Jsou popsány lignany, látky fenolového charakteru, s účinky vlákniny potravy. Pozornost je věnována chemismu, analytickým metodám, působení v organismu, obsahu v potravinách, jejich produkci vlivem střevních bakterií a dalším okruhům otázek.
Již více než 50 let patří vláknina mezi důležité a prospěšné výživové faktory. Vysoký obsah vlákniny ve stravě má významnou roli v předcházení chronických chorob jako je diabetes mellitus, kardiovaskulární choroby a některé typy karcinomů. Potravní vlákninu tvoří zbytky buněčných stěn rostlin, které jsou odolné vůči trávení, např. celulóza, hemicelulóza, lignin a polysacharidy pektinového typu.
Mnohaletý výzkum potvrdil ochrannou roli vlákniny potravy. Byla vyzkoušena úloha různých složek vlákniny potravy ve snaze pochopit mechanismus působení. Vláknina potravy ve vodě nerozpustná váže toxiny, zvyšuje objem stolice a snižuje potíže typu zácpy a nemocí trávicí trubice. Chemické složky nerozpustné vlákniny jsou tvořeny celulózou, ligninem a mnoha hemicelulózami z primárních a sekundárních buněk z rostlinných stěn. Celulóza je v buněčných stěnách chemicky vázaná na hemicelulózy a lignin. Tyto dva polymery mají významný vliv na strukturní pevnost a rezistentnost vůči enzymům a kyselinám. Proto se nerozpustná vláknina pomocí bakterií v tlustém střevu (tračníku) špatně fermentuje. Rozpustná vláknina, jako je pektin, β-glukany a některé hemicelulózy, se nachází v primárních buněčných stěnách a v prostoru mezi přiléhajícími buněčnými stěnami.
Rozpustná vláknina zvyšuje viskozitu gastrointestinální kapaliny, což zpomaluje trávení škrobu a transport glukózy. Je intenzivně fermentována bakteriemi v tlustém střevě. Rozpustná vláknina doplňuje výživu pro tračníkové bakterie, které produkují mastné kyseliny s krátkým řetězcem a mnoho dalších fysiologicky aktivních molekul.
Lignany se liší od ligninů
Nedávno byly izolovány některé minoritní sloučeniny související s vlákninou potravy a projevující důležité fyziologické efekty. Velký zájem vyvolaly lignany, skupina relativně jednoduchých difenolů, které svojí molekulární strukturou mohou připomínat ligniny. Syntéza lignanů se od syntézy ligninů liší v počáteční fázi vzniku fenylpropenolů, v prvé řadě koniferyl- a sinapyl- alkoholů. Nyní se ukazuje, že biosyntéza lignanů a ligninů jsou na sobě nezávislé po této počáteční fázi. Všechny lignany obsahují 2,3-dibenzylbutan jako základní prvek jejich struktury.
Funkce lignanů v rostlinách je chemická ochrana před působením hmyzu, mikroorganismů a dokonce i jako ochrana před působením jiných rostlin. Proto není překvapující, že lignany jsou součástí stěn rostlinných buněk, zejména jejich vnější vrstvy. Např. v obilném zrnu lignany jsou soustředěny ve vnější vrstvě buněk perikarpu, po které následuje aleuronová vrstva a proto jejich bohatým zdrojem (a zdrojem vlákniny potravy) jsou obilné otruby. Také nebylo prokázáno, že lignany jsou chemicky svázány se složkami buněčných stěn rostlin, jak je tomu u ligninu, a proto se má za to, že jsou z hlediska biosyntézy původními (primárními) složkami. Proto je možné je izolovat z rostlinného materiálu extrakcí nebo dalšími chemickými způsoby.
Rostlinné lignany jako prekurzory savčích lignanů
Po příjmu potravy se lignany rostlinného původu, především z olejnin, zrnin, zeleniny, ovoce a luštěnin, pomocí bakterií v tlustém střevě přeměňují na dva jednoduché fenolové látky, enterolakton a enterodiol. Tyto látky se označují jako savčí lignany, protože se nacházejí pouze u savců. Vznikají enzymovým odstraněním metylových a hydroxylových skupin z rostlinných lignanů. Obě dvě látky jsou absorbovány ze střeva do enterohepatického oběhu. Další jejich metabolismus probíhá v játrech za vzniku konjugátů, ty přecházejí do žluče a jsou znova reabsorbovány ve střevech. Nakonec jsou obě sloučeniny vyloučeny močí jako glukonáty a sírany konjugátů a do stolice jako volné fenoly. Vysoký příjem vlákniny ve formě rostlinných lignanů je spojen s vysokou hladinou enterolaktonu v krevním séru. Proto lignany mohou posloužit jako biomarker vysokého obsahu vlákniny v potravinách, např. v celozrnných obilovinách, ovoci a zelenině.
Savčí lignany prokázaly řadu významných fyziologických efektů. Enterolakton je mírný inhibitor estrogen syntetázy (aromatázy) a snižuje hladinu estrogenu, zatímco enterodiol je slabý inhibitor. Obě látky také zvyšují hladiny pohlavních hormonů vážících globulin (SHBG), což je důležité pro ověřování funkcí estrogenů a androgenů v lidském těle. Proto se má za to, že rostlinné lignany jsou jednou ze složek fytoestrogenů. Lignany také působí jako antioxidanty a mohou inhibovat peroxidaci lipidů. Enterolakton snižuje plasmovou hladinu F2 –isoprostanů, jednoho z ukazatelů peroxidace lipidů.
Sponzorováno
Mnoho epidemiologických studií ukazuje na nepřímou závislost mezi příjmem lignanů stravou a rizikem kardiovaskulárních chorob a některých typů karcinomů. Ve studiích se sledovaly jak hladiny enterolaktonu a enterodiolu v krevním séru a moči v závislosti na příjmu dvou rostlinných lignanů, a to matairesinolu a secoisolariciresinolu. Např. bylo prokázáno 65 % snížení rizika akutních srdečních příhod u mužů s vysokou sérovou hladinou enterolaktonu, nebo se ukázalo, že vysoký příjem rostlinných lignanů u mužů snižoval riziko kardiovaskulárních onemocnění.
Při studiu vlivu lignanů na karcinomy byla zjištěna nepřímá závislost mezi hladinou lignanů a rizikem karcinomu prsu, vaječníků, štítné žlázy u žen, ale i ochranná role lignanů před karcinomem prostaty a karcinomem tlustého střeva.
Rostlinné lignany v potravinách
Lignany obsahuje široká paleta rostlinných potravin. Stanovení jejich obsahu je však závislé na použité metodě stanovení. Přímá metoda je založená na stanovení dvou běžně se vyskytujících rostlinných lignanech, a to secoisolariciresinolu (SEC) a matairesinolu (MAT) s použitím isotopové diluční plynové chromatografie a hmotové spektroskopie extraktů z potravin. Nepřímá metoda je založena na extrakci a kapilární plynové chromatografii, kde se stanovuje množství enterolaktonu (ENL) a enterodiolu (END), získaných fermentací různých potravin in vitro s mikroby z lidské stolice. Získané výsledky jsou v dobré shodě s obsahem těchto sloučenin v moči.
Daleko nejvyšší hodnoty lignanů obsahují lněná semena, ale zelenina, obilné otruby a luštěniny jsou také dobrými zdroji vzhledem ke konzumovanému množství těchto potravin. Dobrým zdrojem lignanů je také čaj.
Jedním z největších problémů, stojícími před výzkumníky na tomto poli, jsou omezené informace o formách a obsahu rostlinných lignanů v potravinách. Nejzřetelnější je to při porovnáním hladin SEC a MAT v potravinách s hladinami ENL a END získaných fermentací. V mnoha případech vznikají daleko vyšší hladiny savčích lignanů bakteriální fermentací potravin, než by odpovídalo jejich obsahu podle hodnot SEC a MAT. Donedávna se předpokládalo, že SEC a MAT jsou pouze zdroje savčích lignanů v potravinách. Ukázalo se však, že další rostlinné lignany jsou rovněž důležitými zdroji savčích lignanů. Pinoresinol, lariciresinol, syringaresinol a dalčí látky jsou prekursory ENL a END. Tyto tři rostlinné lignany jsou obsaženy v žitných otrubách v 10-50násobném obsahu než SEC a MAT a jsou schopny vyprodukovat 10-12násobné množství ENL.
Ukázalo se také, že při extrakci rostlinných lignanů z potravin se dramaticky snižuje výtěžek všech lignanů v důsledku alkalické hydrolýzy. Tento krok je ale nutný pro to, aby se uvolnily různé chemické formy lignanů obsažených v potravinách. Rostlinné lignany se obecně objevují v potravinách ve formě glykosidů. Ve lněných semenech např. jsou glykosidy SEC ve formě oligoesterů kyseliny hydroxymetylglutarové. Po enzymovém odstranění glukózy je proto nutná alkalická hydrolýza.
Lignany se také mohou objevit v různých potravinách v různých formách. Např. vypuštěním kroku alkalické hydrolýzy klesá výtěžek SEC z lněných semen o 81 % a z brokolice o 2–22 %, ale výtěžnost z čaje se nemění. To znamená, že lignany se mohou objevovat jako monomery v čaji, jako směs monomerů a oligomerů v brokolici a převážně ve formě oligomerů v lněném semeni.
Ostatní potraviny mohou také obsahovat celou řadu oligomerů a monomerů, které mohou ovlivnit dostupnost těchto látek pro bakteriální fermentaci. Lignany z perikarpové vrstvy buněk snadno přecházejí na savčí lignany navzdory velmi malé degradovatelnosti této vlákniny potravy. Z toho vyplývá, že rostlinné lignany nejsou pevně vázány na vlákninu potravy. U krys se tvoří enterolakton z pšeničných a žitných otrub, ze kterých byly lignany předem vyextrahovány. To naznačuje, že i ligniny rostlinných buněčných stěn mohou být zdrojem savčích lignanů. Analogicky je možné předpokládat, že i u člověka mohou savčí lignany vznikat ve značném množství z fyziologicky aktivních látek ve větším množství než se dosud soudí.
Relativně málo je popisován vliv potravinářských technologií na rostlinné lignany. Je uváděn obsah lignanů v chlebu, v sušenkách a v snídaňových cereáliích, ale vliv zpracování není zachycen. Je známo, že MAT je látka citlivá na alkalické podmínky. Výtěžnost (recovery) MAT přidaného do chleba jako aditivum je pouze 50 %, použije-li se alkalická hydrolýza. Pečení s použitím alkalických kypřících látek může tak snížit obsah MAT v celozrnných výrobcích. Nebyl zjištěn rozdíl mezi exkrecí lignanů močí po trávení syrových lněných semen nebo semen tepelně opracovaných jako sypání na chlebu nebo v pečivu (muffins). Velikou přednosti lignanů z lněných semen je stabilita SEC vůči potravinářskému zpracování. Velkým úkolem v budoucnu je zjištění změn lignanů při potravinářském zpracování surovin, které jsou jejich zdrojem pro lidskou výživu. Dále je třeba studovat jejich vliv na ovlivňování hormonálního metabolismu steroidů a vliv lignanů pro prevenci různých onemocnění.
Sponzorováno
Crosby, G.A.: Lignans in Food and Nutrition. Food Technology, 59, 2005, č. 5, s. 32 – 34
Sponzorováno
Autor článku
Líbil se vám náš článek? Sdílejte ho, uděláte nám radost
Štítky: Zdravé látky
Přečtěte si také naše další články