LUŠTĚNINY NUTRIČNÍ A ZDRAVOTNÍ ASPEKTY

Transkript

1 Masarykova univerzita Lékařská fakulta LUŠTĚNINY NUTRIČNÍ A ZDRAVOTNÍ ASPEKTY Diplomová práce Vedoucí diplomové práce: PaedDr. Věra Bulková, Ph.D. Vypracovala: Bc. Michaela Suchánková Obor Nutriční specialista Brno, květen 2012

2 Jméno a příjmení autora: Michaela Suchánková Název diplomové práce (česky): Luštěniny nutriční a zdravotní aspekty Název diplomové práce (anglicky): Legumes nutritional and health aspects Pracoviště: Ústav preventivního lékařství Vedoucí diplomové práce: PaedDr. Věra Bulková, Ph.D. Rok obhajoby diplomové práce: 2012 Souhrn: Tato práce se zabývá složením luštěnin, co se týká živin i nenutritivních látek, změnami ve složení v důsledku různých úprav, prospěšnými účinky luštěnin a látek v nich obsažených na lidské zdraví i potenciálními zdravotními riziky. Cílem práce bylo zjistit úroveň znalostí ve jmenovaných oblastech. Práce se dále zaměřuje na zjišťování, jestli to, jak často jsou luštěniny v různých formách konzumovány, je závislé na věku, nejvyšším dosaženém vzdělání, na pohlaví a na BMI. V neposlední řadě je pozornost zaměřena také na různé výrobky z luštěnin. Klíčová slova: luštěniny, složení luštěnin, vláknina, isoflavony, glykemický index Summary: The thesis deals with the composition of legumes in terms of nutrients and non-nutritive substances, changes in composition due to various treatments, the beneficial effects of legumes and their components on human health and the potential health risks. Aim of this study was to determine the level of knowledge in these areas. The thesis also focuses on determining whether how often are pulses consumed in various forms, is dependent on age, level of education, gender and BMI. Finally, attention is also focused on a variety of products made from legumes. Key words: legumes, pulses, legume composition, dietary fiber, isoflavons, glycemic index

3 Souhlasím, aby práce byla půjčována ke studijním účelům a byla citována dle platných norem. V Brně dne.. Michaela Suchánková

4 Prohlašuji, že jsem diplomovou práci vypracovala samostatně pod vedením PaedDr. Věry Bulkové, Ph.D., a uvedla v seznamu literatury všechny použité literární a odborné zdroje. V Brně dne.. Michaela Suchánková

5 Poděkování: Chtěla bych tímto poděkovat PaedDr. Věře Bulkové, Ph.D., za poskytnutou odbornou pomoc a cenné rady při vedení této diplomové práce. Dále bych chtěla poděkovat MVDr. Halině Matějové, PhDr. Leoně Mužíkové, Ph.D., a Mgr. Radce Štěpánové za cenné rady, ochotu a věnovaný čas.

6 Použité symboly a zkratky BMI body mass index (hmotnost : tělesná výška 2 ) CEP celkový energetický příjem CRP C-reaktivní protein CYP450 cytochrom P450 DM diabetes mellitus EFSA European Food Safety Authority GABA kyselina γ-aminomáselná GI glykemický index GL glykemická nálož HbA1c hemoglobin A1c (glykovaný hemoglobin) HDL high-density lipoprotein IgE imunoglobulin E LDL low-density lipoprotein MUFA mononenasycené mastné kyseliny NaCl chlorid sodný PUFA polynenasycené mastné kyseliny RDA Recommended Dietary Allowance RFOs oligosacharidy z rodiny rafinózy SCFA mastné kyseliny s krátkým řetězcem SFA nasycené mastné kyseliny TIA aktivita inhibitorů trypsinu USDA United States Department of Agriculture

7 Obsah I. TEORETICKÁ ČÁST... 9 ÚVOD LUSKOVINY DRUHY LUŠTĚNIN Nejčastěji konzumované druhy SLOŽENÍ LUŠTĚNIN Obsah živin Proteiny Tuky Sacharidy Minerální látky a stopové prvky Vitaminy Nenutritivní látky luštěnin Polyfenoly Kyselina fytová a její soli Kyselina oxalová a její soli Inhibitory proteáz a amyláz Lektiny Saponiny Alkaloidy Kyanogenní glykosidy Vicin a konvicin Oligosacharidy Další látky SPOTŘEBA LUŠTĚNIN Spotřeba luštěnin ve světě Spotřeba luštěnin v České republice ZMĚNY VE SLOŽENÍ V DŮSLEDKU ÚPRAV A ZPRACOVÁNÍ LUŠTĚNIN Namáčení Tepelná úprava Klíčení luštěnin Fermentace Další metody Doporučení ZPŮSOBY KONZUMACE LUŠTĚNIN A VÝROBKY Z LUŠTĚNIN ZDRAVOTNÍ ASPEKTY KONZUMACE LUŠTĚNIN A LÁTEK V NICH OBSAŽENÝCH Sójové isoflavony a sójový protein Vliv na udržování kostní denzity Vliv na rizikové faktory aterosklerózy Vliv na rakovinu prsu a další typy rakoviny Vliv na menopauzální symptomy Bezpečnost Shrnutí Vláknina potravy Vliv na vyprazdňování žaludku a sytost Vliv na trávení v tenkém střevě Vliv na riziko kardiovaskulárního onemocnění Zásah do vstřebávání minerálních látek... 70

8 7.2.5 Účinky vlákniny na dolní část gastrointestinálního traktu Transit time a zácpa Energetický přínos vlákniny Shrnutí Glykemický index Glykemický index a diabetes mellitus Glykemický index a kardiovaskulární onemocnění Glykemický index a rakovina tlustého střeva Shrnutí Prospěšné účinky dalších látek Konzumace luštěnin a neinfekční onemocnění hromadného výskytu POTENCIÁLNÍ ZDRAVOTNÍ RIZIKA Alergenicita Plísně a mykotoxiny Další rizika II. PRAKTICKÁ ČÁST DOTAZNÍKOVÉ ŠETŘENÍ O LUŠTĚNINÁCH Úvod Cíl práce Hypotézy Metodika Sběr dat Zpracování dat Popis souboru Výsledky Znalosti o luštěninách Hypotézy ke znalostem o luštěninách Spotřeba, úprava a oblíbenost formy konzumovaných luštěnin Frekvence konzumace luštěnin Hypotézy k frekvenci konzumace luštěnin DISKUSE ZÁVĚRY SOUHRN SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY PŘÍLOHY

9 I. TEORETICKÁ ČÁST ÚVOD Zajímavé jsou pro nás luštěniny již velmi dlouho. Pro naše předky byly základní součástí jídelníčku. Získali si je svou chutí i vysokou výživovou hodnotou, hlavně ale byly všem a snadno dostupné. Například hrách se začal šířit ve střední Evropě ve stejné době jako obiloviny. Luštěniny již ve středověku na stole rozhodně nechyběly. Hrách se upravoval na mnoho různých způsobů a byl součástí nejen pokrmů všedních, ale i slavnostních, nejen slaných, ale i sladkých. Tradiční postavení v naší výživě má také čočka a fazole (142). Stačí však jeden pohled na údaje spotřeby potravin v České republice a hned je zřejmé, že obliba luštěnin u nás v průběhu 20. století značne opadla. Ale jak jsou vlastně oblíbené výrobky z luštěnin, které se na náš trh dostávají až v posledních desetiletích? Jsme ve stravování konzervativní a luštěniny pro nás znamenají jen vařená semena v kaších a polévkách? Nebo využíváme toho, že nám výrobky z luštěnin nabízejí často lepší stravitelnost a obohacují náš jídelníček novými chutěmi a novými možnostmi úpravy? Využíváme rozmanitost druhů, kterou luštěniny poskytují? V teoretické části práce jsem se snažila zhodnotit vše, co luštěniny do naší stravy přinášejí, na jejich prospěšné vlastnosti, i ty méně žádané. Zaměřila jsem se tedy i na to, co znamená konzumace luštěnin pro naše zdraví. V praktické části jsem se pokoušela zjistit, jestli luštěniny v různých formách zařazujeme pravidelně do našeho jídelníčku a jaké úpravy preferujeme. Především jsem však chtěla zkoumat, jestli běžná populace (nebo alespoň její vzorek) má přehled o tom, proč a jak často bychom luštěniny vlastně měli jíst. Zajímalo mě, jak se liší přívod luštěnin mezi muži a ženami, i mezi jednotlivými generacemi. V neposlední řadě jsem chtěla nahlédnout na to, co konzumenty odrazuje od vyšší spotřeby luštěnin. Je to především náročnost přípravy, zdravotní omezení, nadýmavé účinky a horší stravitelnost, nebo existuje obava z antinutričních látek či mikrobiální kontaminace a mykotoxinů? 9

10 1 LUSKOVINY Luskoviny jsou velkou skupinou plodin, které jsou pěstovány po celém světě pro účely potravinářské a krmivářské, uplatnění však nacházejí také v různých průmyslových odvětvích. Jedná se o jednoleté rostliny čeledi Fabaceae - bobovité (syn. Leguminoseae, Viciaceae, Papilionaceae). Do této čeledi patří až druhů zařazených asi v 750 rodech. Pro potravinářské účely se používá téměř 60 druhů, pouze malá část z nich je však běžně rozšířena (63, 114). Plodem je lusk, který se skládá ze dvou chlopní, s nimiž jsou ve hřbetní části spojena semena. Semena luskovin jsou typická mohutnými dělohami, ve kterých se ukládají zásobní látky. Ty se mohou akumulovat také ve zbytcích endospermu, které lze nalézt u zralých plodů u cizrny, částečně též u fazolu. Dělohy zaujímají velkou část semene, zatímco klíček mnohem menší (například u hrachu představují dělohy % sušiny, klíček 0,9-1,3 %, osemení 6-8,4 %). Palisádová vrstva buněk osemení se vyznačuje tím, že obsahuje pigmenty ovlivňující barvu semene. Na zabarvení semen se však může podílet také barva děloh (62, 63). Co se týká potravinářství a krmivářství, využití mají především semena luskovin, která se označují termínem luštěniny (anglicky pulses nebo legumes). Přesněji jsou luštěniny definovány jako zralá suchá semena luskovin. Konzumovány mohou být také semena a lusky v nezralém stavu, v tomto případě se však řadí mezi luskovou zeleninu. U nás se jedná pouze o hrách a fazol, v cizině také o sóju, čočku a některé další druhy (19, 63, 114, 157, 167). Rozlišujeme jednotlivé rody a druhy luskovin, dále poddruhy a variety. Zcela jednotného třídění však zatím nebylo dosaženo. Nejvíce jsou luskoviny pěstovány v Asii a Africe, kde mají také největší uplatnění v lidské výživě. Mezi druhy světového významu patří především sója a fazol, jiné plodiny jsou vhodné pro pěstování v extrémních podmínkách, jako například v suchých a teplých oblastech (cizrna a vigna), nebo v oblastech chladných a vlhkých (bob a hrách) (63, 157). 10

11 2 DRUHY LUŠTĚNIN Jak již bylo zmíněno výše, třídění luskovin a jejich plodů, které nazýváme luštěniny, není zcela jednotné. Například v anglicky psané literatuře je uváděno mnoho synonym jednotlivých druhů luštěnin, v českém jazyce pak v některých případech existuje také několik názvů pro jeden druh. Například označení beans bylo svým původním významem užíváno pouze pro Vicia faba (bob obecný). Postupně se však takto začala pojmenovávat semena rodů Phaseolus a Vigna. V současné době se pod tímto pojmem může rozumět také sója, čočka, lupina a vikev. USDA (U.S. Department of Agriculture) nazývá obecně luštěniny beans and peas. Termínem pulse bývají označovány luštěniny s nízkým obsahem tuku, nebo také luštěniny obecně. Gram je termín, který je v Indii někdy užíván pro celá semena jakýchkoli luštěnin, někdy jako jiný výraz pro cizrnu (63, 114, 152, 153). Luštěniny byly pěstovány po tisíce let a hrály důležitou roli v tradiční stravě na mnoha místech světa. Cizrna, bob obecný, čočka a hrách jsou společně s obilovinami součástí středomořské stravy již od římské doby. Tradiční je také konzumace fazolí v Americe či sóji v Asii. V Africe jsou ve stravě již od starověku rozšířeny luštěniny jako čočka nebo hrách kravský. Většina běžně konzumovaných druhů luštěnin má původ v oblasti mezi Asií a Evropou, nebo také v Africe, a do Nového světa byly dovezeny až po objevení. Naopak tomu je u fazolu obecného, který se v Evropě začal pěstovat až po rozšíření z Ameriky (10, 19, 157). Tab.1. Charakteristika druhů luštěnin významných pro výživu člověka (3, 62, 63, 114, 146) Rod Druh Český název druhu Anglický název druhu Používaná synonyma Využití v potravinářství Pisum sativum L. hrách setý pea suchá semena Pisum sativum conv. hrách nezralá semena medullare dřeňový Pisum sativum conv. hrách nezralé lusky sacccharatum cukrový Phaseolus vulgaris L. fazol obecný common bean suchá semena, nezralé lusky kidney bean, haricot bean, french bean, snap bean 11

12 Pokračování tabulky (Tab.1.) Rod Druh Český název druhu Phaseolus acutifolius A. Gray Phaseolus lunatus L. fazol měsíční Phaseolus coccineus L. fazol šarlatový, ohnivý, mnohokvětý Phaseolus (Vigna) Vigna unguicalata L, spp. unguicalata Anglický název druhu Používaná synonyma - tepary bean wild bean sieva bean scarlet runner bean lima bean, butter bean Využití v potravinářství suchá semena mungo L. fazol zlatý black gram vigna mungo semena hrách černé oko syn. hrách kravský Vigna sinensis L. dlouhatec čínský Vigna radiata L. syn. Phaseolus aureus Vigna angularis Willd. Syn. Phaseolus angularis black-eyed peas cow pea yard long cow pea bean vigna zlatá mung bean golden gram, green gram adzuki bean Vigna subterranea L. bambara ground beans Vigna Aconitifolia mothbean syn. Phaseolus aconitifolius Glycine soja syn. Soja hispida M. sója luštinatá Arachis hypogea podzemnice olejná Lablab purpureus L. lablab syn. Dolichos purpurový lablab L. syn. Lablab niger Cicer arietinum L. cizrna beraní soybean groundnut hyacinth bean chick pea bambara groundnut mat bean lablab vulgaris, field bean, lablab bean garbanzo bean, bengal gram suchá semena, zelené lusky suchá semena suchá semena, nezralá semena suchá semena suchá semena, zelené lusky suchá semena Vicia faba L. bob obecný faba bean fava bean lusky, semena nezralá i suchá Vicia faba var. major bob zahradní broad bean lusky, semena nezralá i suchá 12

13 Rod Druh Český název druhu Vicia faba var. bob koňský equina Anglický název druhu horse bean, field bean Používaná synonyma Vicia sativa L. vikev setá garden vetch common vetch Cajanus cajan L. kajan, brazilský hrách pigeon peas red gram Psophocarpus tetragonolobus psofokarpus winged bean goa bean čtyřkřídlý Lupinus albus L. lupina bílá white lupine field lupine, wolf bean, tremoco Lupinus angustifolius L. lupina úzkolistá narrowleafed lupine Lupinus luteus L. lupina žlutá yellow lupine Lupinus mutabilis lupina pearl lupine proměnlivá Pokračování tabulky (Tab.1.) blue lupine tarwi, chocho, tarhui, taura Využití v potravinářství lusky, semena nezralá i suchá suchá semena suchá semena suchá semena suchá semena Lens culinaris čočka jedlá lentil suchá semena Lathyrus sativus L. hrachor grasspea chickling pea, suchá semena setý vetching Ceratonia siliqua karob carob St. John s bread lusky pro výrobu mouky Dolichos biflorus horse gram Poznámka k tabulce: U rodů Phaseolus a Vigna často dochází k tomu, že druhy jednoho rodu bývají uváděny pod názvem rodu druhého. Důvodem je vzájemná blízkost těchto dvou rodů. 2.1 Nejčastěji konzumované druhy Čočka jedlá (Lens culinaris) Patří mezi luštěniny s nejdelší tradicí, záznamy o konzumaci čočky pocházejí již z doby 2 až 6 tisíc let př. n. l. Pravděpodobně pochází ze Sýrie. Podle velikosti zrn rozlišujeme mezi velkozrnnou a drobnozrnnou formou. Jednotlivé odrůdy se liší také barevně; čočka může být barvy béžové, hnědé, zelené i červené. V Indii se pěstuje více než 50 druhů čočky. Z tohoto druhu luštěnin je vyráběna mouka, další možností je konzumace listů a mladých lusků, zde se však jedná o zeleninu. Uplatnění nachází velmi často v jihoasijské kuchyni (19, 63, 114, 142). 13

14 Puy čočka pochází z Francie. Jedná se o jednu z nejkvalitnějších odrůd, u které nedochází k rozvařování. V indické kuchyni se naopak hojně používá čočka indická hnědá, oranžová, nebo žlutá. Červená čočka se nazývá podle barvy, kterou získává odstraněním vnějších obalů. Tímto způsobem úpravy je navíc zlepšena její stravitelnost. Po uvaření se zabarví dožluta, během vaření se rozpadá, proto se hodí především pro přípravu polévek nebo kaší (142). Cizrna beraní (Cicer arietinum L.) Je třetí nejpěstovanější luskovinou na světě, hned po sóji a fazoli. Pochází z jihovýchodního Turecka. Pěstovali ji již starověké civilizace před 7000 lety. Varieta kabuli se vyznačuje světlou barvou semen a je vhodná pro užití v potravinářství. Bývá zpracována do mnoha různých forem, například do konzerv, na mouku, nebo do náhražek kávy. Pokud se tato mouka přidává k mouce z obilovin při výrobě pečiva, dochází ke zvýšení nutriční hodnoty. Varieta desi zahrnuje semena zbarvená tmavě, uplatnění nacházejí především ve výrobě krmných směsí (19, 63, 114). Chuť této luštěniny je hrachová a jemně oříšková. Udává se, že není tak nadýmavá jako ostatní luštěniny. Ve Středomoří bývá tradičně připravována ve formě kaše (hummus). Tradiční využití má v arabské kuchyni, velmi oblíbenou je však také ve Španělsku a Indii. Semena mohou být hladká, nebo drsná a mohou se lišit barevně (bělavá, růžová, hnědá i černá) (19, 63, 142). Hrách setý (Pisum sativum) Jedná se o nejrozšířenější luštěninu mírného pásma. Pěstován byl v Řecku již 4000 let př. n. l., později také v Egyptě a ve starém Římě, odkud se rozšířil do celé Evropy. Rozlišujeme hrách žlutý a zelený (142). Zvláštní odrůdou je hrách tzv. kapucínové řady, která se vyznačuje větší výživovou hodnotou pro vysoký obsah bílkovin a lysinu (19, 114, 142). Podzemnice olejná (Arachis hypogea) Tato plodina pochází z Brazílie a je současně řazena mezi olejniny, protože se z jejích semen vyrábí olej. Nejčastější využití semen je v podobě burských oříšků (arašídů). Podle 14

15 vyhlášky č. 291/2010, které je nadřazen zákon č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, se arašídy neboli burské oříšky řadí mezi skořápkové plody. Dle botanického členění však patří podzemnice olejná do rodu Leguminosae. Největším světovým producentem je Čína, následovaná Indií a USA (19, 63, 145, 163). Rod Phaseolus a Vigna Místem původu je pravděpodobně Střední Amerika. V Evropě se poprvé objevuje v 16. století. Rod Phaseolus zahrnuje asi 36 druhů a je zde velká blízkost s rodem Vigna. Jako zelenina jsou konzumovány mladé lusky odrůd, které nemají u chlopní pergamenovou blánu. Barva semen může být různá: bílá, skvrnitá, červená, černá. Rod Vigna lze konzumovat jako nezralá naklíčená semena, nebo jako suchá zralá semena upravovaná klasicky vařením (19, 63, 142). o Fazol obecný (Phaseolus vulgaris L.) Tento druh luštěniny je ledvinovitého tvaru a červené, bílé, nebo černé barvy. Je konzumován celosvětově, obzvláště v Latinské Americe a Africe. V mexické kuchyni se používají zejména červené fazole, které jsou poměrně velké a mají nasládlou chuť. Černé fazole se naopak vyznačují zemitou chutí, uplatnění nacházejí především v čínské, japonské a latinskoamerické kuchyni. Mezi nejbohatší zdroje vlákniny patří mezi luštěninami dlouhé strakaté fazole (19, 43, 63, 142). o Fazole mungo (Vigna mungo, Vigna radiata) Mungo je druh zelené drobnozrnné fazole, která je nejčastěji konzumována v naklíčeném stavu. Pochází z Indie, odkud se rozšířila do Východní a Střední Asie. Na rozdíl od ostatních luštěnin nevyvolává nadýmání (19, 114, 142, 145). o Fazole adzuki (Vigna angularis) Jsou malé fazole tmavočervené barvy, vynikají ořechovou chutí (19, 114, 142). o Čínské fazole Jsou nápadné černou tečkou na smetanovém zabarvení semen (3). 15

16 Sója luštinatá (Glycine soja L., syn. Glycine max.) Tato luskovina pochází z Číny. Semena mohou mít různou barvu, nejčastější jsou však zelené a žluté odrůdy. Pro své odlišné složení je světově nejvýznamnější a nejrozšířenější luštěninou. Pro lidskou výživu se však využije jen asi jedna třetina celkové produkce. Významným produktem pro potravinářské účely je olej. Z technologického hlediska se tedy sójové boby řadí mezi olejniny. Sója (správně sójové boby) je bezesporu nejčastěji geneticky modifikovanou luštěninou. Uvádí se, že takto upravené odrůdy zaujímají ve světě přes 50 % sklizňové plochy plodiny. Glycine max patří společně s Phaseolus vulgaris a rodem Vigna do kmene Phaseolae (19, 63, 114, 142, 157). Lupina Pěstování lupiny má již velmi dlouhou tradici, v současné době je však pouze malý podíl určen pro lidskou výživu. K tomuto účelu jsou nejčastěji pěstovány následující druhy: lupina bílá (Lupinus albus), lupina žlutá (Lupinus luteus) a lupina úzkolistá (Lupinus augistifolius). Lupina pochází ze Středomoří, u nás bývá lidově nazývána vlčí bob. Nezřídka je zpracována na mouku, která může být přidána při výrobě pečiva do mouky z obilovin. Vyznačuje se vysokým obsahem bílkovin, v tomto ohledu bývá často srovnávána se sójou. Jako sladká lupina jsou označovány odrůdy, ve kterých byl šlechtěním snížen obsah látek s antinutričními účinky (19, 63, 109, 114). Bob obecný, zahradní (Vicia faba) Spolu s hrachem, cizrnou a čočkou patří k nejdéle konzumovaným luštěninám. Byl součástí stravy již několik tisíciletí př. n. l. Původem je ze severní Afriky a jihozápadní Asie. Bob obecný (var. major) má velká semena, která jsou zbarvena béžově, šedě, až po černou. Zatímco u nás nezískal v potravinářství oblibu, v jiných zemích je běžně využívanou zeleninou. Bob zahradní (var. equina) má malá kulatá semena a má využití především v krmivářství (19, 63, 114, 152). 16

17 Vikev setá (Vicia sativa) Tento druh je pěstovaný téměř výhradně pro krmivářské účely, pro potravinářství je vhodná pouze bělosemenná odrůda. Konzumace však není příliš rozšířená (19, 63). Hrachor setý (Lathyrus sativus L.) Hrachor pochází z jižní Evropy či západní Asie. Tento druh se může objevovat ve stravě jako luštěnina (suchá semena), ale také jako zelenina (nezralá semena). Mladé listy lze přidávat do salátů (19, 63). Hrách kravský syn. hrách černé oko (Vigna unguicalata) Do stravy může být zařazen ve formě zeleniny, nebo luštěniny. Jako zelenina mohou sloužit také listy, v některých zemích Afriky se konzumují dokonce i kořeny (63). Dlouhatec čínský (Vigna sinensis) Velké dlouhé lusky tohoto druhu bývají spíše využívány jako zelenina (63). Kajan (Cajanus cajan) Druh pocházející z Afriky má již také dlouhou historii pěstování. Jako potravina slouží semena, zelené lusky nebo mouka. Ze zelených listů se může připravovat nápoj (63). Lablab purpurový (Dolichos lablab) V Africe je rozšířenou luskovinou, jejíž plody však lze konzumovat pouze po delší době vaření. Důvodem je vysoký obsah kyanogenních glykosidů, proto je v syrovém stavu tento druh jedovatý (63). Psofokarpus čtyřkřídlý (Psophocarpus tetragonolobus) Nepatří mezi nejvyhledávanější druh luštěnin, přestože má vysokou nutriční hodnotu a přestože jsou poživatelné všechny části této plodiny: listy, květy, nezralé lusky, hlízy a vyzrálá semena. Pěstuje se v Asii a Africe, místem původu je však Papua Nová Guinea (19, 63, 152, 157). 17

18 3 SLOŽENÍ LUŠTĚNIN Luštěniny zaujímají důležité místo ve výživě člověka, zejména pak u skupin lidí s nízkým příjmem v rozvojových zemích. Jsou považovány za maso chudých, jsou jedním z nejlevnějších a nejbohatších zdrojů proteinů, které mohou být využívány jako náhrada relativně dražších živočišných proteinů. Tradiční strava všude ve světě kombinuje obiloviny s luštěninami a touto cestou zajišťuje dostatek proteinů adekvátní kvality, obvykle společně s malým množstvím potravin živočišného původu. Semena luskovin jsou kromě významného obsahu proteinů obecně dobrým zdrojem pomalu se uvolňujících sacharidů (65, 146, 167). 3.1 Obsah živin Složení jednotlivých druhů luštěnin je uvedeno v tabulce (Tab.2). Jako zdroj dat byla použita databáze USDA, přičemž u většiny druhů byla vybrána varianta zralá semena vařená v neosolené vodě, a to z toho důvodu, že luštěniny bývají konzumovány nejčastěji tepelně upravené. Proto má větší význam hodnotit jejich složení v tomto stavu. Výjimkou je podzemnice olejná, pro hodnocení složení semen byla vybrána varianta pražená semena. Většina ostatních literárních zdrojů však udává složení luštěnin v syrovém stavu (152). V důsledku vaření dochází k nárůstu hmotnosti semen 2,1-3,2krát. Podle obsaženého množství v syrovém stavu lze předvídat obsah ve finálním produktu u těchto složek: proteinů, amylózy a hořčíku. Koncentrace dalších látek v syrových luštěninách nejsou dobrým indikátorem obsahu ve vařeném stavu (115, 146, 152). Změny ve složení v důsledku různých úprav budou dále zpracovány v kapitole 5 (str. 45). Odrůdy luskovin se mohou složením semen značně lišit, což je třeba brát v úvahu při sledování průměrných hodnot obsahu jednotlivých látek (114). Obsah vody se u většiny významných druhů luštěnin pohybuje mezi %, výrazně nižší hodnoty jsou zjišťovány u plodů podzemnice olejné (1,6 %), které se také vyznačují nejvyšší energetickou denzitou (2448 kj/100 g). Nadprůměrné hodnoty lze také nalézt u sóji (725 kj/100 g) a cizrny (686 kj/100 g) (152). 18

19 Tab.2. Obsah živin ve vybraných druzích luštěnin ve vařeném stavu (v g/100 g) (152) Druh luštěniny Voda Proteiny Energie Tuk Popeloviny Sacharidy Vláknina (kj) Fazole: -Adzuki 66,29 7, ,10 1,33 24,70 7,3 -Černé 65,74 8, ,54 1,15 23,71 8,7 -Francouzké 66,57 7, ,76 1,61 24,02 9,4 -Kidney 66,94 8, ,50 1,09 22,80 6,4 -Navy 63,81 8, ,62 1,30 26,05 10,5 -Pinto 62,95 9, ,65 1,17 26,22 9,0 -Měsíční 69,79 7, ,38 1,15 20,88 7,0 -Mungo 72,66 7, ,38 0,79 19,15 7,6 Bob obecný 71,54 7, ,40 0,81 19,65 5,4 Cizrna 60,21 8, ,59 0,92 27,42 7,6 Lablab 69,13 8, ,58 1,46 20,69 - Psophocarpus 67,19 10, ,84 1,43 14,94 - Dlouhatec čínský 68,80 8, ,45 1,37 21,09 3,8 Podzemnice 1,55 23, ,66 2,33 21,51 8,0 olejná (pražená) Kajan 68,55 6, ,38 1,06 23,25 6,7 Čočka 69,64 9, ,38 0,83 20,13 7,9 Hrách 69,49 8, ,39 0,68 21,10 8,3 Sója luštinatá 62,55 16, ,97 1,91 9,93 6,0 Poznámka k tabulce: Symbol - označuje chybějící údaje Proteiny Semena luskovin obsahují větší množství proteinů než většina ostatních rostlinných potravin, proto jsou řazena mezi tzv. bílkovinné potraviny. Rozpětí obsahu proteinů je 6,8-23,7 %, přičemž nejnižší hodnoty byly nalezeny u kajanu, nejvyšší naopak u podzemnice olejné a dále u sóji (16,6 %). Vyšší hodnoty než průměrné vykazuje také Psophocarpus tetragonolobus (10,6 %) (152, 153, 167). Nutriční hodnota luštěnin závisí na zastoupení a dostupnosti esenciálních aminokyselin. Ačkoli jsou luštěniny známé vysokým obsahem proteinů, jejich kvalita je často podhodnocována. Složení proteinů luštěnin se blíží složení proteinů živočišného původu, nejsou však plnohodnotné pro nedostatek aminokyseliny methioninu. Proteiny vysoké nutriční hodnoty se nacházejí zejména v sóji a lupině (93, 114, 116, 142, 157). Většina proteinů v luštěninách je tvořena globuliny nebo zásobními proteiny, které jsou syntetizovány během vývoje semene, skladovány a následně hydrolyzovány během klíčení k zajištění zásob dusíku a uhlíkové kostry. Obsaženy jsou však také metabolické a strukturní 19

20 proteiny. Globuliny představují kolem 80 % proteinů sójových bobů, podobně je tomu u dalších druhů (hrách, fazol). Nejvýznamnějším globulinem sóji je glycinin, u hrachu je to legumin a violin, u plodů podzemnice olejné pak arachin a příbuzné koarachiny. Albuminy jsou u většiny luštěnin minoritními složkami (65, 116, 158). Semena fazolu obecného v syrovém stavu obsahují kolem % proteinů, většina z toho je tvořena zásobním proteinem phaseolinem. Phaseolin je hlavní determinant kvantity a nutriční kvality proteinů v semenech fazolí. Stejně jako další proteiny luštěnin je deficitní na aminokyseliny obsahující síru (18). Pro dosažení vyváženosti stravy je doporučováno kombinovat obiloviny a luštěniny, a to v poměru 2 : 1. Aminokyseliny obilovin obsahují dostatek methioninu, naopak jsou deficitní v jiné esenciální aminokyselině lysinu. Na rozdíl od toho jsou luštěniny obecně bohaté na lysin a tryptofan. Svým aminokyselinovým složením tak doplňují ve stravě potraviny, které jsou primárním zdrojem sacharidů (např. kukuřice, rýže) (18, 107). Co se týká jednotlivých druhů luštěnin, vyšší obsah lysinu má sója, nízký obsah pak fazol, bob obecný nebo cizrna. Přesto jsou proteiny cizrny popisovány jako lépe stravitelné a vyšší kvality, než je tomu třeba u pšenice (42, 152). Jedna porce luštěnin (1/2 šálku vařených semen) zajišťuje průměrně 7 8 g proteinů nebo 15 % RDA dospělého s hmotností 70 kg (93). Tab.3. Obsah vybraných aminokyselin v luštěninách ve vařeném stavu (v g/100 g) (152) Druh luštěniny Methionin Cystein Lysin Tryptofan Fenylalanin Fazole: -Adzuki 0,079 0,070 0,567 0,072 0,398 -Černé 0,133 0,096 0,608 0,105 0,479 -Francouzké 0,106 0,077 0,484 0,083 0,381 -Kidney 0,113 0,081 0,607 0,104 0,511 -Navy 0,111 0,076 0,520 0,100 0,471 -Pinto 0,117 0,084 0,630 0,108 0,531 -Měsíční 0,099 0,086 0,523 0,092 0,449 -Mungo 0,110 0,070 0,500 0,078 0,440 Bob obecný 0,062 0,097 0,486 0,072 0,321 Cizrna 0,116 0,119 0,593 0,085 0,475 Lablab 0,065 0,095 0,556 0,068 0,410 Psophocarpus 0,109 0,166 0,652 0,233 0,436 Dlouhatec čínský 0,118 0,091 0,561 0,102 0,484 Podzemnice olejná (pražená) 0,291 0,304 0,850 0,230 1,227 20

21 Pokračování tabulky (Tab.3.) Druh luštěniny Methionin Cystein Lysin Tryptofan Fenylalanin Kajan 0,079 0,070 0,567 0,072 0,398 Čočka 0,133 0,096 0,608 0,105 0,479 Hrách 0,106 0,077 0,484 0,083 0,381 Sója luštinatá 0,113 0,081 0,607 0,104 0, Tuky Tuky nacházející se v luštěninách jsou převážně neutrální lipidy, jako jsou triglyceridy, di- a monoglyceridy, volné mastné kyseliny, steroly a estery sterolů. Jak již bylo zmíněno, luštěniny jsou obecně na tuky chudé, většina druhů jich obsahuje i méně než 1 %. Co se týká jednotlivých druhů, po podzemnici olejné (49,7 g/100 g) s nejvyšším obsahem následuje sója (8,97 g/100 g), Psophocarpus tetragonolobus (5,4 g/100 g) a cizrna (2,6 g/100 g). Naopak nejnižší hodnoty jsou zjištěny u těchto druhů: fazole adzuki (0,1 g/100 g), hrách, čočka, kajan, fazole měsíční a fazole mungo (0,4 g/100 g). Sója luštinatá a podzemnice olejná bývají z tohoto důvodu současně řazeny mezi olejniny (65, 114, 152). Tuk luštěnin má příznivé složení mastných kyselin (55 85 % nenasycených). Větší podíl připadá u většiny druhů na polynenasycené mastné kyseliny, výjimkou je cizrna a podzemnice olejná s vysokým obsahem mononenasycených mastných kyselin. Nejvíce zastoupená je obecně kyselina linolová. Přispívání luštěnin k příjmu kyseliny α-linolenové je méně významné. Výjimkou je pouze sója a výrobky ze sóji. Poměr kyseliny linolové a α-linolenové je zde 7,5 : 1 (α-linolenová tvoří 7 8 % celkového tuku). Sójový olej se navíc vyznačuje poměrně vysokým zastoupením rostlinných sterolů a fosfolipidů (93, 114, 152). Obsažené množství lipidů závisí nejen na druhu luštěnin, ale také na původu, místu růstu, klimatu, období, environmentálních faktorech a typu půdy (65). 21

22 Tab.4. Zastoupení mastných kyselin ve vybraných druzích luštěnin ve vařeném stavu (v g/100 g) (152) Druh luštěniny SFA MUFA PUFA Fazole: -Adzuki 0,036 0,009 0,021 -Černé 0,139 0,047 0,231 -Francouzké 0,083 0,052 0,453 -Kidney 0,073 0,039 0,278 -Navy 0,098 0,142 0,490 -Pinto 0,136 0,133 0,235 -Měsíční 0,066 0,079 0,164 -Mungo 0,089 0,034 0,171 Bob obecný 0,308 0,029 0,359 Cizrna 0,269 0,583 1,156 Lablab 0,099 0,026 0,245 Psophocarpus 0,825 2,153 1,551 Dlouhatec čínský 0,116 0,039 0,193 Podzemnice olejná (pražené) 6,893 24,640 15,694 Kajan 0,083 0,003 0,205 Čočka 0,053 0,064 0,175 Hrách 0,054 0,081 0,165 Sója luštinatá 1,297 1,981 5, Sacharidy Luštěniny lze označit za potravinu bohatou na sacharidy a neškrobové polysacharidy (vlákninu). Nedozrálá semena, která jsou konzumována jako zelenina, mají vyšší hladiny jednoduchých cukrů a nižší hladiny nestravitelných polysacharidů, než suchá semena (167). Obsah sacharidů obecně spadá do rozmezí 19,2 (fazol mungo) 27,4 g/100 g (cizrna). Výjimkou je sója s nejnižší hodnotou (9,9 %) a dále arašídy (16,1 %). Z hlediska vysokého zastoupení sacharidů lze vyzdvihnout kromě cizrny také fazole pinto a navy (26,2 %). Sacharidy nacházející se v luštěninách jsou z největší části představovány škrobem. Obsah ostatních sacharidů v syrových semenech se pohybuje mezi 6-12 %, kdežto obsah škrobu mezi % (3, 65, 152). Složení sacharidů luštěnin podstupuje významné změny během jednotlivých technologických úprav, které budou podrobněji popsány v kapitole 5 (viz. str.45). 22

23 Škrob Škrob se nachází v rostlinách ve formě granulí za účelem pokrytí jejich energetických nároků na růst a reprodukci. Velký význam má i jeho postavení ve výživě člověka, kde primárně slouží jako zdroj energie. Škrob luštěnin nachází využití v potravinářském průmyslu i v jiných odvětvích. Kromě energetického přínosu je důležitý vliv na texturu v potravinářských výrobcích a na organoleptické vlastnosti. Škrob získávaný z luštěnin má unikátní vlastnosti, dobrou stabilitu k vysoké teplotě a vysoký bod viskozity ve srovnání se škroby z jiných zdrojů. Hlavní komponentou škrobu luštěnin je amylopektin, v menším zastoupení (15-30 % celkového škrobu) je přítomná amylóza (55, 134, 146). Pro nutriční účely mohou být škroby klasifikovány buď jako glykemické, nebo rezistentní: 1. Rychle stravitelné škroby (RDS) jsou hydrolyzovány v tenkém střevě na molekuly glukózy během 20 minut. Vyskytují se například v čerstvě uvařených potravinách. 2. Pomalu stravitelné škroby jsou hydrolyzovány s menší rychlostí ( minut), nicméně trávení je stále kompletní. Obecně se nacházejí v celých nebo jemně zpracovaných obilovinách a luštěninách nebo v nezralém ovoci. 3. Nestravitelný škrob nebo frakce rezistentního škrobu nejsou hydrolyzovány ani po 120 minutách, podstupují fermentaci mikroflórou tlustého střeva (3, 134). Přehled doplňuje tabulka (Tab.5.). Tab.5. Klasifikace škrobu pro nutriční účely (134) Typ škrobu Rychlost, míra Stupeň Poznámka trávení v tenkém střevě RDS (škrob rychle kompletní - může být připravený k trávení) konvertován na RS1 (fyzikálně nepřístupný škrob) RS2 (granule rezistentního škrobu) RS3a (retrogradovaný škrob) další typy pomalu částečné - zcela trávený, pokud je jemně umletý velmi pomalu malé - zcela trávený, pokud je čerstvě uvařený pomalu částečné - reverzibilní: stravitelnost zlepšena po znovuohřátí 23

24 Pokračování tabulky (Tab.5.) Typ škrobu Rychlost, míra Stupeň Poznámka RS3b (retrogradovaný škrob) netrávený netrávený - ireverzibilní: stravitelnost nezlepšena po znovuohřátí Rezistentní škrob Jako nesprávné se ukázalo přesvědčení, že je škrob v tenkém střevě kompletně tráven. Dostupnost polysacharidů pro trávení se v potravě může velmi lišit. Faktory zodpovědné za nekompletní trávení škrobu se dělí na dva typy: na faktory vnitřní a vnější. Významným vnitřním faktorem může být v případě luštěnin obsah inhibitorů enzymů, jako jsou polyfenoly, kyselina fytová, lektiny (snižují in vitro hydrolýzu škrobu, a tedy glykemický index) a kyselina tříslová (inhibuje aktivitu amylázy a intestinální maltázy). Mezi vnější faktory patří především různé zpracování. Škroby se ve zpracovaných potravinách mohou nacházet v podstatě nezměněném stavu, nebo mohou být částečně či zcela želatinovány, nebo částečně retrogradovány (3, 134, 146). Syrové i zpracované luštěniny obsahují významnější množství rezistentního škrobu ve srovnání například s obilovinami, hlízami a nezralým ovocem. V závislosti na druhu, procesu vaření a skladovacích podmínkách se obsah rezistentního škrobu v luštěninách může velmi lišit. Během vaření je škrob želatinován a stává se dostupným, nicméně tato frakce po zchlazení retrograduje, v důsledku čehož odolává enzymatickému trávení. Tento fenomén je pozorovatelný u luštěnin, které podstoupily tepelnou úpravu a následně byly zchlazeny při pokojové nebo nižších teplotách. Podobné podmínky skladování a čas obecně zvyšují obsah rezistentního škrobu v luštěninách (131). To, že škrob opouští tenké střevo v různých stupních natrávení, bylo potvrzeno mnoha studiemi. Termín rezistentní škrob zahrnuje všechny škroby a jejich degradační produkty, které u zdravých lidí odolávají trávení amylolytickými enzymy v tenkém střevě a vstupují do tlustého střeva, kde mohou podléhat mikrobiální fermentaci. Uvádí se, že za rezistentní škrob lze považovat řetězec tvořený minimálně glukózovými zbytky. Ukázalo se, že čím vyšším procentem amylózy je škrob tvořen, tím více rezistentního škrobu bude poskytovat (146). 24

25 Klasifikace rezistentního škrobu (RS) je následující: 1) Typ RS1 je škrob uvězněný v intaktních buněčných stěnách; škrobové granule jsou tak fyzikálně nepřístupné trávicím enzymům. Nachází se v částečně mletých zrnech a semenech. RS1 je termostabilní při většině běžných typech úprav, včetně vaření. 2) Typ RS2 zahrnuje nativní nevařená neželatinované škrobové granule vyskytující se v potravinách jako jsou syrové brambory nebo banán. Přístup enzymů je omezen z důvodu uspořádání škrobu ve škrobových granulích do pevné radiální soustavy. 3) Typ RS3 je nejrezistentnější frakcí v tepelně zpracovaných potravinách. Jedná se většinou o retrogradovanou amylózu vznikající během chlazení (při nízkých nebo pokojových teplotách) neželatinovaného škrobu. Nacházet se může ve vařených a následně zchlazených bramborách, luštěninách, nebo také chlebu. 4) Typ RS4 představuje nestravitelné frakce v chemicky modifikovaném škrobu novými glykosidickými vazbami. Je hydrolyzován nekompletně nebo pouze v malém rozsahu (3, 134, 146). Vláknina Vedle rezistentního škrobu trávení v tenkém střevě odolávají také další složky luštěnin. Materiály nedostupné pro trávení v tenkém střevě mohou sloužit jako substrát pro střevní mikroflóru. Tento typ materiálu je označován jako nestravitelná frakce (indigestible fraction - IF) (131, 138). Obecně jsou pod pojem vláknina zahrnovány všechny sacharidové látky vyskytující se ve stravě, které nepodstupují trávení v tenkém střevě člověka a jsou zcela nebo částečně fermentovány v tlustém střevě. Řadí se k nim neškrobové polysacharidy (NSP), rezistentní škrob, rezistentní oligosacharidy se třemi nebo více monomerními jednotkami, analoga sacharidů (nestravitelné dextriny i syntetické sloučeniny na bázi sacharidů) a další nestravitelné, kvantitativně minoritní komponenty, pokud jsou přirozeně asociovány s polysacharidy vlákniny, především lignin, dále fytáty, tanniny, saponiny i fytosteroly (20, 37, 118). Definice vlákniny není celosvětově jednotná, některé metody používané pro její stanovení navíc nemusí do celkových hodnot zahrnovat všechny frakce vlákniny. Z tohoto důvodu dochází k rozdílům ve značení potravin, většinou ve smyslu pohodnocení obsahu vlákniny (20, 53). 25

26 Luštěniny jsou významným zdrojem vlákniny. Obecně polovina šálku vařených luštěnin poskytuje od 4,6 g (bob obecný) do 9,6 g vlákniny (fazole navy). Obsahem vlákniny vynikají dále fazole pinto a francouzské fazole (13, 93, 149, 152). Nerozpustná frakce vlákniny (insoluble dietary fiber - IDF) představuje u luštěnin % z celkové vlákniny. Co se týká rozpustné frakce (soluble dietary fiber - SDF), obsah se velmi liší u jednotlivých druhů, například u fazolu obecného jsou to vyšší hodnoty (22-25 % celkové vlákniny) než u cizrny (4 %) (3). O fyziologických vlastnostech vlákniny a rezistentního škrobu bude pojednáno v kapitole 7 (str. 60), rezistentní oligosacharidy jsou podrobněji popsány v podkapitole 3.2 (str. 40) Minerální látky a stopové prvky Ve srovnání s obilovinami jsou luštěniny lepším zdrojem mikronutrientů. Obsahují vyšší počáteční koncentrace minerálních látek a méně se jich ztrácí během zpracování. Luštěniny jsou totiž většinou konzumovány celé, na rozdíl od obilovin, které bývají zbaveny obalových vrstev (osemení) bohatých na mikronutrienty. Minerálních látky však mohou být vázány do špatně využitelných komplexů (16, 18, 142). Luštěniny mohou být považovány za zdroj železa, fosforu, draslíku, hořčíku, manganu, v menším stupni také zinku, mědi a vápníku. Dále se uvádí, že jsou nezanedbatelným zdrojem molybdenu, kobaltu, boru, ale také selenu. Nachází se zde také střední množství hliníku. Naopak velmi chudé jsou na sodík (10, 18, 56, 65, 114, 139, 142, 153, 158). Množství jednotlivých látek uvádí tabulka (Tab.6.). Jedna porce luštěnin poskytuje asi 2 mg železa (pro srovnání: RDA je mg). Nicméně dostupnost železa z luštěnin je špatná, a tedy jejich hodnota jako zdroje železa je velmi snížena. Předpokládá se, že absorpci zvyšuje vitamin C. Na rozdíl od železa, je u zinku dostupnost relativně dobrá (přibližně 25 %) (93, 149). Mnoho luštěnin je také nezanedbatelným zdrojem vápníku, zajišťují průměrně 50 mg na porci, je zde však velký rozdíl mezi jednotlivými druhy. Dostupnost vápníku z luštěnin je poměrně dobrá (asi 20 %), je však nižší než u mléčných výrobků a některých druhů listové zeleniny. V případě sóji je ekvivalentní té z mléka, a to navzdory faktu, že je sója bohatá na fytáty a oxaláty (93, 149). 26

27 Fosfor se vyskytuje v několika formách, například jako anorganický, jako součást fytátů, fosfatidů a dalších sloučenin (65). Co se týká manganu, luštěniny mohou být označeny za dobrý zdroj. Nacházejí se zde vyšší koncentrace než u obilovin. Vstřebání je však vyšší u potravin živočišného původu (například masa či ryb) (158). Dostupnost minerálních látek z luštěnin se liší a může záviset na jejich celkovém obsahu, na interakcích mezi nimi a na přítomnosti kyseliny fytové a tříslové, jak je popsáno dále v podkapitole 3.2 (viz. str.31) (149). Tab.6. Obsah minerálních látek a stopových prvků v luštěninách ve vařeném stavu (v mg/100 g) (152) Druh luštěniny Ca Fe Mg P K Na Zn Cu Mn F (µg/100g) Se (µg/100g) Fazole: -Adzuki 28 2, , ,573-1,2 -Černé 27 2, ,12 0,209 0,444-1,2 -Francouzké 63 1, ,64 0,115 0,382-1,2 -Kidney 35 2, ,00 0,216 0,430-1,1 -Navy 69 2, ,03 0,210 0,527 2,2 2,9 -Pinto 46 2, ,98 0,219 0,453 2,2 6,2 Fazol měsíční 17 2, ,95 0,235 0,516 2,2 4,5 Psophocarpus 142 4, ,44 0,773 1,199-2,9 Bob obecný 36 1, ,01 0,259 0,421-2,6 Cizrna 49 2, ,53 0,352 1,030-3,7 Dlouhatec 42 2, ,08 0,225 0,487-2,8 čínský Podzemnice 54 2, ,31 0,671 2,083-7,5 olejná (pražená) Kajan 43 1, ,90 0,269 0,501-2,9 Čočka 19 3, ,27 0,251 0,494-2,8 Hrách 14 1, ,00 0,181 0,396-0,6 Sója luštinatá 102 5, ,15 0,407 0,824-7,3 Poznámka k tabulce: Hodnoty sodíku vařených luštěnin mohou být podhodnoceny, pokud voda, ve které se vařilo, obsahuje přirozeně významné množství sodíku (152). Symbol - označuje chybějící údaje. 27

28 3.1.5 Vitaminy Luštěniny jsou chudým zdrojem v tuku rozpustných vitaminů, ale obsahují určité množství ve vodě rozpustných. Jsou dobrým zdrojem vitaminů skupiny B, nalézt lze dále malé množství provitaminu A, vitaminu C a vitaminu E (10, 65, 93,139, 153). Co se týká vitaminů skupiny B, luštěniny obsahují téměř celý komplex, s výjimkou vitaminu B 12 (kobalaminu). Naopak významněji je zde zastoupena kyselina listová a vitamin B 6 (pyridoxin). Jedna porce luštěnin zajišťuje více než polovinu RDA pro folát, luštěniny jsou tedy jeho významným zdrojem (10, 93, 126, 153). Větší retence folátu lze dosáhnout, pokud jsou semena po namáčení upravována za použití vysokého tlaku, namísto běžného vaření. Při namáčení obecně dochází ke ztrátám ve vodě rozpustných vitaminů, a to i o více než 50 %. Luštěniny jsou dále považovány za zdroj thiaminu, riboflavinu, niacinu, kyseliny pantothenové a biotinu. Niacin a kyselina pantothenová se nacházejí především v obalových vrstvách a loupáním je jejich obsah snížen (23, 29, 32). Cizrna, sója, a v menším rozsahu také například lupina nebo hrách, mohou přispívat k dennímu přívodu vitaminu E, živiny s významnými antioxidačními účinky. Nejvíce zastoupeným kongenerem je γ-tokoferol, který je u některých druhů následován malým množstvím α-tokoferolu a δ-tokoferolu. Přispívání γ-tokoferolu k aktivitě vitaminu E je jen 1/10 oproti α-tokoferolu, vykazuje však významné biologické účinky. Tabulka uvádí aktivitu vitaminu E u jednotlivých druhů luštěnin (Tab.7.). Největší aktivita byla zaznamenána u cizrny, která je následována sójou, bobem zahradním a hrachem (v důsledku vyššího zastoupení α-tokoferolu), zatímco čočka a fazole mají aktivitu vitaminu E mnohem nižší (17). Vitamin C je u většiny druhů luštěnin obsažen pouze v menším množství, během vaření dochází ke ztrátám % (100). Obsah ve vařených luštěninách je většinou nižší než 1 mg/100 g. Zatímco suchá semena obsahují pouze stopy vitaminu C, nezralá semena a klíčky obsahují vysoké hladiny. Nejlepší metodou, jak získat luštěniny bohaté na vitamin C, je tedy klíčení. Obsah vitaminu C naklíčených luštěnin se v některých případech ukázal být téměř srovnatelný s jeho obsahem v citrusových plodech (23, 139). Ačkoli se vitamin B 12 původně nenachází v rostlinných zdrojích, vlivem jejich vnější kontaminace (například fekálního původu) mikroorganismy schopnými tento vitamin produkovat zde může malé množství vznikat. Další výjimkou mohou být právě luštěniny, 28

29 a to z důvodu tzv. vnitřní kontaminace. Uvádí se, že v určitých druzích luštěnin v Indii rostou bakterie rodu Rhizobium produkující malé množství tohoto vitaminu (23, 58, 60, 91, 159). Obsah vitaminů se značně mění během zpracování luštěnin, ať už za použití běžné technologické úpravy, nebo při výrobě specifických produktů z luštěnin. Dobrým příkladem je fermentace. Tempeh a další fermentované výrobky jsou často prezentovány jako výborný zdroj vitaminu B 12, který vzniká působením mikroorganismů. Další zdroje však konstatují, že se z větší části jedná o látky, které v lidském organismu nevykazují aktivitu tohoto vitaminu. Mikroorganismy totiž neprodukují jen vitamin B 12, ale také jeho různá analoga, která mají význam pro enzymatické reakce a růst mikroorganismů, ale nejsou dostatečná pro specifické reakce v lidském metabolismu. Souhrnně jsou tyto látky nazývány korinoidy. Přirozeně se vyskytující aktivní a potenciálně aktivní formy vitaminu B 12 pro člověka jsou hydroxokobalamin, aquakobalamin, 5 -deoxyadenosylkobalamin, methylkobalamin a kyanokobalamin. Nekobalaminová analoga jsou pro člověka nedostupná a mohou dokonce blokovat metabolismus vitaminu B 12. Je tedy velký rozdíl mezi celkovým obsahem korinoidů a obsahem aktivního vitaminu B 12. Z tohoto důvodu jsou údaje uváděné na obalech potravin často nadhodnocené. Zda se jedná o aktivní formu vitaminu B 12, nebo neaktivní korinoidy, je obtížně hodnotitelné a záleží na použité metodě stanovení. Fermentované sójové výrobky, jako je tempeh, neobsahují podstatné množství vitaminu B 12 (15, 23, 31, 58, 91, 164). Ve srovnání se sójovými boby jsou fermentované výrobky ze sóji považovány za lepší zdroj také některých dalších vitaminů skupiny B (pyridoxinu, niacinu, případně také thiaminu a riboflavinu). Obsah těchto vitaminů může být zvyšován například působením bakterií rodu Lactobacillus při namáčení sóji v počáteční fázi výroby. Obsah vitaminu B 6 je zvýšen 4-10násobně během fermentace rodem Rhizopus. V průběhu fermentace dochází dále ke změnám v obsahu některých v tuku rozpustných vitaminů. Rhizopus sp. tvoří malé množství karotenoidů, ale pouze některé kmeny jsou schopné tvořit β-karoten. Ačkoli sójové boby ergosterol (prekurzor vitaminu D 2 ) neobsahují, při fermentaci může malé množství vznikat. Obsah vitaminu E zůstává konstantní, snižuje se však množství volných tokoferolů. Obsah vitaminu K 1 není příliš ovlivněn (31, 32). 29

30 Tab.7. Průměrná aktivita vitaminu E (17) Druh luštěniny Aktivita vitaminu E (mg/100 g semen) Aktivita vitaminu E (mg/100 g oleje) Cizrna 2,99 53,00 Sója 1,83 9,62 Čočka 0,62 74,60 Lupina bílá 1,06 10,70 Fazol měsíční 0,31 32,30 Fazol obecný 0,30 14,10 Hrách 1,02 43,10 Bob obecný 1,05 86,70 Tab.8. Obsah vitaminů ve vybraných druzích luštěnin ve vařeném stavu (v mg/100 g) (152) Vitaminy Druh luštěniny B 1 B 2 Niacin Kys. pantothenová B 6 Foláty celkem (µg/100 g) Fazole: -Adzuki 0,115 0,064 0,717 0,430 0, ,0 -Černé 0,244 0,059 0,505 0,242 0, ,0 -Francouzké 0,130 0,062 0,546 0,222 0, ,2 -Kidney 0,160 0,058 0,578 0,220 0, ,2 -Navy 0,237 0,066 0,649 0,266 0, ,9 -Pinto 0,193 0,062 0,318 0,210 0, ,8 Fazol měsíční 0,161 0,055 0,421 0,422 0, ,0 Fazole mungo 0,164 0,061 0,577 0,410 0, ,0 Bob obecný 0,097 0,089 0,711 0,157 0, ,3 Cizrna 0,116 0,063 0,526 0,286 0, ,3 Lablab 0,270 0,037 0,411 0,316 0, ,0 Psophocarpus 0,295 0,129 0,830 0,156 0, ,0 Dlouhatec čínský 0,212 0,064 0,551 0,398 0, ,4 Podzemnice 0,438 0,098 13,525 1,395 0, ,0 olejná (pražená) Kajan 0,146 0,059 0,781 0,319 0, ,0 Čočka 0,169 0,073 1,060 0,638 0, ,5 Hrách 0,190 0,056 0,890 0,595 0, ,4 Sója luštinatá 0,155 0,285 0,399 0,179 0, ,7 C 30

31 3.2 Nenutritivní látky luštěnin Luštěniny jsou bohaté na mnoho bioaktivních látek, které přestože nejsou pro člověka esenciální, mohou mít významné metabolické nebo fyziologické účinky. Pojem bioaktivní složky potravy znamená, že tyto látky ovlivňují genovou expresi (například působí jako ligandy pro signální transdukci apod.). Ve stravě bývají zastoupeny v minoritním množství (66, 91, 157). Dříve se o některých bioaktivních látkách luštěnin hovořilo jako o antinutričních, v poslední době se však začíná poukazovat také na jejich pozitivní účinky. Uvažuje se, že by mohly hrát jistou roli v prevenci některých chronických onemocnění. Důležité tedy je umět posoudit, zda převládají pozitivní, nebo negativní účinky na lidský organismus. Nazývat tyto látky antinutrienty tak může být příliš zjednodušující (63, 66, 91, 93). Další označení pro tuto skupinu látek uváděná v literatuře jsou toxické látky, potravní toxikanty nebo fytochemikální látky. Důvodem je to, že mohou snižovat biologickou hodnotu luštěnin. Aktivita v tomto směru je často závislá na tom, jakým zpracováním daná potravina prošla. Některé z těchto látek jsou totiž termolabilní, ztrácejí se tedy během procesu vaření. Jiné jsou sice naopak termostabilní, nicméně jejich obsah může být snížen v důsledku vyluhování a rozpuštění do tekutiny (18, 43, 65, 66, 91). Mezi termolabilní látky s antinutričními vlastnostmi se řadí inhibitory proteáz, goitrogenní látky a lektiny. Pro tyto toxické faktory nemohou být zralá suchá semena luskovin konzumována v syrovém stavu. Při tepelné úpravě jsou naopak stabilní fytáty, oligosacharidy, oxaláty, purinové látky a tanniny. Za jedny z hlavních antinutričně působících látek v luštěninách (co se týká interakce s dalšími přítomnými složkami), jsou považovány kyselina fytová a tříslová. Množství fytové kyseliny v luštěninách se pohybuje přibližně v rozmezí mg/100 g, v případě tříslové kyseliny je to mg/100 g. Uvádí se, že tyto látky jsou ve větší míře zastoupeny v pigmentovaných luštěninách (červené fazole, cizrna, čočka) ve srovnání s bíle zbarvenými (bílé fazole) (19, 93, 152) Polyfenoly Fenolické látky, neboli polyfenoly, tvoří jednu z nejrozšířenějších skupin látek v říši rostlin, bylo jich identifikováno několik tisíc. Jedná se o skupinu látek s obrovskou 31

32 rozmanitostí struktur, která zahrnuje jak jednoduché molekuly, jako jsou fenolické kyseliny, tak i vysoce polymerizované látky, například tanniny. Společným rysem jejich struktury je, že obsahují alespoň jeden aromatický kruh substituovaných hydroxylovými skupinami (99, 150). Luštěniny jsou obecně dobrým zdrojem polyfenolů, především pokud jsou současně konzumovány obaly semen, kde se nachází jejich největší podíl (více než 95 %). Jednotlivé druhy luštěnin se obsahem polyfenolů liší, obecně se větší množství nachází v barevných semenech. Například fazol obecný má vysoký obsah polyfenolů, na rozdíl od hrachu (66, 129, 133). Přírodní polyfenoly patří mezi nejvýznamnější antioxidanty ve výživě člověka. Antioxidační účinek polyfenolů je komplexní a vzniká působení více mechanismů. Polyfenoly jsou například schopné inhibovat enzymy zodpovědné za produkci superoxidového anion-radikálu (např. xantinoxidáza, proteinkináza C) a enzymy podílející se na tvorbě volných radikálů (cyklooxygenáza, lipoxygenáza, mikrosomální monooxygenázy ad.). Mohou také vytvářet chelátové vazby s kovy, především s mědí a dvojmocným železem, jejichž volné ionty se účastní při tvorbě reaktivních kyslíkových forem (například při Fentonově reakci). Další významnou vlastností je snadná oxidovatelnost. Tyto látky jsou schopné redukovat některé volné radikály s oxidačními účinky, samy se přitom většinou přeměňují na málo reaktivní fenoxylový radikál nebo neradikálové chinoidní struktury. Radikály jsou tak eliminovány dříve, než mohou reagovat s dalšími buněčnými komponentami (107, 133, 150). Další potenciální biologické účinky této skupiny látek jsou antimikrobiální a antifungální, antikancerogenní, protizánětlivé, antikariogenní, antiaterosklerotické, antiproliferativní, antiangiogenní. Antioxidační kapacita, antimutagenní aktivita a nedávno zjištěné antiproliferativní účinky luštěnin jsou spojovány právě s přítomností polyfenolových látek (83, 133, 150). Fenolické látky, nebo jejich oxidované produkty, mohou tvořit komplexy s esenciálními aminokyselinami, enzymy nebo jinými proteiny. Mohou tak snižovat stravitelnost proteinů a nutriční hodnotu potravin rostlinného původu. Pro svou schopnost vázat látky jsou potenciálními inhibitory absorpce nehemového železa Nejběžnější skupinou polyfenolů ve výživě člověka jsou flavonoidy (99, 150). 32

33 Obr.1. Základní dělení polyfenolů (44) LIGNANY STILBENY ANTHOKYANINY FLAVANOLY TANNINY POLYFENOLY FLAVONOIDY FLAVONOLY FENOLOVÉ ALKOHOLY FLAVONY KYSELINA FENOLOVÁ CHALKONY ISOFLAVONY FLAVONOIDY Některé flavonoidní látky se řadí mezi fenolová rostlinná barviva, jiné jsou významné pro svoji chuť (trpké a hořké látky nebo jejich prekurzory), nebo jsou známé svými biologickými účinky. Anthokyany, nazývané také anthokyaniny, jsou nejrozšířenější skupinou přírodních barviv. Jsou převážně červené (také žluté či oranžové), fialové a modré. Význam mají dále žluté pigmenty isoflavonoidy, jejichž hlavními představiteli jsou isoflavony (sloučeniny isomerní s flavony). Dále se sem řadí od isoflavonů odvozené isoflavanony a pterokarpany. Další důležitou skupinou látek, patřící mezi flavonoidy, jsou tanniny, nazývané také třísloviny. Flavonoidní látky jsou známé svou antioxidační aktivitou, některé mohou dále působit antimikrobně (45, 89, 101, 103, 111, 160). O dalších prospěšných účincích je pojednáno v kapitole 7 (viz. str.60). Isoflavony Ve vyšších koncentracích se isoflavonoidní látky nacházejí pouze v rostlinách čeledi bobovitých (Fabaceae), v menším množství jsou obsaženy také v některých dalších rostlinných čeledích, například laskavcovitých (Amaranthaceae) a morušníkovitých (Moraceae). Významným zdrojem jsou však pouze sójové boby a výrobky z nich. Řadí se 33

34 mezi přirozené toxické složky potravin, pro svou estrogenní aktivitu jsou označovány jako fytoestrogeny. Nejsilnější estrogenní účinky má daidzein (7,4 -dihydroxyisoflavon). V sójových bobech se dále vyskytují především tyto isoflavonové aglykony: genistein (5,7,4 -trihydroxyisoflavon) a glycitein (7,4 -dihydroxy-6-methoxyisoflavon). Typicky obsahuje sója větší množství genisteinu, než daidzeinu. Zastoupení glyciteinu je malé. Hlavním isoflavonem naklíčených bobů je formononetin. Nejrozšířenější formou isoflavonů jsou však 7-β-D-glukosidy (genistin, daidzin, glycitin) a jejich estery s malonovou kyselinou. V menším množství se v sójových bobech nacházejí volné isoflavony a acetylderiváty glykosidů (89, 94, 101, 160). K tomu, aby byly glykosidy konvertovány na aglykony, vyžadují počáteční hydrolýzu enzymem β-glukosidázou produkovaným intestinální mikroflórou lidského těla. Také zpracováním může docházet k hydrolýze isoflavonových glykosidů (například působením mikrobiálních enzymů v průběhu fermentace), což vede k vyšší koncentraci aglykonů, které jsou lépe vstřebatelné. Zastoupení jednotlivých forem se tedy liší v sójových bobech a ve fermentovaných či nefermentovaných výrobcích ze sóji. Obecně však obsah isoflavonů během fermentace klesá (89, 101, 103, 160). Rozdíly v obsahu isoflavonů mohou také záviset na odrůdě sóji. Tempeh, který byl připravován ze sójových kultivarů s vysokým obsahem isoflavonů, může být považován za funkční potravinu s pozitivními účinky na lidské zdraví (45, 103). Celkový obsah isoflavonů v sójových bobech uvádí tabulka (Tab.9.). Tab.9. Obsah isoflavonů a jejich derivátů v sójových bobech (v mg/ kg) (160) Forma Isoflavon Obsah v mg/kg Glukosid Daidzin Genistin Glycitin Aglykon Daidzein Genistein Glycitein Malonát Daidzin Genistin Glycitin Acetát Daidzin stopy Genistin 2-5 Glycitin

35 Obr.2. Nejvýznamněji zastoupené isoflavony v luštěninách (83) Sloučenina R1 R2 R3 Daidzein H H OH Genistein OH H OH Glycitein H OCH 3 OH Formononetin H H OCH 3 Tanniny Obsažené množství tanninů opět souvisí se zabarvením semen. Na tyto látky jsou bohaté především fazole. Ukazuje se, že tanniny obsažené v luštěninách vykazují jak nežádoucí, tak i prospěšné účinky. Jako součást skupiny fenolických látek se vyznačují jistou antioxidační aktivitou. Mohou však, podobně jako ostatní polyfenoly, snižovat dostupnost některých mikronutrientů z luštěnin. Některé zdroje uvádějí pouze snížení dostupnosti železa, ne však zinku. Dále jsou spojovány se snížením stravitelnosti proteinů a sacharidů. Obecně jsou tanniny považovány za primárně antinutriční faktory a doporučuje se dosáhnout snížení jejich obsahu v luštěninách (vyluhováním či odstraněním vnějšího obalu semene) (19, 43, 74, 99, 129, 149) Kyselina fytová a její soli Kyselina fytová je hlavní zásobní formou fosforu v rostlinách. Je nezbytná pro normální vývoj semene a klíčení. Chemicky se jedná o myo-inositolhexafosfát. Tyto látky se nacházejí v obalech různých semen, oříšků, obilovin a v neposlední řadě také luštěnin. Obsah v luštěninách dosahuje většinou 1 2 %, přičemž kyselina fytová a její soli (fytáty) představují % jejich celkového obsahu fosforu. Největší množství se nachází v podzemnici olejné (105,8 g/kg) a v sójových bobech (23,8 g/kg) (19, 66, 74, 159). Fytáty mají vysokou schopnost chelatovat multivalentní (nejčastěji bivalentní) kovové ionty a další prvky (zinek, železo, vápník a hořčík). Dochází ke vzniku komplexů, které jsou 35

36 nerozpustné ve střevě při fyziologickém ph, a tedy ke snížení absorpce minerálních látek. Hlavní formou je smíšená vápenatá a hořečnatá sůl nazývaná fytin. Během zpracování potravin mohou být defosforylovány a přeměněny na degradační produkty. Inositolpentafosfát (IP 5 ) byl však rovněž rozpoznán jako inhibitor absorpce železa a zinku. Stejné účinky se uvádí také pro inositoltri- a inositoltetrafosfát (18, 19, 66, 93, 159). Nejvýznamněji je pravděpodobně ovlivněna absorpce železa a zinku, která se ukázala být nízká při stravě založené na luštěninách. Jiné zdroje však uvádějí, že dostupnost zinku (a vápníku) není ovlivněna. Současně se tyto látky mohou podílet na inhibici některých důležitých trávicích enzymů (pepsin, trypsin, α-amyláza) (74, 149). Snižování obsahu fytátů a kyseliny fytové nemusí být nezbytné pro zlepšení utilizace všech živin, nicméně jejich přítomnost může skutečně snižovat využití některých mikronutrientů. Míra absorpce minerálních látek je však závislá na skladbě celé stravy. Ve vyvážené stravě obsahující živočišné proteiny, neznamená vysoký přívod luštěnin riziko neadekvátního zásobení minerálními látkami (129) Kyselina oxalová a její soli Kyselina oxalová, nazývaná také šťavelová, se nachází v rostlinách ve formě solí s vápníkem a draslíkem. U většiny druhů luštěnin ji nalezneme v malých množstvích, může zde opět docházet ke snižování dostupnosti minerálních látek. Kyselina oxalová je známá snižováním absorpce vápníku u monogastrů, efekt u lidí je však méně jasný. Například v případě špenátu se uvažuje o současném působení dalších látek, které se podílejí na zhoršeném vstřebávání tohoto nutrientu (129). Zařazení luštěnin do stravy se z důvodu obsahu oxalátů nedoporučuje při tvorbě oxalátových kamenů v močovém ústrojí (19) Inhibitory proteáz a amyláz Mnoho studií se zaměřovalo především na zkoumání inhibitorů proteáz trypsinu a chymotrypsinu, a to již v 70. a 80. letech minulého století z důvodu vlivu na výživu zvířat. Inhibitory jmenovaných enzymů jsou přirozenou složkou obilovin a luštěnin a znamenají závažnou překážku pro konzumaci neupravených zralých semen luskovin. Zpracováním však mohou být významně redukovány. Přirozenou funkcí inhibitorů trypsinu je ochrana plodin 36

37 před škůdci. Vykonávají také funkci zásobních proteinů. V průběhu klíčení se v důsledku proteolýzy jejich aktivita značně snižuje, vznikají zde jejich modifikované formy (19, 66, 74). Mechanismem antinutričního účinku je suprese proteolytické aktivity enzymů (např. inhibitory trypsinu brání rozrušení peptidových vazeb mezi specifickými aminokyselinami lysinem a argininem). Ovlivňují také sekreci jmenovaných pankreatických enzymů, celkovým důsledkem je potom snížení stravitelnosti a absorpce bílkovin. Výsledky experimentálních studií naznačují možný podíl na vzniku hypertrofie pankreatu a případně na urychlení rozvoje chemicky indukovaných tumorů pankreatu. Mladá zvířata krmená syrovými luštěninami měla navíc inhibovaný růst. Protože jsou však luštěniny běžně před požitím zpracovávány a upravovány, nepříznivé účinky pro člověka jsou málo pravděpodobné (63, 66, 93, 74). Inhibitory trypsinu mohou postihovat metabolismus aminokyselin obsahujících síru, které jsou právě v luštěninách zastoupeny v nedostatečném množství. U jednotlivých odrůd je aktivita inhibitorů trypsinu (TIA trypsin inhibitor activity) rozdílná. Předpokládá se dále závislost na místě pěstování, ale také na ročním období. Například u zimních odrůd se uvádí hodnoty několikanásobně vyšší. Co se týká inhibitorů α-amylázy, poprvé byla jejich přítomnost zjištěna u pohanky, později byl jejich výskyt prokázán také v luštěninách. Inhibitory α-amylázy jsou glykoproteiny toxické pro larvy brouků. Podstatou antinutričního účinku je vytvoření komplexu inhibitoru s amylázou živočišného původu. Rozsah tvorby komplexů závisí na mnoha faktorech, jako například na ph prostředí, teplotě, době interakce a na koncentraci inhibitoru. Důsledkem je inaktivace amylázy, a tedy snížené trávení sacharidů. Inhibitory Bowmanova-Birkova typu vyskytující se v luštěninách, obzvláště v sóji, vykazují specifitu vůči trypsinu a chymotrypsinu a jsou studovány pro možné antikarcinogenní účinky. V semenech sóji lze rozpoznat 5 isoinhibitorů tohoto typu, nachází se zde však také další typ inhibitorů (viz. Tab.10. ) (66, 93, 107, 160). Tab.10. Obsah inhibitorů proteáz ve vybraných druzích luštěnin (v g/kg) (160) Sójové boby Hrách Cizrna KI BBI KI BBI KI BBI , ,3 Vysvětlivky: KI inhibitory Kunitzova typu, BBI inhibitory Bowman-Birkova typu 37

38 3.2.5 Lektiny Lektiny neboli fytohemaglutininy se ve významnějším množství nacházejí právě v luštěninách. Některé druhy luštěnin mohou mít mnohem vyšší obsah těchto látek než druhy jiné (0,6-5 % z celkových proteinů). Lektiny jsou definovány jako proteiny schopné se reverzibilně vázat na specifické monosacharidy a oligosacharidy. Vyšší afinitu mají k oligosacharidům, které jsou typickými složkami živočišných glykoproteinů. Například sójový lektin (SBA Soya Bean Agglutinin) obsahuje čtyři centra vázající N-acetyl-D-galaktosamin. Nepříznivým důsledkem může být aglutinace červených krvinek. Vedou také k inhibici růstu u mladých zvířat. Vážou se na střevní stěnu, což je spojeno s disrupcí kartáčového lemu, sníženým přežíváním epiteliálních buněk a hyperplazií krypt. Často se uvádí, že zpracováním semen dochází k úplné denaturaci lektinů, a tedy ztrátě jejich antinutričních vlastností. Několik autorů však popisuje určité množství biologicky aktivní aglutininů v některých komerčně dostupných potravinách (závisí to na podmínkách zpracování, jako je teplota a doba působení) (19, 74, 160) Saponiny Další z látek běžně se vyskytujících v luštěninách jsou saponiny. Jedná se o glykosidy složené z aglykonu (sestávajícího buď ze sterolu, nebo častěji z triterpenoidní struktury) a cukerného zbytku. V jednom druhu luštěnin se může nacházet mnoho různých saponinů. U některých odrůd mohou být tyto látky nositeli trpké chuti (93, 124, 160). Saponiny byly dlouho považovány za nežádoucí látky pro svou toxicitu a hemolytickou aktivitu. V rámci této skupiny látek je nicméně obrovská strukturální diverzita, přičemž jen několik málo z těchto látek je toxických. Nejběžnější saponiny v luštěninách zahrnují sojasaponiny, které jsou rozděleny do skupin A, B a E na základě chemické struktury aglykonu. Sojasaponiny nevykazují toxicitu u lidí (124). Například u fazolu měsíčního a některých dalších druhů převažuje sojasapogenol B. Co se týká obsaženého množství, nižší hladiny saponinů byly nalezeny u žluté odrůdy hrachu (1,1 g/kg), vyšší pak u hrachu zeleného (2,5 g/kg) nebo u čočky (3,7-4,5 g/kg). V podobném rozmezí se pohybuje obsah saponinů u cizrny a bobu obecného, u sóji jsou hladiny saponinů vyšší (0,5-2 %). Jsou velmi špatně absorbovány, většina z nich tvoří nerozpustné komplexy s jinými látkami. Vaření a zpracování má podstatný vliv na dostupné saponiny v luštěninách. Některé 38

39 saponiny jsou termolabilní a mohou být tímto způsobem degradovány nebo konvertovány (74, 93, 124) Alkaloidy Především v lupině se mohou nacházet látky, které řadíme mezi alkaloidy. Skládají se z heterocyklu obsahujícího atom dusíku. Přítomnost těchto látek byla v minulosti pokládána za hlavní nedostatek lupiny, šlechtěním se však podařilo obsah alkaloidů snížit. Byly vyvinuty kultivary se sníženým obsahem alkaloidů, které jsou nazývány sladké, protože alkaloidy často způsobují hořkou chuť. Tyto látky však mají význam pro ochranu rostliny před škůdci (66, 124, 157). V luštěninách jsou přítomná stopová množství alkaloidů, které jsou z velké části odstraněny při úpravě a zpracování (především při namáčení) (124) Kyanogenní glykosidy Například druh Phaseolus lunatus může obsahovat kyanogenní glykosidy (především tmavě zbarvené odrůdy). Pokud se tyto látky dostávají do těla ve velkém množství, mohou vyvolat respirační tíseň. Mezi kyanogenní glykosidy nacházené v luštěninách patří phaseolunatin, jehož hydrolýzou může vznikat kyanovodík (HCN). Uvádí se, že fazol měsíční může poskytovat až mg HCN/ 100 g, ve srovnání s cizrnou nebo fazolem obecným, kde jsou tyto hodnoty významně nižší (2 mg HCN/ 100g) (66) Vicin a konvicin Druh Vicia faba je známý tím, že je zodpovědný za vznik hemolytické anémie u osob s deficitem glukóza-6-fosfátdehydrogenázy. Tento projev se nazývá favismus. Příčinou je přítomnost glykosidů vicinu a konvicinu, které se skládají z molekuly glukózy spojené s pyrimidinem. Z těchto glykosidů vznikají v zažívacím traktu hydrolýzou mikrobiálními β-glukosidázami toxické látky divicin a isouramil, důsledkem je nadměrná oxidace redukovaného glutathionu. Obsah vicinu v bobu obecném se pohybuje v rozmezí 4,2-10,8 g/kg. Ostatní druhy luštěnin těchto glykosidů obsahují velmi malé množství. Namáčením lze odstranit % glykosidů (66, 160). 39

40 Oligosacharidy Oligosacharidy v luštěninách tvoří 6-18 % suché hmoty zralých semen, u různých druhů pak představují % celkových sacharidů. Jiné zdroje uvádějí dokonce hodnoty vyšší: % celkových sacharidů. Jsou zdrojem energie pro rostlinu a vymizí během klíčení. V semenech jsou skladovány během konečné fáze dozrávání. Zdá se, že pomáhají rostlinu chránit proti abiotickému stresu, jako je chlad a vysychání, brání vzniku ireverzibilních změn (3, 55, 56, 63, 125). Oligosacharidy způsobující nadýmání jsou takové galaktosidy, které nejsou tráveny v tenkém střevě, a to z důvodu nepřítomnosti α-galaktosidázy mezi endogenními enzymy člověka (ke štěpení α-1,6 vazeb galaktózy). Nezměněny procházejí do tlustého střeva, kde jsou dostupné pro bakteriální fermentaci. Tato fermentace je doprovázena tvorbou plynu (oxid uhličitý, vodík, případně methan), což vyvolává flatulentní účinky, někdy také osmotický průjem a abdominální bolesti. Jsou termostabilní a nejsou odstraněny zahříváním, jsou však vysoce rozpustné ve vodném roztoku (3, 18, 55, 66, 93, 130). Ačkoli galaktosidy jsou vnímány jako jediný faktor zodpovědný za nadýmání, flatulentní aktivita některých luštěnin může být způsobena také dalšími látkami, například vlákninou (konstituentem buněčné stěny) (55). Flatulentní oligosacharidy lze rozdělit podle chemické struktury do následujících skupin: 1) α-galaktosidy odvozené od sacharózy (rafinóza, stachyóza a verbaskóza) 2) glukózagalaktosidy (melibióza a mannitrióza) 3) inositolgalaktosidy, galaktosylcyklitoly (galaktitol, galaktopinitol, ciceritol) Nejprostudovanější jsou u luštěnin α-galaktosidy odvozené od sacharózy. Tato skupina je nazývána také oligosacharidy z rodiny rafinózy (RFOs). RFOs obsahují 1-3 jednotky galaktózy připojené k sacharóze α-1,6-vazbou (3, 56, 130). Obecně se obsah α-galaktosidů u luštěnin pohybuje mezi 2-10 g/100 g. Nejzastoupenější je u většiny druhů stachyóza (fazol, hrách, čočka). U některých druhů je hlavním oligosacharidem verbaskóza. Obsah rafinózy je nižší než 1,5 g/100 g u většiny druhů luštěnin. Jsou určité rozdíly mezi potenciálem α-galaktosidů vyvolávat flatulenci, různé druhy luštěnin tak mají různou schopnost vyvolávat flatuletní účinky. Zastoupení jednotlivých α-galaktosidů se velmi liší nejen napříč druhy (55, 65, 130). 40

41 Ciceritol je nejvíce zastoupeným oligosacharidem u cizrny. Bylo popsáno, že in vitro hydrolýza ciceritolu je mnohem nižší než u rafinózy, stachyózy a verbaskózy. Ciceritol není prokázán jako jednoznačný flatogenní faktor (130). Srovnáním obsahu oligosacharidů a monosacharidů v luštěninách lze zjistit mnohem menší zastoupení fruktózy, glukózy a galaktózy, jejichž obsah představuje méně než 5 % celkových sacharidů. Složení sacharidů obsažených v semenech se mění v průběhu vývoje. Počáteční fáze je charakteristická vysokým obsahem fruktózy, glukózy, galaktózy a sacharózy. S dalším průběhem je část těchto sacharidů nahrazována právě α-galaktooligosacharidy (3, 63). Tab.11. Obsah nestravitelných oligosacharidů ve vybraných druzích luštěnin (v mg/g) (56) Oligosacharidy Fazol Čočka Cizrna Hrách Bob Lupina Sója obecný obecný bílá Rafinóza <0,05-0,93 0,3-1,0 0,4-1,2 0,3-1,6 0,1-0,3 0,5-1,1 0,5-1,3 Stachyóza 0,5-4,1 1,7-3,1 2,0-3,6 1,3-5,5 0,7-1,5 0,9-7,4 2,2-4,3 Verbaskóza 0,06-4,0 0,6-3,1 0,6-4,2 1,6-4,2 1,7-3,1 0,6-3,4 0,0-0,3 Celkem 2,6-6,6 3,0-7,1 7,4-7,5 5,1-8,7 3,1-4,2 7,4-9,5 2,0-6, Další látky V sójových bobech se mohou nacházet goitrogenní látky, které mohou interferovat s metabolismem hormonů štítné žlázy (19). Vedle již zmiňovaného syndromu favismus se může po požití jiného druhu objevovat lathyrismus, způsobený neurotoxiny (analoga glutamátu) druhu Lathyrus odoratus. Také některé další druhy luštěnin jsou pro člověka toxické, mechanismem účinku je například inhibice syntézy proteinů v buňkách střevní sliznice. Dalším případem toxicity může být alkaloid phytostygmin, či toxická aminokyselina L-kanavanin (157). 41

42 4 SPOTŘEBA LUŠTĚNIN 4.1 Spotřeba luštěnin ve světě Globálně jsou luštěniny užívány v množství zhruba milionů tun/rok. Z toho na potravinářské užití připadá asi 65 % (převážně v rozvojových zemích), na krmné užití asi 25 % (naopak zejména v rozvinutých zemích). Zbylých 10 % je využito na osivo a pro ostatní účely (109). Spotřebu luštěnin ve světě ovlivňuje mnoho faktorů, mezi nimi například příjem obyvatelstva, ceny potravin, individuální preference, kulturní tradice, stejně jako další geografické, environmentální, sociální a ekonomické faktory. Například některá náboženství omezují konzumaci určitých potravin živočišného původu, v důsledku čehož se mohou luštěniny stát významným zdrojem bílkovin. Nezanedbatelný vliv má především pohled ekonomický, protože bílkoviny živočišného původu jsou pro mnoho lidí nedostupné. Působení těchto faktorů je ve vzájemné interakci, což vede ke komplexnímu ovlivnění spotřeby potravin a stravovacích zvyklostí (4, 63). Světový obchod s luštěninami se za poslední dvě desetiletí více než ztrojnásobil. Je zřejmé, že existují velké rozdíly ve spotřebě luštěnin mezi rozvojovými a rozvinutými zeměmi. Roční spotřeba luštěnin na osobu se v různých částech světa pohybuje od 2 do 20 kg a více. Průměrná roční spotřeba celosvětově je přibližně 6,3 kg/osobu/rok, v některých oblastech však dosahuje až 50 kg/osobu/rok. V rozvojových zemích je spotřeba průměrně 8 kg/osobu/rok, což je dvakrát vyšší hodnota než ve zbytku světa. Dále se v rozvojových zemích objevuje dvakrát vyšší průměrný roční nárůst spotřeby: 0,8 % (2007). Pohled na tento mírně stoupající trend je však třeba doplnit o starší údaje (například od roku 1970), které ukazují, že z dlouhodobějšího hlediska dochází k poklesu spotřeby. Ve vyspělých zemích jsou luštěniny obecně méně oblíbené. S výjimkou jižní Evropy, kde se zkonzumuje téměř 6 kg na obyvatele a rok, se roční spotřeba (na jednoho obyvatele) v evropských zemích pohybuje od 1 do 2 kg (4, 63, 110, 114, 138). Co se týká jednotlivých druhů luštěnin, jedním z nejvýznamnějších je fazole, a to jak v zemích rozvinutých, tak i rozvojových. Spotřeba je kolem 3 kg/osobu/rok (údaje z let ). Vyšší spotřebu nacházíme v Latinské Americe a Karibiku (11 kg/osobu/rok), 42

43 nebo také v Subsaharské Africe (5 kg/osobu/rok). Uvádí se, že například v Mexiku 74 % populace konzumuje fazole pět dní v týdnu. Spotřeba zde činí 11 kg/osobu/rok (4, 138). Po fazoli nejvyhledávanější luštěninou je cizrna (1,3 kg/rok). Největšími konzumenty cizrny jsou země jižní Asie (4,25 kg/osobu/rok), Středního východu a severní Afriky (2,11 kg/osobu/rok). Tyto oblasti však zaznamenaly během posledních let pokles. Další z nejkonzumovanějších mezi luštěninami je hrách kravský (0,8 kg/rok). Zde se naopak objevuje stoupající trend, nejvyšší spotřeba na osobu je v zemích Subsaharské Afriky (6,5 kg/rok). Z dalších druhů luštěnin lze zmínit například bob obecný, kajan a čočku, u kterých se spotřeba pohybuje mezi 0,5-0,6 kg/osobu/rok (data z období let 2006 až 2008). Střední východ a severní Afrika vynikají vyšší spotřebou především čočky a bobu obecného, jižní Asie pak spotřebou kajanu. Arašídy a sójové boby zaujímají místo nejvíce konzumovaných luštěnin po světě, sója je současně nejpěstovanější luskovinou. Oblíbenost sóji je vysoká především v Asii a vyšší než průměrná v částech Afriky a Střední Ameriky (110, 167). Obecně míra přispívání obilovin k energetickému příjmu na osobu za poslední léta poklesla, zatímco u luštěnin zůstala více nebo méně stabilní. Podobná data se objevují také v případě příjmu proteinů. V některých oblastech podíl luštěnin na celkovém příjmu proteinů vzrostl, v oblastech s rychlým ekonomickým růstem (Indie, Čína) v posledních letech naopak klesl. Podíl luštěnin na celkovém energetickém příjmu a příjmu proteinů koreluje s chudobou obyvatelstva (4). Globálně luštěniny pokrývají 2 % CEP a 3,5 % denního příjmu bílkovin. V oblastech jako jsou Afrika, Asie, Jižní Amerika a Střední východ to může být více než 20 % CEP a 50 % příjmu bílkovin. Ve společnostech s vyšší konzumací masa a dalších potravin živočišného původu jsou luštěniny ve stravě méně významné a jsou většinou konzumovány nepravidelně, nebo pouze v malých množstvích (167). 43

44 Obr.3. Vývoj produkce a spotřeby luštěnin ve světě (kg/osobu/rok), (4) Produkce Spotřeba 4.2 Spotřeba luštěnin v České republice Spotřebu luštěnin v České republice lze označit za velmi nízkou. Od konce 2. světové války klesala až na hodnoty 0,5 kg/osobu/rok. Za poslední dvě dekády se spotřeba zvyšovala, například v roce 1987 byla spotřeba luštěnin na území České republiky pouze 1 kg/osobu/rok, v 90. letech 20. století došlo ke zdvojnásobení těchto hodnot. Po tomto nárůstu stagnuje roční spotřeba na hodnotě mírně nad 2 kg na jednoho obyvatele (z toho hrách přibližně 1,1 kg, čočka 0,6 kg a fazole 0,5 kg). Spotřeba hrachu zůstává na stejné úrovni již několik desetiletí, stoupá však spotřeba čočky a fazolí. V roce 2010 se spotřeba pohybovala na hodnotě 2,5 kg/osobu/rok, což představuje mírné zvýšení oproti minulým létům. Přestože lze pozorovat mírně stoupající trend, spotřeba luštěnin v České republice je stále hluboko pod průměrnou spotřebou celosvětovou (27, 28, 63, 109, 114, 142). 44

45 Tab.12. Spotřeba luštěnin v České republice (v kg/osobu/rok) (28) Luštěniny 1,0 1,3 1,3 1,7 1,6 1,6 1,8 1,9 1,9 2,0 1,9 2,0 celkem Fazole 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,3 0,4 Hrách 0,4 0,6 0,7 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 1,0 0,9 Čočka 0,4 0,5 0,4 0,5 0,4 0,4 0,5 0,6 0,5 0,7 0,6 0, Luštěniny 2,0 2,0 2,2 2,1 2,1 2,1 2,2 2,1 2,1 2,4 2,4 2,5 celkem Fazole 0,4 0,5 0,5 0,6 0,5 0,6 0,5 0,5 0,5 0,9 0,7 0,8 Hrách 1,0 0,9 1,0 0,9 1,0 1,0 1,1 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 Čočka 0,6 0,6 0,7 0,6 0,6 0,5 0,6 0,6 0,6 0,5 0,6 0,6 45

46 5 ZMĚNY VE SLOŽENÍ V DŮSLEDKU ÚPRAV A ZPRACOVÁNÍ LUŠTĚNIN Mezi hlavní příčiny, které omezují konzumaci luštěnin, patří přítomnost látek způsobujících nadýmání (nestravitelné oligosacharidy, rezistentní škrob a vláknina celkově), dále přítomnost látek s antinutričními účinky, ale také omezená stravitelnost. Na snížení stravitelnosti se mohou podílet například vazby polyfenolových látek na bílkoviny, omezená proteolýza, nebo také přítomnost rezistentního škrobu, který není zcela degradován amylázami. Tyto aspekty však lze překonat vhodnou úpravou před konzumací (30, 63, 146). Zpracováním luštěnin se tedy zvyšuje nejen senzorická hodnota, ale také stravitelnost a biologická dostupnost některých nutrientů (146). Úprava luštěnin před konečným zpracováním může být prováděna komerčně, nebo může začínat až v domácnosti. Mezi konvenční metody užívané pro snížení obsahu oligosacharidů v luštěninách patří namáčení, vaření, vaření za vysokého tlaku, nakličování a fermentace. Nejužívanějšími domácími postupy jsou namáčení a vaření ve vodě z vodovodu. Složení této vody však může být značně rozdílné, a tak může mít různý vliv na konečné složení upravovaných luštěnin. Voda s vysokým obsahem vápenatých a hořečnatých solí například indukuje tvorbu sloučenin, které jsou špatně rozpustné a brání tak měknutí semen (56, 65, 99, 131). Vedle zlepšení stravitelnosti během zpracování dochází ke ztrátám mnoha hodnotných nutrientů. Největší ztráty byly pozorovány v obsahu minerálních látek a vitaminů ve srovnání s ostatními. Ačkoli obecné účinky jsou známé, optimální podmínky zpracování nejsou dobře ustanoveny. Z tohoto důvodu jsou zkoumány různé roztoky nejen ve vztahu ke snížení látek nežádoucích, ale také zachování těch prospěšných (65, 99, 170). 5.1 Namáčení Namáčení ve vodě a roztoku NaCl je běžná praxe používaná ke změkčení struktury a urychlení procesu vaření. Podílí se také na odstraňování některých látek s antinutričními účinky. Termolabilní látky jsou úspěšně ničeny při tepelném zpracování, zatímco termostabilní látky mohou být odstraněny právě vyluhováním, kdy částečně nebo zcela 46

47 přecházejí do roztoku. K jejich ztrátám dochází, pokud tento roztok není dále v přípravě luštěnin používán. Během procesu namáčení navíc může docházet k metabolickým reakcím, které se podílejí na změně složení semen (43, 48, 65, 170). Předpokládá se například, že sacharidy mohou být v semenech asociovány s proteiny a dalšími makromolekulami, nebo mohou být součástí polysacharidů s vysokou molekulární hmotností. Technologické procesy obecně modifikují buněčnou mikrostrukturu a mohou indukovat uvolnění sacharidů z těchto molekul (130). Význam namáčení je především v účinném snížení obsahu oligosacharidů. Dochází nejen k diluci do roztoku, ale také k jejich hydrolýze na složky, které již nadýmání nezpůsobují. Po slití namáčecí vody je dosaženo snížení obsahu oligosacharidů až o 40 %, uváděny jsou však i hodnoty vyšší (56, 114, 130). Během namáčení (ve vodě, v bikarbonátu sodném, v roztoku NaCl) se mění obsah škrobu. Oproti nenamáčeným vzorkům lze pozorovat jeho nárůst. Záleží však na druhu luštěnin. Například u semen fazolu obecného namáčených v bikarbonátu sodném dochází k významnému snížení dostupného škrobu a ke zvýšení rezistentního škrobu. U jiných druhů luštěnin může naopak docházet k nárůstu dostupného škrobu oproti vzorkům, které nebyly namáčeny. Vliv na rozpustnost škrobu během namáčení mohou mít například tyto faktory: struktura škrobu, velikosti semen, permeabilita membrán (21, 48). Co se týká obsahu proteinů a jejich stravitelnosti, jednotlivé studie se ve výsledcích značně liší. Důvodem může být použití různých roztoků pro namáčení, ale také velké rozdíly mezi jednotlivými druhy luštěnin. Obecně však převládá názor, že zpracováním luštěnin se snižuje obsah proteinů, současně se však zvyšuje jejich stravitelnost, především při vaření bez tekutiny, ve které byly luštěniny namáčeny. Podobně roste dostupnost minerálních látek po zpracování, a to v důsledku snížení obsahu látek s antinutričními účinky (43). Dalším přínosem tohoto technologického postupu je značné zkrácení doby vaření. Nejkratší doba vaření byla pozorována při kombinaci roztoku NaCl a bikarbonátu sodného. Namáčení ve vodě po dobu dvou hodin snížilo dobu vaření až o 25 %, po dobu čtyř hodin až o 44 %. Déle trvající namáčení neukázalo další výrazný účinek. Doba potřebná pro vaření může záviset také na použití dostatečného množství tekutiny pro namáčení, což vede ke snížení tvrdosti luštěnin (21, 65). 47

48 Tab.13. Vliv namáčení na dobu vaření (v min) (65) Druh luštěniny Doba vaření (nenamáčené) Doba vaření (2 h namáčení) Doba vaření (4 h namáčení) Doba vaření (6 h namáčení) Cizrna 75±2 60±2 45±2 42±1 Červené fazole 13±3 11±3 85±3 82±3 Bílé fazole 45±1 35±1 28±1 26±2 Čočka 16±1 12±1 9±1 8±1 Použitím této metody dále dosáhneme snížení obsahu fytátů a kyseliny fytové, fenolových látek a tanninů. Co se týká výběru roztoku pro namáčení, největší snížení obsahu jmenovaných látek, ale také kyanidů, je popisováno po namáčení v bikarbonátu sodném a následném vaření. Účinky jednotlivých roztoků se však značně liší v závislosti na zkoumaném druhu luštěnin, výsledky studií v tomto ohledu tedy nejsou konzistentní (65). Důležité je upozornit, že se nedoporučuje používat k namáčení roztok bikarbonátu sodného, protože tento postup vede k velkým ztrátám vitaminů skupiny B (19, 142). 5.2 Tepelná úprava Tepelná úprava obecně inaktivuje na teplo citlivé faktory (termolabilní látky), jako jsou například inhibitory trypsinu. Odstraňovány jsou současně nestálé látky. Při tepelném zpracování luštěnin obecně dochází ke zlepšení nutriční hodnoty proteinů. Příčinou je inaktivace trypsinu, růstových inhibitorů a hemaglutininů (48, 146). Vaření vede ke změnám ve složení upravovaných semen, například může stoupat obsah mono- a disacharidů z důvodu hydrolýzy oligo- a polysacharidů. Pokud byly luštěniny před vařením namáčeny, dochází ke zvýšení celkového obsahu vlákniny (především rozpustné frakce). Příčina změn v obsahu vlákniny není zcela jasná, přispívajícím faktorem může být vznik rezistentního škrobu z amylóza-lipidových komplexů a produktů Maillardovy reakce, ale také zvýšení rozpustnosti pektinových látek v důsledku degradace řetězců (3, 130). Uvádí se, že luštěniny vařené po 30 minut bez namáčení mohou vykazovat vyšší obsah oligosacharidů než syrové vzorky, což může být způsobeno relativně vyšším vyluhováním rozpustných látek, jako jsou proteiny, monosacharidy, disacharidy a rozpustná vláknina. Některé oligosacharidy jsou navíc pravděpodobně vázány s proteiny nebo jinými makromolekulami, nebo jsou konstituenty polysacharidů s vysokou molekulární hmotností. Tyto vazby mohou během vaření podstupovat neenzymatickou hydrolýzu, a tím uvolňovat 48

49 oligosacharidy. Detekovaný obsah oligosacharidů luštěnin tedy může vzrůst, pokud je množství těch uvolněných z vazeb vyšší, než množství vyluhované do roztoku. Potřebné je tedy kombinovat vaření s jinými metodami (56). Je třeba zdůraznit, že ačkoli tepelné zpracování není nejúčinnější metodou ve snižování obsahu oligosacharidů s nadýmavými účinky, luštěniny nemohou být konzumovány syrové, protože v tomto stavu obsahují toxické látky. Tepelná úprava je tedy nezbytná. Pražení, vysušování, opékání a smažení jsou některé ze suchých tepelných metod, užívaných pro zpracování celých semen luštěnin. Smažené dhal je běžné především v Indii (146). Specifickým problémem při přípavě luštěnin je fenomén hard-to-cook, tedy ztráta schopnosti měknutí semen během vaření. Příčinou jsou změny při posklizňovém skladování, ke kterým vedou nejčastěji nevhodné skladovací podmínky, především působení vysoké teploty. Pro vaření takto změněných semen je potřeba delší doba, navíc může docházet ke zhoršení nutriční kvality luštěnin, co se týká obsahu proteinů, tuků a minerálních látek (105, 114). Tab.14. Účinek vaření na obsah nutrientů v luštěninách (65) Druh luštěniny % ztráty proteinů % ztráty minerálních % ztráty sacharidů látek Cizrna 16,04 ± 0,55 31,14 ± 0,09 31,68 ± 0,04 Bílé fazole 16,50 ± 0,59 18,99 ± 0,03 26,70 ± 0,08 Čočka 20,45 ± 0,67 33,33 ± 0,02 36,68 ± 0, Klíčení luštěnin Nakličování je stará a oblíbená praktika v mnoha částech světa, především v Asii. Jedná se o nejúčinnější technologický postup pro snížení obsahu α-galaktosidů (až na 20 % původní hodnoty). Vlivem nakličování dochází ke zvýšení enzymové aktivity a k porušení semen. Vzrůstá aktivita α-galaktosidázy, dochází ke zvyšování obsahu sacharózy a galaktózy, která je však okamžitě využita. Účinek klíčení na nutriční a bioaktivní faktory semen je závislý na době trvání, přístupu světla, na teplotě a na druhu luštěniny (50, 114, 146). 49

50 Nejčastěji užívaným druhem luštěnin pro klíčení u nás je fazol mungo (Vigna radiata). Méně rozšířená jsou naklíčená semena čočky či cizrny. Doporučuje se nechat semena klíčit alespoň tři dny, až jsou klíčky dlouhé 2,5 5 cm. Kratší doba klíčení nezajišťuje rozklad látek s antinutričními účinky, které jsou obsažené v syrových luštěninách. Některé zdroje však naopak uvádějí, že delší doba klíčení má negativní vliv například na aktivitu inhibitorů trypsinu (TIA): po 72 hodinách klíčení může docházet k opětovnému zvýšení TIA až k původním hodnotám. Při klíčení trvajícím déle než 120 hodin u fazolí mungo nebyl zjištěn signifikantní rozdíl v TIA oproti syrovým semenům. Pro bílé fazole po pětidenním klíčení bylo popsáno snížení inhibitorů trypsinu o 53 %, pro fazole černé o 26 % (99, 114). Použití tohoto postupu značně zlepšuje nutriční kvalitu luštěnin, především zvýšením obsahu vitaminů skupiny B, ale také některých minerálních látek a dalších nutričních substancí. Na druhé straně však existuje riziko alimentárního onemocnění vznikající v důsledku výrazného zvýšení počtu mikroorganismů. Je tedy třeba klást důraz na skladování naklíčených luštěnin. Jako efektivní se ukázalo následné ošetření pomocí vysokého tlaku, což vede k výraznému snížení počtu mikroorganismů. Velký význam má teplota skladování. Při teplotě 4 8 C obsah α-galaktosidů dále klesá. Při tomto ošetření zůstává senzorická jakost zachována (50, 114, 146, 170). Postup pro klíčení v domácnosti může být například tento: namáčení semen průměrně 24 hodin, následuje důkladné opláchnutí a pěstování na vlhkém substrátu po dalších 48 hodin. Tento proces potřebuje chladné místo a ochranu před škůdci. Jinou možností je použití láhve, nezbytné jsou však pravidelné proplachy (139). 5.4 Fermentace Potraviny rostlinného původu mohou být fermentovány nejen za účelem získání unikátních senzorických vlastností či textury, ale také k eliminaci antinutričních či nadýmání způsobujících faktorů. Přidané mikrobiální kultury způsobují rozkládání rafinóze příbuzných oligosacharidů na mono- a disacharidy, a dále na organické kyseliny. Současně dochází ke snižování obsahu fytátů, saponinů, tanninů i aktivity inhibitorů trypsinu (TIA). Dalším pozitivním důsledkem je zlepšení stravitelnosti proteinů, a tedy i zvýšení biologické hodnoty luštěnin. To je umožněno díky degradaci komplexů zásobních proteinů endogenními a mikrobiálními proteázami. Největší efekt je popisován při kombinaci 50

51 s namáčením a vařením. Jedná se o nenákladnou metodu, která může být použita i při domácí úpravě luštěnin (nevyžaduje čistou kulturu) (111, 136). 5.5 Další metody Zkoumány jsou další metody, jako je například využití ultrazvuku a vysokého tlaku. Ultrazvuk rozbíjí buněčné membrány a podporuje uvolnění buněčných komponent. Použití vysokého tlaku inaktivuje mnoho enzymů a mikroorganismů obsažených v potravinách, zatímco senzorické a nutriční vlastnosti zůstávají prakticky nezměněny. Oba zmíněné postupy mohou podporovat vyluhování oligosacharidů (50, 56). Podobně průmyslový proces dehydratace je účinný ve vztahu ke snížení obsahu látek způsobujících nadýmání, především v důsledku hydrolýzy α-galaktosidů. Navíc dochází ke zvýšení obsahu rozpustné vlákniny (3). 5.6 Doporučení Použitím pouze jedné metody (například pouze vaření) za účelem zvýšení stravitelnosti luštěnin nemusí být dosaženo požadovaného výsledku, proto je výhodné jednotlivé metody kombinovat. Účinnost použitých metod se liší u jednotlivých druhů luštěnin. Pro úpravu luštěnin v domácnosti je nejčastěji doporučováno kombinovat namáčení a vaření (43, 48, 56). Shrnutí způsobů eliminace jednotlivých skupin látek obsažených v neupravených luštěninách poskytuje tabulka (Tab.15.). Velmi záleží na tom, jak bude naloženo s roztokem, ve kterém byly luštěniny připravovány. Jak již bylo zmíněno výše, mnoho látek přechází při namáčení a vaření do roztoku. Dochází tak k nežádoucím ztrátám nejen proteinů, sacharidů, vitaminů a minerálních látek, ale také mnoha dalších látek s biaoktivními účinky. Podle některých studií mají nízké koncentrace mnoha těchto látek prospěšné účinky na zdraví. Jedná se například o fytáty, fenolické látky, ale také oligosacharidy. Fermentace oligosacharidů bakteriemi v tlustém střevě může mít pozitivní účinek na produkci mastných kyselin s krátkým řetězcem a snižování intestinálního ph. Pozitivní či negativní účinky těchto látek jsou závislé na koncentraci v luštěninách, ale také na interakci s dalšími komponentami ve stravě. Uvažuje se tedy o tom, že by mohlo být výhodné nezbavovat se vody, ve které byly 51

52 luštěniny namáčeny. Stále se však lze často setkat s doporučením tuto tekutinu dále nepoužívat (43, 48, 114). Co se týká vody, ve které se vařilo, její vylití může být výhodné především u lidí s trávicími potížemi (snížení flatogenních sacharidů o %). Kvůli přítomnosti dalších nutrientů v této tekutině a kvůli funkčním vlastnostem těchto sacharidů nemusí být zmíněný postup nezbytný pro celou populaci (130). Závěrem lze konstatovat, že ačkoli dochází v průběhu namáčení a vaření k nežádoucím ztrátám některých cenných látek, pokud nejsou luštěniny konzumovány kvůli nedostatečnému snížení nadýmavých účinků, nejsou přijímány ani tyto látky. Prospěch, který přinášejí, tedy není využit ani částečně (43). Tab.15. Způsoby eliminace jednotlivých skupin látek obsažených v neupravených luštěninách (66) Bioaktivní látky Běžně užívané způsoby eliminace Inhibitory enzymů tepelná úprava, fermentace Lektiny Fytáty Oxaláty Fenolické látky Saponiny tepelná úprava enzymatická degradace (exogenní/endogenní fytázy), klíčení, fermentace vaření, loupání loupání klíčení 52

53 6 ZPŮSOBY KONZUMACE LUŠTĚNIN A VÝROBKY Z LUŠTĚNIN Luštěniny jsou všude ve světě konzumovány na mnoho způsobů, jako celé luštěniny nebo zbavené vnějších obalových vrstev (výhodou je kratší doba vaření), či jako výrobky z luštěnin. Luštěniny zbavené slupek jsou v Indii běžně nazývané dhal, v Mexiku se zase často připravují smažené fazole s chilli, na Středním východě falafel (smažené kuličky připravované ze sóji nebo cizrny) či hummus (cizrnová kaše), na Kubě černé fazole s rýží, ve Francii cassoulet (dušené fazole s vepřovým masem), v Brazílii feijoada (fazole s hovězím či vepřovým masem), ve Švédsku hrachová polévka, na Filipínách fazole adzuki a mungo vařené ve vodě s cukrem. V Číně jsou oblíbené naklíčené fazole mungo. V některých zemích se konzumují i syrové sójové boby připravované podobně jako zelenina (82, 90, 100, 114, 167). Rozšířené po celém světě jsou také výrobky z luštěnin. Luštěninová mouka (z jakýchkoli druhů) může být využívána k obohacení různých potravinářských výrobků. Podobné uplatnění mají koncentráty či izoláty bílkovin, luštěninová vláknina nebo lecitin. Dochází ke zvýšení nutriční hodnoty a výrobky tak získají charakter funkčních potravin. Tímto způsobem bývá obohacováno pečivo, například moukou ze sóji či lupiny. Komerční úspěch mouky z jiných druhů luštěnin je však malý (42, 114, 162). Luštěniny oproti obilovinám obsahují vyšší množství aminokyseliny lysinu. Pokud je jimi obohacena mouka z obilovin, zvyšuje se hodnota obsažených proteinů. Obdobně přídavek sójového proteinu (koncentrátu či izolátu) k pšeničné mouce v 2% zastoupení zvýší obsah lysinu o 28 %, což má nezanedbatelný význam ve zvýšení nutriční hodnoty mouky. Přidání vyššího procenta mouky z luštěnin s sebou nese například tyto nevýhody: snížený objem a nevyhovující tvar bochníku, nepřijatelné fyzické a smyslové vlastnosti včetně struktury a textury, barvy kůrky a střídy, vůně i chuti. Přídavek mouky z lupiny (do obsahu 10 %) k pšeničné mouce však nijak nemění senzorické vlastnosti pečiva (42, 114, 162). Karobová mouka nebo prášek, nazývaný také chléb svatého Jana, se často používá jako náhrada čokolády. Získává se mletím lusků rostliny Ceratonia silica, která má původ ve Středomoří (152). 53

54 Z některých druhů luštěnin lze vyrábět oleje, především ze sóji a podzemnice olejné, ale také z lupiny. Složení popisují tabulky (Tab.16., Tab.17.). Z fermentovaných semen fazole mungo se připravují kořeněné pasty, které se v indické kuchyni používají pro přípravu placiček zvaných papadam, podobných tortille. Největší oblibu však mají sójové výrobky, které se typicky dělí do dvou kategorií: na fermentované a nefermentované. Nefermentované výrobky zahrnují sójové nápoje, mouku, krupici a vločky, výhonky, tofu, texturovaný sójový protein (slouží většinou jako náhrady masa) a sojanézu (napodobenina majonézy). Fermentované sójové boby dále poskytují sójovou omáčku, miso, natto a tempeh. Použití sójového oleje je také rozšířené, ze sóji lze vyrábět i margarín. Složení sójového oleje je příznivé, vzhledem k vysokému obsahu polyenových mastných kyselin (52, 101, 102, 111, 114, 167). Tab.16. Zastoupení mastných kyselin v sójovém oleji (114) Mastné kyseliny (%) SFA MUFA PUFA - z toho linolová - linolenová Tab.17. Obsah fytosterolů v olejích z luštěnin (v mg/100 g) (152) Olej z podzemnice olejné Olej ze sóji luštinaté Fytosteroly celkem Stigmasterol - 59 Campesterol - 62 Beta-sitosterol Poznámka k tabulce: Symbol označuje chybějící údaje. Tofu Jedním z nejběžněji konzumovaných sójových výrobků je tofu, vyráběné srážením sójového extraktu s koagulantem. Sójový extrakt je tradičně získáván namáčením celých sójových bobů ve vodě. Při jeho výrobě je nutné odstranit látky primárně zodpovědné za nežádoucí fazolovou vůni. Kromě tofu slouží jako základ pro výrobu mnoha dalších výrobků, především těch, které napodobují jogurty a sýry (52, 101, 114, 152). 54

55 Tradičně používaným koagulantem v Japonsku je nigari, který obsahuje především chlorid hořečnatý. Dále může být použit chlorid vápenatý, síran vápenatý, citronová šťáva nebo ocet. Výběr koagulantu může ovlivnit konečný obsah hořčíku nebo vápníku ve výrobku (152). Dostupné jsou různé typy tvrdosti: tofu měkké, střední, tvrdé (pevné), extra tvrdé apod. Tvrdost závisí na množství vytlačené vody při výrobě, což samozřejmě ovlivní nutriční složení výrobku. Tvrdé tofu s menším obsahem vody má vyšší nutriční hodnotu. Pro toto označení nicméně neexistuje standard (152). Protože je tofu bez výrazné chuti a má charakter funkční potraviny, lze jej na trhu nalézt v mnoha různých podobách: jako uzené či fermentované, jako součást různých polotovarů (52, 101, 114). Sójové nápoje Sójový nápoj patří k typickým východoasijským potravinám. Jeho výroba začala pronikat do Evropy a USA až ve 20. století. Dříve byly tyto výrobky na našem trhu známé pod názvem sójové mléko, nyní jsou podle nové legislativy označovány jako sójové nápoje. Složení těchto produktů závisí na použitém technologickém postupu výroby. Tradiční postup výroby sójových nápojů zahrnuje rozemletí namočených sójových bobů, povaření s vodou, odstředění získané emulze a oddělení od sedimentu (okara), dále pasteraci a homogenizaci. Dalším možným postupem, navrženým v USA, je výroba sójového nápoje z plnotučné sójové mouky (34, 114). Okara, vedlejší produkt při výrobě sójového nápoje, může být použit například pro výrobu svačinek na bázi sóji (157). Tempeh Tempeh se tradičně vyrábí fermentací sójových bobů (například s rýží nebo prosem), alternativně však může být připravován také z jiných druhů luštěnin (fazol, cizrna, lupina, arašídy) nebo z jejich směsi. Sójové boby jsou namáčeny, odslupkovány a vařeny. Proces zahrnuje dvě stádia fermentace. K první fázi fermentace dochází při namáčení (např. bakteriemi rodu Lactobacillus), což vede k vytvoření vhodných podmínek pro druhou fázi fermentace (na pevném substrátu), ke které je tradičně používána plíseň rodu Rhizopus (R. oligosporus, arrhizus, stolonifer), jejíž mycelium prorůstá strukturou výrobku a drží jej 55

56 tak pohromadě. Tento proces, trvající jeden až dva dny, je následován stlačením získané hmoty do kostek, které mají žlutou nebo tmavou barvu, v závislosti na použitých surovinách. V poslední době jsou metody výroby vylepšovány za účelem zvýšení obsahu isoflavonů či GABA ve finálním výrobku pro jejich prospěšné účinky (31, 45, 52, 102, 104, 114, 152). Proces fermentace zlepšuje nutriční kvalitu zvyšováním obsahu proteinů a vlákniny a snížením obsahu flatulentních sacharidů. Dále dochází k pozitivním změnám textury, chuti i vůně. Tempeh má jemnou texturu, která vzniká rozkladem extracelulární matrix působením plísně. Výsledkem působení fungálního mycelia na proteiny a lipidy sójových bobů je vznik houbové vůně. Tempeh je pro vysoký obsah bílkovin a nepříliš výraznou chuť často používán jako alternativa masa v různých úpravách: smažený, vařený, připravovaný v páře nebo opékaný (31, 45, 52, 102, 104, 111, 114). Miso Dalším běžně konzumovaným výrobkem je miso, bílá nebo hnědá slaná pasta používaná jako základ či ochucovací prostředek do polévek a omáček. Pro výrobu této sójové pasty je kromě sójových bobů potřeba také obilovina (rýže nebo ječmen), sůl, voda a plísňová kultura (Aspergillus oryzae). Doba trvání fermentace se značně liší od jednoho týdne po 20 měsíců, tradiční výroba může trvat až tři roky. Existuje mnoho různých typů tohoto výrobku (45, 52, 102, 104, 111, 152). Natto Natto je poleva na rýži nebo zeleninu vyráběná fermentováním vařených sójových bobů bakterií Bacillus subtilis. Během průměrně 20 hodin fermentace jsou škrob a proteiny konvertovány na směs aminokyselin, vitaminů a enzymů. Má vysokou nutriční hodnotu a navíc má antibakteriální účinky. Působením bakterie stoupá koncentrace vitaminu K 2. Obsahuje také isoflavony a další látky s potenciálně prospěšnými účinky (fibrinolytický enzym nazývaný nattokináza a kyselinu dipikolinovou s antibakteriální aktivitou) (102, 111, 114, 152). 56

57 Sójová omáčka Sójová omáčka je tradičně vyráběná fermentací. Existuje mnoho podskupin fermentované sójové omáčky, nejoblíbenější je shoyu a tamari. Tradiční sójová omáčka je vyráběna v dřevěných tancích statickou fermentací po dobu půl roku až pěti let. Pro výrobu shoyu se používá většinou stejné množství sójových bobů a pšenice s přídavkem plísně Aspergillus oryzae nebo soyae, soli a vody. Tamari je odlišný produkt, který se vyrábí bez pšenice nebo pouze s malým množstvím. Oba tyto typy fermentovaného výrobku obsahují bioaktivní látky (včetně derivátů isoflavonů) s mnoha potenciálně prospěšnými účinky (antikarcinogenními, antimikrobiálními, antioxidačními) (52, 102, 114, 152). Během fermentace a následného zrání sójové omáčky jsou bílkoviny sóji a pšenice štěpeny mikrobiálními proteolytickými enzymy na krátké peptidy a aminokyseliny. Nenacházejí se zde alergeny přítomné v syrových materiálech. Uvádí se, že denní konzumace sójové omáčky je v Asii 30 ml na osobu (102, 111). Mimo Asii je další možností výroby sójové omáčky použití hydrolyzovaného rostlinného proteinu. Součástí tohoto postupu není fermentace, jedná se o zcela odlišný výrobek s přídavkem kukuřičného sirupu a obarvený karamelem (152). Složení vybraných výrobků z luštěnin popisuje tabulka (Tab.18.). Tab.18. Složení vybraných výrobků z luštěnin (v g/100 g) (152) Výrobek či pokrm Voda Proteiny Energie Tuk Sacharidy Vláknina z luštěnin (kj) Sójová mouka 5,16 34, ,65 35,19 9,6 (plnotučná) Karobová mouka 3,58 4, ,65 88,88 39,8 Cizrnová mouka 10,28 22, ,69 57,82 10,8 Sójový proteinový izolát 4,98 80, ,39 7,36 5,6 (SPI) Tofu (syrové, jemné; 69,83 15, ,72 4,27 2,3 koagulant: síran vápenatý) Tempeh 59,65 18, ,80 9,39 - Miso 43,02 11, ,01 26,47 5,4 Natto 55,02 17, ,00 14,36 5,4 Shoyu 70,77 6, ,04 7,61 0,8 Tamari 66,00 10, ,10 5,57 0,8 Poznámka k tabulce: Symbol - označuje chybějící údaje. 57

58 Nutriční hodnota výrobků Sójové nápoje jsou často konzumovány jako náhrada mléka. Považovat je za potravinu podobnou mléku je však chyba, především z důvodu nízkého obsahu vápníku a nižší hodnoty bílkovin. Tekuté sójové nápoje obsahují průměrně 25 mg vápníku na 100 g potraviny. Pro srovnání, obsah vápníku v kravském mléce je asi 120 mg/100 g. Využitelnost vápníku z neobohacených sójových nápojů navíc dosahuje maximálně 10 % (u mléka je to asi 30 %). Někdy proto bývají o vápník obohacovány, nebo kombinovány s kravským mlékem. Výhodou těchto výrobků je nepřítomnost laktózy, cholesterolu, vhodnější skladba mastných kyselin, vyšší obsah lecitinu a vitaminu E. Navíc obsahují pozitivně působící látky, například isoflavony. Nutriční hodnotě sójových nápojů se věnují tabulky (Tab.19., Tab.20.). Některé sušené sójové nápoje obsahují jen velmi malý podíl extraktu sójových bobů, jejich hlavní složkou je většinou směs upravených škrobů a tuk. Obsažený tuk má často nevhodné složení mastných kyselin (vysoký obsah trans-nenasycených nebo nasycených mastných kyselin). Oproti kravskému mléku obsahuje sójový nápoj přírodní toxické látky a látky s antinutričními účinky, včetně látek způsobujících nadýmání. Většina těchto látek se tepelným ošetřením inaktivuje, část zde však zůstává (16, 24, 34, 114). Podobně je tomu u výrobků, které jsou používány jako náhrada masa. Ve srovnání s masem mají nižší hodnotu bílkovin, malou využitelnost železa a neobsahují vitamin B 12. Na trhu nalezneme sójové výrobky obohacené vitaminem B 12, které jsou určené především pro vegany (15, 16, 114). Tab.19. Obsah mastných kyselin v sójovém nápoji a v kravském mléce (g/ 100 g výrobku) (34) Mastné kyseliny Sójový nápoj Kravské mléko Nasycené 0,205 2,278 Mononenasycené 0,401 1,057 Polynenasycené 0,961 0,136 58

59 Tab.20. Průměrné složení tekutých sójových nápojů a plnotučného kravského mléka (v %) (34) Zdroj FAO Wikipedia Benk USDA Kadlec et al. Živina (g/100g) Sójové nápoje tekuté Kravské mléko Bílkoviny 3,6 3,5 4,0 3,3 3,2 Tuky 2,3 2,0 2,5 1,8 4,0 Sacharidy 3,4 2,9 3,0 6,3 4,6 Popel - 0,5 0,4 0,7 0,7 Energie (kj) Cholesterol mg Laktóza ,6 Poznámka k tabulce: Symbol - označuje chybějící údaje. S nedávným nárůstem vegetariánství se objevují nové sójové produkty (tzv. druhá generace sójových výrobků), jako jsou sójové burgery, sójové nápoje, sójový sýr, jogurty a zmrzlina, které získávají oblibu v západních zemích. Naopak s rostoucím vlivem západních zemí na Asii zde dochází k poklesu produkce tradičních sójových potravin (52, 101, 114). Z výrobků z luštěnin je v Japonsku a Číně oblíbené především tofu, v Indonésii tempeh, v Americe arašídová pomazánka (145, 167). 59

60 7 ZDRAVOTNÍ ASPEKTY KONZUMACE LUŠTĚNIN A LÁTEK V NICH OBSAŽENÝCH Suchá semena luskovin jsou dobrým zdrojem polyfenolů, látek s antioxidačními účinky významnými pro výživu člověka, mají tedy určité vlastnosti funkčních potravin. Bioaktivní látky obsažené v luštěninách vykazují kromě antioxidačních mnohé další biologické účinky prospěšné pro zdraví. Uvažuje se o protizánětlivých, antikarcinogenních, antiaterosklerotických, antimutagenních, antiangiogenních a antiproliferativních účincích. Účinky některých komponent luštěnin jsou rozebrány odděleně v jednotlivých podkapitolách, na potraviny je však třeba nahlížet komplexně a při posuzování prospěchu pro lidské zdraví nelze jednoduše tyto látky od sebe oddělovat (133). 7.1 Sójové isoflavony a sójový protein Sója je komplexní směsí biologicky aktivních látek. Sójové boby (v syrovém stavu) jsou složeny z 18 % oleje, 15 % vlákniny/nedostupných sacharidů, 15 % dostupných sacharidů, 38 % proteinů. Navíc obsahují minoritní složky: saponiny (0,5-2 %), lecitiny (0,5 %), steroly (0,3 %), isoflavony (0,1 %), tokoferoly (0,02 %) a velmi nízké hladiny tokotrienolů, sfingolipidů a lignanů. Ačkoli se na prospěšných účincích pro zdraví mohou podílet všechny obsažené bioaktivní látky, největší pozornost je zaměřena na dvě komponenty sóji: protein a isoflavony (74, 94, 154). Isoflavony jsou zkoumány pro mnoho potenciálních pozitivních účinků na zdraví. Jmenovat lze účinky na ochranu DNA, proteinů a lipidů před oxidativním poškozením, snižování vazomotorických symptomů spojených s menopauzou, přispívání ke kardiovaskulárnímu zdraví, k léčbě rakoviny prostaty a horního respiračního traktu, nebo pozitivní vliv na kůži a vlasy. Pravděpodobně nejvíce studií se zabývá vlivem isoflavonů na udržování koncentrace LDL cholesterolu v normálním rozmezí a na udržování kostní denzity. Výsledky studií však nejsou konzistentní. Některé z prováděných studií mají pozitivní výsledky, jiné neprokazují signifikantní účinek isoflavonů. Důkazy tedy nejsou dostatečné (38, 40, 89, 91, 93, 101, 118). 60

61 Bílkovinná komponenta sóji luštinaté (Glycine max) je zkoumána především pro účinky na snižování hladiny LDL cholesterolu, a tedy snižování rizika kardiovaskulárního onemocnění. Sójový protein se nachází ve výrobcích ze sóji, které podstoupily minimální zpracování (pražení, pečení, vaření nebo namáčení), například ve vařených sójových bobech, sójových nápojích, sýrech a jogurtech, tofu, v sójových náhražkách masa apod. Dále je přítomen v sójových proteinových izolátech (90-92% obsah proteinů), koncentrátech (65-72% obsah proteinů), nebo ve výrobcích z nich: v sójové proteinové mouce (40% obsah proteinů) nebo texturovaném sójovém proteinu (40-90% obsah proteinů). Kromě proteinů tyto a jiné výrobky ze sóji obsahují další látky, které se mohou podílet na účinku na hladiny cholesterolu v krvi, například tuk a mastné kyseliny (včetně polynenasycených), vlákninu nebo isoflavony. Bylo provedeno mnoho studií za účelem prokázání prospěšných účinků sójového proteinu na zdraví. Výsledky studií však opět nejsou jednoznačné (39, 75) Vliv na udržování kostní denzity O vlivu fytoestrogenů ve stravě na udržování kostní denzity se začalo uvažovat z důvodu signifikantně nižší incidence fraktur spojených s osteoporózou u žen v jižní a východní Asii ve srovnání se ženami žijícími v západní Evropě. V Asii jsou fytoestrogeny obsaženy ve stravě 10 20krát více, uvádí se průměrný denní přívod mg/den oproti spotřebě v Evropě, kde je to méně než 2 mg/den. Příjem sóji a produktů z ní se v zemích západní Evropy velmi liší, protože část populace nekonzumuje sóju vůbec, část pravidelně (zejména vegetariáni a vegani). Celkově je přívod isoflavonů pod 1 mg/den, naopak u těch, kdo sóju konzumují, je to průměrně 7 9 mg/den. Pozorované rozdíly v incidenci osteoporózy však nemusí plně souviset s konzumací isoflavonů, jsou zde další zavádějící faktory, které mohou mít vliv na zdraví kostí (9, 89, 166, 172). Sójové isoflavony (genistein, daidzein, glycitein) mají strukturu podobnou 17β-estradiolu, řadí se tak mezi rostlinné estrogenní látky. Fytoestrogeny obecně mohou mít jak estrogenní, tak antiestrogenní účinky. Jsou schopné se vázat na receptory pro estrogen, nestimulují však plnou odpověď. Jejich aktivita je mnohem slabší než ta estrogenu. Mohou tedy na estrogenních receptorech působit jako agonisté nebo antagonisté, nebo se mohou projevit pouze jejich neestrogenní účinky, což je závislé na tkáni, věku a pohlaví. Obecně se předpokládá, že u premenopauzálních žen fungují fytoestrogeny spíše jako antagonisté, 61

62 u postmenopauzálních naopak (v závislosti na dostupnosti endogenního estradiolu). Vlastnosti fytoestrogenů, které nesouvisejí s estrogenní aktivitou, jsou podobné jako u dalších rostlinných polyfenolů (např. antioxidační aktivita) (84, 91, 166). Co se týká účinků na minerální denzitu kostí, předpokládá se, že isoflavony mohou za podmínek deplece estrogenu v organismu stimulovat estrogenní receptory v osteoblastech. Uvažovaným mechanismem působení je tedy inhibice kostní resorpce a stimulace tvorby kostní hmoty touto cestou. Isoflavony jsou intestinální mikroflórou konvertovány na aktivní či neaktivní metabolity (viz. Obr.4.). Aktivní metabolit odvozený od daidzeinu se nazývá equol, z genisteinu vzniká O-desmethylangolensin. Právě equol je spojován s prospěšnými účinky isoflavonů na kostní metabolismus, tato hypotéza však není jednoznačně potvrzena. Některé studie například dokládají pozitivní vliv roční suplementace sójovým proteinem s obsahem isoflavonů na markery kostní formace, ale ne na kostní denzitu u postmenopauzálních žen (9). Odpověď na přívod fytoestrogenů se individuálně liší, což může částečně souviset se schopností střevních bakterií konvertovat daidzein na equol. Uvádí se, že equol vzniká jen asi u jedné třetiny konzumentů sójových produktů. Výsledky studie prováděné v Evropě naznačují, že zastoupení žen schopných produkovat equol se liší mezi jednotlivými státy (30 % v Itálii, 51 % v Nizozemí, 74 % ve Francii). Nebyly zde však prokázány signifikantní rozdíly v procentech minerální kostní denzity mezi producenty a neproducenty equolu. Naopak výsledky studie prováděné v Japonsku naznačují, že preventivní účinky isoflavonů na ztrátu kostní hmoty u postmenopauzálních žen závisí na individuální kapacitě produkce equolu. K prozkoumání tohoto vztahu je tedy třeba dalších studií. Další rozdíly v reakci na přívod fytoestrogenů mohou záviset na věku, hladině estrogenů, na synergismu nebo antagonismu jednotlivých isoflavonů a na interakci prostředí a genetiky. Absorpce, distribuce, metabolismus a exkrece isoflavonů se může interindividuálně velmi lišit. Jak již bylo uvedeno, účinky isoflavonů na kostní metabolismus zkoumané v randomizovaných kontrolovaných studiích nejsou potvrzeny jednotnými výsledky. Výsledky studií mohou být zkresleny v důsledku nedostatečné kontroly dalších složek stravy, jako je vápník, vitamin D, proteiny nebo sodík, nebo také použitím rozdílných sójových preparátů. Klinické studie navíc neměly dostatečné trvání (87, 89, 91, 93, 101, 149, 165, 166, 172). 62

63 Obr.4. Metabolismus isoflavonů (87) Nesójové prekurzory Endogenní aglykony Meziprodukty Sekundární metabolity Vliv na rizikové faktory aterosklerózy Epidemiologické studie popisují smíšené účinky stravy bohaté na flavonoidy na riziko kardiovaskulárního onemocnění (144). Byl například sledován vliv suplementace sójovým proteinem s obsahem isoflavonů na subklinickou progresi aterosklerózy u postmenopauzálních žen. Pozitivní výsledky se ukázaly pouze u žen, které užívání těchto suplementů zahájily do 5 let od menopauzy. Je však potřebné bližší prozkoumání tohoto vztahu (61). Výsledky zkoumání účinků sójového proteinového izolátu (SPI) s obsahem isoflavonů, sójových výrobků a extraktů sójových isoflavonů na krevní tlak se liší. Zůstává tedy nejasné, zda mají potraviny nebo doplňky stravy obsahující tyto složky vliv na hodnotu krevního tlaku. Pouze se předpokládá vliv s isoflavony spojeného uvolnění NO (oxid dusnatý) (127, 144). Strava bohatá na sóju se ukázala snižovat celkový cholesterol o % u hyperlipidemických pacientů již v 70. a 80. letech 20. století (144). Potvrdila to také 63

64 meta-analýza klinických studií z roku 1995 (7). V roce 2002 bylo Joint Healht Claims Initiative vydáno toto doporučení: Zařazení minimálně 25 g sójového proteinu na den jako součást stravy, která je chudá na nasycený tuk, může pomoci snížit cholesterol v krvi. (75). Data z pozdějších reviews však dokazují, že užívání sójových nebo isoflavonových doplňků stravy nevede k signifikatnímu snížení hladin cholesterolu nebo rizika kardiovaskulárních onemocnění. Z tohoto důvodu American Heart Association ustanovila, že užívání sójových nebo isoflavonových suplementů pravděpodobně není účinné ve snižování rizika a v léčbě onemocnění srdce. V roce 2006 bylo vydáno doporučení, že konzumace stravy, která obsahuje sóju, by mohla být prospěšná, pokud bude užívána k nahrazení části živočišných proteinů ve stravě a bude tak pomáhat snižovat přívod nasyceného tuku. Sójový protein obsahuje více polynenasycených mastných kyselin než maso nebo mléčné výrobky, nejběžnější zdroje bílkovin, a navíc zajišťuje přívod vlákniny, vitaminů a minerálních látek (91, 166). Co se týká meta-analýz, většina zahrnutých studií nebyla vhodně navržena k testování účinku sójového proteinu samotného, ale spíše účinků podobných živočišným proteinům (jejichž zdrojem jsou izoláty, nebo jsou součástí stravy), nebo sójovým proteinovým izolátům či proteinům ze sójových výrobků. Ty však vedle bílkovinné komponenty obsahují další látky, pro které byl popsán signifikantní účinek na snižování LDL cholesterolu v některých intervenčních studiích (např. vlákninu sóji, isoflavony, PUFA). Lze shrnout, že některé meta-analýzy vykazovaly konfliktní výsledky, některé nenašly žádné prokazatelné účinky, další popisovaly snížení LDL cholesterolu u isoflavony obsahujících sójových proteinových izolátů. Podle vědeckého panelu EFSA není vztah příčiny a účinku mezi užíváním sójového proteinu a snížením koncentrací LDL cholesterolu podporován dostatečnými vědeckými důkazy (24, 39, 118) Vliv na rakovinu prsu a další typy rakoviny Studie případů a kontrol prováděné u asijských žen ukázaly nižší riziko rakoviny prsu a endometria při konzumaci sóji, nicméně výsledky prospektivních studií jsou nekonzistentní. Pozdější studie naznačují například jako protektivní faktor konzumaci miso polévky a isoflavonů, ale ne sóji ve stravě jako takové. Nedávné review shrnuje, že neexistují 64

65 přesvědčivé důkazy, že příjem fytoestrogenů ovlivňuje riziko rakoviny prsu (127, 166). Vyjádření American Heart Association z roku 2006 také nepotvrzuje protektivní vliv komponent sóji na toto onemocnění (91). Konfliktní výsledky přináší také experimentální výzkum. Naznačuje však možné mechanismy působení fytoestrogenů, například vliv genisteinu na buněčnou proliferaci a diferenciaci, interakci s buněčným cyklem nebo modulaci estrogen-responzivních genů. Na živočišných modelech bylo pozorováno, že by estrogenní, antiandrogenní a další aktivita sójových isfolavonů mohla pomáhat chránit proti rakovině prostaty či rakovině žaludku (promotované chloridem sodným či N-nitrosoaminy). Tyto účinky se však objevují při vystavení mnohem vyšším expozicím než je možné dosáhnout normální konzumací stravy (127, 166, 167). Otázkou dále zůstává, zda je užívání preparátů obsahujících isoflavony bezpečné pro ženy, které mají rakovinu prsu v anamnéze. Uvažuje se o možném vlivu genisteinu a daidzeinu na stimulaci na estrogenu závislém růstu nádorových buněk v prsu (124, 172). Navíc byla pozorována vyšší incidence hyperplazie endometria a proliferativního endometria u žen užívajících isoflavony ve formě doplňků stravy. Výzkum není dostatečný pro to, aby bylo možné říci, zda určité fytoestrogeny mají protektivní nebo opačný vliv na rakovinu prsu a v jakém množství a v jakém období života ženy (pokud vůbec) jsou aktivní. Efektivnost užití sójových isoflavonů v prevenci nebo léčbě rakoviny prostaty či žaludku zůstává také neznámá. Potřebné jsou proto další déletrvající studie, které by objasnily roli metabolitů, především equolu, v pozorovaných účincích (127, 166) Vliv na menopauzální symptomy Kritické review zkoumající účinky fytoestrogenů u postmenopauzálních žen shrnuje, že existují omezené důkazy, že SPI nebo sójové výrobky jsou účinné ve snižování menopauzálních symptomů. Účinnost užití extraktů sójových isoflavonů na snižování návalů horka potvrzuje review 13 kontrolovaných studií (91, 124, 166). Jiné zdroje však uvádějí, že na základě dostupných výsledků studií není příliš pravděpodobné, že mají sójové isoflavony dostatek estrogenní aktivity, aby mohly mít významný vliv na vasomotorické symptomy u perimenopauzálních žen s defictem estrogenů (127). 65

66 7.1.6 Bezpečnost Na trhu jsou dostupné kojenecké formule na bázi sóji, které obsahují mnohem více isoflavonů než mateřské mléko. Průměrný přívod isoflavonů u dětí, které tento typ formule konzumují, byl odhadnut na 4 mg/kg hmotnosti. Zkoumala se tedy jejich bezpečnost, a to kvůli potenciálním hormonálním účinkům v kritickém období vývoje. Tyto přípravky jsou užívány již od 60. let 20. století a neexistují žádné důkazy pozorovaných negativních účinků na zdraví. Pouze se předpokládá, že by isoflavony mohly snižovat hladinu volného tyroxinu. Z tohoto důvodu by jejich užívání mohlo být nevhodné pro děti s vrozeným hypotyreoidismem (74, 75, 166). Nežádoucí a toxické účinky jsou pravděpodobně závislé na dávce. Ačkoli nízké dávky mohou být zdraví prospěšné, při chronickém vysokém přívodu těchto látek byly u živočišných modelů zjištěny potenciální nežádoucí účinky, jako je cytotoxicita, indukce apoptózy a nekrózy ve tkáních, vznik abnormalit thymu a imunity (74, 166). Přestože literatura neposkytuje přesvědčivé důkazy o nežádoucím vlivu konzumace isoflavonů na zdraví, užívání genisteinem obohacených nebo sójových výrobků by mělo být monitorováno s opatrností (74, 166). Blíže je třeba prozkoumat především možné lékové interakce isoflavonů. Většina studií je prováděna in vitro (např. na lidských, nebo na zvířecích mikrosomech), existují však také experimentální studie na živočišných modelech. Výsledky těchto studií pouze naznačují možné účinky a mechanismy působení, nejsou aplikovatelné na člověka. Dále velmi záleží na tom, zda je předmětem zkoumání směs isoflavonů (například sójový extrakt, sójový proteinový izolát), nebo jednotlivé látky samostatně (nejčastěji genistein, daidzein a equol). Nejvíce zkoumaným isoflavonem je v tomto ohledu genistein (8, 171). Předpokládá se, že užívání sójových isoflavonů (především genisteinu, daidzeinu a jejich metabolitů) může ovlivnit expresi cytochromu P450 (CYP) a aktivovat některé transkripční faktory. Zkoumán je účinek sójových isoflavonů na transkripci a translaci hladin především těchto rodin cytochromů: CYP3A4, 1A2 a 2C9. Isoflavony tedy pravděpodobně mohou zasahovat do fáze I při metabolizaci léčiv. Uvažuje se například o interakci isoflavonů se statiny (léčivem pro snižování hladiny cholesterolu v krvi) na úrovni genové transkripce CYP3A4 a buněčného lipidového metabolismu. Isoflavony mohou pravděpodobně zasahovat inhibicí enzymů i do fáze II metabolismu xenobiotik. Studie dále naznačují možné negativní interakce s warfarinem (68, 171). 66

67 7.1.7 Shrnutí Mnoho zpráv o prospěšných účincích konzumace sóji je založeno na observačních studiích u asijské populace, nicméně jsou zde odlišnosti v absorpci a metabolismu fytoestrogenů mezi asijskou a evropskou populací. Výsledky epidemiologických studií mohou být zavádějící v důsledku rozdílů ve stravě, životním stylu, střevní mikroflóře, metabolismu, nebo genetice mezi jednotlivými populacemi (166). Sója je bohatým zdrojem fytoestrogenů, které mají slabé estrogenní a antiestrogenní vlastnosti. Bylo naznačeno, že konzumace sóji může mít mnoho prospěšných účinků, včetně modifikace rizika kardiovaskulárního onemocnění a některých typů rakoviny, které bývají připisovány převážně isoflavonům sóji. Nicméně důkazy jsou v mnoha oblastech stále nepřesvědčivé (166). Pro vysokou variabilitu v klinických výsledcích je velmi obtížné odhalit účinky a mechanismy, kterými mohou isoflavony působit na lidské zdraví. Významná se zdá být biotransformace isoflavonů na různé metabolity, při níž hraje důležitou roli střevní mikroflóra. To může mít velký vliv na biologickou dostupnost isoflavonů, a tedy na fyziologické účinky v organismu (87). V poslední době dochází k vývoji nových potravin a doplňků stravy obohacených sójou a isoflavony, schválená zdravotní tvrzení však zatím neexistují. Předpokládá se, že dřívější a déletrvající expozice na luštěniny bohaté stravě je prospěšnější, než pozdější, vysoká konzumace suplementů. Isoflavony jsou považovány za bezpečné v množství konzumovaném ve stravě založené na sóji nebo sójových výrobcích. Vliv na endokrinní funkce je však třeba blíže prozkoumat (87, 101, 124, 165). Další výzkum je potřebný také v oblasti potenciálních prospěšných účinků na snížení incidence rakoviny prostaty či neurodegenerativních onemocnění (např. demence) (84, 124). Není jasné, jaké množství isoflavonů obsahují výrobky ze sóji. Například v nízkotučných výrobcích mohou chybět úplně. Zpracování má významný vliv na obsah isoflavonů a může způsobovat jejich chemickou modifikaci a ztrátu bioaktivních vlastností (124). 7.2 Vláknina potravy Jak již bylo uvedeno v kapitole 3 (viz. str.25), pojem vláknina potravy zahrnuje skupinu látek, které odolávají trávení v tenkém střevě a následně procházejí do tlustého střeva. 67

68 V tlustém střevě ovlivňují jeho fyziologické funkce, mají však také metabolické účinky s významem pro celkové zdraví (53, 118). Vláknina je běžně dělena podle svých fyziologických účinků na lidský organismus. Dříve byla vláknina dělena na rozpustnou a nerozpustnou frakci. V současné době se však namísto tohoto členění doporučuje charakterizovat vlákninu na základě funkčních vlastností, které jsou více závislé na viskozitě a fermentabilitě. Obecně je strukturální vláknina nerozpustná, neviskózní a v menší míře podléhá fermentaci. Naopak vláknina schopná tvořit gely je často rozpustná, viskózní a dobře fermentovatelná. Toto zobecnění je však příliš zjednodušující a zavádějící, protože neplatí ve všech případech. Úloha, kterou vláknina vykonává v gastrointestinálním traktu, závisí na jejích fyzikálně-chemických vlastnostech. Pro působení v horní části trávicího traktu má větší význam viskozita, naopak v dolním traktu fermentabilita (73, 141). V mnoha epidemiologických observačních studiích je pozorován inverzní vztah mezi přívodem vlákniny a rizikem rozvoje chronických onemocnění, jako je kardiovaskulární onemocnění, obezita, některé typy rakoviny a diabetes mellitus (20, 92, 118, 149). Vláknina potravy zahrnuje různé látky obsažené v potravinách v různých množstvích. Ne každý zdroj vlákniny tedy bude poskytovat plný rámec fyziologických účinků vlákniny (20, 53) Vliv na vyprazdňování žaludku a sytost Jak již bylo řečeno, pojem vláknina zahrnuje látky rezistentní vůči trávení v žaludku. Zvýšený přívod vlákniny tak s sebou nese zvětšení objemu stravy v žaludku, což vede k distenzi žaludeční stěny. Objevuje se větší pocit plnosti a nasycení. Schopnost těchto látek vytvářet v žaludku gelovitou strukturu přispívá ke zpomalenému vyprazdňování žaludku, pocit nasycení po jídle tedy trvá delší dobu. Naopak frakce vlákniny, které nejsou schopné tvořit gely, mají malý vliv na to, kdy trávenina opouští žaludek (92, 141). Uvažuje se však také o schopnosti neviskózní vlákniny potlačovat chuť k jídlu, zvyšovat pocit sytosti a zlepšovat postprandiální odezvu glukózy (128). Pocit sytosti po příjmu potravy obsahující vlákninu souvisí také s ovlivněním produkce střevních hormonů ghrelinu a leptinu. Zvýšení spotřeby vlákniny může vést ke snížení hladin těchto hormonů nalačno (174). 68

69 7.2.2 Vliv na trávení v tenkém střevě Polysacharidy, které tvoří viskózní roztoky, mohou opožďovat nebo jinak zasahovat do vstřebávání sacharidů, lipidů i proteinů z tenkého střeva. Příčinou je opět tvorba gelovité struktury, která živiny znepřístupní pro trávení a vstřebávání a ovlivní tvorbu micel. Strava bohatá na vlákninu může navíc obsahovat inhibitory lipázy. Toto zpožděné nebo zhoršené vstřebávání nutrientů může mít jak pozitivní, tak i negativní důsledky. Pozitivní je především snížení postprandiální hladiny glukózy a sérových hladin cholesterolu. Současně dochází ke snížení inzulinové odezvy. To je významné proto, že trvalá inzulinová sekrece stimuluje aktivitu 3-hydroxy-3-methylglutaryl CoA (HMGCoA) reduktázy. Vláknina tedy může působit cestou účinků na glukózovou toleranci na snižování biosyntézy cholesterolu. Více viskózní vláknina má obecně větší účinek na hladinu glukózy v krvi. Z tohoto důvodu je viskózní vláknina často doporučována diabetikům, především těm se zvýšeným rizikem kardiovaskulárního onemocnění (92, 141) Vliv na riziko kardiovaskulárního onemocnění Mnoho studií zkoumá vztah mezi přívodem vlákniny ve stravě a vznikem kardiovaskulárního onemocnění. Data sesbíraná z deseti prospektivních kohortových studií prováděných v USA a Evropě ukazují, že každý přídavek 10 g vlákniny za den snižuje riziko koronární mortality o 23 % a riziko koronárních příhod o 14 %. Rozpustná vláknina má vliv na snižování rizika kardiovaskulárního onemocnění pravděpodobně působením na hladiny lipidů v krvi a na metabolismus glukózy. Dalšími možnými mechanismy jsou snižování krevního tlaku, zlepšení inzulinové senzitivity a fibrinolytické aktivity (20, 64, 92, 112, 149, 173). Není moc známo o účincích různých typů vlákniny na tvorbu lipoproteinů, zdá se však, že zatímco některý ovlivňuje více tvorbu lipoproteinů v játrech, jiný spíše tvorbu chylomikronů ve střevě. Vliv na snižování cholesterolu v krvi byl zjištěn především u fermentabilní vlákniny (guarová guma, pektin, psyllium, ovesné otruby). Vláknina luštěnin má tyto účinky také. Uplatňuje se zde pravděpodobně více mechanismů. Mezi nejvýznamnější patří schopnost vlákniny vázat žlučové kyseliny a zasahovat tak do jejich enterohepatální recirkulace. Podle této hypotézy je více žlučových kyselin vyloučeno do stolice, důsledkem je syntéza žlučových kyselin z cholesterolu a snížení zásob cholesterolu. Vázané žlučové kyseliny jsou navíc méně 69

70 dostupné pro tvorbu micel, což se dotýká vstřebávání cholesterolu a triacylglycerolů ze střeva. Dalším uvažovaným mechanismem, který však zůstává kontroverzní, je produkce propionátu mikrobiální fermentací vlákniny v tlustém střevě a jeho inhibiční působení na HMG-CoA reduktázu, enzym limitující míru biosyntézy cholesterolu (13, 53, 59, 91, 92, 112, 141, 149). Různé typy vlákniny se mohou lišit ve schopnosti snižovat sérové hladiny cholesterolu (149) Zásah do vstřebávání minerálních látek Záporně nabitá skupina polysacharidů má tendenci vázat kationty, jako je vápník, hořčík, sodík, draslík, zinek nebo železo. Vysoké množství vlákniny ve stravě má tedy potenciál zasahovat do biologické dostupnosti některých minerálních látek. Tato skutečnost má význam pouze v určitých případech stravy s vysokým obsahem vlákniny (například přípravků izolované vlákniny) a nízkým obsahem minerálních látek. Při konzumaci běžné stravy bohaté na vlákninu je nepatrné snížení absorpce kationtů kompenzováno jejich vyšším obsahem v této stravě (91, 141, 118) Účinky vlákniny na dolní část gastrointestinálního traktu Přivedená vláknina ovlivňuje prostředí v lumen tlustého střeva především přes fermentaci. Mezi vysoce fermentabilní substráty obecně patří hemicelulóza, pektin, rezistentní škrob nebo rezistentní oligosacharidy. Opačným příkladem může být celulóza. Fermentabilní vláknina je anaerobně metabolizována mikroflórou tlustého střeva za produkce mastných kyselin s krátkým řetězcem (SCFA), vodíku a oxidu uhličitého. Mezi takto vzniklé SCFA patří především acetát, propionát a butyrát. Každá z těchto kyselin má své specifické vlastnosti. Acetát a propionát jsou rychle vstřebány a cestou vena portae se dostávají do jater. Zatímco acetát slouží jako zdroj energie pro extrahepatální tkáně, propionát je využíván přímo játry, kde může být využit glukoneogenezí. Butyrát je unikátní v tom, že je upřednostňovaným energetickým zdrojem pro kolonocyty. Uvádí se jeho vliv na růst a zdravou funkci (na proliferaci, diferenciaci a apoptózu) buněk tlustého střeva, což je považováno za protektivní faktor onemocnění tlustého střeva, včetně rakoviny. SCFA dále vykazují prospěšné účinky na metabolismus lipidů (a možná také glukózy) (20, 53, 59, 98, 124, 132, 141, 149). 70

71 Dalším důsledkem produkce SCFA (slabých kyselin) je pokles ph v lumen tlustého střeva. Mnoho bakteriálních reakcí je citlivých na ph, dochází tak k jejich regulaci. Může docházet k inhibici růstu patogenních organismů a tvorby toxických rozkladných produktů. Vznik SCFA se zdá být klíčem k mnoha fyziologickým účinkům vlákniny. Zastoupení produktů anaerobní bakteriální fermentace je závislé na specifickém substrátu přiváděném stravou, obecně se uvádí poměr jednotlivých SCFA 3:1:1 (acetát:propionát:butyrát). Většina bakteriální fermentace probíhá v proximální části tlustého střeva, přičemž větší část je vstřebána střevním epitelem. Hladiny ve stolici tedy indikují pouze relativní množství vzniklého produktu (20, 53, 59, 98, 124, 132, 141, 149). Na druhou stranu, hůře fermentovatelná vláknina se podílí na zvětšení objemu stolice, a tedy na naředění přítomných látek, například žlučových kyselin, diacylglycerolů, mastných kyselin s dlouhým řetězcem, amoniaku, ale také různých karcinogenů. Tyto látky tak mají menší přístup k buňkám vystýlajícím tlusté střevo. To má význam například z hlediska rozvoje a progrese rakoviny tlustého střeva (13, 20, 141). Zda je vláknina protektivním faktorem v prevenci rakoviny tlustého střeva, je zkoumáno již od 60. let 20. století. Výsledky studií se liší a stále neexistují přesvědčivé důkazy (80). Výsledkem meta-analýzy 13 studií případů a kontrol bylo, že lidé s vysokým obsahem vlákniny ve stravě mají o 50 % nižší riziko rozvoje rakoviny tlustého střeva oproti lidem, kteří denně přijímají pouze malá množství vlákniny. Tyto závěry však nebyly potvrzeny jednoznačnými výsledky prospektivních studií. Zatímco studie EPIC (European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition), která zahrnovala počet participantů více než 1700, ukázala signifikantně nižší riziko pro vznik rakoviny kolorekta při vysokém přívodu vlákniny, studie zahrnující větší počet participantů tento vztah signifikantně neprokázala. Podobně tomu bylo i v nedávno prováděné prospektivní studii v Japonsku. Pozitivní vztah vlákniny a rakoviny tlustého střeva je podporován zprávou World Cancer Research Fund (WCRF) z roku Zpráva říká, že je zde pravděpodobný důkaz (síla důkazu je dostatečná pro doporučení na úrovni celé populace), že potraviny obsahující vlákninu snižují riziko kolorektální rakoviny. Ovoce a zelenina jako zdroje vlákniny potravy jsou popisovány jako protektivní také u dalších typů rakoviny (20, 80). Navzdory velkému množství výzkumů, vztahu mezi přívodem vlákniny a rakovinou tlustého střeva ještě není dobře porozuměno. Lze shrnout, že vysoký přívod vlákniny možná snižuje riziko rakoviny tlustého střeva. 71

72 Bylo navrženo několik potenciálních protektivních mechanismů: snižování doby průchodu tráveniny (transit time), fermentace na SCFA, které mohou podporovat diferenciaci buněk, indukovat apoptózu a/nebo inhibovat produkci sekundárních žlučových kyselin snižováním luminálního ph, a další mechanismy (20, 80) Transit time a zácpa Přidání vlákniny do stravy ovlivňuje gastrointestinální transit time na několika úrovních. Zpomalování vyprazdňování žaludku a trávení v tenkém střevě je popsáno výše. Nefermentovatelná vláknina v tlustém střevě přispívá ke zvyšování objemu stolice a kapacity pro vázání vody. Důsledkem této kombinace je snížení doby průchodu tráveniny tlustým střevem. To má větší význam než zvýšení této doby v horních částech gastrointestinálního traktu (průměrná doba průchodu tráveniny tlustým střevem je hodin, oproti žaludku, kde je to 2 5 hodin) (20, 73, 92, 141, 149) Energetický přínos vlákniny Tvrzení, že vláknina nemá žádný energetický přínos, je v současné době již považováno za nesprávné. Fermentovaná vláknina totiž poskytuje SCFA, které mohou sloužit jako zdroj energie. Stanovení energetické hodnoty vlákniny je nicméně velmi obtížné. Jednak existují rozdíly mezi různými látkami zahrnutými pod pojem vláknina, ale také velké rozdíly interindividuální. Stupeň fermentace mohou navíc ovlivňovat další složky stravy, složení mikroflóry v kolonu či přítomnost antibiotik. Není jasné, kolik produktů fermentace bude vstřebáno a kolik bude vyloučeno stolicí. Podle IOM (Institute of Medicine) se energetická hodnota vlákniny pohybuje mezi 6,2 10,4 kj/g (1,5 2,5 kcal/g). Vláknina potravy se může podílet na snížení přívodu energie. Strava bohatá na vlákninu má větší objem a nižší energetickou hustotu a může podporovat pocit sytosti a snižovat pocit hladu. Má tedy úlohu v kontrole energetické rovnováhy. Jak již bylo zmíněno, ovlivněna je také míra absorpce živin. Nejvíce efektivní ve snižování následného energetické příjmu je viskózní vláknina (jako například ta v luštěninách). Naopak některá vláknina neviskózní ukazuje minimální účinek, dokonce pokud je konzumována ve velkých množstvích. Epidemiologické studie ukazují, že příjem vlákniny je spojen s mírně nižší tělesnou hmotností (20, 59, 73, 118). 72

73 7.2.9 Shrnutí Zdá se, že přítomnost vlákniny ve stravě se podílí na zdraví gastrointestinálního traktu a může mít vliv na mnoho různých onemocnění (např. zácpa, divertikulóza tlustého střeva, rakovina tlustého střeva, žlučové kameny, nadváha, hypercholesterolemie, diabetes mellitus a kardiovaskulární onemocnění) (118, 174). Publikováno bylo mnoho studií, interpretace výsledků však může být problematická. Je obtížné rozlišit účinek změny přívodu vlákniny a dalších doprovodných změn s tím souvisejících (změny v přívodu živin, energetické hodnoty). Strava bohatá na vlákninu navíc může přinášet biologicky aktivní látky, které nejsou přítomné ve stravě vlákninu neobsahující. Tyto faktory se na prospěšných účincích vlákniny pravděpodobně nezanedbatelně podílejí. Další zkoumanou otázkou je, zda fyziologické účinky izolované vlákniny přidávané do potravin nebo užívané jako doplněk stravy jsou stejné, jako ty pozorované u přirozeně se vyskytující vlákniny v potravinách. V některých případech se ukázalo, že stejný efekt má zvýšený přívod vlákniny z potravin i ze suplementů. V jiných naopak, že při stejném přívodu vlákniny záleží na přijaté formě (20, 73). American Heart Association (AHA) nedoporučuje užívat vlákninu ve formě doplňků stravy za účelem prevence kardiovaskulárního onemocnění (91). Doporučení se obecně zaměřují na konzumaci potravin s přirozeným obsahem vlákniny, a to právě z důvodu přítomnosti dalších doprovodných látek. Aby byly zajištěny co největší prospěšné účinky, měla by vláknina ve stravě pocházet z různých zdrojů (20, 73). Doporučení pro příjem vlákniny se ve světě značně liší. Pro Českou republiku je doporučován denní přívod vlákniny 30 g, což odpovídá hodnotám 3,8 g/mj, resp. 16 g/1000 kcal pro ženy a 2,9 g/mj, resp. 12,5 g/1000 kcal pro muže (118). Co se týká onemocnění diabetes mellitus, některé studie ukazují pozitivní výsledky spojené s vysokým přívodem vlákniny ve stravě. Stejně jako obecná populace, lidé s diabetem jsou povzbuzováni, aby volili stravu obsahující vlákninu, jako jsou luštěniny apod. Podle American Diabetes Association (2007) chybí důkazy, které by ve srovnání s obecnou populací doporučovaly vyšší přívod vlákniny pro diabetiky (91). Další výzkum je potřeba, aby důkazy o konkrétních prospěšných účincích vlákniny byly zcela přesvědčivé. V současné době nejsou data dostatečná pro tvorbu specifických doporučení, co se týká ideálního zastoupení jednotlivých komponent vlákniny ve stravě (20, 53, 73). 73

74 7.3 Glykemický index Glykemický index (glycemic index GI) je kvantitativním hodnocením stravy, které je založeno na postprandiálních změnách hladiny glukózy v krvi. Je definován jako plocha pod křivkou představující postprandiální glykemii po požití testované potraviny s obsahem 50 g sacharidů, která je vyjádřená v procentech odezvy na požití stejného množství sacharidů pocházejících ze standardní (referenční) potraviny (81, 108, 143, 167). Skóre vyšší než 70 je považováno za vysoký glykemický index stravy, naopak hodnoty nižší než 55 za nízký glykemický index stravy. Tyto potraviny poskytují díky pomalému trávení a absorpci sacharidů postupný nárůst hladin glukózy a inzulinu v krvi, mají tak příznivý vliv na glukózovou toleranci, což je spojováno s účinky prospěšnými pro zdraví (81, 143, 149). Záleží tedy nejen na obsahu sacharidů ve stravě, ale také na jejich typu. Obecně lze říci, že strava bohatá na rozpustnou vlákninu má nízký glykemický index. Tento faktor však nesouvisí pouze s obsahem vlákniny, navíc některé potraviny s vysokým obsahem vlákniny mají vysoký glykemický index. Glykemický index stravy může být ovlivněn mnoha dalšími faktory. Je to například velikost částic, viskozita, obsah tuku ad. Dále je třeba upozornit, že nelze doporučovat pouze stravu s nízkým glykemickým indexem (může být například bohatá na tuky, především na nasycené mastné kyseliny). Koncept glykemického indexu musí být vždy zahrnut do uvažování o celkovém složení stravy (11, 24, 49, 167). S glykemickým indexem souvisí další ukazatel: glykemická nálož (glycemic load - GL). Tuto hodnotu získáme vynásobením hodnoty glykemického indexu dané potraviny množstvím sacharidů, které jsou obsaženy v typické porci, a následným vydělením 100. Hodnota GL vyšší než 20 je považována za vysokou, nižší než 10 za nízkou (81, 143, 167). Glykemická nálož je významnější indikátor celkové glykemické odpovědi, protože bere v úvahu jak kvalitu (GI), tak množství obsažených sacharidů (98). Nízké hodnoty glykemického indexu a glykemické nálože vybraných druhů luštěnin dokládá tabulka (Tab.21.). Luštěniny mají relativně nízkou glykemickou odezvu, a to jak u lidí zdravých, tak u diabetiků. Podílí se na tom především vláknina potravy a struktura škrobu (vysoký podíl amylózy), což ovlivňuje míru, s jakou je glukóza uvolňována a následně absorbována z tenkého střeva (108, 149). Obsažená vláknina zvyšuje viskozitu tráveniny a zpomaluje vyprazdňování žaludku. Významnou úlohu zde také může mít obsah 74

75 proteinů. Na glykemický index luštěnin mohou mít vliv interakce s dalšími složkami semen, které mohou vázat škrob, působit jako přirozené inhibitory α-amylázy a α-glukosidázy, a ovlivňovat tak hladiny glukózy v krvi. Luštěniny mohou významně přispívat ke snížení glykemického indexu stravy (108, 137, 149). Tab.21. GI a GL vybraných druhů luštěnin (47) Druh luštěnin GI (glukóza) GL (na porci=150 g) Fazole (vařené) 29 ± 9 9 Hrách kravský (vařený) 42 ± 9 13 Cizrna (vařená) 28 ± 6 8 Kidney beans (vařené) 28 ± 4 7 Kidney beans (konzervované) 52 9 Čočka 29 ± 1 5 Čočka červená (vařená) 26 ± 4 5 Fazole mungo (vařené) 31 5 Fazole mungo (naklíčené) 25 ± 4 4 Fazole mungo 42 ± 5 7 (vařené za vysokého tlaku) Hrách (vařený) 22 2 Sója (vařená) 18 ± 3 1 Sója (konzervovaná) 14 ± 2 1 Nízké koncentrace postprandiální glukózy v krvi a nízký glykemický index jsou spojovány se snížením rizika rozvoje takových chronických onemocnění, jako je diabetes mellitus, obezita a kardiovaskulární onemocnění (81, 108) Glykemický index a diabetes mellitus Původně byl GI používán především jako pomůcka při výběru potravin u diabetiků, v poslední době má však širší využití (167). Důkazy pro snížení rizika rozvoje diabetu mellitu 2. typu jsou silnější v případě posuzování přívodu vlákniny, než pro samotný glykemický index stravy. Lidé, konzumující stravu s vysokým glykemickým indexem a s nízkým obsahem vlákniny potravy, mají mnohem vyšší riziko rozvoje tohoto onemocnění, než lidé stravující se opačným způsobem. Prospěšnou úlohu viskózní vlákniny, jejímž významným zdrojem jsou také luštěniny, ve zlepšování glykemické odezvy potvrzují výsledky meta-analýz intervenčních studií. 75

76 Předpokládá se, že strava složená z potravin s nízkým glykemickým indexem zvyšuje inzulinovou senzitivitu u pacientů s onemocněním diabetes mellitus 2. typu a může vést k poklesu požadavku na inzulin (11, 20, 24, 49, 122, 149). Tato strava může přispívat ke snížení jak postprandiální hladiny glukózy v krvi, tak inzulinu. Luštěniny a strava s nízkým GI obecně mají potenciál mírně zlepšit střední až dlouhodobou glykemickou kontrolu (snížení HbA1c nebo fruktosaminu v krvi, snížení frekvence epizod hyperglykemie), pokud jsou konzumovány samostatně, nebo v kombinaci s dalšími intervencemi vedoucími ke snížení GI stravy nebo zvýšení přívodu vlákniny (51, 59, 122, 137). Konzumace luštěnin je proto podporována doporučeními Evropské (EASD), Kanadské (CDA) a Americké (ADA) společnosti pro diabetes (137). ADA uvádí, že celkové množství sacharidů ve stravě je obecně silnějším prediktorem odezvy glukózy v krvi, než GI. Základem zůstává vyrovnaný příjem sacharidů. Sledování GI potravin však může mít přídatný prospěšný efekt pro dosažení cílových hodnot glukózy v krvi (5). Podle evropských doporučení pro pacienty s diabetem mellitem 2. typu by většina energie měla pocházet z kombinace sacharidů a mononenasycených mastných kyselin, se zvláštním přihlédnutím k sacharidům s nízkým GI (122). Česká diabetologická společnost (ČDS) doporučuje pro správný výběr potravin porovnávat podle glykemického indexu potraviny v rámci jedné sacharidové skupiny (např. skupiny zahrnující mlýnské a pekárenské výrobky ad.). Nedoporučuje však hodnotit potraviny pouze podle glykemického indexu, ale vždy současně s dalšími charakteristikami. ČDS uvádí, že pro jednoznačné využití konceptu glykemického indexu v dietě nejsou dostatečné vědecké důkazy (25). GI může mít význam především u obézních diabetiků, protože strava s nízkým GI zvyšuje nasycenost (satiety) a usnadňuje kontrolu příjmu potravy. Nezávisle na hodnotě GI, sacharidové potraviny s vysokým obsahem tuku a/nebo fruktózy jsou pro diabetiky nevhodné (122) Glykemický index a kardiovaskulární onemocnění Předmětem zkoumání je také vliv stravy s nízkým glykemickým indexem na plazmatické koncentrace celkového cholesterolu, LDL cholesterolu a triglyceridů. Review 13 studií prokázalo snížení hladiny triglyceridů (o 5 20 %), LDL cholesterolu (o více než 5 %) a poměru celkového cholesterolu ku HDL frakci (o více než 5 %). Dále se uvažuje o vlivu 76

77 na snížení hladin neesterifikovaných mastných kyselin v krvi, na zlepšení fibrinolytické aktivity a tvorby oxidativního stresu. Podobné účinky naznačují výsledky obdobných epidemiologických a prospektivních studií. Existují však další studie, které tento vztah neprokazují. Význam glykemického indexu a nálože pro léčbu a prevenci kardiovaskulárních onemocnění tedy není podporován jednoznačnými důkazy. Větší účinky lze očekávat u lidí s inzulinovou rezistencí (11, 24, 49, 122, 149) Glykemický index a rakovina tlustého střeva Výživové faktory mají pravděpodobně velký význam v rozvoji tohoto onemocnění. Některé studie typu případů a kontrol ukázaly, že může existovat vztah mezi stravou s vysokým glykemickým indexem nebo glykemickou náloží a rizikem rakoviny tlustého střeva a rekta. Následné prospektivní studie však tato zjištění většinou nepodporovaly. Pro vyvození závěrů existuje málo dostupných dat zabývajících se touto problematikou (11, 24, 80) Shrnutí Meta-analýza 37 prospektivních studií ukazuje zjištění, že strava s nízkým glykemickým indexem nebo náloží poskytuje podobnou ochranu před rozvojem chronických onemocnění souvisejících s životním stylem, jako strava s vysokým obsahem vlákniny (11). Pravděpodobné mechanismy přispívání stravy s nízkým glykemickým indexem ke snížení rizika těchto onemocnění jsou následující. Strava s vysokým glykemickým indexem vede k vyšším hladinám glukózy v krvi a vyšší poptávce po inzulinu. Chronicky zvýšené hladiny inzulinu v krvi mohou vést k poškození funkce β-buněk pankreatu, a v důsledku toho ke zhoršené glukózové toleranci. Dále lze předpokládat možné působení na rozvoj inzulinové rezistence přes hladiny glukózy, volných mastných kyselin a sekreci kontraregulačních hormonů. Vysoké koncentrace glukózy a inzulinu jsou spojeny s rizikovými faktory kardiovaskulárního onemocnění. Výraznější prospěšné účinky byly pozorovány u stravy s nízkým glykemickým indexem než u stravy s nízkou glykemickou náloží (11). Důkazy nasvědčují pozitivnímu vztahu mezi stravou s vysokým GI a GL a biomarkerů hyperinsulinemie, DM 2. typu, rakoviny tlustého střeva a rekta (především u mužů) a markerů zánětu (např. CRP) (57). 77

78 Zda klást velký důraz na glykemický index stravy zůstává stále kontroverzní, především kvůli praktické stránce. Teoreticky může strava s nízkým glykemickým indexem omezovat výběr potravin a zvyšovat přívod tuku. To se však nepotvrdilo ve studii, která porovnávala složení stravy u dětí s onemocněním diabetes mellitus 1. typu, které dodržovaly stravu s nízkým glykemickým indexem, a u dětí, které dodržovaly pouze pravidelné rozdělení sacharidů během dne (51, 81). Využití znalosti glykemického indexu potravin je dále zkoumáno u snižování nadváhy a obezity. Některé studie potvrzují, že lidé konzumující potraviny s nízkým glykemickým indexem mají větší úbytky hmotnosti a tukové hmoty, ale také výraznější zlepšení v krevních lipidových profilech, než je tomu u kontrolní skupiny. Při dodržování tohoto způsobu stravování vzniká menší potřeba omezování příjmu potravy, pokud jsou přednostně konzumovány sacharidy s nízkým glykemickým indexem. Toto tvrzení je však třeba podpořit dalšími důkazy (81, 108, 147). Výběr vhodných na sacharidy bohatých potravin by mohl představovat součást strategie v prevenci a léčbě chronických metabolických poruch (122). 7.4 Prospěšné účinky dalších látek Fytáty Nedávné studie odhalily antioxidační vlastnosti fytátů, které jsou zkoumány ve vztahu k rakovině prsu, prostaty a tlustého střeva. Předpokládá se také jejich podílení se na snižování hladin cholesterolu a dalších lipidů v krvi (pravděpodobně díky jejich výskytu ve stravě s vysokým obsahem vlákniny) (19, 45, 66, 93, 98, 124, 160). Potenciální antikancerogenní účinky mají také metabolické produkty fytátů: inositolpentafosfát (IP 5 ) a inositolhexafosfát (IP 6 ) (124). Velká observační studie NHSII (Nurses' Health Study II) ukázala, že u mladých žen jsou fytáty ve stravě spojeny se snížením incidence tvorby ledvinných kamenů (91). Saponiny Spektrum biologického působení těchto látek je široké. Epidemiologické studie naznačují, že by saponiny mohly hrát určitou roli v prevenci rakoviny, ale také tvořit nerozpustné komplexy s cholesterolem, a tímto způsobem bránit jeho vstřebávání ve střevě. Navíc mohou 78

79 některé saponiny zvyšovat exkreci žlučových kyselin, což je nepřímý způsob snižování hladin cholesterolu krvi (124). Dále se uvažuje o antioxidačních a antivirálních účincích, nebo také o anabolických účincích na kostní hmotu. Ve vysokých koncentracích však mohou být tyto látky škodlivé a způsobovat poškození buněk (apoptózu nebo disrupci buněčných membrán) (74, 98). Nestravitelné oligosacharidy Oligosacharidy luštěnin jsou zkoumány i pro své příznivé účinky na zdraví člověka. Byly rozpoznány jako prebiotika: po bakteriální fermentaci poskytují mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA short fatty acids). Ukázalo se, že mají pozitivní vliv na růst bifidobakterií a laktobacilů v tlustém střevě, naopak potlačují růst enterobakterií. Poukazuje se také na možné účinky na snižování hladiny potenciálně karcinogenních N-nitrososloučenin ve střevě. Předmětem zkoumání je vztah přítomnosti oligosacharidů ve stravě k prevenci kolorektálního karcinomu a dalších onemocnění tlustého střeva (3, 66, 93, 125, 130, 138). Alkaloidy Alkaloid z lupiny má schopnost zvyšovat sekreci inzulinu v případě relativně vysokých hladin glukózy. Tato látka by tedy teoreticky mohla najít využití v léčbě onemocnění diabetes mellitus 2.typu. Alkaloidy bobu obecného vykazují antimalarické účinky (124). Fytosteroly a stanoly V potravinách přirozeně se vyskytující fytosteroly se liší od cholesterolu pouze strukturou postranních řetězců. Díky tomu steroly/stanoly brání absorpci cholesterolu v tenkém střevě (signifikantně snižují influx cholesterolu a stimulují jeho efflux přes membránu kartáčového lemu). Doporučený denní přívod rostlinných stanolů je 2-2,3 g (to je asi 10krát více, než je jejich průměrný přívod běžnou stravou), což je ekvivalentní 3,2-3,7 g esterů stanolů. Takové množství stanolů či sterolů přijímaných každodenně z obohacovaných potravin může vést ke snížení hladiny cholesterolu v krvi. Průměrné snížení je o 7-10,5 % u lidí konzumujících 1,5-2,4 g rostlinných sterolů nebo stanolů každý den. Účinku je dosaženo během prvních dvou až tří týdnů a přetrvává dlouhodobě (35, 41, 74, 118, 154). Zkoumány jsou dále možné antikancerogenní účinky, vliv na hyperplazii prostaty a stimulaci plazminogen-aktivující faktoru (74). 79

80 Další látky Také inhibitorům proteáz a lektinům jsou připisovány antioxidační a antikancerogenní účinky (118, 74). Neopominutelné jsou dále prospěšné účinky mnoha esenciálních látek, které luštěniny do stravy přinášejí (jako jsou jednotlivé vitaminy, minerální látky a stopové prvky). Jejich podrobný rozbor však přesahuje rámec této práce. Shrnutí Pro mnoho bioaktivních látek nacházejících se v rostlinách neexistují dostatečné údaje o jejich obsahu v potravinách, biologické dostupnosti a působení v organismu. Nejsou známá kritéria pro jejich optimální přívod, mnoha z nich jsou navíc při vysokých koncentracích experimentálně prokázány toxické účinky. Jednoznačně proto platí, že vhodnější je přívod těchto látek přirozenou stravou, než ve formě doplňků stravy. V případě většiny těchto přípravků neexistují jednoznačné důkazy o biologické dostupnosti, preventivních prospěšných účincích a zdravotní nezávadnosti (118). Výjimkou jsou rostlinné steroly, u nichž byly prokázány prospěšné účinky a byl stanoven optimální přívod (33). 7.5 Konzumace luštěnin a neinfekční onemocnění hromadného výskytu Jak již bylo popsáno výše, luštěniny patří mezi potraviny obsahující významné nutriční faktory, které mohou přispívat k udržování zdraví. Jedná se především o proteiny, vlákninu (včetně oligosacharidů), vitaminy (např. kyselina listová, vitamin E), minerální látky (např. selen) a další bioaktivní látky, jako jsou saponiny a polyfenoly. Tento synergistický účinek nutritivních a nenutritivních látek je pravděpodobně příčinou toho, proč se ukazuje, že je konzumace luštěnin zdraví prospěšná a může působit protektivně proti rozvoji kardiovaskulárního onemocnění, rakoviny prsu, tlustého střeva, dalších typů rakoviny a diabetu (85, 98). Zařazení luštěnin do jídelníčku přispívá ke zvýšení jeho kvality (nízký obsah tuku, naopak vysoký přívod proteinů a bioaktivních látek). Významný je také vliv na glykemii a cholesterolemii. Dále se popisuje snížení markerů oxidativního stresu při konzumaci stravy bohaté na luštěniny. Navíc luštěniny obsahují relativně málo sodíku, naopak jsou dobrým 80

81 zdrojem dalších minerálních látek a vitaminů, což může přispívat ke snižování rizika hypertenze (12, 13, 59). Ukazuje se tedy inverzní vztah mezi přívodem luštěnin a rizikem kardiovaskulárního onemocnění (12, 85). Hypocholesterolemický účinek luštěnin (nejen sóji) potvrzují některé meta-analýzy randomizovaných kontrolovaných studií (13, 173). Například denní příjem 130 g vařených fazolí pinto ve 12 týdenní randomizované kontrolované studii vedl ke snížení celkového cholesterolu o 8 % u zdravé populace a o 4 % u skupiny s metabolickým syndromem (173). Zvýšení přívodu luštěnin tak může být součástí dietního přístupu primární prevence kardiovaskulárního onemocnění u obecné populace (12, 85). Existují omezené důkazy (většinou ze studií případů a kontrol) nasvědčující, že luštěniny chrání proti rakovině žaludku a prostaty (167). Zkoumán je také vliv na rakovinu horní části gastrointestinálního traktu (10). V intervenčních studiích vedlo zvýšení přívodu celozrnných obilovin, luštěnin, ovoce a zeleniny ke zlepšení glykemické odezvy. Při nahrazení potravin s rychle se uvolňujícími sacharidy celozrnnými obilovinami a luštěninami se očekává zlepšení kontroly glykemie u obou základních typů diabetu mellitu a snížení incidence diabetu mellitu 2. typu (161). Kombinace takových potravin se zdá být výhodnější, než nezávislé zvýšení vlákniny ve stravě. Může se podílet na upravení glukózového, lipidového a lipoproteinového metabolismu u lidí s diabetem i u zdravých lidí. Příjem zeleniny, luštěnin a ovoce byl spojen se sníženým rizikem mortality všech příčin a kardiovaskulárního onemocnění v diabetické populaci. Rozsah, jakým intaktní struktura celých zrn obilovin a luštěnin přispívá k prospěšným účinkům v prevenci a managementu diabetu, zbývá kvantifikovat (106, 161). Onemocnění diabetes mellitus 2. typu je velmi často spojeno s nadváhou a obezitou. Strava bohatá na ovoce, zeleninu a luštěniny může diabetickým pacientům pomoci při redukci hmotnosti. Bylo prokázáno, že již mírný pokles hmotnosti zlepšuje senzitivitu k inzulinu a snižuje riziko kardiovaskulárního onemocnění spojeného s DM 2. typu (106). Při konzumaci stravy s nízkým glykemickým indexem bohaté na luštěniny (1,5 šálku) a vlákninu (40 g denně) bylo pozorováno signifikatní snížení koncentrací leptinu nalačno (174). Leptin za normálních okolností usnadňuje utilizaci glukózy a zlepšuje inzulinovou senzitivitu. Zvýšené hladiny leptinu v krvi, neboli hyperleptinemie, však korelují s inzulinovou rezistencí a dalšími složkami metabolického syndromu včetně obezity, 81

82 hyperlipidemie a hypertenze. Mohou být nezávislým rizikovým faktorem pro rozvoj kardiovaskulárního onemocnění (67, 119). V USA je doporučována konzumace 2,5 3,5 šálků (1 porce = půl šálku) luštěnin za týden. Pro úpravu stravy při léčbě obezity může být výhodné konzumovat luštěniny v množství kolem čtyř porcí za týden (59). Data z National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) z období let však ukazují, že průměrná konzumace luštěnin u dospělých je 0,1 0,3 porce za den. Doporučení týkající se spotřeby luštěnin dodržuje méně něž třetina populace. Při srovnání spotřeby luštěnin u mužů a žen (s ohledem na energetický příjem) nebyl nalezen signifikantní rozdíl (98). Podle výživových doporučení určených pro obyvatelstvo České republiky by měly být luštěniny zařazovány do jídelníčku alespoň jedenkrát za týden, což by mělo vést ke zvýšení spotřeby luštěnin jako bohatého zdroje kvalitních rostlinných bílkovin s nízkým obsahem tuku, nízkým glykemickým indexem a vysokým obsahem ochranných látek (33, 140). Luštěniny by tak měly nahradit část tučného masa a masných výrobků ve stravě (95). Názornou formou doporučení je potravinová pyramida (viz. I. příloha). V rámci potravinové pyramidy náleží luštěniny do skupiny zahrnující potraviny bohaté na bílkoviny: ryby, maso, drůbež a vejce. Potraviny z této skupiny by měly být obecně konzumovány v množství 1-2 porce denně. Jednu porci luštěnin představuje například miska sójových bobů, nebo porce sójového masa (95). Strava založená na kombinaci různorodých potravin je nejlepší cestou pro zajištění optimálního množství jednotlivých makronutrientů, mikronutrientů a dalších bioaktivních látek (74). 82

83 8 POTENCIÁLNÍ ZDRAVOTNÍ RIZIKA 8.1 Alergenicita Nejčastějšími alergiemi na luštěniny je bezesporu alergie na arašídy či sóju. Prevalence alergie na sóju je odhadovaná na 0,5 % v celé populaci a 3-6 % mezi alergickými dětmi. Alergenní potenciál však mohou mít také další druhy, například lupina. Některé druhy luštěnin vykazují zkříženou alergenicitu s arašídy: sója, hrách, lupina, fazole mungo a další. Také čočka a cizrna mohou způsobovat zkříženou alergii, většinou u dětí mladších 4 let. Alergenní potenciál luštěnin může být značně snížen tepelnou úpravou či fermentací. Obecně patří mezi hypoalergenní produkty ze sóji vařené sójové boby, tofu a fermentovaná sójová pasta (miso). Někteří lidé však mohou být alergičtí na vařené luštěniny, jsou zde tedy velké interindividuální rozdíly. Tepelné ošetření obvykle nesnižuje alergenní potenciál u arašídů (20, 36, 157). Seznam nejvíce alergizujících potravin se mění země od země podle stravovacích zvyklostí a tradic obyvatel. Není tedy překvapující, že nacházíme obrovskou populaci citlivou na luštěniny v Indii. Luštěniny mohou indukovat IgE zprostředkovanou reakci. Klinické reakce jsou podobné těm pozorovaným u ostatních hlavních alergenů v potravě, například mléka a vejce. Alergie na luštěniny může postihovat všechny cílové orgány jako je gastrointestinální trakt, respirační trakt a kůže. Projevy mohou hraničit od rinitidy, přes otékání hrdla, až po anafylaxi, což je život ohrožující stav. Alergické reakce na některé druhy luštěnin jsou v literatuře popsány méně, než je tomu u jiných druhů. Studie se většinou zaměřují na takové luštěniny, jako je cizrna a čočka, nebo sója a arašídy. Alergie na cizrnu je popisována ve Španělsku, kde je hojně konzumována, zatímco alergie na čočku je běžnější v oblasti Středomoří (36, 97, 145). Na sóji založené kojenecké formule jsou někdy podávané dětem, které trpí alergií na bílkovinu kravského mléka. U těchto dětí se však může současně rozvinout také alergie na sóju, proto se tento postup raději nedoporučuje. Nicméně je zřejmé, že pro děti, které nejsou výlučně kojeny a jsou na veganské stravě, je formule na bázi sóji jedinou dostupnou volbou (166). 83

84 Panel odborníků EFSA předpokládá, že není velmi pravděpodobné, že by fytosteroly získané přečištěním sójového oleje a následným zpracováním mohly způsobit těžkou alergickou reakci u většiny jedinců alergických na sóju. Nicméně je potřeba více klinických informací a použití senzitivnějších analytických metod (36). 8.2 Plísně a mykotoxiny Co se týká kontaminace plísněmi a následné tvorby mykotoxinů, nejnáchylnější jsou plody podzemnice olejné, sójové boby a výrobky z nich. Největší hrozbou jsou aflatoxiny, produkované jako sekundární metabolity plísní Aspergillus flavus a Aspergillus parasiticus. Plísně rodu Aspergillus jsou považovány za slabé rostlinné patogeny, nicméně mohou napadat poškozená semena (v důsledku sucha, nadměrné teploty, nebo působením hmyzu), a to jak na poli, tak během skladování. Pokud již byly aflatoxiny v potravině vytvořeny, jejich eliminace je velmi obtížná. Ačkoli mohly být plísně během zpracování zničeny a odstraněny, odolné aflatoxiny často zůstávají ve finálním produktu. Překročí-li hladiny těchto látek povolené limity, potraviny by neměly být použity ke krmení nebo pro lidskou výživu. Aflatoxiny mohou mít silné karcinogenní či imunosupresivní účinky. Projevy však závisejí na dávce a době expozice. Děti jsou obecně mnohem náchylnější, než dospělí (22, 76, 77, 96, 145). Růst plísní a tvorba mykotoxinů byly zkoumány také u dalších druhů luštěnin. Výzkum u některých z nich ukázal inhibiční účinky (čočka, hrách, cizrna, bob obecný). Arašídy naopak podporují růst plísní a tvorbu mykotoxinů. Přestože sójové boby jsou také rizikovou potravinou, uvádí se, že zde mohou existovat určité obranné mechanismy proti růstu plísní rodu Aspergillus a produkci aflatoxinů (22, 76, 148). To, zda budou luštěniny kontaminovány, záleží nejen na podmínkách a době skladování. Jak již bylo zmíněno, velkou roli zde hraje poškození semen. Důležité je již zacházení s plodinami před sklizní a vhodné načasování sklizně. Opodstatnění má dále posklizňové ošetření (použití přírodních a chemických látek, ozáření). Skladování musí být prováděno za vhodných podmínek a materiál musí být podrobován kontrole (77). Ve skladovacích prostorách bývají luštěniny napadány (kromě rodu Aspergillus) nejčastěji plísněmi rodu Rhizopus. V důsledku toho dochází k ovlivnění složení napadených semen, například k poklesu obsahu sacharidů, proteinů, k hydrolýze tuku na volné mastné kyseliny a glycerol 84

85 apod. Dalším projevem může být ztráta klíčivosti. Kontaminace plísněmi tedy znamená nejen zdravotní riziko, ale také snížení nutriční hodnoty luštěnin (14). Správným způsobem skladování a manipulací lze však tato rizika zcela eliminovat (76, 145). V České republice je realizován dlouhodobý program monitoringu cizorodých látek v potravních řetězcích. Na základě toho lze říci, že v našich potravinách je velmi nízký výskyt cizorodých látek. Jsou tedy pro spotřebitele bezpečné (70). Členské státy Evropské unie spojuje Systém rychlého varování pro potraviny a krmiva (Rapid Alert System for Food and Feed - RASFF), který slouží k oznamování rizika pro lidské zdraví. Pokud některé z kontaktních míst RASFF získá informaci o takovém riziku, je povinno okamžitě kontaktovat Evropskou komisi, která všechna příchozí hlášení vyhodnocuje a předává je dále všem členům RASFF (72). Kontrola obsahu cizorodých látek v luštěninách se zaměřuje také na pesticidy. V roce 2011 byl například v Německu odhalen vysoký obsah herbicidu glyfosátu v čočce a dalších luštěninách původem z Turecka (71). 8.3 Další rizika Konzumace luštěnin není vhodná u určitých typů onemocnění pro jejich nadýmavé účinky, kde je potřeba strava šetřící, a nedoporučuje se také lidem trpícím dnou pro relativně vysoký obsah purinů (145). Co se týká extrémní konzumace sóji a výrobků z ní, na místě je opatrnost především u některých skupin obyvatelstva (např. u dětí, starších lidí, těhotných a kojících žen). Úplná náhrada mléka sójovými nápoji a masa analogickými sójovými výrobky není vhodná. Jak již bylo zmíněno, je zde riziko nedostatečného přívodu některých živin a poškození antinutričními a přírodními toxickými látkami v sóji obsaženými (34, 114). Pro obsah obdobných látek je rizikové požívání luštěnin v syrovém stavu. Účinky tzv. antinutričních látek jsou podrobněji zmíněny v podkapitole 3.2 (viz. str.31), konkrétně se jedná především o inhibitory proteáz a amyláz, lektiny a kyanogenní glykosidy. Požívání těchto látek může vést až poškození tkání (74). Jak již bylo zmíněno, sója luštinatá patří mezi plodiny, které bývají nezřídka geneticky modifikovány. Jako taková může být uváděna i na trh Evropské Unie (EU), kde se nejčastěji setkáme se sójovým olejem, vyrobeným z geneticky modifikovaných (GM) rostlin. Laická 85

86 veřejnost GM potraviny často nevnímá jako potraviny bezpečné a zdravotně nezávadné. Všechny takto upravené potraviny však musí projít složitým a velmi náročným systémem schvalování platným pro celou Evropskou Unii. Testuje se například stabilita modifikovaného genu, toxicita proteinu, který vzniká jeho expresí, alergenicita apod. Předpokladem pro schválení GM potraviny je stejná bezpečnost, výživová hodnota a zdravotní nezávadnost jako je u srovnatelného konvenčního výrobku. GM potraviny se tak stávají nejprověřenějšími potravinami na trhu a nejsou zdravotním rizikem (69, 156). 86

87 II. PRAKTICKÁ ČÁST 9 DOTAZNÍKOVÉ ŠETŘENÍ O LUŠTĚNINÁCH 9.1 Úvod Luštěniny jsou potravinou, která je ze stravy často vynechávána nebo je opomíjena, přestože má pro konzumenty vysoký nutriční přínos a do pestrého jídelníčku rozhodně patří. Výhodou některých druhů luštěnin je nízká cena, na druhou stranu však konzumenty může odrazovat mnohdy náročnější příprava a potíže s nadýmáním. 9.2 Cíl práce Cílem praktické části práce je zjistit, jaké znalosti má vybraný vzorek populace o složení, prospěšných účincích, zdravotních rizicích a doporučeních týkajících se luštěnin. Pozornost je zaměřena také na výrobky z luštěnin, kterých je na trhu velká nabídka. Práce se dále zaměřuje na zjišťování spotřeby, obliby a způsobů úpravy luštěnin. Dílčí cíle práce: 1. Zjistit znalosti o luštěninách a porovnat je v kategoriích podle vzdělání, věku a pohlaví. 2. Zjistit, jestli existují rozdíly ve frekvenci konzumace luštěnin a výrobků z luštěnin mezi muži a ženami, v různých věkových kategoriích, v závislosti na vzdělání a BMI. 3. Zjistit, jak jsou vnímána rizika spojená s konzumací luštěnin. 4. Zjistit, jaké úpravy luštěnin (předcházející tepelné úpravě) jsou v domácnostech preferovány. 5. Zjistit, jsou-li luštěniny konzumovány pravidelně (alespoň jedenkrát za měsíc), případně zjistit důvody, proč nejsou. 6. Zjistit, v jaké formě jsou luštěniny nejčastěji konzumovány. 7. Porovnat oblíbenost jednotlivých pokrmů z luštěnin. 87

88 9.3 Hypotézy Hypotéza I H 0 Znalosti o luštěninách nejsou závislé na stupni dosaženého vzdělání. H A Znalosti o luštěninách jsou závislé na stupni dosaženého vzdělání. Hypotéza II H 0 Znalosti o luštěninách nejsou závislé na věkové kategorii. H A Znalosti o luštěninách jsou závislé na věkové kategorii. Hypotéza III H 0 Znalosti o luštěninách nejsou závislé na pohlaví. H A Znalosti o luštěninách jsou závislé na pohlaví. Hypotéza IV H 0 Frekvence konzumace pokrmů z luštěnin se neliší podle věkové kategorie. H A Frekvence konzumace pokrmů z luštěnin se liší podle věkové kategorie. Hypotéza V H 0 Frekvence konzumace výrobků z luštěnin se neliší podle věkové kategorie. H A kategorie. Frekvence konzumace výrobků z luštěnin se liší podle věkové Hypotéza VI H 0 Frekvence konzumace luštěnin a výrobků z luštěnin není závislá na pohlaví. H A na pohlaví. Frekvence konzumace luštěnin a výrobků z luštěnin je závislá Hypotéza VII H 0 Frekvence konzumace luštěnin a výrobků z luštěnin není závislá na BMI. H A Frekvence konzumace luštěnin a výrobků z luštěnin je závislá na BMI. 88

89 9.4 Metodika Sběr dat Šetření probíhalo v průběhu období únor až duben Sběr dat byl prováděn formou strukturovaného interview pomocí dotazníku (viz. III. příloha), který zahrnuje otevřené i uzavřené otázky. Dotazník je rozdělen na tři části. V první části je zjišťována úroveň znalostí respondentů o luštěninách, druhá část dotazníku je zaměřena na zjišťování spotřeby, úpravy a obliby luštěnin. Ve třetí části byly zaznamenány základní demografické údaje o respondentech Zpracování dat Ke statistickému zpracování a analýze dat byly použity programy Microsoft Excel 2007 a Statistica Version Popis souboru Anketním výběrem byly osloveny osoby starší 18 let žijící na území České republiky. Ke konečnému statistickému zpracování byla získána data od 180 respondentů ve věku let. Tab.22. Charakteristika souboru podle věku Obr.5. Charakteristika souboru podle věku Věk Celkový počet Zastoupení v procentech let 48 26,7 % let 46 25,6 % let 62 34,4 % 61 a více let 24 13,3 % Celkem ,0 % 34% 13% let let let 61 a více let 27% 26% 89

90 Tab.23. Charakteristika souboru podle pohlaví Pohlaví Celkový počet Zastoupení v procentech Muž 81 45,0 % Žena 99 55,0 % Celkem ,0 % Obr.6. Charakteristika souboru podle pohlaví Muž Žena 55% 45% Tab.24. Charakteristika souboru podle vzdělání Nejvyšší dosažené vzdělání Celkový počet Zastoupení v procentech Základní 8 4,5 % Střední odborné 29 16,1 % Středoškolské s maturitou 85 47,2 % Vyšší odborné 4 2,2 % Vysokoškolské 54 30,0 % Celkem ,0 % Obr.7. Charakteristika souboru podle vzdělání 32% 21% Základní + střední odborné Středoškolské s maturitou 47% Vysokoškolské + vyšší odborné 90

91 Tab.25. Charakteristika souboru podle BMI Hodnota BMI Celkový počet Zastoupení v procentech BMI < ,7 % BMI 20, ,0 % BMI 25, ,7 % BMI > ,7 % Celkem ,0 % Obr.8. Charakteristika souboru podle BMI 91

92 9.5 Výsledky Znalosti o luštěninách Druhy luštěnin Tab.26. Znalost druhů luštěnin Odpověď Absolutní četnost Relativní četnost Čočka ,3 % Fazole ,1 % Hrách ,9 % Sója 85 47,2 % Cizrna 70 38,9 % Bob obecný 14 7,8 % Podzemnice olejná 13 7,2 % Jiný druh 2 1,1 % Potravina nepatřící mezi luštěniny 2 1,1 % Lupina 1 0,6 % Obr.9. Znalost druhů luštěnin: procento respondentů, kteří jmenovali určitý druh luštěnin Nejčastěji uváděné odpovědi: čočka (98,3 %), fazole (96,1 %), hrách (93,9 %), sója (47,2 %), cizrna (38,9 %). 92

93 Obr.10. Znalost druhů luštěnin 66 % dotázaných prokázalo znalost alespoň čtyř druhů luštěnin. Nutričně nejhodnotnější druh luštěnin Obr.11. Nutričně nejhodnotnější druh luštěnin: procentuální zastoupení jednotlivých odpovědí Za nutričně nejhodnotnější jsou považovány především tyto druhy: čočka, fazole a sója. Znalost sóji jako luštěniny na nutrienty nejbohatší prokázalo 23,9 % dotázaných. 93

94 Zařazení luštěnin do potravinové pyramidy Obr.12. Znalost o zařazení luštěnin v rámci potravinové pyramidy V rámci potravinové pyramidy byly luštěniny zařazeny správně pouze v 19 % případů. Znalost výživových doporučení Obr.13. Procentuální zastoupení odpovědí na otázku: Jak často bychom měli podle výživových doporučení luštěniny konzumovat? 88,3 % respondentů označilo správně možnost, že bychom podle výživových doporučení měli luštěniny zařazovat do stravy alespoň jedenkrát týdně. 94

95 Znalost glykemického indexu luštěnin Obr.14. Zařazení luštěnin podle glykemického indexu 28% Nízký glykemický index 16% 56% Vysoký glykemický index Nevím 56 % respondentů považuje správně luštěniny za potravinu s nízkým glykemickým indexem. Znalost živin, kterých jsou luštěniny významným zdrojem Tab.27. Znalost živin obsažených v luštěninách Odpověď Absolutní četnost Relativní četnost Bílkoviny ,2 % Sacharidy 48 26,7 % Tuky 14 7,8 % Vitaminy 69 38,3 % Minerální látky a stopové prvky 56 31,1 % Vláknina 81 45,0 % 95

96 Obr.15. Znalost složení luštěnin zastoupení jednotlivých živin (procento respondentů, kteří uvedli danou odpověď) Luštěniny považuje za významný zdroj bílkovin 67,2 % respondentů. Znalost obsahu vlákniny Obr.16. Znalost o luštěninách jako zdroji vlákniny Za dobrý zdroj vlákniny označilo luštěniny 86 % dotázaných. 96

97 Znalost výrobků z luštěnin Obr.17. Výrobky z luštěnin procentuální zastoupení odpovědí Nejčetnější odpověď byla sójové maso, kterou uvedlo 61,7 % respondentů. Obr.18. Znalost výrobků z luštěnin Alespoň tři výrobky z luštěnin uvedlo 44 % dotázaných. 97

98 Rizika spojená s konzumací luštěnin Obr.19. Rizika spojená s konzumací luštěnin četnost odpovědí Za riziko při konzumaci luštěnin je nejčastěji považováno nadýmání a flatulence, a to v 78,3 % případů. Znalost přidávání luštěnin do pečiva Obr.20. Znalost přidávání luštěnin do pečiva 66 % respondentů uvedlo, že se setkali s přidáváním luštěnin (celých semen či mouky) do pečiva dostupného na trhu. 98