Ilona Bachanek1, Dorota Wyspiańska2, Paulina Mizgier2, Alicja Zofia Kucharska2, Marcin Taciak1
Prozdrowotne właściwości mikrokapsułkowanych fitoestrogenów z soi*
Health benefits of microencapsulated soy phytoestrogens
1Zakład Żywienia Zwierząt, Instytut Fizjologii i Żywienia Zwierząt im. Jana Kielanowskiego Polskiej Akademii Nauk, Jabłonna
2Katedra Technologii Owoców, Warzyw i Zbóż, Wydział Nauk o Żywności, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
Summary
Belonging to the flavonoids, isoflavones comprise naturally occurring, secondary plant metabolites that are mainly found within the family of Fabaceae. Soybeans are one of the richest sources of isoflavones in normal food. Actually, there are several foods derived or based on soybeans such as soy milk, tofu and tempeh. Furthermore the consumption and use of soybeans (texturized soy protein, concentrated soy protein and soy protein isolate) as additives by the food industry is increasing every year. The main isoflavones found in soybeans are genistein (4’,5,7-trihidroxyisoflavone), daidzein (4’,7-dihidroxyisoflavone), glycitein (4’,7-dihidroxy-6-metoxi-isoflavone) and their respective acetyl, malonyl and aglycone forms. Only aglycones are considered to be active metabolites and have been reported beneficial effects on the physiological function in humans. The soybean isoflavones have been one of the most investigated phytochemicals due to their ability to reduce the incidence of some types of cancer, as well as relieve climacteric symptoms in postmenopausal women. Furthermore soy protein containing isoflavones have several beneficial effects on cardiovascular health.
Microencapsulated delivery system, such as emulsion-based system, complex-coacervates, solid lipid nanoparticles and biopolimeric gelled microsphere, have the potential to protect bioactives, mask taste of undesirable components and release them upon ingestion. An important aspect of the delivery of bioactives is their bioavailability on ingestion. What is importance intestinal flora plays key roles in the metabolism and bioavailability of isoflavones. Microencapsulation of a bioactive mixture like isoflavones would affect intestinal transit times but not compromise the bioavailability of the individual agents.
Wstęp
Izoflawony to grupa związków polifenolowych naturalnie występujących w ponad 300 gatunkach. Najczęściej spotykamy je w korzeniach i nasionach takich roślin, jak: soja, koniczyna, lucerna, siemię lniane (1). W ich strukturze wyróżnia się dwa aromatyczne pierścienie połączone układem heterocyklicznym γ-pironu, przez co uważane są za pochodne benzo-γ-pironu, tzw. chromonu. W soi izoflawony występują najczęściej w postaci glukozydów, ponadto do formy cukrowej mogą być dołączone reszty malonylowe i acetylowe, co prezentuje rycina 1. Aglikony pozbawione podstawników cukrowych występują w niewielkich ilościach w niesfermentowanych produktach sojowych.
Ryc. 1. Struktura izoflawonów występujących w soi. Podstawniki R1, R2 i R3 są specyficzne dla poszczególnych związków (2)
Wang i Murphy (3) oraz Song i wsp. (4) w swoich badaniach oznaczyli zawartość izoflawonów w nieprzetworzonych produktach pochodzenia sojowego i uzyskali wyniki pomiędzy 1,2-4,2 mg izoflawonów w jednym gramie produktu (np. mąka sojowa, mleko sojowe). Po przeanalizowaniu innych badań, żaden inny owoc czy warzywo nie zawiera większej ilości tych związków.
W ostatnich latach obserwuje się coraz większe zainteresowanie izoflawonami ze względu na ich szerokie spektrum aktywności biologicznej i farmaceutycznej. Z badań in vivo i in vitro wynika, że izoflawony wykazują m.in.: właściwości przeciwzapalne, antymutagenne, przeciwutleniające, przeciwnowotworowe, przeciwbakteryjne czy przeciwmiażdżycowe (5, 6) (ryc. 2). Dotychczas opublikowano wiele doniesień na temat korzystnego wpływu izoflawonów na przebieg menopauzy (7-9). Menopauzie towarzyszy wiele zaburzeń, m.in.: utrata libido, bezsenność, wzrost ciśnienia krwi, a przede wszystkim uderzenia gorąca. Uderzenia gorąca są najczęściej występującymi objawami okresu menopauzalnego, dotykającymi około 70-80% populacji zachodniej i tylko 14-15% populacji japońskiej i chińskiej (7, 10, 11). Badania Murkiesa i wsp. (12) wykazały, że u kobiet w okresie menopauzy, spożywających 45 g mączki sojowej dziennie przez okres 12 tygodni, częstość uderzeń gorąca zmniejszyła się o ok. 40%. Skuteczność ekstraktu izoflawonów sojowych stosowanych w dziennej dawce 52-104 mg potwierdzają badania przeprowadzone przez Drews i wsp. (13) w zmniejszeniu częstości występowania uderzeń gorąca.
Ryc. 2. Właściwości biologiczne izoflawonów (21)
Wiele badań wskazuje, że izoflawony mogą mieć istotne znaczenie także w przeciwdziałaniu osteoporozie (6, 14, 15). Stwierdzono, że genisteina i biochanina A pobudzają działanie osteoblastów, natomiast hamują działanie osteoklastów (16). Ponadto izoflawony mają wpływ na metabolizm cholekalcyferolu odpowiedzialnego za gospodarkę wapniowo-fosforanową w organizmie, pobudzają sekrecję insulinopodobnego czynnika wzrostu typu I (IGF-I) (17, 18).
Badania epidemiologiczne potwierdzają przeciwnowotworowe działanie izoflawonów. Udowodniono, że genisteina m.in. opóźnia angiogenezę, działa hamująco na aktywność kinaz tyrozynowych, posiada właściwości antyproliferacyjne w stosunku do komórek estrogenozależnych i estrogenoniezależnych (19). Doświadczalnie wykazano, że daidzeina, genisteina i biochanina A wywołują proces apoptozy komórek w niektórych nowotworach, np. żołądka, piersi, prostaty (5). Izoflawony mogą także w istotny sposób przyczyniać się do obniżania ryzyka rozwoju chorób układu krwionośnego, w tym miażdżycy i choroby wieńcowej serca (5, 7). Dieta bogata w izoflawony powoduje obniżenie stężenia triglicerydów, cholesterolu całkowitego i frakcji LDL oraz cholesterolu endogennego (20). Wykazano także przeciwzapalne, przeciwgrzybiczne i przeciwbakteryjne działanie izoflawonów (5).
Idea mikrokapsułkowania izoflawonów
Ze względu na właściwości prozdrowotne izoflawonów istnieje możliwość praktycznego ich wykorzystania w celu profilaktyki chorób cywilizacyjnych i hormonozależnych (22).
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Klejdus B, Mikelová R. Petrlová J et al.: Determination of isoflavones in soy bits by fast column high-performance liquid chromatography coupled with UV-visible diode-array detection. J Agric Food Chem 2005; 53: 5848-5852.
2. Rostagno MA, Villares A, Guillamón E, Garcia-Laufente A: Sample preparation for the analysis of isoflavones from soybeans and soy foods. J Chromatogr 2009; 1216: 2-29.
3. Wang HJ, Murphy PA: Isoflavone content in commercial soybean foods. J Agric Food Chem 1994; 42: 214.
4. Song TT, Barua K, Buseman G, Murphy PA: Soy isoflavone analysis: quality control and a new internal standard. Am J Clin Nutr 1998; 68: 1474-1479.
5. Czerpak R, Pietryczuk A, Jabłońska-Trypuć A et al.: Aktywność biologiczna izoflawonoidów i ich znaczenie terapeutyczne i kosmetyczne. Post Fitoter 2009; 2: 113-121.
6. Kwiatkowska E: Fitoestrogeny – rola prozdrowotna i zawartość w produktach. Post Fitoter 2009; 2: 107-112.
7. Bijak M, Połać I, Borowiecka M et al.: Izoflawony jako alternatywa dla terapii hormonalnej wieku menopauzalnego. Prz Menopauzalny 2010; 6: 402-406.
8. Rotsztejn H: Znaczenie fitoestrogenów w świetle obecnej wiedzy. Prz Menopauz 2005; 4: 47-50.
9. Kołodziejczyk J, Olas B, Wachowicz B: Właściwości lecznicze izoflawonów w łagodzeniu objawów towarzyszących menopauzie i nie tylko. Kosmos 2012; 61(2): 331-339.
10. Baber R: Phytoestrogens and post reproductive health. Maturitas 2010; 66: 344-349.
11. Prescha A, Biernat J: Wpływ fitoestrogenów pokarmowych na organizm człowieka. Cz. II. Przeciwdziałanie skutkom menopauzy oraz działanie przeciwnowotworowe. Bromat Chem Toksykol 2008; 4: 941-948.
12. Murkies AL, Lombard C, Strauss BJ et al.: Dietary flour supplementation decreases post-menopausal hot flushes: effect of soy and wheat. Maturitas 1995; 21: 189-195.
13. Drews K, Seremak-Mrozikiewicz A, Puk E et al.: Skuteczność działania standaryzowanego ekstraktu izoflawonów sojowych (Soyfem) (52-104 mg/24 h) w umiarkowanym i średnio ciężkim zespole klimakterycznym. Ginekol Pol 2007; 78: 307-311.
14. Gheribi E: Znaczenie fitoestrogenów roślinnych w profilaktyce osteoporozy. Post Fitoter 2012; 3: 192-196.
15. Alekel DL, Germain AS, Peterson CT et al.: Isoflavone-rich soy protein isolate attenuates bone loss in the lumbar spine of perimenopausal women. Am J Clin Nutr 2000; 72(3): 844-852.
16. Cassidy A: Potential risk and benefits of phytoestrogen-rich diets. Int J Vitam Nutr Res 2003; 73(2): 120-126.
17. Tempfer CB, Bentz EK, Leodolter S et al.: Phytoestrogens in clinical practice: a review of the literature. Fertil Steril 2007; 87: 1243-1249.
18. Wangen KE, Duncan AM, Merz-Demlow BE et al.: Effects of soy isoflavones on markers of bone turnover in premenopausal and postmenopausal women. J Clin Endocrinol Metab 2000; 85: 3043-3048.
19. Grynkiewicz G, Gadzikowska M: Fitoestrogeny jako selektywne modulatory aktywności receptorów estrogenowych. Post Fitoter 2003; 4: 10-14.
20. Nestel P: Isoflavones: effects on cardiovascular risk and functions. Inter Congress Series 2004; 1262: 317-319.
21. Rimbach G, Boesch-Saadatmand Ch, Frank J et al.: Dietary isoflavones in the prevention of cardiovascular disease – a molecular perspective. Food Chem Toxicology 2008; 4: 1308-1319.
22. Makowska-Wąs J, Janeczko Z: Biodostępność polifenoli roślinnych. Post Fitoter 2004; 3: 126-137.
23. Sansone F, Picerno P, Mencherini T et al.: Enhanced technological and permeation properties of a microencapsulated soy isoflavones extract. J Food Eng 2013; 115: 298-305.
24. Setchell KDR, Brzezinski A, Brown NM et al.: Pharmacokinetics of a slow-release formulation of soybean isoflavones in healthy postmenopausal Wwomen. J Agric Food Chem 2005; 53: 1938-1944.
25. Seok JS, Kim JS, Kwak HS: Microencapsulation of water-soluble isoflavone andphysico-chemical property in milk. Arch Pharm Res 2003; 26(5): 426-431.
26. Danyluk B, Medyński A, Pospiech E et al.: Ocena wpływu mikrokapsułkowanego chlorku sodu na stan mikrobiologiczny mięsa schabu i z karkówki przechowywanego w warunkach chłodniczych i zamrażalniczych. ŻNTJ 2004; 39: 32-45.
27. Gouin S: Microencapsulation: industrial appraisal of existing technologies and trends. Trends Food Sci Technol 2004; 15: 330-343.
28. Ubbink J, Krüger J: Physical approaches for the delivery of active ingredients in foods. Trends Food Sci Tech 2006; 17: 244-254.
29. Druri M, Pawlik A: Techniki mikrokapsułkowania aromatów spożywczych. Przem Spoż 2001; 3: 26-33.
30. Janiszewska E, Witrowa-Rajchert D: Mikrokapsułkowanie aromatów. Przem Spoż 2006; 5: 40-44.
31. Wojtowicz E, Zawirska-Wojtasiak R, Adamiec J et al.: Odor active compounds content in spices and their microencapsulated powders measured by SPME. J Food Sci 2010; 8: 441-445.
32. Fang, Z, Bhandari B: Encapsulation of polyphenols – a review. Trends Food Tech 2010; 21: 510-523.
33. Daruhazi AE, Szente L, Balogh B et al.: Utility of cyclodextrins in the formulation of genistein – Part 1. Preparation and physicochemical properties of genistein complexes with native cyclodextrins. J Pharmaceut Biomed 2008; 48: 636-640.
34. Jeon BJ, Kim NC, Han EM et al.: Application of microencapsulated isoflavone into milk. Arch Pharm Res 2005; 28(7): 859-865.
35. Setchell KD, Brown NM, Zimmer-Nechemias L et al.: Evidence for lack of absorption of soy isoflavone glycosides in humans, supporting the crucial role of intestinal metabolism for bioavailability. Am J Clin Nutr 2002; 76: 447.
36. Augustin MA, Abeywardena MY, Patten G et al.: Effects of microencapsulationa on the gastrointestinal transit and tissue distribution of a bioactive mixture of fish oil, tributyrin and resveratrol. J Func Food 2011; 3: 25-37.
37. Wang XL, Kim HJ, Kang SI et al.: Production of phytoestrogen S-equol from daidzein in mixed culture of two anaerobic bacteria. Arch Microbiol 2007; 187: 155-160.
38. Tousen Y, Abe F, Ishida T et al.: Resistant starch promotes equol production and inhibits tibial bone loss in ovariectomized mice treated with daidzein. Metabolism 2011; 60(10): 1425-1432.
39. Ohta A, Uehara M, Sakai K et al.: A combination of dietary fructooligosaccharides and isoflavone conjugates increases femoral bone mineral density and equol production in ovariectomized mice. J Nutr 2002; 132(7): 2048-2054.
40. Aura AM: Microbial metabolism of dietary phenolic compounds in the colon. Review 2008; 7: 407-429.
