330 likes | 621 Views
Substancje biologicznie czynne z łubinu. Krzysztof Gulewicz Instytut Chemii Bioorganicznej PAN, Poznań. Cechy łubinu jako rośliny ekologicznej Ważna z punktu ekonomicznego Małe wymagania glebowe i klimatyczne Nie wymaga nawożenia azotowego Pozostawia ogromną masę organiczną w glebie
E N D
Substancje biologicznie czynne z łubinu Krzysztof Gulewicz Instytut Chemii Bioorganicznej PAN, Poznań
Cechy łubinu jako rośliny ekologicznej • Ważna z punktu ekonomicznego • Małe wymagania glebowe i klimatyczne • Nie wymaga nawożenia azotowego • Pozostawia ogromną masę organiczną w glebie • Poprawia warunki wodno-powietrzne gleby • Udostępnia makro- i mikroelementy
Czynniki antyżywieniowe występujące w nasionach roślin motylkowatych • Fitohemaglutyliny (lektyny) • Inhibitory proteaz • Kwas fitynowy • ORR • Alkaloidy • Garbniki • Saponiny
Schemat ideowy uzyskiwania produktów i preparatów bioaktywnych z nasion łubinu Nasiona łubinu Ekstrakcja Ekstrakt Koncentraty białkowe Produktwysokobłonnikowy Ekstrakt-ORR ORR
Skład chemiczny ekstraktu z nasion łubinu (%) • Sacharydy 47.04 • Nielotne kwasy org. 5.50 • Białko 3.16 • Wolne aminokwasy, peptydy 6.97 • Alkaloidy 11.78 • Związki mineralne 10.58 • Inne14.97
Wpływ preparatu łubinowego na plonowanie (dt/ha) a) Zboża ozime *dawka na ha w dm3
Wpływ preparatu łubinowego na plonowanie (dt/ha) b) Zboża jare *dawka na ha w dm3
Wpływ preparatu łubinowego na plonowanie (dt/ha) c) Inne *dawka na ha w dm3
Wpływ preparatu łubinowego na plon białka i wartość żywieniową różnych roślin *w nawiasach wyniki grupy kontrolnej
Struktury chemocznea-galaktozydów A. sacharoza B. rafinoza C. stachioza D. werbaskoza E. ajugoza
Całkowita zawartość sacharozy i ORR (mg/g) w nasionachróżnych gatunkówroślin oraz procentowy udział cukrów sugars w sumie(Muzquiz et al. 1998)
Oligosacharydy w przewodzie pokarmowym człowieka Gibson i in. 1995
Metabolizm oligosacharydów Oligosacharydy Bacteroides spp Clostridium spp Coprococcus spp Escherichia spp Eubacterium spp Fusobacterium spp Megaspaera spp Mitsuokella spp Ruminococcus spp Veillonella spp Bifidobacterium spp Lactobacillus acidophilus group Bacillus spp • Produkty finalne: • Kwasy organiczne • Brak prod. gazowych • Produkty finalne : • Produkty gazowe • Ślady kwasów
Toksyczne metabolity produkowane przy uczestnictwie szkodliwych bakterii jelitowych amoniak, aminy LT nitrozoaminy, indol, skatol, drugorzędowe kwasy żółciowe, estrogenyC, CP fenole, kresole CP aglikony M inne
Wpływ bifidobakterii na organizm 1.Podczas fermentacji cukrów produkują kwasy mlekowy i octowy, które obniżają pH jelita grubego. 2. Hamują wzrost i rozwój bakterii patogennych jak: Clostridium, E. coli, Salmonella, Shingella, Listeria, etc. 3. Ich obecność w jelicie grubym zapobiega i zmniejsza ryzyko chorób nowotworowych 4. Posiadają zdolność produkcji witamin grupy B i kwasu nikotynowego 5. Stymulują absorpcję takich jonów jak: Ca, P, Fe
Implikacje zdrowotne przyjmowania oligosacharydów w diecie • Redukuje poziom toksycznych i szkodliwych metabolitówi enzymów • Zapobiega przed patogenną isamoczynną biegunką • Stymuluje perystaltykę jelit i zwiększa wilgotność kału, co zapobiega zaparciom • Przeciwdziała zatruciu wątroby • Redukuje poziom cholesterolu w surowicy krwi • Obniża ciśnienie krwi (Lit: Kato et al. 1992, Saito et al.. 1992, Hirota 1990, Takasoye et al..1990, Kurmann & Rasic 1991, Susuki et al. 1991 )
Zmiany profilu mikroflory bakteryjnej jelita grubego człowieka w trakcie przyjmowania oligosachardów sacharoza fructooligosacharydy • inulina Gibson et al. 1995
BakterierodzajuBifidobacterium • Nieprzetrwalnikowe Gram + pałeczki- dł. komórki 2-5mm • Organizmy bez- lub relatywnie beztlenowe • Optymalne warunki życia 210C-450C; pH 5,0-8,0 • Rozwój i reprodukcja zależy od tak zwanych czynników • bifidogennych • Bakterie heterofermentatywne
Prebiotyki • Niestrawialne składniki żywności,które korzystnie wpływają na zdrowie człowieka przez selektywną stymulację rozwoju i aktywności korzystnych bakteriiw jelicie grubym(Gibson and Roberfroid 1995) • Kryteria które musza spełniać czynniki prebityczne : • aktywność w stosunku do bakterii jelitowych Ømożliwość stosowania w małych dawkach • Øpochodne spożywczych polisacharydów • Øpozbawione kancerogennych właściwości
imbibicja ekstrakcja wytrącenie inaktywacja galaktozydaz • Oczyszczanie: • Chromatografia absorpcyjna • Chromatografia jonowymienna ORR • Schemat ideowy izolacji i oczyszczania ORR z nasion łubinu nasiona
cukier łubin soczewica groch sacharoza rafinoza stachioza werbaskoza Suma 9.10 30.20 46.97 10.76 97.03 12.15 15.63 59.26 11.51 98.55 21.30 4.00 51.50 19.50 95.30 Skład chemiczny różnych preparatów ORR (%)
Preparat LD50 mgkg-1 masy ciała Lubin Groch Soczewica >4000 >4000 >4000 Toksyczność ostra preparatów ORR
Preparat Stężenie preparatu mg mL-1 • % żywych komórek % kontroli Kontrola Łubin Groch - 10 50 100 10 50 100 87 84 85 83 87 86 86 100.0 98.8 97.0 95.4 100 98.8 98.8 Wpływ łubinowego i grochowego preparatu ORR na żywotność tymocytów myszy
Schemat eksperymentu Injekcja ORR do komory powietrznej jaja • Stosowane oligosacharydy : • ORR, rafinoza, FOS, inulina • Stosowane dawki: • 1.763 mg/jajo w 0.2mL roztworze Ringera • Czas injekcji: • 12 dzień embriogenezy • Wielkość grup eksperymentalnych : • 100 jaj/grupę Pobieranie kału w drugim i czterdziesto drugim dniu po wylęgu dla analiz mikrob. Analiza wybranych cech mięsnych brojlerówi poziomu lipoprotein we krwi
Wpływ różnych oligosacharydówna liczbą bifidobakteriiw kale (CFU/g)
Wpływ preparatu ORR na liczbę bifidobakterii w caecum sześciotygodniowych brojlerów
Cecha Grupa I Kontrola Grupa II 0.69 mg/jajo Grupa III 3.43 mg/jajo Grupa IV 6.87 mg/jajo Śmiertelność (%) 13,2 a 7,4 b 7,6 b 7.5 b Masa ciała (g) 1755 ±95 a 1853 ±86 a 1817±98 a 1808 ±92 a Zużycie paszy (kg/kg) 1,90 ± 0,2a 1.82 ±0.1 b 1.87 ±0.1 a 1.89 ±0.3 a Tusza (% masy ciała) 70.8 ±2.8 a 72. 8 ±2. 7 a 71.6 ±2.7 a 75.1 ±1.7 b Mięśnie piersiow (% w tuszy) 18.2 ±1.2 a 19.3 ±1.2 a 19.8 ±2.4 a 20.4 ±1.7 a Tłuszcz okołojel. (% w tuszy) 1.74 ± 0.2 a 1.85 ± 0,6 a 1.55 ± 0.5 a 2.16 ± 0.9 a Eur. Indeks Produk. 225 230 222 217 Wpływ preparatu ORRpodanegoin ovona śmiertelność i wybrane cechy brojlerów *Różnice statystyczne przy p< 0,05
mg/dl Grup FOS ORR SACH Kontrola Całkowity cholesterol 200.4 ± 19.2 . a 184.8 ± 19.2 a 224.2 ± 19.2 a 203.2 ± 19.2 a HDL 87.9 ± 5.2 a 91.3 ± 5.2 a 86.5 ± 5.2 a 82.3 ± 5.2 a LDL 101.8 ± 19.2 a 82.9 ± 19.2 a 126.6 ± 19.2 a 110.0 ± 19.2 a Trójglicerydy 53.5 ± 13.6 a 52.8 ± 13.6 a 55.5 ± 13.6 a 54.3 ± 13.6 a Cał. cholesterol (mięsień piers.) 49.3 ± 1.8 a 50.3 ± 1.8 ab 52.3 ± 1.8 ab 54.7 ± 1.8 b Wpływ oligosaccharydówpodanych in ovona poziomlipoprotein 6-tygodniowych brojlerów
Skład chemiczny okrywy nasiennej łubinupo procesie odgoryczania (% sm.) • Związki nieorganiczne 2.45 • Azot 0.80 • Lipidy ogólne 1.18 • Błonnik pokarmowy (NR) 89.04* • Błonnik pokarmowy (R) 7.12 • Beta –glukan ogólny 0.65 • *79% celuloza, 13% hemiceluloza, 7% lignina
Produkty naturalne i preparaty bioaktywne z nasion łubinu gorzkiego Nasiona łubinu Koncentrat białkowy (66%) Produkt wysokobłonnikowy (18%) Preparat ORR (5%) Preparat plonotwórczy (11%)