stringtranslate.com

Антинутриент

Фитиновая кислота ( депротонированный фитат- анион на рисунке) является антинутриентом, который препятствует усвоению минералов из рациона.

Антинутриенты — это натуральные или синтетические соединения, которые мешают усвоению питательных веществ . [1] Исследования в области питания сосредоточены на антинутриентах, которые обычно встречаются в пищевых продуктах и ​​напитках. Антинутриенты могут принимать форму лекарств, химических веществ, которые естественным образом встречаются в пищевых продуктах, белков или чрезмерного потребления самих питательных веществ. Антинутриенты могут действовать, связываясь с витаминами и минералами, предотвращая их усвоение или ингибируя ферменты.

На протяжении всей истории люди вывели культуры, снижающие содержание антинутриентов, а также разработали методы приготовления пищи, позволяющие удалить их из сырых пищевых материалов и повысить биодоступность питательных веществ , особенно в таких основных продуктах питания, как маниока .

Механизмы

Предотвращение поглощения минералов

Фитиновая кислота имеет сильное связывающее сродство к минералам, таким как кальций , магний , железо , медь и цинк . Это приводит к осаждению, что делает минералы недоступными для всасывания в кишечнике . [2] [3] Фитиновые кислоты распространены в шелухе орехов, семян и зерен и имеют большое значение в сельском хозяйстве , питании животных и в эвтрофикации из-за хелатирования минералов и связанных фосфатов, выделяемых в окружающую среду. Без необходимости использования измельчения для снижения фитата (включая питательные вещества), [4] количество фитиновой кислоты обычно снижается в кормах для животных путем добавления к ним фитаз типа гистидин-кислого фосфата . [5]

Щавелевая кислота и оксалаты присутствуют во многих растениях и в значительных количествах, особенно в ревене , чае , шпинате , петрушке и портулаке . Оксалаты связываются с кальцием , магнием и железом , предотвращая их усвоение в организме человека. [6]

Глюкозинолаты предотвращают поглощение йода , влияя на функцию щитовидной железы и, таким образом, считаются гойтрогенами . Они содержатся в таких растениях, как брокколи , брюссельская капуста , белокочанная капуста , горчица , редис и цветная капуста . [6]

Ингибирование ферментов

Ингибиторы протеазы — это вещества, которые подавляют действие трипсина , пепсина и других протеаз в кишечнике, предотвращая переваривание и последующее всасывание белка. Например, ингибитор трипсина Боумана-Бирка содержится в соевых бобах. [7] Некоторые ингибиторы трипсина и лектины содержатся в бобовых и мешают пищеварению. [8]

Ингибиторы липазы мешают ферментам, таким как человеческая панкреатическая липаза , которые катализируют гидролиз некоторых липидов , включая жиры. Например, препарат против ожирения орлистат заставляет часть жира проходить через пищеварительный тракт непереваренными. [9]

Ингибиторы амилазы предотвращают действие ферментов, которые разрывают гликозидные связи крахмалов и других сложных углеводов , предотвращая высвобождение простых сахаров и их усвоение организмом. Как и ингибиторы липазы, они использовались в качестве диетической помощи и средства для лечения ожирения. Они присутствуют во многих видах бобов; коммерчески доступные ингибиторы амилазы извлекаются из белой фасоли . [10]

Гипоглицин А , содержащийся в личи и плодах аки , блокирует метаболизм жирных кислот, в результате чего организм использует запасы гликогена для получения энергии, что может вызвать гипогликемию , если эти фрукты употреблять в больших количествах или в качестве единственного рациона.

Коприн, содержащийся в некоторых съедобных грибах, например, в обыкновенном чернильном грибе , ингибирует альдегиддегидрогеназу , которая является частью системы пищеварения алкоголя. Это может привести к накоплению токсичного ацетальдегида . Поэтому грибы, содержащие коприн, никогда не следует употреблять вместе с алкогольными напитками.

Другой

Избыточное потребление необходимых питательных веществ также может привести к тому, что они будут оказывать антипитательное действие. Избыточное потребление пищевых волокон может сократить время транзита через кишечник до такой степени, что другие питательные вещества не смогут быть усвоены. Однако этот эффект часто не наблюдается на практике, и уменьшение усвоения минералов можно отнести в основном к фитиновым кислотам в волокнистой пище. [11] [12] Продукты с высоким содержанием кальция, потребляемые одновременно с продуктами, содержащими железо, могут снизить усвоение железа через неясный механизм, включающий транспортный белок железа h DMT1 , который кальций может ингибировать. [13]

Авидин — это антинутриент, который в активной форме содержится в сырых яичных белках . Он очень прочно связывается с биотином ( витамином B7 ) [14] и может вызывать дефицит B7 у животных [15] и, в крайних случаях, у людей. [16]

Широко распространенная форма антинутриентов, флавоноиды , представляют собой группу полифенольных соединений, включающих танины . [17] Эти соединения хелатируют металлы, такие как железо и цинк, и снижают усвоение этих питательных веществ, [18] а также они ингибируют пищеварительные ферменты и могут также осаждаться белки. [19]

Сапонины в растениях могут действовать как антифиданты [20] [21] и могут быть классифицированы как антипитательные вещества. [22]

Возникновение и удаление

Антинутриенты в той или иной степени присутствуют почти во всех продуктах питания по разным причинам. Однако их уровень снижен в современных культурах, вероятно, в результате процесса одомашнивания . [23] В настоящее время существует возможность полностью устранить антинутриенты с помощью генной инженерии ; но, поскольку эти соединения также могут иметь полезные эффекты, такие генетические модификации могут сделать продукты питания более питательными, но не улучшить здоровье людей. [24]

Многие традиционные методы приготовления пищи, такие как проращивание , варка , ферментация и соложение, повышают питательную ценность растительной пищи за счет снижения содержания определенных антинутриентов, таких как фитиновая кислота, полифенолы и щавелевая кислота. [25] Такие методы обработки широко используются в обществах, где злаки и бобовые составляют основную часть рациона. [26] [27] Важным примером такой обработки является ферментация маниоки для производства муки из маниоки: эта ферментация снижает уровень как токсинов , так и антинутриентов в клубнях. [28]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Каммак, Ричард; Этвуд, Тереза; Кэмпбелл, Питер; Пэриш, Говард; Смит, Энтони; Велла, Фрэнк; Стирлинг, Джон, ред. (2006). "Aa". Оксфордский словарь биохимии и молекулярной биологии. Каммак, Ричард (преподобный ред.). Оксфорд: Oxford University Press. стр. 47. doi :10.1093/acref/9780198529170.001.0001. ISBN 9780198529170. OCLC  65467611.
  2. ^ Ekholm P, Virkki L, Ylinen M, Johansson L (февраль 2003 г.). «Влияние фитиновой кислоты и некоторых природных хелатирующих агентов на растворимость минеральных элементов в овсяных отрубях». Пищевая химия . 80 (2): 165–70. doi :10.1016/S0308-8146(02)00249-2.
  3. ^ Cheryan M (1980). «Взаимодействие фитиновой кислоты в пищевых системах». Критические обзоры в области пищевой науки и питания . 13 (4): 297–335. doi :10.1080/10408398009527293. PMID  7002470.
  4. ^ Bohn L, Meyer AS, Rasmussen SK (март 2008 г.). «Фитат: влияние на окружающую среду и питание человека. Задача молекулярной селекции». Журнал Zhejiang University Science B . 9 (3): 165–91. doi :10.1631/jzus.B0710640. PMC 2266880 . PMID  18357620. 
  5. ^ Кумар В., Сингх Г., Верма АК., Агравал С. (2012). «Характеристика последовательностей гистидиновой кислой фитазы in silico». Enzyme Research . 2012 : 845465. doi : 10.1155/2012/845465 . PMC 3523131. PMID  23304454 . 
  6. ^ ab Dolan LC, Matulka RA, Burdock GA (сентябрь 2010 г.). "Естественно встречающиеся пищевые токсины". Toxins . 2 (9): 2289–332. doi : 10.3390/toxins2092289 . PMC 3153292 . PMID  22069686. 
  7. ^ Tan-Wilson AL, Chen JC, Duggan MC, Chapman C, Obach RS, Wilson KA (1987). "Соевые изоингибиторы трипсина Боумана-Бирка: классификация и отчет о классе ингибиторов трипсина, богатых глицином". J. Agric. Food Chem . 35 (6): 974. doi :10.1021/jf00078a028.
  8. ^ Gilani GS, Cockell KA, Sepehr E (май 2005 г.). «Влияние антипитательных факторов на усвояемость белка и доступность аминокислот в продуктах питания». Журнал AOAC International . 88 (3): 967–87. doi : 10.1093/jaoac/88.3.967 . PMID  16001874.
  9. ^ Хек AM, Яновски JA, Калис KA (март 2000). «Орлистат, новый ингибитор липазы для лечения ожирения». Фармакотерапия . 20 (3): 270–9. doi :10.1592/phco.20.4.270.34882. PMC 6145169. PMID  10730683 . 
  10. ^ Preuss HG (июнь 2009 г.). «Ингибитор амилазы бобов и другие блокаторы абсорбции углеводов: влияние на диабет и общее состояние здоровья». Журнал Американского колледжа питания . 28 (3): 266–76. doi :10.1080/07315724.2009.10719781. PMID  20150600. S2CID  20066629.
  11. ^ "Fiber". Институт Лайнуса Полинга . 2014-04-28. Архивировано из оригинала 2018-04-14 . Получено 2018-04-15 .
  12. ^ Coudray C, Demigné C, Rayssiguier Y (январь 2003 г.). «Влияние пищевых волокон на усвоение магния у животных и людей». Журнал питания . 133 (1): 1–4. doi : 10.1093/jn/133.1.1 . PMID  12514257.
  13. ^ Scheers N (март 2013 г.). «Регуляторные эффекты Cu, Zn и Ca на абсорбцию Fe: сложная игра между переносчиками питательных веществ». Питательные вещества . 5 (3): 957–70. doi : 10.3390/nu5030957 . PMC 3705329 . PMID  23519291. 
  14. ^ Miranda JM, Anton X, Redondo-Valbuena C, Roca-Saavedra P, Rodriguez JA, Lamas A, Franco CM, Cepeda A (январь 2015 г.). «Яйца и продукты на их основе: влияние на здоровье человека и использование в качестве функциональных продуктов». Nutrients . 7 (1): 706–29. doi : 10.3390/nu7010706 . PMC 4303863 . PMID  25608941. 
  15. ^ Пуассонье LA, Симпсон SJ, Дюссутур A (2014-11-13). "Наблюдения за "повреждением яичного белка" у муравьев". PLOS ONE . 9 (11): e112801. Bibcode : 2014PLoSO...9k2801P. doi : 10.1371/journal.pone.0112801 . PMC 4231089. PMID  25392989 . 
  16. ^ Baugh CM, Malone JH, Butterworth CE (февраль 1968). «Дефицит биотина у человека. История болезни дефицита биотина, вызванного потреблением сырых яиц у пациента с циррозом». Американский журнал клинического питания . 21 (2): 173–82. doi :10.1093/ajcn/21.2.173. PMID  5642891.
  17. ^ Beecher GR (октябрь 2003 г.). «Обзор диетических флавоноидов: номенклатура, встречаемость и потребление». Журнал питания . 133 (10): 3248S–3254S. doi : 10.1093/jn/133.10.3248S . PMID  14519822.
  18. ^ Карамач М (декабрь 2009 г.). «Хелирование Cu(II), Zn(II) и Fe(II) танинными компонентами избранных съедобных орехов». Международный журнал молекулярных наук . 10 (12): 5485–97. дои : 10.3390/ijms10125485 . ПМК 2802006 . ПМИД  20054482. 
  19. ^ Adamczyk B, Simon J, Kitunen V, Adamczyk S, Smolander A (октябрь 2017 г.). «Таннины и их сложное взаимодействие с различными органическими азотистыми соединениями и ферментами: старые парадигмы против последних достижений». ChemistryOpen . 6 (5): 610–614. doi :10.1002/open.201700113. PMC 5641916 . PMID  29046854. 
  20. ^ Moses T, Papadopoulou KK, Osbourn A (2014). «Метаболическое и функциональное разнообразие сапонинов, биосинтетических промежуточных продуктов и полусинтетических производных». Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology . 49 (6): 439–62. doi :10.3109/10409238.2014.953628. PMC 4266039. PMID  25286183 . 
  21. ^ Sparg SG, Light ME, van Staden J (октябрь 2004 г.). «Биологическая активность и распределение растительных сапонинов». Журнал этнофармакологии . 94 (2–3): 219–43. doi :10.1016/j.jep.2004.05.016. PMID  15325725.
  22. ^ Difo VH, Onyike E, Ameh DA, Njoku GC, Ndidi US (сентябрь 2015 г.). «Изменения в составе питательных и антипитательных веществ муки Vigna racemosa при открытой и контролируемой ферментации». Журнал пищевой науки и технологии . 52 (9): 6043–8. doi :10.1007/s13197-014-1637-7. PMC 4554638. PMID  26345026 . 
  23. ^ Проект GEO-PIE. "Растительные токсины и антинутриенты". Корнелльский университет . Архивировано из оригинала 12 июня 2008 г.
  24. ^ Welch RM, Graham RD (февраль 2004 г.). «Селекция микроэлементов в основных продовольственных культурах с точки зрения питания человека». Журнал экспериментальной ботаники . 55 (396): 353–64. doi : 10.1093/jxb/erh064 . PMID  14739261.
  25. ^ Hotz C, Gibson RS (апрель 2007 г.). «Традиционные методы обработки и приготовления пищи для повышения биодоступности микронутриентов в растительных диетах». Журнал питания . 137 (4): 1097–100. doi : 10.1093/jn/137.4.1097 . PMID  17374686.
  26. ^ Chavan JK, Kadam SS (1989). «Улучшение питания злаков путем ферментации». Critical Reviews in Food Science and Nutrition . 28 (5): 349–400. doi :10.1080/10408398909527507. PMID  2692608.
  27. ^ Филлипс РД (ноябрь 1993 г.). «Крахмалистые бобовые в питании, здоровье и культуре человека». Растительные продукты для питания человека . 44 (3): 195–211. doi :10.1007/BF01088314. PMID  8295859. S2CID  24735125.
  28. ^ Oboh G, Oladunmoye MK (2007). «Биохимические изменения в ферментированной микрогрибками муке маниоки, полученной из клубней маниоки с низким и средним содержанием цианида». Питание и здоровье . 18 (4): 355–67. doi :10.1177/026010600701800405. PMID  18087867. S2CID  25650282.

Дальнейшее чтение