Wpływ metyloksantyn na emulgację i biodostępność lipidów masła szacowaną in vitro

• Autorzy: Agnieszka Wikiera , Magdalena Mika

Warianty tytułu

Effect of Methyloxantines on Emulsification and Bioavailability of Butter Lipids as Assessed In Vitro

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Badano wpływ powszechnie spożywanych wraz z dietą N-metyloksantyn: kofeiny, teofiliny i teobrominy na emulgację lipidów masła i ich biodostępność w warunkach żołądka i jelit człowieka symulowanych in vitro. Materiał badawczy stanowiło masło wiejskie, do którego dodawano testowane związki w ilości 40 μmol/g. Na podstawie wyników stwierdzono, że w badanej dawce każdy z alkaloidów intensyfikował tworzenie emulsji poprzez zwiększanie stopnia jej dyspersji. Siła proemulgującego działania alkaloidów zależała od rozmieszczenia grup metylowych w cząsteczce i wzrastała zgodnie z szeregiem 1,3-dimetyloksantyna (teofilina) →1,3,7-trimetyloksantyna (kofeina) → 3,7-dimetyloksantyna (teobromina). Jednocześnie każdy z testowanych alkaloidów ograniczał w sposób istotny biodostępność lipidów. W przypadku teofiliny ilość kwasów tłuszczowych i glicerolu uwalnianych z lipidów masła zmniejszała się względem próby kontrolnej średnio o 9 %, w przypadku kofeiny o około 16 %, a w przypadku teobrominy aż o 27 %. Wyniki takie sugerują, że w warunkach symulowanego trawienia lipidów w przewodzie pokarmowym alkaloidy musiały oddziaływać nie tylko na hydrofobowy substrat, wspomagając jego emulgację, ale także na lipazę trzustkową, wypierając ją z powierzchni miceli, a tym samym ograniczając jej kontakt z substratem i skutecznie ją inhibitując.(abstrakt oryginalny)

EN

The effect was assessed of the N-methylxanthines: caffeine, theophylline, and theobromine, commonly consumed with the diet, on the emulsification of butter lipids and bioavailability thereof under the in vitro simulated conditions of human stomach and intestines. The research material was farmhouse butter containing a 40 μmol/1g addition of the tested compounds. Based on the results obtained, it was found that, in the dose analyzed, each of the alkaloids intensified the process of forming the emulsion by increasing the dispersion degree thereof. The power of the pro-emulsifying activity of alkaloids depended on the arrangement of methyl groups in a molecule and increased according to the order: 1,3-dimethylxanthine (theophylline) → 1,3,7-thrimethylxanthine (caffeine) → 3,7-dimethylxanthine (theobromine). At the same time, each of the alkaloids significantly reduced the bioavailability of lipids. In the case of theophylline, the amount of fatty acids and glycerol, released from the lipids, decreased by 9% on the average compared to the control sample; in the case of caffeine: by 16%, and as for the theobromine by as much as 27%. The results as indicated above suggest that under the conditions of simulated digestion of lipids in the alimentary canal, the alkaloids must have impacted not only the hydrophobic substrate that stimulated emulsification thereof, but, also, the pancreatic lipase. In the latter case, they partially displaced the pancreatic lipase from the micelle's surface, and, thereby, reduced its direct contact with the substrate, and effectively inhibited it.(original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Żywność; Technologia produkcji żywności; Biochemia; Badania naukowe

EN

Food; Food production technology; Biochemistry; Scientific research

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 19 (2012)
• Numer: nr 3 (82)
• Strony: 55--63

Twórcy

autor

Agnieszka Wikiera

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

autor

Magdalena Mika

• Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie

Bibliografia

• [1] Armand M., Borel P., Dubois C., Senft M., Peyrot J., Salducci J., Lafont H., Lairon D.: Characterization of emulsions and lipolysis of dietary lipids in the human stomach. Am. J. Physiol., 1994, 266, 372-381.
• [2] Bauer E., Jakob S., Mosenthin R.: Principles of physiology of lipid digestion. Asian-Australian J. Anim. Sci., 2005, 18, 282-295.
• [3] Berube-Parent S., Pelletier C., Dore J., Tremblay A.: Effects of encapsulated green tea and guarana extracts containing a mixture of epigallocatechin-3-gallate and caffeine on 24 h energy expenditure and fat oxidation in men. Br. J. Nutr., 2005, 94, 432-436.
• [4] Carnago M.C.R., Toledo M.C.F.: Caffeine content of commercial Brazilian coffee. Cienc. Technol. Aliment., 1998, 18, 421-424.
• [5] Caudle A.G., Bell L.N.: Caffeine and theobromine contents of ready-to-eat chocolate cereals. Research and Professional Briefs, 2000, 100 (6), 690-692.
• [6] Eteng M.U., Ettarh R.R.: Comparative effects of theobromine and cocoa extract on lipid profile in rats. Nutr. Res., 2000, 20 (10), 1513-1517.
• [7] Food Standards Agency: 1998. Food surveillance information sheet 144.
• [8] Fossati P., Prencipe L.: Serum triglycerides determined colorimetrically with an enzyme that produces hydrogen peroxide. Clin. Chem., 1982, 28 (10), 2077-2080.
• [9] Gokulakrishnan S., Chandraraj K., Sathyanarayana N.G.: Microbial and enzymatic methods for the removal of caffeine. Enzyme Microb. Technol., 2005, 37, 225-232.
• [10] Greenway F.K., de Jonge L., Blanchard D., Frisard M., Smith S.R.: Effect of dietary herbal supplement containing caffeine and ephedra on weight, metabolic rate, and body composition. Obesity Res., 2004, 12 (7), 1152-1157.
• [11] Grosso L.M., Bracken M.B.: Caffeine metabolism, genetics, and perinatal outcomes: a review of exposure assessment considerations during pregnancy. Ann. Epidemiol., 2005, 15, 460-466.
• [12] Haller C.A., Jacob P. III, Benowitz N.L.: Enhanced stimulant and metabolic effects of combined ephedrine and caffeine. Clin. Pharmacol. Ther., 2004, 75, 259-273.
• [13] Hicks M.B., Hsieh Y., Bell L.N.: Tea preparation and its influence on methylxanthine concentration. Food Res. Int., 1996, 29, 325-330.
• [14] Kalayli S., Ocak M., Kûçûk M., Abbasoglu R.: Does caffeine bind to metal ions? Food Chem., 2004, 84, 383-388.
• [15] Lima W.P., Carnevali Jr L.C., Eder R., Costa Rosa L.F., Bacchi E.M., Seelaender M.C.: Lipid metabolism in trained rats: effect of guarana (Paullinia cupana Mart.) supplementation. Clin. Nutr., 2005, 24, 1019-1028.
• [16] Lorist M.M., Tops M.: Caffeine and effects on cognition with special attention to adenosine- dopamine interaction. Brain Cogn., 2003, 53, 82-94.
• [17] Mandel H.G.: Update on caffeine consumption, disposition and action. Food Chem. Tox., 2002, 40, 1231-1234.
• [18] Mika M., Wikiera A., Żyła K.: Effects of non fermented tea extracts on in vitro digestive hydrolysis of lipids and on cholesterol precipitation. Eur. Food Res. Technol., 2008, 226 (4), 731-736.
• [19] Mun S., Decker E.A., McClements D.J.: Influence of emulsifier type on in vitro digestibility of lipid droplets by pancreatic lipase. Food Res. Int., 2007, 40, 770-781.
• [20] Nafisi S., Shamloo D.S., Mohajerani N., Omidi A.: A comparative study of caffeine and theophylline binding to Mg(II) and Ca(II) ions: studied by FTIR and UV spectroscopic methods. J. Mol. Struc., 2002, 608, 1-7.
• [21] Papaioannou T.G., Karatzi K., Karatzis E., Papamichael Ch., Lekakis J.P.: Acute effects of caffeine on arterial stiffness, wale reflections, and central aortic pressures. A.J.H., 2005, 18, 129-136.
• [22] Sugawara M., Mochizuki T., Takekuma Y., Miyazaki K.: Structure-affinity relationship in the interactions of human organic anion transporter 1 with caffeine, theophylline, theobromine and their metabolites. Biochim. Biophys. Acta., 2005, 1714, 85-92.
• [23] Tarka S.M., Shilvey C.A.: Methylxanthines. Toxicological aspects of food. Elsevier Applied Science Publishers, London 1987.
• [24] Usmani O., Belvisi M., Patel H., Crispino N., Birrell M., Korbonits M., Korbonits D., Barnes P.: Theobromine inhibits sensory nerve activation and cough. FASEB J., 2005, 19 (2), 231-233.
• [25] Van Aken G.A.: Relating food emulsion structure and composition to the way it is processed in the gastrointestinal tract and physiological responses: what ate the opportunities? Food Biophys., 2010, 5, 258-283.
• [26] Wang S., Noh S.K., Koo S.I.: Epigallocatechin gallate and caffeine differentially inhibit the intestinal absorption of cholesterol and fat in ovariectomized rats. J. Nutr., 2006, 136, 2791-2796.
• [27] Westerterp-Plantenga M., Diepvens K., Joosen A., Berube-Parent S., Tremblay A.: Metabolic effects of spices, teas, and caffeine. Physiol. Behav., 2006, 89, 85-91.
• [28] WHO: Evaluation of certain food additives and contaminants. 44th Report of the Join FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. WHO Expert Committee on Biological Standardization. 1995, 859, 5-8.
• [29] Wickham M., Garrood M., Leney J., Wilson P.D.G., Fillery-Travis A.: Modification of a phospho-lipidstabilized emulsion interface by bile salt: effect on pancreatic lipase activity. J. Lipid Res., 1998, 39, 623-632.
• [30] Wikiera A., Mika M., Żyła K.: Wpływ katechin i wybranych stabilizatorów żywności na emulgację lipidów masła w warunkach symulowanego in vitro przewodu pokarmowego. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 2009, 3 (64), 137-144.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2012/82/055-063