Żywność funkcjonalna. Przegląd dodatków prozdrowotnych stosowanych do jej wytwarzania

Pierwszym etapem zapobiegania chorobom jest stosowanie dobrze zbilansowanej  diety. Wobec coraz powszechniej występujących chorób cywilizacyjnych zasadne staje się poszukiwanie nowych form żywności, mogących poza podstawowym swoim celem wywierać dodatkowy, pozytywny wpływ na organizm.

W zakresie żywności funkcjonalnej mieszczą się produkty poprawiające odporności organizmu, przeciwdziałające chorobom cywilizacyjnym (takim jak miażdżyca, nadciśnienie tętnicze, choroba wieńcowa, nowotwory, otyłość, cukrzyca), wspierające leczenie określonych schorzeń, przyczyniające się do utrzymania dobrostanu fizycznego i psychicznego organizmu.

Definicja żywności funkcjonalnej

Synonimiczna nazwa żywności funkcjonalnej to „środki spożywcze specjalnego przeznaczenia żywieniowego”. Jej definicja, zredagowana przez Functional Food Science in Europe (FUFOSE), jest następująca: „Żywność może być uznana za funkcjonalną, jeśli udowodniono jej korzystny wpływ na jedną lub więcej funkcji organizmu ponad efekt odżywczy. Wpływ ten polega na poprawie stanu zdrowia oraz samopoczucia i/lub zmniejszaniu ryzyka chorób. Żywność funkcjonalna musi przypominać swoją postacią żywność konwencjonalną i wykazywać korzystne działanie na organizm w ilościach, które oczekuje się, że będą normalnie spożywane z dietą – przy czym nie są to tabletki, kapsułki ani krople, ale część składowa prawidłowej diety”. Jest to rodzaj pośredniego ogniwa między żywnością, a lekiem.

Żywność funkcjonalna jest ważną składową przyczyniającą się do promocji zdrowia oraz zmniejszenia ryzyka występowania wielu chorób. Współcześnie coraz częściej oczekuje się od żywności posiadania – oprócz tradycyjnej wartości odżywczej – dodatkowych walorów osiąganych po ich spożyciu, takich jak określona odpowiedź fizjologiczna lub metaboliczna organizmu, czy obniżenie ryzyka występowania procesów patologicznych. Kierunki działania składników bioaktywnych w żywności funkcjonalnej mogą być różne, przykładem są dodatki o działaniu przeciwutleniającym, przeciwnowotworowym, immunostymulującym, przeciwzapalnym, obniżającym poziom cholesterolu we krwi lub redukującym otyłość. Do bardzo obiecujących obszarów rozwoju żywności funkcjonalnej należy modulacja układu odpornościowego za pomocą probiotyków, prebiotyków i synbiotyków.

Dodatki prozdrowotne stosowane do produkcji żywności funkcjonalnej

Żywność funkcjonalna zawiera dodatek jednego lub więcej składników biologicznie aktywnych, nie występujących w niej normalnie lub zwiększone stężenie jednego lub więcej składników, które naturalnie są w niej zawarte. Innym sposobem otrzymania takiej żywności jest usunięcie składników niepożądanych pod względem zdrowotnym. Substancjami bioaktywnymi, używanymi do produkcji żywności funkcjonalnej są m.in. polifenole, błonnik, oligosacharydy, bakterie fermentacji mlekowej, witaminy antyoksydacyjne, wielonienasycone kwasy tłuszczowe, cholina, lecytyna. Nośnikami substancji bioaktywnych najczęściej są zaś produkty regularnie spożywane, np. produkty zbożowe i mleczne. Duże znaczenie ma nie tylko występowanie pożądanych substancji, ale również ich biodostępność, wchłanianie, metabolizm, które są osiągane wskutek zastosowanego procesu produkcyjnego.

Źródłem przeważającej ilości substancji wpływających na prawidłowe funkcjonowanie organizmu i dobre samopoczucie są rośliny. Ważną grupę wtórnych metabolitów roślinnych stanowią związki polifenolowe, które, dzięki powszechności występowania w roślinach, są integralnymi składnikami pożywienia. Działanie tych naturalnych antyoksydantów, polegające m. in. na zapobieganiu wielu chorobom oraz przeciwdziałaniu procesom utleniania i rozkładu zachodzącym w żywności przyciąga uwagę wielu badaczy. W ostatnim czasie, m.in. w związku z rosnącymi możliwościami do odbywania dalekich podróży, obserwuje się zainteresowanie konsumentów, a także lekarzy i dietetyków żywnością wzbogaconą o egzotyczne rośliny polifenolowe, wywodzące się z rejonów Północnej Afryki (z Algierii, Egiptu, Libii oraz Maroko).

Wybrane surowce polifenolowe stosowane w tradycyjnej medycynie afrykańskiej stosowane jako dodatki wzbogacające żywność funkcjonalną

Pomimo, że na przestrzeni wieków wiedza o właściwościach i zastosowaniu roślin leczniczych uległa znacznemu postępowi, także obecnie duża część populacji, zwłaszcza w krajach rozwijających się, korzysta z długowiekowych ziołowych praktyk leczniczych. Tradycyjna medycyna algierska sięga aż czasów starożytnych. Wynika to zarówno z bogactwa przyrodniczego, jak i kulturowego Afryki. Afrykańska flora zasobna jest w szeroką gamę gatunków roślin, które mogą być stosowane w celach medycznych. Bardzo często wykorzystywane są rośliny z rodzin: Lamiaceae, Apiaceae i Asteraceae z wysoką zawartością związków fenolowych. Wykazują one silne właściwości przeciwutleniające. Surowce roślinne są powszechnie stosowane w leczeniu cukrzycy oraz chorób sercowo-naczyniowych takich jak: nadciśnienie tętnicze, miażdżyca czy zakrzepica. Wykorzystywane są także w zaburzeniach żołądkowo-jelitowych oraz w celu obniżenia poziomu cholesterolu.

Algierska kuchnia dziedziczy kulinarne tradycje berberskie, francuskie, hiszpańskie i otomańskie. Hasłem wywoławczym jest kuskus z baraniną, a istotną rolę odgrywają przyprawy. Zmiany w stylu życia powodują zmiany nawyków żywieniowych oraz trendów w produkcji i konsumpcji żywności, które mają wpływ na zdrowie, środowisko i społeczeństwo. Konsumenci coraz bardziej zwracają uwagę na bezpieczeństwo żywności, skład wyrobów i kwestie związane ze zdrowiem. Rosnąca świadomość związku między odżywianiem a zdrowiem sprzyja poszukiwaniu dodatków prozdrowotnych bogatych w związki bioaktywne, jako sposobu przeciwdziałania niezrównoważonej diecie.

---

W tym kontekście bardzo dobrym rozwiązaniem wydaje się owoc kasztana jadalnego (Castanea sativa Mill.) używany do produkcji mąki marron i mąki kasztanowej, która jest składnikiem diet bezglutenowych. Kasztanowiec jadalny pochodzi z Azji Mniejszej, skąd przybył najpierw do Grecji, a stamtąd do Francji, Hiszpanii, Algierii i Włoch. Obecnie wykorzystuje się mąkę kasztanową, w połączeniu z mąką pszenną lub jęczmienną, jako dodatek do pieczenia chleba. Do drugiej wojny światowej kasztany jadalne były powszechnie używane w żywieniu ludzi i zwierząt. Dziś sprzedaje się w niektórych krajach na ulicach pieczone kasztany, które stanowią turystyczną atrakcję. Owoc kasztana zawiera wysokiej jakości białko z niezbędnymi aminokwasami, nienasycone kwasy tłuszczowe, błonnik i pektyny, skrobię, związki polifenolowe, magnez, potas, żelazo oraz witaminy z grupy B, C i K. Ze względu na prozdrowotne i smakowe walory stosowany jest często jako składnik żywności bezglutenowej.

---

Jednym z najbogatszych źródeł przeciwutleniaczy jest owoc granatowca właściwego (Punica granatum L.). Cechuje się dużą zawartością związków fenolowych, do których należą m. in. flawonoidy (kemferol, kwercetyna, luteolina), kwasy fenolowe (kwas elagowy), katechiny, elagotaniny (punikalina, punikalagina), antocyjaniny (glikozydy delfinidyny i cyjanidyny). Przeciwutleniacze występują we wszystkich częściach owocu, jednakże w różnych ilościach. Zawartość związków polifenolowych rozpuszczonych w soku owoców oscyluje pomiędzy 0,2%-1%. Wykazano, że ekstrakt ze skórki granatu ma największą aktywność antyoksydacyjną, ponieważ skórka zawiera trzy razy więcej polifenoli niż nasiona. W skład owoców wchodzą ponadto cukry (10-20%), białka (1,5%),  kwasy organiczne (2-5%) z dominacją kwasu cytrynowego, askorbinowego i jabłkowego, aminokwasy (prolina, metionina, walina), garbniki, witamina E, B₃, B_5, składniki mineralne takie jak potas, magnez i fosfor. Owoce granatowca są niskokaloryczne (70-80 kcal/100 g).

Właściwości lecznicze granatowca wykorzystywano od niepamiętnych czasów. Według papirusu Ebersa, jednego z najstarszych pism o tematyce medycznej, datowanego na około 1500 rok p.n.e., Egipcjanie leczyli nim tasiemczyce i inne zakażenia. Obecnie wiadomo, że granatowiec zawiera alkaloidy paraliżujące tasiemce – peletierynę i izopeletierynę, dlatego w niektórych krajach odwar z kory nadal jest stosowany w celu zwalczania robaczyc.  Wykazuje silną aktywność przeciwutleniającą. Badania wykazały, że owoc granatu, jak również jego sok, ekstrakt i olej, posiadają właściwości przeciwzapalne, antyproliferacyjne i przeciwnowotworowe poprzez modulowanie wielu szlaków sygnałowych, co sugeruje jego zastosowanie jako obiecującego środka chemoprewencyjnego i chemoterapeutycznego.

Badania sugerują, że wyciąg z granatu może wykazywać działanie przeciwzapalne i cytotoksyczne w stosunku do komórek raka piersi i gruczołu krokowego zarówno in vitro jak i in vivo. Olej z nasion może hamować proliferację komórek nowotworowych oraz samą karcynogenezę. Ekstrakt z granatu może wpływać także na komórki raka piersi MCF-7 poprzez indukcję apoptozy. Rozwój naczyń dostarczających do guza tlen i składniki odżywcze jest niezbędny do wzrostu nowotworu. Udowodniono, że związki zawarte w produktach z granatu mają zdolność hamowania angiogenezy. Zaobserwowano, że kwas elagowy oraz punikalagina obecne w soku z owoców granatu indukują apoptozę komórek raka okrężnicy. Potwierdzono, że ekstrakt ze skórki granatu ma znaczące działanie przeciwzapalne na skórę, ponieważ moduluje wydzielanie COX-2 w naskórku. Wykazano także pozytywny efekt spożycia soku oraz ekstraktów z granatu na stany zapalne w przewodzie pokarmowym, za co jest odpowiedzialny głównie kwas elagowy.

Owoc granatowca ma też działanie przeciwwirusowe, przeciwbakteryjne, przeciwnowotworowe. Ma zastosowanie w leczeniu chorób układu krążenia, w tym miażdżycy i nadciśnienia, chorób układu nerwowego (choroba Alzheimera) oraz cukrzycy. Znalazł ponadto szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym – sok z owoców znakomicie gasi pragnienie, jest też wykorzystywany do produkcji różnych produktów spożywczych, m. in. wina, syropów, galaretek i zbożowej żywności funkcjonalnej.

---

Kolejnym ważnym surowcem jest opuncja figowa (Opuntia ficus-indica Mill.).Zawiera on dużo wody – około 93% świeżej masy, natomiast głównym składnikiem suchej masy są cukry, zwłaszcza błonnik pokarmowy (około 50% suchej masy), a także glukoza i fruktoza. Zawartość tłuszczu jest znikoma, a białko to ok. 13% suchej masy. Owoce są bogatym źródłem witaminy C, B₁, B₂, A i E, składników mineralnych takich jak wapń, potas, magnez, żelazo i fosfor oraz substancji bioaktywnych, tj. karotenoidów i związków fenolowych. Spośród nich wyróżnia się głównie α-hydroksykwasy, antocyjany, flawonoidy (głównie w kwiatach).

Miąższ opuncji w afrykańskiej medycynie ludowej jest stosowany w celu przyspieszenia gojenia ran i wrzodów, leczenia dolegliwości żołądkowo-jelitowych, a także cukrzycy i miażdżycy. Badania potwierdziły jej skuteczność w hiperglikemii i hipercholesterolemii, co jest związane głównie z właściwościami przeciwutleniającymi. Miąższ pobudza trzustkę do wydzielania insuliny, a błonnik zawarty w owocach obniża poziom frakcji LDL cholesterolu. Spożyte owoce już w niewielkiej ilości dają uczucie sytości, co sprzyja redukcji masy ciała.

W niekorzystnych warunkach środowiskowych w owocach jest wytwarzana substancja chroniąca miąższ, tzw. Opuntia G. Zastosowana na skórę zwiększa jej odporność na promieniowanie UV, jest też ceniona w preparatach przeciwzmarszczkowych, pobudzających odnowę skóry i nawilżających.

---

Sorgo dwubarwne (Sorgum bicolor L.) to kolejna afrykańska roślina warta uwagi.  Stanowi piąte zboże na świecie pod względem produkowanej ilości. Jest doskonałym źródłem węglowodanów, białek i błonnika, a także witamin z grupy B i wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, takich jak kwas linolowy, oleinowy czy palmitynowy. Wśród składników sorgo można również wyróżnić liczne związki polifenolowe, w tym kwasy fenolowe, flawonoidy i taniny. W jego skład wchodzą też fitosterole i karotenoidy. Związki te powodują, że spożycie sorgo może przyczynić się do prewencji i kontroli cukrzycy. Sorgo posiada niski indeks glikemiczny, przez co jest zalecane u osób cierpiących na tę chorobę. Ze względu na zawartość polifenoli, sorgo posiada właściwości hamujące lub zmniejszające: stres oksydacyjny, procesy zapalne oraz mutagenne i rakotwórcze. Obecność flawonów, takich jak apigenina czy luteolina w sorgo, może być odpowiedzialna za działanie protekcyjne przed rakiem jelita grubego. Związki fenolowe wyekstrahowane z ziaren sorgo hamują utlenianie lipoprotein oraz wykazują działanie antyoksydacyjne. Może to być pomocne w zapobieganiu chorobom, którym towarzyszy powstawanie wolnych rodników.

Sorgo jest też skuteczne w walce z otyłością. Taniny obecne w sorgo wiążą białka i węglowodany, co powoduje powstanie nierozpuszczalnych kompleksów opornych na trawienie. W konsekwencji przedłuża to uczucie sytości, co sprzyja obniżeniu masy ciała. Ekstrakty z mąki sorgo mają potencjał jako żywność funkcjonalna, ponieważ zmniejszają ryzyko otyłości metabolicznej. Tylko niewielka część światowej produkcji sorgo jest wykorzystywana do spożycia przez ludzi. W większości ziarno jest przeznaczone jako pasza dla zwierząt. Jednak w Afryce oraz Azji sorgo jest powszechnie używane do produkcji żywności. Zostało również wykorzystane do produkcji napojów fermentowanych i piwa, a także spirytusu i octu. Sorgo jest też używane jako substytut pszenicy w żywności bezglutenowej.

dr hab. n farm. Anna Oniszczuk,

mgr farm. Kamila Kasprzak

Piśmiennictwo

1. Gouw V. P., Jung J., Zhao Y. Functional properties, bioactive compounds, and in vitro gastrointestinal digestion study of dried fruit pomace powders as functional food ingredients. LWT-Food Science and Technology, 2017, 80, 136-144.
2. Saluk-Juszczak J. Anthocyanins as components of functional food for cardiovascular risk prevention. Postępy higieny i medycyny doświadczalnej, 2009, 64, 451-458.
3. Kaur N., Singh D. P. Deciphering the consumer behaviour facets of functional foods: A literature review. Appetite, 2017, 112,167-187.
4. Jeszka M., Flaczyk E., Kobus-Cisowska J., Dziedzic K. Związki fenolowe – charakterystyka i znaczenie w technologii żywności. Nauka Przyroda Technologie, 2010, 4, 1897-7820.
5. Shahindokht B.J. Punica granatum (Pomegranate) activity in health promotion and cancer prevention. Oncology reviews, 2018, 12(24): 1-7
6. Kosińska-Cagnazzo A., Bocquel D., Marmillod I., Andlauer W. Stability of goji bioactives during extrusion cooking process. Food Chemistry, 2017, 230, 250-256.
7. Farag M. A., Maamoun A. A., Ehrlich A., Fahmy S., Wesjohann L. A. Assessment of sensory metabolites distribution in cactus Opuntia ficus-indica fruit cultivars using UV fingerprinting and GC/MS profiling techniques. LWT-Food Science and Technology, 2017, 80, 145-154.
8. Hasona N. A. S. A., Qumani M. A., Alghassab T. A., Alghassab M. A., Alghabban, A. A. Ameliorative properties of Iranian Trigonella foenum-graecum L. seeds and Punica granatum L. peel extracts in streptozotocin-induced experimental diabetic guinea pigs. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 2017, 7, 234-239.
9. Ouelbani R., Bensari S., Mouas T.N.,  Khelifi D. Ethnobotanical investigations on plants used in folk medicine in the regions of Constantine and Mila (North-East of Algeria). Journal of Ethnopharmacology, 2016, 7, 196-218.