Стійкий крохмаль як “пристрій для здоров’я” для товстої кишки людини
Розширений реферат
Вступ
Некрахмалисті полісахариди (NSP), крохмалі та здоров'я людини
Стійкий крохмаль насправді є частиною харчових волокон, і частина його вимірювалася при аналізі загальної кількості харчових волокон (TDF). Однак слід визнати, що всі процеси харчових волокон призначені для видалення крохмалю ферментативними засобами, а це означає, що стійкий крохмаль повинен залишатися. Однак стійкий крохмаль зустрічається з різних причин, деякі з яких не дублюються у всіх процесах харчових волокон, тому без стандартизованої та надійної процедури вимірювання точний внесок стійкого крохмалю у споживання їжі слід визначати на рівні популяції та на індивідуальному рівні (12).
Стійкий крохмаль, бактеріальне бродіння товстої кишки та здоров’я людини
Три основні коротколанцюгові жирні кислоти, виявлені у дорослих (ацетат, пропіонат та бутират), мають ряд загальних ефектів у внутрішній протоці товстої кишки. Наприклад, його продукт знижує рН вмісту кишечника шляхом прямого підкислення та використання NH4 + для забезпечення азоту для росту бактерій. Вважається, що нижчий рівень рН регулює надмірне зростання потенційно патогенних бактерій та зменшує ризик інфекційної діареї. Більш кисле середовище обмежить поглинання потенційно цитотоксичних речовин, таких як NH4 +. Поглинання коротколанцюгових жирних кислот пов'язане з поглинанням води та катіонів. Раніше вважалося, що ефект обмежений Na + - і K +, але стає очевидним, що існує також значне поглинання Ca 2+ і Mg 2+. Збільшення постачання коротколанцюгових жирних кислот у товсту кишку повинно покращити використання води. Стійкий крохмаль (як кукурудзяний крохмаль із високим вмістом амілози) успішно застосовується для лікування людей, хворих на холеру (1 =), хоча рівень коротколанцюгових жирних кислот не повідомляється.
Ключовим елементом у розробці, яка стала відома як `` бутиратна гіпотеза '', яка пов'язує більш стійке споживання крохмалю з меншим ризиком неінфекційних захворювань товстої кишки, є демонстрацією того, що ці популяції були захищені від споживання вуглеводів, що піддаються ферментації, особливо стійкого споживання крохмалю . Це було зроблено корінними африканцями Сегалом та його колегами (20). Споживання стоячої кукурудзяної каші (тобто каші, яку певний час варили і давали їй охолонути), було показано волонтерами ілеостомії, що вони забезпечують набагато вищі рівні коротколанцюгових жирних кислот, включаючи бутират, в клубових стоках порівняно зі свіжою кукурудзою каша. Різниця між ними полягає в тому, що в кукурудзяному крохмалі є більш стійкі крохмалі, які залишаються стояти через ретроградацію. Дійсно, розлад всмоктування вуглеводів у тонкій кишці було піднято як ключовий захисний механізм проти захворювання товстої кишки у корінних жителів Південної Африки (21), які мають набагато нижчий рівень раку товстої кишки, ніж афроамериканці в США (22).
Зміна генетичних пошкоджень та розрідження слизу у стійких клітин крохмалю, бутирату та індукованих білком клітин товстої кишки у щурів
Регулювання засвоюваності крохмалю для поліпшення здоров'я людини
Стійкий крохмаль зустрічається в продуктах харчування з різних причин, що призводить до його класифікації на чотири основних типи (таблиця I) (31). RS1 - це фізично важкодоступний крохмаль, який міститься в харчових продуктах, таких як частково подрібнене насіння, де такі компоненти, як некрохмальні полісахариди, утворюють фізичний бар'єр між амілазою та її субстратом. RS2 - це гранульований (нежелатинізований) крохмаль, що міститься в сирих або частково приготовлених продуктах. Для гідратації гранул крохмалю потрібно готувати їжу, щоб забезпечити доступ до амілази тонкої кишки. RS3 утворюється шляхом ретроградації звареного крохмалю шляхом повторного підключення ланцюгів крохмалю під час охолодження та стояння (наприклад, качани кукурудзи, споживані африканцями). Це обмежує доступ амілази до ланцюгів. Нарешті, категорія RS4 описує хімічно модифіковані крохмалі, які в даний час використовуються в харчовій промисловості завдяки їх технологічним (але не харчовим) властивостям.
Хімічна модифікація призводить до заміщень, що послаблює амілоліз.
Вироблення коротколанцюгових жирних кислот у товстій кишці є ключовим аспектом функції стійкого крохмалю, і існує значний інтерес у розробці методу, який ефективно доставляє їх у товсту кишку для використання у конкретних (клінічних) застосуваннях. Класифікація RS4 охоплює широкий спектр хімічно модифікованих крохмалів, що використовуються промислово для виробництва перероблених харчових продуктів. Ацильовані крохмалі належать до цієї групи і є потенційними транспортерами доставки коротколанцюгових жирних кислот до товстої кишки. Ці крохмалі мають ряд корисних ефектів, не в останню чергу, є те, що певні жирні кислоти (тобто ацетат, пропіонат або бутират) можуть поєднуватися, щоб дозволити продуктам підлаштовуватись під певне застосування. Показано, що ацильований крохмаль транспортує коротколанцюгові жирні кислоти в товсту кишку щурів (39,40). Ступінь ацетилювання, необхідний для транспортування коротколанцюгових жирних кислот, є досить вищим (
20%), ніж те, що в даний час використовується харчовою промисловістю (2%) для виробництва інгредієнтів. Це пов’язано з тим, що каталітична ділянка α-амілази тонкого кишечника людини пов’язує чотири глюкозильні одиниці, тому для ослаблення необхідний вищий ступінь заміщення. Як тільки вони потрапляють в товсту кишку, бактеріальні ліпази та/або естерази вивільняють ацильні групи, тоді як решта крохмалю ферментується. Додатковою перевагою ацильованих крохмалів є те, що їх здатність транспортувати коротколанцюгові жирні кислоти переживає умови приготування їжі, що використовуються у виробництві їжі (41). Проводяться дослідження з метою визначення ефективності цих крохмалів у людини.
Висновки
Харчові крохмалі є прийнятним і важливим джерелом енергії у багатьох людських суспільствах, але очевидно, що вони також вносять певний внесок у здоров'я. У товстій кишці ці переваги приносять головним чином від бродіння неперетравленого крохмалю (РС) у коротколанцюгові жирні кислоти за допомогою тамтешньої мікрофлори. Дослідження на людях та тваринах показали, що вплив коротколанцюгових жирних кислот узгоджується із збільшенням функції товстої кишки та захистом від важких захворювань товстої кишки. Багато сучасних напівфабрикатів мають низький вміст крохмалю, що дає можливість розробляти нові зернові культури та інгредієнти на основі крохмалю для харчових продуктів, які можуть покращити здоров'я населення. Ці продукти також можна використовувати клінічно.
Декларація інтересів: Автори заявляють, що не існує конфлікту інтересів. Автори несуть повну відповідальність за зміст та написання цього дослідження.
Класифікація харчових стійких крохмалів.
| Стійкі типи крохмалю | Приклади їх виникнення |
| RS1 - фізично недоступний | Частково подрібнені зерна та насіння |
| RS2 - стійкі частинки | Сира картопля, зелені банани, трохи бобових та високий амілозний крохмаль |
| RS3 - ретроградований | Варена та охолоджена картопля, хліб та кукурудзяні пластівці |
| RS4 - хімічно модифікований | Крохмали, етерифіковані, етерифіковані або зшиті (для використання в оброблених харчових продуктах) |