 

likopin
likopin

 

lutein (3,3’-dihidroxi-α-karotin)
lutein (3,3’-dihidroxi-α-karotin)

 

zeaxantin (3,3’-dihidroxi-β-karotin)
zeaxantin (3,3’-dihidroxi-β-karotin)

 

 

Előfordulásuk

β-karotin: sárgarépa, zöldségfélék, gyümölcsök (brokkoli, zöldborsó, sütőtök, papaya, mangó, kajszi- és őszibarack); likopin: paradicsom, görögdinnye; lutein: zöldségfélék, gyümölcsök, tojás sárgája; zeaxantin: kukorica, Physalis fajok (pl. Physalis alkekengi) termése, Lycium halimifolium termése. Ez utóbbi termés összkarotinoid tartalma 0,06-0,12 %, mely karotinoidjainak zeaxantin-tartalma >90%.

A β-karotin metabolizmusa

A β-karotin a poliénlánc centrális jellegű oxidatív hasadása (β-karotin-dioxigenáz) során A-vitamin-aldehiddé (retinallá), majd redukció révén az élő szervezetben A-vitaminná (retinollá) alakul. A 11-cisz retinal és annak a megfelelő össz-transz retinallá történő izomerizációja jelentős szerepet játszik a látás élettanában [1] [4] [5].

Antioxidáns- és prooxidáns-aktivitás

A karotinoidok megakadályozzák a lipidek oxidációját és antioxidáns hatást fejtenek ki a plazmában. Kioltják, inaktiválják a gerjesztett állapotú, szinglet oxigént. Antioxidáns hatást fejtenek ki a liposzómákban. Védőhatást fejtenek ki fotooxidációs és gyökök által iniciált peroxidációs folyamatokkal szemben [5].

Karotinoidok reakciói gyökökkel

A karotinoidok a különféle gyökökkel háromféle lehetséges mechanizmus szerint reagálnak:

(1) Gyökök addíciója karotinoidokra:

CAR + R• → R-CAR•;

(2) Gyökökre történő elektronátvitel:

CAR + R• → CAR+• + R

(3) Allil-típusú (helyzetű) hidrogénelvonás:

CAR + R• → CAR• + RH

A lipid-peroxil-gyökök (ROO•) a poliénlánc bármelyik szénatomjára addícionálódhatnak, ekkor stabil, szénatomon centrált gyökök (ROO-CAR•) képződnek:

ROO• + CAR → ROO-CAR•

E gyökök megbolygatják a lipid-peroxidáció kezdő lépését, magyarázva a karotinoidok oldatban történő antioxidáns hatásának sokféle lehetőségét.

A karotinoidok szerepe a biológiai membránok felépítésében

A karotinoidok képesek beépülni a biológiai membránokba, mivel molekulájuk mérete szinte azonos a kettős rétegű membránok méretével. Az össz-transz karotinoidok stabilizáló hatást fejtenek ki a membránokra, képesek elektronok felvételére és leadására egyaránt. Ioncsatorna-blokkoló hatást fejtenek ki, amely lehetővé teszi, hogy terápiás szerekként nyerjenek alkalmazást kardiovaszkuláris betegségek, oxidatív stressz, gyulladásos folyamatok és daganatos betegségek megakadályozásában. A karotinoidok cisz-izomerjei is beépülhetnek a biológiai membránokba, biztosítva a membránok flexibilitását [6].

 

A karotinoidok és a rák

Számos humán epidemiológiai vizsgálat eredménye arra utal, hogy karotinoid-tartalmú zöldségfélék és gyümölcsök rendszeres fogyasztásakor bizonyos rákbetegségek, elsősorban a tüdő- és gyomorrák kockázata csökken. A rákmegelőző hatás a már említett mechanizmusokkal magyarázható. Hatást gyakorolnak a sejtosztódásra; antioxidáns funkciójuk következtében megelőzhetik a sejtekben levő DNS- és más molekulák, szabad-gyökök által indukált károsodását [5-7].

A β-karotin és a likopin rákmegelőző hatása

A vonatkozó vizsgálatok több mint 70%-a megerősítette, hogy a β-karotin csökkenti a mell- és a tüdőrák kockázatát [7]. Likopin-gazdag étrend (nagyobb mennyiségű paradicsom, sűrített paradicsom fogyasztása) esetén csökken a nyelőcső-, máj-, tüdő-, bőr-, gyomor-, vastagbél-, prosztata- és hasnyálmirigyrák kockázata. A likopin pontos hatásmechanizmusa még tisztázásra vár [7].

Az α-karotin és a lutein rákmegelőző hatása

Állatkísérletek eredményei igazolták, hogy az α-karotin a β-karotinnál erősebb hatást mutatott bőr-, tüdő-, máj- és vastagbéldaganatok megelőzésben. [7]. A lutein jelentősen csökkenti a tüdő- a bőr- és a vastagbélrák kockázatát, ha α- és β-karotinnal együtt alkalmazzák [7].

A β-kriptoxantin (3-hidroxi-β-karotin) a zeaxantin és a fukoxantin rákmegelőző hatása

A β-kriptoxantin jelentősen csökkenti az Epstein-Barr virus által okozott egészségkárosodások lehetőségét. Állatkísérletekben jelentős tumorellenes aktivitást mutatott a bőrrákkal szemben és jelentősen (~30%-kal) csökkentette a tüdő- és vastagbélrák kockázatát. Humán epidemiológiai vizsgálatok eredményei szerint jelentős szerepet játszik a vastagbél-, a tüdő-, a méhnyak-, a hólyag- és a nyelőcsőrák megelőzésében [7]. Bizonyították, hogy a karotinoid-szénhidrogének (α-karotin, β-karotin, likopin) keverékének adagolása jelentősen csökkentette a Hepatitis C vírussal indukált májzsugorodás következtében kialakuló daganatképződést [7]. Állatkísérletekben a zeaxantin ~20%-kal csökkentette a bőrrák, ~70%-kal a tüdőrák és 90-93%-kal a májrák kockázatát. A fukoxantin (hidroxi-, epoxi-, keto- és acetilcsoportot, ill. allénkötést tartalmazó bonyolult szerkezetű karotinoid) alkalmazása szinte teljesen megszüntette a bőrrákot, csökkentette a nyombél-, a vastagbél- és a májrák kialakulásának valószínűségét [7].

 

Egyéb karotinoidok rákmegelőző hatása

A daganatos betegségek megelőzésében az asztaxantin (3,3’-dihidroxi-4,4’-diketo-β-karotin), a neoxantin (OH-csoportokat, és allénkötést tartalmazó karotinoid-epoxid), a piros paprika fő karotinoidjai: a kapszantin és a kapszorubin (κ-végcsoportot is tartalmaznak), valamint a sáfrány jellemző karotinoidja, a krocetin (karotinoid-dikarbonsav) is ígéretes vegyületeknek bizonyultak [7].

A karotinoidok és a szembetegségek

A lutein és a zeaxantin védőhatást fejtenek ki bizonyos szembetegségek esetén. A retinában és a szemlencsében kizárólag a lutein és a zeaxantin, valamint metabolitjaik fordulnak elő [5].

 

Az időskori makula-degeneráció (Age-related Macular Degeneration; AMD) és a hályog

A lutein és a zeaxantin a retinában a sárga folton (macula lutea) koncentrálódnak; környezete (fovea) felelős a látásélességért és a legtöbb fotoreceptort tartalmazza. A retina és környezete fény által iniciált károsodását megelőzendő a lutein és a zeaxantin védelmet nyújtanak az időskori makula-degenerációval szemben. A károsodás következtében szabadgyökök képződnek, amelyek a membrán lipidjeinek peroxidációját eredményezik. E szabadgyököket képesek hatástalanítani a karotinoidok, mint antioxidánsok. A karotinoidokban gazdag étrend e színanyagoknak a retinában történő felhalmozódásához vezet, amely a degeneráció elleni védelmet szolgálja. A lutein és a zeaxantin védőhatását kétféleképpen magyarázzák. Az egyik hipotézis szerint a színanyagok megszűrik, abszorbeálják a fotoreceptorokat legjobban károsító kék fényt. A másik hipotézis alapja az a tény, hogy antioxidánsként gyengítik a szövetekben fellépő oxidatív sressz-hatásokat [5].

Az emberi szemlencsében is a lutein és a zeaxantin jelenléte mutatható ki, bevitelük jelentős szerepet játszik a hályog megelőzésében is [5].

 

Irodalom

[1] Bruckner, Gy.: Isoprenvázas vegyületek: Terpenoidok és carotinoidok; 47. Carotinoidok, In: Szerves kémia II – 2 kötet, Szerk.: Császár János, Tankönyvkiadó, Budapest, 1981, 1416-1464.
[2] Britton, G., Liaaen-Jensen, S., Pfander H.: Carotenoids Today and Challenges for the Future, In: Carotenoids Vol. 1A: Isolation and Analysis, Eds.: Britton, G., Liaaen-Jensen, S., Pfander, H. Birkhäuser Verlag, Basel – Boston – Berlin, 1995, 13-26.
[3] Britton, G., Liaaen-Jensen, S., Pfander, H.: Carotenoids Handbook, Birkhäuser Verlag, Basel – Boston – Berlin, 2004.
[4] Britton, G., Liaaen-Jensen, S., Pfander, H.: Carotenoids Vol. 5: Nutrition and Health, Birkhäuser Verlag, Basel – Boston – Berlin, 2009.
[5] Krinsky, N. I., Johnson, E. J.: Carotenoid actions and their relation to health and disease. Mol. Asp. Med., 2005, 26, 459-516.
[6] Pashkow, F. J., Watumull, D. G., Campbell, C. L.: Astaxanthin: A Novel Potential Treatment for Oxidative Stress and Inflammation in Cardiovascular Disease. Am. J. Cardiol. 2008, 101[suppl.], 58D-68D.
[7] Nishino, H., Murakoshi, M., Tokuda, H., Satomi, Y.: Cancer prevention by carotenoids. Arch. Biochem. Biophys. 2009, 483, 165-168.

error: A tartalom szerzői jogi védelem alatt áll!
hu_HUHungarian