In cautare de noi ingrediente alimentare functionale din alge

In cautare de noi ingrediente alimentare functionale din alge

Corelatia bine-cunoscute intre alimentatie si sanatate, demonstreaza mari posibilitati de produse alimentare pentru a mentine sau chiar a imbunatatirii starea sanatatii noastre. Acest fapt a adus un interes mare pentru cautarea de noi produse, care pot contribui la imbunatatirea bunastarii si sanatatii noastre. Acest tip de alimente, in masura sa promoveze sanatatea noastra, a fost definit generic ca alimente functionale. In prezent, unul dintre principalele domenii de cercetare in stiinta si tehnologia alimentatiei este extragerea si caracterizarea de noi ingrediente naturale, cu o activitate biologica (de exemplu, antioxidant, antiviral, antihipertensive, etc) care pot contribui la bunastarea consumatorului, ca parte din noi alimente functionale. Presentwork arata rezultatele unei revizuiri bibliografice realizate pe compozitia chimica a diferitelor macroalge, impreuna cu o discutie critica cu privire la potentialul lor ca surse naturale de noi ingrediente functionale

Introducere

Dezvoltarea economica, culturala si stiintifica a societatii noastre a dat nastere la schimbari importante in obiceiurile noastre alimentare si in stilul de viata. De exemplu, dietele in tarile dezvoltate sunt foarte calorice, bogate in grasimi saturate si zaharuri, in timp ce consumul de glucide complexe si fibre dietetice este scazut. Acest fapt, impreuna cu o scadere a activitatii fizice, a dat nastere la o crestere a problemelor de obezitate, si impreuna cu aceasta, o crestere a incidentei bolilor de inima, diabet zaharat si hipertensiune arteriala a populatiei. Cresterea numarului de lucrari stiintifice publicate in ultimele doua decenii coreleaza dieta si unele boli cronice si a demonstrat posibilitatile extraordinare de alimente pentru a sprijini, sau chiar sa imbunatateasca, sanatatea noastra. Ca o consecinta, in zilele noastre, exista un interes imens in randul consumatorilor si industria alimentara pe produse care pot promova sanatatea si bunastarea (Sloan, 1999). Aceste alimente au fost denumite generic alimente functionale.

Conceptul de produse alimentare functionale, ca un mijloc de a proteja sanatatea consumatorului a fost dezvoltat la inceputul anilor 1980 in Japonia, ca o modalitate de a reduce costurile ridicate de sanatate provenite de la o populatie cu asteptari de viata ridicat (Arai, 1996). In Europa, in a doua jumatate a anilor 1990, un grup de cercetatori coordonat de European Life International Science Institute (ILSI) si sprijinit de Comisia Europeana, a fost creat pentru a promova Programul de actiune FUFOSE (Stiinta alimentelor functionale) pentru a stimula studiul stiintific privind alimentele functionale. Din acest proiect a fost generata o definitie pentru alimente functionale. Anume, un aliment poate fi considerat "functional" in cazul in care, pe langa efectele sale nutritive, are un beneficiu demonstrat pentru una sau mai multe functii ale organismului uman, imbunatatirea starii de sanatate sau bunastarea si reducerea riscului de boala ( Diplock et al, 1999).. In aceasta definitie, este necesar sa subliniem trei aspecte importante:

(a) efectul functionala este diferit de cel nutritiv,

(b) efectul functional trebuie sa fie demonstrat in mod satisfacator;

(c) beneficiul poate consta intr-o imbunatatire a calitatilor fiziologice sau o functie in reducerea riscului de a dezvolta un proces patologic. In plus, alimentele functionale trebuie sa aiba o serie de caracteristici suplimentare ca, de exemplu, nevoia de eficacitate, de actiune benefica, consumate in doze normale.

In viitor, alimente functionale vor fi reglementate de catre o noua orientare aprobata in decembrie 2006, de catre Uniunea Europeana (Regulamentul (CE) 1924/2006 al Parlamentului European si a Consiliului, 20 decembrie 2006: ingrediente nutritionale si de sanatate inscrise pe alimente). In prezentul regulament ingredientele nutritionale si / sau proprietatile sanatoase ale noilor produse sunt reglementate, inclusiv prezentarea lor, etichetarea si promovarea.

Actiunea benefica exercitata de alimentele functionale (a se vedea tabelul 1 pentru cateva exemple), se datoreaza unei componente sau o serie de ingrediente care, fie nu sunt prezente in alimentele conventionale fie sunt prezente in concentratii mai mici.

Tabelul 1. Cateva exemple de alimente functionale si ingrediente functionale, impreuna cu posibilul lor efect asupra sanatatii umane

Aceste ingrediente sunt numite ingrediente functionale. Astfel, alimentele au fost initial imbogatit cu vitamine si / sau minerale, cum ar fi vitamina C, vitamina E, acid folic, zinc, fier, calciu (Sloan, 2000). Mai tarziu, abordarea de a imbogati mai multe alimente cu micronutrienti s-a schimbat, cum ar fi acizii grasi ω₃, acid linoleic, fitosteroli, fibre solubile (de inulina si fructooligozaharide, probiotice), etc, incearca sa promoveze sanatatea consumatorilor sau pentru a preveni diferite boli (Hasler, 1998 ; Sloan, 2002; Unnevehr & Hasler, 2000). De asemenea, alimentele pot fi modificate pentru a contine sau pentru a fi imbogatite cu microorganisme viabile, care pot fi benefice sanatatii umane; aceste produse sunt numite probiotice si sunt capabile, printre alte functii sa imbunatateasca activitatea in tractul intestinal si sistemul imunitar. De obicei microorganismele adaugate la produsele alimentare sunt bacterii lactice, inclusiv Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus casei shirota, etc (Sanders, 1999).

Algele sunt organisme fotosintetice, care detin structuri de reproducere simpla. Aceste organisme reprezinta un total de 25-30, 000 de specii, cu o mare diversitate de forme si marimi, si ca pot exista de la organisme unicelulare microscopice (microalge) la multicelulare de dimensiuni mari (macroalgelor). Algele pot fi o sursa foarte interesanta de noi compusi naturali cu activitate biologica care ar putea fi folosite ca ingrediente functionale.

De fapt, unele alge sunt organisme care traiesc in habitate complexe prezente in conditii extreme (de exemplu, schimbari de salinitate, temperatura, substante nutritive, iradiere UV), prin urmare, ele trebuie sa se adapteze rapid la noile conditii de mediu pentru a supravietui, produc o mare varietate din metabolitii secundari (biologic activi), care nu pot fi gasiti in alte organisme (Carlucci, Scolaro, si Damonte, 1999). De asemenea, avand in vedere diversitatea lor taxonomica mare, investigatiile legate de cautarea de noi compusi biologic activi din alge poate fi vazuta ca un domeniu aproape nelimitat.

Pe langa caracterul sau natural, alte aspecte importante legate de cultivarea algelor este legata de cresterea rapida si usoara a acestora (pentru mai multe specii), precum si posibilitatea de a controla producerea unor compusi bioactivi prin manipularea conditiilor de cultivare. In acest fel, algele si microalgele pot fi considerate autentice reactoare naturale, in unele cazuri, sunt o buna alternativa la sinteza chimica pentru anumiti compusi. Mai mult decat atat, unul dintre aspectele putin studiate, este dezvoltarea de mai adecvata, proceduri de extractie rapida, cost-eficienta si metode ecologice in masura sa izoleze compusi de interes din aceste surse naturale.

Obiective

In prezent, una dintre liniile de cercetare in principal Food Science and Technology este extragerea si caracterizarea de noi ingrediente functionale de origine naturala. In laboratorul nostru, am studiat ani de zile diferite surse naturale de ingrediente functionale, inclusiv plantele, condimente, etc (Cifuentes, Bartolome, Cordove lui, 2001;. Iban ~ EZ et al, 1999, 2001; al, 2001).. Recent, am inceput o noua linie de investigatie in care diferite alge si microalge sunt studiate ca posibile surse naturale de ingrediente functionale (Herrero, i; Cifuentes, 2004; Herrero, Simo, si Cifuentes, 2005), combinarea lor cu utilizarea tehnologiilor de extractie curate bazate pe substante si fluide supercritice (Jaime et al, 2005;. Mendiola et al, 2005).. Obiectivele acestei lucrari sunt in primul rand sa prezinte rezultatele obtinute de o cautare bibliografica detaliata despre compozitia diferitelor alge si, in al doilea rand, pentru a discuta posibilitatile lor, ca noi surse de ingrediente functionale. Informatiile furnizate pe diferite alge nu se refera, in multe cazuri, la aceleasi componente, deoarece informatiile au fost luat de la lucrari de cercetare diferite, cu obiective diferite. Cu toate acestea, credem ca informatiile furnizate pot fi utile pentru multe grupuri de cercetare, avand in vedere interesul enorm in cautarea de noi surse naturale de ingrediente functionale.

Compozitia chimica a unor alge

Specii de alge descrise in aceasta lucrare sunt macroalgele (si anume, Sargassum vulgare, Undaria pinnatifida, Himanthalia elongata, Chondrus crispus, Porphyra s spp Cystoseira. si Ulva spp.) si. au fost selectate avand in vedere potentialul lor ca surse naturale de noi ingrediente functionale. De asemenea, un factor important luat in considerare aici a fost toxicitatea redusa a soiurilor selectionate, presupunand ca orice ingredient functional ipotetic nou obtinut din acestea ar putea fi folosit pentru dezvoltarea viitoare a noi alimente functionale.

S vulgare

S. vulgare apartine grupului de alge brune care au fost consumate traditional in tarile de Est. Diferitele specii prezinta valori nutritionale bune ca surse de proteine, glucide, minerale si vitamine. Potrivit studiului realizat de Marinho-Soriano, Fonseca, Carneiro, si Moreira (2006) cu privire la compozitia chimica a S. vulgare, componentele majore ale acestui tip de alge au fost carbohidrati (67.80%), potrivit studiului mentionat mai sus, sinteza de carbohidrati parea sa fie favorizate de catre intensitatea luminii si a temperaturii in timp ce acesti factori determinau scaderea continutului de azot si proteine. Procentul de lipide in acest tip de macroalge a fost foarte scazuta (0,45%), pe de alta parte, S. vulgare au avut un procent ridicat de fibre (7.73%) si proteine (15.76%). Intr-un studiu elaborat de Dietrich et al. (1995), s-a demonstrat ca S. vulgare contine, de asemenea, polizaharide cu actiune antivirala formate in principal prin acid alginic, xylofucans si doua specii de fucans.

H. elongata U. pinnatifida Porphyra sp. si C. crispus

Porphyra si C.crispus fac parte din grupul de alge rosii in timp ce U. pinnatifida si H. elongata sunt alge brune. In zilele noastre, aceste macroalgelor sunt foarte interesante pentru consumatori si industria alimentara, datorita continutului lor scazut in calorii si continut ridicat in vitamine, minerale si fibre dietetice.

Alge, H. elongata (deshidratate si conservate), U. pinnatifida si Porphyra (Deshidratat), au fost studiate de Sanchez-Machado, Lopez-Cervantes, Lopez-Hernandez, si-Paseiro Losada (2004). Acesti autori au aratat continutul de proteine valoroase din aceste alge ( 24%, dat fiind ca gram de proteine pe 100 g de alge) si procentul scazut de lipide (aproximativ 1% in toate cazurile). Interesant, desi aceste alge au un continut scazut de lipide, posedau un nivel ridicatde acizi grasi polinesaturati (PUFA) cum se poate observa in Tabelul 2 (Sanchez-Machado, Lopez-Cervantes, Lopez-Hernandez, si-Paseiro Losada, 2004). Astfel, aceste alge pareau sa fie o sursa interesanta de acizi grasi polinesaturati ω₃, ca de exemplu, acid eicosapentaenoic (EPA). Acesti acizi grasi ω₃, au demonstrat efectul acestora asupra reducerii bolilor coronariene (Simopoulos, 2004). In plus, Kamat et al. (1992) au demonstrat ca unii acizi grasi din alge pot avea o anumita activitate antivirala. Potrivit Le Tutour et al. (1998), utilizarea unui extract care contine lipide solubilde la H. Elongata a crescut sinergic efectul antioxidant al vitaminei E, intr-un procent mai mare cu 45%.

H. elongata a prezentat, de asemenea, un nivel ridicat de α-tocoferol, cum sa demonstrat prin Sa'nchez-Machado si Paseiro-Losada (2002), de exemplu, continutul de tocoferol in H. elongata deshidratata (33,3 mg / g greutate uscata) a fost considerabil mai mare decat in H. elongata conserveata (12,0 mg / g greutate uscata), care indica in mod clar efectul important al prelucrarii pe acest compus. Alte substante care ar putea fi gasite in aceste alge au fost steroli (Sanchez-Machado, Lopez-Hernandez,Paseiro-Losada, si-Lopez Cervantes, 2004). Astfel, algele H. Elongata, U. pinnatifida si sp Porphyra., cu variatii relativ mici in continutul lor, ceea ce pare sa indice un efect mult mai mic a conditiilor de conservare de pe acest compus (deshidratate sau conservate). Sterolul ce se geseste predominant in algele brune (H. elongata si U. pinnatifida) a fost fucosterol (1706 mg / g de substanta uscata si respectiv 1136 mg / g de greutate uscata), si pentru algele rosii (Porphyra sp.) α fostdemosterol (337 mg / g de greutate uscata). Colesterolului, in general, a fost prezent in cantitati foarte mici, cu exceptia cazului in sp Porphyra. care poate contine pana la 8,6% din continutul total de steroli ca colesterol.

Algele cu continutul general ridicat de fibre se gasesc in tabelul 3 (a se vedea tabelul 3). Astfel, in algele rosii fractiunile solubile au fost in principal formate din galactans sulfatate, cum ar fi agar sau caragenan, in timp ce in alge brune, fractiunile solubile au fost in principal compusi din alginati, fucans laminarin si, in ambele cazuri, fractiunea insolubila a fost formata in principal din celuloza (Sanchez-Machado, Lopez-Cervantes, Lopez-Hernandez, Paseiro-Losada, si Simal-Lozano, 2004).

Folati actioneza in calitate de cofactori ai vitaminelor si sunt esentiali pentru sinteza de purine si pirimidine, precum si pentru producerea de metionina din homocisteina. Ei joaca, de asemenea, un rol important in defecte de tub neural. Acesta a fost demonstrat in studiile pe animale ca un nivel scazut de acid folic poate creste riscul imbolnavirii de cancer. Interesant este faptul ca, alge rosii si brune pot contine, de asemenea, niveluri ridicate de acid folic si derivati, inclusiv 5-metil-tetrahidro-acid folic, 5-formil-tetrahidro-folati tetrahidro-acid folic. Astfel, sumele la fel de mare ca 150 mg de acid folic total la 100 g de alge uscate au fost detectate in U. pinnatifida (Rodriguez-Bernaldo de Quirós, Castro de Ron, Lopez-Hernandez,

Tabelul 2. Profilul acizilor grasi din diferite alge deshidratate si conservate in conformitate cu Sanchez-Machado, Lopez-Cervantes, Lopez-Hernandez, si-Paseiro Losada (2004)

U. pinnatifida este o alga maro care se consuma de preferinta, in unele regiuni de pe coasta de Australia si Noua Zeelanda. Aceasta alga continea, de asemenea, un nivel ridicat de polizaharide sulfatate (fucans sulfatata sau fucoidans) care prezinta potential de activitate antivirala (Hemmingson, Falshaw, Furneaux, si Thompson, 2006).

compusi volatili, de asemenea, au fost identificate in esantioane de pinnatifida U. cultivate in conditii diferite (Shin, 2003). Anume, un total de 127 de compusi volatili, au fost identificate inclusiv 4 acizi organici, 34 aldehide, alcooli 19, 34 cetone, esteri 8, 12 hidrocarburi, 5 compusi cu continut de sulf, si mai multe 11 de alta natura.

Maro alge U. pinnatifida si crispus alge rosii C. ar putea fi folosit ca un supliment alimentar pentru a ajuta la reuniunea aportul zilnic recomandat de unele minerale, elemente de macro (Na, K, Ca, Mg, variind de 8.1 - 17.9 mg / 100 g), si oligoelemente (Fe, Zn, Mn, Cu variind de 5.1 - 15.2 mg/100 g) in conformitate cu Ruperez (2002). In acest sens, unele studii au fost directionate pentru a demonstra efectul consumului de pinnatifida U. pe calcifiere oase la sobolani (Yamaguchi, Hachiya, Hiratuka, si Suzuki, 2001), cu toate acestea, rezultatele obtinute nu au fost concludente in favoarea consumul de acest algelor. Un alt studiu a investigat efectul de fibre de la pinnatifida U. privind bolile cardiovasculare (hipertensiune arteriala si hipercolesterolemie) (Ikeda et al, 2003.). In acelasi studiu (Ikeda et al., 2003), autorii discuta ca posibilul efect preventiv al acestei alge privind bolile cerebrovasculare ar putea fi partial datorita continutului sau in fucoxanthin, care ar putea proteja de ischemice moartea celulelor neuronale. Alti autori au sustinut ca fucoxanthin din alge ar putea creste metabolismul, ajutand la controlul greutatii si reducerea obezitatii in studii la animale (Maeda, Hosokawa, Sashima, Funayama, si Miyashita, 2005).

Tabelul 3. Uronici continutul de acid in fractiuni total fibre din unele alge in functie de Sanchez-Machado, Lopez-Cervantes, Lopez-Hernandez, Paseiro-Losada, et al.

Intr-un studiu recent (Amano, Kakinuma, Coury, Ohno, & Hara, 2005), utilitatea unui amestec de alge brune mai multe (bicyclis foetida ("Arame"), fusiformis Hizikia ("Hijiki"), si sporophylls U. pinnatifida ("Mekabu")) si rosu alge yezoensis Porphyra ("Susabinori") a fost investigat pentru reducerea nivelului de lipide din sange prevenirea si tromboza. Acest efect a fost asociat cu prezenta de polizaharide in toate algele. In acest studiu, un grup de sobolani au fost hranite cu ajutorul unui regim alimentar bogat in colesterol contin acest amestec de alge (9e10% w / w) pentru 28 de zile. Nivelul seric de colesterol total, LDL colesterol, colesterol, trigliceride si au fost semnificativ reduse la 49,7%, 48,1%, 49,0% si 74,8%, respectiv, a celor de control. Cu toate acestea, HDL colesterol nu prezinta modificari semnificative, in timp ce plachetareagregare, de asemenea, a scazut semnificativ (Amano et al, 2005.).

acizi grasi si steroli continut determinat in crispus alga rosie C. a aratat ca acizii grasi au fost principalele acid palmitic, palmitoleic, oleic, arahidonic si acizii eicosapentanoic (Tasende, 2000). Aceste cinci acizi grasi reprezinta mai mult de 78% din continutul total de acizi grasi, care arata ca acizii grasi nesaturati sunt prezente intr-o cantitate mult mai mare (> 80%) decat acizii grasi saturati. Steroli majora a fost colesterolului (> 94%), care contin cantitati mai mici de 7 - dehidrocolesteroluluisi sumele stigmasterol si minime de campesterol, sitosterol si 22-dehidrocolesterolului (Tasende, 2000).

Rosu sp alga Porphyra., Cuprinse polizaharide sulfatata (porphyrans), care au fost prezentate pentru a prezenta activitatile potential apoptotic (Kwon & Nam, 2006).

Cystoseira spp. and Ulva spp.

spp Cystoseira. apartine grupului de alge brune, in timp ce spp. Ulva. apartine grupului de alge verzi. Aceste macroalgelor doua sunt bune surse naturale de proteine, glucide, minerale si vitamine, in timp ce contin un nivel scazut de lipide

spp Cystoseira. are, printre compusii acestora mai semnificative, diferite tipuri de terpene. Terpene care contin grupuri de aril au fost atrage mai multa atentie si mai mult, deoarece ele prezinta un spectrele larga de activitati farmacologice, si combina proprietatile curative cu valoare practic fara efecte secundare nocive.